İki fazlı akış şartlarında ayrıştırıcıdaki damlacık hareketlerinin incelenmesi

Abstract

Günümüzde enerji kaynaklarının azalması ve buna bağlı olarak enerji maliyetlerinin artması bilim, teknoloji ve mühendislik uygulamalarında enerji verimliliği konusunda yüksek ivmeli gelişmeleri beraberinde getirmiştir. Enerji sektöründe faaliyet gösteren firmalar rekabet sürecinde var olabilmek için araştırma, geliştirme ve üretim aşamalarında hedeflenen düşük üretim maliyeti ve enerji tüketimi değerlerini elde etmeye yönelik yeni projeler geliştirmek zorunluluğunu hissetmektedir. Bu zorunluluk sonucunda birçok yenilikçi fikirlerin ve uygulamaların geliştirilmesi gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında iki fazlı akış şartlarında soğutma sisteminde buharlaştırıcı çıkısında dikey olarak konumlandırılan bir ayrıştırıcının etkinliği incelenmiştir. Tez çalışması altı ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri ve gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda hedeflenen sonuçlar incelenmiştir. İkinci bölümde konu ile ilgili olarak gerçekleştirilen kaynak araştırması sunulmuştur. Kaynak araştırması bölümünde ayrıştırıcılarda meydana gelebilecek iki fazlı akış rejimleri hakkında genel bir bilgilendirmenin ardından ayrıştırıcılar üzerinde iki fazlı akış karakteristiklerine yönelik olarak gerçekleştirilen görselleşme ve tasarım çalışmaları paylaşılmıştır. Üçüncü bölümde tez çalışmasında kullanılan deney düzeneği ve ekipmanları detaylı olarak anlatılmış, deneysel çalışmalarda izlenen yol açıklanmıştır. Dördüncü bölümde deneysel çalışmalar için hazırlanan prototip ayrıştırıcının ayrıştırma veriminin belirlenmesine yönelik olarak hızlı kamera ve görüntü analiz programıyla gerçekleştirilen damlacık çapı ve hızı ölçümlerinin sonuçları sunulmuştur. Beşinci bölümde boroskop ve görüntü analiz programı yardımıyla elde edilen ayrıştırıcı dolma eğrileri, hızlı kamera ile gerçekleştirilen damlacık çapı ölçümü ve sıcaklık ölçümlerinden yararlanarak oluşturulan matematiksel model paylaşılmıştır. Elde edilen eşitlikler ve akış hareketlerinin detaylı olarak gözlemlendiği ayrıştırıcı prototipi yardımıyla buharlaştırıcı çıkışında kuruluk derecesinin ve boşluk oranının zamana bağlı değişimi belirlenmiş, damlacıklar üzerine etkiyen net kuvvet yardımıyla sürükleme katsayısı belirlenmiştir. Tez çalışmasının altıncı ve son bölümünde elde edilen sonuçlar değerlendirilerek ileriki çalışmalara yönelik öneriler sunulmuştur.