R600a soğutkanlı soğutma devrelerinde kılcal boru akış karakteristiklerinin deneysel incelenmesi

Abstract

Soğutma sistemlerinde kullanılan soğutkanların ozon tabakasına verdikleri zararların ve yarattıkları küresel ısınma etkisinin büyüklüğü, özellikle son yıllarda yapılan bilimsel araştırmalarda ortaya konmaktadır. İnsanlığın geleceği için, uluslararası çapta çözüm platformları toplanmakta, dünya genelinde çevreci soğutkanlara geçilmesi doğrultusunda araştırma çalışmaları yapılmaktadır. Yapılan çalışmalarda, klor içeren halojenleştirilmiş hidrokarbonlar (CFC) ve Montreal Protokolü sonrasında kullanımı yaygınlaştırılan klorsuz tam halojenleştirilmemiş hidrokarbon soğutkanların (HFC) terk edilerek hidrokarbon esaslı soğutkanlara (HC) geçilmesi eğilimi önem kazanmaktadır. Çevreci hassasiyetin yanında termodinamik verim ve uygulanabilirlik konularında değerlendirmeler yapılmakta, alternatif soğutkanlar bu kriterlerde mukayese edilmektedirler. Mukayeseler sonucunda hidrokar bonesaslı R600a (izobütan) soğutkanı tüm açılardan kaliteli bir alternatif olarak görülmektedir. Alternatif soğutkanlara geçiş sürecinde, sistem bileşenlerinin yeniden boyutlandırılması ve arzulanan mekanik, ısıl özelliklerin elde edilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma, soğutma sistemlerinde basınç düşürücü eleman olarak görev yapan kılcal borunun R600asoğutkanlı sistemlerdeki akış karakteristiklerinin incelenmesini amaçlamaktadır. Fiziksel yapısındaki basitliğe karşın akış ve faz değişimi süreçleri oldukça karmaşık gerçekleşen kılcal borunun, soğutma sistemi çevrim şartları olan yoğuşturucu basıncı ve aşırı soğuma miktarı ile boyutsal özellikleri olan iç çap ve boya bağlı kütlesel debi değişimi, deneysel olarak belirlenmiştir. Kılcal borudan geçen kütlesel debiyi etkileyen değişkenler, Buckingham Ï teoremi kullanılarak boyutsuzlaştırılmıştır. Elde edilen boyutsuz değişkenler arasında, kütlesel debi ile aralarındaki deneysel bağımlılığın genelleştirilmesi amacıyla, doğrusal en küçük kareler regresyon algoritması kullanılarak bir ampirik korelasyon modeli üretilmiştir.