Şekil 5.1 ‘de PPI-10 için deneysel olarak, Şekil 5.5 ‘de PPI-10 için ampirik olarak
geliştirilen Nusselt sayısı ile Reynolds sayısının değişimi verildi. Şekil 5.6’da ise deneysel sonuçlar ve geliştirilen ampirik bağıntıya göre PPI 10 için Reynolds ve Nusselt sayılarının değişimi gösterildi. Şekillerden görüldüğü gibi; 6.103<Red<9.104
değerleri arasında deneysel değerlerle, ampirik değerler tam olarak örtüşmektedir. Sadece yüksek Reynolds sayılarında çok az bir sapma meydana gelmektedir. Bu aralıkta elde edilen bağıntı için korelasyon katsayısı R= 0,977 ve bağıl hata % 9,72 olarak elde bulundu.
Şekil 5.2 ‘de PPI-20 için deneysel olarak, Şekil 5.7 ‘de PPI-20 için ampirik olarak
geliştirilen Nusselt sayısı ile Reynolds sayısının değişimi gösterildi. Şekil 5.8’de deneysel sonuçlar ve geliştirilen ampirik bağıntıya göre PPI 20 için Reynolds ve Nusselt sayılarının değişimi verildi. Şekillerden görüldüğü gibi; 5.103<Red<9.104
değerleri arasında deneysel değerlerle ampirik değerler tam olarak örtüşmektedir. Bu aralıkta elde edilen bağıntı için korelasyon katsayısı R= 0,985 ve bağıl hata % 9,71 olarak elde edildi. Şekilde görülen küçük sapmalar ölçüm hatalarından kaynaklanmaktadır.
Şekil 5.3 ‘de PPI-30 için deneysel olarak, Şekil 5.9 ‘da PPI-30 için ampirik
olarak geliştirilen Nusselt sayısı ile Reynolds sayısının değişimi verildi. Şekil
5.10’da ise deneysel sonuçlar ve geliştirilen ampirik bağıntıya göre PPI 30 için
Reynolds ve Nusselt sayılarının değişimi gösterildi. Şekillerden görüldüğü gibi;
6.103<Red<7.104 değerleri arasında deneysel değerlerle ampirik değerler tam olarak
örtüşmektedir. Sadece yüksek Reynolds sayılarında çok az bir sapma meydana gelmektedir. Söz konusu sapmalar ölçüm hatalarına bağlıdır. Bu aralıkta elde edilen bağıntı için korelasyon katsayısı R= 0,997 ve bağıl hata % 5.35 olarak elde edildi.
Şekil 5.4’de PPI 10 ,20 ve 30 için deneysel olarak Nusselt sayısı ile Reynolds
sayısının değişimi, Şekil 5.11’de ise PPI 10,20 ve 30 için geliştirilen ampirik bağıntıya göre Reynolds ve Nusselt sayılarının değişimi verildi. Şekilde görüldüğü gibi PPI-30’da, Nu sayısı değerlerinin PPI-10 ve PPI-20’ye göre daha büyük olduğu görüldü. Bunun nedeni, akışkan sürtünmesiyle ısı transferi arasındaki ilişkidir.
Şekil 5.12’de tüm deneysel sonuçlara göre PPI 10,20 ve 30 için Reynolds ve Nusselt
sayılarının değişimi, Şekil 5.13’te ise tüm deneysel sonuçlar ve geliştirilen ampirik bağıntılara göre PPI 10,20 ve 30 için Reynolds ve Nusselt sayılarının değişimi ve
Şekil 5.14’de toplam deney sonuçlara göre PPI 10,20, ve 30 için deneysel ve ampirik
Reynolds ve Nusselt sayılarının değişimi verildi. Görüldüğü gibi 5.103<Red<9.104
değerleri arasında deneysel ve ampirik sonuçlar tam olarak örtüşmektedir. Bu aralıkta elde edilen bağıntı için korelasyon katsayısı R=0,913 ve bağıl hata % 22 olarak elde edildi.
Şekil 5.15 PPI 10 için etkenlik ve hız değişimi, Şekil 5.16 PPI 20 için etkenlik
ve hız değişimi, Şekil 5.17 PPI 30 için etkenlik - hız değişimi ve Şekil 5.18 PPI 10, 20 ve 30 için etkenlik ve hız değişimi verildi. Şekillerden görüldüğü gibi her 3 sistem için de düşük hız değerlerinde etkenliğin yüksek olduğu, hızın artması ile birlikte etkenliğin düştüğü tespit edildi. Sebep olarak; düşük hızlarda soğuk
akışkanın sıcak akışkan temas yüzeyi ile daha fazla süreyle iletişimde bulunması, hız arttıkça temas süresinin azalması olarak ifade edilebilir. Belli bir
hızdan sonra etkenliğin sabit olduğu da tespit edildi. Ayrıca grafikler incelendiği zaman aynı çalışma aralığında PPI 30 ile yapılan deneylerde elde edilen etkenlik değerlerinin sırasıyla PPI 20’den yüksek PPI 10 ‘dan ise daha yüksek olduğu görüldü. Bunun sebebi olarak; akışkan sürtünmesi ile ısı transferi arasındaki ilişki söylenebilir. Gözenek sayısının artmasıyla birlikte, akışta türbülansın dolayısıyla da ısı transferinin artmasıdır.
Şekil 5.19’da PPI 10 için basınç düşümü ve hız değişimini, Şekil 5.20’de PPI 20
için basınç düşümü ve hız değişimini, Şekil 5.21’de PPI 30 için basınç düşümü ve hız değişimini, Şekil 5.22’de PPI 10, 20 ve 30 için basınç düşümü ve hız değişimini gösteren grafikleri verildi. Şekillerden de görüldüğü gibi düşük hızlarda basınç
düşümü düşük, hız arttıkça basınç düşümü yükselmektedir. Ayrıca yine grafikler incelendiğinde aynı çalışma aralığında; PPI 30 ile yapılan deneylerde ortaya çıkan basınç düşümü değerlerinin sırasıyla PPI 20’den yüksek PPI 10 ‘dan ise daha yüksek olduğu görüldü. Bunun sebebi; gözenek sayısının artmasıyla birlikte, akışta
türbülansın ve sürtünmenin artması sonuçta da basınç düşümünün artması şeklinde açıklanabilir.
Şekil 5.23’de deneysel değerlere göre PPI 10 için sürtünme faktörü ve Reynolds
değişimi, Şekil 5.24’de geliştirilen ampirik bağıntıya göre PPI 10 için sürtünme faktörü ve Reynolds değişimi, Şekil 5.25’de ise PPI 10 için deneysel sonuçlara ve geliştirilen ampirik bağıntıya göre Sürtünme - Reynolds sayısı değişimi verildi. Reynolds sayısının 5.103<Red<9.104 aralığında çalışıldı. Şekillerden görüldüğü gibi deneysel değerlerle çizilen grafiklerin ampirik değerlerle çizilen grafiklere göre çok az bir fark olduğu, hemen hemen örtüştüğü söylenebilir. Bu farklılık ölçüm hatasından kaynaklanabilir. Düşük Reynolds sayılarında sürtünme faktörünün yüksek, hız arttıkça sürtünme faktörünün düştüğü görüldü. Yüksek Reynolds sayılarında düşüşün yavaşladığı hatta belli bir değerde artışın ihmal edilebilecek seviyeye geldiği gözlendi. Bu aralıkta elde edilen bağıntı için korelasyon katsayısı
0,755 ve bağıl hata 0,60 olarak elde edildi.
Şekil 5.26’de deneysel değerlere göre PPI 20 için sürtünme faktörü Reynolds
değişimi, Şekil 5.27’de geliştirilen ampirik bağıntıya göre PPI 20 için sürtünme faktörü Reynolds değişimi, Şekil 5.28’de PPI 20 için deneysel sonuçlara ve geliştirilen ampirik bağıntıya göre sürtünme faktörü Reynolds sayısı değişimi verildi. Reynolds sayısının 5.103<Red<8.104 aralığında çalışıldı. Şekillerden görüldüğü gibi deneysel değerlerle çizilen grafiklerin ampirik değerlerle çizilen grafiklere göre çok az bir fark olduğu, neredeyse örtüştüğü söylenebilir. Bu sapma ihmal edilebilecek seviyededir ve farklılık ölçüm hatasından kaynaklanmış olabilir. Düşük Reynolds sayılarında sürtünme faktörünün yüksek, hız arttıkça sürtünme faktörünün düştüğü görülmektedir. Yüksek Reynolds sayılarında düşüşün yavaşladığı hatta belli bir değerde artışın ihmal edilebilecek seviyeye geldiği söylenebilir. Bu aralıkta elde edilen bağıntı için korelasyon katsayısı 0,553 ve bağıl hata 0,67 olarak elde edildi.
Şekil 5.29’de deneysel değerlere göre PPI 30 için sürtünme - Reynolds değişimi Şekil 5.30’de Geliştirilen ampirik bağıntıya göre PPI 30 için sürtünme - Reynolds
değişimi, Şekil 5.31’de PPI 30 için deneysel sonuçlara ve geliştirilen ampirik bağıntıya göre sürtünme - Reynolds sayısı değişimi verildi. Reynolds sayısının
5.103<Red<7.104 aralığında çalışıldı. Şekillerden görüldüğü gibi deneysel değerlerle çizilen grafiklerin ampirik değerlerle çizilen grafiklere göre neredeyse örtüştüğü söylenebilir. Bu sapma ihmal edilebilecek seviyededir farklılığın ölçüm hatasından kaynaklandığı düşünüldü. Düşük Reynolds sayılarında sürtünme faktörünün yüksek, hız arttıkça sürtünme faktörünün düştüğü görüldü. Yüksek Reynolds sayılarında düşüşün yavaşladığı hatta belli bir değerde artışın durduğu gözlendi. Bu aralıkta elde edilen bağıntı için korelasyon katsayısı 0,893 ve bağıl hata 0,218 olarak elde edildi.
Şekil 5.32’de Deneysel değerlere göre PPI 10, 20 ve 30 için sürtünme ve
Reynolds sayısı değişimi, Şekil 5.33’de Geliştirilen ampirik bağıntıya göre PPI 10, 20 ve 30 için sürtünme ve Reynolds sayısı değişimi, Şekil 5.34’de Tüm sistem için deneysel sonuçlara ve geliştirilen ampirik bağıntıya göre sürtünme ve Reynolds sayısı değişimi verildi. Eğriler incelendiğinde aynı çalışma aralığı için PPI 30 ile yapılan deneylerde elde edilen sürtünme faktörü değerlerinin sırasıyla PPI 20’den yüksek PPI 10 ‘dan ise daha yüksek olduğu görüldü. Bunun sebebi; gözenek sayısının artmasıyla birlikte, akışta türbülansın ve dolayısıyla da sürtünmenin artması şeklinde açıklanabilir. Bu aralıkta elde edilen bağıntı için korelasyon katsayısı 0,623 ve bağıl hata 0,751 olarak elde edildi.
BÖLÜM 7