Karşıt akışlı konik vorteks tüp karakteristiklerinin incelenmesi

Abstract

Vorteks tüpler dışarıdan herhangi bir kimyasal etki ve ısı transferi olmaksızın, basınçlı gaz akışını, sıcak ve soğuk olmak üzere iki ayrı akışa ayıran basit yapılı mekanik cihazlardır. Vorteks tüplerle ilgili deneysel çalışmaların büyük bir kısmı silindirik vorteks tüpler kullanılarak gerçekleştirilmiş olup konik vorteks tüplerin kullanıldığı çalışmaların sayısı oldukça sınırlıdır. Kurulan deney düzeneğinde, literatürde önerilen bir vorteks üreteci kullanılarak farklı koniklik açıları (ß=0÷6º), giriş basınçları (Pi=2÷5 bar), tüp uzunlukları(L/D=6÷12) ve tapa konumlarının(TK=L-5÷L+10) konik vorteks tüplerin performansına etkileri incelenmiştir. Vorteks tüplerin sıcak ve soğuk çıkışlarındaki akışkan sıcaklık farkları dikkate alınarak konik ve silindirik vorteks tüplerin performansları mukayese edilmiştir. Yapılan çalışmanın sonucunda vorteks tüplerin performansının kritik bir koniklik açısına kadar arttığı, bu açıdan sonra ise azaldığı görülmüştür. Elde edilen bulgulardan kritik koniklik açısı 2º olarak tespit edilmiştir. Tapa konumunun, incelenen diğer parametreler içinde vorteks tüp performansı üzerinde en az etkiye sahip olan parametre olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Enerji ayrışması, Konik vorteks tüp, Vorteks tüp, Vorteks üreteci.

Vortex tubes are simple devices, which splits compressed gas stream into one of the cold and the other hot stream without any chemical effect or heat transfer. A large part of the experimental studies on vortex tubes is performed by using a cylindrical vortex tubes, the number of studies using conical vortex tubes are very limited. In this study, the effects of the divergence angle(ß=0÷6º), input pressure (Pi=2÷5 bar), length to diameter ratio (L/D=6÷12), placement of the plug (TK=L-5÷L+10) on the performance of the vortex tube investigated by used a helical vortex generator suggested by the literature. Performances of the conical and cylindirical vortex tubes are compared, taking into account change of the differences between vortex tube inlet temperature and hot and cold outlet temperature. As a result of the work, performance of the vortex tubes increased up to a critical divergence angle and decreased thereafter. According to the findings optimum divergence angle has been identified as 2º. Position of the plug is parameter that is determined with the minimal impact on the performance of the vortex tube within the parameters. Keywords: Energy separation, Divergent vortex tube, Vortex tube, Vortex generator