Isı Transferi #30 | Yoğuşma Isı Transferi: Film Yoğuşması, Dik Plaka ve Yatay Boru

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Önceki derste sıvıyı kaynattık; sıvı buhara dönüştü. Bugün tersini göreceğiz: buhar soğuk bir yüzeyde sıvıya dönüyor. Sınavda soru şöyle gelir: 1 atm'de doymuş buhara bakan dik bir plaka 1.5 m yüksekliğinde, 2 m genişliğinde, yüzeyi 90 °C; saatte kaç kilogram su yoğuşur? Hepsini adım adım, her işlemi tek tek göstererek hesaplıyoruz. Bu derste: - Tek fikir: yoğuşmada ısıya en çok yüzeydeki sıvı filmi direnir. Film aşağı doğru kalınlaşır; film inceldikçe katsayı büyür, bu yüzden kısa yüzey, yatay boru ve damla yoğuşması daha iyidir. Sıvı özellikleri film sıcaklığında, gizli ısı h*_fg = h_fg + 0.68 c_p ΔT olarak alınır; film Reynolds sayısı önce varsayılır, sonra kontrol edilir. - Soru 1 (dik plaka, tam çözüm): 1.5 m × 2 m, buhar 100 °C, yüzey 90 °C. h*_fg ≈ 2 286 kJ/kg, Re ≈ 630.6 (laminer dalgalı, varsayım kontrol edildi), h ≈ 7120 W/m²K, Q ≈ 213.6 kW, yoğuşma ≈ 336 kg/sa. En sık hata Reynolds'a bakmadan dalgasız bağıntıyı kullanmak: %18 düşük çıkar. - Soru 2 (yatay boru, tam çözüm): D = 2 cm, boy 1 m, buhar 55 °C, yüzey 45 °C. h ≈ 11 216 W/m²K, Q ≈ 7047 W, ≈ 10.6 kg/sa. Aynı boru dik konulsa Re ≈ 184.7, h ≈ 6050: yatay konum ≈ 1.85 kat iyi (L/D = 50, eşik 2.77). Dört boruluk dikey sırada katsayı ≈ %29 düşer. En sık hata karakteristik uzunluk olarak çap yerine boyu almak: %62 düşük. - Soru 3 (kısa varyant, eğik plaka): aynı plaka düşeyden 60° eğilirse Re ≈ 521.9, h ≈ 5894 W/m²K: dik konumdan ≈ %17 az. Kısa yol (cos θ)^(1/4) çarpanı ≈ %1.6 farkla aynı sonucu verir. Bölümler: 0:00 Sınav sorusu 0:46 Kaynak kitap ve kapsam 1:08 Yoğuşmanın fiziği: film ve damla 2:00 Sıvı filmi, Nusselt analizi ve düzeltilmiş gizli ısı 2:56 Film Reynolds sayısı ve rejimler 3:49 Bağıntılar: dik, eğik, yatay boru, küre, demet 4:42 Tuzaklar: gizli ısı, özellik sıcaklığı, Reynolds, uzunluk 5:24 Soru 1: dik plakada film yoğuşması 6:07 Adım 1: özellikler ve düzeltilmiş gizli ısı 7:08 Adım 2: Reynolds varsayımı ve kontrol 8:13 Adım 3: katsayı, ısı ve yoğuşma hızı 9:12 Soru 1: sağlama ve en sık hata 10:08 Soru 2: yatay boruda yoğuşma 10:50 Adım 1–2: yatay boru katsayısı ve ısı 12:13 Adım 3: dik konumla karşılaştırma 13:26 Adım 4: boru demeti, sağlama ve en sık hata 14:33 Soru 3: eğik plaka 15:00 Soru 3: eğik plakada katsayı ve kısa yol 16:17 Özet 16:40 Kural ve sonraki ders Gelecek derste: ışınımın temelleri: ısı, araya madde girmeden de yol alır. Kaynak kitap: Y. A. Çengel, Heat Transfer: A Practical Approach, 2. baskı — Bölüm 10 (§10-4 ve sonrası) yoğuşma ısı transferi: film ve damla yoğuşması, Nusselt analizi, düzeltilmiş gizli ısı, film Reynolds sayısı ve rejimler, dik ve eğik plaka, dik boru, yatay boru, küre ve boru demetleri (konu sırası, problem tipleri ve kavramlar). Örnekler özgündür. Makine mühendisliği öğrencileri için Isı Transferi serisinin otuzuncu dersi.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.