Isı Transferi #29 | Kaynama Isı Transferi: Kaynama Eğrisi, Rohsenow ve Kritik Isı Akısı

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Önceki derste bir fan açtık ve bir pencereden kaçan ısıyı hesapladık. Bugün akışkan faz değiştiriyor. Sınavda soru şöyle gelir: paslanmaz çelik bir tencerede su 1 atm'de kaynıyor, taban çapı 30 cm, tabanın iç yüzeyi 106 °C; suya ne kadar ısı geçer, saniyede ne kadar su buharlaşır? Hepsini adım adım, her işlemi tek tek göstererek hesaplıyoruz. Bu derste: - Tek fikir: kaynamada akıyı yüzey sıcaklığı değil aşırı ısınma (T_s − T_doy) belirler. Çekirdek kaynamada Rohsenow bağıntısıyla akı aşırı ısınmanın küpüyle büyür; özellikler doyma sıcaklığında. Kritik ısı akısı kaynama eğrisinin tepesidir ve yüzey katsayısı içermez; güç kontrollü ısıtıcıda aşılırsa çalışma noktası film kaynamasına sıçrar, yüzey çok ısınır (tükenme). - Soru 1 (paslanmaz tencere, tam çözüm): 1 atm su, taban çapı 30 cm, yüzey 106 °C (aşırı ısınma 6 °C). Rohsenow ile akı ≈ 30.4 kW/m², suya geçen ısı ≈ 2149 W, buharlaşma ≈ 0.952 g/s. Buharı iki katına çıkarmak için yüzey ≈ 107.6 °C yeter: akı farkın küpüyle büyür. - Soru 2 (yatay ısıtıcı çubuk, tam çözüm): 1 cm çap, 40 cm boy, parlatılmış paslanmaz çelik, 1 atm su. Kritik akı ≈ 1.017 MW/m², çubuğun verebileceği en büyük güç ≈ 12.78 kW, o anda yüzey ≈ 119.3 °C. Akı yarıya indirilirse yüzey ≈ 115.3 °C, güç 6.39 kW. C_sf ve C_kr tablo değerleridir. - Soru 3 (kısa varyant, tükenme): güç kritik değerin üstüne çıkınca nokta film kaynamasına sıçrar. 1900 °C'de film akısı ≈ 415.8 kW/m², ışınımın dörtte üçü ≈ 473.7 kW/m², toplam ≈ 889.5 kW/m² kritik akının altında kalır; yüzey daha da ısınır (≈ 2010 °C), çelik erir: çubuk tükenir. Bölümler: 0:00 Sınav sorusu 0:51 Kaynak kitap ve kapsam 1:14 Aşırı ısınma ve kaynama türleri 2:14 Kaynama eğrisi: dört rejim 3:10 Kritik ısı akısı ve tükenme 3:58 Rohsenow, kritik akı ve film kaynaması bağıntıları 5:04 Tuzaklar: aşırı ısınma, küp, özellik sıcaklığı 5:35 Soru 1: paslanmaz tencerede kaynama 6:16 Adım 1–2: aşırı ısınma ve Rohsenow çarpanları 7:25 Adım 3: ısı akısı ve ısı 8:30 Adım 4: buharlaşma, iki kat buhar ve sağlama 9:44 Soru 2: ısıtıcı çubukta kritik akı 10:27 Adım 1–2: kritik akı ve en büyük güç 11:32 Adım 3–4: yüzey sıcaklığı ve güvenlik payı 12:45 Soru 2: sağlama ve en sık hata 13:38 Soru 3: tükenme 14:12 Soru 3: film kaynaması akısı 15:25 Soru 3: ışınım ve denge 16:43 Özet 17:11 Kural ve sonraki ders Gelecek derste: yoğuşma: buhar soğuk bir yüzeyde sıvıya döner. Kaynak kitap: Y. A. Çengel, Heat Transfer: A Practical Approach, 2. baskı — Bölüm 10 (§10-1…§10-3) kaynama ısı transferi: aşırı ısınma, havuz ve akışlı kaynama, kaynama eğrisi (doğal taşınım, çekirdek, geçiş ve film kaynaması), Rohsenow bağıntısı, kritik ısı akısı, tükenme, film kaynaması ve ışınım (konu sırası, problem tipleri ve kavramlar). Örnekler özgündür. Makine mühendisliği öğrencileri için Isı Transferi serisinin yirmi dokuzuncu dersi.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.