İTÜDERGİSİ/d, Cilt 9, Sayı 2 (2010)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Bünyesinde su bulunan sıkıştırılmış kar kürelerde ısı transferinin incelenmesi

Zafer GEMİCİ, A. Nilüfer EĞRİCAN

Özet


Yaz aylarında dağlarda bulunabilecek karın soğutma amacıyla kullanılabilmesi için borular vasıtası ile taşınması mümkündür. Ancak karın, bulunduğu formda veya su ile salamura şeklinde taşınması sıkıntılıdır. Dirsek gibi akışın yön değiştirdiği yerlerde karın boruları tıkaması ve dağda sahip olduğu soğu enerjisini daha kolay kaybetmesi gibi problemler vardır. Bu nedenle karın sıkıştırılıp su emdirildikten sonra soğutularak buzlaştırılması düşünülmüştür. Bu sayede kar küre, boru içerisinde hareket ederken dışarıdan içeriye doğru eriyeceği için kolaylıkla parçalanmayacak ve salamura oluşmayacaktır. Bu çalışma kapsamında sıkıştırılarak küresel hale getirilen karın, önce sıfır dereceye getirilmesi, sıfır derecede su emdirilmesi ve son olarak da soğutularak buzlaştırılması prosesi ele alınmıştır. Soğutma hem doğal taşınım ile hem de zorlanmış taşınım ile yapılmıştır. Oluşturulan deney sistemi ile sıkıştırılarak yarım küre haline getirilmiş karın su emdirildikten sonra soğutularak buzlaştırılması süresince gerçekleşen ısı transferi deneysel olarak incelenmiştir. Kar, geliştirilen sıkıştırma aparatı ile 80 mm çapında yarım kürelere dönüştürülmüştür. Farklı yoğunluklarda yarım küreler elde edilerek farklı gözeneklilikler elde edilmiştir. Bu yarım küreler daha sonra sıfır dereceye getirilmiş ve sonrasında da sıfır derecedeki suya daldırılarak su emmeleri sağlanmıştır. Deneyler yorumlanırken kar kürelerin homojen gözeneklilikte olduğu ve homojen su emdikleri kabulü yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışma sonucunda farklı gözenekliliklerdeki kar kürelerin soğuma süresince iç bölgelerindeki sıcaklık dağılımları, buzlaşmanın zamana göre değişimi oluşturulan eğrilerle verilmiştir. Deneysel çalışmalarda gözeneklilik azaldıkça su emmenin azaldığı, yoğunluğu 0.82 g/cm3’ten büyük olan numunelerin ise su emmediği gözlemlenmiştir.

 

Anahtar Kelimeler: Kar, buz, faz değişimi, ısı transferi.


Tam Metin: PDF