SUMMARY In this study, the heat transfer performance and friction characteristics of a novel concentric tube heat exchanger with different pitches of helical turbulators were investigated experimentally and numerically for a Reynolds number range from 3000 to 14 000. An experimental system was established to obtain experimental data. The numerical simulations were performed by using a three dimensional numerical computation technique, a commercial CFD computer code. Then, the heat transfer performance and friction characteristics of several helical turbulators were compared. The experimental, numerical and empirical correlation results were in a good agreement with each others. As a result, the heat transfer enhancements using turbulators were 2.91, 2.41, 2.18 and 1.99 times better than the smooth tube for pitch distances of p = 20, 40, 60 and 80 mm, respectively. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.

No abstract

No abstract

Endüstriyel proseslerde sıklıkla kullanılan boru tipi ısı değiştiricileri, farklı sıcaklıklardaki iki akışkanın birbirine karışmadan ısının transfer edilmesine yarayan cihazlardır. Akışta türbülatör kullanılmasıyla, akış bölgesindeki sınır tabaka kalınlığının inceltilip parçalanması, boru iç çevresinde ek türbülans oluşturulması, akışın olduğu çevrede anafor akışların oluşması ve türbülatör adımlarının farklılaşması neticesinde akış uzunluğunun artmasının gibi etkiler görülmektedir. Bu incelemede, türbülatörler zıt akışlı iç içe borulu ısı değiştiricide kullanılmıştır. İki boru arasındaki bölgeden 50 l/h sabit hacimsel debide ve 298.14 K sıcaklıkta su, içteki borudan ise 350 K sıcaklıkta hava geçmektedir. İçteki boru içine yerleştirilmiş halkasal tip türbülatörler farklı adımlarda sayısal olarak araştırılmıştır. Reynolds sayısının 4000 -26000 aralığı için boş ve farklı adımlara sahip türbülatör modelleri için basınç düşüşleri ve sürtünme faktörü karakteristikleri incelenmiştir. Sonlu hacimler yöntemi tabanlı analiz yapan sayısal akışkanlar dinamiği programı kullanılarak korunum denklemleri sürekli rejimde şartlarında üç boyutlu ve akışın türbülanslı olduğu şartlar için çözümlenmiştir. Sayısal analiz, iç akışkan havanın farklı debilerine göre yapılarak sonuçlar elde edilmiştir. Sayısal analiz verilerine göre ısı değiştiricide basınç ve hız konturları oluşturulmuştur. Türbülatör eklenmesiyle basınç kaybı, en düşük 100 mm adımlı ve en yüksek 25 mm adımlı türbülatör için gerçekleştiği görülmüştür. Türbülatörlerde adım mesafesinin kısalması ile basınç düşüşlerin yükseldiği, Reynolds sayısının artması ile de basınç düşüşlerinin arttığı sonucuna ulaşılmıştır.

In this paper, neutronic analysis in a laser fusion inertial confinement fusion fission energy (LIFE) engine fuelled plutonium and minor actinides using a MCNP codes was investigated. LIFE engine fuel zone contained 10 vol% TRISO particles and 90 vol% natural lithium coolant mixture. TRISO fuel compositions have Mod①: reactor grade plutonium (RG-Pu), Mod②: weapon grade plutonium (WG-Pu) and Mod③: minor actinides (MAs). Tritium breeding ratios (TBR) were computed as 1.52, 1.62 and 1.46 for Mod①, Mod② and Mod③, respectively. The operation period was computed as ∼21 years when the reference TBR>1.05 for a selfsustained reactor for all investigated cases. Blanket energy multiplication values (M) were calculated as 4.18, 4.95 and 3.75 for Mod①, Mod② and Mod③, respectively. The burnup (BU) values were obtained as ∼1230, ∼1550 and ∼1060 GWd tM-1 , respectively. As a result, the higher BU were provided with using TRISO particles for all cases in LIFE engine.