5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük, Türkiye ISI DEĞİŞTİRİCİSİNE YERLEŞTİRİLEN PERVANE TİPİ TÜRBÜLATÖRÜN ISI TRANSFERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ THE EFFECT OF A PROPELLER TYPE TURBULATOR ON HEAT TRANSFER WHICH MOUNTED ON HEAT EXCHANGER a, * Rasim BEHÇETa, *, Cumali İLKILIÇb ve Hüseyin AYDINc Batman Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Batman, Türkiye, E-posta: rbehcet@dicle.edu.tr Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Elazığ, Türkiye, E-posta: cilkilic@firat.edu.tr c Batman Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Batman, Türkiye, E-posta: huseyyinaydin@gmail.com b Özet Bu çalışmada, boru içi akışlarda ısı transferinin iyileştirilmesi amacıyla ısı değiştiricinin giriş kısmına dönmeli hava akışını gerçekleştirmek için pervane tipi bir türbülatör yerleştirilerek türbülatörün ısı transferi ve basınç kaybı üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deney düzeneğinde ısı transfer edilen akışkan olarak su ve suya ısı transfer eden akışkan olarak da hava kullanılmıştır. Deneylerde yapılan ölçümlerle elde edilen veriler kullanılarak gerekli bağıntılar yardımıyla ısı transferi ve basınç kaybı etkileri 8000 ile 24000 arasında değişen Reynolds sayıları için hesaplanmıştır. Türbülatürlü boru ile boş boru değerleri karşılaştırıldığında; ortalama olarak ısı transferindeki 4.25 kat artışa karşılık basınç kayıplarında da 5.15 kat civarında artış olmuştur. Ayrıca sistemin ekserji analizi yapılarak iyileştirme tekniğinin termodinamik açıdan avantajlı olup olmadığı incelemek için boyutsuz ekserji kaybının Reynolds sayısına bağlı değişimi çizilmiştir. Yaklaşık aynı Reynolds sayılarında boş boru ile türbülatörlü borudaki ekserji kaybı mukayese edildiğinde boş borudaki ekserji kaybı türbülatörlü boruya nazaran 3 kat daha fazla olmuştur. Böylece iyileştirme tekniğinin termodinamik açıdan da avantajlı olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Dönmeli akış, Isı değiştirici, Isı transferi, Basınç düşümü, Ekserji Abstract In this study, the effects of a propeller type turbulator which was mounted at the entrance of heat exchanger to obtain turbulence flow for the aim of improve heat transfer by flow in pipes on pressure loss and heat transfer were experimentally investigated. In the experiments air was used as a fluid which transfers heat to the water. The effects of heat transfer and pressure loss for Reynolds numbers between 8000 and 24000 was calculated from experimental results and by equations. When the values of flow in pipe with turbulator and without turbulator were compared, heat transfer was increased about 4.25 times while pressure loss was about 5.15 times higher. Besides, exergy analysis was made to realize whether this method was thermodynamically was advantageous by non-dimensional exergy losses versus Reynolds number. For almost the same Reynolds number, the exergy loss without turbulator was 3 times higher than that for a propeller turbulator mounted systems. Thus, it was © IATS’09, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye concluded that the improvement thermodynamically advantageous. method was Keywords: Swirl flow, Heat Exchanger, Heat transfer, Pressure drop, Exergy 1. Giriş Son zamanlarda belirli tekniklerin kullanılmasıyla ısı transferinin arttırılması konusunda birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmaların bir kısmı da ısı değiştiricisinin iç borusuna değişik tip elemanlar yerleştirme ile ilgilidir. Bu amaçla birçok iyileştirme tekniği geliştirilmiştir. En genel halde konveksiyonla ısı transferinde kullanılan iyileştirme tekniği ısı transfer katsayısının artırılmasına yardımcı olan dizayn değişimidir. Isı transferini iyileştirici teknikler olarak; ısı değiştirici boyutlarının azaltılması, sıcak ve soğuk akışkanlar arasındaki sıcaklık farkının düşürülmesi, ısı üretim hızının sabit olduğu durumlarda ısı transferi etkinliğinin arttırılması ve akışkana dönme hareketi vermek amacıyla borular içerisine türbülatör yerleştirilerek dönmeli akışların meydana getirilmesi çalışmalarıdır. Dönmeli akışlar; sarımlı teller, spiral kanatçıklar, bükülmüş şeritler ve pervaneler gibi cisimlerin akış ortamına yerleştirilmesiyle meydana getirilmektedir. Sönümleme özelliğine göre dönmeli akışlar; sürekli dönmeli akış ve azalan dönmeli akış olmak üzere iki kısımda incelenmektedir. Sürekli dönmeli akışta dönmeyi meydana getiren eleman kanal içerisine boydan boya yerleştirilmekte azalan dönmeli akışta ise dönmede etkili olan eleman kanalın girişine yerleştirilmektedir. Dönmeli akış oluşturarak ısı transferini artırmak amacıyla helisel olarak bükülmüş şeritler kullanılarak değişik Reynolds sayılarında yapılan deneysel çalışmalarda ortalama ısı transferindeki artış %100-150 civarında gerçekleşirken basınç düşümünü de %55-130 artırmıştır[1, 2]. Sürekli ve azalan dönmeli akışın ısı transferi ve basınç kaybına etkisi Blackwelder ve Kerith[3] tarafından incelenmiştir. Seban ve Hunsbedt[4], annular bir boru içerisinde akan suya dönmeli akış kazandırmak için helisel olarak bükülmüş kanatcık kullanarak sürekli dönmeli akış elde edip sürtünme ve ısı transferi karakteristiklerini deneysel olarak incelemişlerdir. Kreith ve Sonju[5]' nun çalışması tam gelişmiş türbülanslı dönme azalmasının teorik ve deneysel incelenmesini içermektedir. Radyal kanatlı bir türbülatör ile oluşturulan azlan dönmeli akış üzerine bir deneysel çalışma da Zaherzadeh ve Jagadish[6]] tarafından yapılmıştır. Çalışmada, türbülatör genişliği, çapı ve kanat sayısının ortalama Nusselt sayısına etkileri araştırılmıştır. Algifri ve arkadaşları[7] Behçet, R, İlkılıç C. ve Aydın, H. tarafından yapılan çalışmada da sabit ısı akısı altında ısıtılan bir boru boyunca, hava için azalan dönmeli akışta ısı transfer katsayıları belirlenmiştir. Change ve Dhir[8]'in çalışma ise dönmeli akış elde etmek amacıyla borunun girişine yerleştirdikleri enjektörler ile hava göndererek boru boyunca türbülanslı akımda, hız alanı ve dönme yoğunluğunun incelenmesi ile ilgilidir. Yılmaz ve arkadaşları[9], dönmeli akış elde etmek için radyal kanatlı dönmeli akış üreteci kullanarak azalan dönmeli akışın ısı transferi, sürtünme ve performans karakteristiklerine olan etkisini deneysel olarak incelemiştir. Azalan dönmeli akışı sağlamak için boru içerisine döner tip türbülatör yerleştirerek türbülatörün ısı transferi ve basınç kaybı etkileri deneysel olarak farklı araştırmacılar tarafında incelenmiştir[10-12]. Isı transferi işlemleri doğal olarak tersinmez(sürekli entropi üreten) ve yararlı enerjiyi yok eden işlemlerdir. Bu nedenle ısı transferi işlemlerinin yararlı enerjiyi nasıl israf ettiğini ve bu israfı en aza indirmek için nelerin yapılması gerektiğinin bilinmesi gerekir[13]. Bu israfı azaltmanın yolu da konveksiyonla ısı transferinde entropi üretimini en aza indirmektir. Isıl sistemlerde optimum imalat şartlarına sistemlerdeki entropi üretiminin minimizasyonu ile ulaşılabilir[14]. Bu nedenle ısıl sistemlerin dizaynında ikinci kanun analizi yapılarak entropi üretimi ve onun minimizasyonu kavramıyla ilişkilendirilmelidir. Entropi üretiminin minimize edilme yöntemi son zamanlarda ısı değiştiricileri, enerji depolama sistemleri ve elektronik soğutma araçları gibi alanlarda uygulanmaya başlanmıştır. Isı transfer işlemlerinin entropi üretimine bağlı olarak termodinamik tersinmezlik ile değerlendirilmesi gerekir. İşlemin tersinmezliği ile işlemde kaybolan faydalı işin miktarı arasında doğrudan bir ilişki söz konusudur[15] . Bu çalışmada da ısı transferinin iyileştirilmesi amacıyla ısı değiştiricinin giriş kısmına yerleştirilen türbülatör ile dönmeli hava akışı gerçekleştirilerek türbülatörün ısı transferi ve basınç kaybına yaptığı etkiler deneysel olarak incelenmiştir. 2. Deney Düzeneği ve Deneysel Yöntem Şekil 1 de deney düzeneğinin şematik görünümü verilmiştir. Şekil 1. de görüleceği gibi Isı değiştirici, içinden sıcak hava geçen, iç çapı 54.7mm, ve dış çapı 60.3mm ve uzunluğu 2m olan bir alüminyum boruya, soğutma amacıyla dıştan spiral bir şekilde 6.2mm iç çaplı bakır borudan meydana gelmiştir. Isı transfer uzunluğu 1.978m dir. Soğutma, bakır borunun içinden geçen ve şebekeden gelen soğutma suyu ile sağlanmaktadır. Şekil 1. Deney düzeneğinin şematik görünümü Soğutmanın homojen olmasını sağlamak amacıyla sarımlı bakır boru bir yağ banyosu içinde tutulmaktadır. Isı değiştirici, iç çapı 81.5mm olan bir galvanizli boru içine yerleştirilmiş ve giriş-çıkış flanşları arasında merkezlenmiştir. Bu dış boru üzerinde yağ koymaya yarayan ve sıcaklık arttığında yağın genleşmesine imkân sağlayan atmosfere açık bir yağ tapası mevcuttur. Isı değiştirici çevreye ısı kaybının önlenmesi amacıyla cam yünü ile izole edilmiştir. Giriş ve çıkışta kullanılan fiber flanşlar yardımıyla da eksenel ısı kaybı en aza indirilmiştir. Fiber flanşlara açılan basınç prizlerinden giriş ve çıkışta statik basınçlar ve boru boyunca basınç kaybı 0.1mmSS hassasiyetli etil alkollü manometre yardımıyla ölçülmektedir. Deney düzeneğinde ısı transfer edilen akışkan olarak su ve suya ısı transfer eden akışkan olarak da hava kullanılmıştır. Hava, sistemde kullanılan hava fanı tarafından ortamdan emilerek hava ısıtıcısına gönderilmektedir. Sistem kararlı rejim haline geldikten sonra değişik Reynolds sayılarında ölçümler alınmıştır. Deneylerde tüm sıcaklıklar NiCr-NiAl termokupl çiftleriyle ölçülmüştür. Alüminyum boru üzerine 100mm aralıkla 21 adet termokupul yerleştirilmiş olup bu termokupulların diğer uçları da bir Data-Loger vasıtasıyla bilgisayara bağlanmıştır. Boruya giren havanın sıcaklığı ve debisi kullanılan varyak ile ayarlanabilmektedir. Böylece kararlı rejim durumu için değişik Reynolds sayılarında deneyler yapılarak gerekli ölçümler alındıktan sonra kullanılan bilgisayar programı vasıtasıyla belirli zaman aralıklarında boru üzerindeki 21 noktada cidar sıcaklıkları, havanın boruya giriş-çıkış sıcaklıkları, soğutma suyunun giriş-çıkış sıcaklıkları ve çevre sıcaklık verileri aynı anda okunup bilgisayara kaydedilmiştir. Deneyler, önce boş boru için daha sonra da boru girişine pervane tip türbülatör yerleştirilerek yapılmıştır. Deneylerde yapılan ölçümlerle elde edilen veriler kullanılarak gerekli bağıntılar yardımıyla ısı transferi ve basınç kaybı etkileri 8000 ile 24000 arasında değişen Reynolds sayıları için hesaplanmıştır. Behçet, R, İlkılıç C. ve Aydın, H. Ayrıca sistemin ekserji analizi yapılarak iyileştirme tekniğinin termodinamik açıdan avantajlı olup olmadığıı incelemiştir. T Nu cm Thm 0.45 = ( f / 2)(Re − 1000) Pr (6) 2 1 + 12.7( f / 2) 0.5 (Pr 3 − 1) 3. Hesaplama Yöntemi Isı transfer hesaplamalarında, ince cidar yaklaşımından boru kalınlığının ısıl direnci ihmal edilerek yalnızca akışkan sıcaklığından yararlanılmış olup kullanılan havanın fiziksel özellikleri, ısı değiştiricisine giren-çıkan havanın aritmetik ortalama sıcaklıklarına göre alınmıştır. Her bir durum için, havanın suya verdiği ısı miktarı, hava için Reynolds sayısı, logaritmik ortalama sıcaklık farkı, havanın ısı taşınım katsayısı, Nusselt sayısı, basınç kayıp katsayısı ve ekserji kaybı değerleri için hesaplamalar yapılmıştır. Termodinamiğin birinci kanununa göre; sıcak akışkanın verdiği ısı soğuk akışkan tarafından transfer edildiği kabul edilerek paralel akışlı ısı değiştiricisi için alınan veya verilen ısı miktarı, Q = m h C Ph (Thg − Thç ) = ms C Ps (Tsg − Tsç ) (1) bağıntısı ile hesaplanmıştır. Burada f , Filonenko sürtünme faktörü olup şekilde verilmektedir[17]. aşağıdaki f = (1.58 ln Re− 3.28) −2 (7) Deneysel olarak sürtünme faktörü ise, ölçülen basınç düşüşü ∆Ρ 'nin momentum değişimi dolayısıyla düzeltildiği mh 2 1 1 ) − ∆P − ( ) ( ρ hç ρ hg A fd = 4 L ρ hU m D 2 (8) eşitliği ile verilmektedir[17]. Bu eşitlikteki mh , havanın A, boru kesit kütlesel debisini; ρ , akışkan yoğunluğunu; alanını ve U m , ortalama akışkan hızını göstermektedir. eşitliği ile hesaplanmıştır. Isı değiştiricilerinin iç borusuna türbülatör yerleştirmek suretiyle bu cihazların etkinliği incelenirken yalnızca enerji bilançosu açısından değil aynı zamanda enerjinin kullanılabilirliliği de dikkate alınmalıdır. Bu da ısıl sistemlerin Termodinamiğin II. Kanununa göre analiz edilmesiyle mümkündür. Bu nedenle boyutsuz ekserji kaybı, Ortalama ısı transferi katsayısı, akışkanlar arasında transfer edilen ısı miktarının akış kesiti ve logaritmik ortalama sıcaklık farkına bölünmesi ile bulunmuştur. 1 + τe−γL f Re SBr 1 + τe−γL ∆Ψ∗ = τ 1 − e−γL + ln ln + 1 + τ 8 Nu (1 + τ ) e−γL Hava için Reynolds sayısı hm = U m .d e ν Q A∆Tm (2) (3) (Tw − Thg ) − (Tw − Thç ) (Tw − Thg ) ln (Tw − Thç ) (4) Nu m = ν (5) µU 2 λ Tw τ= hw ∆T1 , γ = ⋅ Tw mc P bağıntılarıyla tanımlanmaktadır. 4.Sonuçlar ve Değerlendirme 90 80 Glieniski[16] Boş Boru Türbülatörlü Boru 70 60 50 40 eşitliği ile hesaplanmıştır. Boş boruda soğutma durumu için Nusselt sayısı, Gnielinski[16] tarafından aşağıdaki şekilde verilmiş olan bağıntı ile hesaplanmıştır.. (9) bağıntısı yardımıyla hesaplanmıştır[18]. Burada SBr , τ ve 100 Ortalama Nusselt sayısı, ince cidar yaklaşımından boru kalınlığının ısıl direnci ihmal edilerek ve yalnızca akışkan sıcaklığından faydalanılmak suretiyle h mde ) γ değerleri sırasıyla SBr = Buradaki A, sıcak akışkanın geçtiği kesit alanını ve ∆Tm ise hava ile duvar arasındaki logaritmik ortalama sıcaklık farkı olup şu şekilde ifade edilmektedir. ∆Tm ( Nusselt Sayısı Re = 30 20 7500 10000 12500 15000 17500 20000 22500 25000 Reynolds Sayısı Şekil 2. Nusselt sayısının Reynolds sayısına bağlı olarak değişimi Behçet, R, İlkılıç C. ve Aydın, H. Şekil 2’de ortalama Nusselt sayısının Reynolds sayısına bağlı değişimi gösterilmiştir. Şekilden de görüldüğü gibi pervane tipi türbülatörün kullanılması sonucu oluşturulan dönmeli akış ve türbülans nedeniyle sınır tabaka incelerek ısı transferinde içi boş ısı değiştiricisine göre; ortalama olarak 4.25 kat artış sağlanmıştır. Düşük Reynolds sayılarında türbülatörün ısı transferi üzerindeki etkisi az olmakta ancak bu etki giderek artmakta yüksek Reynolds sayılarında bu etki maksimum değere ulaşmaktadır. 0,05 Sürtünme Faktörü(f) 0,045 0,04 0,035 0,03 0,025 0,02 Flinenko[17] Boş Boru Türbülatörlü boru 0,015 0,01 0,005 0 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 Reynolds Sayısı Şekil 3. Sürtünme Faktörünün Reynolds sayısı ile değişimi Şekil 3’de Reynolds sayısının fonksiyonu olarak türbülatörün ısı değiştiricisi boyunca sürtünme katsayısında meydana getirdiği artış çizilmiştir. Tütbülatörlü boru ile türbülatörsüz borunun basınç kayıpları karşılaştırıldığında, aynı Reynolds sayılarında basınç kayıplarında ortalama olarak 5.15 kat artış olmuştur 0,8 0,7 Ekserji Kaybı 0,6 Boş Boru Türbülatörlü Boru 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 Reynolds Sayısı Şekil 4. Boyutsuz Ekserji Kaybının Reynolds sayısı ile değişimi Bir ısı değiştiricisi incelenirken ikinci kanuna dayanan entropi üretimi ve ekserji kaybı birimleri ile açıklanması, enerjinin verimli bir şekilde kullanılması açısından yararlı olur. Şekil 4'de ekserji kaybının Reynolds sayısına bağlı olarak değişimi çizilmiştir. Düşük Reynolds sayılarında ekserji kaybı fazla olup Reynolds sayısının artmasıyla ekserji kaybı da azalmakta ve 20000 den sonraki Reynolds sayılarında minimum seviyede bir ekserji kaybı olmaktadır. Türbülatörlü boru ile boş boru karşılaştırıldığında, türbülatörlü borudaki ekseji(kullanılabilir enerji) başlangıçta(Re=8000 de ) boş boruya göre 3 kat daha fazla olmakta ve Reynolds sayısının artmasıyla aradaki bu fark giderek azalıp Re=24000 de birbirine eşit hale gelmektedir Sonuç olarak; Isı değiştiricisinin iç borusu içerisine pervane tip türbülatör yerleştirilerek yapılan deneysel çalışma sonucunda elde edilen verilerle Reynolds sayısına bağlı olarak çizilmiş olan grafikler (Şekil 2, 3, 4 ) incelendiğinde, boş boruya göre ısı transferinde 4,25 kat bir artış sağlanmıştır. Bu iyileşme, boru içerisine yerleştirilen türbülatörün meydana getirmiş olduğu türbülans etkisi ile sınır tabaka kalınlığı parçalanmak suretiyle ısı transfer katsayısının artırılması ile sağlanmıştır. Bununla birlikte sürtünme kayıplarında da 5,15 artış olmuştur. Sistemin ekserji kaybı dikkate alındığında yapılan iyileştirme tekniği termodinamik olarak avantajlı olduğu söylenebilir. 5. Semboller Cp Sabit basınçtaki özgül ısı(J/kgK) de Eşdeğer boru çapı (mm) D Boru çapı(mm) ∆Tm Logaritmik ortalama sıcaklık farkı (°C) f Sürtünme katsayısı hm Ortalama ısı transfer katsyısı (W/m2 K) k Isı iletim katsayısı (W/mK) L Isı değiştiricisi boyu(m) m Kütlesel debisi (kg/s) Nu Nusselt number ∆P Basınç düşümü (mmSS) Q Transfer olan ısı (W) Pr Prandtl sayısı Re Reynolds sayısı T Akışkan sıcaklığı (°C) U Ortalama akışkan hızı(m/s) ν Kinematik viskozite(m2/s) ∆Ψ Boyutsuz Ekseji kaybı İndisler ç Çıkış g giriş h Hava s Su d deneysel m ortalama w duvar Kaynaklar [1] Eiamsa, S., and Promvonge, P., Enhancement of heat transfer in a tube with regularly-spaced helical tape swirl generators”, İnternational Journal of Thermal Sciences, Solar Energy, Vol. 78, pp. 483494, 2005. [2] Yıldız, C., Biçer, Y., and Pehlivan, D., Effect of twisted strips on heat transfer and pressure drop in heat exchanger, Energy Conversion and Manegement, Vol. 39, pp. 331-336, 1998. [3] Blacwelder, R. and Kreith, F., "An Experimental Investigation of Heat Transfer Pressure Drop in a Decaying Swirl Flow" Augmentation of Convective Heat and Mass Transfer ASME, pp. 102-108, 1970. Behçet, R, İlkılıç C. ve Aydın, H. [4] Seban, R.A., and Hunsbedt, A., "Friction and Heat Transfer in the Swirl Flow of Water in an Annulus" Int. J. Heat&Mass Transfer, Vol. 16, pp. 303-310, 1973. [5] Kreith, F. and Sonju , O.K., "The Decay of a Turbulent Swirl in a pipe" J. Fluid Mechanic, Vol. 28, pp. 257271, 1965. [6] Zaherzadeh, N.H. and Jagadish, B.S., "Heat Transfer in a Decaying Swirl Flows" Int. J. Heat&Mass Transfer, Vol. 8, pp. 941-944, 1975. [7] Algifri, A.H., Bhardwaj, R.K. and Rao, Y.V.N., "Heat Transfer in a Turbulent Decaying Swirl Flow in a Circular Pipe" Int. J. Heat&Mass Transfer, Vol. 31, pp.1563-1568, 1988. [8] Chang, F. and Dhir, V.K., "Turbulent FlovField in Tangentially Injected Swirl Flows in Tubes" Int. J. Heat&Mass Transfer, Vol. 15, pp. 346-356, 1994. [9] M. Yilmaz, O. Comakli, S. Yapici, O.N. Sara, Heat transfer and friction characteristics in decaying swirl flow generated by different radial guide vane swirl generators, Energy Convers. Management 44(2003) 283–300. [10] Ayhan S. B., and Bali, T., An experimental study on heat transfer and pressure drop characteristics of decaying swirl flow through a circular pipe with a vortex generator Experimental Thermal and Fluid Science 32 (2007) 158–165 [11] Bali, T., and Ayhan, T., Experimental investigation of propeller type swirl generator for a circular pipe flow, Int. Commun. Heat Mass Transfer 26 (1) (1999) 13– 22 [12] Kurtbaş, I., Durmuş, A., Eren H. and Turgut, E. Effect of propeller type swirl generators on the entropy generation and efficiency of heat exchangers, International Journal of Thermal Sciences 46 (2007) 300–307 [13] Behçet, R., ve İlkılıç, C., İç İçe Borulu Isı Değiştiricisine Yerleştirilen Helisel Yayların Isı Transferi ve Basınç Düşümü Üzerindeki Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi, Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi, 18 (4), 445-450, 2006 [14] Bejan, A. “The Concept of Irreversibility in Heat Exchanger Design: Counterflow Heat Exchanger for Gas-Gas Aplications”, J. Heat Transfer, 99, 374-380, 1977. [15] Çakmak, G., ve Yıldız, Cengiz, Boru Girişinde Enjektörlü Türbülans Üreticisi Bulunan Isı Değiştirgecinde II. Kanun Analizi, 8. Uluslar arası Yanma Sempozyumu, 8-9 Eylül, 2004 [16] Gnielinski, V., "New Equations for Heat and Mass Transfer in Turbulent Pipe and Channel Flow" Int. Chemical Engng., Vol. 16, pp. 359-368, 1976. [17] Junkhan, G.H., Bergles, A.E., Nirmalan, V. and Ravigururajan, T.," Investigation of Turbulators for Fire Tube Boilers" ASME J. of Heat Transfer, Vol. 107, pp. 354-360, 1985. [18] Prasad, R.C. and Shen, J., "Performance Evaluation of Convective Heat Transfer Enhancement Devices Using Exergy Analysis" Int. J. Heat&Mass Transfer, Vol. 36, pp. 4193-4197, 1993.