Çoklu çarpan jetle soğutmanın kanatçıklı ısı alıcılar üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of impingement multi-jet cooling on finned heat sinks
- Tez No: 1018886
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALTUĞ KARABEY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çeşitli endüstri sektörlerinde sistemlerin çalışması sırasında oluşan ısının, sistem ömrü ve performansı üzerinde olumsuz etkileri vardır. Çarpan jetler; yüksek ısı transferi, hızlı tepki süresi ve kompakt tasarım avantajları sayesinde, özellikle yüksek ısı akısı ve hassas sıcaklık kontrolü gerektiren uygulamalarda vazgeçilmezdir. Bu nedenle makine, enerji, kimya ve havacılık mühendisliği gibi birçok disiplinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, daha önce Taguchi L27(311) deney yöntemi ile optimize edilmiş dikdörtgen kanatçıklı, eğimli ısı alıcının geometrisinden yararlanılarak farklı kanatçık yükseklikleri etkisinde, çoklu çarpan jetle ısı transfer karakteristikleri incelenmiştir. Optimize edilerek elde edilen 10˚ eğimli ısı alıcıda, sabit ısı akısı etkisinde farklı kanatçık yükseklikleri, lüle çapı, boyutsuz H/D mesafesi ve hız değerlerinin etkisi analiz edilmiştir. Deneyler her biri dokuz nozullu üç farklı lüle çapında (D=25, 32, 40 mm), üç farklı kanatçık yüksekliğinde (Hf=50, 100, 150 mm), üç farklı lüle-ısı alıcı mesafesinin lüle çapına oranında (H/D=6, 7, 8) ve beş farklı hız değerinde (V=5, 6, 7, 8, 9 m/sn) gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, elde edilen veriler Nu-Re grafikleri şeklinde oluşturulmuş ve parametrelerin ısı transferine etkileri analiz edilmiştir. Nusselt sayısının artan boru çapı ve Reynolds sayısıyla arttığı buna karşın Nusselt sayısının lüle ile ısı alıcı arasındaki mesafe arttıkça azaldığı sonucuna ulaşılmıştır. İncelenen aynı akış hızı, lüle çapı ve boyutsuz H/D mesafesi deneysel şartlarına ait kanatçık yüksekliği değerleri karşılaştırıldığında, Nusselt sayılarının en iyi sonuçları 50 mm kanatçık yüksekliğinde elde edilmiştir. Isı akısının sabit olduğu durumda ve incelenen tüm kanatçık yüksekliği değerlerinde, dikdörtgen kanatçıklı eğimli ısı alıcıya ait en yüksek Nusselt sayısı, 50 mm kanatçık yüksekliğinde, D=40 mm lüle çapında, H/D=6 boyutsuz mesafesinde ve 9 m/s akış hızında hesaplanmıştır. Isı akısının sabit olduğu durumda ve incelenen tüm kanatçık yüksekliği değerlerinde, dikdörtgen kanatçıklı eğimli ısı alıcıya ait en düşük Nusselt sayısı, 150 mm kanatçık yüksekliğinde, D=25 mm lüle çapında, H/D=8 boyutsuz mesafesinde ve 5 m/s akış hızında hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
The heat generated during the operation of various industrial systems has adverse effects on the system's lifespan and performance. Impinging jets are indispensable, especially in applications requiring high heat flux and precise temperature control, thanks to their advantages of high heat transfer, fast response time and compact design. Therefore, they are widely used in many disciplines such as mechanical, energy, chemical and aerospace engineering. The heat transfer properties of anangled rectangular-finned heat sink, previously optimized using the Taguchi L27(311) experimental design method, were investigated under different fin heights and multi-impingement jet configurations in this study. The effects of varying fin heights, nozzle diameter, H/D ratio, and velocity under constant heat flux conditions were analyzed for the optimized 10˚ angled heat sink. Experiments were conducted with three different nozzle diameters (D=25, 32, and 40 mm), three different fin heights (Hf=50, 100, 150 mm), three dimensionless nozzle-to-heat sink distance ratios (H/D = 6, 7, 8), and five different velocity values (V = 5, 6, 7, 8, and 9 m/s). As a result, the obtained data were presented as Nu-Re graphs, and the impacts of the parameters on heat transfer were analyzed. It was concluded that the Nusselt number increases with increasing nozzle diameter and Reynolds number, whereas it decreases with increasing distance between the nozzle and the heat sink. When comparing the fin height values for the same flow rate, nozzle diameter, and dimensionless H/D distance under experimental conditions, the best Nusselt number results were obtained at a fin height of 50 mm. At constant heat flux and for all fin height values examined, the highest Nusselt number for the rectangular finned inclined heat sink was calculated at a fin height of 50 mm, a nozzle diameter of D=40 mm, a dimensionless distance of H/D=6, and a flow rate of 9 m/s. At constant heat flux and for all fin height values examined, the lowest Nusselt number for the rectangular finned inclined heat sink was calculated at a fin height of 150 mm, a nozzle diameter of D=25 mm, a dimensionless distance of H/D=8, and a flow rate of 5 m/s.
Benzer Tezler
- Çoklu çarpan jetle ısı transferinde ısı alıcı dizayn parametrelerinin Taguchi yönetimiyle optimizasyonu
Optimization of heat receiver design parameters in multi-multiplier jet heat transfer by Taguchi method
SEYİTNUR ARVASİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ KARABEY
- Çoklu çarpan hava jet soğutmanın deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical investigation of cooling with multiple air jet impigement
AYŞE YEŞİLYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YAKUT
- Application of decomposition techniques in turbulent jet plows
Ayrıklaştırma yöntemlerinin türbülanslı jet akışlarına uygulanması
TAMER YILMAZ
Doktora
İngilizce
1998
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KODAL
- Açılı ve çoklu çarpan jetle ısı transferinde ısı ve akım karakteristiklerinin optimize edilmiş ısı alıcıda incelenmesi
Investigation of heat and flow characteristics on angled and multiple impingement jet heat transfer using optimized heat sink
DOĞAN YORULMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ KARABEY
- Effect of chamfered nozzle geometry on impinging jet flow
Daralan lüle geometrisinde pah kırmanın çarpan jet akım yapısına olan etkisi
ARAZ JABBARLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DUYGU ERDEM