İçten kanatlı borularda termal performansın iyileştirilmesi için kanat optimizasyonu
Thermal performance improvement of an internally finned tube by optimizing the shape of the fins
- Tez No: 1019559
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHDI TABATABAEIMALAZI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Aydın Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu araştırmada, üç boyutlu içten kanatlı bir borunun termal performansını artırmak amacıyla kanat geometrisinin optimizasyonuna yönelik sayısal bir inceleme gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak üç boyutlu akış alanı modellenmiş ve analizler gerçekleştirilmiştir. İnceleme, Reynolds sayısı 4000 ila 8000 arasında değişen türbülanslı akış koşulları altında yapılmıştır. İç çapı 0.0272 m ve uzunluğu 0.3 m olan düz boru içerisinde, yüksekliği 0.002 ve 0.004 m olan kanatlar yerleştirilerek analizler yürütülmüştür. Simülasyonlarda kullanılan akışkan su olup, giriş sıcaklıkları 293.15 K ve 296.15 K olarak belirlenmiştir. Boru ve kanatların duvarlarına 323.15 K sabit sıcaklık sınır şartı uygulanmıştır. Düz boru ile birlikte altı farklı içten kanat konfigürasyonu üzerinde karşılaştırmalı analizler gerçekleştirilmiştir. Sayısal akış alanında basınç düşüşü ve ortalama çıkış sıcaklıkları hesaplanmıştır. Ortalama çıkış sıcaklığı, tam gelişmiş bölgedeki termal davranışın değerlendirilmesi amacıyla kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, Reynolds sayısının, kanat sayısının ve kanat uzunluğunun ısı transfer performansı üzerinde doğrudan etkili olduğunu açıkça ortaya koymaktadır. Ayrıca, çalışma kapsamında hem ısıl hem de hidrolik performansın birlikte değerlendirilmesini sağlayan PEC de hesaplanmıştır. Bu çalışma, içten kanatlı boruların termodinamik ve hidrolik performanslarının kapsamlı bir analizini sunmakta olup, elde edilen bulgular yüksek verimli içten kanatlı borulu ısı değiştiricilerin tasarımı için önemli bir referans oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, a numerical investigation was conducted to optimize the fin geometry in order to enhance the thermal performance of a three-dimensional internally finned tube. The computational domain was modeled using the Computational Fluid Dynamics (CFD) method, and turbulent flow conditions were analyzed for Reynolds numbers ranging from 4000 to 8000. The tube has an inner diameter of 0.0272 m and a length of 0.3 m, while the fins are 0.002 m and 0.004 m in height. Water was used as the working fluid, with inlet temperatures set at 293.15 K and 296.15 K. The wall surfaces of the tube and the fins were subjected to a constant temperature boundary condition of 323.15 K. A comparative analysis was performed on six different internal fin configurations along with a plain tube. Within the computational domain, pressure drop and average outlet temperature values were obtained. The average outlet temperature was utilized to assess the thermal behavior in the fully developed region. The results clearly demonstrate that Reynolds number, fin count, and fin length directly influence heat transfer performance. In addition, the Performance Evaluation Criterion (PEC) was calculated to evaluate the overall thermal-hydraulic efficiency of each configuration. This study provides a comprehensive analysis of the thermodynamic and hydraulic performance of internally finned tubes, and the findings may contribute to the design of high-efficiency internally finned tubular heat exchangers.
Benzer Tezler
- Kendinden kanatlı (finli) ve türbülatörlü turbo fin boru sisteminin geliştirilmesi
Development of self winged (finned) and with turbulance turbofin pipe system
GÖKHAN BOZKULA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiNamık Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR OSMAN YILMAZ
- İçten yivli dairesel jet akışın deneysel ve sayısal akışkanlar dinamiği (SAD) ile incelenmesi
Analysis of jet flow in a grooved circular conduit by experimental and computational fluid dynamics (CFD) method
TUGAY ŞİŞMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET TALAT İNAN
PROF. DR. MEHMET ZAFER GÜL
- Çubuk kanatlı türbülatörlerin ısı değiştiricisi performansına etkisinin deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of the effect of pin fins turbulators on heat exchanger performance
SALİH ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. AYDIN DURMUŞ
- Taşıt motorlarında kullanılan düz kanatlı tam radyal açık çarkların deneysel incelenmesi
An experimental investigation on the open impeller pumps with straight blades used in vehicle engines
MUSTAFA KEMAL CERRAHOĞLU
Doktora
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL ÇALLI
- Modeling and control of a fixed wing unmanned aerial vehicle
Sabit kanatlı bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
BURAK YÜKSEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLAY ÖKE