Kapalı termosifon döngüsünde akış ve ısı transferinin teorik ve deneysel incelenmesi
Experimental and numerical analysis of flow and heat transfer in closed thermosyphon loop
- Tez No: 119694
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERHAN KÜÇÜKA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: termosifon, kapalı doğal taşınım döngüsü, SIMPLEX algoritması, Akış, Isı geçişi, thermosyphon, closed natural circulation loop, SIMPLEX Algorithm, Flow, Heat transfer, Thermosiphon
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
I] ÖZET Bu tezde, dikdörtgen formdaki kapalı döngü bir termosifon üzerine, analitik, sayısal ve deneysel bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Termosifon döngünün düşeyde olan ısıtma ve soğutma bölgelerinde, sabit yüzey sıcaklığı sınır koşulu kullanılarak; bir-boyutlu analitik ve iki-boyutlu sayısal çözümleme yapılmıştır. Bir-boyutlu yaklaşımda, tam gelişmiş laminer akış için, Nusselt sayısı 3.66 olarak alınmış; Fanning sürtünme katsayısı ise 16/Re bağıntısından hesaplanmış; kaldırma kuvvetleri için Boussinesq yaklaşımı kullanılmıştır. İki-boyutlu modelde ise, sayısal sonuçlar, laminer akış kabulü ile ve süreklilik, momentum ve enerji denklemlerinin SIMPLEX algoritması ile çözümlenmesiyle elde edilmiştir. Deneysel çalışma için, ısı transfer bölgeleri eş merkezli ısı değiştirgeci olarak tasarlanan, kapalı döngü bir termosifonun üretimi gerçekleştirilmiştir. Isı transfer bölgelerinde sabit yüzey sıcaklığı kabulü ile elde edilen bir-boyutlu analitik yaklaşımın, akışı ve ısı transferini belirlemedeki yetersizliği gösterilmiştir. İki-boyutlu yaklaşımda ise, sayısal modelden elde edilen ısı transfer miktarı, akışkan hızı ve sıcaklığı, Reynolds sayısının 310'a kadar olduğu deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlarla uyumludur. Buna karşılık, bu değerin üzerindeki Reynolds sayılarında; deneysel çalışmalar ile sayısal modelden elde edilen sonuçlar; akış içindeki türbülans etkilerinden dolayı, akış hızını ve sıcaklığım belirlemede yeterli değildir. Fakat, sistemde taşman ısının hesaplanmasında; iki-boyutlu model, sayısal sonuçlarla yeterince uyumludur. Ayrıca, bir termosifon döngüsü için Nusselt sayısı tanımlanmış ve aktarılan ısının Grashof ve Prandtl sayılarına bağlı olarak değişimini veren bir bağıntı geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Ill ABSTRACT In this thesis, closed loop rectangular thermosyphon was studied using an analytical, numerical and experimental techniques One-dimensional analytical and two-dimensional numerical models were solved using uniform surface temperature boundary condition in the vertical heating and cooling sections of the thermosyphon loop. For one-dimensional model, Nusselt number was taken to be 3.66 for fully developed laminar flow and fanning friction factor was calculated by the relation of 16/Re. In addition, Boussinesq approach was used for buoyancy forces. In two-dimensional model, results for laminar flow case were obtained by solving the momentum and the energy equations through the SIMPLEX Algorithm. In the experimental part of this study, a closed loop thermosyphon was built. The heat transfer sections of this thermosyphon were designed as a concentric tube heat exchanger. It was shown that the one-dimensional model was inappropriate for estimating the heat transfer and the flow characteristics of the loop at the uniform surface temperature. However, two-dimensional numerical model provides results which are in good agreement with experiments for Reynolds numbers up to 310. At higher values of Reynolds numbers, due to turbulent distortion of the flow, a discrepancy in the calculated and measured velocity as well as temperature values was noted. In calculating the heat transfer rate, however, the two-dimensional model provides meaningful results. Hence, a correlation for the Nusselt number of the thermosyphon loop was developed. The dependence of this correlation on Grashof and Prandtl numbers was determined.
Benzer Tezler
- Kapalı devre bakır boru ve levhalı termosifon akışlı güneş toplacının ışınım ve ısıl analizinin deneysel ve analitik araştırılması
Experimental analytical research of radiation and heat performance of a solar collector with closed circuit, cupper pipe and absorber thermosyphon flow
HAYDAR ARAS
Doktora
Türkçe
1996
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. KEMAL TANER
- Investigation on thermal performance of a closed loop mini thermosyphon system working with nanofluid
Nanoakışkan ile çalışan kapalı döngü mini termosifon sistemin ısıl performansının incelenmesi
SERKAN DOĞANAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Bilim ve TeknolojiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALPASLAN TURGUT
- Isıtma sistemlerinden ısı geri kazanımında ısı borularının uygulanabilirliği, ekserji ve ekonomik analizi
Applicability of heat pipes for heat recovery from heating systems, exergy and economic analysis
AHMET ÖZSOY
Doktora
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUSTAFA ACAR
- Sıvıdan gaza termal enerji transferini gerçekleştiren bir termosifon ısı borusunun üç boyutlu sayısal analizlerinin gerçekleştirilmesi
Performing three-dimensional numerical analysis of a thermosyphon heat pipe performing thermal energy transfer from liquid to gas
ÇETİN YAVUZ
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiFırat ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDIN DİKİCİ
DOÇ. DR. Ali TAROKH
- Experimental analysis of thermosyphon solar hot water heater including simulation model validation
Simulasyon model olmak üzere termosifon tip güneşli su ısıtma sisteminin deneysel analizi
MURAT ASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. WILFRIED ZÖRNER
YRD. DOÇ. DR. EMRE ALPMAN