İç yüzeyi kanatçıklı konsantrik aralıkta akış ve ısı geçişi
Flow and heat transfer in niternally finned concentric passage
- Tez No: 127544
- Danışmanlar: PROF. DR. TAHİR YAVUZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 314
Özet
ÖZET Taşınımla ısı geçişinin iyileştirilmesi aktif (enerji girişine gerek duyulan) ve pasif (enerji girişi olmayan) olarak sağlanabilmektedir. Pasif tekniklerden biri olan kanatçık kullanımı, enerji sektöründe kullanılan kompakt ısı eşanjörlerindeki ısı geçişini iyileştirmede sık sık kullanılmakta olup literatürde, iç yüzeyi kanatçıklı konsantrik pasajdaki türbülanslı akış ve ısı geçişi ile ilgili bilgiler oldukça sınırlıdır. Bu sebeple, bu çalışmada, iç yüzeyi kanatçıklı ve kanatçıksız konsantrik pasajlardaki türbülanslı akış ve ısı geçiş karakteristikleri deneysel olarak incelenmiştir. Çap oram 0.2 olan konsantrik bir aralığın giriş bölgesinde yürütülen bu çalışmada türbülans karakteristiklerinin, akış alanının, basınç düşümünün ve ısı geçiş parametrelerinin ölçümleri yapılmıştır. Deneysel ölçümlerde, ısı geçişi ölçümleri için son yıllarda geliştirilmiş yeni bir yöntem olan ve özellikle karmaşık geometrilerde tercih edilen sıvı kristal yöntemi kullanılırken, türbülans ve akış alam ölçümlerinde kızgın telli anemometre kullanılmıştır. Ölçümler, üç kanatçık kalınlığında (W= 2 mm, 4 mm, 6 mm) ve aralığında (P=20 mm, 30 mm, 40 mm) ve dört kanatçık yüksekliğinde (H=2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm), türbülans, akış alam ve basınç kayıplarının ölçümlerinde Reynolds sayısının 1 8000' 1 24500 aralığında ve ısı transferi ölçümlerinde Reynolds sayısının 16500'76500 aralığında gerçekleştirilmiştir. Isı geçişi ölçümleri, konsantrik kanalların hem iç yüzeyinde hem de dış yüzeyinde gerçekleştirilmiş olup, çalışmada ayrıca sistemin performans analizi yapılmıştır. Yürütülen bu çalışma neticesinde, kanatçıksız ve kanatçıklı konsantrik aralık akışlanndaki yerel ve ortalama ısı geçiş katsayılarının ve sürtünme faktörlerinin değişimleri elde edilmiş ve düzgün yüzeyli konsantrik aralıkta belirlenen değerler literatürle karşılaştmlmıştır. Kanatçıklı konsantrik aralık akışında elde edilen ortalama Nusselt değerleri, kanatçıklı iç yüzeyde kanatçıksız konsantrik aralık akışmdaki değerlerin 1.36 5.37 katı ve düzgün dış yüzeyde 1.03 1.8 katı olurken, basınç kayıpları 3.12 18.05 katı olmuştur. Ortalama Nusselt sayılan ve sürtünme faktörü için ayrıca boyutsuz kanatçık mesafesi, kanatçık yüksekliği, kanatçık kalınlığı ve Reynolds sayısı değerleri emsinden ampirik bağıntılar geliştirilmiştir. Anahtar Kelimeler.'Konsantrik Aralık, Kanatçıklı Yüzey, Isı Transfer Katsayısı, Sıvı Kristal Yöntemi, İyileştirme
Özet (Çeviri)
SUMMARY Flow And Heat Transfer In Internally Finned Concentric Passage Convective heat transfer enhancement can be achieved by active (requiring external energy input) or passive (no external energy input) means. Using fin which is one of the passive technique are often used in the energy industry for compact heat exchangers to enhance the heat transfer rate and information on turbulent flow and heat transfer in internally finned concentric passage is rather limited in the literature. So that, in this study, turbulent flow and heat transfer characteristics in internally finned and unfinned concentric passages are investigated experimentally. Measurements are made of turbulence characteristics, mean flow, pressure drop and heat-transfer parameters in the entrance region of a concentric passage of radius ratio 0.2. In the experimental studies, hot-wire anemometer is used for the turbulence and mean flow measurements, while the liquid-crystal technique which is considered to be a new technique improved in recent years and especially preferred in complex geometries is used for the heat transfer measurements. The tests are conducted at three fin width (W=2 mm, 4 mm, 6 mm) and pitch (P=20 mm, 30 mm, 40 mm) and four height (H=2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm) and Reynolds numbers ranging between 18000 and 124500 for the turbulence, mean flow and pressure drop measurements and between 16500 and 76500 for the heat transfer measurements. The heat transfer measurements are carried out on both the inner surface and the outer surface of the concentric duct and in the study, the performance analysis of the systems are also carried out. From this study, the variation of local and mean heat transfer coefficients and friction factors in the fow of the unfinned and finned concentric passages are obtained and the results for the unfinned concentric passage are compared with the data in the literature. In the flow of the finned concentric pasage, average Nusselt numbers are between 1.36 and 5.37 times the flow of the unfinned concentric passage for the finned inner surface and between 1.03 and 1.80 times for the smooth outer surface, while pressure drops are between 3.12 and 18.05. Correlations are also developed in terms of the dimensionless fin spacing, fin height, fin width and Re for the average Nusselt numbers and friction factor. Key Words rConcentric Passage, Finned Surface, Heat Transfer Coefficient, Liquid- Crystal Technique, Enhancement VI
Benzer Tezler
- Çarpmalı jet ve rib kullanımının kanal yüzeyindeki soğutma performansına etkilerinin araştırılması
Investigating the effect of impinging jet and rib usage on the cooling performance of the channel surface
ORHAN YALÇINKAYA
- Sabit ve hareketli türbülatörlerin ısı transferine etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of fixed and moving turbulators on heat transfer
İLKER FIRAT
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞENDOĞAN KARAGÖZ
- Numerical analysis on effect of fin shape on double pipe heat exchangers
Çift borulu ısı değiştiricisinde kanatçık şeklinin verim üzerindeki etkisinin sayısal analizi
ALI MAHMOOD MOHAMMED MOHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL ARSLAN
- Experimental and numerical analysis of the thermoelectric cooling of photovoltaic panels
Fotovoltaik panellerin termoelektrik ile soğutulmasının deneysel ve sayısal analizi
ALI TALIB DAKHAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YAKUT
- İçten yanmalı motorun egzoz atık ısı geri kazanımı için termoelektrik jeneratörün HAD analizi
CFD analysis of thermoelectric generator for exhaust waste heat recovery of internal combustion engine
AHMET BATURALP ÖKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HABİB GÜRBÜZ