Vorteks borusundaki türbülanslı dönmeli akışın çok pozisyonlu sıcak tel yöntemi ile incelenmesi
The study of turbulent swirling flows in vortex tubes by multiposition hot-wire technique
- Tez No: 170613
- Danışmanlar: DOÇ.DR. MEHMET YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Vorteks borusu, sıcak tel, çok pozisyonlu yöntem, ortalama hız, türbülans, Vortex tube, hot wire, multiposition technique, mean velocity, turbulence 11
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 184
Özet
ÖZET Doktora Tezi VORTEKS BORUSUNDAKİ TÜRBÜLANSLI DÖNMELİ AKIŞIN ÇOK POZİSYONLU SICAK TEL YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ Mehmet KAYA Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Mehmet YILMAZ Dönmeli veya vorteks akış; soğutma sistemleri için Ranque-Hilsch vortex borusu, benzinli ve dizel motorlar, yanmalı aygıtlar, kütle ve enerji ayırıcıları, sprey kurutucuları ve ısı değiştiricileri vs. gibi çeşitli teknik uygulama alanlarına sahiptir. Bu uygulama alanlarının oluşturduğu ilgiye rağmen, dönmeli akışın mekaniği, özellikle oluşan akış deseni ve türbülans profilleri, açık bir şekilde anlaşılamamıştır. Bu çalışmanın amacı, tek eğimli sıcak tel probu için geliştirilen çok pozisyonlu sıcak-tel yöntemini kullanarak vorteks borusunun hidrodinamik karakteristiklerini araştırmaktır. Fitouri et al. (1995) tarafından geliştirilen minimum çatal etkileşimli dönme açılarını kullanan çözüm yöntemi kullanılmıştır. Üç ortalama hız bileşeni Ü, V, W ; belirli /? dönme açılarında, Veff efektif hızı kullanılarak belirlenmiştir. Reynolds gerilmeleri ise, bilinen tT/ivve v/w terimlerini kullanarak ortalama hız bileşenlerinden saptanmıştır. Boyu 80 cm ve iç çapı 89 mm olan pürüzsüz bir boru vorteks borusu olarak kullanılmış ve havanın borunun girişinde 120° açılarla açılan 3 lüleden teğetsel olarak girmesiyle boru içerisinde dönmeli akış elde edilmiştir. Üç farklı parametre için vorteks borusu boyunca ölçümler alınmıştır: Çıkış orifis çapı, bora uzunluğu ve akış debisi. Orifis çapı ve hava debisinin üç ortalama hız bileşeni, üç normal ve üç Reynolds gerilmelerine etkisini incelemek amacıyla, 4 farklı orifis çapı (20, 40, 60 ve 89 mm) ve 3 farklı debi (5, 10 ve 15 L/s) kullanılmıştır. Akış rejiminin çıkış koşullarına çok duyarlı olduğu belirlenmiştir. Teğetsel hız bileşeninin baskın olduğu ve radyal hız bileşeninin eksenel ve teğetsel hız bileşeninden daha küçük olduğu bulunmuştur. Radyal yöndeki teğetsel hız profili, çevresel bölgede serbest vorteks ve merkezi bölgede zorlanmış vorteks bölgelerinden oluşmuştur. Eksenel hız bileşenleri, vorteks borusunun bazı bölgelerinde önemli olmuş ve bu bölgelerin bora cidarına yakın bölgeler olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, ileriki çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur. 2005, 162 sayfa
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Ph.D. Thesis THE STUDY OF TURBULENT SWIRLING FLOWS IN VORTEX TUBES BY MULTIPOSITION HOT-WIRE TECHNIQUE Mehmet KAYA Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering Supervisor: Doç. Dr. Mehmet YILMAZ Swirl or vortex flows have found various technical applications such as Ranque-Hilsch vortex tube for refrigeration scheme, gasoline and diesel engines, combustion devices, mass and energy separators, spray dryers, and heat exchangers etc. Despite the interest created by these applications, the mechanics of swirling are not clearly understood, especially with respect to the occurring flow pattern and turbulence profiles. The purpose of this study is to investigate the hydrodynamic characteristics of a vortex tube by using a multiposition hot-wire technique for a single yaw hot-wire probe. The solution procedures using roll angles with minimal prong interference developed by Fitouri et al. (1995) were used. The three mean velocity components Ü, V, W were determined using a combination of V^ at known roll angle, P positions. The Reynolds stresses were evaluated from the mean velocity evaluations by treating the terms UJW and v/w as known quantities. A smooth pipe of length 80 cm and of inner radius 89 mm was used as the vortex tube, and the swirl flow was obtained by the tangential inlet of air through the three nozzles opened 120° apart from each other at the inlet of the tube. The measurements were taken along the vortex tube for three different parameters: Outlet orifice diameter, length and flow rate. Four different orifice diameters (20, 40, 60 and 89 mm), and three different flow rates (5, 10 and 15 L/s) were used to study the effect of orifice diameter and the flow rate on the three mean velocity components and three normal and three Reynolds stresses. An extreme sensitivity of the flow regime to the exit conditions was determined. The tangential velocity component was predominant, and radial velocity component were smaller than that of the axial and tangential components. The tangential velocity profile in the radial direction was composed of a peripheral region of quasi-free vortex and a central part of quasi-forced vortex flow. Axial velocity components became significant in some zones of the vortex tube, and these zones were generally close the tube wall. Recommendations are also made for further work. 2005, 162 pages
Benzer Tezler
- Dönmeli akışta hız karakteristiklerinin sıcak tel anemometresi ile incelenmesi
The Investigation of the velocity characteristic at the swirl flow by hot wire anemometer
MEHMET KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET YILMAZ
- Francis türbinleri i̇çin bir vorteks önleyici bileşen tasarimi ve türbin performansinin i̇ncelenmesi
A new vortex preventing element design for francis turbines and ınvestigation of turbine performance
DENİZ SARPER SEMERCİ
- Vorteks yöntemiyle üretilen partikül takviyeli alüminyum matriksli kompozit malzemenin mikroyapısal karakterizasyonu ve ısıl işlemleri
Başlık çevirisi yok
EBRU KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜZEYYEN MARŞOĞLU
- Karşıt akışlı konik vorteks tüp karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of counterflow divergent vortex tube characteristics
YİĞİT SERKAN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiGümüşhane ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KEMAL KUVVET
- Yüksek enerji ayrıştırma etkisine sahip karşıt akışlı ranque-hilsch vorteks tüpü tasarımı geliştirilmesi ve bilgisayar destekli optimizasyonu
Improving counter – flow ranque – hilsch vortex tube design with high energy separation effect and its computer aided optimization
HASAN MELİH KINAGU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ÖZGÜN KORUKÇU