An experimental investigation on the analysis of flow dynamics in collapsible elastic tubes
Çökelebilen elastik tüplerdeki akış dinamiğinin analizine yönelik deneysel bir araştırma
- Tez No: 200469
- Danışmanlar: PROF. DR. MELDA ÇARPINLIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 187
Özet
Bu çalısmada çökelebilen elastik tüplerdeki hava akısı deneysel olarak arastırılmıstır. Deney düzenegi literatür arastırması sonucu tasarlanıp imal edilmistir. Deneylerde cidar kalınlıgı 0.55 mm olan Penrose tüp ve cidar kalınlıgı 1 mm, 2 mm ve 3 mm olan silikon tüpler kullanılmıstır. Tüplerin iç çapı 25.4 mm olup tüp uzunlugunun tüp iç çapına oranı 10, 7.5 ve 5 olacak sekilde üç farklı tüp uzunlugu test edilmistir. Elastik tüp, Starling resistor olarak bilinen hava sızdırmaz bir kutu içerisine herhangi bir gerilme verilmeden her iki ucunda metal boru parçalarına takılmıstır. Hava akısı vida tipi bir kompresörle zamana bagımsız olarak sisteme saglanmıstır. Zamana bagımsız akıs miktarı 0.0049 m3/s ile 0.0214 m3/s arasında ayarlanmıstır. Starling resistor'e basınç uygulayarak içinden hava akan tüpün iç ve dıs basınç farkı negatif oldugu zaman çogu durumda kendiliginden salınımlar gözlenmis ve akıs bu yüzden zamana bagımlı hale gelmistir. Ancak tüp çesidine (3 mm kalınlıgındaki silikon tüp) ve akıs miktarına baglı olarak bazı durumlarda salınımlar gözlenmemistir. Zamana bagımlı basınç ve hız ölçümleri bir veri toplama sistemiyle bilgisayara kaydedilmistir. Salınımların basladıgı anda tüp giris ve çıkısındaki basınç ölçümleri ve tüp çıkısındaki hız ölçümleri yapılmıstır. Bu ölçümlere hızlı Fourier dönüsümü (FFT) uygulayarak salınımların frekansı belirlenmistir. Deneysel olarak belirlenen salınımların frekans degerleri 18 Hz ile 35 Hz arasında kalmıstır. Tüp özelliklerinin (cidar kalınlıgı, uzunluk, iç çap, tüp malzemesi) ve akıs miktarının, basınç ve hız ölçümlerini önemli ölçüde etkiledigi görülmüstür. Bu yüzden bu parametrelerin çökelebilen tüp akısları arastırmalarında dikkate alınması gerektigi vurgulanmıstır. Ayrıca deneysel sonuçlar, literatürden alınan lineer stabilite teorisine baglı olan teorik hesaplamalarla karsılastırılmıstır. Hesaplamalar sonucu bulunan frekans degerinin ölçümlerden elde edilen aralık içerisinde kaldıgı görülmüstür. Çökelebilen tüplerdeki akıslar esas olarak fizyolojik akıslara ve biyomekanik uygulamalara baglantılı oldugundan, güncel bir konu olup üzerinde çalısmalar devam etmektedir. Bu yüzden detaylı olarak sunulan bu deneysel çalısmanın konu alanındaki arastırıcılara yararlı olacagı düsünülebilir. Ayrıca konuyla ilgili geçmisteki deneysel çalısmaların çogunda akıskan olarak su kullanıldıgından, çökelebilen tüplerde hava akısının da test edilmesinin yararlı olabilecegi düsünülmüstür. Dolayısıyla bu açıklıgı dikkate alarak yapılan arastırmanın bu anlamda önem tasıdıgı söylenebilir.
Özet (Çeviri)
In this study airflow through collapsible elastic tubes was experimentally investigated. The experimental set-up was designed and constructed as a result of literature survey. In the experiments, Penrose tubes having a wall thickness of 0.55 mm and silicone rubber tubes having a wall thickness of 1 mm, 2 mm and 3mm were used. The inside diameter of the tubes are 25.4 mm and three different tube lengths were tested such as the ratios of tube length to the tube inside diameter would be 10, 7.5 and 5. The elastic tube was placed without any tension in an airtight box known as Starling resistor and it was attached to pieces of metal pipes at both of its ends. Airflow was steadily supplied to the system by means of a screwtype compressor. The steady air flow rate was regulated between 0.0049 m3/s and 0.0214 m3/s. When the internal and external pressure difference of the tube in which air flowed through it was negative on applying pressure into the Starling resistor, the self excited oscillations were observed in most of the cases and flow was therefore unsteady. However the oscillations were not observed in some cases depending on the tube type (the 3 mm thick silicone rubber tube) and flow rate. The time dependent pressure and velocity measurements were stored on the computer by means of a data acquisition system. The measurements of pressure at the inlet and exit of the tube and the velocity at the exit of the tube had been performed at the onset of oscillations. The frequency of the oscillations had been determined by applying Fast Fourier Transform (FFT) to these measurements. The experimentally determined frequency of the oscillations values were between 18 Hz and 35 Hz. It was seen that the properties of the tube (wall-thickness, length, inside diameter, tube material) and magnitude of the flow rate seriously affected pressure and velocity measurements. Therefore it was emphasized that these parameters should be considered in the collapsible tube flow investigations. The experimental results were also compared with the theoretical calculations based on linear stability theory obtained from literature. The frequency value obtained from the calculations was seen to be in the range of measurement results. The flows through collapsible tubes are up-to-date topic and the studies are continuing on them due to the fact that they are basically related to physiological flows and biomechanical applications. Therefore this experimental study which had been presented in detail may be considered to be beneficial for the investigators dealing with this topic. In addition, since water had been used as fluid in most of the previous experimental studies related to the subject, it was considered that it might be useful to test also airflow in collapsible tubes. Consequently, the performed investigation in which this gap was taken into consideration can be said to have significance in this respect.
Benzer Tezler
- Optimum lüle şeklinin çarpan jet üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of optimum nozzle type on the impinging jest
NEVİN ÇELİK
Doktora
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. HAYDAR EREN
- Koroner arterlerde kan akışının çok fazlı etkilerinin deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical investigation of multiphase effects of blood flow in coronary arteries
ORHAN YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2023
KardiyolojiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞENDOĞAN KARAGÖZ
- Analysis of non-boiling gas-liquid two-phase flow through flow components: Experimental investigation and numerical modelling
Akış elemanlarında kaynamasız hava-su iki fazlı akışının analizi: deneysel inceleme ve sayısal modelleme
ERGİN KÜKRER
Doktora
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDİL ESKİN
- Kompakt değişken kapasiteli kompresör için soğutma kapasitesi artışının sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of increasing cooling capacity for compact variable capacity compressor
SEMİH GÜREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
- Kondenserli çamaşır kurutma makinesinin enerji ve kurutma performansının sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of energy and drying performance of condenser tumble dryer
VASIF CAN YILDIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ