Tekli ve çoklu çarpan hava jetlerinde zorlanmış taşınımla ısı ve kütle transferinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi
Experimental and theoretical investigation of convective heat and mass transfer in single and multiple impinging air jets
- Tez No: 286972
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHİDDİN CAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 195
Özet
Çarpan hava jetleri, yüksek ısı ve kütle transferi kabiliyetine sahiptirler. Bundan dolayı, kağıt ve kumaş kurutulması, mürekkep kurutulması, cam temperlenmesi, metallerin sertleştirilmesi, elektronik cihazların soğutulması, türbin kanatçıklarının soğultulması gibi ve daha birçok uygulamada kullanılmaktadırlar. Ancak sürekli gelişen teknoloji ve artan talepler, zaten yüksek olan ısı ve kütle transferini daha da yükseğe çıkartma arzusu doğurmaktadır. Bununla birlikte enerjinin gün geçtikçe değerlenmesi, bu artırımı mümkün olan minimum maliyetle yapmayı gerektirmektedir. Bundan dolayı, bu konuyla ilgili bir çok deneysel ve sayısal çalışma yapılmış ve yapılmaktadır.Bu çalışmanın ısı transferi ayağında, hava hızı, hava nemi ve jet-yüzey arası mesafe gibi parametrelerin yanında türbülansı arttırıcı unsurların ısı transferi üzerine etkileri araştırıldı. Çift jet durumu için elde edilen değerler, tek jet durumlarıyla kıyaslandı. Tek ve çift jet için deneysel olarak çalışılan hemen hemen tüm durumların eş zamanlı olarak CFD (Computational Fluid Dynamics) analizleri yapıldı. Bunun yanında oluşturulan sayısal modelde, mevcut deney tesisatında araştırılması mümkün olmayan durumlar da incelendi. Aynı deney tesisatında iki farklı tipteki ıslak kumaşın çarpan hava jeti ile kurutulması durumları incelendi. ANSYS-CFX programında dışarıdan değişkenler tanımlanarak kütle transferi için de çözümler elde edildi.Çalışma sonucunda, ısı transferi için en etkin parametrenin jet çıkış hızının yani Re değerinin olduğu görüldü. Tek jet durumu, çalışılan konfigürasyonların tümünde çift jete göre daha etkin bir ısı transferi performansı sergiledi. Oluşturulan sayısal modelden ısı ve kütle transferi için elde edilen sonuçlar, deneysel sonuçlarla çok iyi bir uyum gösterdi. Sayısal olarak yapılan çalışmalarda artan giriş türbülans şiddetinin sadece çarpma noktasında yerel Nu değerini arttırdığı, çarpma noktasından uzaklaştıkça etkisini yitirdiği sonucu elde edildi. Kütle transferi için yapılan deneylerden, artan Re sayısının kuruma süresini kısalttığı, ancak paralelinde fan gücünü de arttırdığından optimum Re değerinin 20000 ila 30000 arasında olması gerektiği tespit edildi. Ayrıca, artan jet çıkış sıcaklığının kuruma süresini kısalttığı ve bu artışın kurutma işlemini daha ekonomik hale getirdiği elde edilen sayısal sonuçlardandır.
Özet (Çeviri)
Impinging air jets have high heat and mass transfer capability. Therefore, they are commonly used in processes such as drying of paper and textiles, print drying, tempering of the glass, annealing of the metals, cooling of electronic components and the system of cooling assemblies of gas turbine blades etc. But continuously improving technology and increasing demands have given birth to the desire to enhance the heat and mass transfer which are already high. However, increase in the value of energy day after day requires minimum cost. Therefore, a lot of experimental and numerical researches about this issue have been studied have still been studying.The effects of turbulence-enhancing factors beside of air velocity, humidity and distance of jet-plate on heat transfer have been investigated in heat transfer part of this study. Obtained results for twin jet have been compared with that of single jet. CFD (Computational Fluid Dynamics) analyses simultaneously performed for almost all cases which are studied by experimentally for single and twin jets. At the same time, some unsearchable cases with experimental setup have also been analyzed with CFD. Drying of two different types of wet fabric by impinging air jet has been carried out with the same experimental setup. Numerical results obtained for mass transfer by defining additional variables in ANSYS-CFX.At the end of the study, it is seen that, the most effective parameters for heat transfer is jet exit air velocity, in other words, Re number. Single jet has been shown better performance than that of twin jet for all studied configurations. Comparison with the numerical model is in very good agreement with the experimental values of heat and mass transfer. It is obtained from numerical studies that increasing inlet turbulence intensity increases local Nu number value in only impingement point and it loses its effect with increasing distance from this point. It is determined from mass transfer studies that increasing Re number decreases drying time, but it increases fan power in parallel, therefore optimum Re number value should be between 20000 and 30000. Also, another obtained numerical result showed that increasing jet exit temperature decreases drying time and this increase has made the process more economical.
Benzer Tezler
- Titreşimin çeşitli çarpan jet tipleri üzerindeki etkisinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of the effect of pulsation on various types of impinging jet
ALİ TAŞKIRAN
- Elektronik cihazların soğutulmasının bilgisayar destekli analizi
Computer aided analysis of cooling of electronic equipments
MUSTAFA KEMAL İŞMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUHİDDİN CAN
- Çoklu çarpan hava jet soğutmanın deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical investigation of cooling with multiple air jet impigement
AYŞE YEŞİLYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YAKUT
- Grafen tabanlı materyallerin antimikrobiyal özelliklerinin değerlendirilmesi ve üretilen hipotezlerin pamuklu kumaş üzerinde denenmesi
Evaluation of antimicrobial properties of graphene based materials and testing of hypothesis produced on cotton
MERVE KAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİBEL YİĞİTARSLAN
- Multi-modal neuroimaging data prediction: Estimation of connectional brain template and multigraph classification with application to gender fingerprinting
Çoklu modal nörogörüntüleme veri tahmini: Bağlantılı beyin şablonunun tahmini ve cinsiyet parmak izi uygulaması ile çoklu grafik sınıflandırma
NADA CHAARI
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE CAMGÖZ AKDAĞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ISLEM REKIK