Investigation of flow characteristics and heat transfer enhancement of various duct geometries
Çeşitli kanal geometrilerinde akış karakteristiklerinin ve ısı tranferi iyileştirilmesinin incelenmesi
- Tez No: 367735
- Danışmanlar: PROF. DR. BEŞİR ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 197
Özet
Bu çalışmanın amacı çeşitli kanal geometrilerindeki akış karakteristiklerini belirlemek ve ısı transferinin iyileştirilmesine kanal geometrilerinin etkisini sayısal ve deneysel olarak araştırmaktır. Çalışmanın tamamı Reynolds 3000 ≤Re≤6000 aralığında yapılmıştır. İlk aşamada, oluk yüksekliğinin kanal yüksekliğine oranının, s/H ısı transferini iyileştirme ve akış yapısı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu amaçla üç farklı yükseklik, s/H=0.1, 0.2, 0.3 oranlarında oluklu kanal geometrileri tasarlanarak sayısal çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda ısı transferinin en fazla iyileştirildiği oran belirlenmiştir. Daha sonra, hidrodinamik yapının incelenmesi ve sayısal çözüm bulgularının doğrulanması için deneysel çalışmalar Parçacık görüntülemeli hız ölçüm (PIV) yöntemi ile yapılmıştır. Çalışmalarda üç farklı faz, φ=180̊, 90̊, 0̊ açısı kullanılmıştır. Oyuklu kanal akışının yapısını ve ısıl verimi belirlemek için hız dağılımları, akım çizgileri, türbülans verileri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal hesaplamalarda standart k-ε türbülans modeli kullanılmıştır. Sayısal çalışmalar sonucunda farklı kanal geometrileri için Nusselt sayısı, Nu sürtünme faktörü, f ve verimlilik indeksi, η hesaplanmıştır. Isı transferinin iyileştirildiği geometri belirlenmiştir. Sonuç olarak deneysel ve sayısal sonuçların birbirleriyle son derece uyumlu olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to determine the flow characteristics and thermal efficiency in various ducts geometries numerically and experimentally. The whole study has been conducted for Reynolds numbers in the range of 3000≤Re≤6000. Firstly, the effect of aspect ratio, s/H on heat transfer enhancement and on flow structures was aimed to be examined. Therefore, the corrugated duct geometries were designed for three different aspect ratios such as s/H=0.1, 0.2, 0.3 and various phase shift angles, φ of corrugated channels. Thermal efficiency of these geometries were examined numerically in order to optimize the aspect ratio, s/H. Afterwards, experimental studies were conducted in order to identify hydrodynamic structures and verify findings of numerical solution using Particle Image velocimetry (PIV). Throughout the study, three different phase angles, φ=0̊, 90̊ and 180̊, were utilized. Velocity distributions, patterns of streamline and corresponding turbulent statistics were determined experimentally and numerically in order to reveal hydrodynamics and thermal efficiency of the corrugated channel flow. In numerical calculations, standard k-ε turbulent model was utilized. As a result of numerical studies, Nusselt number, Nu friction factor, f and efficiency index, η were calculated for different corrugated channel geometries. Consequently, it was observed that numerical and experimental results were extremely compatible with each other
Benzer Tezler
- Investigation of piezoelectric fans for heat transfer enhancement in a channel
Bir kanaldaki ısı transferinin iyileştirilmesi için piezoelektrik fan kullanımının incelenmesi
SALİM MUSULLU
Doktora
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERHAN KÜÇÜKA
- Farklı geometrilerdeki boru içi türbülatörlerin ısıl-hidrolik performansa olan etkilerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effects of different turbulator geometries in pipe on thermal-hydraulic performance
GÖKHAN GÜRLEK
- Bir kanal içerisine yerleştirilmiş üçgen engel dizilerinin ısı transferine etkisinin parametrik incelenmesi
Parametric investigation of the effect on heat transfer of triangular obstacle arrays in a channel
MELİKE YÜKSELTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiAksaray ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNAL AKDAĞ
- Heat transfer enhancement in laminar flow through circular tube using various twisted tapes
Çeşitli bükülmüş bantlar kullanılarak dairesel boru içinden laminar akışta ısı transferinin arttırılması
WISAM QASIM HASSOON HASSON
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiTürk Hava Kurumu ÜniversitesiMakine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. IBRAHIM MAHARIQ
- Çapraz akışlı (HRV) sisteminde farklı kanatçıkların ısı ve akışın deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the heat and flow in a cross-flow (HRV) heat exchanger system
MANSOUR NASIRI KHALAJI
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSAK KOTCİOĞLU