Farklı sıcaklıklardaki jetlerin akış ve ısıl karışım karakteristiklerinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of flow and thermal mixing phenomena of jets at different temperatures
- Tez No: 424165
- Danışmanlar: PROF. DR. YASİN VAROL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Bu çalışmada, farklı sıcaklıklardaki jet akışlarının sınırlandırılmış bir kanal içerisindeki termofiziksel özellikleri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmanın deneysel kısmı için bir deney seti imal edilmiş ve sayısal kısmı da Large Eddy Simulation türbülans modeli kullanılarak modellenmiştir. Akışkan olarak suyun kullanıldığı analizlerde paralel ve eş – merkezli olmak üzere iki tür jet modeli kullanılmıştır. Kanal içerisine farklı geometrik özelliklere sahip pasif engeller yerleştirilmiştir. Analizler jetler arası sıcaklık farkı ve momentum oranının fonksiyonu olan altı farklı sınır şartı için yapılmıştır. Deneysel ve sayısal veriler analiz edilirken üç tür yaklaşım uygulanmıştır. Birinci yaklaşımda farklı sıcaklıklardaki jet akışlarının kanal boyunca ısıl karışım davranışları irdelenmiştir. İkinci yaklaşımda ısıl karışımın etkin olarak gerçekleştiği türbülanslı bölgedeki ısıl salınım davranışları analiz edilmiş ve bu salınımların kanal duvarları için ısıl gerilme kaynaklı bir risk oluşturup oluşturmadığı tespit edilmiştir. Üçüncü yaklaşımda ise belirlenen çalışma parametrelerinin jetlerin akış davranışları üzerindeki etkileri kapsamlı bir şekilde ele alınmıştır. Sonuçlar, bütün çalışma parametrelerinde jetler arası sıcaklık farkı arttıkça ısıl karışımın iyileştiğini göstermiştir. Jet momentum oranları değiştikçe ısıl karışım davranışları önemli ölçüde değişmiştir. Kanal içerisinde pasif engel kullanımı genel olarak daha iyi bir ısıl karışım sağlamıştır. Gözenekli engellerde engelin geçirgenliği arttıkça ısıl karışımda bir iyileşme görülmüştür. Bütün durumlarda etkin karışım bölgelerindeki baskın sıcaklık frekansının 5 Hz civarında olduğu tespit edilmiştir. Yüksek genlikteki bu sıcaklık salınımları bazı engel yerleştirilmiş durumlarda kanal duvarlarına ulaşmaktadır. Bazı durumlarda ise kanal duvarlarına ulaşmadan yığın sıcaklık içerisinde sönümlenmektedir. Kanal içerisinde engel kullanımı, genel olarak jetlerin türbülans bölgelerinin küçülmesine neden olmuştur. Deneysel ve sayısal veriler büyük bir doğruluk ile birbiriyle uyuşmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, thermophysical specifications of jets at different temperatures in a confined channel were investigated experimentally and numerically. An experimental setup was produced for experimental part of the study and Large Eddy Simulation turbulence model was used to simulate numerical part of the study. Parallel and Coaxial jet models were used in the analyses that water was used as working fluid. Passive obstacles that have different geometrical specifications were inserted into the channel. Analyses were carried out for six cases which are function of temperature difference between jets and different momentum ratios of the jets. Three approaches were applied while analyzing the experimental and numerical data. Thermal mixing behavior of the jets in the channel were investigated in the first approach. In the second approach, temperature fluctuating phenomena in turbulent region which effective thermal mixing occur were evaluated and it is identified that these fluctuations contain a thermal stress risk for the channel walls or not. In the last approach, flow field phenomena of the jets were evaluated comprehensively. Results showed that mixing performance gets better with increasing temperature differences between jets for all working parameters. Thermal mixing behavior of the jets changes substantially with changing momentum ratios of the jets. Using passive obstacles into the channel lead better mixing performance in general. Mixing performance enhances with increasing porosity values of the passive obstacles. Dominant frequency of temperature fluctuations in the mixing region is captured as 5 Hz for all working cases. These high amplitude temperature fluctuations sometimes reach to the channel walls in obstacle cases and sometimes it dissipates inside bulk temperature before reach the walls. Using obstacles into the channel reduces the turbulent area in general. Experimental and numerical data correspond with each other with a great accuracy.
Benzer Tezler
- Farklı sıcaklıklardaki paralel jet akışlarında nanoakışkan ve dönel akışın akış ve ısıl karışım davranışlarının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of flow and thermal mixing behaviors of nanofluid and swirling flow in parallel jet flows at different temperatures
MUHAMMED GÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN FEHMİ ÖZTOP
- Oto cam temperleme işleminde farklı ısıtma ve soğutma sıcaklıkları için optimum akış karakteristiklerinin ve temper kalitesinin belirlenmesi
Determination of the optimum flow characteristics and tempering quality for different heating and cooling temperatures in auto glass tempering process
MEHMET AKÇAY
Doktora
Türkçe
2014
Mühendislik BilimleriKarabük ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP SEKMEN
DOÇ. DR. MUSTAFA GÖLCÜ
- N-vinilkaprolaktam'ın değişik yöntemlerle polimerizasyonu
Polymerization of N-vinylcaprolactam with different methods
HABİL UZUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TONGUÇ ÖZDEMİR
- Eğimli kanallarda farklı sıcaklıklardaki sınırlı jet akışlarında ısıl karışmanın deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of thermal mixing in inclined channels for slot jet flows with different temperatures
BEŞİR KOK
- Nanokompozit jellerin ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasında kullanımının incelenmesi
Investigation of the use of nanocomposite gels in the removal of heavy metal ions
ŞEYMA ALTUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELVA ÇAVUŞ