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
- Tez No: 483782
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. IBRAHIM MAHARIQ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bükülmüş Bantlar, Laminer Akış, Düzgün Isı Akısı, Twisted Tapes, Laminar Flow, Uniform Heat Flux
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Bu tezde sırasıyla düz boru ile donatılmış (tipik, yarım daire kesimli, U-kesimli, V-kesimli ve perfore-oluklu) olmak üzere beş farklı tipteki bükülmüş bant (TTT, SCTT, UCTT, VCTT, PTT) için ısı transferi ve basınç düşüşü özelliklerini değerlendirmek amacıyla deneysel bir araştırma gerçekleştirilmiştir. Bu çeşitli kategorilerdeki bantlar iki bükülme oranlarıyla test edilmiştir (y = 5.0, 3.0). Deneyler 566 ila 1994 arasında değişkenlik gösteren Reynolds sayısı (Re) ile laminar akış rejimi altında yapılmıştır. 14.2 mm çapında, 1000 mm uzunluğunda ve 0.9 mm kalınlığında bir bakır düz boru, düzgün ısı akısına maruz bırakılmış ve ısı kayıplarını önlemek için asbest ile yalıtılmıştır. Çalışma sıvısı sudur. Mevcut deneysel çalışmadan elde edilen ana bulgular, düz boru içerisinde yukarda bahsi geçen farklı kategorilerdeki bükülmüş bantların kullanımının ek parça olmayan boruya oranla önemli oranda ısı transferi ve buna ilaveten basınç düşüşünde artış sağladığını göstermiştir. Buna ek olarak, tüm kategoriler için bükülme oranının azaltılması, daha yüksek Nusselt sayısı (Nu) meydana getirmiştir. Bükülme oranı 3.0 (VCTT3) olan V-kesimli bükülmüş bant68.63 değeriyle Nu sayısında en yüksek artışı sağlamış, ikincil akışın oluşması ve helezoni dönüş yoğunluğunun artması nedeniyle düz borudan daha yüksek oranda %195 değerinde ısı transfer artışı sağlamıştır. Düz boru ile karşılaştırıldığında, en düşük ısıl artış %105 değeri ve 48.75 Nu sayısı ile bükme oranı 5.0 (PTT5) olan perfore-oluklu bant ile elde edilmiştir. Ayrıca VCTT3 dairesel düz boru içerisinde donatılmış kategoriler arasında 566 Re'de 0,574 direnç faktörü ile en yüksek sürtünme kaybını ortaya çıkarmış ve düz borudan 5,667 kat daha fazla olmuştur. Araştırılan aralık üzerinde en düşük sürtünme kaybı ise 1994 Re'de 0,162 sürtünme faktörü ile PTT5 ile elde edilmiştir. Bu çalışmada, yüksek termal performans faktörü VCTT3 ile, Reynolds sayısı 1994'de 8.65 iken, UCTT3, SCTT3, TTT3 ve PTT3, aynı koşullarda sırasıyla 8.44, 8.4, 8.24 ve 8.04'ü vermiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, an experimental investigation is implemented to evaluate the heat transfer and pressure drop characteristics for five variant types of twisted tapes including (typical, semicircular-cut, U-cut, V-cut and perforated) twisted tapes (TTT, SCTT, UCTT, VCTT, PTT) respectively equipped in plain tube. These various categories tested with two twist ratios (y=5.0, 3.0). The experiments carried out under laminar flow regime with Reynolds number (Re) varies from 566 to 1994. A copper plain tube of 14.2 mm diameter, 1000mm length and0.9mm thickness was exposed to uniform heat flux and is insulated by asbestos to avoid heat losses. The working fluid was water. The main findings that were obtained from the present experimental work is that using of various categories of twisted tape mentioned above in plain tube produced a considerably enhancement in heat transfer with an increase in pressure drop compared with the tube without insert. In addition, decreasing the twist ratio for all categories produced higher Nusselt number (Nu). V-cut twisted tape of twist ratio of 3.0 (VCTT3) yielded the highest increase in Nu with value of 68.63 with heat transfer enhancement of 195% higher than the plain tube due to the generating of secondary flow and increase of swirl intensity. The lowest heat enhancement produced by perforated twisted tape of twist ratio of 5.0 (PTT5) with Nu of 48.75 and 105% comparing to the plain tube. Furthermore, VCTT3 caused higher friction loses between the equipped categories in the circular plain tube with friction factor of 0.574 at Re of 566 and it is 5.667 times higher than the plain tube while minimum friction losses yielded by PTT5 with friction factor of 0.162 at Re of 1994 over the range investigated. In this study, the higher thermal performance factor was obtained by VCTT3 and it is 8.65 at Reynolds number of 1994, while UCTT3, SCTT3, TTT3 and PTT3 yielded 8.44, 8.4, 8.24and 8.04 respectively at the same conditions.
Benzer Tezler
- Forced convection flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluids through a circular tube
Newtonyen olmayan nanoakışkanların dairesel bir boru boyunca zorlanmış konveksiyon akışı ve ısı transferi
GÖKHAN KIYAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK
- Heat transfer enhancement with nanofluids
Nanoakışkanlar kullanarak taşınımla ısı transferinin artırılması
SEZER ÖZERİNÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. SADIK KAKAÇ
YRD. DOÇ. DR. ALMILA GÜVENÇ YAZICIOĞLU
- The effects of polymer/surfactant additives on the flow and heat transfer around a circular cylinder in periodic vortex shedding
Polimer/yüzey aktif madde katkısının periyodik girdap kopmasında dairesel silindir etrafı akışa ve ısı transferine etkileri
ÇAĞLAR ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK
- Numerical study of implemented eco-friendly nanofluid in the pinfin-equipped heatsinks with novel C-shaped and V-shaped patterns
Yeni C-şekilli ve V- şekilli desenlere sahip iğne-kanat donanımlı soğutucularda uygulanan çevre dostu nanoakışkanın sayısal incelenmesi
FARNAZ NOJAVAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSİN SAYAR
- Merkez ekseni boyunca girdap üreteçleri yerleştirilen boru akışında ısı transferi ve basınç kaybının incelenmesi
Investigation of heat transfer and pressure drop in pipes having longitudinal vortex generators inside
M. SERAP KAHRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HABİP ASAN