Heat transfer performances of isosceles triangular cross sectioned wire coils
İkizkenar üçgen kesitli sarmal tellerin ısı transferi performansları
- Tez No: 489653
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FUAT YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Isı transferi iyileştirme çalışmaları, termik sistemlerin geliştirilmesine paralel olarak yoğun bir şekilde devam etmektedir. Isı transferinin teşviki, enerji sağlanması ve maliyet etkinliği sağladığından, ısı transferi geliştirme tekniklerine odaklanmak ve verimliliği artırmak talep edilmektedir. Bir ikizkenar üçgen kesitli sargılı tel ve bir tüp içine yerleştirilmiş bükülmüş bant kullanılarak hava akışının ısı transferinin güçlendirilmesi, Reynolds sayısı 4000 ila 20,000 aralığında türbülanslı akış rejimi altında araştırılmıştır. Döngüsel akışın üç farklı hatve oranına için (P/D = 1, 2 ve 3) simülasyon tekniği kullanılmıştır. İkizkenar üçgen yan uzunluğunun tüp çapına oranları (a/D) 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 ve 0,93'tür. Bükülmüş bantın tüp duvarından uzaklığı 2 mm'dir. Sabit giriş sıcaklığı ile sabit ısı akışı koşullarında türbülanslı akış rejiminde Nusselt sayısı (Nu) ile temsil edilen ısı transferi artırımı ve sürtünme faktörü (f) Ansys FLUENT programı kullanılarak akış alanı içindeki termal ve akışın fiziksel davranışlarını anlamak için sayısal yöntem kullanılmıştır. Sonuçlar, ortalama Nusselt sayısı, sürtünme faktörü, hız konturu ve türbülans kinetik enerji konturu olarak sunulmuştur. Sonuçlar, bükümlü bant ve ikizkenar sarmal telin kullanımının, düz boruya kıyasla ısı transferinde ve basınç düşüşünde önemli bir artışa neden olduğunu göstermektedir. Nusselt sayısının, üçgenin yan uzunluğunun ve büküm genişliğinin artmasıyla ve hatve oranının azalmasıyla birlikte arttığı gözlemlenmiştir. Reynolds sayısı çalışma aralığındaki sonuçlar için, düz boruya kıyasla a/D=0.8 oranına sahip TWC4A, TWC4B ve TWC4C için sırasıyla %153, %128 ve %112'lik ortalama ısı transferi artırımı ile daha yüksek performans sağladığını göstermektedir. Bununla birlikte, a/D=0.93 oranına sahip T.T5A, T.T5B ve T.T5C için ısı aktarım verimliliğini sırasıyla %147, %151 ve %143 olarak gözlemlenmiştir. Ayrıca, a/D=0.8 olan tel bobin, bükülmüş bant ve diğer oranlardaki ikizkenar üçgen kesitli tel bobinlere kıyasla daha yüksek bir verimliliğe sahiptir.
Özet (Çeviri)
The heat transfer improvement work continues intensively in parallel with the development of the thermal systems. Since the promotion of heat transfer leads to the provision of energy and cost efficiency, focusing on finding heat transfer enhancement techniques and improve efficiency is demanded. Heat transfer enhancement of air flow using wire coiled of an isosceles triangular cross-section and twisted tape inserted in a tube have been investigated under turbulent flow regime in the range of Reynolds number from 4000 to 20,000. A simulation technique is employed to simulate the swirling flow with three different pitch ratios (P/D = 1, 2, and 3). The isosceles triangle side length to tube diameter (a/D) is 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 0.93. The distance of twisted tape from the tube wall is 2 mm. The heat transfer enhancement represented by a Nusselt number (Nu) and friction factor (f) in turbulent flow regime under constant heat flux condition with constant inlet temperature are numerically investigated by Ansys FLUENT to understand the physical behaviour of the thermal and fluid flows in the flow field. The results are presented in terms of average Nusselt number, friction factor, velocity contour and turbulent kinetic energy contour. The results show that the use of twisted tape and isosceles coiled wire lead to a considerable increase in heat transfer and pressure drop in comparison with the smooth pipe. The Nusselt number increases with the increase of triangle side length and twist width and with the decrease of pitch ratio. The results indicate that the wire coil with a/D=0.8 comparing to the smooth pipe has provided higher enhancement with average heat transfer enhancement of 153%, 128%, and 112% for TWC4A, TWC4B, and TWC4C, respectively along the range of Reynolds number used in the present study. Nevertheless, the twisted tape with a/D=0.93 improve the heat transfer efficiency to be 147%, 151%, and 143% for T.T5A, T.T5B, and T.T5C, respectively. Also, the wire coil with a/D=0.8 has higher efficiency comparing to the twisted tape and wire coils isosceles triangle cross-section with other ratios.
Benzer Tezler
- Heat and fluid flow in microscale from micro and nano structured surfaces
Mikro ve nano yapılı yüzeylerden mikro boyutta ısı ve sıvı akışı
TÜRKER İZCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KOŞAR
- Bir kısmı kesilmiş ısı alıcılarından meydana gelen minikanalların ısıl ve akış performansının sayısal olarak incelenmesi ve optimizasyonu
Numerical investigation and optimization of fluid flow and heat transfer performances of cross-cut heat sinks
UMUT ÇINGI
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABUZER ÖZSUNAR
- Nano-akışkanların ısı borularında performanslarının deneysel incelenmesi
Experimental investigation of nano-fluids performance in heat pipes
ADEM BOZKIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
EnerjiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÖZCAN
- Gemi kargo tanklarında doğal taşınımla olan ısı geçişinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of natural convection heat transfer in ship cargo tanks
KORAY ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2022
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Helisel sarılı ısı değiştiricilerde farklı geometrik özelliklerin ısı transferine etkisinin deneysel ve sayısal olarak araştırılması
Experimental and numerical investigation of the effect of different geometrical properties on heat transfer in helical coiled heat exchangers
MUSTAFA CANER
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTAN BUYRUK