Geri Dön

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

  1. Tez No: 522542
  2. Yazar: ÇAĞLAR ŞAHİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Chemical Engineering, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 85

Özet

Bu çalışma Newtonyen ve Newtonyen olmayan inelastik/elastik bünye modelleriyle, seyreltik polimer/yüzey aktif madde katkılı çözeltilerin akış ve ısı transferi özelliklerinin incelenmesini hedeflemektedir. Sonuçlar kaldırma ve sürükleme katsayıları, girdap kopma frekansı, girdap oluşum uzaklığı, ayrılma açısı, girdap kopmasının başladığı kritik Reynolds sayısı, yerel ve ortalama Nusselt sayısı gibi parametreleri cinsinden incelenmiştir. Kayma incelmesi gösteren akışkanın sürükleme katsayısında azalma gözlemlenirken, girdap kopma frekansında artış ve girdap oluşum uzaklığında azalma görülmektedir. Elastik etkiler sürükleme katsayısında ve girdap kopma frekansında artışa, girdap kopma frekansı ve ayrılma açısında ise azalmaya yol açmaktadır. Girdap kopma başlangıcı kayma incelmesi altında daha erken, kayma kalınlaşması altında ise daha geç gözlemlenmektedir ve düşük elastik etkilerin girdap kopmasının başlangıcına etki etmediği görülmüştür. Duvar etkisinin ise zaman ortalaması alınmış sürükleme katsayısına ve Strouhal sayısına arttırıcı etkisi vardır. Girdap kopma hareketi duvar etkisiyle Newtonyen ve kayma kalınlaşması gösteren akışkanlar için daha yüksek Reynolds sayılarında gözlemlenirken, kayma incelmesi gösteren akışkanlarında daha düşük Reynolds sayılarında gözlemlenmektedir. Eşısıl olmayan akış koşullarında, lokal ve ortalama Nusselt sayıları dikkate alındığında, taşınımla ısı geçişi arttırımında kayma incelmesinin önemli rol oynadığı, öte yandan elastik etkilerin taşınımla ısı geçişi hızını azalttığı gözlemlenmiştir. Elastik davranışın artışı eş sıcaklık yapılarında küçülmeye sebep olmuş, artan kayma incelmesi ise geniş ve kümelenmiş eş sıcaklık eğrilerinin oluşmasına katkıda bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

This study focuses on the flow and heat transfer properties of dilute polymer/surfactant solutions using Newtonian, and inelastic/elastic non-Newtonian constitutive models. The results are discussed in terms of drag and lift coefficients, vortex shedding frequency, vortex formation length, separation angle, the critical Reynolds number for the onset of vortex shedding, local and average Nusselt numbers. Drag reduction is observed for shear thinning fluids; moreover, the vortex shedding frequency increases, and the vortex formation length decreases under shear thinning. Fluid elasticity leads to an increase in the drag coefficient and vortex formation length, and a decrease in the vortex shedding frequency and separation angle. The onset of vortex shedding is earlier under shear thinning whereas it is delayed under shear thickening. It is also observed that weakly elastic effects have almost no impact on the onset of periodic vortex shedding. Blockage effect causes to increase time-averaged drag coefficient and Strouhal number and it delays the onset of laminar vortex shedding for Newtonian and shear thickening fluids. For non-isothermal flow condition, heat transfer enhancement is observed under inelastic shear thinning effects through an increase of the local and average Nusselt numbers, however purely viscoelastic effects lead to a decrease in the rate of convective heat transfer for the studied range of parameters. Temperature gradients decrease in the wake region under elasticity whereas shear thinning leads to an increase in the gradients and to the formation of elongated and clustered isotherms.

Benzer Tezler

  1. Development of de-icing and anti-icing solutions for aircraft on ground and analysis of their flow instability characteristics

    Yerdeki uçaklar için buzlanmayı gideren ve buzlanmayı önleyen sıvıların geliştirilmesi ve akış kararsızlık özelliklerinin incelenmesi

    DURMUŞ SİNAN KÖRPE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERKAN ÖZGEN

    DOÇ. DR. YUSUF ULUDAĞ

  2. Deterjan bileşenlerinin temizleme aktivitesi üzerine mekanik hareket ve sıcaklık etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effects of mechanical action and temperature on the cleaning activity of detergent ingredients

    SERVET EFE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURAN DEVECİ AKSOY

  3. Numerical investigation of polymer additive effects on the flow around immersed bodies

    Polimer katkısının batırılmış cisimler etrafı akışa etkisinin sayısal olarak incelenmesi

    ONUR ÇETİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KUNT ATALIK

  4. Bentonit ve montmorillonit dispersiyonlarının reolojik, viskoelastik ve kolloidal özellikleri üzerine organik ve inorganik tuzların etkisi

    The effect of organic and inorganic additivies on the rheological, viscoelastic and colloidal properties of bentonite and montmorillonite dispersions

    AYŞE ALEMDAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. NURFER GÜNGÖR

  5. Elektroüretimle nanolif eldesine etki eden faktörlerin ve jelatin-pektin içeren nanoliflerin model gıdaların reolojik özelliklerine etkilerinin incelenmesi

    Investigations on affecting parameters of electrospinning and rheological properties of model food systems containing electrospun gelatin-pectin nanofibers

    ALPARSLAN KUMRU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY