Akış yönlendirici plakaların çıkıntılı ısı kaynaklarından karışık konveksiyonla laminar ısı transferine etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of effect of flow routing plates on laminar mixed convection heat transfer from protruded heat sources
- Tez No: 531883
- Danışmanlar: PROF. DR. MECİT SİVRİOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Transferi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 183
Özet
Bu çalışmada, akış yönlendirici plakaların yatay bir kanal içerisindeki çıkıntılı ısı kaynaklarından karışık konveksiyonla laminar ısı transferine etkisi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Soğutucu akışkan olarak hava kullanılmış ve yüzeyleri yalıtılmış olan dikdörtgen kanal içerisine 4x8'lik diziler halinde ısıtıcılar yerleştirilmiştir. Çalışmada, plakalar arası mesafenin kanal yüksekliğine oranının (LP/H) 3/20, 1/10, 1/20 ve plaka açısının (α) 0˚,30˚,60˚olduğu değerler için farklı Reynolds (Re) ve düzeltilmiş Grashof (Gr*) sayılarında deneysel ve sayısal incelemeler yapılmıştır. Çalışmada önce, ısıtıcıların kanal alt ve üst yüzeylerinde bulunması koşulunda ısıtıcı bölgesi girişine plaka yerleşiminin yapıldığı ve yapılmadığı durumlar için deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmada, plaka açısının 30˚ ve LP/H oranının 3/20 olduğu durumlar için farklı Re ve Gr* değerlerinde Nusıra ort. ve sıcaklık dağılımları incelenmiştir. Farklı plaka açısı (α) değerlerinin (0˚,30˚,60˚) ısı transferine etkileri ise deneysel çalışma sonuçları ile uyumlu sayısal sonuçlar elde edildikten sonra sayısal olarak araştırılmıştır. Yapılan analizlerde, plaka yerleşiminin yalnızca alt yüzeydeki ısıtıcılarda ilk dört ısıtıcı sırasındaki, üst yüzeydeki ısıtıcılarda ise ilk ve son ısıtıcı sıralarındaki ısı transferi miktarını artırdığı anlaşılmıştır. Bundan sonra, ısı transferini iyileştirilerek daha uygun soğutma koşullarını oluşturabileceği düşünülen, ısıtıcılar yan yüzeylerde iken akış yönlendirici plaka kullanılması durumunun sayısal olarak incelenmesine karar verilmiştir. Bu doğrultuda öncelikle LP/H oranının 3/20 değeri için ısıtıcı bölgesi girişine 0˚,30˚,60˚ açı ile plaka yerleşimi yapılarak ısı transferi miktarında iyileştirme yapılması hedeflenmiştir. Yapılan sayısal çalışma sonucunda, Gr*, Re sayılarının ve plaka açılarının tüm değerleri için plakasız duruma göre farklı oranlarda ısı transferi artışı görülmüştür. En yüksek ısı transferi artışı ise plaka açısının 60˚ olduğu durumda elde dilmiştir. Çalışmada sayısal olarak analiz edilen bir diğer durum ise periyodik plaka yerleşim düzenidir. Periyodik plaka yerleşim düzeni için yapılan sayısal çalışma ise, plakalar arası mesafenin kanal yüksekliğine oranının (LP/H) 3/20, 1/10, 1/20 ve plaka açısının 0˚,30˚,60˚ olduğu değerlerde farklı Re ve Gr* sayılarında gerçekleştirilmiştir. Sayısal çalışma sonucunda elde edilen bulgular, periyodik plaka yerleşimi ile tüm parametre değerleri için plakasız duruma göre ısı transferi miktarının arttığını göstermiştir. Plaka açısının 30˚, LP/H oranının 3/20 olduğu koşullarda plakasız duruma göre en yüksek ısı transfer artışı meydana gelmiştir. Ayrıca çalışmada farklı Re sayısı, plaka açısı ve LP/H oranı değerleri için basınç kaybına bağlı teorik fan gücü (Nfan) değişimleri incelenerek enerji gereksinimleri belirlenmeye çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the effect of using flow routing plates on the laminar mixed convection heat transfer from protruded heat sources in a horizontal channel is investigated experimentally and numerically. Air is used as coolant fluid and protruded heat sources were equipped as 4x8 rows into the rectangle channel that have insulated walls. In the study, experimental and numerical investigatings are performed for the interplate distance to channel heigth ratio (LP/H) of 3/20 and plate angles (α) of 0˚,30˚,60˚ at different Reynolds (Re) and modified Grashof (Gr*) numbers. Experimental study is first performed for the case with a plate placement to the entrance of heater area and without any plate when the top and bottom walls of the channel were equipped with heat sources. In the experimental study, Nurow ave. and temperature distribution are investigated for LP/H of 3/20 and plate angle (α) of 30˚ at different Re and Gr* numbers. Effect of different plate angles (0˚,30˚,60˚) on heat transfer however, is analyzed numerically after compatible numerical results with experimental ones were obtained. In the analyses, it is investigated that use of plate has only provided heat transfer enhancement for the first four heater rows which are placed at the bottom wall, and the first and the last heater rows which are placed at the top wall. Then, it is decided to investigate numerically, the use of flow routing plate for the case of side walls were equipped with heat sources which is expected to improve the heat transfer. In this direction first, plate is placed to the entrance of heater area for LP/H of 3/20 and plate angles (α) of 0˚,30˚,60˚ and it is aimed to improve heat transfer rate. From the result of numerical stduy, it is observed that different ratios of heat transfer enhancement occur compared to the case without plate for all values of Gr*,Re numbers and plate angles. The highest heat transfer increase is occured for the plate angle of 60˚. In the study, the other case analyzed numerically is the case in which the plates are placed periodically. Numerical study is performed for LP/H of 3/20, 1/10, 1/20 and plate angles (α) of 0˚,30˚,60˚ at different Re and Gr* numbers for this periodic plate case. Results obtained from the numerical study have indicated that heat transfer increases with periodic plate case for all values of parameters. The highest heat transfer increase occurs at the plate angle of 30˚ and LP/H of 3/20. Also in this study, theoretical fan power (Nfan) variations due to pressure loss are investigated and energy requirements are tried to be determined.
Benzer Tezler
- Sabit yüzey sıcaklığına sahip dikdörtgen kesitli kanalda değişik profillere sahip yönlendirici kanatların ısı değiştiricisi performansına etkisinin deneysel olarak araştırılması
Experimentaly investigation of effect of plates with different configiration placed in rectangular chanel at constrant surface temperature on performance of heat exchanger
BEKİR YÜCESOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. MEHMET ESEN
- Alt levhanın gözenekli olduğu ve içerisinde dikey yönlendirici plakalar yerleştirilmiş iki paralel levha arasında akışın ve kütle transferinin sayısal incelemesi
Laminar flow and mass transfer in channels with a porous bottom wall and with fins attachted to the top wall
SÜEDA ŞENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİ YÜCEL
- Two phase separation (oil and gas) in horizontal separator by inlet diverter plate in oilfield industry
Petrol endüstrisindeki giriş yönlendiricili ayrıştırıcıların kullanılmasıyla iki fazlı petrol ve gazın birbirinden ayrıştırılması
KARWAN KAMAL AZEEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiYüzüncü Yıl ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT YAYLA
- Hava akış yönlendirici kanatların kullanımının prizmatik lityum-iyon batarya sıcaklığı üzerine etkisinin farklı çalışma şartlarında deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the usage of air diverter fins on temperature of prismatic li-ion battery for different operation conditions
MUHAMMET YASİN KABA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ CELEN
- Geçiş kanalları ile kanal içi pervane sistemleri üzerinde pasif akış kontrolü sağlanması ve performansının değerlendirilmesi
Passive flow control over a duct and ducted fan and evaluation of the performance
YÜCEL ORKUT AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiDisiplinlerarası Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DUYGU ERDEM