Geri Dön

A novel approach to condensation modeling at the fin top of a grooved heat pipe

Oluklu bir ısı borusunun kanatçığındaki yoğuşmanın modellenmesinde yeni bir yaklaşım

PDF İndir

  1. Tez No: 572865
  2. Yazar: OSMAN AKDAĞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER DURSUNKAYA, DR. YİĞİT AKKUŞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

Faz değişimli pasif ısı dağıtıcıları, yüksek miktarda ısıyı, ısı kaynağından ısı yutucuya düşük sıcaklık farkı yaratarak taşıma kabiliyetine sahiptir. Isı boruları, pasif ısı dağıtıcıların yaygın bir tipidir. Isı boruları içerisindeki sıvı akışı, ısı borularının iç duvarlarındaki oluklu, sinterli veya telli fitil yapıları tarafından oluşturulan kılcal basınç farkı sayesinde sağlanmaktadır. Oluklu ısı boruları, görece sade geometrisi ve üretim kolaylığı nedeniyle, literatürdeki sayısal ve deneysel çalışmalara en çok konu olan ısı borularıdır. Oluklu ısı borusunun çalışması sırasında, ardışık iki oluk (kanal) arasındaki kanatçık yüzeyinde sürekli olarak ince film yoğuşması meydana gelmekte ve yoğuşan sıvı kanalların içine akmaktadır. Bu ince film yoğuşmasını modellemek, doğru bir ısı borusu çalışma performansı tahmini yapabilmek için oldukça önemlidir. Mevcut çalışmada, bir kanatçık-kanal sistemindeki yoğuşmayı ve ilgili sıvı akışını modellemek için özgün bir yaklaşım geliştirilmiştir. Kütle ve momentumun korunumu denklemleri, genişletilmiş Young-Laplace denklemi ve Kucherov-Rikenglaz denklemi, film kalınlığı profilini hesaplamak için eş zamanlı olarak çözülmektedir. Literatürdeki modellerden farklı olarak, kanatçık-kanal köşesi çözüm bölgesi içine d\^{a}hil edilmiş ve ayrılma basıncının etkisi hesaba katılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki, ayrılma basıncı belli durumlarda etkili olmakta ve köşede, sıvı yüzeyinde \textit{eğim kırılımına} neden olabilmektedir. Mevcut çalışmada, kanatçık-kanal sistemindeki köşe bölgesini çözümleyen ve ayrılma basıncının ince film yoğuşması üzerindeki etkisini gösteren literatürdeki ilk sayısal model sunulmuştur. Ayrıca, geometrik ve termofiziksel parametrelerin yoğuşma performansı üzerindeki etkilerini tartışan bir parametrik çalışma yapılmıştır. Son olarak, dikdörtgen olmayan (eğik duvarlı) kanallara sahip kanatçık-kanal sistemlerindeki yoğuşma incelenmiş ve köşe açısının yoğuşmaya olan etkisi gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

Phase-change passive heat spreaders have the capability of carrying large amount of heat from the heat source to the heat sink creating a small temperature difference. Therefore, they are widely used in electronic cooling. One common type of the passive heat spreaders is the heat pipes. The liquid flow inside a heat pipe is driven by the capillary pressure gradient created by the wick structures on the inner wall, which may be in the form of grooves, sintered grains or wire meshes. In the literature, grooved heat pipes are the most studied ones for modeling and experimental purposes due to their relatively simple geometry and ease of manufacturing. During the operation of a grooved heat pipe, continuous thin film condensation occurs on the fin top surfaces between the two consecutive grooves and the condensate flows into the grooves. Modeling the thin film condensation is crucial for an accurate estimation of grooved heat pipe performance. In the current study, a novel approach is developed to model the condensation and associated liquid flow in a fin-groove system. Conservation of mass and momentum equations, augmented Young-Laplace equation and Kucherov-Rikenglaz equation are solved simultaneously to calculate the film thickness profile. Differently from the numerical models in the literature, in this new approach, the fin-groove corner is kept inside the solution domain and the effect of disjoining pressure is taken into account. The results reveal that the disjoining pressure may become effective for some cases and creates a slope break in the free surface of the liquid at the fin-groove corner. The current study presents the first numerical model which resolves the corner region and shows the effect of disjoining pressure on the thin film condensation in a fin-groove system. Furthermore, a parametric study is performed and the effects of geometric and thermophysical parameters on the condensation performance are discussed. Lastly, the thin film condensation in non-perpendicular fin-grooves, where the grooves are not rectangular but have inclined walls, is investigated and the effect of fin-groove corner on the condensation is presented.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    717323

    Effect of prescribed boundary conditions on the condenser behavior of grooved heat pipes

    Öngörülen sınır şartlarının oluklu ısı borularının yoğuşturma davranışına etkisi

    ALI POURABDOLLAH VARDIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAFER DURSUNKAYA

  2. Tez No

    649998

    Organic rankine cycle efficiency optimization by using an algorithmic approach

    Algoritmik bir yaklaşım kullanılarak organik rankıne çevrimi veriminin optimizasyonu

    POYRAZ ATALAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Makine MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER ŞEVKİ KONUKMAN

  3. Tez No

    702616

    Development and non-linear control of a novel rotary series elastic actuator

    Yeni bir döner serisi elastik aktüatörün geliştirilmesi ve doğrusal olmayan kontrolü

    MOHAMMADJAVAD FOTUHI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mekatronik MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAFER BİNGÜL

  4. Tez No

    866059

    Context-aware remote sensing data processing for improvement of agricultural predictions

    Bağlam farkındalıklı uzaktan algılama veri entegrasyonu ile tarımsal tahminlerin iyileştirilmesi

    AYDA FITRIYE AKTAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    İletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BURAK BERK ÜSTÜNDAĞ

  5. Tez No

    389228

    Advanced control systems for ground vehicles

    Yol taşıtları için ileri kontrol sistemleri

    MUMİN TOLGA EMİRLER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİLİN AKSUN GÜVENÇ

Geri Dön