Numerical analysis of heat and flow characteristics with impingement cooling jet for optimized rectangular finned heat sink
Optimize edilmiş dikdörtgen kanatçıklı ısı alıcının ısı ve akış karakteristiklerinin çarpan jetle sayısal analizi
- Tez No: 697036
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ KARABEY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde, yüksek ısı transfer oranlarının elde etmesi nedeniyle çarpan jet uygulamaları birçok araştırmacı için büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, ardışık olarak daralan-genişleyen düzene göre dizilmiş dikdörtgen geometriye sahip dikdörtgen kanatçıklı ısı alıcının ısı ve akış karakteristikleri sayısal olarak incelenerek deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Çalışmada daha önce Taguchi yöntemi ile optimize edilmiş dikdörtgen kanatçıklı ısı alıcı kullanılmıştır. Çalışmada, dört farklı nozul çapı (D=40, 50, 63 ve 75mm), üç farklı nozul-hedef yüzey arası mesafenin nozul çapına oranı (h/d=1, 2, 3) ile altı farklı jet hızı (V=4, 5, 6, 7, 8, 9 m/sn) /d) kullanılarak analiz gerçekleştirilmiştir. Analiz şartlarına bağlı olarak, kararlı halde ısı alıcıya ait yüzey ortalama sıcaklığındaki değişimler gözlemlenmiş ve Reynolds sayısındaki değişimlere bağlı Nusselt sayısı hesaplanmıştır. Deneysel şartlar ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak sayısal olarak simüle edilmiştir. Analizde, k-ε gerçekleştirilebilir türbülans modeli, deneysel araştırmalarla karşılaştırmaya en uygun model olarak seçilmiştir. Sayısal sonuçlar ve deneysel sonuçlar Nu-Re grafikleri üzerinden karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, ortalama Nusselt sayısının Reynolds sayısındaki artışla doğru orantılı olduğunu göstermiştir. Nusselt sayısı, nozul ile dikdörtgen kanatçıklı ısı alıcı arasındaki mesafenin artan değeri ile azalmıştır. Nusselt sayısının en yüksek değerinin jetin durma noktasında olduğu belirlenmiştir. Sonuçlar literatürle karşılaştırılarak doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The use of impingement jet technic is of great importance in recent times for many researchers because this method is characterized by obtaining large heat transfer rates. This study studied the cooling effect using a perpendicularly oriented nozzle on a rectangular finned heat sink with longitudinal and lateral separations of consecutively enlarged-contracted arranged fin pairs geometric shape was taken fixed for the target. The target geometry was optimized by the Taguchi method in the previous study. Variable velocities of impingement jet (4, 5, 6, 7, 8, 9 m/s), with different diameters of the nozzle (D=40, 50, 63, and 75mm) and the distance between the nozzle and the target (h/d=1, 2, 3) were analyzed. The changes in target surface average temperature were observed, and the Nusselt number was calculated with the change in the Reynolds number, as shown in the results. These results were simulated numerically by using the ANSYS Fluent software. The k-ε realizable turbulence model was selected as the best suitable for comparing with experimental research. The results were compared with the experimental results produced in a previous study, and this was clarified by making illustrated graphics. The numerical results showed that the average Nusselt number is directly proportional to the increase in Reynolds number. The Nusselt number is also decreased by increasing the distance between the nozzle and the heat sink. The results were explained graphically (Nu-Re) in this study. The peak value of the local Nusselt number is at the stagnation point. This result was confirmed by the practical experiences of this study and previous studies approaching it.
Benzer Tezler
- Uzatılmış jet çarpmalı soğutmada dalgalı hedef yüzeyin ısı geçişine etkisinin nümerik olarak incelenmesi
Numerical investigation of the effect of wavy target surface on heat transfer in extended jet impact cooling
KADİRCAN KASAB
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UFUK DURMAZ
- Çarpmalı jet ve rib kullanımının kanal yüzeyindeki soğutma performansına etkilerinin araştırılması
Investigating the effect of impinging jet and rib usage on the cooling performance of the channel surface
ORHAN YALÇINKAYA
- Gaz türbin kanadı üzerinde iki boyutlu sıcaklık dağılımının çıkartılması
Two dimensional temperature distribution on a gas turbine blade
İBRAHİM KOÇ
- Dikdörtgen kanatçıklı ısı alıcılarda çarpan jetle ısı ve akım karakteristiklerinin deneysel ve sayısal olarak belirlenmesi
Experimental and numerical analysis of heat and flow characterstics with impingement jet for optimized rectangular finned heat sinks
DENİZHAN BOZDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ KARABEY
- Gaz türbin kanatlarında jet çarpmalı soğutmanın deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical investigation of jet impingement cooling on gas turbine blade
AHMET ÜMİT TEPE
Doktora
Türkçe
2019
Uçak MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR YETİŞKEN