Geri Dön

Boru içerisine yerleştirilen farklı tip türbülatörlerin ısıl performans karakteristiklerinin sayısal ve deneysel incelenmesi

Numerical and experimental investigation of the thermal performance characteristics of different types of turbulators placed in the pipe

PDF İndir

  1. Tez No: 766391
  2. Yazar: TAHA TUNA GÖKSU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RASİM BEHÇET, DOÇ. DR. İBRAHİM HALİL YILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İnönü Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 147

Özet

Bu çalışmada, boru içerisine yerleştirilen farklı türdeki türbülans oluşturucu elemanların ısı transferi ve basınç düşümü üzerindeki etkisinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi pasif ısı transferi artırma tekniği olarak isimlendirilen yöntem ile araştırılmıştır. Bu hedef doğrultusunda ilk ikisi sayısal ve üçüncüsü deneysel olmak üzere üç aşamalı bir inceleme gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, farklı adımlardaki eşkenar üçgen kesitli helisel tellerin boru içerisine yerleştirilmesi ile ilgili olup bu incelemede, hatve oranları (p/D =1, 2, 3), kesit uzunlukları(a= 5 ve 6 mm) ve helisel tellerin boru cidarı arasındaki mesafeleri (s=1, 2 mm) baz alınmasına ek olarak eşkenar üçgen kesitteki helisel teller tekli, ikili ve üçlü olacak şekilde DNA geometrisinden ilham alınarak sayısal metotla incelendi ve tekli helisel telde elde edilen sonuçlar literatürdeki deneysel sonuçlar ile doğrulanmıştır. Isı transferinde meydana gelen iyileşmenin ne oranda avantajlı olduğunu belirlemek için performans değerlendirme kriteri (PEC) değeri hesaplanmış ve en yüksek PEC= 1.98 olarak düşük Reynolds sayısında ve s=1 mm, a=6 mm, p/D=1 olduğu durumda elde edilmiştir. İkinci incelemede, kare kesitteki helisel tellerin sabit hatve oranında (p/D=1), üç farklı duvar-tel arası mesafede (s=1, 2, 3 mm) ve farklı kenar uzunluğunun (a=3, 4, 5 mm) ısı transfer iyileştirmesine etkisi sayısal metotla incelendi. Hem üçgen kesitteki helisel teller hem de kare kesitteki helisel teller HAD programında periyodik yöntemle, k-ε türbülans modellemesi ile analiz edildi. En yüksek PEC≅1.36 olarak Re=5500, a=5 mm ve s=1 mm olduğunda elde edildi. Üçüncü incelemede ise eğimli kanat tipteki türbülatörlerin ısı transfer iyileştirmesine etkisi deneysel olarak incelendi. Bu bağlamda 12 farklı modifikasyonda türbülatör üretildi. Türbülatörleri birbirinden ayıran parametreler: kanat açısı (15°, 30°), kanat yönü (akışa paralel veya ters yönlü konumlandırılmış) ve kanatların bir açık bir kapalı şekilde konumlandırılması olup deneysel çalışmada kullanılan bütün türbülatörler için PEC performansı açısından 30° kanat açısındaki türbülatörlerin 15°'den yüksek olduğu gözlemlendi. Kanat açıklığı akıma bakacak şekilde yerleştirilen türbülatörlerin performansı akımın tersine yerleştirilen türbülatörlerin performansından daha yüksek olduğu gözlemlendi. Deneysel incelemede elde edilen en yüksek PEC=1.79 olarak en düşük Reynolds sayısı olan 16213 için elde edildi. Ayrıca deney düzeneğine ilave edilen kontrol devresi sayesinde sonuçların daha doğru ve güvenli olarak belirlenmesi sağlandı.

Özet (Çeviri)

In this study, numerical and experimental investigation of the effects of different types of turbulent generating elements placed in the pipe on heat transfer and pressure drop was investigated by the method called the passive heat transfer enhancement technique. In line with this goal, a three-stage analysis was carried out, the first two being numerical and the third experimental. In the first stage, equilateral triangular cross-section helical wires of different steps are placed in the pipe, and in this examination, pitch ratios (p/D = 1, 2, and 3), section lengths (a = 5 and 6 mm), and distances of helical wires between the pipe wall. (s=1, 2 mm) as a basis, helical wires in equilateral triangular cross-sections were examined as single, double, and triple by a numerical method, inspired by DNA geometry, and the results obtained for single helical wire were confirmed by experimental results in the literature. In order to determine how advantageous the improvement in heat transfer is, the performance evaluation criterion (PEC) value was calculated and the highest PEC was obtained as 1.98 at a low Reynolds number and s=1 mm, a=6 mm, p/D=1. In the second examination, it was determined that the constant pitch ratio of square helical wires (p/D =1), three different wall-wire distances (s=1, 2, and 3 mm), and different edge lengths (a=3, 4, and 5 mm). The effect on heat transfer improvement was investigated by a numerical method. In the CFD program, triangular helical wires and square helical wires were both analyzed using the periodic method and k- turbulence modeling. The highest PEC of 1.36 was obtained when Re=5500, a=5 mm, and s = 1 mm. In the third study, the effect of curved fin-type turbulators on heat transfer improvement was experimentally investigated. In this context, 12 different modified turbulators were produced. The parameters that distinguish the turbulators from each other are blade angle (15°, 30°), blade direction (positioned parallel to or opposite the flow), and positioning of the blades in one open and one closed manner. It was observed that it was higher than It has been observed that the performance of turbulators placed with the blade opening facing the flow is higher than the performance of turbulators placed opposite the flow. The highest PEC = 1.79 obtained in the experimental analysis was obtained for the lowest Reynolds number, 16213. In addition, thanks to the control circuit added to the experimental setup, the results were determined more accurately and safely.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    411654

    Durgun su ortamında su alma borusuna ait hava girişine taban geçirimliliğinin etkisinin araştırılması ve modellenmesi

    The investigation and modelling of effect of base permeability on air entraining vortex belongs to intake in still-water environment

    OSMAN SUSEM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    İnşaat MühendisliğiBozok Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BURHAN ÜNAL

  2. Tez No

    411883

    Enfekte psödoartrozlarda antibiyotikli sement ile kaplı intramedüler çivi uygulaması sonuçlarımız

    Results of use bone cement wi̇th anti̇bi̇oti̇c coated i̇ntramedullary nai̇li̇ng i̇n i̇nfected pseudoarthrosi̇s

    FERDİ DIRVAR

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Ortopedi ve TravmatolojiSağlık Bakanlığı

    Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı

    UZMAN KUBİLAY BENG

  3. Tez No

    411898

    Orta asya ve kafkasya'daki petrol ve doğal gaz boru hatlarının Türkiye'nin ulusal güvenliğine etkisi

    The impacts of oil and natural gas pipelines in central asia and caucasus on Turkey's national security

    MUSTAFA ŞAMİL GÖRÜCÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Uluslararası İlişkilerKara Harp Okulu Komutanlığı

    Güvenlik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DR. GÖKHAN SARI

  4. Tez No

    413404

    3D scalar imaging of dielectric objects buried under a rough surface

    Engebeli yüzey altına gömülü dielektrik cisimlerin üç boyutlu skaler durumda görüntülenmesi

    EVRİM TETİK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN

  5. Tez No

    413590

    Single product periodic review inventory control and supplier selection: Optimization via simulation approach

    Tek ürünlü peri̇yodi̇k stok kontrolü ve tedari̇kçi̇ seçi̇mi̇: Si̇mülasyon opti̇mi̇zasyonu yaklaşımı

    ASLI BORU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiAdana Bilim ve Teknoloji Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA GÖÇKEN

Geri Dön