Hidrodinamik gelişmiş boru içi akışta kanatların ısı geçişi ve basınç düşüşüne etkisinin sayısal olarak belirlenmesi
Numerical investigation of the effect of fins on heat transfer and pressure drop in hydrodynamic developed in pipe flow
- Tez No: 767982
- Danışmanlar: PROF. DR. SEBİHA YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Soğutma, iklimlendirme, kimyasal proses, otomobil sektörü gibi alanlarda yaygın olarak kullanılan ısı değiştiricilerin ısıl performanslarının artırılması enerji kaynaklarının verimli kullanılması için önemlidir. Bu bağlamda yola çıkıldığında ısı değiştiricilerde ısıl performansı artıracak kanat çeşitlerinin kullanılması yüksek önem taşımaktadır. Boru içi akışta boru çapı, akışkan hızı, akışkan özelliklerinin yanı sıra kanat geometrisi, kanat aralığı ve kanat uzunluğu gibi parametrelerin de ısı geçişine ve basınç düşümüne etkisi araştırılırken, ısı geçişini artırmak ve basınç düşümünü azaltmak amaçlanmıştır. Bu çalışmada 26,9 mm çapında boruda su ile çalışmak tercih edilmiştir. Test borusu yüzeyinde 70°C'de sabit sıcaklık ve hidrodinamik gelişmiş akış şartları kullanılmıştır. Kanat aralığı parametresini çalışmak için P/D=5,58, 11,15 ve 16,73 olmak üzere üç farklı durum, kanat uzunluğu parametresini çalışmak için P/h=15, 7,5, 5, 3,75 ve 3 olmak üzere beş farklı kanat yüksekliği belirlenerek ANSYS Fluent yardımıyla parametrik sayısal hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Dikdörtgen, üçgen ve uç kısmı yuvarlatılmış dikdörtgen kesit kanat çeşitleri tercih edilerek farklı kanat geometrilerinin ısıl performans etkisini araştırmak üzere çalışmalar yapılmıştır. Kullanılan Fluent programı yardımıyla test borusunda kanatlı boru yüzeyinden akışkana gerçekleşen ısı transferi hesaplanmıştır. Ayrıca test borusu çıkışındaki sıcaklık ve giriş ve çıkışı arasındaki basınç farkları da hesaplanmıştır. Isı transferi ve cıkış sıcaklığından Nusselt sayısı değerleri, basınç farkından ise sürtünme faktörü değerleri hesaplanmıştır. Yapılan analizler sonucuna farklı kanat aralığı parametresi incelendiğinde P/D=5,58, farklı kanat uzunluğu parametresi incelendiğinde P/h=15 ve farklı kanat tipleri incelendiğinde ise ucu yuvarlatılmış kanat durumlarının ısıl performans değerlerinin daha fazla olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Increasing the thermal performance of heat exchangers, which are widely used in areas such as refrigeration, air conditioning, chemical processing, and the automobile industry, is important for the efficient use of energy resources. In this context, it is of great importance to use fin types that will increase thermal performance in heat exchangers. While investigating the effects of parameters such as pipe diameter, fluid velocity, fluid properties as well as fin geometry, fin spacing and fin length on heat transfer and pressure drop in in-pipe flow, it is aimed to increase heat transfer and reduce pressure drop. In this study, it was preferred to work with water in a pipe with a diameter of 26.9 mm. Constant temperature at 70°C on the test tube surface and hydrodynamically developed flow conditions were used. Three different states P/D=5.58, 11.15 and 16.73 to study the fin spacing parameter, five different states P/h=15, 7.5, 5, 3.75 and 3 to study the fin length parameter were determined and parametric numerical calculations were carried out with the help of ANSYS Fluent. Rectangular, rectangular fin with rounded tip and triangular fin types were preferred and studies were carried out to investigate the thermal performance effect of different fin geometries. With the help of the Fluent program used, the heat transfer from the finned tube surface to the fluid in the test tube was calculated. In addition, the temperature at the test tube outlet and the pressure differences between the inlet and outlet were also calculated. Nusselt number values were calculated from the heat transfer and exit temperature, and friction factor values were calculated from the pressure difference. As a result of the analysis, it was observed that P/D=5.58 when the different fin spacing parameter was examined, P/h=15 when the different fin length parameter was examined, and when the different fin types were examined, the thermal performance values of the rectangular fin with rounded tip cases were higher.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of heat transfer enhancement on the effect of adding (AL2O3) nanoparticles to water flow in a horizontal tube inserted pentagon rings
Boru içi akışta suya (AL2O3) nano partikül takviyesi ve beşgen kesitli halka elemanlar yerleştirilmesi ile ısı transferini iyileştirilmesinin sayısal olarak incelenmesi
MUQDAD KHAMEES HAMEED AL-JANABI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL ÖZCEYHAN
- Çukur kanatçıklı kanal içindeki nanoakışkan akışına etkiyen manyetik alanın ısı transferi ve akış karakteristiği üzerine etkilerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation into effects of magnetic field on heat transfer and flow characteristics of nanofluid flow in a dimpled tube
MEHMET GÜRDAL
- Numerical simulation of radiating flows
Işımalı akışların sayısal benzetişimi
ERTAN KARAİSMAİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVİN SELÇUK
PROF. DR. FARUK ARINÇ
- Dairesel kesitli borularda geçici rejimde ısı transferinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of transient heat transfer in acircular tube
HAYDAR KÜÇÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN AYHAN
- Bir borudaki ısıl olarak tam gelişmiş hidrodinamik olarak gelişmekte olan atımlı akışta manyetik alanın akış ve ısı transferi üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of magnetic field on flow and heat transfer in fully developed hydrodynamically developing pulsating flow in a pipe
ABDULLAH ALPEREN OKUMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiGümüşhane ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BAŞOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMALETTİN AYGÜN