Optimization of groove geometry for single phase water flow inside horizontal tubes: A numerical study
Yatay borularda tek fazlı su akışı için yiv geometrisinin optimizasyonu: Numerik bir çalışma
- Tez No: 772054
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMED RAFET ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yivli borular, termal-hidrolik performans, ısı transferi, yiv şekli, sürtünme faktörü, basınç düşüşü, Grooved tubes, thermal-hydraulic performance, heat transfer, groove shape, friction factor, pressure drop
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Bu tez çalışmasında, farklı yiv şekillerine (dairesel, üçgen ve kare) sahip yivli boruların Nusselt sayısı, basınç düşüşü, sürtünme faktörü, termal-hidrolik performansı ve entropi üretim oranları numerik olarak incelenmiş ve düz boru ile karşılaştırılmıştır. Daha yüksek ısı transferi ve termal-hidrolik performansa sahip optimum yiv geometrisinin elde edilmesi amaçlanmıştır. Simülasyonlar, laminer ve türbülanslı bölgeler için sırasıyla 400 ile 2000 ve 5000 ile 9000 arasında değişen Reynolds sayısı için sabit ısı akısı koşulları altında gerçekleştirilmiştir. Analizler için 8 mm çapında ve 1 m uzunluğunda yatay yivli boru modelleri kullanılmış ve akışkan olarak su tercih edilmiştir. Dairesel, üçgen ve kare yivli borularda laminer bölgede düz boruya göre Nusselt sayısının sırasıyla %218, %180 ve %140'a kadar arttığı gözlemlenirken, türbülanslı bölgede Nusselt sayısının dairesel, üçgen ve kare yivli borularda düz boruya kıyasla sırasıyla %29, %7.5 ve %3.4'e kadar arttığı görülmüştür. Sonuçlar, dairesel yivli borunun hem laminer hem de türbülanslı bölgelerde en yüksek ısı transferi performansına sahip olduğunu göstermiştir. Isı transferi performansını daha da iyileştirmek için 3, 4, 5 ve 6 mm olarak farklı hatve uzunluklarına sahip dairesel yivli boru modelleri nümerik olarak incelenmiştir. 3 mm hatve uzunluğuna sahip modelin, biraz daha yüksek sürtünme faktörü ve entropi üretim hızına rağmen diğer modellere göre daha üstün ısı transferi ve termal-hidrolik performansa sahip olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, Nusselt number, pressure drop, friction factor, thermal-hydraulic performance and entropy generation rates of grooved tubes with different groove shapes (circular, triangular and square) were investigated numerically and compared with those of smooth tube. It was aimed to obtain the optimum groove geometry that has greater heat transfer and thermal-hydraulic performance. Simulations were carried out under constant heat flux conditions for Reynolds number varying from 400 to 2000 and 5000 to 9000 for laminar and turbulent regions respectively. 1 m long horizontal grooved tube models with a diameter of 8 mm were used for the analyses and water employed for the fluid domain. It was observed that Nusselt number increases up to 218%, 180% and 140% for circular, triangular and square grooved tubes respectively compared to smooth tube in laminar region while, it was seen that Nusselt number augments up to 29%, 7.5% and 3.4% for circular, triangular and square grooved tubes respectively in comparison with smooth tube in turbulent region. Results showed that circular grooved tube has the highest heat transfer performance in both laminar and turbulent regions. Circular grooved tube models with different pitch lengths as 3, 4, 5 and 6 mm were numerically examined intending to further augment the performance of heat transfer. It was seen that despite its slightly higher friction factor and entropy generation rate, model with 3 mm pitch length has superior heat transfer and thermal-hydraulic performance compared to the other models.
Benzer Tezler
- Gaz türbini kanat ucu geometrisinin aerodinamik ve ısıl optimizasyonu
Aerothermal optimization of axial gas turbine blade tip geometry
HIDIR MARAL
Doktora
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- İkiz merdane sürekli döküm yöntemi ile üretilen 3005 alüminyum alaşımının şekillendirilebilirlik kabiliyetinin optimize edilmesi
The optimization of 3005 aluminum alloy formability produced by twin roll casting method
MERT GÜLVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEVAT FAHİR ARISOY
- Aktif ve pasif kontrol yöntemlerinin radyal kompresör performansı üzerindeki etkilerinin sayısal incelenmesi ve optimizasyonu
Investigation and optimization of active and passive flow control methods on the performance of centrifugal compressors
SÜLEYMAN EMRE AK
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Mekanik kazıcılarda kesici kafa dizaynının optimizasyonu
Optimization of cutting head design in mechanical cutting machines
BÜLENT TİRYAKİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN ZEKİ HEKİMOĞLU
- Shape optimization of notched parts for maximum fatigue life
Maksimum yorulma ömrü için çentikli parçaların şekil eniyilemesi
VOLKAN ERKOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAZIL ÖNDER SÖNMEZ