Geri Dön

Çoklu jet vurdurmalı ısı transferi sistemi tasarımı ve nümerik incelenmesi

Multi-jet impingement heat transfer system design and numerical examination

PDF İndir

  1. Tez No: 864261
  2. Yazar: AHMET HİKMET UNTUÇ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH ÖZEN ÜNVERDİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 110

Özet

Düz bir yüzeyin daha iyi soğutulması için yeni bir çok jet vurdurmalı kuşatılmış soğutma sistemi tasarlanmıştır. Altıgen şeklinde düz yüzey üzerine yerleştirilen yedi silindirik ada üzerine çarpan jetlerin yüzeyi soğutma performansı ve akışkan pompalama gücü üç boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemiyle incelenmiştir. Her bir silindirik adayı çevreleyen eş eksenli akış yönlendirici kılavuzlar, silindirik adaların üst yüzüne çarpan ve orada yayılarak duvar jetine dönüşen akışı bükerek adaların yan yüzlerine ve daha sonra taban levhaya başarılı bir şekilde aktarmaktadır. Yükseltilmiş silindirik adalar ve onlarlara eş eksenli yönlendirici kılavuz çiftleri soğutulan yüzeyin alanını arttırarak ısı transferine katkı sağlarken çapraz akışın jetlerle etkileşimin olumsuz sonuçlarını minimize etmektedir. Silindirik adaların yüksekliği artarken üzerinde jet orifisleri bulunan kuşatıcı levhaya yaklaştıkları için jet mesafesi kısalmakta ve jetin çapraz akışla etkileşimi azalmaktadır. Silindirik adaları çevreleyen yönlendirici kılavuzların duvar jetini ada üst yüzünden uzaklaştırarak taban levhaya ve oradan tahliye cephesine yönlendirirken jetin çarptığı durgunluk bölgesinin harcanan akıştan uzak tutulmasına katkıda bulunarak durgunluk bölgesindeki ısı transferinin bozulması ve şekil değiştirmesini oldukça azalttığı görülmüştür. Silindirik adaların geometrik parametrelerinin ve Reynolds sayısının ısı transferi ve akışkan pompalama gücüne etkisi nümerik olarak araştırılmıştır. Öncelikle ada çapı sabit tutularak yedi farklı ada yüksekliği incelenmiş, daha sonra sabit ada yüksekliğinde beş farklı ada çapı incelenmiştir. Her bir geometrik parametre 5000-20.000 aralığında dört farklı jet Reynolds sayısında değerlendirilmiştir. Benzeşimlerde Gerçekleştirilebilir k-Epsilon türbülans modeli ve Geliştirilmiş Duvar Muamelesi kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar düz yüzeye kıyaslandığında ısı transfer hızında %62,8'e kadar artış kaydedilmiştir. Buna karşılık basınç düşüşünde kayda değer bir artış yaşanmamıştır. İncelenen parametrelerin sistemin ısıl performansına katkısını değerlendirebilmek amacıyla ısı transferindeki oransal artışın pompalama gücündeki oransal artışla beraber etkisini gösteren performans değerlendirme kriteri tanımlanmıştır. Geliştirilmiş yüzeye sahip çok jet vurdurmalı soğutma sisteminin ısıl performansında düz yüzeye göre %52 artış sağlanmıştır.

Özet (Çeviri)

A new confined multi-jet impingement cooling system is designed for better cooling of a flat surface. The cooling performance and fluid pumping power of jets impinging on seven cylindirical protrutions placed on a hexagonal flat plate are examined by three-dimensional computational fluid dynamics method. Coaxial flow guide vanes surrounding each cylindirical protrusion successfully transfer flow that impinges on the top faces of cylindirical protrusions and spreads there, forming into a wall jet, to the side faces of protrusions and then to the base plate. Coaxial cylindirical protrusion-guide vane pairs increase the area of the cooled surface and contribute to heat transfer, while minimizing negative effects of crossflow-jet interactions. By increasing the height of cylindirical protrusions jet length becomes shorter, as they approach the confinement plate with jet orifices, interaction of crossflow with jets decreases. While directing wall jets away from the top face of protrusions and towards the base plate and from there to the discharge port, guide vanes contribute to keeping the spent flow away from the stagnation zone thus significantly reducing the distortion and deformation of heat transfer in the stagnation zone. Effects of geometric parameters of cylindirical protrusion and Reynolds number on heat transfer and fluid pumping power are investigated numerically. First, seven different protrusion heights are studied by keeping protrusion diameter constant, and then five different protrusion diameters are studied at constant protrusion height. Each geometric parameter is evaluated at four different jet Reynolds numbers in the range of 5000-20,000. Realizable k-Epsilon turbulence model and Enhanced Wall Treatment are used in the simulations. Up to 62.8% increase in heat transfer rate is obtained compared to flat plate. On the other hand, no significant increase in pressure drop is observed. In order to evaluate contribution of the studied parameters to thermal performance of the system, a performance evaluation criterion is defined that shows combined effect of proportional increase in heat transfer and fluid pumping power. Thermal performance of the enhanced multi-jet impingement cooling system increased by up to 52% compared to flat surface.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    119197

    Water jet pumps with multiple nozzles

    Çok çıkışlı su jeti pompaları

    EGEMEN GÜRSOY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2002

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İSMAİL AYDIN

    PROF. DR. MUSTAFA GÖĞÜŞ

  2. Tez No

    321606

    Farklı jet ve çarpma plakası özelliklerinde çarpmalı akışkan jetlerinin ısı transferi ve akışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of heat transfer from rib-roughened surfaces with different impinging jets

    SİNAN ÇALIŞKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞENOL BAŞKAYA

  3. Tez No

    540214

    Effect of chamfered nozzle geometry on impinging jet flow

    Daralan lüle geometrisinde pah kırmanın çarpan jet akım yapısına olan etkisi

    ARAZ JABBARLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DUYGU ERDEM

  4. Tez No

    183571

    Search for susy in missing transverse energy plus multijet topologies at sqrt (s) = 14 TeV and geant4 simulation of the CMS hadronic forward calorimeter in the 2004 test beam

    Sqrt ps = 14 TeV’de kayıp enine enerji ve C¸ oklu jet topolojisinde susi araştırmaları ve CMS ileri hadronik kalorimetresinin 2004’teki demet testi’nin geant4 benzetişimi

    TAYLAN YETKİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLSEN ÖNENGÜT

  5. Tez No

    461053

    Modelling 3D melt electrospinning direct write by using response surface methodology

    Eriyik malzemeyi elektrik kullanarak eğirme yöntemi ile 3B direk yazımın tepki yüzeyi metodolojisi kullanılarak modellenmesi

    CEM BALDA DAYAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Mühendislik BilimleriSabancı Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAHATTİN KOÇ

Geri Dön