Investigation on performance of combined annular and longitudinal rectangular fins on a horizontal cylinder in free convection
Yatay sı̇lı̇ndı̇r üzerı̇ndekı̇ bütünleşik dairesel ve uzunlamasına dı̇kdörtgen kanatçıkların performansının doğal taşınımda ı̇ncelenmesı̇
- Tez No: 877842
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜR BAYER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Doğal taşınımın farklı endüstrilerde çeşitli uygulamaları bulunmaktadır. Bununla birlikte, daha düşük soğutucu akışkan hızı nedeniyle zorlanmış taşınıma kıyasla daha düşük bir ısı transfer oranına sahiptir. Doğal taşınım altında ısı değiştirici performansını artırmak için, kanatçıklar olarak bilinen çıkıntıların kullanımı yaygındır. Geleneksel olmayan kanatçık tasarımları önemli bir yüzey alanı artışı sağlarken ve ısıl sınır tabakasını etkili bir şekilde bozarken, kullanımları üretim karmaşıklıkları nedeniyle kısıtlanmaktadır. Öte yandan, dairesel ve uzunlamasına kanatçıklar üretim kolaylığı, basitlik, sağlamlık, dayanıklılık ve maliyet etkinliği nedeniyle geniş bir kullanım alanına sahiptir. Geleneksel hava soğutmalı dairesel kanatçık ve boru ünitelerinde, hava akışı kanatçıklar arasında nispeten doğrusal bir yol izler ve termal performans öncelikle yüzey alanına bağlıdır. Bu çalışmada, ünitenin çevresindeki yerel hava hızını ve hava akışını saptırarak ısı transferini artırmayı amaçlayan yeni bir birleşik dairesel ve uzunlamasına kanatçık ve boru tasarımı önerilmektedir. Dairesel kanatçık aralığı ve uzunlamasına kanatçık eğim açısının termal performans üzerindeki etkilerini araştırmak için deneysel bir düzenek oluşturulmuş ve deneysel veriler ile sayısal benzeşimler doğrulanmıştır. Ayrıca, önerilen tasarımın bir kanatçık ve boru dizisi ünitesindeki performansı sayısal olarak incelenmiştir. Tek bir kanatçık ve boru ünitesi durumunda, ısı transferini en üst düzeye çıkaran optimum dairesel kanatçık aralığında, boylamasına kanatçık açısı arttıkça ısı transferi sürekli olarak azalmakta ve termal performans geleneksel dairesel kanatçık ve boru tasarımından daha düşük olmaktadır. Bununla birlikte, optimum kanat aralığına sahip üniteler bir dizi halinde kullanıldığında, geleneksel dairesel kanatçık ve borulu ünitelerden oluşan bir diziye kıyasla ısı transferinde %65'e varan bir artış göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Natural convection has wide applications in various industries. However, it has a lower heat transfer rate compared to forced convection due to lower coolant velocity. To enhance heat exchanger performance under natural convection, surface extensions known as fins are commonly employed. While unconventional fin designs offer a significant surface area and effectively disrupt the thermal boundary layer, their usage is constrained by manufacturing complexities. On the other hand, annular and longitudinal fins have extensive usage due to ease of manufacturing, simplicity, rigidity, durability, and cost-effectiveness. In the conventional air-cooled annular fin and tube units, the airflow follows a relatively direct path between the fins, with thermal performance primarily reliant on surface area. In this study, a combined annular and longitudinal fin and tube design is proposed which aims to enhance the local air velocity at the vicinity of the unit and heat transfer by deflecting airflow. An experimental setup is constructed to investigate the effects of annular fin spacing and longitudinal fin inclination angle on thermal performance, with experimental data validating the numerical simulations. Furthermore, the performance of the proposed design in an array of fin and tube units is numerically investigated. In the case of a single fin and tube unit, in the optimal annular fin spacing for maximizing the heat transfer, the heat transfer consistently decreases as the angle of the longitudinal fin increases from the vertical position, with the thermal performance always being lower than that of the conventional annular fin and tube design. However, when used in an array, the units with optimal fin spacing demonstrate up to 65% increase in heat transfer compared to an array of conventional annular fin and tube units.
Benzer Tezler
- Doğrudan ateşlemeli, kanatlı borulu ısı değiştiricinin modellenmesi
Modelling of a direct fired, finned tube heat exchanger
MUHAMMED OĞUZHAN ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İ. YALÇIN URALCAN
- Sızdırmazlık cam bileşimlerinin geliştirilmesi, farklı yöntemlerle şekillendirilmesi ve karakterizasyonu
Development of sealing glass compositions, forming with different techniques and their characterization
MELİS CAN ÖZDEMİR YANIK
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
DOÇ. DR. ESİN GÜNAY
- Structure-performance relationships in ionic liquid-coated supported iridium catalysts: Effects of metal nuclearity, support type, and ionic liquid structure on catalytic performance
İyonik sıvı kaplı destekli iridyum katalizörlerinin yapı performans ilişkisinin incelenmesi: Metal parçacık boyutunun, destek malzemesi çeşidinin ve iyonik sıvı yapısının katalitik performansa etkisi
MELİKE BABUCCİ
Doktora
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER UZUN
- Yatay eksenli çamaşır makinalarında titreşim ve gürültünün azaltılması amacıyla aktif ve yarı aktif kontrol uygulamalarının incelenmesi
Investigation of active and semi-active control applications for reducing vibration and noise on horizontal axis washing machines
BARIŞ CAN YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Farklı kemik tiplerindeki rezorpsiyon miktarlarının implant çevresinde oluşan streslere etkisinin sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Investigation of the effect of resorption patterns in different bone types on stresses around the implant with finite element analysis
LEVENT ACAR
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2018
Diş HekimliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiAğız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA ÖZDEN