Geri Dön

Computational investigation of pool boiling around different diameter horizontal tubes under atmospheric and sub-atmospheric pressure

Farklı çaplardaki yatay borular üzerinde havuz kaynamanın atmosfer ve atmosfer altı basınçlarda sayısal incelenmesi

  1. Tez No: 881987
  2. Yazar: SİNAN ÖZBÖLGİLİ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GAMZE GEDİZ İLİŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  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: 56

Özet

Havuz kaynama yöntemi, ısı transferi açısından önemli bir etkinlik sergileyerek çeşitli endüstrilerde yaygın bir şekilde kullanılan bir tekniktir. Bu teknik, nükleer reaktörlerden elektronik sistemlere, kazan sistemlerinden çeşitli soğutma uygulamalarına kadar geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Bu çalışmada, özellikle yatay borulardaki kaynama fenomenine odaklanılarak nükleat havuz kaynamasının ayrıntıları açıklanmıştır. Simülasyon çalışması, bir su tankına batırılmış yatay bir boru üzerinde gerçekleştirilmiştir ve ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Bu çalışmanın temel amacı, farklı boru çapları (5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm) altında atmosferik ve atmosfer altı basınçlarda (101 kPa, 47 kPa, 20 kPa, 7.4 kPa, 2.3 kPa) sayısal olarak analiz etmek için bir yatay ısıtılmış bakır borudan havuz kaynaması ısı transferini araştırmaktır. Simülasyon, Euler-Euler ve Rensselaer Polytechnic Institute kaynama modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu modelleme, kaynama sürecini doğru bir şekilde analiz etmeye ve havuz kaynaması odasında ısı akısı ile havuz kaynama ısı transfer katsayısını tahmin etmeye olanak sağlar.Ayrıca, farklı boru geometrileri ve değişen basınç koşullarına dayanarak kabarcık davranışları incelenmiştir. Sonuçların değerlendirilmesi sırasında, literatürde farklı yöntemlerle yapılan hesaplamalı akişkanlar dinamigi (HAD) çalışmalarından ve deneysel araştırmalardan elde edilen veriler kullanılarak bulguların mantıklı bir çerçevesi oluşturulmuştur. Çalışmanın sonuçlarına göre, ortam basıncının azalmasıyla, yani sistemin vakumlanmasıyla, boru üzerinde oluşan ısı akısı azalmaktadır. Benzer şekilde, boru çapının artmasıyla, ısı akısında önemli bir düşüş gözlenmektedir. Bu bulgular, endüstriyel sistemlerin tasarımında ve optimize edilmesinde önemli bir rol oynayabilir ve gelecekteki çalışmalar için değerli bir referans noktası sağlayabilir.

Özet (Çeviri)

The boiling method is extensively employed across various industries due to its commendable heat transfer efficacy. Its applications span a wide range, including deployment within utilization within nuclear reactors, integration within electronic systems, incorporation within boiler systems, and diverse cooling applications. In this study, the details of nucleate pool boiling are elucidated, particularly emphasizing the phenomenon of boiling on horizontal tubes. The simulation conducted in ANSYS Fluent software focuses on a horizontal tube immersed in a water tank. Its primary objective is to numerically analyze the pool boiling heat transfer from a horizontally heated copper tube, considering various tube diameters (5 mm. 10 mm, 15 mm, 20 mm) under atmospheric and sub-atmospheric pressures (101 kPa, 47 kPa, 20 kPa, 7.4 kPa, 2.3 kPa). To accomplish this, the simulation employs the Eulerian-Eulerian along with the Rensselaer Polytechnic Institute boiling model, allowing for the replication of the boiling process and the prediction of heat flux and pool boiling heat transfer coefficient within the pool-boiling chamber. Additionally, bubble behaviors have been examined based on different tube geometries and varying pressure conditions. During the evaluation of results, insights from both computational fluid dynamic (CFD) studies conducted with different methods in the literature and experimental research have been utilized to determine the logical framework of the findings. As the ambient pressure decreases, or in other words, as the system is vacuumed, the heat flux generated on the pipe decreases. Similarly, when the diameter of the pipe is increased, a significant decrease in heat is observed.

Benzer Tezler

  1. Silindirik yüzey üzerinde havuz kaynama ısı transferinin teorik ve deneysel incelenmesi

    Theoretical and experimental investigation of heat transfer in pool boiling on cylindrical surface

    ERDEM ALIÇ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖNDER KAŞKA

  2. Thermal-hydraulics analysis of ITU TRIGA MARK II Research Reactor with 3D computational fluid dynamics simulations

    İTÜ TRIGA MARK-II Araştırma Reaktörünün 3D hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonu ile ısıl hidrolik analizi

    FERİDE KUTBAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SENEM ŞENTÜRK LÜLE

  3. İç Akışta Kaynamanın Sayısal Modellenmesi

    Numerical Modelling of Internal Boiling Flow

    ÜNSAL KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ

  4. Dikey dalan sıvı jeti için farklı jet çıkış geometrilerinin havalandırma miktarına etkisinin sayısal olarak incelenmesi

    Investigation of the different nozzle geometries for vertical plunging water jet air entrainment with numerical methods

    BURAK ALP KARAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAKUP ERHAN BÖKE

    DR. ZAFER GEMİCİ

  5. Güneş havuzlarının CFD analiziyle ısıl performanslarının incelenmesi

    Investigation of thermal performance of solar ponds by CFD analysis

    AYŞE NUR ÇAKIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    EnerjiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAŞAR YETİŞKEN