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
- Tez No: 881987
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GAMZE GEDİZ İLİŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2019
Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖNDER KAŞKA
- 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
2020
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENEM ŞENTÜRK LÜLE
- İç Akışta Kaynamanın Sayısal Modellenmesi
Numerical Modelling of Internal Boiling Flow
ÜNSAL KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
- 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
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
DR. ZAFER GEMİCİ
- Güneş havuzlarının CFD analiziyle ısıl performanslarının incelenmesi
Investigation of thermal performance of solar ponds by CFD analysis
AYŞE NUR ÇAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR YETİŞKEN