Düzgün dizilimli boru demeti girişine yerleştirilen üçgen tip girdap üreticilerinin ısıl ve akış etkinliğinin incelenmesi
Investigation of thermal and flow efficiency of triangle type vortex generators placed at the inlet of an in line-arranged tube bundle
- Tez No: 911365
- Danışmanlar: PROF. DR. SEBİHA YILDIZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Düzgün dizilimli boru demeti üzerinden çapraz hava akışında boru demeti girişine yerleştirilen üçgen tip girdap üreticinin Nusselt sayısı ve basınç düşümüne etkisi sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Girdap üretici ile boru demeti sonuçları girdap üretici olmadan boru demeti sonuçları ile sayısal ve deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında literatürden deneysel bir çalışma referans model olarak alınmıştır. Bu deneysel çalışmada kullanılan girdap üretici parametreleri ile Re=3000-12000 aralığında parametrik sayısal bir çalışma yapılmıştır. Referans deneysel çalışmada kullanılan girdap üretici ile boru demeti arasındaki mesafe (Lp =23,1, 31,1 ve 39,1 mm), kanatçıklar arası mesafe (P = 20,5, 26,4 ve 37 mm) ve hücum açısı (α = 20˚, 30˚ ve 40˚) parametreleri sayısal analizde de incelenmiştir. Sayısal analiz sonucunda diğer tasarımlara göre Lp=31,1 mm, P=26,4 mm ve α = 40˚ değerlerine sahip girdap üretici tasarımı Nusselt sayısında %16,6 ile en yüksek iyileşme gösteririken, basınç kaybında %42 kötüleşme göstermiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında bu tasarım Isıl-hidrolik Performansı diğerlerine göre daha yüksek olduğu için deneysel çalışmalarda kullanılmak üzere üretilmiştir. Deneysel çalışma Re=4100-12200 arasında yapılmış olup, girdap üretici ile Nu sayısında maksimum %6,5 artış ve basınç kaybında maksimum 3,4 Pa kötüleşme görülmüştür. Deneysel çalışmada kullanılan girdap üretici tasarımı ile sayısal analizler yapılmıştır. Sayısal analiz sonucuna göre, girdap üretici ile Nusselt sayısında ve basınç kaybında maksimum artışlar sırasıyla %4 ve 13,76 Pa olarak görülmüştür. Literatürde araştırılan parametrelere ek olarak girdap üreticinin boru merkezine düşey mesafesi sayısal olarak incelenmiştir. Belirli bir Lp mesafesinde, girdap üreticinin boru merkezi hizasında ve boru merkezinin altında olması durumunda sırasıyla Nusselt sayısında maksimum iyileşme %4 ve %5,6 olmuştur. Sayısal olarak elde edilen Nusselt sayısında %6,4 olan maksimum iyileşme, girdap üreticinin boru merkezine hizalı durumunda boru demetine yatayda en yakın mesafede (Lp =23,1mm) elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The effect of a triangular vortex generator placed at the inlet of the tube bundle on the Nusselt number and pressure drop in cross air flow through an in-line tube bundle is investigated numerically and experimentally. Tube bundle results with vortex generator are compared numerically and experimentally with tube bundle results without vortex generator. In the first stage, an experimental study from the literature was used as a reference model. A parametric numerical study was carried out at Re=3000-12000 with the vortex generator parameters used in this experimental study. The parameters of the distance between the vortex generator and the tube bundle (Lp = 23.1-39.1 mm), the distance between the winglets (P = 20.5-37 mm) and the angle of attack (α = 20˚-40˚) were also investigated numerically. The vortex generator design with values of Lp = 31.1 mm, P = 26.4 mm and α = 40˚ shows the highest improvement in Nusselt number with 16.6% and the highest deterioration in pressure drop 42% compared to other designs. In the second stage, this design was produced for use in experimental studies. A maximum increase in Nu number of 6.5% and pressure drop of 3.4 Pa was observed using the vortex generator in experimental studies. The maximum increases in numerical Nusselt number and pressure drop with the vortex generator are 4% and 13.76 Pa respectively. The vertical distance of the vortex generator from the centre of the tube was studied numerically. The maximum improvement in the Nusselt number was 5,6% and 4% when the vortex generator was located at the centre of the tube and below the centre of the tube respectively. The maximum numerical improvement of 6.4% in the Nusselt number is obtained at Lp = 23.1 mm when the vortex generator is aligned with the centre of the tube.
Benzer Tezler
- Türkiye Taşkömürü Kurumu Armutçuluk Taşkömürü İşletme Müessesesi yeraltı ocaklarında yüksek basınçlı su jetleriyle kömür kazısının araştırılması ve uygulanabilirliği
The Investigation of coal excavation with high-pressure water jets and its applicability to the underground mines of Armutçuk hardcoal company of Turkish hardcoal enterprise
NURİ ALİ AKÇIN
Doktora
Türkçe
1986
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. ŞİNASİ ESKİKAYA
- Bir ısı değiştirgecindeki kirlilik modellemesinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of fouling model on a heat exchanger
AHMET FERTELLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERTEN BUYRUK
- Experimental and numerical investigation of momentum and heat transfer in open-cell metal foam subjected to oscillating flow
Salınımlı akış koşullarında açık hücreli metal köpükte akış ve ısı geçişinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
ÖZER BAĞCI
Doktora
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
PROF. DR. NİHAD DUKHAN
- Farklı geometrideki çukurlu yüzeylerin ısı transferi ve akış özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of pitted surfaces indifferent geometry on heat transfer and flowproperties
SUNA KOPUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF EKER KAHVECİ
- Nanopartikül kümelerinin çözelti davranışlarının tersinir kontrolünde oligonükleotidlerin kullanımı
The use of oligonucleotides in reversible control for the solution behavior of nanoparticle clusters
NURİ EGEMEN ERGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN