Açılı ve çoklu çarpan jetle ısı transferinde ısı ve akım karakteristiklerinin optimize edilmiş ısı alıcıda incelenmesi
Investigation of heat and flow characteristics on angled and multiple impingement jet heat transfer using optimized heat sink
- Tez No: 948595
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ KARABEY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Çeşitli endüstri sektörlerinde sistemlerin çalışması sırasında oluşan ısının, sistem ömrü ve performansı üzerinde olumsuz etkileri vardır. Bu nedenle sistemin devrede olduğu anlarda oluşan bu ısının sistemden en kısa sürede uzaklaştırılması büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla kullanılan çarpan hava jeti, kâğıt kurutması, elektronik elemanların soğutulması, cam temperlenmesi ve gaz türbin kanatlarının soğutulması gibi pek çok endüstriyel uygulamada kullanılmaktadır. Bu çalışmada, daha önce Taguchi L27(311) deney yöntemi ile optimize edilmiş dikdörtgen kanatçıklı ısı alıcının, açılı ve çoklu çarpan jetle ısı transfer karakteristikleri incelenmiştir. Optimize edilerek elde edilen ısı alıcıda, sabit ısı akısı etkisinde farklı ısı alıcı açısı, lüle çapı, h/d mesafesi ve hız değerlerinin etkisi analiz edilmiştir. Deneyler her biri dokuz nozullu üç farklı lüle çapında (d=25, 32, 40 mm), üç farklı ısı alıcı açısında (α=10°, 20°, 30°), üç farklı lüle-ısı alıcı mesafesinin lüle çapına oranında (h/d=6, 7, 8) ve beş farklı hız değerinde (V=5, 6, 7, 8, 9 m/sn) gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak; elde edilen veriler Nu-Re grafikleri şeklinde oluşturulmuş ve parametrelerin ısı transferine etkileri analiz edilmiştir. Nusselt sayısının artan boru çapı ve Reynolds sayısıyla arttığı buna karşın Nusselt sayısının lüle ile ısı alıcı arasındaki mesafe arttıkça azaldığı sonucuna ulaşılmıştır. İncelenen aynı akış hızı, lüle çapı ve boyutsuz h/d mesafesi deneysel şartlarına ait açı değerleri karşılaştırıldığında Nusselt sayılarının birbirine çok yakın olduğu sonucuna varılmıştır. Sabit ısı akısında ve incelenen tüm açı değerlerinde, dikdörtgen kanatçıklı eğimli ısı alıcıya ait en yüksek Nusselt sayısı, 10° ısı alıcı eğiminde, D=40mm olan lüle çapında, h/d=6 boyutsuz mesafesinde ve 9 m/s akış hızında hesaplanmıştır. Buna karşın en düşük Nusselt sayısı 30° ısı alıcı eğiminde, D=25mm olan lüle çapında, h/d=8 boyutsuz mesafesinde ve 5 m/s akış hızında hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
The heat generated during the operation of various industrial systems has adverse effects on the system's lifespan and performance. Therefore, promptly removing this heat from the system during operation becomes critical. Air impingement jets, widely employed for this purpose, are utilized in numerous industrial applications such as paper drying, cooling electronic components, glass tempering, and gas turbine blade cooling. The heat transfer properties of a rectangular-finned heat sink, previously optimized using the Taguchi L27(311) experimental design method, were investigated under angled and multi-impingement jet configurations in this study. The effects of varying heat sink angle, nozzle diameter, h/d ratio, and velocity under constant heat flux conditions were analyzed for the optimized heat sink. Experiments were conducted with three different nozzle diameters (d = 25, 32, and 40 mm), three different heat sink angles (α = 10°, 20°, 30°), three dimensionless nozzle-to-heat sink distance ratios (h/d = 6, 7, 8), and five different velocity values (V = 5, 6, 7, 8, and 9 m/s). As a result, the obtained data were presented as Nu-Re graphs, and the impacts of the parameters on HT were analyzed. It was concluded that the Nusselt number increases with increasing nozzle diameter and Reynolds number, whereas it decreases with increasing distance between the nozzle and the heat sink. When comparing the angle values under identical flow velocity, nozzle diameter, and dimensionless h/d distance experimental conditions, it was found that the Nusselt numbers were very close to each other. Under constant heat flux and for all investigated angles, the highest Nusselt number for the rectangular-finned inclined heat sink was observed at a 10° heat sink inclination, a nozzle diameter of D = 40 mm, a dimensionless distance of h/d = 6, and a flow velocity of 9 m/s. On the other hand, the lowest Nusselt number was calculated at a 30° heat sink inclination, a nozzle diameter of D = 25 mm, a dimensionless distance of h/d = 8, and a flow velocity of 5 m/s.
Benzer Tezler
- Çoklu çarpan jetle ısı transferinde ısı alıcı dizayn parametrelerinin Taguchi yönetimiyle optimizasyonu
Optimization of heat receiver design parameters in multi-multiplier jet heat transfer by Taguchi method
SEYİTNUR ARVASİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ KARABEY
- Bir kanaldaki cebri akışla birlikte çoklu sentetik jetin ısı transferine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect on heat transfer of multiplesynthetic jets addition to the cross flow in a channel
BEKİR GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiAksaray ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNAL AKDAĞ
- Application of decomposition techniques in turbulent jet plows
Ayrıklaştırma yöntemlerinin türbülanslı jet akışlarına uygulanması
TAMER YILMAZ
Doktora
İngilizce
1998
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KODAL
- Scientific machine learning supported track-to-track fusion
Bilimsel makine öğrenmesi destekli takip bilgisi füzyonu
RECEP AYZİT
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ BAŞPINAR
- Calculating radar range profile by time domain processing with physical optics
Fiziksel optik yöntemiyle zaman domeninde sinyal işleme kullanılarak radar menzil profilinin hesaplanması
ECE YAZAREL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK PAKER