Sinüzoidal dalgalı kanallarda dairesel engellerin akış ve ısı transferine etkisinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of the effect of circular obstacles on flow and heat transfer in sinusoidal wavy channels
- Tez No: 991185
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELMA AKÇAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çankırı Karatekin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, sinüzoidal dalgalı kanallarda dalga genliği ve dairesel engellerin akış ve ısı transferi üzerindeki etkilerini sayısal olarak incelemektedir. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) temelli analizler, ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak sonlu hacim yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Taşınım terimleri ikinci dereceden ileri fark şemasıyla ayrıklaştırılmış, SIMPLE algoritmasıyla çözülmüş, türbülans modeli olarak standart k-ε modeli tercih edilmiştir. Çalışmada, dalga genliği (s), dairesel engellerin çapı (d) ve Reynolds sayısı (Re) değiştirilmiş, diğer parametreler sabit tutulmuştur. İlk olarak engel içermeyen kanalda (d=0) üç farklı dalga genliği (s=20 mm, 30 mm, 40 mm) için analizler yapılmış, ardından sabit dalga genliği (s=40 mm) altında farklı çaplarda (d=4 mm, 6 mm, 8 mm) dairesel engeller eklenmiştir. 3000 ≤ Re ≤ 8000 aralığında türbülanslı akış koşulları altında gerçekleştirilen analizlerde, Nusselt sayısı (Nu), ısı transferi iyileşme oranı (ER), basınç düşüşü (ΔP), sürtünme faktörü (f), relatif sürtünme faktörü (frel) ve performans faktörü (PF) hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, dalga genliği ve engel çapı arttıkça ısı transferi iyileşmekte; s=40 mm ve d=8 mm durumunda düz kanala göre 1,82 kat artış sağlanmaktadır. Ancak bu iyileşme, beraberinde basınç kaybını da getirmektedir. En yüksek PF, d=0 ve Re=4000 için 1,10; d=4 mm ve Re=8000 için 1,08 olarak belirlenmiştir. Bu çalışma, sinüzoidal dalgalı kanallarda akış ve ısı transferi performansını artırmaya yönelik tasarım süreçlerine katkı sunmayı amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This study numerically investigates the effects of wave amplitude and circular obstacles on flow and heat transfer in sinusoidal wavy channels. Computational Fluid Dynamics (CFD) analyses were conducted using ANSYS Fluent with the finite volume method. Convective terms were discretized using a second-order upwind scheme and solved via the SIMPLE algorithm, employing the standard k-ε turbulence model. Wave amplitude (s), diameter of circular obstacles (d), and Reynolds number (Re) were varied while other parameters remained constant. Initially, analyses were performed for three different wave amplitudes (s = 20 mm, 30 mm, 40 mm) in channels without obstacles (d = 0). Subsequently, circular obstacles of varying diameters (d = 4 mm, 6 mm, 8 mm) were introduced at a fixed wave amplitude (s = 40 mm). Under turbulent flow conditions (3000 ≤ Re ≤ 8000), parameters including Nusselt number (Nu), heat transfer enhancement ratio (ER), pressure drop (ΔP), friction factor (f), relative friction factor (frel), and performance factor (PF) were evaluated. Results indicate that increasing wave amplitude and obstacle diameter enhances heat transfer, with a maximum improvement of 1.82 times compared to a smooth channel at s = 40 mm and d = 8 mm. However, this enhancement is accompanied by increased pressure losses. The highest performance factors were observed as 1.10 for d = 0 at Re = 4000, and 1.08 for d = 4 mm at Re = 8000. This study contributes to the design optimization of sinusoidal wavy channels, aiming to enhance flow and heat transfer performance.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of dimensional influences for pressure drop and heat transfer augmentation in microchannels
Mikrokanallarda boyutsal etkilerin, ısı transferi artırımına ve basınç düşüşüne olan etkisinin sayısal incelenmesi
DOĞUKAN ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE FİLİZ BAYTAŞ
DOÇ. DR. MUSTAFA FAZIL SERİNCAN
- Linearity and efficiency improvement on RF power amplifiers
RF kuvvetlendiricilerde doğrusallık ve verimin iyileştirilmesi
ÖMER AYDIN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. OSMAN PALAMUTÇUOĞULLARI
- Kanallarda tek fazlı cebri konveksiyon ve elektronik soğutma
Single phase forced convection in channels and electronic cooling
NEDİM SÖZBİR
Doktora
Türkçe
1995
Makine Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. H. RIZA GÜVEN
- Numerical investigation of pumping power minimization for coolant circulation in sinusoidal channels
Sinüzoidal soğutma kanallarındaki soğutucu sirkülasyonu için pompa gücü minimizasyonunun sayısal incelenmesi
ALİ AKÇA
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Mühendisliği (enerji ve Güç Sistemleri) Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL