Daralan-genişleyen geometride dizilmiş dikdörtgen kanatçıklı ısı değiştiricilerinde ısı ve akış karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of heat and flow characteristics for heat exchangers having enlarged and contsracted oriented rectangular fins
- Tez No: 155627
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. KENAN YAKUT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: ısı transferinin iyileşmesi, Taguchi yöntemi, elektronik cihazların soğutulması, sıcak tel anemometresi, zorlanmış konveksiyon, heat transfer enhancement, Taguchi methods, electronics cooling, hot-wire anemometer, forced air cooling u
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Doktora Tezi DARALAN-GENİŞLEYEN GEOMETRİDE DİZİLMİŞ DİKDÖRTGEN KANATÇIKLI ISI DEĞİŞTİRİCİLERİNDE ISI VE AKIŞ KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ Bayram ŞAHİN Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Kenan YAKUT Bir çok endüstriyel uygulamada ısı, sisteme enerji girişi veya sistemden üretilen enerjinin atılması şeklinde transfer edilmek zorundadır. Isının sisteme/sistemden transfer edilme işlemi değişik geometri ve dizilişe sahip“türbülans üreteçleri”kullanılarak iyileştirilir. Bu elemanların boyutları ve dizilişleri transfer işleminin performansını doğrudan etkilemektedir. Bu çalışmada, ardışık dizilmiş olan kanatlardan oluşan lüle difüzör çiftlerinin birbirlerine olan enine ve boyuna uzaklıkları, kanat genişliği, akışı karşılama (hücum) açılan, kanat yükseklikleri ve akışkan hızının ısı transferi ve akım karakteristiklerine etkileri Taguchi yöntemi kullanılarak incelenmiştir. İlk aşamada Nusselt sayısı, sürtünme faktörü ve termal direnç performans karakteristiği olarak dikkate alınmış ve belirlenen sekiz parametre için Lıg(2,*37) ortoganal dizisi deney planı olarak seçilmiştir. Üç amaç birlikte dikkate alınarak kanal hidrolik çapma göre Nusselt sayısı hesaplandığında optimum sonuçlar, 15 mm kanat genişliği, 15° hücum açısı, 100 mm kanat yüksekliği, 20 mm kanatlar arası akışa dik mesafe, 10 mm kanatlara arası akış yönündeki mesafe, 20 mm dilimler arası akış yönündeki mesafe, 20 mm dilimler arası akışa dik yöndeki mesafe ve 4 m/sn akışkan hızında elde edilmiştir. Kanat genişliğine göre Nusselt sayısı hesaplandığında ise optimum sonuçlar, 30 mm kanat genişliği, 15° hücum açısı, 100 mm kanat yüksekliği, 15 mm kanatlar arası akışa dik mesafe, 10 mm kanatlara arası akış yönündeki mesafe, 20 mm dilimler arası akış yönündeki mesafe, 20 mm dilimler arası akışa dik yöndeki mesafe ve 4 m/sn akışkan hızında, elde edilmiştir. İkinci aşamada ise ısı transferine etki eden akış parametreleri sıcak tel anemometresi kullanılarak kanatlar arasında ortalama akım hızı ve türbülans şiddetleri belirlenmiştir. Lüle çıkışlarında akışkan hızının yüksek, türbülans şiddetinin düşük, difüzör çıkışlarında ise tam tersi durumun söz konusu olduğu gözlemlenmiştir. Kanatlar arası mesafenin yeteri kadar geniş olması durumunda lüleden çıkan akışkanın taban plakanın sonundaki kanat dizisine kadar ulaşabildiği gözlemlenmiştir. 2004, 166 sayfa
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Ph.D. Thesis INVESTIGATION of HEAT and FLOW CHARACTERISTICS FOR HEAT EXCHANGERS HAVING ENLARGED AND CONTSRACTED ORIENTED RECTANGULAR FINS Bayram ŞAHİN Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering Supervisor: Asst. Prof. Dr. Kenan YAKUT In many industrial applications, heat must be transferred in the form of either an energy input into the system or removal of energy produced in the system. Transfer processes from the system or to the system are significantly improved by turbulence promoters having different geometrical features and orientations. The effects of the sizes and orientations of these geometries are closely related to the performance of the transfer process. In this study, the effects of the longitudinal and lateral distances of the consecutively arranged nozzle or diffuser-like fin pairs, widths of the fins, angle of attacks, heights of fins and flow velocity on heat and flow characteristics have been investigated using Taguchi experimental design method. For this reason, characteristics of flow and heat transfer are considered separately. At first step, Nusselt number, friction factor, and thermal resistance of the heat sink considered as performance characteristics. LI8(2'*37) orthogonal array has been selected as an experimental plan for the eight parameters mentioned above. When the Nusselt number has been calculated by taking into account the duct hydraulic diameter, the optimized results have been found to be fin width of 15 mm, angle of attack of 15°, fin height of 100 mm, spanwise distance between fins of 20 mm, streamwise distance between fins of 10 mm, spanwise distance between slices of 20 mm, streamwise distances between slices of 20 mm and flow velocity of 4 m/sn. When the Nusselt number has been calculated by taking into account the width of the fins, the optimized results have been found to be fin width of 30 mm, angle of attack of 15°, fin height of 100 mm, spanwise distance between fins of 15 mm, streamwise distance between fins of 10 mm, spanwise distance between slices of 20 mm, streamwise distances between slices of 20 mm and flow velocity of 4 m/sn. At the second step, mean flow velocities and turbulence intensities, which can effect heat and flow characteristics, between the fins have been measured by using a hot-wire anemometer. It has been observed that flow velocities were high and turbulence intensities were low at the nozzle outlet. It has also been found that the above results were reversed at diffusers outlet. Moreover, if the spanwise spacing were wide enough, fluid flows moving out from the nozzles were observed to be able to reach to the end of the base plate. 2004, 166 pages
Benzer Tezler
- Sabit yüzey sıcaklığına sahip dikdörtgen kesitli kanalda değişik profillere sahip yönlendirici kanatların ısı değiştiricisi performansına etkisinin deneysel olarak araştırılması
Experimentaly investigation of effect of plates with different configiration placed in rectangular chanel at constrant surface temperature on performance of heat exchanger
BEKİR YÜCESOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. MEHMET ESEN
- Simulation of three-dimensional inviscid flow inside rocket engine nozzles
Roket lüleleri içindeki üç boyutlu, sürtünmesiz gaz akışının sayısal çözümü
BOĞAÇHAN ALPHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. HALUK AKSEL
- Bir süpersonik lülenin bilgisayar yardımı ile tasarımı
Computer aided design of a supersonic nozzle
FERİDUN BAYKARA
- Daralan-genişleyen akım kesitinde Newtonian olmayan akışkan için bünye denklemlerinin değerlendirilmesi
Evaluation of rate-type constitutive equations for non -Newtonian fluids in wiggle flow
MEHMET KOPAÇ
Doktora
Türkçe
1992
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ÖZGÜR DOĞAN
- Daralan genişleyen akım kesitinde newtonian olmayan akışkanın bünye denklemi parametrelerinin incelenmesi
Investigation of the material parameters in rate-type constitutive equations for viscoelastic fluids in the converged-diverged channel flow
ADNAN TOPUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Makine MühendisliğiZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET KOPAÇ