Yüzen bölge konfigürasyonunda yüzey gerilim hareketi yapan akışkanın hareket denklemlerinin nümerik ve deneysel incelenmesi
Numerical and experiental investigation on surface tension driven convection flow in floating zone configuration
- Tez No: 185389
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. RAMAZAN SELVER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yüzey gerilimli konveksiyon, rejim hali yüzeygerilimli konveksiyon, yüzey sıcaklıkları, Thermocapillary convection, Marangoni convection, surfacetemperatures
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
iiiÖZETBu çalışmada, yüzen bölge konfigürasyonu kullanılarak akışkan serbest yüzeyinindüz olduğu durumda üstten ısıtma yapılarak yüksek Prandtl sayısına sahip hidro-karbon (H-C) grubu akışkan kolonundaki yüzey gerilimli akış hareketi nümerikolarak incelenmiştir. Akışkan kolonuna uygulanan farklı sıcaklıklar yüzey gerilimhareketinin değişmesine sebep olmuştur. Rejim hali yüzey gerilim hareketininakışkanın serbest yüzeyi boyunca farklı sıcaklık değerlerindeki yüzeysel sıcaklıkprofilleri ve hız vektörleri olarak incelenmiştir.Hız vektörleri ve sıcaklık alanları, gelişmiş SIMPLE algoritması kullanılarakFORTRAN programlama dili yardımı ile çözülmüştür. Bu çözümde uygun sayıdagride sahip Sonlu Elemanlar Metodu (Finite Element Method- FEM) kullanılmıştır.Akışkanın üst ve alt bölgelerinde bakır silindire temas noktalarındaki nümeriksıcaklık hassasiyeti 0.01ºC değerlerle elde edilen sonuçların sıcaklık ve hız alanlarıcinsinden adım adım program koşturulmuştur. Elde edilen sonuçlardan hız alanları,sıcaklık alanları ve akım çizgileri hesaplanmıştır.Deneysel çalışmada deney akışkanı olarak 5cSt kinematik viskoziteye sahip silikonyağı kullanılmıştır. Kararlı akış halindeyken dikey konumdaki silindirik akışkanınyüzey sıcaklıkları ölçülmüştür. Akış hareketini gözlemlemek için laser ışığı vemikroskoptan yararlanılmıştır. Deneyler sabit ortam sıcaklığında (TR=22ºC'de) veortamın titreşimsiz olduğu anlarda dikey olarak yukarıdan aşağıya kadar ki aralıkboyunca sıcaklık değerleri elde edilmiştir.Nümerik çalışmalarda hesaplanan değerler ve buna bağlı olarak çizilen grafikler,deneysel çalışmalarda elde edilen değerler ve bunların grafikleri ilekarşılaştırılmıştır. Karşılaştırma neticeleri sonuç kısmında açık şekilde ifadeedilmiştir.
Özet (Çeviri)
ivABSTRACTIn this study, thermocapillary flow in liquid bridge of high Prandtl numberHydrocarbon(H-C) group fluid is investigated numerically by using floating-zoneconfiguration when the liquid free surface is flat. Different temperatures on the liquidcolumn is caused changing of surface tension movement. Surface temperatures?profiles and velecity vectors are investigated as being applied different temparaturesover the liquid free surface of steady-state surface tension.Velocity vectors and temperature fields are computed by FORTRAN programminglanguage with using advanced SIMPLE algoritms. In this computution FiniteElement Method(FEM) which have suitable grid number is used. Thermocapillaryflow in this configuration is generated by the temperature gradient created across thefree surface due to the difference in temperature of the two rods. Both the heater(upper rod) and the cooler(bottom rod) are maintained at constant temperatures. Theprogram is run step by step with numerical temperature sesibility of 0.01ºC. Velocityfields, temperature fields and streamlines are calculated from the found results.In the experiment, the silicon oil which has 5cst kinematic viscosity is used as anexperimentel fluid. Vertical cylindrical fluid?s surface temperatures are measuredduring the steady-state convection. A laser beam and a microscope are used toobeserve fluid flow. Experiments are done at constant room temperature(TR=22ºC)and vibration-free enviroment. Temperatures values are measered from the top to thebottom.The graphics drawn by using calculated numerical values and the graphics drawn byusing experimental results are compared. The results of comparision is clearlyexplained in the result section.
Benzer Tezler
- Supersonic jet-wall interactions in model rocket launchers
Model roket fırlatıcılarında ses üstü jet-duvar etkileşimi
METİN UÇAK
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İ. BEDRİ ÖZDEMİR
- Ballistic performance and impact behavior of alumina armor ceramic
Alümina zırh seramiklerinin balistik performansı ve çarpışma davranışı
MURAT VURAL
Doktora
İngilizce
1998
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. ZEKİ ERİM
- Determination of vibroacoustical behavior of plates by intensity methods
Plakaların titreşimsel ve akustik davranışlarının yeğinlik yöntemleriyle belirlenmesi
MURAT İNALPOLAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇALIŞKAN
- Yüzey gerilimli konveksiyon yüzeyden yüzer bölgede oluşan rejim hali ve osilasyonlu durumdaki sıcaklık dağılımı ile ilgili deneysel çalışmalar
Experiments on ssteady state and ocillatory state temperature disribution in a foating-zone deu to the thermocapillary convection
ADNAN SAĞLAM
Doktora
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NURİ ÖZEK