A Three dimensional numerical study on natural convection heat transfer from rectangular fins on a horizontal surface
Yatay levha üzerinde bulunan dikdörtgen kanatlarındaki doğal taşınım ile ısı transferinin sayısal olarak incelenmesi
- Tez No: 35627
- Danışmanlar: PROF. DR. HAFİT YÜNCÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Isı Transferi, Üç Boyutlu Doğal Taşınım, Dikdörtgen Kanat, Sonlu Farklar Tekniği, Vortisity- Vektör Potansiyel, ADI metot, Isı geçişi, Kanatlı yüzeyler, Sayısal analiz yöntemi, Heat Transfer, Three Dimensional Natural Convection, Rectangular Fin, Finite Difference Scheme, Vorticiry-Vector Potential, ADI method, Finned surfaces, Numerical analysis method
- Yıl: 1994
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, yatay kaide üzerinde bulunan dikdörtgen kanatlardan sürekli rejimdeki doğal taşınım ile ısı transferi sayısal olarak incelenmiştir. Bu çalışmanın esas amacı, laminar ve sürekli rejimde kanat takımının kanallarındaki akım şekline bağlı olarak ısı transfer katsayısı ve birim zamandaki ısı miktarının tahmin edilmesidir. İncelenen problem, açık sınırlı üç boyutlu doğal taşınım problemidir. Kütle, momentum ve enerji korunumu bu problemin denklem takımım oluşturmaktadır. Bu oluşturulan denklem takımım çözmek için vortisity-vektör potansiyel yaklaşımı kullanılmıştır. Enerji denklemi değiştirilmezken, kütle ve momentum korunum denklemleri, vortisity-vector potansiyel denklemlerine vıdönüştürülmüştür. Vortisity, vektör potansiyel ve enerji denklemleri sonlu farklar tekniği kullanılarak çözülmüştür. Vortisity ve enerji denklemleri ADI metodu ile çözülmesine rağmen, vektör potansiyel denklemleri çözmek için iterasiyon metodu kullanılmıştır. Oluşturulan denklemlerin geçici formu çözülerek, akışın ve sıcaklık dağılımının sürekli rejimdeki davranışı elde edilmiştir. Sayısal sonuçlar literatürde mevcut deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış ve bu sonuçların mevcut deneysel sonuçlar ile iyi bir uyum içinde olduğu gözlenmiştir. Kanat takımının kanallarında, iki çeşit akım görülmüştür. Bu akımlardan birisi daha önce çeşitli araştırmacılar tarafından bildirilmesine rağmen,, diğeri bu sayısal çalışmada ilk defa bildirilmektedir. Elde edilen sayısal sonuçlar esas alınarak, boyutsal parametrelerin (kanat aralığı, kanat uzunluğu ve kanat yüksekliği) ve kanat ile ortam arasındaki sıcaklık farkı, ısı transfer katsayısı ve birim zamandaki ısı transfer miktarı üzerindeki etkisi tartışılmıştır. Yapılan tartışmalara destekleyici olarak, kanatlardaki akışın şekli çizilip, sunulmuştur. Bu çalışma Grashof sayısı (fin aralığa göre) 170 ile 56000 arasında sınırlandırılarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar hava için elde edilmiştir. Fin uzunluğu ve fin yüksekliği sırası ile fin aralığının 2 den 20 katına ve 0.25 den 7 katma kader değiştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, steady state natural convection in rectangular fin arrays on a horizontal base is numerically investigated. The prime attention of this study lies mainly in the prediction of heat transfer rate and heat transfer coefficient depending on flow configurations in the channel of the fin array when flow is laminar and steady. The problem is three dimensional natural convection with open boundaries. The governing equations for the problem are the conservation of mass, momentum and energy equations. In order to solve the set of governing equations, a time marching vorticiry-vector potential approach is employed. The momentum mand continuity equations are transformed to a set of voracity and vector potential equations while the energy equation is retained with no change. The set of the vorticity, vector potential and energy equations are solved by using a finite difference technique. The vorticity and energy equations are solved by an ADI (Alternating Direction Implicit) method, whereas vector potential equations are solved by an iterative method. Steady behaviors of the flow and temperature distributions are obtained from the transient solution of the governing equations. For assessing the accuracy of the current computation approach, the results are compared with available experimental results in literature. A good agreement is seen between the numerical and available experimental results. Two types of flow are observed in the channel of the fin array. One of them is reported in literature by many investigators while the other one is first observed in this numerical study. Based on the obtained numerical results, the effects of the geometrical parameters (fin spacing, fin length and fin height) and temperature difference between fin and surroundings on the heat transfer rate and heat transfer coefficient are discussed. Flow patterns in the channel of the fin arrays are provided to support the discussion. The study is limited to Grashof Numbers (based on fin spacing) ranging from 170 to 56000. The results are obtained for air. The fin length and fin height varied from 2 to 20 fin spacing and 0.25 to 7 fin spacing, respectively. IV
Benzer Tezler
- Bir nükleer kaza sonrası doğal taşınım ile ısı çekiminin sayısal olarak incelenmesi
A Numerical study on the post-accident heat removal with convction in nuclear reactors
Y.TUBA ERDEM
- Düşey levhalarda ısı iletkenliği düşük yatay kanatların doğal ısı taşınımına etkisi
Influence of horizontal fins with low thermal conductivity on natural convective heat transfer from vertical surfaces
NEDİM TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN F. GENCELİ
- Bir basınçlı su reaktöründe kaza sırasında reaktör kabında oluşan kalp enkazının soğumasının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of cooling of core debris in pressurized water reactor during an accident
HAŞİM EMANET
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. CİHAT BAYTAŞ
- Komşu duvarları farklı sıcaklıkta tutulan dikdörtgensel kapalı ortamlarda doğal taşınım
Natural convection in rectangular enclosures heated and cooled adjacent walls
ORHAN AYDIN
Doktora
Türkçe
1998
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN AYHAN
