Investigation of flow characteristics and heat transfer enhancement of various duct geometries
Çeşitli kanal geometrilerinde akış karakteristiklerinin ve ısı tranferi iyileştirilmesinin incelenmesi
- Tez No: 367735
- Danışmanlar: PROF. DR. BEŞİR ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı çeşitli kanal geometrilerindeki akış karakteristiklerini belirlemek ve ısı transferinin iyileştirilmesine kanal geometrilerinin etkisini sayısal ve deneysel olarak araştırmaktır. Çalışmanın tamamı Reynolds 3000 ≤Re≤6000 aralığında yapılmıştır. İlk aşamada, oluk yüksekliğinin kanal yüksekliğine oranının, s/H ısı transferini iyileştirme ve akış yapısı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu amaçla üç farklı yükseklik, s/H=0.1, 0.2, 0.3 oranlarında oluklu kanal geometrileri tasarlanarak sayısal çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda ısı transferinin en fazla iyileştirildiği oran belirlenmiştir. Daha sonra, hidrodinamik yapının incelenmesi ve sayısal çözüm bulgularının doğrulanması için deneysel çalışmalar Parçacık görüntülemeli hız ölçüm (PIV) yöntemi ile yapılmıştır. Çalışmalarda üç farklı faz, φ=180̊, 90̊, 0̊ açısı kullanılmıştır. Oyuklu kanal akışının yapısını ve ısıl verimi belirlemek için hız dağılımları, akım çizgileri, türbülans verileri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal hesaplamalarda standart k-ε türbülans modeli kullanılmıştır. Sayısal çalışmalar sonucunda farklı kanal geometrileri için Nusselt sayısı, Nu sürtünme faktörü, f ve verimlilik indeksi, η hesaplanmıştır. Isı transferinin iyileştirildiği geometri belirlenmiştir. Sonuç olarak deneysel ve sayısal sonuçların birbirleriyle son derece uyumlu olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to determine the flow characteristics and thermal efficiency in various ducts geometries numerically and experimentally. The whole study has been conducted for Reynolds numbers in the range of 3000≤Re≤6000. Firstly, the effect of aspect ratio, s/H on heat transfer enhancement and on flow structures was aimed to be examined. Therefore, the corrugated duct geometries were designed for three different aspect ratios such as s/H=0.1, 0.2, 0.3 and various phase shift angles, φ of corrugated channels. Thermal efficiency of these geometries were examined numerically in order to optimize the aspect ratio, s/H. Afterwards, experimental studies were conducted in order to identify hydrodynamic structures and verify findings of numerical solution using Particle Image velocimetry (PIV). Throughout the study, three different phase angles, φ=0̊, 90̊ and 180̊, were utilized. Velocity distributions, patterns of streamline and corresponding turbulent statistics were determined experimentally and numerically in order to reveal hydrodynamics and thermal efficiency of the corrugated channel flow. In numerical calculations, standard k-ε turbulent model was utilized. As a result of numerical studies, Nusselt number, Nu friction factor, f and efficiency index, η were calculated for different corrugated channel geometries. Consequently, it was observed that numerical and experimental results were extremely compatible with each other
Benzer Tezler
- Farklı eğriliklere sahip borulardaki nanoakışkan akımında ısı transferi ve basınç kayıp karakteristiklerinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of heat transfer and pressure drop characteristics in nanofluid flow inside curved pipes having various curvatures
AYŞE SUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LÜTFÜ NAMLI
- Numerical investigation of heat transfer and flow in partly heated fittings by using nanofluid
Kısmi ısıtlımış kesitleri ani değişen borularda nano-akışkan kullanarak akışın ve ısı transferinin sayısal olarak
ALI ABDULQADER MAAROF
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN DAĞTEKİN
- Düz ve helisel borularda koruge yüzeylerin kullanımının ısı geçişi karakteristiklerine etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of the effect of using corrugated surfaces on heat transfer characteristics in straight and helically coiled tubes
ŞAFAK METİN KIRKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET SELİM DALKILIÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ CELEN
- Implementation of metal-based microchannel heat exchangers in a microrefrigeration cycle, and numerical and experimental investigation of surface roughness effects on flow boiling
Metal tabanlı mikrokanallı ısı değiştiricilerin bir mikro soğutma çevrimine uygulanması; yüzey pürüzlüğünün buharlaşmaya etkisinin sayısal ve deneysel incelemesi
RAHIM JAFARI KHOUSHEH MEHR
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT
YRD. DOÇ. DR. HAKKI ÖZGÜR ÜNVER
- Implementation of metal-based microchannel heat exchangers in a microrefrigeration cycle, and numerical and experimental investigation of surface roughness effects on flow boiling
Metal tabanlı mikrokanallı ıs değiştiricilerin bir mikro soğutma çevirimine uygulanması; yüzey pürüzlüğünün buharlaşmaya etkisinin sayısal ve deneysel incelemesi
RAHIM JAFARI
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT
DOÇ. DR. HAKKI ÖZGÜR ÜNVER