Experimental investigation of single phase liquid flow and heat transfer in multiport minichannels
Multiport minikanallarda tek fazlı sıvı akışının ve ısı transferinin deneysel incelenmesi
- Tez No: 368741
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALMILA GÜVENÇ YAZICIOĞLU, DOÇ. DR. DEREK K. BAKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde dikdörtgen kanallarda tek fazlı su akışının basınç kaybı ve ısı transferi özelliklerinin deneysel olarak incelenmesi hedeflenmiştir. Isı transferini artırması özelliği sebebiyle 1970'lerden itibaren küçük kanallar ısı transferi alanında ilgi sahası olmuştur. Buna rağmen, bu boyuttaki kanalların ısı transferi ve basınç kaybı özellikleri ile ilgili literatürde birbiriyle çelişen bir çok araştırmanın olmasından da anlaşılacağı gibi tam anlamıyla belirlenememiştir. Bu konuyu daha derinlemesine incelemek için bir deney düzeneği tasarlanmış ve kurulmuştur. Deneyin tasarımı ve deney düzeneği ile ilgili diğer detaylar tezde açıklanmıştır. Minikanallardaki akış genellikle basınç kaybı sebebiyle laminer olduğu için, deneyler sırasında laminar bölge ele alınmıştır. Bununla beraber, minikanallarda içsel akışla soğutma durumun benzetimi için sabit ısı akısı sınır şartı seçilmiştir. Bu çalışmanın kapsamında, hidrolik çapları birbirinde farklı üç minikanal incelenmiştir. Sonuçlar Poiseuille sayısı ve ortalama Nusselt sayısı olarak sunulmuştur. Genel olarak, ortalama Nusselt sayısı ve Poiseuille sayısı sonuçları gelişim etkisi ve deneysel hataları hesaba katmazsak sabit Po ve sabit Nu teorisi ile iyi bir eşleşme göstermiştir. Öte yandan, gelişim etkilerinin azalan hidrolik çap ile beraber arttığı ortaya çıkmıştır. Benzer olarak, sabit Nu değerleri artan hidrolik çap ile beraber bir azalış göstermiştir. Küçük kanallarda ısı transferi korelasyonlarının ve klasik ısı transferi korelasyonlarının tahminleri deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Klasik korelasyonların tahminleri sonuçların eğilimini yüksek bir uyum ile takip etmiştir ancak korelasyonlar sonuçların çoğunun gerçek değerinden fazlası olarak tahmin etmiştir. Bir düzeltme faktörü uygulandığı zaman, korelasyonlar sonuçları %11 hata payı ile tahmin edebilmiştir. Küçük kanallarda ısı transferi korelasyonları bir iki sonuç ile uyum göstermiştir. Ancak çoğu Nu sonucunu olduğundan fazla olarak tahmin etmiştir. Reynolds sayısının 1800'den küçük olduğu durumlarda türbülanslı akışa erken geçişe ait herhangi bir işaret görülmemiştir. Gelişim etkisi ve hata payı hesaba katıldığı zaman, Poiseuille sayısının ya da ortalama Nusselt sayısının Reynolds sayısına bağlı değişimini gösteren herhangi bir bulgu görülmemiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to experimentally investigate pressure drop and heat transfer characteristics of single phase water flow in rectangular minichannels. The small channels are an area of interest in heat transfer field since 1970's owing to their enhanced heat transfer characteristics. However, the heat transfer and pressure drop characteristics of these channels are not fully established as there is a wide number of studies in literature showing inconsistent results with each other. In order to investigate this matter further, an experimental set-up is designed and constructed. Laminar region is considered during the experiments because the flow inside minichannels is generally laminar due to pressure drop considerations. Additionally, constant heat flux condition is selected to stimulate cooling with internal flow in minichannels. In the scope of this study, three minichannels with different hydraulic and different port numbers diameters were examined. The results are presented in terms of Poiseulle numbers and average Nusselt numbers. Generally, average Nusselt number results and Poiseuille number results showed a good agreement with constant Po theory and constant Nu theory excluding developing effects and experimental errors. On the other hand, developing effects are found to be increasing as hydraulic diameter decreases. Similarly, constant Nu value showed a decrease with increasing hydraulic diameter. The small scale heat transfer correlations and conventional heat transfer correlations are compared with experimental results. The conventional correlations followed the trend of results precisely but predictions of correlations overestimated most of the results. When a correction factor is applied, several correlations predicted almost all results within 11%. Small scale correlations showed agreement with a few results but mostly overestimated the Nu results. No early transition were observed for Reynolds number smaller than 1800. No signs of Poiseuille number or average Nusselt number dependency on Reynolds number were observed considering developing effects and uncertainty values.
Benzer Tezler
- Experimental investigation of laminar flow, pool boiling heat transfer, stability, and bubble dynamics in nanofluids
Nanoakışkan'da laminar akışı, havuz kaynaması ısı transferi, kararlılık, ve kabarcık dinamiğinin deneysel incelenmesi
MEHRDAD KARIMZADEHKHOUEI
Doktora
İngilizce
2017
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KOŞAR
- Dairesel iki fazlı akışta ısı transferinin teorik olarak incelenmesi
Theoretical investigation of heat transfer in annular two-phase flow
AFŞİN GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine MühendisliğiNiğde ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURETTİN AKÇAKOYUN
- Yatay borularda iki fazlı akış tabakalaşmasının ve kritik ısı akışının deneysel incelenmesi
Experimental investigation of two-phase flow stratification and critical heat flow in horizontal pipes
HASAN GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ORHAN YILDIRIM
- Experimental and numerical investigation of single and multiple droplet interactions with high-temperature surfaces
Yüksek sıcaklığa sahip yüzeylerde tek ve çoklu damlacık etkileşimlerinin deneysel ve sayısal incelenmesi
AHMET GÜLTEKİN
Doktora
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Hareketli sıvı kolonunda kaynamanın incelenmesi
Investigation of heat transfer in reciprocating boiling flow
ERSİN SAYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR