Tabanında ayrık ısı kaynakları bulunan kanalda ısı transferinin deneysel incelenmesi

Abstract

TABANINDA AYRIK ISI KAYNAKLARI BULUNAN KANALDA ISI TRANSFERİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Ümit ERTURHAN GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ocak 2003 ÖZET Bu çalışmada tabanında ısı kaynakları bulunan kanalda gerçekleşen ısı transferi deneysel olarak incelenmiştir. Direnç elemanları ve bakır plakalardan oluşan 32 adet ayrık ısı kaynağı kanalın alt yüzeyine gömülü olarak 4x8 diziliminde yerleştirilmiş ve bunlara sabit ısı akıları uygulanmıştır. Bakır plakalara yerleştirilen ısıl çiftler vasıtasıyla ısıtıcı yüzey sıcaklıkları ısı analizinde kullanılmak, üzere bilgisayar ve veri toplama sistemi kullanılarak depolanmıştır. Kanalın çıkışma yerleştirilen fan ve vana sayesinde debiyi istenilen düzeyde ayarlamak mümkün olmuştur. Bu deneysel çalışmada iki farklı en/yükseldik oranında (EYO), farklı Re sayıları ve ısı akdarı ile deneyler yapılmıştır. Yapılan deneysel parametrik çalışmadan elde edilen sonuçlar Nusselt sayısı, ısıtıcı sıcaklıkları ve akışkan ortalama (bulk) sıcaklıkları dağılımları, değişik Reynolds sayıları için grafikler halinde sunulmuştur. Ayrıca sonuçların ilgili literatürle karşılaştırmaları sunulmuştur. Sonuçlara bakıldığında, ısıtıcı sıcaklıklarının Re sayısı ile düştüğü, Gr sayısı ile arttığı görülmektedir. Genel olarak, akış yönünde Nu sayıları önce düşmekte ve daha sonra belirli bir mesafeden sonra artmaktadır. Bu artış doğal konveksiyonun daha etkin olmaya başladığı bölgelerde olmaktadır. Bilim Kodu : 625.25.00 Anahtar Kelimeler : Konveksiyon, ayrık ısı kaynakları, deneysel çalışma Sayfa Adedi : 79 Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Şenol BAŞKAYA

11 EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF HEAT TRANSFER FROM DISCRETE HEAT SOURCES PLACED ON THE BOTTOM OF A CHANNEL (M.Sc. Thesis) ÜmitERTURHAN GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCD2NCE AND TECHNOLOGY January 2003 ABSTRACT In this study, heat transfer inside a channel with discrete heat sources on the bottom has been investigated experimentally. Constant heat fluxes have been applied to 32 discrete heat sources consisting of resistance elements and copper plates, which were flash mounted to the bottom of the channel in a 4x8 array. Heater surface temperatures, to be used in heat transfer analysis, have been measured by thermocouples inserted into the copper plates, and stored using a computer and a data acquisition system. It was possible to adjust the air flow rate to a desired level using a fan and a valve placed at the channel exit. In this study, experiments have been conducted for two different aspect ratios (AR), different Reynolds numbers and heat fluxes. Results obtained from the experimental parametric study have been graphically presented for different Reynolds numbers versus Nusselt number, heater temperatures and bulk temperatures. In addition, comparisons of the results with the relevant literature are presented. From the results it can be seen that the heater temperatures drop with the Re number, and increase with the Gr number. In general, Nu numbers first decrease in the flow direction, but after a certain distance they start to increase. This increase occurs in regions there natural convection becomes more effective. Sience Code Key words Page Number Adviser 625.25.00 Convection, discrete heat source, experimental study 79 Assoc. Prof. Dr. Şenol BAŞKAYA