Çivi kanatlı düzlem levhalarından ısı transferinin teorik ve deneysel incelenmesi

Abstract

ÖZET Doktora Tezi ÇİVİ KANATLI DÜZLEM LEVHALARDAN ISI TRANSFERİNİN TEORİK VE DENEYSEL İNCELENMESİ Suna KARGICI Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Akbay Tuğan GÖKÇE 1993, Sayfa : 178 Jüri : Prof. Dr. A. T. GÖKÇE Prof. Dr. M.TOKSOY Prof. Dr. N. KAYANSAYAN Bu çalışmada, konik çivi kanatlı yüzeylerde ısı transferi ve basınç kayıpları incelenmiştir. Literatürde bu konuda karşılaşılan az sayıdaki çalışmada daha çok silindirik çivi kanatlı yüzeylerin incelendiği tesbit edilmiştir. Konik çivi kanatlı yüzeylerle ilgili bir çalışmanın olmadığı görülerek bu konuda bir araştırma yapılması tercih edil miştir. Bu amaçla bir deney ünitesi kurulmuştur. Dikdöıtgen kesitli kanal içine yerleştirilen konik çivi kanatlı yüzeylerle deneyler yapılmış ve deneylerde çivi kanat yüksekliği kanal yüksekliğine eşit alınmıştır. Saptırmalı ve saptırmasız dizilişler için akış yönünde ve akışa dik yönde çivi kanat eksenleri arasındaki mesafeler değiştirilerek düz levha ve çivi kanatlı 29 farklı geometri için deneyler yapılmıştır. Tüm deneylerdealt taraftan elektrik direnci ile ısıtılan yüzeylerin ısı akısının sabit kalması sağ lanmıştır. Her çivi kanat dizilişi için türbülanslı akışta farklı Re-sayılannda ölçmeler yapılmış, en küçük kareler metoduyla deney sonuçlarına uyan Nu = ARe ve - - = MRe 2 Pwm boyutsuz ifadeleri elde edilmiş ve tablolar halinde derlenmiştir. Bu çalışmada esas amaç, çeşitli konik çivi kanatlı yüzeylerden ısı geçişi için genel bir bağıntı bulunması olduğundan çivi kanat diziliş faktörü f V ve Nu-sayısı için saptırmasız diziliş durumu için 0.04646 b` -0.04401 fd= 0.02445 + bp(4bç///7C-0.4).. 0.8292 Nu = fdRe ve sapürmalı diziliş için 0.04862 b` - 0.0442 fd= 0.026 + p bp(4bç///ît-0,4) x T,' D 0.8679 Nu = fdRe ifadelerinin kullanılan hesaplama yöntemlerine uyum sağladığı tesbit edilmiştir. ANAHTAR KELİMELER : Çivi kanatlı yüzey, ısı transferi u

ABSTRACT Doctora Thesis THEORETICAL AND EXPERIMENTAL ANALYSIS OF HEAT TRANSFER IN FINNED SURFACES WITH CONICAL PINS Suna KARGICI Selçuk University Gaduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engieering Supervisor : Prof. Dr. Akbay Tuğan GÖKÇE 1993, Page : 178 Jury : Prof. Dr. A.T.GÖKÇE Prof. Dr. M.TOKSOY Prof. Dr. N. KAYANSAYAN Heat transfer and pressure loss characteristics are investigated experimentally for finned surfaces with conical pins. No work was observed in the literature about conical pins though there are some investigations mostly dealing with surfaces of cylindrical pins. An experimental set-up was established in the form of a rectangular duct, in which pin - finned surfaces were placed. The height of pins were taken equal to the duct height and therefore the pin clearance was taken zero. A total number of 29 experiments were performed with different geometrical configurations obtained by changing the pin spacings in streamwise and transerse directions for both in line and staggared arrangements. Some experiments were also made for flat plates without pins for comparison. The plates were heated electrically underside and constant heat flux boundary condition was maintained during the experiments.... mFor all the confugarations, measurement were made for turbulent flow with various Reynolds - numbers and by using the least - squares method, following nondimensional equations were obtained and tabulated; 3 and Nu = ARe1 -^P- = MReN 2 pw, m The general equations for the pin-fin configuration factor and the Nusselt -number are obtained for the case of in-line arrangement; 0,04646 bD - 0.04401 fd= 0,02445 + - 2, bp(4bç/f/ît-0.4) XT ' D 0.8292 Nu = fdRe and for the case of staggered arrangement ;,. nn, 0.04862 bD- 0.0442 £,=0.026 + E bp(4b.y/ff-0,4) x T ' _ 0.8679 Nu = fdRe KEY WORDS : Pin- fin surfaces, heat transfer IV