A comprehensive experimental and computational analysis of pressure drop in pipes and fittings

Abstract

Bu tezin amaçları, temel akışkanlar mekaniği uygulamalarını içeren bir deney düzeneğinin tasarımını yapmak ve bu deney düzeneğini oluşturmak, ilgili deneyleri yapmak ve bu deneyleri bilgisayar yazılımları ile modellemektir. Oluşturulan deney düzeneği, lisans eğitiminde yer almak üzere Isıl-Akışkanlar Mekaniği Laboratuarı'nda kullanılacaktır. Bu sebeple, bu çalışmanın bir diğer amacı da laboratuar da kullanılacak deney föylerinin hazırlanmasıdır. Deney düzeneğinin tasarımında ve boyutlandırılmasında makro sistemler için hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) kodu olan FLOWNEX kodu kullanılmıştır. Buna ek olarak, deneylerin modellemeleri nükleer güç santrallerinin modellenmesinde kullanılan RELAP kodu ile yapılmıştır.Yapılan deneylerin sonuçları literatürdeki verilerle kıyaslanmıştır. Deney sonuçları literatür ile uyumludur. RELAP ile yapılan modellemelerin sonuçları ise deney sonuçları ile kıyaslanmıştır. Modelleme sonuçları deneysel sonuçlar ile uyum içerisindedir.Bu çalışmanın önemli bir sonucu olarak gelecekte yapılacak olan deneysel çalışmalar için deneyim kazanılmıştır.

The objectives of this thesis are to design and construct an experimental setup which includes basic fluid mechanics applications, to conduct and simulate the associated experiments. The constructed experimental setup will be used in the undergraduate education at the lab sessions of the Thermal-Hydraulics Laboratory. Hence, preparation of the experiment manuals will be used in the lab sessions is also an aim of this study. In the design and sizing of the setup, FLOWNEX which is a computational fluid dynamics (CFD) code for macro systems was used. Moreover, RELAP which is a best estimate code was used to simulate the experiments performed in this study.The experimental data was obtained and compared with similar data available in literature. The results of the experiments are consistent with the literature. The results of the RELAP simulations were obtained and compared with the experimental data. The results of the RELAP simulations are in good agreement with the experimental results.As an important result of this study, experience on experimental methods was gained for further research projects.