Girdap üreticili bir kanalda ısı ve akış olaylarının sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Isı transferini arttırmak için pasif yöntemlerden olan taşınım yüzey alanının arttırılması veya akışta sınır tabaka kalınlığının azaltılması yıllar boyu bilim adamları tarafından kullanılan yöntemlerden olmuştur. Taşınım yüzeyini arttırmak ısı transferini arttırdığı gibi basınç düşmesine sebep olmaktadır. Birçok sistemde basınç kayıpları, sistemin verimini azalttığı için ısı transferinin artırılması kanatçık kullanımı ile sağlanmaktadır. Kanatçık kullanımı ile basınç kaybı ve ısı transferi arasındaki oranın en optimize hale getirilmesi amaçlanmaktadır. Bu sayede basınç kaybı tolere edilebilir oranda kaldığı gibi ısı transferi de istenilen seviyelere çıkabilmektedir. Bu tez çalışmasında, aynı uzunluğa (L) sahip delikli, deliksiz, üçgen ve dikdörtgen kanatçıklara sahip kanatlar, akış hızı, kanat yüksekliği (e), kanatçık açısı (α), kanatçığın yerden yüksekliği (b) ve kanatlar arası mesafe (g) parametre olarak tanımlanmış, toplamda 16 farklı model ve farklı Reynolds sayıları kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Ayrıca bu çalışmada Taguchi tasarım metodu kullanılarak tasarım parametrelerinin optimum değerleri belirlenmeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar boş kanal verileri ile karşılaştırılmış ve ısı transferine olan etkileri değerlendirilmiştir. Boş kanal ile karşılaştırıldığında en iyi artışın %65 oranında ve P9 modelinde olduğu gözlemlenmiştir.

In order to increase the heat transfer, increasing the surface area of the convection or reducing the boundary layer thickness in the flow has been used by scientists for many years as passive methods. Increasing the surface area of the convection leads to a pressure drop, it also increases heat transfer. In many systems, increasing the heat transfer is achieved by the use of fins, thus pressure losses reduce the efficiency of the system. By using fin is aimed to optimize the ratio between pressure loss and heat transfer. In this way, the pressure loss remains at a tolerable rate, and heat transfer can reach the desired levels. In this thesis, same length (L) fins that are examined numerically for different Reynolds numbers, with punch, without punch, triangular or rectangular for different Reynolds numbers. These parameters are the fin height (e), fin angle (α), the height of the blade from the ground (b) and the distance between the fins (g) sixteen different models were analyzed in this work. The optimum values of design parameters were tried to be determined by using Taguchi design method. The obtained results were compared with the empty channel data, and their effects on heat transfer were evaluated. As it is compared to the empty channel, it is observed that the best increase in the heat transfer is observed in P9 model with %65.