Farklı kanal geometrilerinde kanal yüzeyindeki engellerin ısı transferine etkisinin deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, farklı geometri tipine sahip kanallar içerisine türbülanslı akışa dik bir şekilde yerleştirilen; tüm ve ayrık dizilim biçimlerine (Sx), farklı geometri tipine, farklı engel aralık değerlerine (s) ve farklı yerden yükseklik değerlerine (g) sahip engellerin ısı transferi ve sürtünme faktörü üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Ölçümler Reynolds sayısı, kanal tipi (AR) , engel geometri tipi, dizilim biçimi (Sx) , engel aralığı (s) ve engelin yerden yüksekliği (g) için yapılmıştır. Kanal akışında Reynolds sayısı kanal akışı için 3000 ile 15000 arasında alınmıştır. Isı transferi sonuçları termal görüntüleme tekniği kullanılarak elde edilmiştir. Her kanal geometrisi ve engel için ısı transferi ve basınç düşüşünün etkileri Reynolds sayısının fonksiyonu olarak Nusselt sayısı, sürtünme faktörünü ve ısıl performans faktörünü veren grafikler elde edilmiştir. Yine bu çalışmada Taguchi deneysel dizayn metodu kullanılarak farklı geometrilerdeki engellerin sistemindeki tasarım parametrelerinin optimum değerleri belirlenmeye çalışılmıştır. Belirlenen tüm deney durumları için elde edilen ısı transferi verileri boş kanal verileri ile karşılaştırılmıştır. Yerel ve ortalama Nusselt sayısı sunulmuş ve toplam ısı transferi iyileştirmesi incelenmiştir. En iyi ısı transferi artışı üçgen kesitli engel (U-KE) ve ters üçgen kesitli (TU-KE) kullanılan durumlarda elde edilmiştir.

In this experimental thesis study examined that the effect on heat transfer and friction factor for obstacles which be placed in different geometric types tunnels with perpendicularly to the flow and has all discrete and array formats (Sx), different geometric type, different obstacles range values (s) and different ground clearance values (g). The measurements in this study is made for Reynolds number, channel type (AR), geometry type of obstacle, sequence format (Sx), range of obstacle (s) and height of obstacle. The number of Reynolds was taken between 3000 and 15000 for channel flow. Heat transfer results were obtained using thermal imaging technique. Graphs were obtained that give heat number and the pressure drop effect of Reynold number as a function of Nusselt number, friction factor and thermal performance number for each channel geometry and obstacle. In this study, optimum values of the design parameters in the different geometric obstacles determine system by using Taguchi experimental design method. The heat transfer data obtained for all the specified test cases were compared with the empty channel data. Local and average Nusselt numbers were presented and total heat transfer improvement is examined. The best heat transfer enhancements were obtained with using triangular section obstacle (U-KE) and reverse triangular section obstacle (TU-KE) conditions.