Mini kanallar içerisinde tek fazlı akış ve ısı taşınımının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Enerji-Termodinamik (Dr), Türkiye
Tez Danışmanı: İsmail Yalçın Uralcan
Tezin Onay Tarihi: 2007
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Isı degistirme cihazlarının tasarımının ekonomi ve verimdeki öneminden dolayı
akademik ve endüstriyel sahadaki en önemli arastırma alanlarından biri ısı geçisini
iyilestirme olusturmaktadır. Isı geçisini iyilestirme, birim ısı geçis yüzeyinden ısı geçis
oranını artırmakla mümkündür. Isı geçisini iyilestirmenin çesitli yolları vardır.
yilestirme metotları ya ısı geçis yüzeyinin alanını ya türbülans seviyesini ya da akıskan
parçacıkları ile yüzey arasındaki ortalama temas süresini artırmayı amaçlar. Isı geçis
katsayısının artırılmasını amaçlayan tekniklerle karsılastırıldıgında uzatılmıs yüzeylerin
kullanımında oldugu gibi tek basına yüzey alanını artırmak daha çok malzeme
harcaması, imalat süreci ve ısı degistirme cihazı tarafından isgal edilen alanı gerektirir.
Bu çalısmada, daha uzun süreler boyunca ısı geçis yüzeyiyle temas halindeki akıskan
parçacıklarını korumayı amaçlayan iyilestirme teknigi test edilmistir, bu yüzden bir
yandan türbülans siddeti artırılırken ısı degistiricinin boru içindeki akıskanın gergin
durumu süresince daha fazla enerji degistirmesi saglanmıstır. Silindirik bir borudaki iç
akıs bu amacı test etmek için temel alınmıstır. Teknigin gelistirilmesinde ikinci adım,
boru içine es eksenli katı silindirik bir çubuk sokulması, böylelikle boru ve çubuk
arasında bir halka akıs olusturulmasıdır. Bu teknigin son adımı halka içine sıkı geçmis
helisel kanat eklenmesi ve dıs boru, silindirik çubuk ve helisel kanat arasında kusatılmıs
helisel kanal boyunca akısı yönlendirmektir. Bu amaçlar için ilk olarak belirli çap ve et
kalınlıklı bir boru kabul edilmistir. Daha sonra bes farklı çapa sahip katı silindirik
çubuk bu borunun içine es eksenli olarak yerlestirilmis ve halka akıs her bir tasarım için
test edilmistir. Son olarak helisel kanat halka bölgeye eklenmis ve etkisi gözlenmistir.
Helisel sargının adımı üç degisik degerde ayarlanırken kanat kalınlıgı sabit tutulmustur.
Kabul edilen tüm tasarımlar FLUENT yazılım paketi kullanılarak sayısal olarak analiz
edilmis olup deneysel olarak ta test edilmistir. Sonuçlar mini aralıklı akıs kanalları için
sayısal ve deneysel analizler arasında iyi bir uyum oldugunu göstermistir. Kanal
hidrolik çapı mikro aralıklara düsürüldügünde sayısal sonuçlar deneysel sonuçlardan
sapma gösterir, bu ise akıskan akısı ve ısı geçisine hükmeden fiziksel mekanizmalardaki
bir uyumsuzlugun isaretidir.