Termik ve hidrodinamik sınır tabaka akışlarının incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2004

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ONUR SEÇKİN

Danışman: HABİB UMUR

Özet:

Düz yüzey ve bir düz yüzey üzerinde çıkıntı şeklinde oluşturulmuş bloklar üzerinde laminer, geçiş ve türbüknslı akışların akış ve ısı transfer analizi, akışkan içinde hareket eden her türlü taşıt tasarımının emniyetli şekilde yapılması, ısıtma ve soğutmayı içeren bir çok mühendislik problerrıinin çözümünde gerekli olması nedeniyle kapsamlı bir çalışma alanına hitap etmektedir. Bu çalışmada düz yüzey üzerindeki akışta, sıfır basınç gradyanı (k=0) için hidrodinamik ve termik sınır tabakalar, Reynolds sayısının (Rex) etkisinde incelenmiştir. Bloklu yüzey ısı transfer analizinde ise Reynolds sayısı ve blok yüksekliklerinin ısı transferi üzerine etkileri araştırılmış ve düz yüzey üzerinden akıştaki ısı transfer bulgularıyla karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmalar düz ve bloklu yüzeyler üzerinde 3, 5 ve 15 m/s giriş hızlarında, laminer, geçiş ve türbülansh akışlarda gerçekleştirilmiştir. Düz yüzey akış İncelemelerinde, tüm giriş hızlarında, akış yönünde statik basınç değerleri sabit (k=0) ve sınır tabaka dışındaki hız değerleri giriş hızına eşittir. Tüm giriş hızlarında yüzey üzerinde akış yönünde mesafenin artmasıyla sınır tabaka kalınlığı, momentum kalınlığı Reynolds sayısı (Ree) değerlerinin arttığı ve Stanton sayısı (St), biçim faktörü (H) değerlerinin azaldığı gözlemlenmiştir. Sıfır basınç gradyanında 3 m/s giriş hızı için laminer, 5 ve 15 m/s giriş hızları için ise sırasıyla geçiş ve türbülanslı yapı belirlenmiştir. Bloklu yüzeyler üzerinde akıştaki ısı transfer analizinde, blok yükseklikleri 10, 15 ve 20 mm olan üç farklı yüzey kullamlmıştır. Blok uzunluğu* genişliği, bloklar arasındaki mesafe, girişten ilk bloğş kadar olan uzunluk sabittir. Yapılan deneyler sonucunda, giriş hızının artmasının St değerini arttırdığı ve bu değerin akış yönünde azaldığı tespit edilmiştir. Sabit giriş hızı için büyük blok yüksekliğine sahip yüzeylerin St değerlerinin daha fazla olduğu belirlenmiştir. Tüm blok yükseklikleri için, bloklu yüzeylerdeki ortalama Stanton sayısı, laminer, geçiş ve türbülanslı akışta düz yüzey akışındaki değerlerin, sırasıyla % 62, 59 ve 64 üzerinde bulunmuştur.