Bloklu yüzeylerde akış ve ısı transferi karakteristiklerinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ONUR YEMENİCİ

Danışman: HABİB UMUR

Özet:

Bloklu düz yüzeyler üzerinde laminer, geçiş ve türbülanslı akışların akış ve ısı transfer analizi, enerji transferini arttırdığından dolayı, mühendislik problemleri ve dizaynları için oldukça önemlidir. Bloklu yüzey kullanımı ısı transferini arttırmak için kullanılan pasif yöntemlerden biridir. Akış blokların varlığından dolayı ayrılır ve yeniden birleşir. Bloklar, akıştaki bu ayrılma ve yeniden birleşmeden dolayı, akışta düzensizlik, basınç değişimleri, titreşim ve gürültü yaratırlar. Ancak türbülans karışım uzunluğunun kısalması, ısıl ve hidrodinamik sınır tabaka kalınlığının incelmesi ve yüzey alanının artmasından dolayı ısı transferi de artmış olur.Bu çalışmada düz ve bloklu yüzeyler üzerinde akıştaki hız ve ısı transfer karakteristikleri, giriş hızı ve blok yüksekliklerinin etkisinde deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde giriş hızları 3, 5, 10 ve 15 m/s ve blok yükseklikleri 10, 15 ve 20 mm olarak alınmıştır.Düz yüzey için yapılan deneysel çalışmalarda, 3 m/s giriş hızı için laminer, 5 ve 10 m/s giriş hızları için geçiş ve 15 m/s giriş hızı için türbülanslı akış yapısı gözlemlenmiştir. Bloklu yüzeyler üzerinde akışta, tüm blok yüksekliklerinde, ilk bloğun ön ve üst yüzeyi, son bloğun arka yüzeyi ve blok aralarında ayrılma ve yeniden birleşmeler tespit edilmiş ve bu yüzeylerde ölçülen türbülans yoğunluklarının tamamı düz yüzey türbülans yoğunluğu değerlerinden büyük çıkmıştır. Tüm hız ve ısı transfer ölçümleri benzer eğilimler göstermesine rağmen, laminer akışta bloklardan kaynaklanan ısı transfer artışı türbülanslı akışa göre daha fazladır. 10, 15 ve 20 mm blok yükseklikleri için, ortalama Stanton sayıları düz yüzey değerlerinden sırasıyla, laminer akışta 82, 95, 113%, geçişte 53, 71, 84% ve 44, 66, 78% ve türbülanslı akışta 27, 38, 50% daha büyüktür. Bu sonuçlar, tüm blok yükseklikleri ve giriş hızlarında bloklu yüzeyler üzerindeki ısı transferinin düz yüzeydekinden büyük olduğunu göstermiştir. Ayrıca blok yüksekliği ve giriş hızının artması ısı transferini arttırmıştır.