Konkav, düz ve konveks yüzey sınır tabakalarında hız ve ısı transferi karakteristiklerinin hızlanan ve yavaşlayan akışlarda incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2001

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ABDURRAHMAN ALPER ÖZALP

Danışman: HABİB UMUR

Özet:

Düz ve eğrisel yüzeyler üzerinde sınır tabaka oluşumu, akış ve ısı transferi karakteristikleri açısından, taşıt ve uçak aerodinamiği ve turbomakina araştırmaları için büyük öneme sahip olduğu için literatürde bu konu ile ilgili pek çok çalışma bulunmaktadır. Bu tezde akış yönündeki Reynolds sayısı (Rex) ve basmç gradyanlannm (k) hidrodinamik ve termik sınır tabakalar üzerindeki etkileri birlikte incelenmiştir. Deneysel çalışmalar düz ve eğrilik yarıçapları 1500 mm olan konkav ve konveks yüzeyler üzerinde -1.8xl0"6£k£1.8xl0'* basınç gradyan aralığında, 5, 10 ve 15 m/s ilk hızlarda ve laminer, geçiş ve türbülanslı akışlarda gerçekleştirilmiştir. Pozitif gradyanlar (hızlanan akış) düz ve konkav yüzey üzerinde Ree'nın azalmasına ve biçim faktörünün (H) artmasına neden olmaktadır. Diğer taraftan, negatif gradyanlar (yavaşlayan akış) konveks yüzey üzerinde H*nü arttırmakta; ve diğer iki yüzey üzerinde Ree'nı arttırmakta ve H*nü azaltmaktadır. Düz yüzey sınır tabakasında geçiş 4xl05 değerindeki Re^'nda başlar ve 1.8x1ü"6 pozitif gradyanında 6x1 05 değerine kadar uzamaktadır. Konkav yüzeyin, aynı Rex aralığında, türbülansa geçişi hızlandırdığı tespit edilirken, konveks eğrilik geçişi 7x1 05 değerindeki Rex'na kadar uzatmakta ve türbülansa geçişi ertelemektedir. Sıfır basınç gradyanı için, geçiş bölgesindeki düz yüzey ısı transfer değerleri konkav ve konveks yüzey değerlerinin akış yönünde sırasıyla %26-%55.5 ve %9-%19.5 aralığında altındadır. Düz ve konkav yüzey türbülanslı ısı transferi değerleri konveks yüzey değerlerinin sırasıyla %22.4-%22 ve %21.4-%28.2 üzerindedir. Konveks yüzey üzerinde, pozitif gradyanlann etkisinde, geçiş bölgesindeki ısı transferi artışı düz ve konkav yüzey artış oranlarının sırasıyla %2-%4.1 ve %2.2-%ll altodadır ki, bu durum konveks eğriliğin ısı transferini azaltmaya yönelik etkisi şeklinde yorumlanabilir. Bununla birlikte pozitif ve negatif gradyanlar, türbülanslı bölgede, konkav ve konveks yüzeyler üzerinde benzer ısı transferi değişimleri oluşturmuşlardır.