Çarpan Hava Jetlerinin Enerji-Ekserji Analizi İle Optimizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2008

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Serdar Geçim

Danışman: Akın Burak Etemoğlu

Özet:

Çarpan hava jetleri; ısı transferini arttırıcı özelliğinden dolayı ısıtma, soğutma ve kurutma gibi geniş bir uygulama alanında kullanılmaktadır. Jet akısının değişik geometrili cisimler üzerindeki soğutma ve kurutma etkisinin araştırılması, gittikçe artan sayıda çalışmaya konu olmakta ve hiçbir zaman güncelliğini yitirmemektedir. Bu çalışmada, ısıtılan bir plakanın dikdörtgen kesitli jet ile soğutulması işlemindeki akış ve ısı transferi karakteristikleri nümerik olarak incelenmiştir. Akısın, türbülanslı, iki boyutlu ve sürekli rejimde olduğu kabul edilerek korunum denklemleri Galerkin Sonlu Elemanlar Metodu ile ANSYS-FLOTRAN kodu kullanılarak çözülmüstür. Hesaplamalar Reynolds sayısı için 4000≤Re≤12000 ve lüle ile çarpma yüzeyi arası mesafe için 4≤z/Dh≤12 aralıklarında yapılmıştır. Std. k–ε, RNG k–ε, k–ω ve SST türbülans modelleriyle elde edilen sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Analizler sonunda SST türbülans modeli ile daha iyi sonuçların elde edildiği görülmüştür. z/Dh ve Re sayısının, türbülans şiddetinin, kaldırma kuvvetiyle termofiziksel özellik değişiminin ve farklı ısı akısı değerlerinin ısı transferi üzerine etkileri SST türbülans modeli kullanılarak analiz edilmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki artan Reynolds sayısı ve azalan z/Dh değerleri yerel Nusselt sayısını arttırmıştır. Ayrıca durgunluk noktası civarında artan türbülans şiddeti ile beraber ısı transferinde artış meydana gelmiştir ve plakaya uygulanan ısı akışındaki artısın yerel Nu sayısı üzerinde herhangi bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Elde edilen sonuçlar literatürdeki deneysel çalışmalar ile karşılaştırılmış ve uyumluluğun sağlandığı gözlemlenmiştir.