Geri basamak akışlarında dış türbülansın ve basınç gradyeninin ısı transferi üzerine etkileri

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MURAT ATEŞ

Danışman: ERHAN PULAT

Özet:

Bu çalışmada, geri basamak akışlarında dış türbülansın ve basınç gradyeninin ısı transferi üzerine etkileri sayısal olarak araştırılmıştır. Literatürde yaygın olarak kullanılan geri basamak geometrileri ve bu geometrilerin uyarlanmış durumları kullanılmış olup, akış iki boyutlu, sıkıştırılamaz ve türbülanslı olarak göz önüne alınmıştır. Önce Standard k-ε, RNG k-ε ve Realizable k-ε türbülans modelleri yeniden birleşme uzunluğu ve ısı transferi açısından karşılaştırılmıştır. Bu amaçla ANSYS FLUENT 12.0 kullanılarak tüm karşılaştırmalarda algoritma, uzaysal ayrıklaştırma ve yakın duvar modellemesi etkileri göz önüne alınmıştır. Deneysel veriyle en uyumlu yeniden birleşme uzunluğu SIMPLE algoritması, ikinci derece upwind ayrıklaştırması (Second Order Upwind-SOU) ve standard duvar fonksiyonu (Standard Wall Function-SWF) kullanarak Realizable k-ε modeliyle elde edilmiştir. Deneysel verilerle en uyumlu ısı transferi dağılımı ise SIMPLE-C algoritması, birinci derece upwind ayrıklaştırması (First Order Upwind-FOU) ve dengesiz duvar fonksiyonu (Nonequilibrium Wall Function-NEWF) kullanarak yine Realizable k-ε modeliyle elde edilmiştir. Bu sonuçlara göre dış türbülansın ve basınç gardyeninin etkileri SIMPLE-C algoritması, birinci derece ayrıklaştırması ve dengesiz duvar fonksiyonuyla Realizable k-ε türbülans modeli kullanılarak araştırılmıştır. Dış türbülans etkilerinin incelenmesinde ayrıca Standard k-ω ve SST k-ω modelleri de SIMPLE-C algoritması ve birinci derece upwind ayrıklaştırmasıyla denenmiştir. Basınç gradyeni etkisi olmadan giriş türbülans şiddeti arttıkça yeniden birleşme uzunluğu yavaşça azalmakta ve yerel Stanton (St) sayısı dağılımı da yavaşça artmaktadır. Türbülans şiddeti etkisi olmadan ters basınç gradyeni arttıça yeniden birleşme uzunluğu artmakta ve yerel St sayısı da yavaşça azalmaktadır. Son olarak genişleme oranının yerel St sayısı dağılımı üzerine etkileri de araştırılmıştır