YARI-KÜRESEL ENGEL KONULAN BİR KANAL İÇERİSİNDE ISI GEÇİŞİ VE AKIŞIN SAYISAL İNCELENMESİ



Benzer belgeler
SINIR ŞARTLARININ KAPALI ORTAMLARDAKİ DOĞAL TAŞINIMLA ISI TRANSFERİ VE SICAKLIK DAĞILIMINA ETKİSİNİN SAYISAL ANALİZİ

HELİSEL BORULARDA AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makina Eğitimi Bölümü, 23119, Elazığ

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

LAMİNER ZORLANMIŞ KONVEKSİYON ŞARTINDA İKİ PARALEL LEVHA ARASINA YERLEŞTİRİLEN ENGELLERİN AKIŞ VE ISI TRANSFERİNE ETKİSİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

DUBLEKS EV GEOMETRİSİNE SAHİP KAPALI ORTAMLARDA FARKLI ISITMA YÖNTEMLERİNİN DOĞAL TAŞINIMLA ISI TRANSFERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN SAYISAL ANALİZİ

Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)

Tabandan Isıtılan Kapalı bir Hacim İçerisine Yerleştirilen Açılı Plakanın Doğal Taşınım ısı Transferine Etkisi

Momentum iletimi. Kuvvetin bileşenleri (Momentum akısının bileşenleri) x y z x p + t xx t xy t xz y t yx p + t yy t yz z t zx t zy p + t zz

ÇATI ARALARINDA MEYDANA GELEN DOĞAL TAŞINIMLA ISI TRANSFERİNİN ÇATI KATINDAKİ ISIL KONFORA ETKİSİNİN SAYISAL ANALİZİ

The Numerical Investigation Of Effect Of Various Obstacles On Heat Transfer Enhancement

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

İ çindekiler. xvii GİRİŞ 1 TEMEL AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ BERNOULLİ DENKLEMİ 68 AKIŞKANLAR STATİĞİ 32. xvii

Radyatör Arkalarına Yerleştirilen Yansıtıcı Yüzeylerin Radyatör Etkisi

KARE KESİTLİ YATAY BİR KANALDA LAMİNER KARIŞIK KONVEKSİYON AKIŞIN İNCELENMESİ Abuzer ÖZSUNAR

Beşik ve Farklı Yüzey Alanlı Beşik Çatılarda Doğal Taşınımın Sayısal Çözümü

Corresponding author: Özet. Bu çalışmada yamuk kesit alanına sahip bir kanal içerisindeki hidrodinamik olarak

(1052) AHMED MODELİ ÜZERİNDEKİ AKIŞ YAPISININ İNCELENMESİ

ISI TRANSFERİ. Doğal Taşınım

τ s =0.76 ρghj o τ cs = τ cb { 1 Sin

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ UYGULAMALI MÜHENDİSLİK MODELLEMESİ

İKİ LEVHA ARASINDAKİ LAMİNER AKIŞTA DEĞİŞKEN DUVAR KALINLIĞININ ISI TRANSFERİNE ETKİSİNİN SAYISAL ANALİZİ

Varol, A., Öztop, H., F., Varol, A. Gözenekli Ortamla Dolu Dik Üçgen Oyuklarda Doğal Taşınım İle Isı Geçişi, UHUK 2006, ODTÜ, Eylül 2006, Ankara

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

TAŞINIMIN FİZİKSEL MEKANİZMASI

Polinom Tabanlı Diferansiyel Alan Hesabı Metodu (PDQM) nun İki Boyutlu Elektromanyetik Probleme Uygulanması

RADYATÖR ARKALARINA YERLEŞTİRİLEN YANSITICI YÜZEYLERİN RADYATÖR ETKİNLİĞİNE ETKİSİ

Numerical Investigation of the Effect of Needle Tilting Angle on Irrigant Flow Inside the Tooth Root Canal

YAMUK KESİTLİ KANAL İÇERİSİNDE LAMİNER AKIŞTA HİDRODİNAMİK VE ISIL OLARAK GELİŞMEKTE OLAN ISI TRANSFERİ PROBLEMİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

Yrd. Doç. Dr. Tolga DEMİRCAN. Akışkanlar dinamiğinde deneysel yöntemler

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

GERİ BASAMAK AKIŞININ NÜMERİK ANALİZİ

ÇİFT CAMLI PENERELERDE ISI GEÇİŞİNİN İNCELENMESİ

SANTRİFÜJ POMPANIN KANATLI VE KANATSIZ DİFÜZÖRÜNDEKİ AKIŞIN SAYISAL İNCELENMESİ

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

Isı Kütle Transferi. Zorlanmış Dış Taşınım

MATERIALS. Basit Eğilme. Third Edition. Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T. DeWolf. Lecture Notes: J. Walt Oler Texas Tech University

ÜÇGEN KAPALI ORTAMDA DÜŞEY YÜZEYE YERLEŞTİRİLEN ENGEL EĞİMİNİN DOĞAL TAŞINIMLA ISI TRANSFERİ ÜZERİNE ETKİSİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

Konvansiyonel ve Çatı Tipi Yanma Odalarında Akış ve Isı Transferinin Dinamik Ağ Yapısı Kullanılarak Analizi

Dairesel Kesitli 90º Dirsekteki Akışın Üç Boyutlu Sayısal İncelenmesi

HAVALANDIRMALI BİR KANALDAKİ ELEKTRONİK ELEMANIN DOĞAL KONVEKSİYONLA SOĞUTULMASININ SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

İçindekiler 1 GENEL KAVRAM ve TANIMLAR 2 TEMEL YASALAR ve KORUNUM DENKLEMLERİ vii

TÜRKÜLER ÖZGÜMÜŞ YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ

ISI DEĞĠġTĠRGEÇLERĠ DENEYĠ

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

PROF.DR. MURAT DEMİR AYDIN. ***Bu ders notları bir sonraki slaytta verilen kaynak kitaplardan alıntılar yapılarak hazırlanmıştır.

BİR KÖŞE AKIŞI ETRAFINDAKİ ZORLANMIŞ TAŞINIMLA ISI TRANSFERİNE ISIL IŞINIMIN ETKİSİ THE EFFECT OF RADIATION ON FORCED CONVECTION FLOW AROUND A WEDGE

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİR OFİS İÇİN TERMAL KONFOR ANALİZİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ VE SAYISAL ÇÖZÜMÜ

Plakalı Kanatçıklı Isı DeğiĢtiricilerde Kanat Açısının Isı Transferine Olan Etkisinin Üç Boyutlu Sayısal Olarak Ġncelenmesi

ANOVA MÜHENDİSLİK LTD. ŞTİ.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Mukavemet I Final Sınavı

TANK HAVALANDIRMA BAŞLIĞINDAKİ TÜRBÜLANSLI AKIŞIN SAYISAL OLARAK MODELLENMESİ

Borularda Akış. Hesaplamalarda ortalama hız kullanılır.

HAVA ARAÇLARINDAKİ ELEKTRONİK EKİPMANLARIN SOĞUTULMASINDA KULLANILAN SOĞUTMA SIVILARININ PERFORMANSA BAĞLI SEÇİM KRİTERLERİ

TAŞIMA GÜCÜ. γn = 18 kn/m m YASD. G s = 3 c= 10 kn/m 2 φ= 32 o γd = 20 kn/m3. γn = 17 kn/m3. 1 m N k. 0.5 m. 0.5 m. W t YASD. φ= 28 o. G s = 2.

Farklı Geometrilerden Oluşan Kanatçıklı Plakalı Isı Değiştiricileri İçin Isı Transferinin Üç Boyutlu Sayısal Olarak İncelenmesi

STATİK MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN

DİKDÖRTGEN KESİTLİ BİR KANALDA LAMİNER KARIŞIK KONVEKSİYON ŞARTLARINDAKİ AKIŞIN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

8. HAFTA ZAMANA BAĞLI ISI İLETİMİ

ÇİFT CİDARLI CEPHELERDEKİ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN SAYISAL ANALİZİ

Bölüm 8: Borularda sürtünmeli Akış

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

YAPI TEKNOLOJİSİNDE YENİLENEBİLİR ENERJİ VE ALTERNATİF SİSTEMLER

NÖ-A NÖ-B. Şube. Alınan Puan. Adı- Soyadı: Fakülte No: 1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin eşit olduğunu gösteriniz. 1/6

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümleri MÜH 110 Statik Dersi - 1. Çalışma Soruları 03 Mart 2017

Daralan ve Genişleyen Bir Kanal İçerisine Yerleştirilen Yarım Küreler Üzerinden Akış ve Isı Transferinin Sayısal Olarak Araştırılması

SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON

FLOWING FLUIDS and PRESSURE VARIATION

Plakalı Kanatçıklı Isı Değiştiricilerde Kanat Geometrisinin Isı Transferine Olan Etkisinin Üç Boyutlu Sayısal Olarak İncelenmesi

FARKLI GEOMETRİLERDEN OLUŞAN KANATÇIKLI PLAKALI ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ İÇİN ISI TRANSFERİNİN ÜÇ BOYUTLU SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

Dikdörtgen Kesitli Kanallarda Laminer Akış ve Isı Transferinin Sayısal Olarak İncelenmesi

ALÜMİNYUM KÖPÜK ISI KUYUSUNUN ISIL VE AKIŞ DAVRANIŞLARININ FARKLI GÖZENEKLİLİK DEĞERLERİ İÇİN ANALİZİ

İÇİNDE OTURAN İNSAN OLAN RADYATÖRLE ISITILAN BİR ODADAKİ ISIL KONFOR, AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN ÜÇ BOYUTLU SAYISAL ANALİZİ

KAYMALI YATAKLAR I: Eksenel Yataklar

BİR OFİS ODASINDAKİ TERMAL AKIŞIN KIŞ ŞARTLARINDA SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

Bölüm 4 Zamana Bağlı Isı İletimi

Kare Kesitli İki Silindir Etrafında Akış ve Isı Geçişi. Özge Yetik YÜKSEK LİSANS TEZİ. Makine Mühendisliği Anabilim Dalı

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK490 Makine Laboratuarı Dersi Akışkanlar Mekaniği Deneyi

Özel Laboratuvar Deney Föyü

2. İKİ BOYUTLU MATEMATİKSEL MODELLER

GÜN İÇERİSİNDEKİ GÜNEŞ IŞINIMININ KAPALI ORTAMLARDAKİ DOĞAL TAŞINIMLA ISI TRANSFERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN SAYISAL İNCELENMESİ

Bir Kenarı Açık Kanal İçerisinde Bulunan Elektronik Elemanın Soğutulmasının Sayısal Olarak İncelenmesi

Makina Mühendisliği Bölümü Makine Laboratuarı

İÇ CİDARI ISLANMAZ MALZEME İLE KAPLI DAİRESEL BİR BORU İÇİNDEN GEÇEN SUYUN LAMİNER BÖLGEDEKİ BASINÇ DÜŞÜMÜNÜN TEORİK ve DENEYSEL İNCELENMESİ

TAŞIMA GÜCÜ. n = 17 kn/m3 YASD

R1234YF SOĞUTUCU AKIŞKANININ FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ İÇİN BASİT EŞİTLİKLER ÖZET ABSTRACT

DÜZLEMSEL SİMETRİK ANİGENİŞLEMELERDE ÇEVRİNTİLİ TÜRBÜLANSLI AKIŞIN SAYISAL ARAŞTIRILMASI

BİR YÜZEYİ AÇIK KÜBİK BOŞLUKTA ENGELLERİN DOĞAL TAŞINIMIN ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Fizik 101: Ders 3 Ajanda

NACA VE NREL S 809 KANAT KESİTLERİNİN HAD İLE ANALİZİ ANALYSING OF NACA AND NREL S 809 AIRFOILS BY CFD

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

TAŞINIM VE IŞINIMLA BİRLEŞİK ISI TRANSFERİ DENEYİ

Taşınım Olayları II MEMM2009 Akışkanlar Mekaniği ve Isı Transferi bahar yy. borularda sürtünmeli akış. Prof. Dr.

STATİK MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN

AKM 205 BÖLÜM 8 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

NÜMERİK ANALİZ. Sayısal Yöntemlerin Konusu. Sayısal Yöntemler Neden Kullanılır?!! Denklem Çözümleri

Transkript:

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi Cilt:XXII, Saı:3, 2009 Journal of Engineering and Architecture Facult of Eskişehir Osmangazi Universit, Vol: XXII, No:3, 2009 Makalenin Geliş Tarihi : 26.04.2009 Makalenin Kabul Tarihi : 2.0.2009 YARI-KÜRESEL ENGEL KONULAN BİR KANAL İÇERİSİNDE ISI GEÇİŞİ VE AKIŞIN SAYISAL İNCELENMESİ Nihal UĞURLUBİLEK ÖZET: Bu çalışmada arı-küresel bir engelin varlığında iki boutlu bir kanal içerisinde ısı geçişi ve akış saısal olarak incelenmiştir. nolds saısı 0 000-00 000 aralığında alınmıştır. Kanal üksekliği arı-küresel engelin çapının 4 katı, kanal uzunluğu ise 32 katı alınmıştır. Navier-Stokes ve enerji denklemleri Simple algoritması ve türbülanslı akışta Standart k-epsilon modeli kullanılarak çözülmüştür. Korunum denklemlerinin saısal çözümü için Fluent programı kullanılmıştır. Sonuçlar; bir kanaldaki ısı geçişinin arı-küresel engel koulduğunda aklaşık %5, bununla beraber; üze sürtünme katsaısının aklaşık %7 civarında arttığını göstermiştir. ANAHTAR KELİMELER: Isı Geçişi, İileştirme, Türbülans, Yarı-Küresel, Saısal. NUMERICAL INVESTIGATION OF HEAT TRANSFER AND THE FLOW IN A CHANNEL WITH A HEMI-SPHERICAL OBSTACLE ABSTRACT: In this stud, heat transfer and flow in a channel in the presence of a hemispherical bod has been numericall investigated. nolds number is chosen between 0000-00000. The channel height and length are taken 4 and 32 times of the hemispherical bod diameter, respectivel. The Navier- Stokes and energ equations have been solved using Simple algorithm and Standart k- formulation for turbulent flow regime. The governing equations are solved using the commercial code Fluent. The results indicate that heat transfer in a channel with a hemispherical bod is increased b around %5; however the skin friction coefficient on the channel wall is increased b around %7. KEYWORDS: Heat Transfer,Enhancement, Turbulent, Hemi-Sphere, Numerical. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü Meşelik Kampüsü, 26480 ESKİŞEHİR

46 Nihal UĞURLUBİLEK I. GİRİŞ Isı geçişini artırma araştırmacılar için oldukça önemli bir konudur, çünkü enerji ve malzeme tasarrufu günümüzde çok önemlidir. Endüstriel tesislerde kanal içinde ısı geçişinin çeşitli ugulamaları vardır. Kanallarda ısı geçişinin iileştirilmesi ilgi odağıdır. Kanal içerisine farklı geometrilerde cisimler koularak ısı geçişinde iileştirmeler denenmiştir (vorteks üreticiler, bükülü şekiller, kanatçıklar). Bu geometrilerin varlığı akışta arılmalara ve eniden birleşmelere neden olduğundan ısı ve momentum geçişlerinde artış oluşturmaktadır. Abbasi vd. [] bir kanal içerisinde prizma kullanılarak =00 için ısı geçişinin iileştirilebileceğini saısal olarak (FEM) göstermiştir. Bir üçgen prizma kullanılarak kanal içinde türbülanslı akışta (=0000-40000) ısı geçişinin iileştirilmesi, saısal olarak Himadri Chattopadha [2] tarafından incelenmiştir. Bu çalışmada ise; arı-küresel engel konulan bir kanal içerisinde akış ve ısı geçişi, türbülanslı akış rejiminde saısal olarak araştırılmıştır. Karşılaştırma apmak için anı problem, içinde engel olmaan kanal için de çözülmüştür. Akış alanının boutları Abbasi vd. [] ve Chattopadha [2] tarafından incelenen geometrile anı alınmıştır. Akış türbülanslı olup saısı 0 000-00 000 aralığındadır. Yarı-küresel cismin çapının (D) kanal üksekliğine oranı 0.25 alınmıştır. Engel kanal girişinden 8D uzaklıkta olup kanal uzunluğu 32D dir. Kanalın altı (T s ) sabit sıcaklıkta olup kanal girişinde akışkan sıcaklığı (hava) çevre sıcaklığında alınmıştır. Alt plakadan kanal içinde akan havaa ısı geçişi söz konusudur. Hareket ve enerji denklemleri Simple algoritması ve türbülanslı akış için Standart k- türbülans modeli kullanılarak Fluent [3] programıla çözülmüştür. Hesap bölgesinin tümünde dikdörtgen ağ apısı kullanılmıştır. Akış iki boutlu ele alınmıştır. II. YÖNTEM Bu çalışmada sonlu hacim aklaşımı ile Patankar ve Spalding in [4] Simple algoritması kullanılmıştır. Akışkan olarak Pr=0.7 olan hava kullanılmıştır. Boutsuz nolds- ortalamalı Navier- Stokes denklemleri olarak

Yarı Küresel Engel Konulan Bir Kanal İçerisindeki Isı Geçişi ve Akışın Saısal İncelenmesi 47 Süreklilik denklemi: = 0 v u () -Momentum denklemi: u P uv uu t 2 ) ( ) ( = (2) -Momentum denklemi: v P vv uv t 2 ) ( ) ( = (3) Energ denklemi: T T v T u t 2 Pr = α α (4) şeklindedir. Burada u ve v akışkanın sırasıla ve önlerindeki hızları, α ısıl aılım katsaısı, kinematik viskozite, P ise basınçtır. Türbülanslı akış çözümlemelerinde standart k- modeli [5] seçilmiştir. k ve denklemleri sırasıla: σ = P k k v k u k t 2 (5) k C S C v u t 2 2 2 ρ σ = (6)

48 Nihal UĞURLUBİLEK olarak verilmiştir. Burada P türbülans kinetik enerji üretimi, k türbülans kinetik enerjisi, türbülans ok olma oranı, t türbülans viskozitesi, σ,, C, C σ k 2 ise model katsaılarıdır [5]. Kanal girişinde üniform hız profili ve tüm kanal duvarlarında kamama koşulu kabul edilmiştir. Türbülans oğunluğu kanal giriş ve çıkış kesitinde %5 düzeinde tutulmuştur. Kanal alt duvarı ve giriş kesitindeki akışkanın sıcaklığı sırasıla 450 K ve 289 K olarak alınmıştır. Yarı-küresel cismin üzei ve kanal üst duvarı adabatiktir. Korunum denklemleri Simple algoritması [4] kullanılarak Fluent [3] programıla çözülmüştür. Yakınsama kriteri tüm büüklükler için 0-5 alınmıştır. Model üzerinde dikdörtgen ağ apısı oluşturulmuştur (Şekil ). Ağ apısından bağımsız çözüm, farklı ağ sevieleri için çözümler karşılaştırılarak bulunmuştur. Toplam düğüm noktası saısı, içine arı-küresel engel koulan ve koulmaan kanal için sırasıla 2 25 ve 6 626 dır. Sınır tabakanın öneminden dolaı engel ve kanal cidarına daha sık düğüm noktaları ugulanmıştır. Şekil. Geometrideki ağ apısı. Bu çalışma için iki önemli parametre üze sürtünme katsaısı ve Nusselt saısıdır. Yüze sürtünme katsaısı C f τ ρu s = (7) 2 m 2

Yarı Küresel Engel Konulan Bir Kanal İçerisindeki Isı Geçişi ve Akışın Saısal İncelenmesi 49 Yerel Nusselt saısı * T Nu ( ) = (8) * * = 0 olarak ifade edilir, burada ve sırasıla boutsuz sıcaklık ve uzunluk terimleri olup kanaldan geçem akışkanın sıcaklığıdır. Ortalama Nusselt saısı, Nu L Nu( ) d = 0 L (9) olup, Nu boutsuz ısı taşınım katsaısıdır. C f üzedeki sürtünme katsaısı τ s üzedeki kama gerilmesi, u m akışkanın ortalama hızı, ρ akışkan oğunluğu ve L kanal uzunluğudur. III. SONUÇLAR VE ÖNERİLER Yarı-küresel cismin etkilediği akışın hız vektörleri Şekil 2 de gösterilmiştir. Görüldüğü üzere akım çizgileri engelden sonra iki bölgee arılmış ve daha sonra tekrar birleşmiştir. Engelin arkasında iki arı girdap bölgesi oluşmuştur. Bu dönme hareketlerinin varlığı neredese kanalın arısını geçene kadar devam etmektedir.

50 Nihal UĞURLUBİLEK.6.0.05 9.9 9.33 8.76 8.9 7.62 7.05 6.47 5.90 5.33 4.76 4.9 3.6 3.04 2.47.80.33 0.75 0.8 Şekil 2. Yarı-küresel cisim etrafındaki hız (m/s) vektörleri (=40 000 için). Bu durum, içinde engel olmaan kanaldakinden daha fazla türbülans oluşturmakta ve doğal olarak ısı geçişinde belli bir artışa sebep olmaktadır (Şekil 3). Ancak ısı geçişinin artmasıla beraber sürtünmenin artması da kaçınılmazdır.

Yarı Küresel Engel Konulan Bir Kanal İçerisindeki Isı Geçişi ve Akışın Saısal İncelenmesi 5 450 442 434 426 48 40 402 394 386 378 369 36 353 345 337 329 32 33 305 297 289 Şekil 3. Kanal alt duvarına akın bölgede akışkan statik sıcaklık değişimi (=40 000) Yarı-küresel cismin 0 000<<00 000 aralığında ısı geçişine etkisi Şekil 4 de verilmiştir. nolds saısı arttıkça ısı geçişinin, dolaısıla Nusselt saısının arttığı gözlenmektedir. 800 600 Nusselt saısı 400 200 000 800 600 =e4 =0 000 =2e4 =20 000 =4e4 =40 000 =e5 =00 000 400 200 0 0,00 0,05 0,0 0,5 0,20 0,25 0,30 0,35 (m) Şekil 4. Kanal alt duvarı bounca erel Nusselt saısının dağılımı.

52 Nihal UĞURLUBİLEK Tablo de engelli ve engelsiz kanallar için ısı geçişi verileri özetlenmiştir. Görüleceği üzere arı-küresel cisim kanal içindeki ısı geçişini, ani ortalama Nusselt saısını %5 civarında arttırmıştır. Tablo. Ortalama Nusselt saılarının karşılaştırılması Nu (engelsiz) Nu (engelli) Nu daki iileşme (%) 0 000 49,26 57,43 6 20 000 8,73 9,9 2 40 000 43,6 63,86 5 00 000 292,582 3,70 9 Isı geçişindeki bu artış sürtünme katsaısında artışı da beraberinde getirmektedir. Şekil 5 den görüldüğü gibi arı küresel engelin bulunduğu bölgede sürtünme katsaısı aklaşık %00 oranında artış göstermiştir. 0.8 0,8 0.6 0,6 Yüze üze sürtünme katsaısı, katsaısı C Cf f 0.4 0,4 0.2 0,2 0.0 0,0 0.08 0,08 0.06 0,06 0.04 0,04 engelli kanal engelsiz kanal 0.02 0,02 0.00 0,00 0,00 0.0 0,05 0.05 0,0 0. 0,5 0.5 0,20 0.2 0,25 0.25 0,30 0.30 0,35 0.35 (m) Şekil 5. Kanal alt duvarı bounca sürtünme katsaısı (=0 000 için).

Yarı Küresel Engel Konulan Bir Kanal İçerisindeki Isı Geçişi ve Akışın Saısal İncelenmesi 53 Sürtünme katsaısındaki bu artış engelin olduğu bölgede oluşan birbirine zıt önde dönen vorteks çiftlerinden kanaklanmaktadır. Tablo 2 den görüldüğü üzere arı-küresel engel koulmuş kanal çıkışındaki üze sürtünme katsaılarındaki artış, engelsiz kanal akışıla karşılaştırıldığında % 7 civarındadır. Tablo 2. Kanal çıkışındaki sürtünme katsaısı değerleri Cf (engelsiz) Cf (engelli) C f deki artış (%) 0 000 0,0096 0,04 8 20 000 0,0082 0,00954 6 40 000 0,0073 0,0086 7 00 000 0,0054 0,0074 8 Sonuç olarak; bu çalışmada engelsiz kanal ve arı-küresel cisim konulan bir kanal içerisindeki ısı geçişi ve akış incelenmiştir. Chattopadha [2] tarafından sunulan çalışmada üçgen prizmanın varlığıla oluşan ısı geçişindeki iileşme %5 iken bu çalışmada da %5 olarak bulunmuştur. Bununla beraber Chattopadha [2] tarafından sunulan çalışmada kanal çıkışındaki sürtünme katsaısındaki artış %25 iken bu çalışmada % 7 olarak bulunmuştur. Bu da göstermektedir ki; arı-küresel cisim konularak bir kanal içerisindeki ısı geçişindeki iileşme üçgen prizma kullanılarak kazanılan iileşmele anı olmasına karşın; sürtünme katsaısı daha düşük gerçekleşmiştir. Bu da daha az pompa gücü ve enerji tasarrufu anlamını taşımaktadır.

54 Nihal UĞURLUBİLEK IV. KAYNAKLAR [] H. Abbasi. S. Turki and S. Ben Nasrallah, Numerical Investigation of Forced Convection in a Horizontal Channel with a Built-in Triangular Prism, ASME J. Heat Transfer, Vol.24, pp. 57-573, 2002. [2] H. Chattopadha, Augmentation of Heat Transfer in a Channel Using a Triangular Prism, International Journal of Thermal Sciences, Vol.46, No.5, pp.50-505, 2007. [3] Fluent User s Guide,Version 4.4. Fluent Inc., Lebanon, NH., 996. [4] S.V. Patankar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, 79-38, Hemisphere, McGraw- Hill, Washington, DC, 980. [5] B. E. Launder and D. B. Spalding, Lectures in Mathematical Models of Turbulence, Academic Pres, London, England, 972.