Silindir etrafındaki titreşimli akışta ısı ve kütle transferinin sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada; ıslak yüzeyli dairesel kesitli bir silindir etrafındaki akışta zorlanmış taşınım ile silindir yüzeyinden gerçekleşen ısı ve kütle transferi sayısal olarak incelenmiştir. İlk aşamada; yüzeyde sabit sıcaklık ve nem oranına sahip dairesel kesitli silindir üzerinden gerçekleşen ısı ve kütle transferinin göstergesi olan genel ortalamalı Nusselt (Nu) ve Sherwood (Sh) boyutsuz sayılarının, giriş koşullarına bağlı olarak değişimleri incelenmiştir. İkinci aşamada ise ilk aşamadaki duruma ek olarak giriş havasına bir v (t)=Asin(?t) hızı eklenerek, giriş havasının belirli bir genlik ve frekansta titreşim yapması sağlanmıştır. Böylece, titreşimli akış durumunda silindir yüzeyinden olan ısı ve kütle transferi; nem ve sıcaklığın yanı sıra titreşimli hız parametreleri arasında tanımlanan (A/ftD) boyutsuz parametresine bağlı olarak incelenmiştir. Sayısal hesaplamada zaman bağımlı Reynolds ortalamalı Navier-Stokes (URANS) denklemlerine dayalı olan, Kato-Launder iyileştirmeli standart k-? modeli ve düşük Re sayılı k-? türbülans modeli kullanılmıştır. Sonlu hacim yöntemi ve düzgün olmayan ağ yapısı kullanılarak yapılmış olan çalışmadan elde edilen sonuçlara göre; titreşimsiz ve titreşimli durumların her ikisinde de Reynolds (Re) sayısının artması ile silindir ve akış arasındaki ısı ve kütle transferine ait Nu ve Sh sayılarında artış görülmüştür. Titreşimli akışta cisim ve akış arasındaki ısı ve kütle transferinin boyutsuz titreşim parametresi (A/ftD)'ye etkili bir şekilde bağlı olduğu görülmüştür.