Eğimli levhalarla sınırlandırılmış çarpan jet akışında akış ve ısı transferi karakteristiklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, farklı eğim açılarına sahip levhalarla sınırlandırılmış düz bir yüzeye çarpan slot jet akışında akış ve ısı transferi karakteristikleri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmanın deneysel kısmında, sınırlayıcı levha eğim açısının θ =15°, 30° ve 45° değerleri için, 0.5 ≤ H/W ≤ 6 levhalar arası açıklık ve 10000 ≤ Re ≤ 30000 Reynolds sayısı aralıklarında çarpma levhası ve sınırlayıcı levhalar üzerinde yüzey basıncı ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen basınç dağılımlarının Reynolds sayısına, sınırlayıcı levha eğim açısına ve çarpma levhası açıklığına göre değişimleri incelenmiştir. Basınç dağılımları Reynolds sayısından bağımsız olurken, sınırlayıcı levha eğim açısından ve levhalar arası açıklıktan büyük ölçüde etkilenmektedir.Çarpma levhası üzerindeki basınç dağılımlarında, levhalar arası küçük açıklıklarda, durma noktasındaki piklere göre daha küçük olan ikincil pikler ortaya çıkmaktadır. Çalışmanın sayısal kısımda, θ =15°, 30° ve 45° sınırlayıcı levha eğim açılarındaki akış alanları, Re sayısının 20000 değeri için, 0.5 ≤ H/W ≤ 6 levhalar arası açıklık aralığında,sayısal olarak çözülmüştür. FLUENT yazılımı ile Standard k-epsilon ve Standard k-omega türbülans modellerinin Kato Launder modifikasyonu kullanılarak gerçekleştirilen iki boyutlu sayısal çözümlerden sırasıyla hesaplanmış akış alanları, basınç dağılımları ve Nusselt dağılımları elde edilmiştir. Çarpma levhası üzerinde, sınırlayıcı levhanın küçük eğim açılarında ve levhalar arası küçük açıklıklarda, Nusselt dağılımlarında ikincil pikler oluşmaktadır. H/W≤1 açıklıklarda çarpma levhası uçlarındaki Nusselt sayıları yeniden artmaktadır. Standard k-epsilon türbülans modeli basınç dağılımlarını, Standard k-omega türbülans modeli ise Nusselt dağılımlarını deneysel verilere daha yakın hesaplamaktadır.