Pervane tipli türbülatörün akışa ve ısı geçişine etkilerinin sayısal ve deneysel incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada geliştirilen pervane tipli bir türbülatörün akışa ve ısı geçişine etkileri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Sayısal çalışmada; zamandan bağımsız, eksenel simetrik, sıkıştırılamaz dönmeli laminer ve türbülanslı akışlar için Navier-Stokes ve enerji denklemleri çözdürül- müştür. Kontrol hacmi metodu yaklaşımıyla sonlu-fark denklem leri elde edilmiş ve bu denklemler hazırlanan bir bilgisayar programı yardımıyla, SIMPLEC sayısal çözüm yöntemi kullanıla rak iteratif olarak çözülmüştür, ilk aşamada laminer katı ci sim dönmesi ve kaynak-kuyu akışları incelenmiştir. Daha sonra k-? türbülans modeli kullanılarak program geliştirilmiş ve türbülanslı boru akışı, boru akışında ısı geçişi problemle rine uygulanmıştır. Pervane tipli türbülatör arkasındaki akış alanı deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Akış gözleme ve hız dağılımı ölçüm deney düzenekleri kurulmuştur. tik olarak laminer akışta akış gözleme deneyleri yapılmış, eksenel simetrik dönme azalması ve türbülatör arkasındaki akış gözlenmiştir. Pervane tipli türbülatör arkasındaki eksenel ve çevresel hız dağılımları kızgın telli anemometre kullanılarak ölçülmüştür. Boru girişinde (x=0) ölçülen eksenel ve çevresel hız dağılım ları, sayısal çözüm için giriş sınır şartı olarak kullanıl mıştır. Boru boyunca ölçülen ve sayısal olarak hesaplanan hız dağılımları karşılaştırılmış, dönme sayısı ile Reynolds sayısı arasındaki ilişki araştırılmış, akış hızının ve yönü nün boru boyunca değişimi incelenmiştir. Boru girişine yerleştirilen pervane tipli türbülatörün ısı geçişine ve basınç kaybına etkilerini incelemek amacıyla ısı geçiş deney düzeneği kurulmuştur. Çeşitli Reynolds sayı larında yapılan deneylerde ortalama ve yerel ısı geçişi ince lenmiş ve dönme etkilerinin sürdüğü uzaklık araştırılmıştır. Ayrıca türbülatör, boru başlangıcından x=197.8mm uzakta yerleştirilerek, ısı geçişi ve basınç kaybı açısından her iki yerleştirme konumu karşılaştırılmıştır.