ÇIKINTILI ISI KAYNAKLARI BULUNAN BİR KANALDA KARIŞIK KONVEKSİYON İLE ISI TRANSFERİNİN LAMİNAR VE TÜRBÜLANSLI AKIŞ ŞARTLARINDA DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2009

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: TOLGA PIRASACI

Danışman: MECİT SİVRİOĞLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada alt ve üst yüzeylerinde çıkıntılı ısı kaynakları bulunan dikdörtgen kesitli bir kanalda laminar ve türbülanslı akış şartlarında karışık konveksiyon ile ısı transferi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmada akışkan olarak hava kullanılmış ve bütün yüzeyleri yalıtılan kanal içerisine 4 × 8 \'lik diziler halinde yerleştirilen ısıtıcı bloklara uniform ısı akısı uygulanmıştır. Çalışmada değişik Reynolds (ReDh) ve düzeltilmiş Grashof (Gr*Dh) sayıları ile Yükseklik/Genişlik (Y/G) oranının 1/2, 1/4, 3/20 olduğu durumlar için deneysel ve sayısal incelemeler yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda problemin fiziğine etkineyen boyutsuz büyüklüklerin hesaplanabilmesi için gerekli olan fiziksel büyüklüklerin (sıcaklık, hız ve gerilim düşüşü) değerleri veri toplama sistemleri yardımıyla elde edilmiştir. Sayısal çalışmalarda ise FLUENT paket programı kullanılarak bu fiziksel büyüklükler belirlenmiştir. Her iki yöntemle yapılan çalışmada sıra ortalama Nusselt (NuDh) sayısı dağılımlarıyla, düzeltilmiş Grashof (Gr*Dh) ve Reynolds (ReDh) sayılarının kaldırma kuvveti etkili ikincil akışa etkileri incelenmiştir. Sayısal yöntem ile bulunan, vektörel hız dağılımları, akım çizgileri ve kontur grafikleri şeklindeki sıcaklık dağılımları, ayrıntılı olarak sunulmuştur. Sayısal ve deneysel bulgular sıcaklıkların, (Gr*Dh) sayısının yükselmesi ile yükseldiğini ve (Gr*Dh) sayısının çok yüksek olduğu doğal konveksiyon ağırlıklı bölgede çok yüksek değerlere ulaştığını göstermiştir. Bu bölgede (NuDh) sayıları üst ısıtıcı sıralarında 1. ısıtıcı sırasından 8. ısıtıcı sırasına doğru azalmış alt ısıtıcılarda ise belirli bir ısıtıcı sırasına kadar azalıp daha sonraki ısıtıcı sıralarında artmıştır. Bunun sonucunda üst bloklarda sıcaklıklar sıra numarası ile artarken alt bloklarda belirli bir sıraya kadar artmış, daha sonraki sıralarda ise azalmıştır. Isıtıcı sıcaklıklarının elektronik elemanlar açısından tehlikeli olabilecek sınıra yakın olduğu (yeterli soğutma şartlarının sağlanabildiği asgari) durumlarda Y/G \'nin büyük değerlerinde küçük değerlerine göre daha yüksek ısı transferi ve soğutma etkinliği değerleri elde edilmiştir.