Eklemeli imalat yöntemi ile üretilen gyroid yapılı ısı eşanjörünün performansının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GÖZDE KESKİN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Gökhan Küçüktürk
Eş Danışman: Oğuz Turgut
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Geleneksel ısı eşanjörlerine kıyasla, Üçlü Periyodik Minimal Yüzey (ÜPMY) yapıları kullanılarak tasarlanan ısı eşanjörleri; sundukları yüksek yüzey/hacim oranı, kompakt yapı, yüksek ısıl performans potansiyeli ve eklemeli imalat teknolojileriyle üretilebilir olmaları nedeniyle son yıllarda mühendislik uygulamaları için giderek daha fazla ilgi görmektedir. Bu tez çalışmasında fonksiyonel derecelendirilmiş gyroid yapıda tasarlanan bir ısı eşanjörünün, hava-su koşullarında ısıl ve akış performansı deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, çapraz akışlı gyroid ısı eşanjörünün performansı farklı hava hızları, su debileri ve sıcak su giriş sıcaklıkları altında incelenmiş; birim zamandaki ısı transfer miktarı (Q), toplam ısı transfer katsayısı (U), ısıl etkinlik (ε), Nusselt sayısı (Nu) ve basınç kaybı (ΔP) parametreleri üzerinden değerlendirme yapılmıştır. Deney sonuçları, hava hızının artışıyla birlikte Q ve U değerlerinin belirgin biçimde arttığını, etkinlik değerlerinin yaklaşık %0,78–0,85 aralığında kaldığını göstermiştir. Deneysel ve sayısal sonuçlar karşılaştırıldığında, Q değerleri için %3–9,7, U değerleri için ise %6–14 aralığında bağıl sapmalar elde edilmiştir. Ayrıca, sabit bağıl yoğunluklu ve fonksiyonel derecelendirilmiş bağıl yoğunluklu gyroid yapılar farklı çalışma koşullarında sayısal olarak karşılaştırılmıştır. Fonksiyonel derecelendirilmiş gyroid yapı, incelenen tüm akışkan konfigürasyonlarında sabit bağıl yoğunluklu yapıya kıyasla daha yüksek Q ve U değerleri üretmiştir. Bu artış, akış yönünde değişen bağıl yoğunluğun oluşturduğu hız gradyanları, artan akışkan karışımı ve güçlenen konvektif ısı transferi ile ilişkilendirilmiştir. Performans Değerlendirme Kriteri (PDK) sonuçları, hava–hava ve hava–su çalışma koşullarında PDK değerlerinin genel olarak 1'in altında kaldığını, dolayısıyla bu konfigürasyonlarda fonksiyonel derecelendirmenin net bir termohidrolik avantaj sağlamadığını;buna karşılık su–su çalışma koşullarında PDK değerlerinin 1'in üzerinde olduğu belirlenmiştir.