Kapalı soğutma sistemlerinde laminer akışlı çoklu su jeti kullanımının ısı transferine etkilerinin sayısal olarak incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: ÖMER FARUK ÇAKMAK

Danışman: ŞENOL BAŞKAYA

Özet:

Bu çalışmada 2 x 2 kare düzene sahip dört adet jet kullanılarak kapalı jet sistemlerinin soğutma performansı sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmada iş akışkanı olarak su kullanılmıştır. Al 6061 malzemeden yapılan çarpma plakası 40W/cm2 sabit ısı akısı altındadır. Jet çapı, jet-plaka mesafesi, soğutucu akışkan sıcaklığı, çıkış borusu çapları, jet sayısı ve Reynolds sayısı değiştirilerek sayısal çözümler tekrarlanmış ve sonuçlar elde edilmiştir. Sonuçlar ısı transferi katsayısı, plaka sıcaklığı ve Nusselt sayılarının karşılaştırması şeklinde sunulmuştur. Jet çapı 0,1 mm ile 1 mm arasında, jet plaka mesafesi 0,5 mm ile 5 mm arasında, Reynolds sayısı 100 800 arasında ve akışkan sıcaklığı ise 15 °C ile 45 °C arasında, emme borusu çapı 0,2 mm ile 4 mm arasında değiştirilmiştir. Her bir parametre için çözümler tekrarlanmıştır. Reynolds sayısı artışına bağlı olarak ısı transferinin arttığı gözlemlenmiştir. Jet plaka mesafesinin azalması sanılanın aksine ısı transferine çok cüzi bir miktarda etki etmektedir. Akışkan sıcaklığının artması ısı transferini olumsuz etkilemektedir. Emme borusu çaplarının değiştirilmesi plaka üzerindeki ortalama Nu sayısını kayda değer bir ölçüde etkilememektedir. Jet sayısının artması sabit debi altında, plaka üzerindeki ortalama sıcaklığı 4 °C daha artırmış ve plaka üzerindeki yerel sıcaklık dağılımını etkilemiştir. Çalışmanın sonunda ortalama Nu sayısı ile jet çapı, Reynolds sayısı, emme borusu çapı, akışkan sıcaklığı ve jet-plaka mesafesi gibi bağımsız değişkenler arasında olan ilişki bir korelasyon ile verilmiştir.