Farklı Türbülatörlere Sahip Dairesel bir Kanalda Termal Performansın Sayısal Analizi

Türkçe

Bu çalışmada, içerisinde farklı türbülatörlere sahip dairesel kesitli kanal akışlarının termal performansı sayısal olarak analiz edilmiştir. Simülasyonlar, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) tabanlı Fluent programı ile çözülmüştür. Çalışmada, dik ve eğik bölmelerden oluşan yedi farklı türbülatör yapısı kullanılmıştır. Bu türbülatörler kanalın merkezine yerleştirilmiş ve türbülatörleri içeren kanal dış yüzeyleri sabit sıcaklık (Tw=350K) şartlarında korunmuştur. İki farklı Reynolds sayısı (Re=5000 ve Re=10000) için Nusselt sayısı (Nu), sürtünme faktörü (f) ve termal performans faktörü (TPF) hesaplanmıştır. Sayısal çözümler, önceki çalışma sonuçları ve ampirik bağıntılar ile karşılaştırılmıştır. Türbülatörlerin akış ve ısı transferi üzerindeki etkilerini gözlemleyebilmek için kanal içinde akış ve sıcaklık görüntüleri elde edilmiştir. Yapılan çalışma, aynı zamanda türbülatörsüz kanal akışı ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgular, kanal içine eklenen türbülatörlerin ısı transferini iyileştirdiğini ve türbülatörsüz kanala göre Nu 1,38 kat arttığını göstermiştir. Ayrıca kanal giriş hızının artması ile ısı transferi artmıştır. En yüksek ısı transferi Re=10000’de Kanal 8 durumunda Nu=27,17 olarak bulunmuş ve en yüksek TPF Re=5000’de Kanal 8’de TPF=1,08 olarak elde edilmiştir.