Year 2018, Volume 8 , Issue 2/2, Pages 1 - 12 2018-12-27

Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi
Numverical Analysis of Entrance Length in Steady and Incompressible Pipe Flow

Hasan DÜZ [1]


Dairesel boru akışlarında, viskoz etkiler sonucu boru girişinden itibaren akış önce gelişir ve sonra tam gelişmiş akış olur. Kayma gerilmesi, hız profili ve türbülans akış istatistikleri gibi akış özellikleri gelişen akışta değişirken tam gelişmiş akışta ise bunlar değişmez olur. Bu nedenle tam gelişmiş boru akışları çeşitli ampirik bağıntılarla çözüm bulurken gelişen boru akışları hala tam olarak çözülebilmiş değildir. Boru girişinden itibaren tam gelişmiş akış oluşuncaya kadar ölçülen mesafeye giriş uzunluğu denir. Özellikle ısıtma ve soğutma gibi kısa borulu ısı transfer işlemlerinde giriş uzunluğunun bilinmesi basınç kayıplarının hesaplanması için oldukça önemlidir. Bu nedenle bu çalışmada daimi ve borulu su akışlarında giriş uzunluğu, farklı boru çapı, pürüzlülüklerinde ve 2000-25000 aralığındaki Reynolds sayılarında sayısal çözümle araştırılmıştır. Analizler sonucunda boyutsuz giriş uzunluğu için sayısal verilerle uyumlu sayısal bir bağıntı önerilmiştir.

In circular pipe flows, due to viscous effects the flow develops first from pipe inlet then becomes a fully developed flow. Flow characteristics such as shear stress, velocity profile and turbulence flow statistics while change in the developing flow, they do not change in the fully developed flow. Therefore, while the fully developed pipe flows find solutions with various empirical relations, the developing pipe flows is still not fully solved. The distance measured from the pipe inlet until the fully developed flow exists is called the entrance length. Especially in shortpipe heat transfer processes such as heating and cooling, to know the entrance length is very important to determine the pressure losses. Therefore, in this study, the entrance length were investigated with numerical solution across different pipe diameters, roughnesses and Reynolds numbers ranging from 2000 to 25000 in the steady and tubular water flows. As a result of the analysis, a numerical correlation was proposed for the dimensionless entry length which was well agree with the numerical data

  • Ansys Workbench (2018), Help Menu, ANSYS CFX Transition Models: Two Equation Gamma Theta Transition Model.
  • Augustine J.R. (1988). Pressure drop measurements in the transition Region for a circular tube with a square-edged entrance. Doktora thesis. Bachelor of Science in Mechanical Engineering The University of Southwestern Louisiana Lafayette, Louisiana
  • Anselmet F. Ternat ,F. Amielh M. Boiron O. Boyer P. & Pietri L., 2009. "Axial development of the mean flow in the entrance region of turbulent pipe and duct flows".Elsevier C. R. Mecanique. 337, 573–584
  • Barbin A.R. and Jones J.B. (1963). “Turbulent Flow in The inlet Region of A Smooth Pipe”. J. Basic Eng 85(1), 29-33
  • Doherty, J., Ngan, P., Monty, J., and Chong, M., 2007, “The Developments of Turbulent Pipe Flow,” 16th Australian Fluid Mechanics Conference, Crown Plaza, Gold Coast, Australia, Dec. 2–7, pp. 266–270.
  • Ghajar, A.J. and Tam, L.M. (1995) Flow Regime Map for a Horizontal Pipe with Uniform Wall Heat Flux and Three Inlet Configurations. Experimental Thermal and Fluid Science; 10:287-297
  • Ghajar, A.J. ve Lap-Mou Tam (1994). Heat transfer measurmenets and correlations in the transition region for a circular tube with three different inlet configurations. Experimental Thermal and Fluid science, 8:79-90
  • Kerswell, R. R., 2005, “Recent Progress in Understanding the Transition to Turbulence in a Pipe,” Institute of Physics Publishing, Nonlinearity, 18, pp. R17–R44
  • Huang, L. M., and Chen, T. S., 1974, “Stability of Developing Pipe Flow Subjected to Non Axisymmetric Disturbances,” J. Fluid Mech., 63, pp. 183–193.
  • Huang, L. M., and Chen, T. S., 1974, “Stability of the Developing Laminar Pipe Flow,” Phys. Fluids, 17, pp. 245–247.
  • Lien, K., Monty, J. P., Chong, M. S., and Ooi, A., 2004, “The Entrance Length for Fully Developed Turbulent Channel Flow,” 15th Australian Fluid Mechanics Conference, Dec. 13–17, University of Sydney, Sydney, Australia.
  • Laufer, J., 1953, “The Structure of Turbulence in Fully Developed Pipe Flow,” NACA, Report No. 1174.
  • Nikuradse, J., 1932, “Gesetzmässigkeiten der turbulenten Strömung in glatten Rohren,” Forschg. Arb. Ing.-Wes. Heft, 356, pp. 1–36.
  • Perry, A. E., and Abel, C. J., 1975, “Scaling Laws for Pipe-Flow Turbulence,” J. Fluid Mech., 67, pp. 257–271.
  • Patel V.C., Head M.R., Some observations on skin friction and velocity profiles in fully developed pipe and channel flows, J. Fluid Mech. 25 (1974) 181.
  • Reynolds, O., 1883, “On the Dynamical Theory of Incompressible Viscous Fluids and Determination of the Criterion,” Philos. Trans. R. Soc. London, 186, pp. 123–164.
  • Sarpkaya, T., 1975, “A Note on the Stability of Developing Laminar Flow Subjected to Axisymmetric and Non-Axisymmetric Disturbances,” J. Fluid Mech., 68, pp. 345–351.
  • Salami L.A. (1986) " an investigation of turbulent developing flow at the entrance to a smooth pipe", Int. Journal of Heat and Fluid Flow", volume 7, Issue 4, P. 247-257
  • Özışık N., 1985. "HEAT TRANSFER: a basic approach", MackGraw-Hill Book Co, international edition
  • Willis, A. P., Peixinhoy, J., Kerswell, R. R., and Mullin, T., 2008, “Experimental and Theoretical Progress in Pipe Flow Transition,” Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A, 366_1876_, pp. 2671–2684.
  • White F.M., 2003. "Fluid Mechanics", 5th edition, McGraw–Hill Book Co, New York
  • Zagarola, M.V., and Smits, A. J., 1998, “Mean-Flow Scaling of Turbulent Pipe Flow,” J. Fluid Mech., 373, pp. 33–79.
  • Zanoun E.-S., Kito M. and Egbers C. (2009). “A Study on Flow Transition and Development in Circular andRectangular Ducts” Journal of Fluids Engineering, Vol. 131 / 1-1
  • Zanoun E.-S. and Egbers, C. (2016). Flow Transition And Development In Pipe Facilities. Journal Of Engineering And Applied Science, Vol. 63, No. 2, PP. 141-155
  • Zimmer F., Zanoun E.S. and Egbers C. (2011). “A study on the influence of triggering pipe flow regarding mean and higher order statistics”. 13th European Turbulence Conference (ETC13) Journal of Physics: Conference Series, Volume 318, Section 3.
Primary Language tr
Subjects Science
Journal Section Makaleler
Authors

Author: Hasan DÜZ (Primary Author)
Institution: BATMAN ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Dates

Publication Date : December 27, 2018

Bibtex @research article { buyasambid448327, journal = {Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi}, issn = {2147-4877}, eissn = {2459-0614}, address = {Batman Üniversitesi Batı Raman Kampüsü Merkez Kütüphane BATMAN}, publisher = {Batman University}, year = {2018}, volume = {8}, pages = {1 - 12}, doi = {}, title = {Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi}, key = {cite}, author = {Düz, Hasan} }
APA Düz, H . (2018). Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi . Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi , 8 (2/2) , 1-12 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/pub/buyasambid/issue/41541/448327
MLA Düz, H . "Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi" . Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi 8 (2018 ): 1-12 <https://dergipark.org.tr/en/pub/buyasambid/issue/41541/448327>
Chicago Düz, H . "Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi". Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi 8 (2018 ): 1-12
RIS TY - JOUR T1 - Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi AU - Hasan Düz Y1 - 2018 PY - 2018 N1 - DO - T2 - Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 1 EP - 12 VL - 8 IS - 2/2 SN - 2147-4877-2459-0614 M3 - UR - Y2 - 2018 ER -
EndNote %0 Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi %A Hasan Düz %T Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi %D 2018 %J Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi %P 2147-4877-2459-0614 %V 8 %N 2/2 %R %U
ISNAD Düz, Hasan . "Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi". Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi 8 / 2/2 (December 2018): 1-12 .
AMA Düz H . Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi. Batman univ. yaşam bilim. derg.. 2018; 8(2/2): 1-12.
Vancouver Düz H . Daimi ve Sıkıştırılamaz Boru Akışında Giriş Uzunluğunun Sayısal Analizi. Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi. 2018; 8(2/2): 1-12.