FLUID FLOW THROUGH A POROUS SURFACE INTO CURVED CHANNEL

Year 2000, Volume: 2 Issue: 1, 183 - 198, 01.01.2000

Serhan Küçüka

Abstract

A numerical approach is constructed and applied for Navier-Stokes equations in a curved
channel of which one surface is porous. By defining stream function, the differential flow
equation is transformed into one-dimensional form. It has been done magnitude analysis to
obtain a relation for heat transfer coefficient depends on curvature and Reynolds number.
Coefficients of this relation obtained from numerical solutions by using Runga-Kutta method.

Keywords

Curved channel, Hiemenz flow, blade cooling, Navier-Stokes equation, porous surface

BİR YÜZEYİ GÖZENEKLİ SİLİNDİRİK KANALDA AKIŞ VE SICAKLIK DAĞILIMININ NAVİER-STOKES DENKLEMLERİ KULLANILARAK BELİRLENMESİ

Abstract

Bir yüzeyi gözenekli eğrisel kanalda akış denklemleri, Navier-Stokes bağıntıları
kullanılarak yazılmış ve uygun akım fonksiyonunun tanımı yapılarak, akışın tek boyutlu
diferansiyel denklemi elde edilmiştir. Diferansiyel denklemin küçük mertebeli terimleri ihmal
edilerek, kanal içindeki hız dağılımı ve ısı transfer katsayısının, kanalın eğriliği ve Reynolds
sayısına bağlı değişimini veren bir bağıntı türetilmiştir. Aynı zamanda akış ve sıcaklık
dağılımı denklemlerinin Runga-Kutta yöntemi kullanılarak sayısal çözümü yapılmış ve
sonuçlar karşılaştırılarak yapılan analizin geçerli olduğu gösterilmiştir.

Keywords

Silindirik kanal, Hiemenz akışı, kanat soğutulması, Navier-Stokes denklemleri, gözenekli yüzey

References

• Debruge, L. L., and Han L. S., 1972, “Heat Transfer in a Channel with a Porous Wall for turbine Cooling Application”, ASME Journal of Heat Transfer, pp.385-390
• Hrycak, P., 1981, “Heat Transfer From a Row of Impingement Jets to Concave Cylindrical
• Surfaces”, Int. J. of Heat and Mass Transfer, v.24, pp.407-419
• Kayansayan, N., and Küçüka, S., 1999, “Impingement cooling of a Semi-cylindrical Concave
• Channel by Confined Slot-Air-Jet” , not yet printed. Metzger, D. E., Yamashita, T., and Jenkins, C. W., 1969, “Impingement Cooling of Concave
• Surfaces with Lines of Circular Air Jets”, ASME Journal of Engineering for Power, v.91, n.3, pp.149-158