Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi

Burak Markal

doi:10.29137/umagd.705238

EN TR

Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, yakın çarpma mesafesi değerlerinde, dönmeli eş-eksenli çarpan jetlerin ısı transfer karakteristikleri deneysel olarak incelenmiştir. Bu kapsamda, farklı boyutsuz lüle-plaka arası mesafeler (H / D = 0.2, 0.5, 0.75, 1.0) ve debi oranlarında (Q* = 0.33, 0.5, 0.66) çalışılmış ve boyutsuz lüle-plaka arası mesafe ile debi oranının ısıl performans üzerindeki bütünleşik etkisi araştırılmıştır. Deneylerde, toplam debi 30 L/dk değerinde sabit tutulmuş olup; ısıtma gücü, tüm koşullarda 18.2 W değerine ayarlanmıştır. Ayrıca, çarpma plakasının sıcaklık dağılımları üzerinden konvansiyonel dairesel jetlerle karşılaştırma da yapılmıştır. Genel eğilim olarak, artan debi oranı ile alan ağırlıklı ortalama Nusselt sayıları artmakta ve yerel Nusselt sayısı dağılımları radyal doğrultuda daha üniform karaktere sahip olmaktadır. En küçük debi oranı ve lüle-plaka arası mesafe için çarpma bölgesinde ısı transferinin üniformluğunda belirgin bir iyileşme meydana gelmektedir. Dönmeli eş-eksenli jetler, konvansiyonel tip jetlere kıyasla ısıl performansı önemli ölçüde artırmaktadır.

Keywords

Yakın çarpma mesafesi,ısıl performans,dönmeli eş-eksenli jet

References

Ahmed, M.R., & Sharma, S.D. (2000). Effect of velocity ratio on the turbulent mixing of confined, co-axial jets. Experimental Thermal and Fluid Science, 22, 19‒33. doi:10.1016/S0894-1777(00)00006-6
Ahmed, Z.U., Al-Abdeli, Y.M., & Guzzomi. F.G. (2016). Heat transfer characteristics of swirling and non-swirling impinging turbulent jets. International Journal of Heat and Mass Transfer, 102, 991–1003. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.06.037
Ahmed, Z.U., Al-Abdeli, Y.M., & Guzzomi. F.G. (2017). Flow field and thermal behaviour in swirling and non-swirling turbulent impinging jets. International Journal of Thermal Sciences, 114, 241−256. doi:10.1016/j.ijthermalsci.2016.12.013
Bakirci, K.., & Bilen, K. (2007). Visualization of heat transfer for impinging swirl flow. Experimental Thermal and Fluid Science, 32, 182–191. doi:10.1016/j.expthermflusci.2007.03.004
Balakrishnan, P., & Srinivasan, K. (2017). Jet noise reduction using co-axial swirl flow with curved vanes. Applied Acoustics, 126, 149–161. doi:10.1016/j.apacoust.2017.05.009
Biegger, C., Rao, Yu., & Weigand, B. (2018). Flow and heat transfer measurements in swirl tubes with one and multiple tangential inlet jets for internal gas turbine blade cooling. International Journal of Heat and Fluid Flow, 73, 174–187. doi: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2018.07.011
Chang, S.W., & Shen, H.D. (2020). Heat transfer characteristics of swirling impinging jet-arrays issued from nozzle plates with and without webbed grooves. International Journal of Thermal Sciences, 148, 106155. doi:10.1016/j.ijthermalsci.2019.106155
Choo, K.S., & Kim, S.J. (2010). Comparison of thermal characteristics of confined and unconfined impinging jets. International Journal of Heat and Mass Transfer, 53, 3366–3371. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2010.02.023
Colucci, D.W., & Viskanta, R. (1996). Effect of nozzle geometry on local convective heat transfer to a confined impinging air jet. Experimental Thermal and Fluid Science, 13, 71−80. doi:10.1016/0894-1777(96)00015-5
Dixon, T.F., Truelove, J.S., & Wall, T.F. (1983). Aerodynamic studies on swirled coaxial jets from nozzles with divergent quarls. Journal of Fluids Engineering, 105, 197‒203. doi:10.1115/1.3240964

Eiamsa-ard. S., Nanan, K., & Wongcharee, K. (2015). Heat transfer visualization of co/counter-dual swirling impinging jets by thermochromic liquid crystal method. International Journal of Heat and Mass Transfer, 86: 600–621. doi:10.1016/j.ijheat masstransfer.2015.03.031
Ianiro, A., & Cardone, G. (2012). Heat transfer rate and uniformity in multichannel swirling impinging jets. Applied Thermal Engineering, 49, 89−98. doi:10.1016/j.applthermaleng.2011.10.018
Ikhlaq, M., Al-Abdeli, Y.M., & Khiadani, M. (2019). Transient heat transfer characteristics of swirling and non-swirling turbulent impinging jets. Experimental Thermal and Fluid Science, 109, 109917. doi:10.1016/j.exp thermflusci.2019.109917
Huang, L., & EL-Genk, M.S. (1998). Heat transfer and flow visualization experiments of swirling, multi-channel, and conventional impinging jets. International Journal of Heat and Mass Transfer, 41, 583–600. doi:10.1016/S0017-931 0(97)00123-3
Kline, S.J., McClintock, F.A. (1953). Describing uncertainties in single-sample experiments. Mechanical Engineering, 75(1) 3–8.
Kurnia, J.C., Sasmito, A.P., Tong, W., & Mujumdar, A.S. (2013). Energy-efficient thermal drying using impinging-jets with time-varying heat input – A computational study. Journal of Food Engineering, 114, 269–277. doi:10.1016/j.jfoodeng.2012.08. 029
Lee, D.H., Won, S.Y., Kim, Y.T., & Chung, Y.S. (2002). Turbulent heat transfer from a flat surface to a swirling round impinging jet. International Journal of Heat and Mass Transfer, 45(1), 223–227. doi:10.1016/S0017-9310(01)00135-1
Markal, B. (2018). Experimental investigation of heat transfer characteristics and wall pressure distribution of swirling coaxial confined impinging air jets. International Journal of Heat and Mass Transfer124: 517–532. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer. 2018.03.101
Markal, B. (2019). The effect of Total flowrate on the cooling performance of swirling coaxial impinging jets. Heat and Mass Transfer, 55, 3275–3288. doi:10.1007/s00231-019-02653-7
Markal, B., & Aydin, O. (2018). Experimental investigation of coaxial impinging air jets. Applied Thermal Engineering, 141, 1120–1130. doi:10.1016/j.applthermaleng.2018.06.066
Nanan, K., Wongcharee, K., Nuntadusit, C., & Eiamsa-ard, S. (2012). Forced convective heat transfer by swirling impinging jets issuing from nozzles equipped with twisted tapes. International Communications in Heat and Mass Transfer, 39, 844–852. doi: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2012.05.002
Nuntadusit, C., Wae-hayee, M., Bunyajitradulya, A., & Eiamsa-ard, S. (2012). Heat transfer enhancement by multiple swirling impinging jets with twisted-tape swirl generators. International Communications in Heat and Mass Transfer, 39, 102–107. doi:10.1016/j.icheatmasstransfer.2011.10.003
Öztekin, E., Aydin, O., & Avcı, M. (2013). Heat transfer in a turbulent slot jet flow impinging on concave surfaces. International Communications in Heat and Mass Transfer, 44, 77–82. doi:10.1016/j.icheatmasstransfer.2013.03.006
Singh, P., & Chander, S. (2018). Heat transfer and fluid flow characteristics of a pair of interacting dual swirling flame jets impinging on a flat surface. International Journal of Heat and Mass Transfer, 124, 90–108. doi:10.1016/j.ijheat masstransfer.2018.03.034
Uddin, N., Weigand, B., & Younis, B.A. (2019). Comparative study on heat transfer enhancement by turbulent impinging jet under conditions of swirl, active excitations and passive excitations. International Communications in Heat and Mass Transfer, 100, 35–41. doi:10.1016/j.icheatmasstransfer.2018.12.002
Walker, J.D.A., Smith, C.R., Cerra, A.W., & Doligalski, T.L. (1987). The impact of a vortex ring on a wall. Journal of Fluid Mechanics, 181, 99-140. doi:10.1017/S0022112087002027
Wannassi, M., & Monnoyer, F. (2015). Fluid flow and convective heat transfer of combined swirling and straight impinging jet arrays. Applied Thermal Engineering, 78, 62‒73. doi:10.1016/j.applthermaleng.2014.12.043
Xu, L., Lan, J., Ma, Y.,, Gao, J., & Li, Y. (2017). Numerical study on heat transfer by swirling impinging jets issuing from a screw-thread nozzle. International Journal of Heat and Mass Transfer, 115, 232–237. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.07.0 53
Yang, H.Q., Kim, T., Lu, T.J., & Ichimiya, K. (2010). Flow structure, wall pressure and heat transfer characteristics of impinging annular jet with/without steady swirling. International Journal of Heat and Mass Transfer, 53, 4092–4100. doi:10.1016/j.ijheat masstransfer.2010.05.029

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Mechanical Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Burak Markal ^*
0000-0001-6356-3503
Türkiye

Publication Date

June 30, 2020

Submission Date

March 17, 2020

Acceptance Date

April 17, 2020

Published in Issue

Year 2020 Volume: 12 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.29137/umagd.705238

IZ

https://izlik.org/JA75NE43EL

APA

Markal, B. (2020). Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi. International Journal of Engineering Research and Development, 12(2), 443-453. https://doi.org/10.29137/umagd.705238

AMA

1.Markal B. Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi. IJERAD. 2020;12(2):443-453. doi:10.29137/umagd.705238

Chicago

Markal, Burak. 2020. “Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri Için Deneysel Olarak İncelenmesi”. International Journal of Engineering Research and Development 12 (2): 443-53. https://doi.org/10.29137/umagd.705238.

EndNote

Markal B (June 1, 2020) Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi. International Journal of Engineering Research and Development 12 2 443–453.

IEEE

[1]B. Markal, “Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi”, IJERAD, vol. 12, no. 2, pp. 443–453, June 2020, doi: 10.29137/umagd.705238.

ISNAD

Markal, Burak. “Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri Için Deneysel Olarak İncelenmesi”. International Journal of Engineering Research and Development 12/2 (June 1, 2020): 443-453. https://doi.org/10.29137/umagd.705238.

JAMA

1.Markal B. Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi. IJERAD. 2020;12:443–453.

MLA

Markal, Burak. “Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri Için Deneysel Olarak İncelenmesi”. International Journal of Engineering Research and Development, vol. 12, no. 2, June 2020, pp. 443-5, doi:10.29137/umagd.705238.

Vancouver

1.Burak Markal. Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi. IJERAD. 2020 Jun. 1;12(2):443-5. doi:10.29137/umagd.705238

Kırıkkale University, Faculty of Engineering and Natural Science, 71450 Yahşihan / Kırıkkale, Türkiye.

ijerad@kku.edu.tr

Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi

Experimental Investigation of Thermal Behavior of Swirling Coaxial Impinging Air Jet for Near-Field Impingement Cases

Abstract

Keywords

Dönmeli Eş-Eksenli Hava Jetinin Isıl Davranışının Yakın Çarpma Mesafeleri için Deneysel Olarak İncelenmesi

Abstract

Keywords

References

Details

Primary Language

Subjects

Journal Section

Authors

Publication Date

Submission Date

Acceptance Date

Published in Issue

DOI

IZ

Cite