TAM GELİŞMİŞ TÜRBÜLANSLI İÇ AKIŞTA KANATÇIKLI YAPILAR ÜZERİNDE ZORLANMIŞ TAŞINIM KORELASYONU ELDESİ: PARAMETRİK DENEYSEL ANALİZ

Abstract

Bu çalışmada, türbülanslı, tam gelişmiş iç akışta farklı boyutsuz geometrik ölçülere sahip kanatçıklı yapılardan gerçekleşen kararlı rejimdeki ısı transferini belirlemeye yönelik deneysel bir çalışma yürütülmüştür. Geometrik parametrelerin ısı taşınım katsayısı ve Nusselt sayısına etkisi araştırılmıştır. Deneysel veriler işlenerek Reynolds sayısı aralığı, ve boyutsuz geometrik ölçülerin  (kanatçıklar arası mesafe/kanatçık kalınlığı),  (kanatçık üstü kanal yüksekliği/kanatçık boyu) iken ampirik Nusselt sayısı eşilişkisi elde edilmiştir.

Keywords

• Geometrik kanatçık parametreleri,zorlanmış taşınım,türbülanslı iç akış,ısı transferi

Determination of Forced Convection Correlation over Finned Surfaces in Turbulent, Fully Developed Internal Flow: Parametric Experimental Analysis

Abstract

In this work, experimental study searching the heat transfer over finned surfaces with different non-dimensional geometric parameters in fully developed turbulent internal flow has been performed. The effect of geometric parameters on local convective heat transfer coefficient and Nusselt number was analyzed. For the Reynolds number, and  (distance between fins/fin thickness),  (height of channel above fin tip/fin height) empirical Nusselt number correlation has been obtained.

Keywords

• Geometric fin parameters,forced convection,turbulent internal flow,heat transfer

References

1. Akyol, U. ve Bilen, K. (2009) Heat transfer and thermal performance analysis of a surface with hollow rectangular fins, Applied Thermal Engineering, vol 26, 209-216.doi:10.1016/j.applthermaleng.2005.05.014
2. Arslan, K. (2010) Alt yüzeyine değişik eğim açılarına sahip kanatçıklar yerleştirilmiş dikdörtgen kesitli kanal içerisindeki akış ve ısı transferinin türbülanslı akış koşullarında deneysel ve sayısal olarak incelenmesi, Doktora Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
3. Ayhan, M.A. (2013) Bir elektronik sistemde kullanılan soğutucu elemanların (kanatçık) hidrodinamik ve ısıl performansının deneysel olarak incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
4. Ayli, E., Bayer, O. ve Aradag, S. (2016) Experimental investigation and CFD analysis of rectangular profile fins in a square channel for forced convection regimes, International Journal of Thermal Sciences, vol. 109, 279-290.doi:10.1016/j.ijthermalsci.2016.06.021
5. Dağlı, G. (2012) Dikdörtgen kesitli yatay bir kanaldaki kanal boyuna yerleştirilmiş kanatçıklardan karışık konveksiyonlu olan ısı transferine, akışa eğimli yöndeki, levhanın etkisinin deneysel olarak incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
6. Demircan, T. (2012) İçerisinde ısıtıcı bloklar bulunan bir kanalda, osilasyonlu akışın ve ısı transferinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi, Doktora Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
7. Demirel, D. (2006) Çapraz dizilmiş kanatçıklara sahip bir kanal içerisinde akış ve ısı transferinin sayısal olarak incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
8. Dogan, M. ve Sivrioğlu, M. (2009) Experimental investigation of mixed convection heat transfer from longitudinal fins in a horizontal rectangular channel: In natural convection dominated flow regimes, Energy Conversion and Management, vol. 50, 2513-2521.doi:10.1016/j.enconman.009.05.027

9. Dogan, M. ve Sivrioğlu, M. (2010) Experimental investigation of mixed convection heat transfer from longitudinal fins in horizontal rectangular channel, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 53, 2149-2158.doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.12.031
10. El-Sayed, S. A., Mohamed, S. M., Abdel-latif ve A. M., Abouda, A. E. (2002) Investigation of turbulent heat transfer and fluid flow in longitudinal rectangular-fin arrays of different geometries and shrouded fin array, Experimental Thermal and Fluid Science, 26(8), 879-900.doi:10.1016/S0894-1777(02)00159-0
11. Fabbri, G. (1998) Heat transfer optimization in finned annular ducts under laminar flow conditions, Heat Transfer Engineering, 19(4), 42-54.doi:10.1080/01457639808939935
12. Gangal, M. K. ve Aggarwala, B. D. (1977) Combined free and forced laminar convection in internally finned square ducts, Zeitschrift fuer angewandte Mathematik und Physik, 28:85-96.
13. Harding, M.T. (2005) An experimental investigation of the performance of staggered pin fin array laminar flow heat exchangers, M.Sc. Thesis, Naval Postgraduate School, Monterey, CA, USA
14. Holman, J.P. (2012) Experimental Methods for Engineers, McGraw-Hill, New York.
15. Incropera, F. P., DeWitt, D. P. (1996) Introduction to Heat Transfer, John Wiley & Sons, New York.
16. Kurtul, Ö. (2007) İçerisinde boylamasına kanatçıklar yerleştirilmiş kare kesitli eğrisel bir kanal içerisinde laminar akış ve ısı transferinin sayısal olarak analizi, Yüksek Lisans Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
17. Patankar, S.V., Ivanovic M. ve Sparrow E.M. (1979) Analysis of turbulent flow and heat transfer in internally finned tubes and annuli, Journal of Heat Transfer, 101(1):29.doi:10.1115/1.3450925
18. Şara, O. N. (2003) Performance analysis of rectangular ducts with a staggered square pin fins, Energy Conversion and Management, 44(11), 1787-1803.doi:10.1016/S0196-8904(02)00185-1
19. Uslu, R. (2010) Üçgen kesitli kanallarda zorlanmış akış ile ısı transferinin sayısal olarak incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
20. Wang,F., Zhang, J. ve Wang, S. (2012) Investigation on flow and heat transfer characteristics in rectangular channel with drop-shaped pin fins, Propulsion and Power Research, vol. 1, 64-70.doi:10.1016/j.jppr.2012.10.003
21. Webb, R.L. (2005) Principles of Enhanced Heat Transfer, Taylor & Francis Group, New York.
22. Yousif, A. H., Naji, A. ve Jasem, K. D. (2009) Studying heat transfer and fluid flow distribution on heated fin inside rectangular duct with using triangular protrusion, Al-Qadisiya Journal For Engineering Sciences, vol.2, n:2, 275-287.
23. Zhang, L.Z. (2007), Laminar flow and heat transfer in plate-fin triangular ducts in thermally developing entry region, International Journal of Heat and Mass Transfer, 50 (7-8), 1637-1640.doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.09.013