Araştırma Makalesi

Kanatlı-Borulu Isı Değiştiricilerinde Çukurlu/Çıkıntılı Kanat ile Isı Transfer Performansının Arttırılması

Sayı: 23 30 Nisan 2021
PDF İndir
EN TR

Kanatlı-Borulu Isı Değiştiricilerinde Çukurlu/Çıkıntılı Kanat ile Isı Transfer Performansının Arttırılması

Öz

Bu çalışmada kanatlı-borulu ısı değiştiricisinde çukurlu/çıkıntılı kanatın ısı transfer performansına ve akış karakteristiklerine etkisi sayısal olarak incelenmiştir. En uygun tasarım parametresini belirlemek için kanat üzerine dairesel ve 0,667 ile 1,50 olmak üzere iki farklı ovallik oranlı (a/b) çukurlar çift sıralı olarak yerleştirilerek ısı transfer performansına etkisinin araştırılmıştır. Dairesel çukurun çapı 2,8 mm olarak belirlenmiştir. Oval çukurların kesit alanı ise dairesel çukurla eşit tutulmuştur. Hesaplamalar 500, 1000, 1500 ve 2000 olmak üzere 4 farklı Reynold (Re) sayısında laminar akış rejiminde yapılmıştır. Sayısal hesaplamalar Ansys Fluent ile RNG k-ε türbülans modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ortalama Nusselt sayısı ((Nu) ̅), yüzey üzerinde yanal ortalamalı Nu sayısı dağılımları, termal performans faktörü (TPF) ve akış karakteristikleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Sonuçlar çukur olmayan düz yüzeyli kanatçık ile karşılaştırılmıştır. Sayısal sonuçlar, yüzey üzerine yerleştirilen çukurların/çıkıntıların düz yüzeye göre ısı transferini %26,63’e kadar arttıracağını ortaya koymuştur. Bununla birlikte, TPF incelendiğinde ısı transferi artışında en uygun tasarımın dairesel çukurlu/çıkıntılı kanat tasarımının olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. ANSYS Inc. (2018). ANSYS Fluent, Release 19.1, Help System, Theory Guide. In ANSYS FLUENT 19.1.
  2. Caliskan, S. (2013). Flow and heat transfer characteristics of transverse perforated ribs under impingement jets. International Journal of Heat and Mass Transfer, 66(1), 244–260. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.07.027
  3. Carpio, J., & Valencia, A. (2020). Heat transfer enhancement through longitudinal vortex generators in compact heat exchangers with flat tubes. International Communications in Heat and Mass Transfer, xxxx, 105035. doi: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2020.105035
  4. Çengel, Y. A., & Ghajar, A. J. (2015). HEAT AND MASS TRANSFER FUNDAMENTALS & APPLICATIONS. New York: McGraw-Hill Education.
  5. Chang, L. M., Wang, L. B., Song, K. W., Sun, D. L., & Fan, J. F. (2009). Numerical study of the relationship between heat transfer enhancement and absolute vorticity flux along main flow direction in a channel formed by a flat tube bank fin with vortex generators. International Journal of Heat and Mass Transfer, 52(7–8), 1794–1801. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.09.029
  6. Chang, S. W., Chiang, P., & Cai, W. L. (2021). Thermal performance of impinging jet-row onto trapezoidal channel with different effusion and discharge conditions. International Journal of Thermal Sciences, 159(May 2020), 106590. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2020.106590
  7. Chu, P., He, Y. L., Lei, Y. G., Tian, L. T., & Li, R. (2009). Three-dimensional numerical study on fin-and-oval-tube heat exchanger with longitudinal vortex generators. Applied Thermal Engineering, 29(5–6), 859–876. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2008.04.021
  8. Du, X., Feng, L., Li, L., Yang, L., & Yang, Y. (2014). Heat transfer enhancement of wavy finned flat tube by punched longitudinal vortex generators. International Journal of Heat and Mass Transfer, 75, 368–380. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.03.081

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Nisan 2021

Gönderilme Tarihi

5 Şubat 2021

Kabul Tarihi

4 Nisan 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Sayı: 23

Kaynak Göster

APA
Tepe, A. Ü. (2021). Kanatlı-Borulu Isı Değiştiricilerinde Çukurlu/Çıkıntılı Kanat ile Isı Transfer Performansının Arttırılması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 23, 401-414. https://doi.org/10.31590/ejosat.874885