ÇARPAN OSİLASYONLU JETLERDE OSİLASYON KARAKTERİSTİKLERİNİN VE ÇARPMA MESAFESİNİN AKIŞ VE ISI TRANSFERİNE ETKİLERİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

Yıl 2010, Cilt: 25 Sayı: 4, 0 - , 19.02.2013

Tolga Demircan Haşmet Türkoğlu

Öz

Bu çalışmada, birbirine paralel olarak yerleştirilmiş, iki yatay sonsuz levha arasına püskürtülen bir jet elealınmıştır. Üst levhada bulunan dikdörtgen bir lüleden osilasyonlu bir hava jeti, sıcak alt levhaya çarptırılmıştır.Jetin lüleden çıkış hızı, zamana bağlı olarak sinüs eğrisi şeklinde periyodik olarak değişmektedir. Kontrol hacmimetodu ve SIMPLE algoritması kullanılarak bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Levhalar arası mesafeninlüle genişliğine oranının (H/W), jet hızının salınım genliğinin ve frekansının, akış ve ısı transferine etkileriincelenmiştir. Yapılan simülasyonlar, levhalar arası mesafe arttıkça, durma noktası Nusselt sayısının azaldığını,ancak H/W oranının 2’den büyük değerlerinde Nusselt sayısındaki değişimin çok az olduğunu göstermiştir.Durma noktası Nusselt sayısının, H/W oranının küçük değerlerinde, kararlı jet Nusselt sayısına çok yakınolduğu; H/W oranının 1,5’den büyük olduğu durumlarda ise osilasyonlu jet Nusselt sayısının, kararlı jet Nusseltsayısından daha büyük olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Çarpan jet; Osilasyon; Laminar akış; Sayısal çözüm.

Kaynakça

• Incropera, F.P., DeWitt, D.P., Introduction to
• Heat Transfer, 3rd ed., John Willey & Sons Inc.,
• -
• Gordon, R., Akfırat, J. C., “The role of turbulence
• in determining the heat-transfer characteristics of
• impinging jets”, Int. J. Heat Mass Transfer, 8,
• -1272, 1965.
• Miyazaki, H., Silberman, E., “Flow and heat
• transfer on a flat plate normal to a twodimensional
• laminar jet issuing from a nozzle of
• finite height”, Int. J. Heat Mass Transfer, 15,
• -2107, 1972.
• Yan, X., Saniei, N., “Heat transfer from an
• obliquely impinging circular air jet to a flat
• plate”, Int. J. Heat and Fluid Flow, 18, 591-
• , 1997.
• Morris, G. K., Garimella, S. V. and Fitzgerald, J.
• A., “Flow-field prediction in submerged and
• confined jet impingement using the Reynolds
• stress model”, Journal of Electronic Packaging,
• , 255-262, 1999.
• Chiriac, V. A., Ortega A., “A numerical study of
• the unsteady flow and heat transfer in a
• transitional confined slot jet impinging on an
• isothermal surface”, International Journal of
• Heat and Mass Transfer, 45, 6, 1237-1248,
• -
• Chung, Y. M, Luo, K. H. and Sandham N. D.,
• “Numerical study of momentum and heat transfer
• in unsteady impinging jets”, International
• Journal of Heat and Fluid Flow, 23, 5, 592-
• , 2002.
• Camci, C., Herr, F., “Forced convection heat
• transfer enhancement using a self-oscillating
• impinging planar jet”, ASME Journal of Heat
• Transfer, 124, 770-782, 2002.
• Sahoo, D., Sharif, M. A. R., “Numerical
• modelling of slot-jet impingement cooling of a
• constant heat flux surface confined by a parallel
• wall”, International Journal of Thermal
• Sciences, 43, 9, 877-887, 2004.
• Zhou, D. W., Lee, S. J., “Forced convective heat
• transfer with impinging rectangular jets”, Int. J.
• of Heat and Mass Transfer, 50, 1916–1926,
• -
• Demircan, T., Türkoğlu, H., “Numerical
• investigation of an oscillating two dimensional rectangular impinging air jet”, Journal of
• Thermal Science and Technology, 27, 1, 39-50,
• -
• Lee, H. G., Yoon, H. S., Ha, M. Y., “A numerical
• investigation on the fluid flow and heat transfer
• in the confined impinging slot jet in the low
• Reynolds number region for different channel
• heights”, Int. J. of Heat and Mass Transfer, 51,
• –4068, 2008.
• Sharif, M. A. R., Banerjee, A., “Numerical
• analysis of heat transfer due to confined slot-jet
• impingement on a moving plate”, Applied
• Thermal Engineering, 29, 532–540, 2008.
• Patankar, S. V., Numerical Heat Transfer and
• Fluid Flow, McGraw-Hill Book Company, New
• York, 1980.
• Chiriac, V. A., A numerical investigation of the
• unsteady flow and heat transfer in a forced
• and unforced confined laminar impinging jet,
• PhD Thesis, The University of Arizona, 1999.