Üçgen Kanatlı Yüzeylerin Isı Transfer Performansının Taguchi Yöntemiyle Deneysel İncelenmesi

In this study, the combined effects of Reynolds number, riblet height, and distance between riblets on the heat transfer performance flow over heated triangular riblet surfaces were investigated experimentally. The optimum conditions of these variables were determined using the Taguchi method. The experiments were carried out in a low-speed wind tunnel for Reynolds numbers of 6.38x104, 1.28x105, and 2.55x105 on copper surfaces with 9 consecutive triangular riblets with heights of 5, 10, and 15 mm and distances between riblets of 20, 25, and 30 mm. Hot-wire anemometry and thermal couples were used for velocity and temperature measurements, respectively. Experimental parameters were determined using the Taguchi L9 orthogonal array, and optimum results were analyzed using the signal-to-noise (S/N) ratio and ANOVA method. The heat transfer coefficient was considered as the performance parameter. The results showed that heat transfer increased with increasing riblet height and Reynolds number, and decreased distance between riblets. The most effective parameter in heat transfer performance was Reynolds number, while riblet height was determined as the least effective parameter. The optimum result was obtained with a riblet height of 15 mm, distance between riblets of 20 mm, and Reynolds number of 2.55x105.

Bu çalışmada ısıtılmış üçgen kanatlı yüzeyler üzerinden akışta Reynolds sayısı, kanat yüksekliği ve kanatlar arasındaki mesafenin ısı transfer performansı üzerindeki bileşik etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Bu değişkenlerin en uygun koşulları Taguchi yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Deneyler, yüksekliği 5, 10 ve 15 mm ve kanatlar arası mesafesi 20, 25 ve 30 mm olan ardışık 9 adet üçgen kanada sahip bakır yüzeyler üzerinde 6.38x104, 1.28x105 ve 2.55x105 Reynolds sayıları için düşük hızlı bir rüzgâr tünelinde yapılmıştır. Hız ve sıcaklık ölçümleri için sırasıyla kızgın tel anemometresi ve termal çiftler kullanılmıştır. Deney parametreleri Taguchi L9 ortogonal dizisi kullanılarak belirlenmiş ve en uygun sonuçlar sinyal-gürültü (S/N) oranı ve ANOVA yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Performans parametresi olarak ısı taşınım katsayısı dikkate alınmıştır. Sonuçlar kanat yüksekliği ve Reynolds sayısının artmasıyla ısı transferinin arttığını, kanatlar arasındaki mesafenin ise artmasıyla ise azaldığını göstermiştir. Isı transferi performansında en etkili parametre Reynolds sayısı iken, en az etkili parametre kanat yüksekliği olarak tespit edilmiştir. En iyi sonuç 15 mm kanat yüksekliği, 20 mm kanatlar arası mesafe ve 2.55x105 Reynolds sayısında elde edilmiştir.