Daldırılmış çarpan eğik jetlerde kütle transferi

Bu tez, bir jet hücresi içinde daldırılmış çarpan konvansiyonel jetin farklı açılarda konumlandırılan bir yüzeye çarptırılması durumunda gerçekleşen kütle transferi çalışmasını içermektedir. Daldırılmış çarpan jetlerin kullanıldığı akış ve kütle transferi çalışmaları, çarpma yüzeyi geometrisi, çarpma yüzeyi ile nozul arasındaki açı, jet akışının türbülanslık şiddetine, jet akış geometrisi, jet çıkışındaki hız profiline, jet ile çarpma yüzeyi arası mesafe vb. birçok parametreye bağlı olarak değişmektedir. Deneyler, Re sayısının 5000 ile 40000, nozul ile çarpma yüzeyi mesafesinin 2-6, çarpma yüzeyi açısının 60o ile 90o aralığında ve 1692 Sc sayısında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada çarpma yüzeyi üzerindeki lokal kütle transferi katsayıları elektrokimyasal sınırlayıcı difüzyon akımı tekniği (ELDCT) kullanılarak belirlenmiştir. Çarpma yüzeyi düzleminin nozul ekseni ile yaptığı açı 90o olan ilk durumda, çarpma yüzeyi üzerindeki gerçekleştirilen kütle transfer ölçümlerinin jet durgunluk noktası civarında bir maksimum verdiği tespit edilmiştir. Lokal kütle transfer katsayıları, radyal mesafedeki artışla azalmıştır. Jet Re sayısındaki artış lokal kütle transferi değerlerini artırdığı gözlenmiştir. Nozul-yüzey mesafesi 2'den 6'ya artırıldığında, tüm yüzey üzerinde kütle transfer katsayıları azalmıştır. Çarpma yüzeyi düzleminin nozul ekseni ile dik açıdan farklı olan 60o, 70o ve 80o'lik açılarda konumlandırıldığı durumlarda, çarpma yüzeyi üzerinde kütle transferi ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Bu ölçümlere göre; açıdaki azalmayla birlikte maksimum kütle transferinin yeri, dik durumda (r/D)'nin sıfıra eşit olduğu geometrik jet durgunluk noktasından radyal yönde uzaklaşmıştır. Açılı durumlarda yapılan deneyler, çarpma açısının azalması ile birlikte kütle transfer katsayılarının azaldığını göstermiştir. Maksimum lokal kütle transfer katsayılarının yeri, jet durgunluk noktasından itibaren duvar jet akışının hızının azalmadığı yönde değişmiştir. Lokal kütle transfer katsayıları kullanılarak lokal ve ortalama Sh sayıları hesaplanmıştır. Ortalama Sh sayıları, lokal değerlerin integrasyonu ile hesaplanmıştır. Ortalama Sh sayıları, jet Re sayılarının nozul-yüzey mesafesi ve çarpma açısının fonksiyonu olarak korele edilmiş ve aşağıdaki eşitlik elde edilmiştir: Sh=0,033(〖Re〗^0,78 )((H/d))^(-0,50)(θ^0,51 )(〖Sc〗^0,33 ) Mevcut çalışmadan elde edilen sonuçlarla literatür sonuçlarının kıyaslanması sonunda aralarında iyi bir uyum olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak daldırılmış yüzeyle dik açı yapacak şekilde konumlandırılan jet akışı durumunda jet durgunluk notası civarında yüksek kütle transferi katsayıları elde edilmiştir. Fakat jetin yüzey düzlemi ile açılı olarak konumlandırıldığı durumlarda kütle transferi katsayıları (r/D)=0'a göre simetrik olmayıp bu noktadan radyal yöndeki bir tek bölgede yüksek kütle transferi katsayıları verdiği gözlenmiştir.