Optimum lüle şeklinin çarpan jet üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Bu tezde, çarpan jetlerde optimum lüle (nozul) şeklini belirlemek amacıyla deneysel birçalışma gerçekleştirilmiştir. Çalışmada lüle şekli olarak farklı çaplarda düz dairesel tip lüleler veeş eksenli lüleler kullanılmıştır. Düz dairesel lüleler iç çapları d=7.9, 10.8, 13.8 ve 23.1 mmolan düz dikişsiz alüminyum borulardır. Eş eksenli lüle tipinde; dışta 13.8 mm iç çapındaki düzdairesel boru mevcuttur, içte ise dış çapı 9.8, 8 ve 6.2 mm olan dairesel borular ana borununmerkeziyle çakışacak şekilde yerleştirilmiştir. Bu yedi farklı lülenin her biri, ısıtılmış düz birplakaya çarptırıldığında oluşan ısı transferi, boyutsuz Nusselt sayısı cinsinden elde edilmiştir.Çalışmada kullanılan çarpma levhası, içerisinden buhar geçirilen ince bir kanalın ön yüzeyidir.Böylece sabit sıcaklık sınır şartı sağlanmıştır.Bu lülelerin çarpma olmadan, yani serbest jet ortamındaki akış karakteristiği (ortalamahız ve türbülans şiddeti) hassas ölçümlü bir sıcak tel anemometre ile tespit edilmiştir. Ayrıcadüz dairesel lülelerin levhaya çarpma olması durumunda, çarpma levhasına yakın alanda hız vetürbülans şiddeti değerleri tespit edilerek çarpma bölgesi akımı incelenmiştir (yalnızca dörtdairesel lüle kullanılmıştır, eş-eksenliler değil). Hem hız değerleri hem de sıcaklık değerleribilgisayar kontrolü bir data toplayıcısıyla ölçülmüş ve kaydedilmiştir.Çalışmada elde edilen dataların belirsizlik analizi yapıldığı gibi, bu datalardanistatistiksel regresyon analiziyle ampirik bağıntılar elde edilmiştir.Lüle çapının çarpan jetle soğutma olayında çok önemli bir parametre olduğugörülmüştür. Aynı Re sayısı değerinde, lüle çapını değiştirmek hız ve türbülans değerinietkilediğinden levha yüzeyi üzerindeki soğuma karakterini de değiştirmiştir.Özellikle eş-merkezli jetlerin bir yüzeye çarpmasında yüzeyin mevcut durumundaölçüm zorlukları nedeniyle yüzey üzerinde akış karakteristiği ölçümü ilgili literatürde pekrastlanılmamıştır. Bu çalışma ilgili alanda söz konusu eksikliği doldurmaya yöneliktir. Eş-eksenli lülelerde, iç içe geçen iki borunun iç/dış çap oranının, dolayısıyla da bu kesitlerdengeçen akış hızı oranlarının soğuma üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler: çarpan jet, eş eksenli jet, dairesel jet, ısı transferi, akış dinamiği