Aktif akış kontrol tekniği uygulanan bir silindir etrafında sıcaklık ve hız dağılımlarının deneysel olarak incelenmesi

Akış alanının karakteri akışın temas ettiği cismin geometrik yapısına ve akış özelliklerine göre değişmektedir. Kontrolsüz bir akışta, cisimler üzerinde akış ayrılması oluşacak ve buda girdap kopmaları meydana getirecektir. Oluşan girdaplar cisimler üzerinde titreşimlere neden olacak ve bu titreşimler cisim üzerinde deformasyonlara yol açarak cisimlerin kullanım ömürlerinde azalma meydana getirecektir. Bu çalışmada farklı yüzey geometrisine sahip dönen ve dönmeyen silindirlerin akış ve ısı geçişine etkilerinin deneysel olarak incelenmesi hedeflenmiştir. Çalışmada, üst akış bölgesinde bulunan silindire bir servo hareket sistemine bağlanarak dönme hızının sıfır olduğu hareketsiz durumda ve farklı dönme hızlarında döndürülerek iz bölgesindeki girdap kopmalarının ve kayma tabakasının alt akış bölgesinde bulunan silindirler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneyler, kapalı devre üzeri açık su kanalında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, yüzey pürüzlülüklerinin derinlik genişlik oranları (ɛ/z), dönme hızı (α), Reynolds sayısı (Re), üst akış bölgesindeki silindirler alt akış bölgesinde bulunan silindirler arasındaki mesafe (L/D) ve pürüzlülük geometrisi (kare, üçgen ve dairesel oluklu) gibi bağımsız parametrelerin akışa ve ısı transferine etkileri incelenmiştir. Yapılan çalışma sonunda Re=1400 için optimum L/D mesafesi L/D=1, Re=2700 ve Re=5000 için optimum L/D mesafesi L/D=2 olarak tespit edilmiş ve deneyler gerçekleştirilmiştir. Reynolds sayısının atması ile birlikte Nusselt sayısının da artığı görülmüştür. Farklı yüzey pürüzlülüğüne sahip silindirlerin düz silindire göre ısı geçişinde ve akış yapısında çok önemli bir etkiye sahip olmadığı fakat düz silindire göre yüzeyi pürüzlü olan silindirlerin akış ayrılma noktasını daralttığı görülmüştür. Yüksek dönme hızlarının ise ısı transferini olumlu yönde etkilediği ve Nusselt sayısını artırdığı görülmüştür.