Altıgen kesitli kanalda hidrodinamik olarak tam gelişmiş, ısıl olarak gelişmekte olan akışın sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada, altıgen kesitli kanal içinde hidrodinamik olarak tam gelişmiş, ısıl olarak gelişmekte olan türbülanslı akışın, sabit yüzey sıcaklığı ve kararlı rejim şartlarında sayısal analizi yapılmıştır. Çalışmada akışkan olarak hava (Pr=0,7) kullanılmış olup, analizler Reynolds sayısı 10000 < Re < 50000 için gerçekleştirilmiştir. Aynı kesite sahip ardışık iki kanaldan ilkinde akışkanın hidrodinamik olarak tam gelişmesi sağlanmış, ikinci kanalda ise kanala uygulanan sabit yüzey sıcaklığı ile havanın ısıl olarak gelişmesi sağlanmıştır. Çözümler, kanalın yatay simetri ekseniyle yapmış olduğu 90° (EBO ½ olan dikdörtgen), 75°, 60° (Eşkenar altıgen), 45° ve 30°'lik açılar için yapılmıştır. Türbülans modeli olarak Standard k-? modeli kullanılarak ısı transferi ve akışın üç boyutlu sayısal analizi yapılmıştır. Korunum denklemleri, sonlu hacimler metodu ile çözüm yapabilen ANSYS Fluent 12.1 paket programında SIMPLE algoritması kullanılarak çözdürülmüştür. Çalışma sonucunda ortalama yüzey sürtünme faktörü ve ortalama Nusselt sayısının Re sayısına göre değişimi incelenmiş, sonuçlar Nu=aReb ve f=cRed biçiminde ampirik bağıntılar ile ifade edilmiştir. Elde edilen sonuçlar literatür ile karşılaştırılmış ve uyumlu olduğu gösterilmiştir. Neticede, eşkenar altıgen kanalın Nusselt sayısının en yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca literatürde dairesel kanallar için verilen bazı formüllerin %5'lik bir fark olacağı göz önünde bulundurularak aynı hidrolik çapa sahip altıgen kesitli kanallar için de kullanılacağı gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler : türbülanslı akış, altıgen kesitli kanal, dikdörtgen kesitlikanal, hidrodinamik olarak tam gelişmiş akış, ısıl olarak gelişmekte olan akış, fluent, ısı transferi