Kanat - borulu ısı değiştiricilerde türbülanslı ısı transferinin bilgisayarlı modellenmesi

öz DOKTORA TEZİ KANAT- BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİLERDE TÜRBÜLANSLI ISI TRANSFERİNİN BİLGİSAYARLI MODELLENMESİ Azize AKKOCA ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKÎNA MÜHENDİSLİĞİ ANABÎLİM DALI Danışman : Prof. Dr. Beşir ŞAHİN Yıl: 2004, Sayfa: 230 Jüri : Prof. Dr. Beşir ŞAHİN : Prof. Dr. Hüseyin YAPICI : Prof. Dr. Orhan BÜYÜKALACA : Yrd. Doç. Dr. Hüseyin AKILLI : Yrd. Doç. Dr. Mustafa TUTAR Bilindiği gibi, kanat-borulu kompakt bir ısı değiştiricinin termal-hidrolik özelliklerinin bilinmesi, bu tip ısı değiştiricilerin ısı transferi ve basmç farkı gibi tasarım parametrelerinin belirlenmesi için gereklidir. Bu çalışmada Hesaplı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ve Hesaplı Isı Transferi (HIT) yöntemleri kullanılarak, kanat-borulu kompakt bir ısı değiştiricinin performansım etkileyen optimum geometrik parametrelerin büyüklükleri, çalışmanın ilk aşamalarında laminar model kullanılarak belirlenmiş; daha sonraki aşamalarda türbülansın ısı değiştiricideki lokal akım ve ilgili ısı transferi üzerindeki etkilerini araştırmak amacıyla türbülans modelleri kullanılmış ve en iyi performansı gösteren türbülans modeli Büyük Eddy Simülasyonu (BES) olarak belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında, daha doğru sayısal çözümleme yapabilmek için, türbülansın zaman ve koordinat etkileri de göz önüne alınarak, dinamik bir BES metodu önerilmiş (Yoshizawa modeli) ve bu dinamik model, daha önce geometrik özellikleri belirlenen optimum ısı değiştiriciye göre uyarlanmıştır. Çalışmanın bir çok bölümlerinde literatürden seçilen deneysel çalışmalarla karşılaştırılan nümerik model, Parçacık Görüntülemeli Hız ölçme (PIV) tekniği kullanılarak, deneysel olarak doğrulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Hesaplı Akışkanlar Dinamiği (HAD), Hesaplı Isı Transferi (HIT), Kanat- Borulu Isı Değiştirici, Büyük Eddy Simülasyonu (BES), Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçüm Tekniği (PIV) E