Engelli-oluklu dikdörtgen kesitli bir kanal içerisindeki türbülanslı akışın sayısal olarak incelenmesi

Bu sayısal çalışmada, dikdörtgen bir kanal içerisindeki engelli-oluklu türbülatörlerin türbülanslı zorlanmış konveksiyon ısı transferinde, akış ve ısı transferi karakteristikleri, sabit ısı akısı sınır şartı için sayısal olarak incelenmiştir. Akışkan olarak hava (Pr = 0,7) kullanılmıştır. Akış ve sıcaklık alanları ANSYS 12.0 FLUENT paket programı yardımıyla sayısal olarak çözülmüştür. Sayısal çalışma Reynolds sayısının 3 000 ? Re ? 10 000 aralığında gerçekleştirilmiştir. Türbülans modeli olarak SST k-w türbülans modeli kullanılmıştır. Çözülen temel korunum denklemleri türbülanslı akışta, üç boyutlu, Newtonsel, sıkıştırılamaz, kararlı rejim ve sabit akışkan özellikleri için süreklilik, momentum ve enerji denklemleridir. Akışkan kanala üniform hız ve çevre sıcaklığında girmektedir. Kanalın türbülatörlerin bulunduğu alt yüzeyinden sabit ısı akısı uygulanmaktadır. Kanalın diğer yan ve üst yüzeyleri için yalıtılmış sınır şartı kullanılmıştır. Kanal duvarlarında kaymanın olmadığı kabul edilmiştir. Akışkan kanaldan çevre ortama çıkmaktadır. Engel-oluk dizilimlerinin, Nusselt sayısına ve sürtünme faktörüne etkileri ele alınmış ve aynı başlangıç koşulları altındaki düzgün kanal sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu sayısal çalışma sonucunda elde edilen değerler, boyutsuz Nusselt sayısının, sürtünme faktörünün (f) ve ısıl performansın (?), Reynolds sayısı (Re) ve engel adımı (P) ile değişimi şeklinde ifade edilmiştir. En uygun türbülatör geometrisi belirlenmeye çalışılmıştır. Düzgün kanal da ısı transferi ve sürtünme faktörü değerleri için bağıntılar önerilmiştir.