Hareket halindeki ısıtılmış bir küt cisme çarpan nanojet akışının sayısal analizi

Günümüzde dünya nüfusunun artmasına bağlı olarak insan ihtiyaçları hızlı bir yükseliş göstermektedir. İhtiyaçların karşılanması, günlük yaşantımızın büyük bir kısmını oluşturan enerjinin de tüketimini hızlı bir şekilde arttırmaktadır. İhtiyaçların ve enerji tüketiminin artmasına karşın dünya kaynakları azalmaktadır. Bu noktada, ihtiyaç ve tüketimlere bağlı olarak enerjinin verimli, tasarruflu ve zaman yönünden doğru kullanımı gibi terimler önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, endüstriyel uygulamalarda sıkça kullanılan işlemlerden birisi olan önceden ısıtılmış veya ısıl işlemden geçmiş belirli sıcaklıktaki bir cismin jetler yardımıyla soğutulması sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği paket programında modellenmiş ve sonuçları incelenmiştir. Çalışma üç farklı Reynolds sayısı üzerinden yürütülmüştür. Ayrıca her Reynolds sayısı için iki farklı kanal yüksekliğinde ayrı ayrı incelemeler yapılmıştır Benzetimde sıcak cisim, soğuk jet akışına dik yönde hareket ettirilmiştir. Cismin sıcaklık değişimleri ve akışkan davranışları incelenmiştir. Analizlerde akışkan olarak iki farklı derişim oranına sahip nanoakışkan kullanılmıştır. Reynolds sayısı değerlerinin 30, 60 ve 120 olması durumları incelenmiştir. Böylece farklı Reynolds sayıları, farklı yükseklik değerleri ve farklı akışkan tiplerinin soğutma işleminin üzerine etkisi incelenmiştir. Sonuçlar, 0.02 hacimsel derişim oranına sahip nanoakışkanın kullanılması durumunda, benzetimi yapılan hareketli cismin sıcaklık değerindeki azalmanın zamana bağlı olarak arttığını göstermiştir. Ayrıca kanal yükseklik değerinin azaltılmasının, zamanla cisim ile akışkan arasındaki sıcaklık farkının azalmasına neden olduğu tespit edilmiştir.