Çeşitli kanal geometrilerinde akış karakteristiklerinin ve ısı tranferi iyileştirilmesinin incelenmesi

Bu çalışmanın amacı çeşitli kanal geometrilerindeki akış karakteristiklerini belirlemek ve ısı transferinin iyileştirilmesine kanal geometrilerinin etkisini sayısal ve deneysel olarak araştırmaktır. Çalışmanın tamamı Reynolds 3000 ≤Re≤6000 aralığında yapılmıştır. İlk aşamada, oluk yüksekliğinin kanal yüksekliğine oranının, s/H ısı transferini iyileştirme ve akış yapısı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu amaçla üç farklı yükseklik, s/H=0.1, 0.2, 0.3 oranlarında oluklu kanal geometrileri tasarlanarak sayısal çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda ısı transferinin en fazla iyileştirildiği oran belirlenmiştir. Daha sonra, hidrodinamik yapının incelenmesi ve sayısal çözüm bulgularının doğrulanması için deneysel çalışmalar Parçacık görüntülemeli hız ölçüm (PIV) yöntemi ile yapılmıştır. Çalışmalarda üç farklı faz, φ=180̊, 90̊, 0̊ açısı kullanılmıştır. Oyuklu kanal akışının yapısını ve ısıl verimi belirlemek için hız dağılımları, akım çizgileri, türbülans verileri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal hesaplamalarda standart k-ε türbülans modeli kullanılmıştır. Sayısal çalışmalar sonucunda farklı kanal geometrileri için Nusselt sayısı, Nu sürtünme faktörü, f ve verimlilik indeksi, η hesaplanmıştır. Isı transferinin iyileştirildiği geometri belirlenmiştir. Sonuç olarak deneysel ve sayısal sonuçların birbirleriyle son derece uyumlu olduğu görülmüştür.