Sinüzoidal dalgalı kanallarda dairesel engellerin akış ve ısı transferine etkisinin sayısal incelenmesi

Bu çalışma, sinüzoidal dalgalı kanallarda dalga genliği ve dairesel engellerin akış ve ısı transferi üzerindeki etkilerini sayısal olarak incelemektedir. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) temelli analizler, ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak sonlu hacim yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Taşınım terimleri ikinci dereceden ileri fark şemasıyla ayrıklaştırılmış, SIMPLE algoritmasıyla çözülmüş, türbülans modeli olarak standart k-ε modeli tercih edilmiştir. Çalışmada, dalga genliği (s), dairesel engellerin çapı (d) ve Reynolds sayısı (Re) değiştirilmiş, diğer parametreler sabit tutulmuştur. İlk olarak engel içermeyen kanalda (d=0) üç farklı dalga genliği (s=20 mm, 30 mm, 40 mm) için analizler yapılmış, ardından sabit dalga genliği (s=40 mm) altında farklı çaplarda (d=4 mm, 6 mm, 8 mm) dairesel engeller eklenmiştir. 3000 ≤ Re ≤ 8000 aralığında türbülanslı akış koşulları altında gerçekleştirilen analizlerde, Nusselt sayısı (Nu), ısı transferi iyileşme oranı (ER), basınç düşüşü (ΔP), sürtünme faktörü (f), relatif sürtünme faktörü (frel) ve performans faktörü (PF) hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, dalga genliği ve engel çapı arttıkça ısı transferi iyileşmekte; s=40 mm ve d=8 mm durumunda düz kanala göre 1,82 kat artış sağlanmaktadır. Ancak bu iyileşme, beraberinde basınç kaybını da getirmektedir. En yüksek PF, d=0 ve Re=4000 için 1,10; d=4 mm ve Re=8000 için 1,08 olarak belirlenmiştir. Bu çalışma, sinüzoidal dalgalı kanallarda akış ve ısı transferi performansını artırmaya yönelik tasarım süreçlerine katkı sunmayı amaçlamaktadır.