Gözenekli kanatçıkların ısı transferi ve basınç düşümü karakteristiklerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of heat transfer and pressure drop characteristics of porous pins
Yazar: BARIŞ GEZDİRİCİ
Danışman: PROF. DR. BAYRAM ŞAHİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu tez çalışmasında dikdörtgen kanal içerisine yerleştirilmiş kafes geometrideki ısı alıcılardan zorlanmış taşınımla ısı transferi ve basınç düşümü karakteristikleri deneysel olarak incelenmiştir. Test bölgesine havanın hidrodinamik olarak tam gelişmiş olarak girebilmesi için hava kanalının giriş bölgesi yeterince uzun bırakılmış ve test bölgesi alttan ısıtılarak deneyler sabit ısı akısı sınır şartında yürütülmüştür. Paslanmaz çelik malzemeden eklemeli üretim yöntemiyle elmasın kafes geometrisinde ısı alıcılar ürettirilmiştir.
Kafes geometrideki ısı alıcılar arasında akışa dik yöndeki mesafenin (Sx=6.4 mm, 13 mm ve 24 mm), akış yönündeki mesafenin (Sy=23 mm, 32 mm ve 45 mm) etkilerinin yanı sıra, ısı alıcı yüksekliğinin (H=20 mm, 40 mm ve 60 mm) ve Reynolds sayısının (Re=4.000, 8.000, 12.000, 16.000 ve 20.000) ısı transferi ve basınç düşümü karakteristikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Çalışmada ısı transferi karakteristikleri ve basınç düşümü karakteristikleri uygun çıktılar açısından sunulmuştur. Kanal içerisine yerleştirilen elemanlar ısı transferinde ve basınç düşümünde boş kanala göre önemli ölçüde artış sağlamıştır. Isı alıcılar arasında akışa dik yöndeki mesafenin ve akış yönündeki mesafenin artması ısı transferinin azalmasına neden olmuştur. Isı alıcı yüksekliğinin artması ise ısı transferi ve basınç düşümünün artmasına yol açmıştır. En yüksek ısı transferi iyileşmesi Re=4.000, H=20 mm, Sx=6.4 mm ve Sy=23 mm olduğu durumda elde edilmiştir.

Abstract:
In this thesis study, forced convective heat transfer and pressure drop characteristics from heat sinks having lattice structure placed into the rectangular channel were experimentally investigated. The entrance length of the channel was left long enough for the air to enter the channel hydrodynamically fully developed, and the experiments were performed under constant heat flux boundary condition by heating test section from the bottom. The heat sinks were manufactured from stainless steel material by laser melting method in the geometry of diamond lattice structure. 
The effects of heat sink height (H=20 mm, 40 mm and 60 mm) and Reynolds number (Re=4.000, 8.000, 12.000, 16.000 and 20.000) on heat transfer and pressure drop characteristics were investigated in addition to the effects of spanwise distance between heat sinks (Sx=6.4 mm, 13 mm and 24 mm), streamwise distance between heat sinks (Sy=23 mm, 32 mm and 45 mm). In the present study, heat transfer and pressure drop characteristics were presented in terms of the appropriate outputs. Heat sinks provided significant increase in heat transfer and pressure drop compared to smooth channel. Increase in the spanwise distance and streamwise distance between heat sinks caused heat transfer to decrease. An increase in the heat sink height yielded heat transfer and pressure drop to increase. The highest heat transfer enhancement was obtained in the case of Re=4.000, H=20 mm, Sx=6.4 mm and Sy=23 mm.