Radyal ve düzlemsel kanatların açı ayar düzeneğiyle ısıl performansının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the thermal performance of radial and plane wings with angle adjustment
Yazar: SİNAN SARI
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN ARIKAN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Isı değişimi = Heat change ; Isı transferi =

Özet:
Bu çalışmada aynı yüzey alanına sahip dairesel ve düzlemsel kanatçıkların ısıl performansı yüzey geometrisinin etkisi göz önünde bulundurularak araştırılmıştır. Bunun için hazırlanacak kanatcıklı ısı değiştiricilerinden bir pompa vasıtasıyla sıcak akışkan (su) devir daim yaptırılıp ısı ortama doğal taşınımla aktarılmıştır. Kanatçıkların ısıyı aktarma hızına bağlı olarak kanatçık etkinliği tespit edilmiştir. Giriş gücü olarak akışkana verilen elektriksel güç alınırken çıkış gücü olarak da kanatlardan ortama aktarılan ısı baz alınmıştır. Dairesel ve düzlemsel kanatçıkların yüzey sıcaklıkları, ortam sıcaklığı, sıcak akışkan giriş-çıkış sıcaklıkları ve kütlesel debisi ölçülmüştür.  Ölçülen değerler yardımıyla hesaplanan Nusselt ve Rayleigh sayıları ve çizilecek grafikler yorumlanarak kanat profillerinin ısı etkinliği karşılaştırılmıştır. Bu çalışma neticesine göre; ışınım ile ısı transferinde en yüksek kanatsız ısı değiştiriciler olmuştur. Taşınımla ısı transferi, ışınım ile ısı transferine göre toplam ısı transferinde daha yüksek bir orana sahip olduğu anlaşılmıştır. Kanatsız, radyal kanatlı ve düzlemsel kanatlı yüzey sıcaklığındaki artış daha yüksek Rayleigh sayılarına yol açmakta ve böylece doğal taşınımla ısı transfer oranı artmıştır. Işınım ile olan ısı transferi, doğal taşınım transferinde ihmal edilmediği anlaşılmıştır. Rayleigh sayısı arttıkça Nusselt sayısı artmıştır. Eğim açısı arttıkça radyal kanatlı değiştiricilerde ısı transferi azalmıştır. Eğim açısı arttıkça düzlemsel kanatlı değiştiriciler de ısı transferi artmıştır.

Abstract:
In this study, the thermal performance of circular and planar fins with the same surface area was investigated by considering the effect of surface geometry. For this, hot fluid (water) was circulated by means of a pump from the finned heat exchangers to be prepared and the heat was transferred to the environment by natural convection. The fin efficiency was determined depending on the heat transfer rate of the fins. While the electrical power supplied to the fluid is taken as input power, the heat transferred from the blades to the environment is taken as the output power. Surface temperatures, ambient temperature, hot fluid inlet-outlet temperatures and mass flow rates of circular and planar fins were measured. The Nusselt and Rayleigh numbers calculated with the help of the measured values and the graphs to be drawn were interpreted and the thermal efficiency of the wing profiles were compared. According to the results of this study; The finless heat exchangers have been the highest in heat transfer by radiation. It is understood that convective heat transfer has a higher rate in total heat transfer than radiative heat transfer. An increase in the surface temperature of finless, radial fins and planar fins leads to higher Rayleigh numbers, thus increasing the rate of heat transfer by natural convection. It has been understood that the heat transfer by radiation is not neglected in natural convection transfer. As the Rayleigh number increased, the Nusselt number increased. As the tilt angle increased, the heat transfer decreased in the radial finned exchangers. As the angle of inclination increased, the heat transfer increased in the planar finned exchangers.