Bir kanal içerisindeki dönel objelerin farklı akış hızları ile etkileşiminin ısı transferine olan etkisinin sayısal analizi
Numerical analysis of the effect of interaction of rotating objects within a channel with different flow velocities on heat transfer
Yazar: HAKAN SAVAŞ
Danışman: PROF. DR. VEDAT SAVAŞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Isı transferi =

Özet:
Enerji verimliliği konusu insanoğlunun varoluşundan bu yana her dönem önemini artırarak bu günlere gelmiştir. Özellikle artan nüfus ve teknolojik aletlerden ötürü ise enerji tüketimi önemli derecede artış sağlamış ve bilim insanlarını bu konuda çalışmaya davet etmiştir. Yapılan tüm çalışmalar atıl ısıyı kullanmak ve/veya ısı transferini iyileştirmek üzere aktif ve pasif bazı yöntemler ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada ısı transferini iyileştirmek üzere kullanılan ve aktif bir metod olan, akışkan içerisindeki, hareketli cismin akışkan hareketine etkileri ve ısı transferine olan etkileri incelenmiştir.
Çalışma yapılırken hareketli cismin ölçüleri, kanal içindeki konumu, akışkan hızı ve cismin eksenel dönme hızı birer parametre olarak olarak kullanılmış ve akışkan hareketleri birçok farklı türden incelenmiştir. Bunun yanısıra çıkış sıcaklıkları ve Nusselt Sayıları çıkış parametreleri olarak sayısal olarak hesaplanmıştır. Bilgisayar ortamında yapılan bu çalışmada dış etkiler hesaba katılmamıştır yani, adyabatik bir kanal içerisindeki etkileşimler incelenmiştir. Bu parametreler ve sistem ölçüleri/geometrileri belirlenmeden önce yüzlerce farklı kombinasyon denenmiş ve sonuçlar kısmında yer alan unsurların yazılmasına karar verilmiştir.
Sonuçlar ise göstermektedir ki, kanal içerisine yerleştirilen bir objenin ölçüleri, dönme hızı, akışkan hızı ve objenin kanal içerisindeki konumu ısı transferi ve dolayısıyla çıkıştaki akışkan sıcaklığı üzerine bazı olumlu etkileri vardır.

Abstract:
The subject of energy efficiency has gained increasing importance throughout human history and has become even more significant in recent times. Particularly due to the growing population and technological devices, energy consumption has significantly increased, prompting scientists to work on this issue. All the efforts made have resulted in the emergence of active and passive methods to utilize waste heat and/or improve heat transfer. This study focuses on an active method used to enhance heat transfer, specifically examining the effects of a moving object within a fluid flow on the fluid dynamics and heat transfer. During the study, parameters such as the dimensions of the moving object, its position within the channel, the fluid velocity, and the rotational speed of the object were considered. Various types of fluid flow were analyzed, and the outlet temperatures and Nusselt numbers were numerically calculated as output parameters. External influences were not taken into account in this computer-based study; thus, interactions in an adiabatic channel were investigated. Before determining these parameters and system dimensions/geometries, hundreds of different combinations were tried, and it was decided to include the elements discussed in the results section. The results indicate that the dimensions of an object placed within the channel, its rotational speed, the fluid velocity, and the object's position within the channel have positive effects on heat transfer and consequently, the temperature of the fluid at the outlet.