Isı alıcılarda çarpan jetin ısı ve akım karakteristiklerinin belirlenmesi
Determination of heat and flow characteristics of impingement jet for heat sink
Yazar: ALTUĞ KARABEY
Danışman: DOÇ. DR. KENAN YAKUT
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Birçok endüstriyel uygulamada ısı, sisteme enerji girişi veya sistemden üretilen enerjinin atılması şeklinde transfer edilmek zorundadır. Çarpan hava jetleri, kağıt kurutması, elektronik elemanların soğutulması, cam temperlenmesi ve gaz türbin kanatlarının soğutulması gibi pek çok endüstriyel uygulamada kullanılmaktadır.Bu çalışmada, ardışık dizilmiş olan kanatlardan oluşan lüle difüzör çiftlerinin birbirlerine olan enine ve boyuna uzaklıkları, kanat genişliği, kanat açıları, kanat yükseklikleri ve akışkan hızının ısı transferi ve akım karakteristiklerine etkileri Taguchi yöntemi kullanılarak incelenmiştir. İlk aşamada etkili lüle çapı, h/d mesafesi ve hız değerleri belirlenmiştir. Nusselt sayısı, x ve y yönlerindeki basınç katsayıları performans karakteristiği olarak dikkate alınmış ve belirlenen sekiz parametre için L18(21*37) ortoganal dizisi deney planı olarak seçilmiştir. Üç amaç birlikte dikkate alınarak lüle çapına göre Nusselt sayısı hesaplandığında optimum sonuçlar, 15 mm kanat genişliği, 30o kanat açısı, 100 mm kanat yüksekliği, 20 mm kanatlar arası yatay mesafe, 10 mm kanatlar arası düşey mesafe, 20 mm dilimler arası yatay mesafe, 10 mm dilimler arası düşey mesafe ve 9 m/sn akışkan hızında elde edilmiştir. Basınç katsayıları ile ilgili cpx ve cpy değerleri hesaplanmış, grafikleri çizilip yorumları yapılmıştır.

Abstract:
In many industrial applications, heat must be transferred in the form of either an energy input into the system or removal of energy produced in the system. Impinging fluid jets have been widely used in many industrial processes, such as paper drying, glass tempering, gas turbine blade cooling, and electronic cooling.In this study, the effects of the longitudinal and lateral distances of the consecutively arranged nozzle or diffuser-like fin pairs, widths of the fins, angle of fins, heights of fins and flow velocity on heat and flow characteristics have been investigated using Taguchi experimental design method. For this reason, characteristics of flow and heat transfer are considered separately. At first step, effective velocities, nozzle diameter and h/d distance are determined. Nusselt number, pressure coefficient (x and y axis), considered as performance characteristics, L18(21*37) orthogonal array has been selected as an experimental plan for the eight parameters mentioned above. When the Nusselt number has been calculated by taking into account the nozzle diameter, the optimized results have been found to be fin width of 15 mm, fin angle of 30o, fin height of 100 mm, spanwise distance between fins of 20 mm, streamwise distance between fins of 10 mm, spanwise distance between slices of 20 mm, streamwise distances between slices of 10 mm and flow velocity of 9 m/sn. For pressure coefficient, cpx and cpy values have been calculated and drew graphics. Then they have been explained.