Alt ve üst yüzeylerine ayrık ısıtıcılar yerleştirilmiş dikdörtgen kesitli bir kanalda karışık konveksiyonla ısı transferinin incelenmesi
Investigation of mixed convection heat transfer from a rectanguler cross-section channel with discrete heat sources at the top and at the bottom
Yazar: AYLA DOĞAN
Danışman: PROF.DR. MECİT SİVRİOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Isı geçişi = Heat transfer ; Laminer akış = Laminar flow ; Taşınım = Convection

Özet:
ALT VE ÜST YÜZEYLERİNE AYRIK ISITICILAR YERLEŞTİRİLMİŞ DİKDÖRTGEN KESİTLİ BİR KANALDA KARIŞIK KONVEKSİYONLA ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ (Doktora Tezi) Ayla DOĞAN GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ekim 2003 ÖZET Bu çalışmada, elektronik elemanları temsil eden, ısı yayan yongalara (çip) sahip yatay bir kanalda, laminer akış şartlarında, karışık konveksiyon ile ısı transferi sürekli şartlarda, deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, kanal eninin yüksekliğe oranı (W/H), beş farklı değerde alınmıştır. Bunun yanısıra, değişik Reynolds sayılarında ve ısı akılarında deneyler yapılmıştır. Deneysel sonuçlarla, sayısal yöntem ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sayısal yöntem ile yapılan çalışmada PHOENICS paket programı kullanılmıştır. Her iki yöntemle yapılan çalışmada ısıtıcı Sıra Ortalama Nusselt sayısı dağılımlarıyla, Grashof ve Reynolds sayılarının kaldırma kuvveti etkili ikincil akışa etkileri incelenmiştir. Sayısal yöntem ile bulunan, vektörel hız dağılımları ve kontur grafikleri şeklindeki sıcaklık dağılımları, ayrıntılı olarak sunulmuştur. Elde edilen sonuçlarda W/H'nun azalmasıyla kanal içerisinde doğal konveksiyon etkisinin ısı transferi üzerinde önemli rol oynadığı ve karışık konveksiyonun oluşmasına neden olduğu görülmüştür. Özellikle yüksek Reynolds sayılarında, kaldırma kuvveti etkili ikincil akışın daha az etkili olduğu görülmüştür. W/H'nun artmasının, zorlanmış konveksiyonun etkisini artırdığı ve Nusselt sayısındaki artışın, kanal11 boyuna göre ısıtıcıların ilk sıralarına doğru kaymasına sebep olduğu görülmüştür. W/H=4 değerinde karışık konveksiyon etkisinin daha önemli olduğu belirlenmiştir. Bilim kodu Anahtar Kelimeler Sayfa adedi Tez yöneticisi :962 : Ayrık ısı kaynakları, kanal akışı, karışık konveksiyon. :172 : Prof. Dr. Mecit SİVRİOĞLU

Abstract:
Ill INVESTIGATION OF MIXED CONVECTION HEAT TRANSFER FROM A RECTANGULAR CROSS-SECTION CHANNEL WITH DISCRETE HEAT SOURCES AT THE TOP AND AT THE BOTTOM (Ph. D. Thesis) Ayla DO?AN GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY October 2003 ABSTRACT In this study, the mixed convection heat transfer has been investigated experimentally and numerically under steady-flow conditions for the laminar flow in a horizontal channel with heat dissipating chips representing electronic components. Experimental studies were carried out for five different aspect ratios (W/H), various Reynolds numbers and different heat fluxes. The results obtained by using a numerical method have been compared with experimental results. PHOENICS package program has been used for the numerical studies. In both experimental and numerical studies, row-averaged Nusselt number distributions and the effect of Grashof and Reynolds number on the buoyancy- driven secondary flow have been investigated. Distributions of velocity vectors and temperature contours have been determined by the numerical method and the results have been presented in detail. The results show that with decreasing W/H ratio, the effect of free convection plays a more important role and causes the mixed convection heat transfer. Specifically, at high Reynols numbers, the strength of the buoyancy-driven secondary flow is smaller. The effect of forced convection increases and the point for which Nusselt number starts to increasing moves towards the first rows of heaters relative to the channel lengthIV with increasing W/H ratio. It is determined that the effect of mixed convection is more inportant for W/H=4. Science code :962 Key words : Discrete heat sources, channel flow, mixed convection Page number : 172 Adviser : Prof. Dr. Mecit SİVRİO?LU