Değişik kanat profilli ısıtıcı ve soğutucu elemanlarda yüzeyden olan ısı transferinin sayısal analizi ve modellemesi
Numerical analysis and modelling of heat dissipation from exposed surfaces of fins which have different profiles used at heating and cooling components
Yazar: YAŞAR POLAT
Danışman: Y.DOÇ.DR. GÖKHAN AKSOY
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı kanatçık uygulamalarının en çok kullanıldığı ısıdeğiştiricilerinde enerjinin ekonomik olarak kullanılması ve optimum boyutlardatasarlanabilmesi için verilen çevre şartlarına göre üç farklı kanatçık çeşidinin ısıtransferi analizlerinin ve optimizasyonun bilgisayar yardımı ile detaylı olarakyapılabilmesidir.Tez çalışmasında dikdörtgen kesitli düz ve dairesel kanatçıklar ile silindirik iğnekanatçığın üç farklı sınır şartına göre analitik olarak bir boyutlu analizleri yapılarak,sıcaklık dağılımı, ısı geçişi, verimlilik ve etkenlik formülleri elde edilmiş ve daha sonrabelirli çevre şartlarında kanatçıktan istenen ısı geçişine göre minimum ağırlıkta olacakşekilde kanatçıkların optimum ebatlarını veren formüller analitik olarak belirlenipbilgisayar programına aktarılmıştır.Çalışma sonucunda verilen ısı geçişi ve sabit çevre şartlarında dikdörtgen kesitlidüz ve dairesel kanatçıkların optimum kanatçık boyunu belirlemede ısı iletimkatsayısının etkisinin olmadığı, ısı taşınım katsayısının ise ters oranda etkili olduğugörülmüştür. Silindirik iğne kanatçık optimizasyonunda ise ısı iletim katsayısı ve ısıtaşınım katsayısının optimum iğne kanatçık boyu ve çapını belirlemede çok büyük etkisiolduğu tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra kanatçık hacminin azaltılması için tek kanatçıkyerine eşdeğer ısı geçişine sahip olacak şekilde daha fazla sayıda silindirik iğnekanatçık kullanılmalıdır.Yüksek ısı iletim katsayısına sahip malzemelerden yapılmış kanatçıklar daimaen az malzeme ile yapılabilecek küçük ebatlarda ısı değiştirici cihaz ve donanımlar imaletmeye imkân tanır.ANAHTAR KEL MELER: Kanatçık performans faktörü, düzeltilmiş kanatçık boyu,sıcaklık dağılımı, ısı geçişi, kanatçık verimi, kanatçıketkenliği, optimizasyon, optimum kanatçık kalınlığı,optimum kanatçık boyu

Abstract:
The purpose of this thesis is to make heat transfer analysis and optimization ofthree different types of fins according to specified surrounding conditions by the aim ofcomputer which is most used in heat exchangers for using energy economically anddesigning at optimal dimensions.One-dimensional analysis of longitudinal and radial fins of rectangular profileand cylindrical spine have done analytically according to tree different boundaryconditions and equations of temperature distribution, heat dissipation, efficiency andeffectiveness of fins were obtained and then the equations of optimum fin dimensionswere determined analytically and transferred to computer program for desired heatdissipation of fin at specified surroundings that will minimize it?s mass.It was found that thermal conductivity has not an influence to determineoptimum fin height of longitudinal and radial fins of rectangular profile for a given heatdissipation at constant surrounding conditions. But it has been shown that heat transfercoefficient has an effect of inverse proportional. Although, in the cylindrical spineoptimization, the great amount of effects of thermal conductivity and heat transfercoefficient have been established into determination of optimum spine height anddiameter. However, further reduction in volume is necessary; more spines must be usedinstead of a single cylindrical spine which has equivalent heat dissipation.Fins which are made of high thermal conductivity materials are always allowedto manufacturing of heat exchanger device and equipments with least material that willhave small dimensions.KEYWORDS: Fin performance factor, corrected fin height, temperature distribution,heat dissipation, fin efficiency, fin effectiveness, optimization, optimumfin thickness, optimum fin height.