İçbükey yüzey üzerine çarpan yarık jet akışında akış ve ısı geçişi
Flow and heat transfer in a slot jet iimpinging on a concave surface
Yazar: EBRU ÖZTEKİN
Danışman: PROF. DR. ORHAN AYDIN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, yarı silindirik içbükey bir yüzey üzerine çarpan yarık hava jeti akışı ve ısı geçişi deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. İçbükey bir yüzeyde oluşan sınır tabaka ayrılmasını engelleyerek ısı geçişini artırmak ve ayrıca yüzeyde daha üniform bir soğutma elde etmek öngörülmüştür. Reynolds sayısının 6 farklı değerinde ve lüle-plaka uzaklığının 8 farklı değerinde hidrodinamik ve ısıl incelemeler yapılmıştır.Hidrodinamik çalışmada, farklı çalışma koşulları için çarpma yüzeyi üzerindeki basınç dağılımları elde edilmiştir. Durma noktası basınç katsayısının, çalışılan Reynolds sayısı değerlerinde H/W değeri azalırken arttığı görülmüştür. 2 ? H/W<6 aralığındaki küçük jet-çarpma yüzeyi uzaklıkları için, durma noktası basınç katsayısı değerinin 1 civarında olduğu belirlenmiştir. H/W ? 6 için, jet merkezi hat hızı hızlı biçimde azaldığından dolayı, basınç katsayısı değerinin önemli derecede azaldığı görülmüştür. Ayrıca, durma noktası ve yüzey boyunca ortalama basınç katsayısı değerlerinin düz plakada en düşük değerler aldığı görülmüştür.Nihai olarak, içbükey yüzeylerde etkin bir soğutma için, incelenen her bir eğrilik yarıçapı için optimum Reynolds sayısı belirlenmiştir.Bu amaçla sunulan çalışma altı bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, genel bilgi ve literatür taraması sunulmuştur. İkinci bölümde, hidrodinamik ve ısı transferi deney düzenekleri tanımlanmış ve deneysel ve sayısal çalışma aşamaları açıklanmıştır. Üçüncü bölümde bulgular, grafik ve tablolar halinde sunulmuştur. Çalışmadan çıkarılan sonuçlar ise dördüncü bölümde özetlenmiş ve beşinci bölümde öneriler sunulmuştur. Yararlanılan kaynaklar ise altıncı bölümde verilmiştir.Anahtar Kelimeler: Yarık Çarpan Jet, iç bükey Yüzey Eğriliği, Fluent, Basınç Katsayısı

Abstract:
In this study, flow and heat transfer in a slot air jet flow impinging on semi-cylindirical concave surfaces were investigated experimentally and theoretically. Using a concave surface, it is aimed at increasing surface heat transfer and at obtaining a more uniform cooling by preventing the boundary layer seperation from the surface. For six different values of the Reynolds number and eight different values of the nozzle-plate distance, hydrodynamical and thermal characteristics were investigated.In hydrodynamic study, pressure distributions on the surface were obtained for varying working conditions. It was found that the pressure coeffient at stagnation point increased for all the Reynols numbers tested as the value of H/W decreases. It was also detemined that at small nozzle-to-plate spacings, such as 2 ? H/W<6, the value of the pressure coefficient at the stagnation point is about 1. For H/W ? 6, because jet center line velocity decreases rapidly, it was seen that pressure coefficient values decrease significantly. It was also concluded that the mean pressure coefficient values and the stagnation point pressure coefficient values take lowest values for the flat plate.As a result, for an effective cooling of concave surfaces, the optimum Reynolds number for different radius of curvature was determined for each radius.In this regard, the present study consists of six chapters. In the first chapter, general information and literature review are presented. In second chapter, hydrodynamical and heat transfer experimental setups are described and stages of experimental and numerical studies are explained. In the third section, findings are presented in graphs and tables. The results of this study are summarized in the fourth chapter and recommendations are presented in the fifth section. The used sources are given in sixth chapter.Key Words: Slot Impinging Jet, Concave Surface Curvature, Fluent, Pressure Coefficient