Borularda Laminer Akışta Duvar ve Akış Parametrelerinin Isı Transferine Birleşik Etkisinin Sayısal Analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2000
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Çetin LİVAOĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): MEHMET EMİN ARICI
Özet:ÖZET Bu tez çalışmasında, borularda laminer akışta duvar ve akış parametrelerinin ısı transferine birleşik etkisi, kontrol hacmi yöntemi ile sayısal olarak analiz edilmiştir. Bunun için eksenel simetrik boru akışlanndaki hız ve sıcaklık alanım çözen FORTRAN dilinde yazılmış bir bilgisayar programı, duvar bölgesini de çözüm alam içerisinde kabul eden birleşik ısı transferi problemini çözecek şekilde geliştirilmiştir. Sayısal çalışma, üç değişik sınır şartı altında, boru duvarının tek ve iki katmanlı olması durumları için gerçekleştirilmiştir. Çözümler, tek katmanlı boru duvarı durumunda üçüncü tür sımr şartı altında dış Biot sayısı, iki katmanlı boru duvarı durumunda ise duvarın eşdeğer ısıl iletiminin akışkanın ısıl iletimine oram sabit tutularak, iç duvar katmanının ısıl iletkenliğinin dış duvar katmanının ısıl iletkenliğine oram (kı/kî) parametre seçilerek elde edilmiştir. Tek katmanlı boru duvarı durumu için literatürden gelen verilerle karşılaştırma yapılmıştır. Yapılan karşılaştırmada, bu tez çalışmasından elde edilen sayısal sonuçların literatürle uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Üçüncü tür smır şartında tek katmanlı boru duvarı durumunda yapılan çalışmalarda artan dış Biot sayısı ile özellikle hesap bölgesinin girişinde akışkan ile duvar arasındaki sıcaklık farkında önemli artışlar kaydedilmiştir. Yine üçüncü tür sınır şartı için yerel Nusselt sayısının boru boyunca sabit bir değere doğru yaklaştığı ve bu değerin dış Biot sayısı ile ters orantılı olarak değiştiği görülmüştür. Benzer olarak, sabit bir Biot sayısı için, iki katmanlı boru duvarı çalışmalarında da üçüncü ve ikinci tür sınır şartı için yerel Nusselt sayısının boru boyunca sabit bir değere doğru yaklaştığı ve bu değerin kı/k2 parametresi ile ters orantılı olarak değiştiği görülmüştür. Yine iki katmanlı boru duvarı durumunda, katmanlar arası ısıl iletim oranının yüksek değerlerinde, boru boyunca duvar iç ve dış yüzey sıcaklıklarındaki değişimin çok az olduğu görülmüştür. Ayrıca, sabit yüzey sıcaklığı sınır şartı için yapılan çalışmalarda, diğer sımr şartlarından farklı olarak kı/kî parametresinin ısı transferi karakteristikleri bakımından etkili bir parametre olmadığı görülmüştür. Yine diğer sımr şartlarından farklı olarak, sabit yüzey sıcaklığı sınır şartı için yerel Nusselt sayısının boru boyunca sabit bir değere doğru yaklaştığı ve bu değerin kı/ka parametresinden bağımsız olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Birleşik ısı transferi, Laminer akış, Katmanlı boru duvarı