Yıl: 2016 Cilt: 36 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 119 - 133 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ

Öz:
Otomotiv sektöründe kullanılmakta olan radyatörlerindaha az yer işgal etmesinisağlamak için son zamanlarda farklı kesitlere haiz küçükhava kanalarınınkullanımına ağırlık verilmiştir. Bu kanallarda gerek hidrodinamik gerek termalgiriş bölgesinin toplam kanal boyuna oranı oldukça küçüktür. Kanal içerisindeki akış laminer rejimde gerçekleşmekte olup hem hidrodinamik hem de termal yönden tam gelişmiş kabul edilmesi uygundur. Radyatörlerde dörtgen, üçgen, altıgen, sinüzoit, elipsoit, paraboloitgibi muhtelif kesitli havaakış kanallarıkullanılmakla birlikte köşeleri keskin olmayan sinüzoit, elipsoit ve paraboloitkesitli kanalların imalatı ve ısı transferi özellikleri avantajlı görülmektedir.Bu araştırmada kesiti paraboloit,ikizkenar üçgen, dik üçgen ve sinüzoitolan hava kanallarındaki konveksiyon ısı transferi sabit ısı akısı şartı ile incelenmiştir. Momentum ve enerji denklemlerinin sayısal çözümü içinuygunolmayankanal kesitleri,uygun transformasyonlar kullanılarakdikdörtgenveya kare şeklindedüzgün sayısal çözümalanlarınadönüştürülmüştür. Hava kanallarının farklı yükseklik/genişlikoranları için hal çalışmaları yapılarak Nusselt sayısıve Darcy sürtünme faktörü ile Reynolds sayısının ilişkisi (Poiseuille sayısı)belirlenmiştir. Belirlenen bu sayılarliteratürde bulunan yakın geometrideki kanallar için verilen değerlerile kıyaslanarakdoğruluğu teyit edilmiştir.
Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Makine

THE INVESTIGATION OF FULLY DEVELOPED FLOW AND HEAT TRANSFER IN RADIATOR AIR CHANNELS

Öz:
In automotive sector, in order to reduce the space occupied by engineradiators,the use of micro air channels with different cross-sections hasbeen intensified.In these channels both;the hydrodynamic entry-lengthandthe thermal entry-lengtharesmall enoughcompared to the total length of the channel.The flow in the channel occurs in laminar regime and it is plausible to assume itto behydro-dynamically and thermally fully developed flow.In radiators, despite that several air channels with differentcross-sectionssuch as; tetragon, triangle, hexagon, sinusoid, parabolaetc. are used, the channels with nosharp corners have advantages from manufacturing point of view and heat transfer point of view. In this study, the convective heat transfer in parabolic, elliptic, sinusoidal and triangular cross-sectioned air channels has been investigated under the condition of constant heat flux.By using appropriate transformations,thesolution domains ofthemomentum and energy equations, which are irregular for numerical solution,weretransformed to regulardomainslike rectangle or square. By conducting case studies for different aspect ratios of air channels, Nusselt number,and the relations between Darcy friction factor and Reynolds number (Poiseuille number) have been determined.The accuracy of theNusselt number and Poiseuille number wereconfirmed by comparing with the literature values given for other channels similar to parabolic channels.
Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Makine
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Aydın O. and Avcı M., 2007, Analysis of Laminar Heat Transfer in Micro-Poiseuille Flow, International Journal of Thermal Sciences, 46, 30-37.
  • Campo A., Morales J. C. and Larreteguy A. E., 1997, Pressure Drop and Heat Transfer Associated with Flows Moving Laminarly in Straight Ducts of Irregular, Singly Connected Cross-Sections, Heat and Mass Transfer, 32, 193-197.
  • Chen S., Chan T. L. and Leung C. W., 2000, Numerical Prediction of Laminar Forced Convection in Triangular Ducts with Unstructured Triangular Grid Method, Numerical Heat Transfer Part A, 38, 209-224.
  • Dharaiya V. V. and Kandlikar S. G., 2012, Numerical Investigation of Heat Transfer in Rectangular Microchannels Under H2 Boundary Condition During Developing and Fully Developed Laminar Flow, Journal of Heat Transfer, 134, 020911
  • Guo Z. Y. and Li Z. X., 2003, Size Effect on Single-Phase Channel Flow and Heat Transfer at Microscale, International Journal of Heat and Fluid Flow,24, 284-298.
  • Incropera F. P. and DeWitt D. P., 2007, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, NewYork, ISBN 0-471-82561-1.
  • Karabulut, H., İpci, D., Cinar, C., 2016,Numerical Solution of Fully Developed Heat Transfer Problem with Constant Wall Temperature and Application to Isosceles Triangle and Parabolic Ducts,Applied Thermal Engineering, 102, 115-124.
  • Ko T. H., 2007, A Numerical Study on Developing Laminar Forced Convection and Entropy Generation in Half-And Double-Sine Ducts, International Journal of Thermal Sciences, 46, 1275-1284.
  • Kreyszig E., Kreyszig H. and Norminton E. J., 2011, Advanced Engineering Mathematics, John Wiley & Sons, Inc. ISBN 978-0-470-45836-5.
  • Morini G. L., 2000, Analytical Determination of the Temperature Distribution and Nusselt Numbers in Rectangular Ducts with Constantaxial Heat Flux, International Journal of Heat and Mass Transfer, 43, 741-755.
  • Niu J. L. and Zang L. Z., 2002, Heat Transfer and Friction Coefficient in Corrugated Ducts Confined by Sinusoidal and Arc Curves, International Journal of Heat and Mass Transfer, 45, 571-578.
  • Palm B., 2001, Heat Transfer in Microchannels, Microscale Thermophysical Engineering, 5, 155-175.
  • Patankar S. V., 1980, Numerical Heat and Fluid Flow, McGraw-Hill, NewYork.
  • Rao M. V. Kumar P. V. R. and Rao P. S. S., 2006, Laminar Flow Heat Transfer in Concentric Equilateral Triangular Channels, Indian Journal of Chemical Technology13, 614-622.
  • Sadasivam R., Manglik R. M. and Jog M. A., 1999, Fully Developed Forced Convection Through Trapezoidal and Hexagonal Ducts, International Journal of Heat and Mass Transfer, 42, 4321-4331.
  • Shah R. K. and London A. L., 1971, Laminer Flow Forced Convection Heat Transfer and Flow Friction in Straight and curved Ducts, A Summary of Analytical Solutions, Technical Report No. 75, Prepared under Contract Nonr 225(91) for Office of Naval Research.
  • Velusamy K. and Garg V. K., 1996, Laminar Mixed Convection inVertical Elliptical Ducts, International Journal of Heat and Mass Transfer, 39(4), 745-752.
  • ZhaoT. S. and ChengP., 1998, A Numerical Study of Laminar Reciprocating Flow in a Pipe of Finite Length,Applied Scientific Research, 59(1), 11-25
APA Ipci D, KARABULUT H, Cinar C (2016). RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. , 119 - 133.
Chicago Ipci Duygu,KARABULUT Halit,Cinar Can RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. (2016): 119 - 133.
MLA Ipci Duygu,KARABULUT Halit,Cinar Can RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. , 2016, ss.119 - 133.
AMA Ipci D,KARABULUT H,Cinar C RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. . 2016; 119 - 133.
Vancouver Ipci D,KARABULUT H,Cinar C RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. . 2016; 119 - 133.
IEEE Ipci D,KARABULUT H,Cinar C "RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ." , ss.119 - 133, 2016.
ISNAD Ipci, Duygu vd. "RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ". (2016), 119-133.
APA Ipci D, KARABULUT H, Cinar C (2016). RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 36(2), 119 - 133.
Chicago Ipci Duygu,KARABULUT Halit,Cinar Can RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi 36, no.2 (2016): 119 - 133.
MLA Ipci Duygu,KARABULUT Halit,Cinar Can RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, vol.36, no.2, 2016, ss.119 - 133.
AMA Ipci D,KARABULUT H,Cinar C RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi. 2016; 36(2): 119 - 133.
Vancouver Ipci D,KARABULUT H,Cinar C RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi. 2016; 36(2): 119 - 133.
IEEE Ipci D,KARABULUT H,Cinar C "RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ." Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 36, ss.119 - 133, 2016.
ISNAD Ipci, Duygu vd. "RADYATÖR HAVA KANALLARINDA TAM GELİŞMİŞ AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ". Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi 36/2 (2016), 119-133.