Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması

KARABULUT, KORAY; Alnak, Dogan Engin

Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması

Doğan Engin ALNAK, (Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Sivas, Türkiye)

Koray KARABULUT (Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Sivas Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Elektrik ve Enerji Bölümü, Doğalgaz ve Tesisatı Teknolojisi Programı, Sivas, Türkiye)

Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi

4 1

Yıl: 2021 Cilt: 36 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 331 - 345 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması

Öz:

Bu çalışmada, farklı jet giriş genişliklerindeki kanallarda bulunan düz yamuk ve ters yarım daire şeklindeiki farklı desene sahip bakır plakalı yüzeylerden hava jeti akışı ile olan ısı transferi sayısal olarakaraştırılmıştır. Sayısal hesaplamalar, zamandan bağımsız ve üç boyutlu olarak enerji ve Navier-Stokesdenklemlerinin k-ε türbülans modelli Ansys-Fluent bilgisayar programı kullanılarak çözülmesiylegerçekleştirilmiştir. Kanalların üst ve alt yüzeyleri adyabatik olup desenli yüzeylere sabit ısı akısıuygulanmıştır. Jet giriş genişlikleri Dh ve 1,25Dh’dır. Çalışmanın sonuçları, literatürdeki çalışmanınsayısal ve deneysel sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve birbirleriyle uyumlu oldukları görülmüştür. Sonuçlar,her bir desenli yüzey için ortalama Nu sayısı ve yüzey sıcaklık değişimi olarak sunulmuştur. Jet ve plakaarası mesafe (H/Dh) 12’de Re=9000 için ters yarım daire desenli yüzeylerin ortalama Nu sayısı, düzyamuk desenli yüzeylerden yaklaşık %56 daha fazladır.

Anahtar Kelime: Çarpan hava jeti Isı transferi Desenli yüzey Jet giriş genişliği

Search of the Effect of Jet Inlet Width on Heat Transfer and Flow Character

Öz:

In this study, the heat transfer was numerically researched by air jet flow from copper plate surfaces having different pattern shapes as flat trapezoid and reverse semi-circular in channels with different jet inlet widths. Numerical calculations were performed by solving the energy and Navier-Stokes equations in three dimensions and steady, using the Ansys-Fluent program with standard k-ε turbulence model. The top and bottom facets of the channels are adiabatic and fixed heat flux was implemented to the patterned facets. Jet entrance widths are Dh and 1,25Dh. The results of the study were compared with the numerical and experimental results of the work in the literature and it was obtained that they are compatible with one another. The results were exhibited as the average Nu number and variation of facet temperature for each patterned facet. The average Nu number of reverse semi-circular patterned facets is approximately 56% more than flat trapezoid patterned facets at distance between jet-plate (H/Dh) 12 for Re = 9000.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Sharma, S., 2015. Experimental Investigation on Heat Transfer Characteristics from Liquid Jet Impingement to Different Flat Plates, International Journal for Innovative Research in Science & Technology, 1(12), 130-133.
2. Babic, D., Murray, D.B., Torrance, A.A., 2005. Mist Jet Cooling of Grinding Processes, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 45, 1171-1177.
3. Royne,, A., Dey, C., 2004. Experimental Study of A JetI Impingement Device for Cooling of Photovoltaic Cells Under High Concentration, ANZSEZ Solar 2004: Life, the Universe and Renewables Congress, Perth, Australia.
4. Narumanchi, S.V.J., Amon, C.H., Murthy, J.Y., 2003. Influence of Pulsating Submerged Liquid Jets on Chip-Level Thermal Phenomena, Transactions of the ASME, 125(3), 354-361.
5. Kercher, D.S., Lee, J.B., Brand, O., Allen, M.G., Glezer, A., 2003. Microjet Cooling Devices for Thermal Management of Electronics, IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, 26(2), 359-366
6. Carlomagno, G.M., Ianiro, A., 2014. Thermo- Fluid-Dynamics of Submerged Jets Impinging at Short Nozzle-to-Plate Distance: A Review, Experimental Thermal and Fluid Science, 58, 15-35.
7. Argus, E., Rady, M.A., Nada, S.A., 2006. A Numerical Investigation and Parametric Study of Cooling an Array of Multiple Protruding Heat Sources by A Laminar Slot Air Jet, International Journal of Heat and Mass Transfer, 28, 787-805.
8. Popovac, M., Hanjalic, K., 2007. Large-Eddy Simulation of Flow Over A Jet-impinged Wall Mounted Cube in A Cross Stream, International Journal of Heat and Fluid Flow, 28(6), 1360-1378.
9. Yang, Y.T., Hwang, C.H., 2004. Numerical Simulations on the Hydrodynamics of A Turbulent Slot Jet on A Semi-Cylindrical Convex Surface, Numerical Heat Transfer, 46, 995-1008.
10. Karabulut, K., Alnak, D.E., 2020. Değişik Şekilde Tasarlanan Isıtılmış Yüzeylerin Hava Jeti Çarpmalı Soğutulmasının Araştırılması, Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(1), 88-98.
11. Karabulut, K., 2019. Heat Transfer Improvement Study of Electronic Component Surfaces Using Air Jet Impingement, Journal of Computational Electronics, 18, 1259-1271.
12. Mushatat, K.S., 2007. Analysis of the Turbulent Flow and Heat Transfer of the Impingement Cooling in A Channel with Cross Flow, Engineering Science, 18(2), 101-122.
13. Tepe, A.Ü., 2021. Numerical Investigation of A Novel Jet Hole Design for Staggered Array Jet Impingement Cooling on A Semicircular Concave Surface, International Journal of Thermal Sciences, 162, 106792.
14. Belarbi, A.A., Beriache, M., Bettahar, A., 2018. Experimental Study of Aero-Thermal Heat Sink Performances Subjected to Impinging Air Flow, International Journal of Heat and Technology, 36(4), 1310-1317.
15. Leena, R., Syamkumar, G., Prakash, M.J., 2018. Experimental and Numerical Analyses of Multiple Jets Impingement Cooling for High-power Electronics, IEEE Transactions on Components Packaging and Manufacturing Technology, 8(2), 210-215.
16. Wang, S.J., Mujumdar, A.S., 2005. A Comparative Study of Five Low Reynolds Number k–ε Models for Impingement Heat Transfer. Applied Thermal Engineering, 25, 31-44, 2005.
17. Saleha, N., Fadela, N., Abbes, A., 2015. Improving Cooling Effectiveness by Use Chamfers on the Top of Electronic Components, Microelectronics Reliability, 55, 1067-1076.
18. Kılıç, M., Çalışır, T., Başkaya, Ş., 2017. Experimental and Numerical Study of Heat Transfer from a Heated Flat Plate in a Rectangular Channel with an Impinging Air Jet, Journal of Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 39(1), 329-344.

APA	Alnak D, KARABULUT K (2021). Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. , 331 - 345.
Chicago	Alnak Dogan Engin,KARABULUT KORAY Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. (2021): 331 - 345.
MLA	Alnak Dogan Engin,KARABULUT KORAY Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. , 2021, ss.331 - 345.
AMA	Alnak D,KARABULUT K Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. . 2021; 331 - 345.
Vancouver	Alnak D,KARABULUT K Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. . 2021; 331 - 345.
IEEE	Alnak D,KARABULUT K "Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması." , ss.331 - 345, 2021.
ISNAD	Alnak, Dogan Engin - KARABULUT, KORAY. "Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması". (2021), 331-345.

APA	Alnak D, KARABULUT K (2021). Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi, 36(2), 331 - 345.
Chicago	Alnak Dogan Engin,KARABULUT KORAY Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi 36, no.2 (2021): 331 - 345.
MLA	Alnak Dogan Engin,KARABULUT KORAY Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi, vol.36, no.2, 2021, ss.331 - 345.
AMA	Alnak D,KARABULUT K Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi. 2021; 36(2): 331 - 345.
Vancouver	Alnak D,KARABULUT K Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi. 2021; 36(2): 331 - 345.
IEEE	Alnak D,KARABULUT K "Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması." Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi, 36, ss.331 - 345, 2021.
ISNAD	Alnak, Dogan Engin - KARABULUT, KORAY. "Jet Giriş Genişliğinin Isı Transferi ve Akış Yapısına Olan Etkisinin Araştırılması". Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi 36/2 (2021), 331-345.