Çarpan Jet Termoakışlarında İki Denklemli Türbülans Modelleri için Model Sabitlerinin Modifikasyonu


Özet Görüntüleme: 11 / PDF İndirme: 11

Yazarlar

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.7474618

Anahtar Kelimeler:

Çarpan ısıl jet akışı, türbülans, iki denklemli türbülans modelleri, türbülans model sabitlerinin modifikasyonu, hesaplamalı akışkanlar dinamiği

Özet

Isıl jet akışları mühendislikte yaygın kullanım alanına sahiptir. Isıl jet akışlarındaki türbülans modelleri aynı zamanda literatür çalışmalarının da araştırma konusudur Çarpan jet akışında H (lüle çıkışı ile çarpma yüzeyi arasındaki mesafe) ile Dh (lüle çapı) oranı büyük önem teşkil eder. Nusselt sayısı ısı transferi açısından büyük önem arz etmektedir. Nusselt sayısının büyüklüğü ısı transferinin büyüklüğünü gösterir. Bundan ötürü H/Dh 5 ten küçük olduğunda ısı transferinin daha fazla olduğu söylenebilir. Literatürdeki deneysel çalışmalara bakıldığında Nusselt sayısının; Reynold sayısı, Prandtl sayısı, sınırlandırmanın olup olmaması, türbülans gibi paremetrelere bağlı olduğu görülür. Literatürdeki sayısal çalışmalara bakıldığında bu paremetlere ek olarak kullanılan türbülans modelinin ve çözüm metodunun da etkisi görülmektedir. Bu makalede ANSYS FLUENT yazılımı kullanılarak farklı sınır şartlarına sahip 4 impinging jet geometrisi üzerinde modifiye edilmiş k-ɛ türbülans modeli ile çarpma bölgesindeki ısı transferi olayı hesaplamalı olarak gözlemlenmiştir ve literatürdeki deneysel çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada standard k-ɛ, RNG k-ɛ ve Realizable k-ɛ türbülans modelinde kullanılan C ve C katsayıları değiştirilerek çarpma plakası boyunca Nusselt katsayısının değişimi gözlemlenmiş ve deneysel çalışmalarla karşılaştırılmıştır. k-ɛ türbülans modelinin çarpan jet akışındaki uyumsuzluğunun nedeni irdelenmiştir.

Referanslar

Ahmed, Z. U.; Al-abdeli, Y. M. & Guzzomi, F. G. 2017. Flow field and thermal behaviour in swirling and non-swirling turbulent impinging jets. International journal of Thermal Sciences, 114(-):241-256.

Alfonsi, G. 2019. Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equations for Turbulence Modeling. Applied Mechanics Reviews, 62(4)

Alimohammadi, S.; Murray, D. B. & Persoons,T. 2014. Experimental validation of a computational fluid Dynamics Methodology for Transitional Flow Heat Transfer Characteristics of a Steady Impinging Jet. Journal of Heat Transfer, 136(6):091703.

Anderrson, B.; Anderrson, R., Hakansson, L., Mortensen, M., Sudiyo,R. & Wachem,B. 2012. Computational Fluid Dynamics for Engineers. Cambridge University Press, New York, USA, 189 s.

Carlomagno, G. M. & Laniro, 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.

Chan, T. L.; Leung, C. W., Jambunathan, K., Ashforth-Frost, S., Zhou, Y. & Liu, M. H. 2001. Heat transfer characteristics of a slot jet impinging on a semi-circular convex surface. International Journal of Heat and Fluid Flow, 45(-):993-1006.

Chung, T. J. 2002. Computational Fluid Dynamics. Cambridge University Press, Cambridge,1012 s.

Cziesla, T.; Tandogan, E. & Mitra, N. K. 1997. Large eddy simulation of heat transfer from impinging slot jets. Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 32(1):1-17.

Çengel, Y. & Boles, M. A. 2013. Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik.Palme Yayıncılık, Ankara, 978 s.

Del Frate,L. & Galassi, G. 2011.CFD Simulations of a Normally-Impinging Jet from a Circular Nozzle.International conference Nuclear Energy for New Europe,12-15 Eylül 2011,Bovec,Slovenia.

Durbin, P. A. 1996. On the k-3 stagnation point anomaly. International Journal of Heat and Fluid Flow,17(1):89-90.

Durbin, P. A. & Pettersson Reif, B. A. 2011. Statistical Theory and Modeling for turbulent Flows. A John Wiley and Sons Publication, UK, 357 s.

Genceli, O. F. 2000. Çözümlü Isı Taşınımı Problemleri. Birsen Yayınevi, İstanbul, 644 s.

Guerra, D. R. S.; Su, J. & Freire, A.P.S .2005. The near Wall behavior of an impinging jet. International Journal of Heat and Mass Transfer, 48(-):2829-2840.

Hamba, F. 1987. Estimate of Constants in the K- ε Model of turbulence by Using Large Eddy Simulation. Journal of the physical Society of Japan, 56(10):3405-3408.

Hellsten, A. 1997. Some Improvements in Menter’s k-ω SST Turbulence Model. 29.AIAA Fluid Dynamics Conference, 15-18 Haziran 1997, Albuquerque, NM.

Incropera, F. P. & DeWitt, D. P. 2001. Isı ve Kütle Geçişinin Temelleri. Literatür Yayınları, İstanbul, 960 s.

Ingole,S. & Sundaram, K. K. 2012. Review of Experimental Investigation in Heat Transfer for Jet Impingement Cooling. International Review of Mechanical Engineering, 6(3).

Issac, J.; Singh,D. & Kango, S. 2019. Experimental and numerical investigation of heat transfer characteristics of jet impingement on a flat plate. Heat Mass Transfer, 56(-):531-546.

Jambunathan, K.; Lai, E., Moss, E. A. & Button, B. L. 1992. A review of heat transfer data for single circular jet impingement. International Journal of Heat and Fluid Flow,13(2).

İndir

Yayınlanmış

25.12.2022

Nasıl Atıf Yapılır

Arslan, S., & Pulat, E. (2022). Çarpan Jet Termoakışlarında İki Denklemli Türbülans Modelleri için Model Sabitlerinin Modifikasyonu. Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences, 9(25), 22–36. https://doi.org/10.5281/zenodo.7474618

Sayı

Bölüm

Makaleler