AI Summary & Key Takeaways
AI InsightIt was also observed that the effect of the control cylinder decreased with the increase of the L/D ratio between the cylinders, and it was determined that the optimum ratio for Re = 2700 in terms of heat transfer was L/D = 2.0.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study, the effect of the distance between two cylinders (control cylinder and heated cylinder) placed sequentially in a fluid flow on the heat transfer around the heated cylinder in the downstream region was investigated experimentally. The heated cylinder is made of aluminum, and the surface of the cylinder is heated by placing an electrical resistance inside. In the study, first, a temperature measurement and control system were designed and tested to obtain a constant temperature on the cylinder surface and to perform measurements. To evaluate the first measurements, the changes around the cylinder at different Reynolds (Re) numbers for a single cylinder were examined. Then, to provide passive flow control for Re = 2700, a control cylinder at different distance (L/D ratio) was placed in the upper flow area of the heated cylinder and the heat transfer around the cylinder was examined. It was determined from the experiments made with different Re numbers that the Nusselt (Nu) number changes along the circumference of the cylinder depending on the flow. In addition, it was observed that the temperature on the cylinder surface decreased due to the irregularities in the flow structure around the cylinder with the increase in the Re number and thus the Nu number increased. It was also observed that the effect of the control cylinder decreased with the increase of the L/D ratio between the cylinders, and it was determined that the optimum ratio for Re = 2700 in terms of heat transfer was L/D = 2.0.
Özet
Bu çalışmada, bir akış alanı içerisine sıralı şekilde yerleştirilen iki silindir (kontrol silindiri ve ısıtılan silindir) arasındaki mesafenin alt akış bölgesindeki ısıtılan silindir etrafındaki ısı transferine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Isıtılan silindir alüminyumdan imal edilmiş olup, içerisine elektrikli rezistans yerleştirilerek silindir yüzeyinin ısıtılması sağlanmıştır. Çalışmada öncelikle, silindir yüzeyinde sabit sıcaklık elde etmek ve ölçümleri gerçekleştirmek için bir sıcaklık ölçüm ve kontrol sistemi tasarlanmış ve test edilmiştir. İlk ölçümlerin değerlendirilebilmesi amacıyla tek silindir (ısıtılmış silindir) için farklı Reynolds (Re) sayılarında silindir etrafındaki değişimler incelenmiştir. Daha sonra Re=2700 için pasif akış kontrolü sağlamak amacı ile ısıtılan silindirin üst akış bölgesine farklı mesafelerde (L/D oranı) bir kontrol silindiri yerleştirilerek silindir çevresindeki ısı transferi incelenmiştir. Farklı Re sayılarında yapılan deneylerden, Nusselt (Nu) sayısının akışa bağlı olarak silindir çevresi boyunca değişim gösterdiği ayrıca Re sayısının artması ile silindir çevresindeki akış yapısındaki düzensizliklerden kaynaklı olarak silindir yüzeyindeki sıcaklıkların düştüğü ve dolayısıyla Nu sayısının arttığı görülmüştür. Silindirler arasındaki L/D oranının artması ile kontrol silindirinin etkisinin azaldığı görülmüş ve Re=2700 için ısı transferi açısından optimum oranın L/D=2.0 olduğu tespit edilmiştir.