SavedAdd your journal

Journals / Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2022 / Cilt: 12 - Sayı: 1

Numerical optimization of geometric parameters in impinging jet heat transfer: Response surface methodology

Çarpan jetle ısı transferinde geometrik parametrelerin sayısal optimizasyonu: Yanıt yüzey yöntemi

Ahmet Numan ÖZAKIN
Faruk YEŞİLDAL
Pages
357–369
Publication Date
2022-01-15
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

In addition, a mathematical model has been developed for the temperature difference determined as the response variable.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this study, numerical optimization was carried out with the Response Surface Method (RSM) to determine the effect of parameters in impinging jet cooling.
📊
Key Findings & Data:Optimal results; 5 for the number of nozzles, 1.5 cm for the fin height, the cylinder fin geometry and 2 cm for H distance.
💡
Conclusion & Impact:In addition, a mathematical model has been developed for the temperature difference determined as the response variable.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Çarpan jet · Hesaplamalı akışkanlar dinamiği · Yanıt yüzey yöntemi

Abstract

In this study, numerical optimization was carried out with the Response Surface Method (RSM) to determine the effect of parameters in impinging jet cooling. The effects of nozzle number, fin height, fin geometry and nozzle to surface distance (H) were investigated. The temperature difference was taken as the response variable. As a result, the most effective parameter was obtained as the fin height. Optimal results; 5 for the number of nozzles, 1.5 cm for the fin height, the cylinder fin geometry and 2 cm for H distance. In addition, a mathematical model has been developed for the temperature difference determined as the response variable.

Özet

Bu çalışmada çarpan jet ile soğutmada parametrelerin etkisini belirlemek için Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) ile sayısal optimizasyon yapılmıştır. Nozul sayısı, kanat uzunluğu, kanat geometrisi ve nozul-yüzey mesafesi (H) faktörlerinin etkisi araştırılmıştır. Yanıt değişkeni olarak sıcaklık farkı alınmıştır. Sonuçta en etkin parametre kanat uzunluğu olarak elde edilmiştir. Optimum sonuçlar; nozul sayısı için 5, kanat uzunluğu için 1.5 cm, kanat geometrisi olarak silindir ve H için 2 cm olarak elde edilmiştir. Ayrıca, yanıt değişkeni olan sıcaklık farkı için bir matematiksel model geliştirilmiştir.

🔖

Cite This Article

ÖZAKIN, A. N., YEŞİLDAL, F. (2022). Numerical optimization of geometric parameters in impinging jet heat transfer: Response surface methodology. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 12 - Sayı: 1, 357–369. https://ajindex.com/articles/668371

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (9)

  1. Ahmed, Z. U., Al-Abdeli, Y. M., & Guzzomi, F. G. (2015). Impingement pressure characteristics of swirling and non-swirling turbulent jets. Experimental Thermal and Fluid Science, 68, 722-732.
  2. Al-Hadhrami, L. M., Shaahid, S., & Al-Mubarak, A. A. (2011). Jet impingement cooling in gas turbines for improving thermal efficiency and power density. Advances in Gas Turbine Technology, 191-210.
  3. Ashforth-Frost, S., Jambunathan, K., & Whitney, C. (1997). Velocity and turbulence characteristics of a semiconfined orthogonally impinging slot jet. Experimental Thermal and Fluid Science, 14(1), 60-67.
  4. Barbosa, F. V., Sousa, S. D., Teixeira, S. F., & Teixeira, J. C. (2021). Application of Taguchi Method for the Analysis of a Multiple Air Jet Impingement System with and without Target Plate Motion. International Journal of Heat and Mass Transfer, 176, 121504. Buzzard, W. C., Ren, Z., Ligrani, P. M., Nakamata, C., & Ueguchi, S. (2017). Influences of target surface small-scale rectangle roughness on impingement jet array heat transfer. International Journal of Heat and Mass Transfer, 110, 805-816.
  5. Caliskan, S., Baskaya, S., & Calisir, T. (2014). Experimental and numerical investigation of geometry effects on multiple impinging air jets. International Journal of Heat and Mass Transfer, 75, 685-703.
  6. ÇELİK, N., & Haydar, E. (2010). Çarpan Dairesel Bir Jette Çarpma Bölgesi Türbülans Şiddetinin Isı Transferine Etkisi. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 30(1), 91-98.
  7. Demircan, T., & Türkoğlu, H. (2007). Bir yüzeye çarpan osilasyonlu iki boyutlu dikdörtgen hava jetinin sayısal olarak incelenmesi. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 27(1), 39-50.
  8. Demircan, T., & Türkoğlu, H. (2010). Çarpan Osilasyonlu Jetlerde Osilasyon Karakteristiklerinin ve Çarpma Mesafesinin Akiş Ve Isi Transferine Etkilerinin Sayisal Olarak İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 25(4). Diop, S. N., Dieng, B., & Senaha, I. (2021). A study on heat transfer characteristics by impinging jet with several velocities distribution. Case Studies in Thermal Engineering, 101111. Gelis, K., & Akyurek, E. F. (2021). Entropy generation of different panel radiator types: Design of experiments using response surface methodology (RSM). Journal of Building Engineering, 41, 102369. Ianiro, A., & Cardone, G. (2012). Heat transfer rate and uniformity in multichannel swirling impinging jets. Applied Thermal Engineering, 49, 89-98.
  9. Karabulut, K., & Alnak, D. E. (2020). Değişik şekilde tasarlanan ısıtılmış yüzey