The effect of obtacles normal to the flow in a partially bottom heated horizontal channel on heat transfer

Tabanı kısmi olarak ısıtılan yatay bir kanalda akışa dik engellerin ısı transferi üzerine etkileri

Abstract

In this study, the effect of obstacles of various diameters, located upstream of a partially bottom heated rectangular channel providing constant heat flux, on heat transfer is investigated experimentally. Obstacles of various diameters are located into the channel normal to the main flow direction and parallel to the heated surface. Effects of the obstacle locations -changed parallel and normal to the flow- were investigated. It is observed that average Nusselt number computed for the heated surface based on experimental measurements reaches to a maximum value at some certain horizontal and vertical distances from the obstacles. It is determined that the maximum value of Nusselt number varies with both obstacle diameter and Reynolds number. The values of average Nusselt number computed for each case and for various Reynolds numbers were compared with the ones obtained for the same channel without obstacles.

Özet

Bu çalışmada, tabanı sabit ısı akısı sınır şartını sağlamak üzere kısmi olarak ısıtılan dikdörtgen bir kanalda, yukarı akış bölgesine yerleştirilen farklı çaplardaki silindirik engellerin ısı transferi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kanal içerisine, kısmî ısıtılan yüzeye paralel ve akışa dik olarak, çeşitli büyüklüklerde engeller yerleştirilmiştir. Çalışmada, silindirik engellerin kanaldaki -akış doğrultusunda ve akışa dik doğrultuda- yerleşim noktaları değiştirilerek bu parametrelerin, ısı transferi karakteristikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan ölçümlere bağlı olarak yüzeyin ısıtılan bölgesi için hesaplanan ortalama Nusselt sayılarının engelden yatayda ve düşeyde belirli uzaklıklarda maksimum değerlere eriştiği gözlenmiştir. Nusselt sayılarının maksimum değerleri ile bu sayıların elde edildiği mesafelerin, Reynolds sayıları ve engel büyüklüklerine bağlı olarak değişim gösterdikleri tespit edilmiştir. Çeşitli Reynolds sayılarında incelenen her bir durum için deneysel olarak elde edilen ortalama Nusselt sayıları, aynı şartlardaki boş kanal için yapılan deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır.