KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Politeknik Dergisi / 2021 / Cilt: 24 - Sayı: 4

Hidrolik Çap Kullanarak Dairesel Kanal ve Gerçek Altıgen Kanal Sonuçlarının Karşılaştırılması

A Comparison of Circular Duct and Real Hexagonal Duct Results Using Hydraulic Diameter

Umut Barış YILMAZ
Oğuz TURGUT
Sayfa
1593–1604
Yayın Tarihi
2021-12-01
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Literatürde türbülanslı akış koşullarında dairesel kanallar için verilen korelasyonların gerçek altıgen kanal akışına göre %14 daha yüksek boyutsuz ısı transfer katsayısı olan Nusselt sayısı sağlayabileceği sonucuna varılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Dairesel kanallar için türetilmiş türbülanslı akış korelasyonlarının hidrolik çap kullanılarak altıgen kesitli kanallar için kullanılıp kullanılamayacağını görmek için ANSYS Fluent 17.0 yazılımı kullanılarak altıgen kanallardaki türbülanslı akış sayısal olarak incelenmiştir. 30o ile 90o arasında kanal yanal açıları ve 10×103Re50×103 arasındaki Reynolds sayısı parametreleri incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Sonuçlar, altıgen kanal yanal açısının kanal boyunca basınç düşümünü ve kanaldaki ısı transfer katsayısını etkilediğini göstermiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Literatürde türbülanslı akış koşullarında dairesel kanallar için verilen korelasyonların gerçek altıgen kanal akışına göre %14 daha yüksek boyutsuz ısı transfer katsayısı olan Nusselt sayısı sağlayabileceği sonucuna varılmıştır.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Altıgen kesitli kanal · ısı transferi · türbülanslı akış

Özet

Dairesel kanallar için türetilmiş türbülanslı akış korelasyonlarının hidrolik çap kullanılarak altıgen kesitli kanallar için kullanılıp kullanılamayacağını görmek için ANSYS Fluent 17.0 yazılımı kullanılarak altıgen kanallardaki türbülanslı akış sayısal olarak incelenmiştir. 30o ile 90o arasında kanal yanal açıları ve 10×103Re50×103 arasındaki Reynolds sayısı parametreleri incelenmiştir. Türbülans modeli olarak standart k-ε modeli kullanılmıştır. Altıgen kesitli kanallar için Reynolds sayısına ve yanal açıya bağlı tam gelişmiş boyutsuz ısı transfer katsayısı olan Nusselt sayısı ve tam gelişmiş Darcy sürtünme faktörü için genel ifadeler önerilmiştir. Sonuçlar, altıgen kanal yanal açısının kanal boyunca basınç düşümünü ve kanaldaki ısı transfer katsayısını etkilediğini göstermiştir. Ayrıca sonuçlar =60o olan eşkenar altıgen kanalın minimum basınç düşüşü ve maksimum Nusselt sayısı verdiğini göstermiştir. Literatürde türbülanslı akış koşullarında dairesel kanallar için verilen korelasyonların gerçek altıgen kanal akışına göre %14 daha yüksek boyutsuz ısı transfer katsayısı olan Nusselt sayısı sağlayabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract

To see whether the turbulent flow correlations derived for circular ducts can be used for hexagonal cross-sectional ducts using hydraulic diameter, turbulent flow in hexagonal ducts is numerically investigated under constant wall temperature boundary condition using ANSYS Fluent 17.0 software. Investigated parameters are the Reynolds number between 10×103Re50×103 and side angle of the duct varying between 30o and 90o. Standard k-ε model is used as turbulence model. General expressions are proposed for fully developed dimensionless heat transfer coefficient Nusselt number and fully developed Darcy friction factor in terms of Reynolds number and side angle for hexagonal-shaped cross-sectional duct. Results show that side angle of hexagonal duct affects the pressure drop along duct and heat transfer coefficient in duct. Results point out that regular hexagonal duct, =60o, gives minimum pressure drop and maximum Nusselt number. It is concluded that correlations given in the literature for circular ducts in turbulent flow can give 14% higher dimensionless heat transfer coefficient, Nusselt number, than that of actual hexagonal duct flow.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

YILMAZ, U. B., TURGUT, O. (2021). Hidrolik Çap Kullanarak Dairesel Kanal ve Gerçek Altıgen Kanal Sonuçlarının Karşılaştırılması. Politeknik Dergisi, Cilt: 24 - Sayı: 4, 1593–1604. https://ajindex.com/articles/422196

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (13)

  1. Kakac S, Shah R. K. and Aung W., Handbook of single-phase convective heat transfer. Wiley, USA, (1987)
  2. He S. and Gotts J. A., “Calculation of friction coefficients for noncircular channels”, Journal of Fluids Engineering - Transactions of the ASME, 126: 1033-1038, (2004)
  3. Sadasivam R., Manglik R. J. and Jog M. A., “Fully developed forced convection through trapezoidal and hexagonal ducts”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 42: 4321-4331, (1999)
  4. Shah R. K. and London A. L., “Laminar flow forced convection in ducts”, in: Irvine T. F. and Harnett J. P., Academic Press, New York, (1978)
  5. Shah R. K. and Bhatti M. S., “Laminar convective heat transfer in ducts”, in: Kakaç S., Shah R. K. and Aung W., Wiley, New York, (1978)
  6. Asako Y., Nakamura H. and Faghri M., “Developing laminar flow and heat transfer in the entrance region of regular polygonal ducts”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 31: 2590-2593, (1988)
  7. Damean N. and Regtien P. P. L., “Velocity field of the fully developed laminar flow in a hexagonal duct”, Sensors and Actuators A: Physical, 92: 144-151, (2001)
  8. Oztop H. P., Sahin A. Z. and Dagtekin I., “Entropy generation through hexagonal cross-sectional duct for constant wall temperature in laminar flow”, International Journal of Energy Research, 28: 725-737, (2004)
  9. Nonino C., Del Giudice S. and Savino S., “Temperature dependent viscosity effects on laminar forced convection in the entrance region of straight ducts”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 49: 4469-4481, (2006)
  10. Jarungthammachote S., “Entropy generation analysis for fully developed laminar convection in hexagonal duct subjected to constant heat flux”, Energy, 35: 5374-5379, (2010)
  11. Saksena D.P., “Entropy generation analysis for fully developed laminar convection in hexagonal duct subjected to constant heat flux and minimization of entropy generation by adjusting the shape of the cross section”, International Journal of Engineering Science Invention (IJESI), 2: 17-29, (2013)
  12. Haghgooyan M. S. and Aghanajafi C., “Entropy generation analysis for various cross-sectional ducts in fully developed laminar convection with constant wall heat flux”, Korean Chemical Engineering Research, 52: 294-301, (2014)
  13. Turgut O., “Numerical investigation of laminar flow and heat transfer in hexagonal ducts under isothermal and constant heat flux boundary conditions”, Iranian Journal of Science and Technology: T