Geriye Dönük Adım Akışında Adım Geometrisinin Isı Transferi ve Akış Yapısı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi
Abstract
Gaz türbini motorları, yakıcılar, ısıtma ve soğutma sistemleri gibi birçok mühendislik uygulamasında geriye dönük adım
akışı nedeniyle ayrılma ve yeniden birleşme bölgeleri meydana gelmektedir. Bu bölgelerin kontrolü, ısı ve kütle transferi
miktarını artırmak için oldukça önemlidir. Bu çalışmada, akış ayrılması ve yeniden birleşmesinin etkisini incelemek amacıyla
dikey olarak konumlandırılmış geriye dönük adım akışı geometrisinde h/4 ve h/2 olmak üzere farklı pah uzunluklu adım köşe
yapılarının pahsız (normal) geometriye göre ısı transferi ve akış karakteristikleri sayısal olarak incelenmiştir. Geriye dönük
adımın arkasındaki duvarlardan biri sabit sıcaklıkta tutulurken diğerleri adyabatiktir. Çalışmanın sonuçları, üç boyutlu ve
zamandan bağımsız olarak korunum denklemlerinin k-ε türbülans modelli, Boussinesq yaklaşımıyla ANSYS-FLUENT
bilgisayar programıyla çözülmesiyle elde edilmiştir. Çalışma akışkanı olarak su ve sıvı sodyum kullanılmıştır. Geriye dönük
adımın genişleme oranı 1.5’ dir. Çalışma, 5000 ve 10000 olmak üzere farklı Reynolds sayılarında gerçekleştirilmiştir. Sunulan
çalışma, literatürde bulunan çalışmanın sayısal sonuçlarıyla karşılaştırılmış olup birbirleriyle uyumlu ve kabul edilebilir oldukları
görülmüştür. Sonuçlar, Nu sayısı, akışkan sıcaklık, türbülans kinetik enerji ve basınç değişimleri olarak sunulmuştur. Ayrıca,
geriye dönük adım akışı geometrisinde, sıcaklık, hız ve akım çizgisi dağılımları görselleştirilmiştir. Re=5000 için sıvı sodyum
akışında pahsız (normal) geometrinin ortalama Nu sayısı değerinin, h/2 pah uzunluklu geriye dönük adım geometrisinden %9
daha fazla olduğu belirlenmiştir.