İki Plaka Arasına Yerleştirilmiş Elips Silindirin Önünde Oluşan Akış Yapısının Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçüm (PIV) Tekniği ile İncelenmesi

İki Plaka Arasına Yerleştirilmiş Elips Silindirin Önünde Oluşan Akış Yapısının Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçüm (PIV) Tekniği ile İncelenmesi

Hüseyin Turan Arat, Ali Koç, Cuma Karakuş, Nurhan Adil Öztürk, Beşir Şahin, Hüseyin Akıllı

Isı değiştiricileri uygulamalarında transfer edilen enerjinin incelenmesinde ve ısıl-hidrolik performansının iyileştirilmesinde, sistem içinde oluşan daimi olmayan karmaşık akış yapısının ve fiziğinin bilinmesi çok önemli bir yer tutmaktadır. Son yıllarda, akışkanlar mekaniği uygulamalarında akış yapısının görselleştirme yoluyla incelenmesinde Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçüm tekniği (PIV) çok sık olarak kullanılmakta ve bir akış alanı içerisindeki hızları, akış yapısını bozmadan çok yüksek hassasiyetle, anlık olarak ölçülmesinde başarı ile uygulanmaktadır. Bu çalışmada, plakalı ısı değiştiricilerinden model olarak esinlenilerek paralel iki düzlem plaka arasına yerleştirilen farklı görünüş oranlarındaki (GO = Uzun çap/kısa çap) elips silindirin önünde oluşan akış yapısı, PIV tekniği kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. Isı değiştiricilerinde akış pasajı içerisindeki girdap yapısı ve fiziği akış görselleştirilme yöntemiyle araştırılmış ve elde edilen veriler anlık ve zaman-ortalama değerler cinsinden sunulmuştur. Deneyler, elips silindir uzun çapına bağlı olarak hesaplanan Reynolds sayısının Red = 1500 ile 10000 değerleri arasında ve elips silindir görünüş oranının GO=1.0 ile 2.33 değerleri arasında gerçekleştirilmiştir. Farklı GO sahip elips silindirler üzerinde deneyler yapılmış ve elde edilen deneysel sonuçlar dairesel silindir sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak tüm GO’larında elips silindirin önünde düzlem plaka ile birleştikleri bölgelerde, at nalı girdap (ANG) yapısı oluşmakta ve artan Reynolds sayısı ve GO değerleriyle bu girdapların boyutları küçülmekte ve şiddetleri artmaktadır. Bu durumunda ısı değiştiricilerinde elips silindir kullanılması durumunda, sistem performansını olumlu yönde etkileyeceği öngörülmektedir.