Çarpan osilasyonlu jetlerde osilasyon karakteristiklerinin ve çarpma mesafesinin akış ve ısı transferine etkilerinin sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada, birbirine paralel olarak yerleştirilmiş, iki yatay sonsuz levha arasına püskürtülen bir jet ele alınmıştır. Üst levhada bulunan dikdörtgen bir lüleden osilasyonlu bir hava jeti, sıcak alt levhaya çarptırılmıştır. Jetin lüleden çıkış hızı, zamana bağlı olarak sinüs eğrisi şeklinde periyodik olarak değişmektedir. Kontrol hacmi metodu ve SIMPLE algoritması kullanılarak bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Levhalar arası mesafenin lüle genişliğine oranının (H/W), jet hızının salınım genliğinin ve frekansının, akış ve ısı transferine etkileri incelenmiştir. Yapılan simülasyonlar, levhalar arası mesafe arttıkça, durma noktası Nusselt sayısının azaldığını, ancak H/W oranının 2’den büyük değerlerinde Nusselt sayısındaki değişimin çok az olduğunu göstermiştir. Durma noktası Nusselt sayısının, H/W oranının küçük değerlerinde, kararlı jet Nusselt sayısına çok yakın olduğu; H/W oranının 1,5’den büyük olduğu durumlarda ise osilasyonlu jet Nusselt sayısının, kararlı jet Nusselt sayısından daha büyük olduğu görülmüştür.

Numerical analysis of effects of the oscillation characteristics and the nozzle to plate distance on the flow and heat transfer in oscillating impinging jets

In this study, a sinusoidally oscillating jet injected through a rectangular slot between two infinite horizontal plates was considered. Bottom plate was kept at constant temperature and the top plate was insulated. The oscillating air jet, issued from a rectangular slot on the top plate was impinged on the bottom hot plate. A computer program was developed by using the control volume technique and SIMPLE algorithm. Using this computer program, flow and heat transfer characteristics of the jet flow were numerically analyzed. The effects of the H/W, oscillation amplitude and oscillation frequency on the flow and heat transfer were investigated. It was observed that the stagnation point Nusselt number decreases with the increasing H/W ratio, but variation in the Nusselt number for H/W greater than 2 is very small. It is also observed that the oscillation of jet has no effect on stagnation Nusselt number when H/W is approximately less than 1.5. However, at the cases when H/W is greater than 1.5 the oscillating increases the Nusselt number with respect to the Nusselt number of a steady jet.

___

  • 1. Incropera, F.P., DeWitt, D.P., Introduction to Heat Transfer, 3rd ed., John Willey & Sons Inc., 1996.
  • 2. Gordon, R., Akfırat, J. C., “The role of turbulence in determining the heat-transfer characteristics of impinging jets”, Int. J. Heat Mass Transfer, 8, 1261-1272, 1965.
  • 3. Miyazaki, H., Silberman, E., “Flow and heat transfer on a flat plate normal to a twodimensional laminar jet issuing from a nozzle of finite height”, Int. J. Heat Mass Transfer, 15, 2097-2107, 1972.
  • 4. Yan, X., Saniei, N., “Heat transfer from an obliquely impinging circular air jet to a flat plate”, Int. J. Heat and Fluid Flow, 18, 591- 599, 1997.
  • 5. Morris, G. K., Garimella, S. V. and Fitzgerald, J. A., “Flow-field prediction in submerged and confined jet impingement using the Reynolds stress model”, Journal of Electronic Packaging, 121, 255-262, 1999.
  • 6. Chiriac, V. A., Ortega A., “A numerical study of the unsteady flow and heat transfer in a transitional confined slot jet impinging on an isothermal surface”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 45, 6, 1237-1248, 2002.
  • 7. Chung, Y. M, Luo, K. H. and Sandham N. D., “Numerical study of momentum and heat transfer in unsteady impinging jets”, International Journal of Heat and Fluid Flow, 23, 5, 592- 600, 2002.
  • 8. Camci, C., Herr, F., “Forced convection heat transfer enhancement using a self-oscillating impinging planar jet”, ASME Journal of Heat Transfer, 124, 770-782, 2002.
  • 9. Sahoo, D., Sharif, M. A. R., “Numerical modelling of slot-jet impingement cooling of a constant heat flux surface confined by a parallel wall”, International Journal of Thermal Sciences, 43, 9, 877-887, 2004.
  • 10. Zhou, D. W., Lee, S. J., “Forced convective heat transfer with impinging rectangular jets”, Int. J. of Heat and Mass Transfer, 50, 1916–1926, 2007.
  • 11. Demircan, T., Türkoğlu, H., “Numerical investigation of an oscillating two dimensional rectangular impinging air jet”, Journal of Thermal Science and Technology, 27, 1, 39-50, 2007.
  • 12. Lee, H. G., Yoon, H. S., Ha, M. Y., “A numerical investigation on the fluid flow and heat transfer in the confined impinging slot jet in the low Reynolds number region for different channel heights”, Int. J. of Heat and Mass Transfer, 51, 4055–4068, 2008.
  • 13. Sharif, M. A. R., Banerjee, A., “Numerical analysis of heat transfer due to confined slot-jet impingement on a moving plate”, Applied Thermal Engineering, 29, 532–540, 2008.
  • 14. Patankar, S. V., Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw-Hill Book Company, New York, 1980.
  • 15. Chiriac, V. A., A numerical investigation of the unsteady flow and heat transfer in a forced and unforced confined laminar impinging jet, PhD Thesis, The University of Arizona, 1999.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

PERLİT AGREGASININ PESİMUM REAKTİF AGREGA ORANININ FARKLI YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ

H. Süleyman GÖKÇE, Osman ŞİMŞEK

SİLİKA DESTEKLİ, FOSFOLANMIŞ POLİ(VİNİL ALKOL) BAZLI MEMBRANLARIN SENTEZLENMESİ VE KARAKTERİZASYONU

Alpay ŞAHİN, Handan AKTAN, İrfan AR, Muzaffer BALBAŞI

Hava etkili baskı plakasının derin çekme işlemlerine etkisinin deneysel olarak incelenmesi

Muammer GAVAS, Atakan UĞRAŞ

Anadoluda Bizans dönemi kale yapılarında kullanılan Tuğlaların fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinin Değerlendirilmesi

Çiğdem TEKİN, Sedat KURUGÖL

Perlit agregasının pesimum reaktif agrega oranının farklı yöntemlerle incelenmesi

Osman ŞİMŞEK, H. Süleyman GÖKÇE

Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demirin aşınma davranışı üzerinde PVD yöntemi ile tin kaplamanın etkisi

Faik OKAY, Kasım HABALI, Hasan SERT, Ferhat GÜL

EKİPMAN SEÇİMİ PROBLEMİNDE PROMETHEE VE BULANIK PROMETHEE YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ

Burcu YILMAZ, Metin DAĞDEVİREN

Dört ton küçük işaret girişli GaN HEMT transistörün farklı sıcaklıklardaki asimetrik genlik değişimi

Levent GÖKREM, Fatih V. ÇELEBİ, Remzi YILDIRIM

ANP VE DEMATEL YÖNTEMLERİ İLE PERSONEL SEÇİMİ PROBLEMİNE BÜTÜNLEŞİK BİR YAKLAŞIM

Erdem AKSAKAL, Metin DAĞDEVİREN

ÖSTEMPERLENMİŞ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRİN AŞINMA DAVRANIŞI ÜZERİNDE PVD YÖNTEMİ İLE TiN KAPLAMANIN ETKİSİ

Faik OKAY, Hasan SERT, Kasım HABALI, Ferhat GÜL