Silindir üzerindeki farklı geometrik yapıların akış yapısı üzerine etkisinin incelenmesi

Tez Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği, Türkiye

Tez Danışmanı: Adnan Öztürk

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Desteklendiği Program: Diğer

Özet:

Bu çalışmada, dairesel bir silindir yüzeyindeki sarmal yapı için akış kontrol mekanizması Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme (PIV) yöntemiyle deneysel olarak incelenmiştir. Silindir yüzeyinde, 44 mm çapında, başlangıç ve bitiş noktaları aynı düzlem üzerinde olacak şekilde, adım sayıları değiştirilerek adım mesafeleri (p) farklı olan; tek sarmal (p=440 mm), çift sarmal (p=220 mm) ve dört sarmal (p=110 mm) yapı oluşturulmuştur. 440 mm uzunluğundaki silindir üzerine 44 mm çapındaki yarım dairesel sarmallar spiral şeklinde sarılmıştır. Akış özellikleri, sarmal yapı açısal konumunun, silindirin durma noktasından 0° - 180° 'de açının bir fonksiyonu olarak (0°, 30°, 60°, 90°, 120° ve 180°) 6 farklı düzlemde incelenmiştir. Silindir çapı ve ortalama kanal hızına bağlı olarak hesaplanan Reynolds sayınının 104 değeri için elde edilen zaman-ortalama akım çizgisi <ψ>, vortisite <ω>, türbülans kinetik enerji ve akış yönündeki ile akışa dik yöndeki RMS değerleri sunulmuştur. Ayrıca, Strouhal sayıları, tek nokta spektral analizinden elde edilen Karman vorteks frekansı kullanılarak hesaplanmıştır. 3 farklı sarımdaki silindirlerin akış yapısı üzerine etkisi hem birbirleri ile hem de boş (düz) silindir akış yapısı ile karşılaştırılmıştır. Sarmalın kritik açısal pozisyonunun θ = 90° olduğu sonucuna varılmıştır. Akış ayrılmasının 0°< θ <90° aralığında kontrol edilebilir olduğu görülmüştür. Ayrıca deneysel olarak incelenen akış yapıları hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemiyle de analiz edilmiştir. Anahtar kelimeler: Sarmal silindir, akış kontrolü, PIV, HAD.