Akademik Veri Yönetim Sistemi
Uluslararası Katılımlı 23. Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, Gaziantep, Türkiye, 8 - 10 Eylül 2021, cilt.2, ss.1402-1413
Gelişen teknolojinin getirdiği hızlı ısınma sorunu, verimli soğutma teknolojilerine olan ihtiyacı arttırmaktadır. Bu durum, kanal içi akışlarda ısı geçişini arttırmanın önemini göstermektedir. Kanal içine yerleştirilen gözenekli ortamlar ve kanaldan geçen sabit debideki akışkana bir titreşim kazandırmak, ısı geçişini arttırmak amacıyla üzerinde çalışılan alanlardan ikisidir. Bu mekanizmaların basınç düşüşü üzerindeki etkisi de önemli bir çalışma alanıdır ve bu çalışmada bunun üzerine yoğunlaşılmıştır. Darbeli akış ve git-gel akışı şeklinde ikiye ayrılan titreşimli akış için, iki yönlü git-gel akışının aksine tek yönlü darbeli akışla ilgili literatürde daha az çalışma bulunmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada metal köpük içinde darbeli hava akışı durumunun deneysel olarak incelenmesi amaçlanmıştır. İçinde metal köpük bulunan test odasından geçen havaya, dönen bir valf aracılığıyla titreşim kazandırılmış ve oluşan darbeli hava akışının metal köpük içindeki basınç düşüşü karakteristiği incelenmiştir. Kütlesel debi ve basınç düşüşü dalgalarının genlikleri ile kütlesel debi frekansı arasındaki ilişki incelenmiştir. Orifiste ölçülen zaman ortalamalı kütlesel debi verileri üzerinden test bölgesindeki zaman ortalamalı Darcy hızı verileri elde edilmiştir. Darcy hızı verileri Reynolds sayısıyla, debi frekanslarıysa Womersley sayısıyla boyutsuzlaştırılmıştır. Üç farklı fan gücünde 5932-8825 aralığındaki Reynolds sayılarında çalışılmıştır. Darbeli akış deneyleri 12.0-27.9 Womersley sayısı aralığında gerçekleştirilmiştir. Zaman ortalamalı Darcy hızı ve zaman ortalamalı basınç düşüşü değerlerine göre sürtünme katsayısı değerleri hesaplanmıştır. Aynı ortalama Reynolds sayısı için darbeli akış deneyinde bulunan sürtünme katsayısının daimi akış deneyindekine oranı “sürtünme katsayısı oranı” olarak tanımlanmıştır. Sürtünme katsayısı oranlarının bütün deneylerde birin üzerinde olduğu görülmüştür. Bu sonuç, darbeli akışın çalışılan aralıkta daimi akışa göre basınç düşüşünü artırıcı bir etkisinin olduğunu göstermektedir. Öte yandan frekans arttıkça sürtünme katsayısı oranı artmaktadır ve bu artış eğilimi farklı Reynolds sayısındaki deney grupları için de yaklaşık aynı olarak gözlenmiştir.
The warming problem which is a obstacle for technological developments, shows requirement of effectively cooling technologies. This situation shows the importance of enhancing heat transfer at channel flows. The porous medias placed in the channel and to give a vibration to the steady flow are two of the areas worked on in order to increase heat transfer. The effect of these mechanisms on pressure drop is also an important field of study, and it is focused on that in this study. For vibrating flow, which is divided into pulsating flow and oscillating flow, there is less work in the literature on unidirectional pulsating flow as opposed to two-way oscillating flow. Therefore, in this study, it is aimed to investigate the pulsating air flow in metal foam experimentally. The air passing through the test chamber by made of metal foam was vibrated by means of a rotating valve and the pressure drop characteristic of the resulting pulsating air flow was investigated. The relationship between the amplitudes of waves, which show the mass flow rate and the pressure drop, with the flow frequency has been investigated. Time-averaged Darcy velocity data in the test zone were obtained from the time-averaged mass flow rate measured in the orifice. The Darcy velocity and the flow frequency were nondimensionalized with the Reynolds number and the Womersley number, respectively. Reynolds numbers in the range of 5932-8825 were studied at three different fan powers. Pulsating flow experiments were carried out in the range of 12.0-27.9 Womersley numbers. The friction factor values were calculated by using the time-averaged Darcy velocity and time-averaged pressure drop values. For the same average Reynolds number, the ratio of the friction factor obtained in the pulsating flow experiment to that obtained in the steady flow experiment is defined as the friction factor ratio. It was seen that the friction factor ratios were larger than one in all experiments. This result shows that the pulsating flow has an increasing effect on the pressure drop compared to the steady flow in the working range. On the other hand, as the frequency increases, the friction factor ratio increases and this trend of increase is observed approximately the same for the experimental groups with different Reynolds numbers.