Numerical Investigation of the Effects of Rectangular Obstacles on the Thermal-Hydraulic Properties of a Circular Corrugated Channel

Abstract

Bu çalışmada dairesel oluklu bir kanalın alt yüzeyine farklı açılar ve yüksekliklerde yerleştirilen dikdörtgensel engellerin kanalın ısıl-hidrolik özelliklerine olan etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Analizler için 500x10 mm boyutlarında üç bölümden oluşan (yukarı akış, oluklu ve aşağı akış) bir kanal kullanılmıştır. Engeller kanal yüzeyine üç farklı açı (β=45°, 90° ve 135°) ve üç farklı yükseklikte (h/H=0,1, 0,25 ve 0,5) yerleştirilmiştir. Süreklilik, momentum ve enerji denklemlerinin çözümleri k-ε türbülans modeli kullanılarak Ansys-Fluent sonlu hacimler yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Akış alanına ait türbülans kinetik enerji (TKE) konturları ile ortalama Nusselt sayısı (Nu), sürtünme faktörü (f), basınç düşüşü (ΔP) ve performans değerlendirme kıstas sayısı (PEC) değerleri Reynolds sayısının (Re) 5000-20000 aralığı için elde edilmiştir. En yüksek termal-hidrolik performans h/H=0,1, β=45° kanal modeli için elde edilmiştir. Bu durum PEC değerlerine göre en düşük performansa sahip h/H=0,5, β=135° modele kıyasla %26,19 daha fazladır.