Orta düzeyde blokajlı kanal içinde ardışık iki silindir etrafında akış

Abstract

Son yıllarda ardışık silindirler etrafındaki akışın ısı ve akış karakteristikleri nümerik olarak araştırılmaktadır. Bu tez çalışmasında sıkıştırılamaz, laminer ve sürekli akış şartlarındaki akış iki boyutlu Navier-Stokes ve enerji denklemleri ile ANSYS-CFX v13.0 yazılımı ile çözdürüldü. Reynolds sayısı (Re), blokaj oranları (β=D/H) ve silindirler arası mesafe (g) 40; 0.4, 0.5, 0.6; 0.2D, 0.7D, 1D, 1.5D, 3D, 4D olarak literatür araştırmalarıyla seçildi. Bu seçimlerle öndeki ve arkadaki silindirde statik basınç, yüzey kayma gerilmeleri ve taşınımla ısı transfer katsayıları hesaplandı. Silindirler arası mesafenin hidrodinamik ve termal parametreler üzerindeki etkileri araştırıldı. Bunlara ilaveten blokaj oranı ve silindirler arası mesafe kombinasyonları için öndeki ve arkadaki silindirde ayrılma açıları , sürtünme katsayıları (Cf), ortalama ısı transfer katsayıları (hort), ortalama Nusselt sayıları (Nuort) ve sürüklenme katsayıları (Cd) hesaplandı. Çalışmaların sonunda tüm blokaj oranlarında silindirler arası mesafenin 3D ve 4D değerlerinden sonra öndeki silindirin arkadaki silindiri etkilemediği ve her iki silindirin de bağımsız birer silindir gibi davrandıkları gözlemlenmiştir.

Heat and flow characteristics of flow across two tandem circular cylinders were numerically investigated in recent years. In this thesis, two dimensional Navier Stokes and energy equations were solved with ANSYS-CFX v13.0 software for incompressible laminar flow under steady state conditions. The Reynolds number (Re); the blockage ratio (β=D/H) and the distance between circular cylinders were selected 40; 0.4, 0.5, 0.6; 0.2D, 0.7D, 1D, 1.5D, 3D, 4D in accordance with literature research. Static pressure, shear stress and convective heat transfer coefficients on the front (upstream) and back (downstream) cylinders were calculated with these selections. Effects of gap ratios on hydrodynamic and thermal parameters were investigated. In addition, separation angles , friction coefficients (Cf), average heat transfer coefficients (have), average Nusselt numbers (Nuave) and drag coefficients (Cd) on the front and back cylinders were calculated for all combinations of blockage ratio and gap size values. The studies have shown that after gap size g=3D and 4D the front cylinder did not affect the back cylinder and both of them acted as a single cylinder.