Düz, HasanAkan, Ümran2019-09-192019-09-192019-08-202019-08-20Akan, Ü. (2019). Giriş geometrisinin izotermal ve izotermal olmayan boru akışındaki etkilerinin sayısal incelenmesi. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Batman Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Batman.https://hdl.handle.net/20.500.12402/2314Bir rezervuardan (depo veya tank) boruya akışkan geçişinde borunun giriş bağlantı tipi aşağı akım üzerinde etkili olduğundan boru depoya çıkıntılı veya çıkıntısız bağlanabilmektedir. Bu çalışmada borunun rezervuara çıkıntısız (keskin kenarlı, L/D=0), 30mm çıkıntılı (L/D=1) ve 60mm (L/D=2) çıkıntılı şekilde bağlanmasında boru aşağı akım etkileri sayısal çözümle analiz edilmiştir. Çalışmada D=30mm çaplı boru ile 1000, 2000, 4000, 7000, 10000, 15000, 20000 ve 100000 Reynolds sayılarında su akışları simule edilmiştir. Tank çıkışından sonra boru akışı izotermal ve izotermal olmayan durumlar için analiz edildi. İzotermal olmayan durumda sabit duvar ısı akısı 30kW/m2 olacak şekilde 2.7m 'lik boru akışına uygulandı. Çıkarılan sayısal sonuçlara göre çıkıntılı ile çıkıntısız boru girişlerinde hız profillerinin biraz farklı olduğu görüldü. Her üç girişli akışın yerel kayıp katsayıları Re=20000 'e kadar üs kuvveti şeklinde düşerken daha sonraki Reynolds sayılarında ise sabit kaldığı görülmüştür. Burada 60mm çıkıntılı girişin kayıp katsayısı en yüksek ve çıkıntısız olanı ise en düşük çıkmıştır. Her üç giriş tipinin tanktan sonra sürtünme faktörüne etkilerinin benzer olduğu görüldü. İzotermal olmayan boru akışında ise çıkıntılı ve çıkıntısız akışlarda sürtünme faktörleri arasında bir farkın olduğu görüldü. Boru akışında yerel taşınım ısı transfer katsayısının gelişen akışta üs kuvveti şeklinde değişirken tam gelişmiş akışta değerinin sabit olduğu görüldü. Isıl olarak gelişmiş akış bölgesinde çıkıntılı girişli akışların ısı transfer katsayılarının çıkıntısız girişli akıştan biraz daha yüksek olduğu görüldü. Boru akışı boyunca sıcaklık değişim eğrisinin deneysel çalışmadaki değişim eğrisiyle benzerlik gösterdiği görüldü.The pipe can be connected to the tank without protruding or flush, as the inlet connection type of the pipe acts on downstream in fluid passage from a reservoir (depot or tank). According to this study, the downstream effects of pipe connection to the reservoir without protruding (sharp edged, L / D = 0), 30mm protruding (L / D = 1) and 60mm (L / D = 2) were analyzed according to statistics. In this study, water flows of Reynolds numbers of 1000, 2000, 4000, 7000, 10000, 15000, 20000 and 100000 were simulated with D = 30mm diameter pipe. Pipe flow after tank exit was analyzed for isothermal and non-isothermal conditions. In the non-isothermal state, the constant wall heat flux was applied to a pipe flow of 2.7m such that 30kW / m2. According to the statistical results, it was analyzed that the velocity profiles were slightly different between the protruding and non-protruding pipe entries. The local loss coefficients of all three input flows decreased as exponent forces up to Re = 20000 and remained constant in later Reynolds numbers. Here in this case, the loss coefficient of the 60mm protruding entrance is the highest and the one without protrusion is the lowest. The effects of all three inlet types on the friction factor after the tank were found to be similar. In non-isothermal pipe flow, there was a difference between friction factors in protruding and protruding flows. While the local convection heat transfer coefficient in pipe flow changed as exponent force in developing flow, it was found to be constant at full developed flow. In the thermally developed flow region, it was found that the heat transfer coefficients of the projected inlet flows were slightly higher than the projected inlet flow. It was observed that the temperature change curve along the pipe flow was similar to the change curve in the experimental study.ÖZET IV ABSTRACT V ÖNSÖZ VI İÇİNDEKİLER VII 1.GİRİŞ 1 2.LİTERATÜR ARAŞTIRMASI 3 2.1. Literatür Değerlendirme 7 3.TEMEL KAVRAMLAR 9 3.1. Akış ve Akışkan Özellikleri 9 3.2. Akışların Sınıflandırılması 11 3.2.1. Daimi ve daimi olmayan akış…………………………………………....10 3.2.2. Sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akış……………………………………...10 3.2.3. Newton ve Newton tipi olmayan akış……………………………………11 3.3. Kaymama Koşulu-Viskoz Akış Bölgesi 11 3.4. Laminer – Türbülanslı akış…………………………………………………….12 4. BORULARDA AKIŞ 14 4.1.Giriş Bölgesi 14 4.1.1. Hız sınır tabakası 14 4.1.2. Isıl sınır tabaka 15 4.2. Giriş Uzunlukları 17 4.3. Genel Isıl Çözümleme 18 4.3.1. Sabit yüzey ısı akısı: Qs=sabit 19 4.3.2. Sabit yüzey sıcaklığı Ts=sabit 20 4.3.2.1. Nusselt sayısı 20 4.4. Borularda Basınç Düşüşü ve Yük Kaybı 21 4.4.1. Sürekli yük kaybı 22 4.4.2. Yerel kayıplar 23 4.5 Genel Enerji Denklemleri 23 4.5.1 Genel mekanik enerji denklemi 23 4.5.2 Temel akış denklemler 24 4.6 Türbülans Hız Profili 27 5. HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ (HAD) 29 5.2. Sınır Koşulları 31 5.3. Türbülanslı Akışların Çözümü 31 5.3.1. Rans türbülans modelleri 33 5.3.1.1 İkinci-dereceden kapatıcı modeller 34 5.3.1.2 Birinci dereceden kapatıcı modeller 34 5.3.1.3. k-omega modelleri 35 6. YAPILAN SAYISAL ÇALIŞMALAR 37 6.1. Giriş 37 6.2. Boru Akışında Giriş Tipleri 37 6.2.Akışkan ve Fiziksel Özelliği 38 6.3. Geometrinin Oluşturulması 38 6.4. Reynolds Sayı Aralığı 40 6.5. Sayısal Çözüm 42 6.5.1. Akışların Ansys programı ile çözümü 42 6.5.1.1. Sayısal çözüm aşamaları 42 6.5.1.1.1. Akış geometrinin oluşturulması 42 6.5.1.1.2.Mesh (geometriyi parçalar bölme -otomatik ağ oluşturma) 43 6.5.1.1.3. Ağdan bağımsız çalışma 44 6.5.1.1.4. Sınır şartları, Akış ve Akışkan özellikleri 46 7. SONUÇLAR VE DEĞERLENDİRME 52 7.1. Giriş akışında hız profilleri 52 7.1.1. Boruya geçiş hız profilleri 54 7.1.2. Boru girişi hız profilleri 56 7.1.3. Yerel sürtünme Yük Kaybı 57 7.2. Boru Akışları Analizi 60 7.2.1. Darcy sürtünme faktörü 61 7.2.1.1. İzotermal boru akışında sürtünme faktörleri 62 7.2.2.Farklı girişlerin ısı transferine etkileri……………………………………..69 7.2.2.1. Yerel ısı transfer katsayısı…………………………………………….74 7.3. Genel Değerlendirme…………………………………………………………..77trinfo:eu-repo/semantics/openAccessAnsys CFXHesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)Keskin Kenarlı GirişÇıkıntılı Girişİzotermal Boruİzotermal Olmayan BoruReynolds Ortalamalı Navier-Stokes (RANS)Computational Fluid Dynamics (HAD)Sharp-Edged InletProtruding InletIsothermal TubeNon-Isothermal TubeReynolds-Mean Navier-Stokes (RANS)Master Thesis