Çarpan akışkan jetleri kullanarak kanatçıklı yüzeyler üzerindeki akış alanının sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, 7x3 olarak dikdörtgen dizilime sahip dairesel jetler kullanılarak üçgen ve kare kanatçık bulunan yüzeyler üzerine çarptırılması sonucu oluşan akış yapısı sayısal olarak incelenmiştir. Re sayısının, jet-plaka mesafesinin (H/d) ve kanatçık geometrisinin akışa etkisi irdelenmiştir. Çalışmada öncelikle matematiksel formülasyon ve sınır şartları sunulmuş ve sonrasında oluşturulan sayısal model literatürde bulunan deneysel verilerle doğrulanmıştır. Gerçekleştirilen çalışmada hız konturları gösterilmiş ve sonrasında jetlerdeki eksenel ve radyal hız dağılımları sunulmuştur. Ayrıca türbülans etkilerinin görülmesi amacıyla türbülans kinetik enerjisi dağılımları sunulmuştur. Kare kanatçıklı yüzey üstünde jet akışı kanatçık üstünde ayrışmaktadır. Hızın artması ile birlikte kare kanatçıklar üstündeki ayrışma da daha erken gerçekleşmektedir. H/d=2 olduğu durumda duvar jetleri daha etkilidir ve iki komşu jetin duvar jeti etkileşmektedir. Bu nedenle üçgen kanatçıklı yüzeyler üstündeki duvar jetlerinin hızı daha yüksek olmaktadır.

This paper presents the numerical investigation of the flow field of triangular and square ribbed surfaces under a 7x3 rectangular array of circular impinging air jets. The effect of Re number, jet-to-plate distance (H/d) and rib geometry on fluid flow characteristics was examined. Firstly, the mathematical formulation and boundary conditions were presented and afterwards the numerical model was verified with experimental results from the literature. Velocity contours were shown and axial and radial velocity distributions were presented. Additionally, the turbulence kinetic energy distribution was shown. A separation of the jet flow occurs for square ribbed surfaces before impingement. For square ribbed surfaces the separation of the jet occurs at a higher location with increasing inlet velocity. Wall jets interact more effectively for the case of H/d=2. The velocity values of the wall jets for the case of triangular ribbed surface is therefore higher.