Yazar "Tepe, Ahmet Ümit" seçeneğine göre listele
Listeleniyor 1 - 3 / 3
Sayfa Başına Sonuç
Sıralama seçenekleri
Öğe Benzinli motorlarda emilen hava sıcaklığı değişiminin performans ve emisyonlara etkisi(Karabük Üniversitesi, 2016) Tepe, Ahmet Ümit; Sağıroğlu, SelamiBu çalışmada; benzinli motorların soğuk hava şartlarında tüketmiş olduğu havanın sıcaklığının yükseltilerek motor performans parametrelerinin iyileştirilmesine çalışılmıştır. Efektif verim, özgül yakıt sarfiyatı, CO ve HC emisyonları, hava fazlalık katsayısı ve volumetrik verim incelenmiştir. Deneylerde 2,3 kW kapasiteli benzinli jeneratör kullanılmıştır. Deneyler -5 °C'de gerçekleştirilmiştir. Motorun tükettiği hava, elektrikli ısıtıcı ile 10 °C, 25 °C, 40 °C, 55 °C ve 70 °C'ye çıkarılmıştır. Daha sonra jeneratörde üretilen elektrik enerjisi 500 Watt gücündeki halojen lambalarla 0,5 kW, 1,0 kW, 1,5 kW ve 2,0 kW şeklinde tüketilerek 4 farklı yük altında testler gerçekleştirilmiştir. Ön ısıtmanın yapıldığı 10 °C, 25 °C, 40 °C, 55 °C ve 70 °C'deki sonuçlar ile ön ısıtmanın yapılmadığı -5 °C'deki sonuçlar karşılaştırılmıştır. Efektif verimin 70 °C'de maksimum, özgül yakıt tüketiminin 70 °C'de minimum, HC emisyonunun 70 °C'de minimum ve CO emisyonunun 55 °C'de minimum olduğu tespit edilmiştir.Öğe EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATION OF JET IMPINGEMENT COOLING ON GAS TURBINE BLADE(2020-02-07) Tepe, Ahmet ÜmitIn this study, the effect of jet impingement cooling applied on the gas turbine blade on the heat transfer performance and flow characteristics by extending the jet holes to the target surface with the nozzle was investigated experimentally and numerically. Transient Liquid Chrystal (TLC) method was used to determine the heat transfer performance. Numerical studies were performed with Ansys Fluent 19.2 and SST k-? (low Re correction) turbulence model was used in the numerical calculations. In the first chapter of the thesis, historical development of cooling techniques applied on turbine blade and jet impingement cooling systems were explained in detail. In second chapter, literature reviews were presented and contrubution of the results obtained from this study to the literature are discussed. In the third chapter of the thesis, the experimental setup was described and the equipments to be used in the experiments were presented. The mathematical formulations used in the numerical calculations of the heat transfer on the surface by TLC method were explaned and the uncertainty of the experimental setup was presented. In the fourth chapter of the thesis, mathematical formulations which are the basis of numerical study were given. In addition, turbulence model to be used in the numerical study were presented in detail. Experimental results were given in the fifth chapter of the thesis. The results of the flat and ribbed surfaces were also compared. According to experimental results, it was determined that average Nu number on flat surfaces could be increased up to 31.69% and 40.32% for ribbed surfaces by extending jet holes towards the target surfaces. Experimental results showed that excessivelly decreasing the dimensionless nozzle gap (Gj/Dj) lower the increase in the average Nu number and even starts to decrease again. In addition, pressure loss increases by decreasing Gj/Dj. Therefore, according to the experimental results, the optimum dimensionless nozzle gap was evaluated as 2.0. The results of flat and ribbed surfaces were also compared, it was observed that there was no significant increase in the average Nu number of the ribbed surfaces. In the sixth chapter of the thesis, numerical results were given, flow characteristics were presented and the results of flat and ribbed surfaces are compared. According to the numerical results, decreasing Gj/Dj also increases the average Nu number up to 18.05% on the flat surface and 25.89% on the ribbed surface. Numerical results also showed that cross-flow affects the jet flow espetially by increasing Gj/Dj and impinging region of the jets on the target surface moves towards the downstream direction. According to the numerical results, the average Nu number on the ribbed surface is lower than the flat surface. This is due to the fact that on the rib roughened surface, after the jet impinging on the surface, flow jumps over the rib and the boundary layer thickness of adjacent surface increases. This causes to lower the heat transfer between flow and surface. Decreasing Gj/Dj has been found to eliminate these negative effects. According to the numerical results, the velocity of the fluid impinging on the surface was fount to be lower than the velocity of the fluid in the jet hole. It was seen that the velocity difference is higher in the test model which has the higher Gj/Dj. This explains the increase in local and average Nu numbers with the decrease of Gj/Dj according to both experimental and numerical results. In the seventh chapter, experimental results were compared with numerical results. The results for 3.0?Gj/Dj?6.0 showed that numerical study was able to reveal the local Nu number distribution on the surface accurately and the difference between experimental and numerical results of average Nu number is below the 10%. Numerical results showed that SST k-? (low Re correction) turbulence model gives accurate results in numerical computations of the extended jet holes of the jet impingement cooling system. The difference between experimental and numerical average Nu numbers was found to be up to 17% at Gj/Dj=2.0 and 1.0. Accordingly, it was found that the SST k-? (low Re correction) turbulence model gives accurate results in numerical calculations of the jet impingement cooling which has the extended jet nozzle. Conclusions of this study were given in last chapter of the thesis and future studies were also mentioned based on the results of this study. .ÖZET Bu çalışmada, gaz türbin kanadı üzerinde uygulanan jet çarpmalı soğutmanın jet delikleri, nozul ile hedef yüzeye doğru uzatılarak ısı transfer performansı ve akış karakteristiklerine etkisi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Isı transfer performansının belirlenmesinde kararsız hal sıvı kristal (TLC) yönteminden faydalanılmıştır. Sayısal çaşılmalar Ansys Fluent 19.2 ile gerçekleştirilmiş ve hesaplamalarda SST k-? (low Re correction) türbülans modeli kullanılmıştır. Tezin ilk bölümünde türbin kanadı üzerinde uygulanan soğutma teknikleri ile ilgili tarihsel gelişimden ve jet çarpmalı soğutma sisteminden ayrıntılı olarak bahsedilmiştir. Tezin ikinci bölümünde literatürde yapılan çalışmalar sunularak, bu çalışmadan elde edilen sonuçların literatüre yapacağı katkılar ele alınmıştır. Tezin üçüncü bölümünde deney düzeneği tanıtılmış, deneylerde kullanılacak olan teçhizatlar hakkında bilgiler verilmiştir. TLC yöntemiyle yüzey üzerinde gerçekleşen ısı transferinin hesaplanmasında faydalanılan matematiksel formülasyondan bahsedilmiş ve deney düzeneğinin belirsizlik azalizi sunulmuştur. Tezin dördüncü bölümünde sayısal çalışmanın temelini oluşturan matematiksel formülasyonlar verilmiştir. Bununla birlikte sayısal çalışmada kullanılacak olan türbülans modeli hakkında detaylı bilgiler sunulmuştur. Tezin beşinci bölümünde deney sonuçları verilmiştir. Aynı zamanda düz ve kanatçıklı yüzeylerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Deney sonuçlarına göre jet deliklerinin nozul ile hedef yüzeye yaklaştırılması düz yüzeyin ortalama Nu sayısını %31,69’a, kanatçıklı yüzeyin ise %40,32’ye kadar arttırılabileceği tespit edilmiştir. Boyutsuz nozul boşluğunun (Gj/Dj) fazlaca azalması ortalama Nu sayısındaki artışı durdurmakta ve hatta tekrar düşürdüğü tespit edilmiştir. Bununla birlikte, Gj/Dj’nin azalması basınç kaybını da arttırmıştır. Bu nedenle, deney sonuçlarına göre optimum boyutsuz nozul boşluğunun 2,0 olduğu değerlendirilmiştir. Düz ve kanatçıklı yüzeylerin sonuçları karşılaştırıldığında kanatçıklı yüzeyin ortalama Nu sayısında kayda değer bir artışın olmadığı görülmüştür. Tezin altıncı bölümünde sayısal sonuçlar verilmiş, akış karakteristikleri gösterilmiş ve düz ile kanatçıklı yüzeylerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Sayısal sonuçlara göre Gj/Dj’nin azalması ortalama Nu sayısını düz yüzey üzerinde %18,05, kanatçıklı yüzey üzerinde ise %25,89’a kadar arttırdığı tespit edilmiştir. Akış karakteristikleri incelendiğinde nozulsuz modelde ve Gj/Dj’nin yüksek olduğu deney modellerinin jetlerinin çapraz akıştan etilendiği ve hedef yüzey üzerinde çarpma bölgesini akış yönüne doğru kaydırdığı tespit edilmiştir. Sayısal sonuçlara göre, kanatçıklı yüzeyin ortalama Nu sayısı az miktarda da olsa düz yüzeyden düşük olduğu görülmüştür. Bunun nedeni, kanatçıklı yüzeyde, jetin yüzeye çarpmasından sonra akışın kanatçığın üzerinden atlayarak kanatçığa komşu yüzeyle temasının kesilmesine, başka bir deyişle kanatçığın, kanatçıktan sonraki yüzey üzerinde sınır tabaka kalınlığının artmasına neden olduğu için akışkanla yüzey arasındaki ısı transferini düşürmesine bağlanmıştır. Gj/Dj’nin azalması ise bu olumsuz etkileri ortadan kaldırdığı tespit edilmiştir. Sayısal sonuçlara göre, yüzeye çarpan akışkanın hızı jet deliğindeki akışkan hızından daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Gj/Dj’nin yüksek olduğu modellerde hız farkının daha fazla olduğu görülmüştür. Bu durum, hem deneysel hem de sayısal sonuçlara göre, Gj/Dj’nin azalmasıyla yerel ve ortalama Nu sayılarında artışın nedenini açıklamaktadır. Tezin yedinci bölümünde deney sonuçlarıyla sayısal sonuçlar karşılaştırılmıştır. 3,0?Gj/Dj?6,0 değerleri için modellerin sayısal sonuçlarıyla deneysel sonuçları karşılaştırıldığında, sayısal çalışmanın yüzey üzerinde yerel Nu sayısı dağılımını oldukça hassas bir şekilde ortaya koyabildiği ve ortalama Nu sayılarını %10 hata oranının altında çözümleyebildiği görülmüştür. Gj/Dj=1,0 ve Gj/Dj=2,0 olması durumunda deneysel ve sayısal ortalama Nu sayıları arasındaki fark %17’ye kadar çıktığı tespit edilmiştir. Buna göre, SST k-? (low Re correction) türbülans modelinin jet deliği nozul ile uzatıılmış jet çarpmalı soğutma sisteminin sayısal hesaplamalarında hassas sonuçlar verdiği görülmüştür. Tezin son bölümünde sonuç ve önerilerden bahsedilmiş ve bu çalışmadan elde edilen bilgiler ışığında gelecekte yapılacak çalışmalar tartışılmıştır."Öğe Türbin kanatlarında borulu jet çarpmalı soğutmanın isı transfer performansına etkisinin deneysel analizi(2020) Yetısken, Yasar; Arslan, Kamil; Tepe, Ahmet ÜmitBu çalısmada, gaz türbin kanadı üzerinde uygulanan jet çarpmalı sogutmanın jet delikleri, nozul ile hedef yüzeye dogru uzatılarak ısı transfer performansı ve akıs karakteristiklerine etkisi deneysel ve sayısal olarak incelenmistir. Isı transfer performansının belirlenmesinde kararsız hal sıvı kristal (TLC) yönteminden faydalanılmıstır. Sayısal çalısmalar Ansys Fluent 19.2 ile gerçeklestirilmis ve hesaplamalarda SST k-w (low Re correction) türbülans modeli kullanılmıstır. Projenin ilk bölümünde, jet çarpmalı sogutma sistemi üzerinde uygulanacak yeniliklerin tespiti için jet çarpma ile ilgili yapılan çalısmaların literatürdeki tarihsel gelisimi incelenmistir. Buna göre tek sıralı jet düzeninde jet deliklerinin hedef yüzeye nozul ile yaklastırılması fikri ortaya çıkmıstır. Bu fikir üzerinde sayısal çalısmalar yapılmıs ve en uygun deney parametreleri tespit edilmistir. Jetin nozul ile hedef yüzeye uzatılması sayesinde maksimum çapraz akısın olustugu tek sıralı düzende çapraz akısın ısı transferine olan olumsuz etkisi nispeten azaltılmıs ve jetin potansiyel çekirdek bölgesinde yüzeye çarptırılması ile ısı transfer performansının arttırılması hedeflenmistir. Bu kapsamda sırasıyla 1, 2, 3, 4, ve 5 olacak sekilde bes farklı boyutsuz nozul-hedef plaka boslugu (Gj/Dj) belirlenmistir. Sonuçlar geleneksel jet çarpmalı sogutma düzeniyle karsılastırılmıstır (Gj/Dj=6). Aynı zamanda kanatçıklarla pürüzlendirilmis yüzey ile düz yüzeyin ısı transfer performansı karsılastırılmıstır. Deneyler için gerekli olan makine/teçhizatlar ve ısı transfer katsayısının tespiti için en uygun yöntem arastırılmıstır. Yapılan arastırmalar ve mevcut imkanlar da düsünülerek deneylerin Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisligi bölümünde kurulu olan TLC laboratuvarında gerçeklestirilmesine karar verilmistir. Deneyler için gerekli olan sarf malzemeler ise TÜBITAK bütçesinden karsılanmıstır. Deneylere ilave olarak nozul boslugunun akıs karakteristiklerine etkisini aydınlıga kavusturmak için deney parametreleriyle uygun olarak sayısal çalısmalar gerçeklestirilmistir. Deney sonuçlarına göre jet deliklerinin nozul ile hedef yüzeye yaklastırılması düz yüzeyin ortalama Nu sayısını %31,69'a, kanatçıklı yüzeyin ise %40,32'ye kadar arttırılabilecegi tespit edilmistir. Boyutsuz nozul boslugunun (Gj/Dj) fazlaca azaltılması ortalama Nu sayısındaki artısı durdurmakta ve hatta tekrar düsürdügü tespit edilmistir. Bununla birlikte, Gj/Dj'nin azalması basınç kaybını da arttırmıstır. Bu nedenle, deney sonuçlarına göre en uygun boyutsuz nozul boslugunun 2,0 oldugu degerlendirilmistir. Düz ve kanatçıklı yüzeylerin sonuçları karsılastırıldıgında kanatçıklı yüzeyin ortalama Nu sayısında önemli bir artısın olmadıgı görülmüstür. Sayısal çalısmalarla akıs karakteristikleri incelenmis ve bu durumun akısın kanatçıkla yüzey arasında sıkısarak hızının düsmesine ve dolayısıyla bu gölgede ısı transferinin azalmasıyla yüzeyin ortalama ısı transfer performansındaki artısını yavaslatmasına baglanmıstır. SST k-w (low Re correction) türbülans modeli ile gerçeklestirilen sayısal çalısmaların deneysel çalısmaları hassas bir sekilde ortaya koydugu tespit edilmistir. Yapılan bu çalısmanın sonuçları jet deliklerinin hedef yüzeye nozul ile uzatılması yüzeyin yerel ve ortalama ısı transferini oranını önemli ölçüde arttırdıgını göstermis ve türbin kanadının sogutulmasında etkin bir sekilde uygulanabilecegini ortaya koymustur.
