Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Gemi İnşaatı Ve Denizcilik Fakültesi, Gemi Makineleri İşletme Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Yusuf Bekir Özdemirler
Danışman: Seyfettin Bayraktar
Özet:
Taylor-Couette (TC) akışı biri veya her ikisi de aynı/zıt yönlerde dönen eş eksenli silindirler arasındaki akışı ifade etmekte olup bu tür akışlara enerji santrallerinde, filtreleme işlemlerinde, havacılıkta, polimerizasyonda, fotokataliz işlemlerinde, hücre yetiştirmede ve su arıtma sistemlerinde kullanılan reaktörlerde rastlanmaktadır. Silindir(ler) daha hızlı döndükçe aralarında yer alan akış alanında kararsızlıklardan dolayı farklı akış yapıları oluşur ve Taylor sayısı arttıkça bu akış alanı da giderek değişir ve yeni bir karaktere bürünür. Hızın belirli bir değerin üzerine çıkarılmasıyla akış tamamen kararsız hale gelir. Taylor-Couette akışı, eş eksenli, aynı veya ters yönde dönen iki silindir arasındaki akış, akışkanlar fiziğindeki tipik sistemlerden biridir. TC akışı temel olarak, iç ve dış silindirlerin açısal hızları ve silindirlerin yarıçapları ile karakterize edilmektedir. Newtonyen akışkanlarla yapılan çoğu araştırmadan farklı olarak bu çalışmada, Newtonyen-olmayan bir akışkan için TC akışının hidrodinamik davranışı hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) tekniği kullanılarak incelenmiştir. Akışın türbülanslı olarak kabul edildiği bu çalışmada standart k-omega türbülans modeli tercih edilmiştir. Kurulan HAD modelinin doğruluğu literatürde newtonyen akışkanlar kullanılarak gerçekleştirilen deneysel ve sayısal çalışmalar ile mukayese edildikten sonra 4 farklı hız değeri kullanılarak 2 farklı konik silindir geometrisinde newtonyen olmayan bir akışkanın hidrodinamik davranışı incelenmiştir. Elde edilen hız dağılımlarına göre, newtonyen olmayan akışkanın hız grafiği ile newtonyan akışkanın hız grafiğinde farklılıklar tespit edilmiştir. Aynı zamanda basınç konturları gözlemlendiğinde vorteks sayısı ve basınç değerleri birbirinden farklıdır. İncelenen akış şartları korunarak ayrıca konik silindir geometrisi ile deneyler simüle edilmiştir. Konik silindir TC reaktöründe farklı hızlarda ve farklı karakteristik özelliğe sahip Newtonyen olmayan akışkanların akış davranışı incelenmiştir. Newtonyan olmayan akışkanlar ile yapılan bu incelemeler sonucunda, akışkan davranışındaki hız, basınç ve akış yapılarında değişkenlik gözlemlenmiştir.