Bu tezde; dikdörtgenler prizması şeklindeki konfigürasyonda akışkan olarak yüksek Prandtl sayısına ve 5 cSt’luk viskoziteye sahip silikon yağının kullanılmasıyla oluşturulan yüzey gerilim konveksiyon hareketleri üzerine etki eden ve kararlı yüzey gerilim hareketinden osilasyonlu yüzey gerilim hareketine geçiş üzerine etki eden parametrelerden, farklı yer çekimi vektörleri, farklı soğuk duvar sıcaklıkları, farklı ortam sıcaklıkları ve farklı boyutsal oranlar; nümerik ve deneysel olarak incelenmiştir. Akışkan, serbest yüzeyinin tam ortasından geçen ve serbest yüzeyi boyunca temas eden yuvarlak profilli ince krom-nikel bir tel yardımıyla ısıtılmaktadır. Yüzey gerilim hareketi yapan akışkanın ısı ve kütle transferi üzerine batmazlık etkileri dikkatlice incelenmiştir. Yüzey gerilimli akış hareketi yapan akışkanın akış alanı, sıcaklık ölçümleri ve akış görüntüleri deneysel ve numerik olarak incelenmiştir. Kararlı yüzey gerilim hareketinden periyodik osilasyonlu yüzey gerilim hareketine geçiş noktasının kritik sıcaklık farkı, soğuk duvar sıcaklığının, ortam sıcaklığının ve boyutsal oranın değişmesiyle değişmektedir. Akışkanın serbest yüzeyinden kaybolan ısı miktarı yukarıdaki parametreler üzerinde etkindir. Kritik sıcaklık farkı değeri soğuk duvar sıcaklığının azalmasıyla ve ortam sıcaklığı değerinin artmasıyla artmaktadır. Anahtar Kelimeler: Yüzey gerilim konveksiyon akışı, Prandtl sayısı, kritik sıcaklık farkı, kritik Marangoni sayısı, Fluent CFD Programı
In this thesis, the transition from the steady to the oscillatory thermocapillary flow of high Prandtl number (Pr=67) fluid (5 cSt silicon oil) in the rectangular container configuration under various cold wall temperatures, various ambient temperatures, various gravity vectors and various aspect ratios effects have been studied numerically and experimentally. The fluid is heated by a crom-nickel thin wire placed along the free surface. The effects of buoyancy on the transport phenomenon are carefully assessed. The thermocapillary flow field is described based on a flow visualization and temperature measurements. The critical temperature difference for the onset of oscillations varies when the cold wall temperature, ambient temperature and aspect ratio are varied. The heat loss at the liquid free surface is identified to be responsible for these effects. The critical temperature differences increases with decreasing the cold wall temperature. Also, the critical temperature difference increases with increasing the ambient temperature. Keywords: Surface tension driven convection flow, Prandtl number, critical temperature difference, critical Marangoni number, Fluent CFD program
Tez (Doktora) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, 2013.
Kaynakça var.
Bu tezde; dikdörtgenler prizması şeklindeki konfigürasyonda akışkan olarak yüksek Prandtl sayısına ve 5 cSt’luk viskoziteye sahip silikon yağının kullanılmasıyla oluşturulan yüzey gerilim konveksiyon hareketleri üzerine etki eden ve kararlı yüzey gerilim hareketinden osilasyonlu yüzey gerilim hareketine geçiş üzerine etki eden parametrelerden, farklı yer çekimi vektörleri, farklı soğuk duvar sıcaklıkları, farklı ortam sıcaklıkları ve farklı boyutsal oranlar; nümerik ve deneysel olarak incelenmiştir. Akışkan, serbest yüzeyinin tam ortasından geçen ve serbest yüzeyi boyunca temas eden yuvarlak profilli ince krom-nikel bir tel yardımıyla ısıtılmaktadır. Yüzey gerilim hareketi yapan akışkanın ısı ve kütle transferi üzerine batmazlık etkileri dikkatlice incelenmiştir. Yüzey gerilimli akış hareketi yapan akışkanın akış alanı, sıcaklık ölçümleri ve akış görüntüleri deneysel ve numerik olarak incelenmiştir. Kararlı yüzey gerilim hareketinden periyodik osilasyonlu yüzey gerilim hareketine geçiş noktasının kritik sıcaklık farkı, soğuk duvar sıcaklığının, ortam sıcaklığının ve boyutsal oranın değişmesiyle değişmektedir. Akışkanın serbest yüzeyinden kaybolan ısı miktarı yukarıdaki parametreler üzerinde etkindir. Kritik sıcaklık farkı değeri soğuk duvar sıcaklığının azalmasıyla ve ortam sıcaklığı değerinin artmasıyla artmaktadır. Anahtar Kelimeler: Yüzey gerilim konveksiyon akışı, Prandtl sayısı, kritik sıcaklık farkı, kritik Marangoni sayısı, Fluent CFD Programı
In this thesis, the transition from the steady to the oscillatory thermocapillary flow of high Prandtl number (Pr=67) fluid (5 cSt silicon oil) in the rectangular container configuration under various cold wall temperatures, various ambient temperatures, various gravity vectors and various aspect ratios effects have been studied numerically and experimentally. The fluid is heated by a crom-nickel thin wire placed along the free surface. The effects of buoyancy on the transport phenomenon are carefully assessed. The thermocapillary flow field is described based on a flow visualization and temperature measurements. The critical temperature difference for the onset of oscillations varies when the cold wall temperature, ambient temperature and aspect ratio are varied. The heat loss at the liquid free surface is identified to be responsible for these effects. The critical temperature differences increases with decreasing the cold wall temperature. Also, the critical temperature difference increases with increasing the ambient temperature. Keywords: Surface tension driven convection flow, Prandtl number, critical temperature difference, critical Marangoni number, Fluent CFD program