Numerical Investigation of Cooling an Industrial Roller by Using Swirling Jets

Authors : Mustafa KILIÇ, Mahir ŞAHİN, Tolga DEMİRCAN, Zülfikar KİLİNC, Atta ULLAH

Pages : 147-159

Doi:10.31202/ecjse.1175261

View : 14 | Download : 12

Publication Date : 2023-01-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Endüstriyel merdanelerin etkin bir şekilde soğutulması, sistemin ve ürünün kalite kaybını önlemek için büyük öneme sahiptir. Merdane yüzeyindeki yüksek sıcaklık farkı, termal gerilmeye sebep olup, merdane yüzeyi ve üründe deformasyonlara neden olabilir. Bu çalışmada, deformasyonları önlemek için endüstriyel bir merdanenin dönen jetler kullanılarak soğutulması farklı parametreler için sayısal olarak incelenmiştir. Reynolds sayısı, yüzey ısı akısı ve akışkanın giriş sıcaklığındaki değişimin endüstriyel bir merdanenin ısı transfer performansı üzerindeki etkileri, merdanenin iç ve dış yüzeyi arasındaki sıcaklık farkı açısından incelenmiştir. Bu sayısal çalışmada ısı transferi ve akışkan akışını modellemek için ANSYS Fluent CFD programı kullanılmıştır. Sonuç olarak Re sayısının 1000\`den 1700\`e artması, merdane iç ve dış yüzeyi arasındaki sıcaklık farkının %45,4 oranında azalmasını sağlamıştır. Yüzey ısı akısını 5000\`den 12500 W/m2\`ye çıkarmak, iç ve dış yüzey sıcaklıkları arasındaki farkta %149,4\`lük bir artışla sonuçlanmıştır. Soğutucu akışkan giriş sıcaklığının 5\`ten 20°C\`ye yükseltilmesi, yüzey sıcaklığında bir artışa neden olmuştur, ancak sistemin ısı transfer özelliklerinde önemli bir değişiklik olmamıştır. Bu çalışmanın sonuçlarının daha etkin soğutmalı endüstriyel merdane tasarımına katkı sağlayacağı değerlendirilmektedir.
Keywords : Endüstriyel merdane, Dönen jetler, Soğutma, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği