The investigation of heat transfer characteristics of pulsating impinging jet on a flat surface

Bu çalışmada, türbülanslı akış şartlarında dairesel bir hedef yüzeye çarpan pulsatif jetin konvektif ısı transfer karakteristiği incelenmiştir. İncelemelerde jet ve hedef yüzey (H/D) arasındaki mesafe, titreşim frekansı ve titreşim genliklerinin ısı transferi üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Deneysel araştırmalarda, boyutsuz mesafe H/D oranı, titreşim frekansı ve pulsatif genlik değişirken geometri ve Prandtl sayısı her durumda sabit tutulmuş ve bu parametrelerin ısı transferi üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Deneyler, üç farklı H/D oranı için altı farklı frekans ve dört farklı genlikte gerçekleştirilmiştir. Problem ayrıca, Fluent ticari kodu kullanarak sayısal olarak da araştırılmıştır. Isı transferi mekanizmasını açıklamak için anlık hız ve sıcaklık profilleri elde edilmiştir. Sayısal sonuçlar, titreşimli jetin hidrodinamik sınır tabakada, ısı transferini iyileştiren yıkıcı bir etkisi olduğunu ortaya koymaktadır. Elde edilen sonuçlar boyutsuz parametreler cinsinden verilmiştir. Yüksek H/D oranında hem Womersley sayısı (Wo) hem de boyutsuz genlik (Ao) arttıkça ısı transferinin de arttığı gözlemlenmiştir.This study is presented convective heat transfer characteristics to a circular heated surface by impinging pulsating jet under turbulent flow conditions. In investigations, the effects of the distance of jet and target surface (H/D), pulsating frequency and pulsating amplitude on heat transfer are analyzed. In the experimental investigations, the dimensionless distance H/D ratio, the pulsating frequency and pulsating amplitude are changed while the geometry and Prandtl number remain constant for all cases, and the effect of these parameters on heat transfer is analyzed. The experiments are performed at six different frequencies and four different amplitudes for three different H/D ratios. The problem is also investigated numerically by using the Fluent commercial code. In order to explain the heat transfer mechanism, instantaneous velocity and temperature profiles are obtained. The numerical results reveal that there is a disruptive effect on the hydrodynamic boundary layer of pulsating jet, which improves the heat transfer. The obtained results are given as dimensionless parameters. It is observed that, the heat transfer enhancement increases with increasing both Womersley number (Wo) and dimensionless amplitude (Ao) at the high H/D ratio