Υπολογιστική διερεύνηση της επίδρασης στο ροϊκό και θερμικό πεδίο αγωγού ορθογωνικής διατομής και σταθερής θερμοκρασίας τοιχωμάτων, ενός vortex generator τύπου διαμήκους επιπέδου ελάσματος, για διαφορετικούς λόγους διαστάσεων της διατομής του αγωγού και του πλάτους του ελάσματος, για τυρβώδης ροή
| datacite.contributor.Supervisor | Βούρος, Ανδρέας | |
| dc.contributor.author | Πετρόπουλος, Χριστόφορος | |
| dc.contributor.other | Petropoulos, Christoforos | |
| dc.date.accessioned | 2024-02-27T07:25:05Z | |
| dc.date.available | 2024-02-27T07:25:05Z | |
| dc.date.issued | 2024-03-06 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Οι γεννήτριες δινών (Vortex Generators) προτείνονται ως μια αποτελεσματική τεχνική για τη βελτίωση της μεταφοράς θερμότητας. Στην παρούσα εργασία, εξετάζεται η επίδραση ενός Vortex Generator τύπου διαμήκους επίπεδου ελάσματος στο ροϊκό και θερμικό πεδίο ενός ορθογωνικού αγωγού. Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε για έξι διαφορετικές περιπτώσεις με διάφορες διαστάσεις της διατομής του αγωγού και του πλάτους της ράμπας, συμπεριλαμβανομένων των λόγων διαστάσεων διατομής (ύψος / πλάτος) 3/2, 2/2, 1/2, καθώς και των λόγων πλάτους ελάσματος προς πλάτος αγωγού 0,1 και 0,05. Αρχικά, παρουσιάζονται οι βασικές θεωρητικές γνώσεις στον τομέα της ρευστομηχανικής και της μετάδοσης θερμότητας που απαιτούνται για την κατανόηση της εργασίας. Επιπλέον, γίνεται εισαγωγή στην χρήση του λογισμικού ANSYS FLUENT για την υπολογιστική ρευστοδυναμική προσομοίωση. Στο κύριο μέρος της εργασίας, πραγματοποιείται η κατασκευή της γεωμετρίας που εξετάζεται, με το έλασμα να σχηματίζει γωνία 30° με τον αγωγό, και εφαρμόζεται η διακριτοποίηση. Στη συνέχεια, διερευνάται ο βέλτιστος αριθμός υπολογιστικών στοιχείων που απαιτούνται για την προσομοίωση. Επιλέγεται το μοντέλο τύρβης k-ε Realizable για την επίλυση και καθορίζονται οι συνοριακές συνθήκες. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται η προσομοίωση, και η εργασία ολοκληρώνεται όταν επιτυγχάνονται τα κριτήρια σύγκλισης που έχουν τεθεί. Αναφορικά με τα αποτελέσματα, παρατηρείται ότι όταν το έλασμα είναι αρκετά λεπτό σε σχέση με το πλάτος του αγωγού (λόγος 0,05), επιτυγχάνονται τα καλύτερα αποτελέσματα με αύξηση του αριθμού Nu κατά 7%, με μικρές απώλειες τριβής (αύξηση των απωλειών κατά 5%). | |
| dc.description.translatedabstract | Vortex generators are proposed as an effective technique for enhancing heat transfer. In this study, the effect of a longitudinal-type vortex generator on the flow and thermal field of a rectangular duct is examined. The analysis was conducted for six different cases with various dimensions of the duct's cross-section and the ramp width, including aspect ratios of the crosssectional dimensions (height/width) of 3/2, 2/2, 1/2, and aspect ratios of the ramp width to duct width of 0.1 and 0.05. Initially, fundamental theoretical knowledge in fluid mechanics and heat transfer necessary for the reader's understanding is presented. Additionally, an introduction to computational fluid dynamics through ANSYS FLUENT is provided, in which the computational simulations are conducted. In the main part of the work, the geometry under investigation is constructed, with the ramp forming a 30° angle with the duct, and the discretization is applied. The optimal number of computational elements required is investigated. The k-ε Realizable turbulence model is selected for the solution, and boundary conditions are defined. Subsequently, the simulation is performed, and the work is completed when the convergence criteria are met. Regarding the results, it is observed that when the ramp is sufficiently thin relative to the duct width (aspect ratio of 0.05), the best results are achieved with an 7% increase in the Nu number with minor friction losses (a 5% increase in losses). | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/26624 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | CC0 1.0 Universal | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | * |
| dc.subject | Γεννήτριες δινών | |
| dc.subject | Ενίσχυση μεταφοράς θερμότητας | |
| dc.subject | Τυρβώδεις ροές | |
| dc.subject | Προσομοιώσεις υπολογιστικής ρευστοδυναμικής | |
| dc.subject.alternative | Vortex generators | |
| dc.subject.alternative | Heat transfer enhancement | |
| dc.subject.alternative | Turbulent flows | |
| dc.subject.alternative | CFD simulations | |
| dc.title | Υπολογιστική διερεύνηση της επίδρασης στο ροϊκό και θερμικό πεδίο αγωγού ορθογωνικής διατομής και σταθερής θερμοκρασίας τοιχωμάτων, ενός vortex generator τύπου διαμήκους επιπέδου ελάσματος, για διαφορετικούς λόγους διαστάσεων της διατομής του αγωγού και του πλάτους του ελάσματος, για τυρβώδης ροή | |
| dc.title.alternative | Computational investigation of the effect of a vortex generator of longitudinal flat blade type, on the flow and the thermal flowfield of a pipe of rectangular cross-section and constant wall temperature, for different aspect ratio of the pipe’s cross section and the width of the blade, in turbulent flow |