Özet:
Bu çalışmada, genişleyen bir dikdörtgen kanalda silindirik girdap üreticilerin
türbülanslı akışta akım ayrılması ve buna bağlı olarak kanaldaki basınç kaybı
üzerindeki etkisi incelenmiştir. Sayısal çözümler ANSYS Fluent çözücüsü
kullanılarak yapılmış, türbülans modeli olarak ise bir Eddy viskozitesi modeli olan k epsilon Realizable modeli kullanılmıştır. Bu çalışmada kullanılan sayısal yöntem daha
önce yapılmış olan bir deneysel çalışmanın sonuçları kullanılarak doğrulandıktan
sonra ilk olarak, kanal girişine tek sıra girdap üretici yerleştirildiği ve genişleme
açısının 30°, 45°, 60° ve 90°, girdap üretici/giriş kanalı yükseklik oranının 0.25 ve 0.5
olduğu durumlar için hız ve basınç alanları elde edilmiş, girdap üreticilerin kullanıldığı
ve kullanılmadığı durumlar birbirleri ile karşılaştırılarak etkinlikleri tartışılmıştır.
Sonrasında ise ek olarak genişleme açısının 45°, girdap üretici/giriş kanalı yükseklik
oranının da 0.25 olduğu durumda kanal girişinde çift sıra ve eğimli yüzeyde tek ve çift
sıra girdap üretici olmak üzere üç farklı durum incelenmiştir. Her bir durum için girdap
üreticilerin akış alanında yarattığı etki akım çizgileri yardımıyla görsel olarak
sunulmuş ve bunun üzerinde topolojik bir analiz yapılmış, ayrıca kanal alt duvarı
boyunca duvar kayma gerilmesinin değişimi, yeniden tutunma noktasının konumu,
kanaldaki toplam basınç kaybı ve statik basınç geri kazanım katsayısı gibi
parametrelerle de sonuçlar nicel olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, kanal
girişine yerleştirilen tek sıra girdap üreticilerin yeniden tutunma noktasını yukarı akım
yönünde taşıdığı, buna karşılık kanaldaki basınç kaybını artırdığı görülmüştür. Basınç
kaybındaki bu artış girdap üretici/giriş kanalı yükseklik oranının artırılmasıyla daha da
artmış, statik basınç geri kazanım katsayısı her iki yükseklik oranı için de negatif
olarak elde edilmiştir. Eğimli yüzey üzerine yerleştirilen çift sıra girdap üreticinin
basınç kaybını azalttığı ve statik basınç geri kazanım katsayısını da artırdığı tespit
edilmiş, sıra sayısının artırılmasıyla kanalın enerji verimliliğinin daha da
iyileştirilebileceği ön görülmüştür
