Çarpan jetler, iyi bir ısı transferi performansı sağlamaları nedeniyle genellikle sanayide elektronik ekipmanların ısıl problemlerini çözmek için kullanılırlar. Bu çalışmada, tek bir hava jeti akışı kullanılarak bir tarafı açık, üç tarafı kapalıdikdörtgensel bir kanal içerisindeki beş adet dikdörtgen ve yamuk desenli bakır plakalı yüzeylerin soğutulması sayısal olarakaraştırılmıştır. Sayısal hesaplamalar, zamandan bağımsız, üç boyutlu Navier-Stokes ve enerji denkleminin k-ε türbülans modelini de dikkate alarak Ansys-Fluent 17.0 bilgisayar programı kullanılarak çözülmesiyle gerçekleştirilmiştir. Çalışma akışkanı olarak 300 K giriş sıcaklığında hava kullanılmıştır. Kanalın üst ve alt yüzeyleri adyabatik iken kare ve yamuk desenli yüzeylere sabit1000 W/m2’ lik ısı akısı uygulanmıştır. Çalışma, Re sayısının (Re) 4000, 6000, 8000 ve 10000 ve jet-plaka arası uzaklığın (H/Dh)4, 6 ve 10 olduğu değerler için yapılmıştır. Sayısal sonuçların literatürde var olan çalışmanın sayısal ve deneysel sonuçları ile uyumlu oldukları görülmüştür. Sonuçlar, her bir desenli yüzey için ortalama Nusselt sayısı (Nu) ve yüzey sıcaklığının değişimiolarak sunulmuştur. Jet akışın sıcaklık, hız konturu ve akım çizgileri dağılımları farklı Re ve H/Dh oranları için ayrıcaaraştırılmıştır. Yamuk desenli yüzeylerin ortalama Nu sayısı değerinin H/Dh=10 ve Re=10000 için dikdörtgen desenli yüzeylerden % 17.56 daha fazla olduğu bulunmuştur.

Keywords - Desenli yüzey, Çarpan hava jeti, Isı transferi, Kare kanal, Sayısal analiz

[1] B.W. Webb, C. Ma, “Single-phase liquid jet impingement heat transfer”, Adv. Heat Transf., vol. 26 pp. 105–117, 1995.
[2] G.M. Carlomagno, A. Ianiro, “Thermo-fluid-dynamics of submerged jets impinging at short nozzle-to-plate distance: a review”. Exp Thermal Fluid Sci., vol. 58, pp. 15–35, 2014.
[3] E. Argus, M. A. Rady and S. A. Nada, “A numerical investigation and parametric study of cooling an array of multiple protruding heat sources by a laminar slot air jet”. Int J Heat Mass Transf., vol. 28, pp. 787–805,2006.
[4] M. Popovac, K. Hanjalic K, “Large-eddy simulation of flow over a jetimpinged wall-mounted cube in a cross stream”, Int J Heat Fluid Flow, vol. 28, pp. 1360–1378, 2007.
[5] Y. T. Yang, C. H. Hwang, “Numerical simulations on the hydrodynamics of a turbulent slot jet on a semicylindrical convex surface”, Num Heat Transfer, vol. 46, pp. 995–1008, 2004.
[6] K. S. Mushatat, “Analysis of the turbulent flow and heat transfer of the impingement cooling in a channel with cross flow”, Eng Sci, vol. 18, pp. 101–122, 2007.
[7] I. Sezai, A.A. Mohamad, “Three dimensional simulation of laminar rectangular impinging jets, flow structure, and heat transfer”, Heat Transfer, vol. 121, pp. 50-56, 1999.
[8] K. Karabulut, D.E. Alnak, F. Koca, “Analysis of cooling of the heated circle patterned surfaces by using an air jet impingement”, in Proc. ICENS’4, 2018, paper 67955-3-4, p. 411.
[9] FLUENT User's Guide, Fluent Inc. Lebanon, NH, 2003.
[10] M. Kilic, T. Calisir, S. Baskaya, “Experimental and numerical study of heat transfer from a heated flat plate in a rectangular channel with an impinging air jet”, J Braz. Soc. Mech. Sci. Eng., vol. 39, pp. 329-344, 2017.