Hidrofobik Kaplamanın Kanat Profillerinin Aerodinamik Parametrelerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi

Abstract

Bu tez kapsamında NACA 4418 kanat profile üzerinde deneysel bir çalışma yürütülmüştür. Kanat profili spray kaplama yöntemi ile iki farklı malzeme ile kaplanmış, ıslanırlık derecesi (su damlasının yüzey ile temas açısı, θ) belirlenmiştir. Kaplamasız (θ=59o<90o: hidrofilik), hidrofobik (θ=93o>90o) ve süperhidrofobik (θ=154o>150o) kaplamalı olmak üzere üç farklı kanat profile yüzeyi elde edilmiştir. Bu üç farklı durum için, kaldırma ve sürükleme katsayıları, 15 m/s (Re=253.196) ve 22.8 m/s (Re=385.162) olmak üzere iki farklı serbest akım hızında ve 6 farklı hücum açısında (-10°, -5°, 0°, 5°, 10°, 15°) rüzgar tünelinde deneysel olarak belirlenerek birbiriyle karşılaştırılmıştır. Deney sonuçları, kaplamasız/normal (hidrofilik) kanat profiline, hidrofobik ve süperhidrofobik özellik kazandırılmasının kanat profilinin kaldırma katsayılarını iki farklı hız ve tüm hücum açıları dikkate alındığında sırasıyla ortalama %15 ve %27 oranında iyileştirdiğini göstermiştir. Ayrıca kaplamasız/normal (hidrofilik) kanat profiline, hidrofobik ve süperhidrofobik özellik kazandırılması kanat profilinin sürükleme katsayılarını iki farklı hız ve tüm hücum açıları dikkate alındığında sırasıyla ortalama %12 ve %20 oranında düşürmüştür.

In this thesis, an experimental study was carried out on NACA 4418 wing profile. The airfoil was covered with two different materials by spray coating method, the degrees of wetting (water droplet contact angle with the surface, θ) were determined. The three different airfoil surfaces that are as uncoated (θ = 59o <90o: hydrophilic), hydrophobic (θ = 93o> 90o) and super hydrophobic (θ = 154o> 150o) coated were obtained. The lift and drag coefficients of these cases were determined experimentally in a wind tunnel at the two free stream velocities of 15 m/s (Re = 253.196) and 22.8 m/s (Re=385.162) for the six different angle of attacks (-10 °, -5 °, 0 °, 5 °, 10 °, 15 °) and compared with each other. The results showed that when the hydrophobic and super hydrophobic properties to the uncoated/normal (hydrophilic) airfoil were introduced, the lift coefficients of airfoil increased by an average of 15% and 27%, respectively for all the studied attack angles and the free stream velocities. In addition, adding hydrophobic and super hydrophobic properties to the uncoated/normal (hydrophilic) airfoil decreased the drag coefficients of the airfoil by 12% and 20%, respectively for all the studied angles of attack and the free stream velocities.