Yüzeylerinden soğutulan bir yaşam mahalinde gerçekleşen farklı termal koşullarda ışınım ve taşınımın sayısal olarak incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: CİHAN SEZER
Danışman: Özgen Açıkgöz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) kullanılarak, yüzeylerinden soğutulan bir yaşam alanında farklı termal koşullarda ve taze hava üfleme debilerinde, taşınım ve ışınım yoluyla gerçekleşen ısı transferi karakteristikleri sayısal olarak incelenmektedir. Sayısal analiz, bir CFD yazılımı olan ANSYS Fluent ile gerçekleştirilmiştir. Bir konut veya ofis odasına ait gerçek boyutlu bir oda modellenerek, bu oda içerisinde farklı termal koşullar oluşturulup taşınım ve ışınım sayısal olarak incelenmiştir. Yaşam alanının taze hava ihtiyacı için 200x100 mm boyutlarındaki taze hava menfezinden sırasıyla 1,5 m/s, 2 m/s ve 2,5 m/s hızlarda taze hava verilmiştir. Yaşam alanının ısıtma ihtiyacı için radyatör kullanılmıştır. Radyatör yüzey sıcaklığı bu üç durum için ayrı ayrı 313 K, 318 K, 323 K, 328 K, 333 K, 338 K, 343 K, 348 K ve 353 K değerlerine ayarlanmıştır. Oda duvarlarından ısı kaybını temsil etmek amacıyla duvarlara sabit sıcaklık verilmiştir. Değişen termal koşullar altında radyatör yüzeyindeki taşınım ısı akısı, ışınım ısı akısı, toplam ısı akısı, taşınım ısı transfer katsayısı, ışınım ısı transfer katsayısı ve toplam ısı trasnfer katsayısı değerleri sayısal olarak belirlenmiştir. Yapılan CFD analizlerinin ardından; radyatör yüzeyindeki taşınım ısı akısı değeri 285,79 W/m2 ile 983,36 W/m2 arasında, ışınım ısı akısı değeri 120,63 W/m2 ile 441,25 W/m2 arasında, toplam ısı akısı değeri 406,45 W/m2 ile 1424,51 W/m2 arasında, taşınım ısı transfer katsayısı 11,68 W/m2K ile 15,23 W/m2K arasında, ışınım ısı transfer katsayısı 4,87 W/m2K ile 6,82 W/m2K arasında ve son olarak toplam ısı transfer katsayısı 16,40 W/m2K ile 22,05 W/m2K değerleri arasında olduğu saptanmıştır. Taze hava üfleme hızı 1,5 m/s'den 2 m/s'ye çıkarıldığında; bütün radyatör yüzey sıcaklıklarında ortalama olarak, taşınım ısı transfer katsayısı %2,68 oranında, toplam ısı transfer katsayısı %2,02 oranında, taşınım ısı akısı %3,27 oranında ve toplam ısı akısı %2,25 oranında artış göstermiştir. Taze hava üfleme hızı bir kademe daha arttırılarak 2,5 m/s'ye çıkarıldığında ise taşınım ısı transfer katsayısı %2,59 oranında, toplam ısı transfer katsayısı %1,55 oranında, taşınım ısı akısı %2,35 oranında ve toplam ısı akısı %1,63 oranında artış göstermiştir. Artan radyatör yüzey sıcaklığı ile birlikte taşınım ve ışınım etkilerinin arttığı gözlenmiştir. Havalandırma hızının artması taşınım etkilerini arttırırken ışınım üzerinde bir etkisi olmamıştır. Işınım etkilerinin salt yüzey sıcaklıklarına bağlı olarak değiştiği gözlenmiştir.