Çatı üzerine yerleştirilmiş kare ve dikdörtgen kolektörden olan ısı kaybının sayısal olarak incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AHMET CEM ÖZCAN

Danışman: OĞUZ TURGUT

Özet:

Güneş kolektörü tasarımında güneş kolektöründen olan enerji kayıplarının doğru bir şekilde belirlenmesinin önemi büyüktür. Bundan dolayı, çevre şartlarındaki rüzgâra bırakılan düz güneş kolektörlerinden olan ısı kaybı güneş kolektörleri çalışmalarında geniş yer tutmaktadır. Konveksiyonla olan ısı kaybı h=a+bV biçiminde verilen ampirik bir denklemle hesaplanmaktadır. Bu denklemde konveksiyon katsayısının sadece hıza bağlı olduğu görülmektedir. Hâlbuki konveksiyon ile gerçekleşen ısı transferi rüzgâr hızının yanında rüzgârın kolektöre gelme yönü, kolektörün tipi, akışkanın fiziksel özellikleri, kolektörün eğimi gibi parametrelere de bağlıdır. Bu sebeple iki katlı bir evin çatısına düz bir kolektör yerleştirilerek konveksiyon ile gerçekleşen ısı kaybı sayısal olarak incelenmiştir. Kullanılan kolektör tipleri kare ve dikdörtgendir. Kolektör tipi, rüzgâr yönü, rüzgâr hızı, çatı açısı ve ölçeğin etkisi çalışmada kullanılan parametrelerdir. Çalışma sonuçları Colburn j-faktörünün Reynolds sayısı ile değişimi şeklinde ifade edilmiştir. Sayısal çalışma sonuçları literatürde bulunan deneysel bir çalışma ile karşılaştırılmıştır. Rüzgâr tünelinde kütle transferi ile gerçekleştirilen deneysel çalışma ile sayısal çalışmanın uyumlu olduğu görülmüştür. 1:235 ölçekli çalışmada elde edilen korelasyon daha yüksek Reynolds sayılarında ekstrapolasyon yapılarak kullanıldığında hatalı sonuçlar vermektedir. Bu sebeple çalışılan Reynolds sayısı aralığı elde edilen korelasyonları kısıtlamaktadır. Sayısal çalışma ANSYS Fluent 17.0 analiz programı ile yürütülmüştür