Güneş kollektörü olarak kullanılan bir evin çatısının dış yüzeyinden zorlanmış konveksiyon ile gerçekleşen ısı transferinin sayısal olarak incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2008

Öğrenci: ZAFER DENİZ

Danışman: OĞUZ TURGUT

Özet:

Yapılan bu çalışmada; iki katlı bir binanın çatısına düz olarak yerleştirilmiş, düz plaka güneş kolektörünün üst yüzeyinden rüzgâr nedeniyle zorlanmış konveksiyonla oluşan ısı transferi katsayıları sayısal olarak hesaplanmıştır. Yapılan çalışma, Fluent 6.1.3 paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ortalama ısı transferi katsayılarını belirleyebilmek için yapılan sayısal çalışmada; kare ve dikdörtgen şeklindeki kolektörlerin yerleştirildiği evler kullanılmıştır. Kolektörlerin α=25º ve 45º çatı eğim açısı ve β=0º, 90º ve 180º rüzgâr geliş açısına göre farklı şartlar için çözümler yapılmıştır. Akış geometrisi ve ağ yapısı Gambit 2.0 paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çözümlerde akışkan olarak hava kullanılmıştır. Temel korunum denklemleri kararlı rejimde, 3 boyutlu ve türbülanslı akış şartlarında çözülmüştür. Türbülans modeli olarak k-ε realizable türbülans modeli kullanılmıştır. Kolektörün yüzeyindeki ortalama Nusselt sayısı, Reynolds sayısına bağlı olarak Nu= a Re b şeklinde korelasyonlar ile ifade edilmiştir. Yapılan sayısal çalışmalar sonucunda elde edilen verilerden, ortalama ısı transferi katsayısının rüzgarın geliş açısı β ve çatı eğim açısı α'ya bağlı olduğu görülmüştür. Sayısal çalışma sonuçlarının deneysel sonuçlarla uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Ayrıca; standart denklemin, (), ortalama ısı transferi katsayısını daha az hesapladığı görülmüştür.