Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Öğrenci: DUYGU İPCİ
Danışman: HALİT KARABULUT
Özet:Bu çalışmada, sıcaklık ve akış alan denklemleri yeni bir nümerik çözüm yöntemi kullanılarak, ikizkenar üçgen, sinüzoit ve parabolik kesitli radyatör hava kanallarının akış ve ısı transferi karakteristikleri belirlenmiştir. Hava kanallarındaki akış ve ısı transferi, hem tam gelişmiş akış hem de gelişmekte olan akış için modellenmiştir. Her iki durumda, akışın sıkışmaz ve laminer olduğu kabul edilmiştir. Giriş bölgesinde hız ve sıcaklık sınır tabaklarının eş zamanlı olarak geliştiği kabul edilmektedir. Kanalların giriş bölgesindeki akış alanları 3 boyutlu momentum denklemleri ile süreklilik ve momentum denklemlerinin bileşiminden elde edilen Poisson tipi bir basınç alan denklemi ile modellenmiştir. Sinüzoidal, parabolik ve ikizkenar üçgen şeklindeki kanal kesitleri ısı transferi ve akış alan denklemleri için düzensiz çözüm bölgeleri olduğundan bir takım zorluklarla karşılaşılmaktadır. Bu zorlukları yok etmek için kanalların kesit alanları uygun transformasyonlar kullanılarak kare şeklindeki çözüm bölgelerine dönüştürülmüştür. Yönetici denklemlerin içerdiği sıcaklık ve hız bileşenleri de uygun transformasyonlar kullanılarak boyutsuz büyüklüklere dönüştürülmüştür. Yönetici denklemler sonlu fark şekline dönüştürüldükten sonra Newton-Raphson yöntemi kullanılarak sayısal yöntemle çözülmüştür. Tam gelişmiş akış bölgesindeki ısı transferi, sabit ısı akısı (H1) ve sabit duvar sıcaklığı (T) olmak üzere iki farklı ısıl duvar şartı ile incelenmiştir. Kanalların farklı boy/en oranları için Nusselt ve Poiseuille sayıları belirlenmiştir. Sonuçlar literatür verileri ile kıyaslanmış ve uyumlu olduğu görülmüştür. Maksimum sapmanın % 3'ten az olduğu görülmüştür. Giriş bölgesindeki ısı transferinin analizinde sabit duvar sıcaklığı şartı uygulanmıştır. Reynolds sayısının 250, 500, 750, 1000 ve 12000 değerlerine karşılık gelen eksenel Nusselt sayısı dağılımları belirlenmiştir. Sabit duvar sıcaklığına haiz ve boy/en oranı 1,0 olan bir ikizkenar üçgenin giriş bölgesindeki eksenel Nusselt sayısı dağılımı ANSYS Fluent yazılımı ile de hesaplanmış ve bu tezde geliştirilen metotdan elde edilen Nusselt sayısı dağılımı ile karşılaştırılmıştır. Sonuçların birbiri ile çok uyumlu olduğu görülmüştür.