Solution of conjugated heat transfer problems in thermal convection

Abstract

ÖZET 1st Taşınmanda Eşlenik Isı Aktaran Problemlerinin Çözümü Kutlar flhmet İhsan Vüksek Lisans Tezi Mak. Hüh. Böl. Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Mazhar unsal Eylül im 88 sayfa Bu çalışmada içerisinden soğutucu akışkan geçen yatay ve dikey konumdaki boruların dış yüzeyine zorlanmış akıştaki doymuş buharın yoğuşmasında oluşan eşlenik ısı aktarım problemi sayısal yöntemle incelenmiştir. Dikey boru için soğutucu akışkanın yoğuşma sıvısı ile aynı ve ters yönde akışı ile buharın yerçekimi ve yerçekimine aksi yöndeki akışları ele alınmıştır. Vatay boru için yanlızca doymuş buharın yerçekimi yönünde boru eksenine dik akışı incelenmiştir. Soğutucu akışkan için temel olarak iki durum ele alınmıştır. Birinci durumda sıcaklık giriş bölgesi uzunluğunun boru uzunluğuna göre çok kısa olduğu varsayılarak tüm boru için ısı taşınım katsayısı sabit alınmıştır. İkinci incelemede ise girişteki sıcaklık sınır tabaka gelişimi dikkate alınmış ve akışın hidrodinamik olarak tam gelişmiş ve laminar olduğu kabul edilmiştir. Sınır şartlarına ait herhangi bir varsayım yapmaksızın boru içerisindeki zorlanmış akış, boru cidarmdaki ısı iletimi ve boru dış yüzeyindeki yoğuşma film tabakasından otuşan üçlü bağlaşık sistem birlikte incelenerek problem formüle edilmiş ve elde edilen adi türevli denklem sayısal olarak çözümlenmiştir. Bulunan çözüm ısı aktarımı üzerinde etkisi olduğu görülen boyutsuz değişkenlerin farklı değerleri için irdelenmiş ve sonuçlar grafikler halinde gösterilmiştir. Anahtar kelimeler : Eşlenik ısı transferi, Voguşma, Vatay boru. Dikey boru iv

ABSTRACT Solution of Conjugated Heat Transfer Problems in Thermal Convection Kutlar flhmet İhsan M.S. in Mechanical Eng. Supervisor : Prof. Dr. Mazhar unsal September YW, 88 pages Condensation of a saturated vapor flowing next to the outer surface of a tube cooled by a fluid f [owing inside the tube is analysed. Horizontal and vertical positions of the tube are considered. Four different flow configurations are studied corresponding to parallel and counter flow of coolant and condensate, upward and downward forced flow of vapor for the case of vertical tube geometry. Cross flow of vapor in the direction of gravity is considered for a horizontal tube. Analyses are made for i > Thermally developing and hydrodynamically fully developed laminar flow of the coolant, ii > Hydrodynamically and thermally fully developed flow of coolant. The present study is a theoretical investigation of a class of conjugated heat transfer problems where the wall temperature distribution is determined simultaneously with the solution of the problem. Key words : Conjugated heat transfer, Condensation, Horizontal pipe, Vertical pipe