Kısmen bölünmüş kapalı kare hacimlerde akışkan akışı ve ısı transferinin sayısal olarak incelenmesi

Abstract

KISMEN BÖLÜNMÜŞ KAPALI KARE HACİMLERDE AKIŞKAN AKIŞI ISI TRANSFERİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ (YÜKSEK LİSANS TEZİ) AHMET HAKAN ÖZDEM GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ocak 2002 ÖZET Bu çalışmada, kısmen bölünmüş kapalı kare hacimlerde akışkan akışı ve ısı transferi sayısal olarak incelenmiştir. Kapalı hacmin yan duvarları sabit fakat farklı sıcaklıklarda alınırken karşılıklı duvarları yalıtkan veya mükemmel iletken olduğu kabul edilmiştir. Kararlı rejimdeki laminer akışta, süreklilik, momentum ve enerji denklemleri boyutsuz hale getirilip, belirlenen sınır şartlarında sayısal olarak çözülüp, ortamdaki hız ve sıcaklık, dağılımı belirlenmiştir. Kontrol hacmi formülasyonuna dayalı SIMPLE algoritması kullanılarak geliştirilmiş bilgisayar programı modifiye edilmiştir. Bölme elemanlarının, akışkanın temas yüzeylerinde ani iletkenlik değişimlerini kontrol etmek için, harmonik ortalama formülü kullanılmıştır. Yerel Nusselt sayısı, sıcak duvardan olan ısı iletiminin, akışkana taşınım yoluyla olan ısı transferine eşitliğinden yararlanarak hesaplanmıştır. Rayleigh sayısının, bölme sayısının, bölme yüksekliğinin ve bölme iletkenliğinin akışkan akışına ve ısı transferine olan etkileri araştırılmıştır. Sonuçlar, Rayleigh sayısının artmasıyla, Ortalama Nusselt sayısının arttığını ve bölme sayısı ile Ortalama Nusselt sayısını düşürdüğünü fakat bu düşmenin düşük Rayleigh sayılarında az olduğunu göstermiştir. Ayrıca, bölme yüksekliğinin ve bölme iletkenliğinin artmasının Ortalama Nusselt sayısını düşürdüğünü göstermiştir. Bilim Kodu :625.04.02 Anahtar Kelimeler :Doğal taşınım, kısmen bölünmüş kapalı hacim Sayfa Adedi :152 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Nuri Yücel

NUMERICAL INVESTIGATION OF FLUID FLOW AND HEAT TRANSFER IN PARTIALLY DIVIDED SQUARE ENCLOSURES ( Master of Science Thesis ) AHMET HAKAN ÖZDEM GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY January 2002 ABSTRACT In this study, fluid flow and heat transfer in partially divided square enclosures were numerically investigated. It was assumed that, the end walls of enclosures were adiabatic or perfectly conducting and the left side wall and the right side wall of enclosures were maintained at uniform but different temperature.Temperature and velocity distributions in the enclosure for laminar and steady flow were determined by solving continuity, momentum and energy equations for appropiate boundary conditions. A computer program based on the control volume approach and SIMPLE algorithm was modified. A concequence formulation at solid-fluid interface was used and thermal conductivity and viscosity were calculated using a harmonic mean formulation in order to handle abrubt changes in the material properties. By using the fact that, heat transfer from hot side wall by conduction must be equal to the heat transfer to the fluid by convection, the local Nusselt number was evaluated. The effect of Rayleigh numbers, number of partition, height of partition and conductivity of partition on fluid structure and fluid flow were investigated. It was observed that, mean Nusselt number increases with increasing Rayleigh number and decreases with increasing number of partition. However, decrease in mean Nusselt number was less at low Rayleigh numbers. Furthermore, inceasing partition height and partition conductivity, decreases mean Nusselt number. Science Code :625.04.02 Key words : Natural convection, partially divided enclosure Page number :152 Superviser :Prof. Dr. Nuri Yücel