Gözenekli ortam ve komşu akışkan tabakadan oluşan bileşik sistemde akışın analitik olarak incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, birbirini periyodik bir yapıda takip eden kanallardan oluşan gözenekli ortam ve bu ortama komşu akışkan tabakadan oluşan bileşik sistemdeki hız ve sıcaklık dağılımlarının analitik çözümleri elde edilmiştir. Bu çalışmada elde edilen arayüz koşulları ve daha önceki çalışmalarda elde edilen gerilim ve akı sıçrama koşullarının karşılaştırılması sonucunda gerilim ve akı sıçrama koşullarında bulunan bilinmeyen gerilim sıçrama katsayısı, analitik olarak elde edilmiş ve gözeneklilik, Darcy sayısı ve boşluk çapına bağlı olduğu bulunmuştur. Gerilim sıçrama katsayısının çözümüne benzer olarak Nusselt sayısı için de bir analitik çözüm elde edilmiştir ve Nusselt sayısının gözenekliliğe, boşluk çapına ve akışkan tabakanın kalınlığına bağlı ifadesi elde edilmiştir. Çalışmada yapılan analitik çözümlerin sonuçları, farklı gözeneklilik, akışkan tabakası kalınlığı ve Darcy sayısına bağlı olarak hız ve sıcaklık dağılımları, gerilim sıçrama katsayısının değişimi ve Nusselt sayısı değişimi için çizilen eğrilerle sunulmuştur.

In this study, analytical solutions of velocity and temperature distributions were obtained in a composite system which consists of a porous medium and an adjacent fluid layer, where solid and fluid phases repeat themselves in a regular pattern. By comparing interfacial conditions derived from this study and the stress and flux jump conditions developed by previous studies, the unknown stress jump coefficient, was analytically determined and is shown to depend on porosity, Darcy number and pore diameter. Similar to determination of stress jump coefficient, a solution for the Nusselt number was provided and found out that it is depended on porosity, pore diameter and the thickness of adjacent fluid layer. Results of the analytical solutions were represented by different porosity and thickness of adjacent fluid layer, and velocity and temperature distributions dependent on Darcy number, and different stress jump coefficient, and Nusselt number.