Boru demeti üzerinden akışta taşınım ve ışınım ile ısı geçişinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, katılımcı ortamda yer alan, düzgün sıralı boru demeti üzerinden taşınım ve ışınım ile ısı geçişi incelenmiştir. Katılımcı ortamın transparan ortamdan en belirgin farkı ortamın da ışınımla ısı geçişine katılması ve sıcaklık dağılımına etki etmesidir. Bu sebeple, ısı geçişinin detaylı bir şekilde incelenmesi maksadıyla, Reynolds sayısının 100 ile 300, boru aralıklarının 1,5 ile 3, iletim – ışınım parametresinin 0,0367 ile 0,5080 arasında ve saçılma albedosunun da 0 ve 1 değerleri arasında değiştirildiği 180 farklı durum analiz edilmiştir. Analizler, iki boyutlu geometri için sürekli rejim ve sıkıştırılamaz akış şartlarında gerçekleştirilmiş olup yayan, soğuran ve izotropik saçılma yapan ortam kabulü yapılmıştır. Çözümler, sonlu hacimler yöntemi ve ışınım için P1 yaklaşımı kullanılarak ticari bir yazılım vasıtası ile gerçekleştirilmiştir. Analizlerden elde edilen veriler ile sıcaklık kontur grafikleri oluşturulmuştur. Böylece, farklı parametrelerin sıcaklık ve ısı geçişine etkisi ortaya konulmuştur. Ayrıca tüm durumlar için toplam ve ışınım Nusselt sayıları grafik üzerinde verilmiş olup, sonuçlar detaylı olarak incelenmiştir.

In the scope of the study, in a participating media, heat transfer from aligned tube banks by convection and radiation was investigated. The most obvious difference of participating media than transparent medium is that the medium participates in radiative heat transfer and affects temperature distribution. Hence, to elaborately examine the heat transfer mechanism, Reynolds number was chosen between 100 – 300, the pitch of tubes was chosen between 1.5 and 3, the conduction – radiation parameter was chosen between 0.0367 – 0.5080 and the single scattering albedo was chosen between 0 and 1, which encompasses 180 different analyses. Analyses were accomplished for two dimensional, steady – state and incompressible flow and emitting, absorbing and isotropically scattering medium. The problem was numerically solved using finite volume method and P1 approximation through a commercial software. Temperature contour graphs were drawn using results of analyses. Thus, the effects of different parameters on temperature and heat transfer were evaluated. Moreover, total and radiative Nusselt number values were graphically illustrated and elaborately investigated for all the situations.