Dikdörtgen kesitli kanallarda daimi olmayan zorunlu konveksiyonun nümerik modellenmesi

Abstract

dikdörtgen kesitli kanallarda daimi olmayan zorunlu konveksiyonun nümerik modellenmesi Anahtar Kelimeler : Daimi olmayan zorunlu konveksiyon, Sonlu Farklar Metodu. ÖZET Termal gelişen ve hidrodinamik gelişmiş akış için dikdörtgen kesitli kanalda ısı girişinden dolayı daimi olmayan laminer zorunlu konveksiyon incelenmiştir. Çalışmalar Reynolds sayılan (1 120< Re <2220) ve giriş frekansları (0.02 Hz< p <0.24 Hz) değerleri için yapılmıştır. Daimi olmayan ısı transfer problemi termal giriş bölgeleri için çözülmüştür. Nümerik sonuçlar elde edilmiştir. İkinci derece explicit sonlu farklar şeması enerji denklemini çözümü için kullanılmıştır. (Sözbir 1995, 1995b) tarafından yapılan deneysel veriler yardımıyla beşinci çeşit sınır şart kullanarak tam gelişmiş parobolik hız profili için nümerik sonuçlar elde edilmiştir. Dikdörtgen kesitli kanal ekseni boyunca sıcaklık değişimleri elde edilmiş ve sıcaklık amplitüdünün kanal boyunca exponensiyal olarak azaldığı görülmüştür. Deneysel sonuçlarla nümerik sonuçların birbiriyle uyum sağladığı ve hata değerinin %0.5'den küçük olduğu görülmüştür.

NUMERICAL MODELLING OF FORCED CONVECTION IN RECTANGULAR DUCTS ABSTRACT Key words : Transient forced convection, Finite difference method This thesis focuses on a numerical investigation of transient laminar forced convection in a rectangular duct due to a sinusoidal heat input at the inlet with hydrodynamically developed and thermally developing air flow. The studies were conducted over with range of Reynolds number (1120< Re <2220) and inlet frequencies (0.02 Hz< (3 < 0.24 Hz) of the periodic heat input. The transient heat transfer problem is solved in the thermal entrance region of the duct. Numerical results are reported. A second order accurate explicit finite difference scheme is used in the numerical solution to the energy equation. Numerical results are obtained with, the fully developed parabolic velocity profile under the boundary condition of the fifth kind which was verified by the experiments. Temperature variations a long the centerline of the rectangular duct are obtained (Sözbır, 1995, 1995b) to be thermal oscillations with the same frequency as the inlet periodic heat input and amplitudes that decayed exponentially with distance along the duct. The results are compared with those from experiments. Satisfactory agreement between the numerical and experimental results are obtained.