Yan yüzeyi açık prizmatik bir boşlukta doğal taşınım

Abstract

Bu çalışmada, prizmatik bir boşlukta meydana gelen geçici rejimdeki doğal taşınım incelenmiştir. Prizmatik bir boşluk olarak kabul edilen büro tipi bir buzdolabında kapının açık olması ve kapalı olması durumlarında oluşan doğal taşınım hem deneysel hem de sayısal olarak ele alınmıştır. Ayrıca kapının açık olması durumunda girişe yerleştirilen engellerin ısı geçişine etkisi araştırılmıştır. Fluent-5 paket programı kullanılarak elde edilen sayısal çözümde iki boyutlu laminer doğal taşınım kabulü yapılmıştır. Buzdolabı arka, alt ve yan yüzeyleri yalıtılmış yüzey ve üst kısmında bulunan buharlaştırıcı yüzeyi sabit sıcaklıkta soğuk yüzey olarak alınmıştır. Açık kapı durumunda soğutma yüzeyi için elde edilen ortalama Nusselt sayısı zamanla artarak sabit bir değere ulaşmaktadır. Sayısal ve deneysel olarak elde edilen Nusselt sayılan arasında küçük farklılıklar gözlenmektedir. Giriş kesitinde alt kısma yerleştirilen engel ısı geçişini azaltırken, üst kısımlara yerleştirilen engellerin ısı geçişini fazla etkilemediği görülmüştür. Alt kısma yerleştirilen engelin ısı geçişini azaltması sistemin rejim durumuna erişme süresini uzatmıştır. Kapalı kapı durumunda sıcaklık ve hız dağılımlarında açık kapı durumuna göre büyük değişiklikler meydana gelmiştir ve sistem çok daha uzun bir sürede rejim durumuna erişmiştir. Soğutma yüzeyi için ortalama Nusselt sayısı açık kapı durumunun aksine zamanla hızla azalarak çok küçük bir değer almaktadır.Anahtar Kelimeler: Doğal Taşınım, Laminer Akış, Açık Hacim, Prizmatik Hacim, Kapalı Hacim, Soğutucu

Natural Convection in a Rectangular Open Cavity Unsteady natural convection in a prismatic cavity was studied. Natural convection in a table top refrigerator, which represents a prismatic cavity, was experimentally and numerically investigated for open door and closed door cases. The effects of barriers, placed at the entrance of the refrigerator and at different levels from the bottom, were also numerically investigated. A commercial software (Fluent-5) was used for numerical analysis of two dimensional laminar natural convection. It is assumed that the prismatic cavity has a vertical opening, a cooled wall at top and insulated side walls. For open door case, the mean Nusselt number for the cooling surface increases and reaches steady state as the time increases. The mean Nusselt numbers obtained by experimentally and numerically are quite close. The barrier, placed to the lowest level at the entrance, causes a decrease in heat transfer although the other barriers, placed to higher levels, shows no important effect on heat transfer. The time to reach steady state increases by a decrease in heat transfer in the case of the barrier placed to the lowest level. It is observed that the temperature and velocity distributions for open door and closed door cases are significantly different. The time to reach steady state increases for closed door case. The mean Nusselt number for the cooling surface decreases and gets very small as the time increases, in contrast to open door case. Keywords: Natural Convection, Laminar Flow, Open Cavity, Rectangular Cavity, Rectangular Enclosure, Refrigerator.