Boyuna Uzatılmış Yüzeylerde Dikdörtgensel Oyukların Isı Atımına Etkisi: Bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Analizi

Bu çalışmada, üç farklı zorlanmış taşınım koşulu için (h = 25, 50 ve 100 W/m2K) konvansiyonel ve oyuklu kanatlardan olan ısı transferi ANSYS FLUENT yazılımı ile incelendi ve analizler çeşitli oyuk seviyeleri için tekrarlandı. Analizlerde kanat malzemesi olarak 202.4 W/mK ısıl iletkenliğe sahip alüminyum kullanıldı. Operasyonel durum için fotovoltaik sistemlerin zorlanmış taşınımla soğutulması durumu göz önüne alındı ve bu bağlamda, kanat taban sıcaklığı, standart test koşullarını (1000 W/m2 ışınım akısı, 298.15 K çevre sıcaklığı) göz önünde bulundurarak 353.15 K seçildi. Sürekli rejim koşullarında kanat boyunca enerji denklemi e=10^(-9) yakınsama kriteri ile çözüldü. Çalışmada dikkate alınan referans kanat profili 50 mm boy, 10 mm yükseklik ve 1 mm kalınlık ölçülerine sahiptir. Kanat boyunca boylamasına 1 mm2’lik oyuk çiftleri (λ) oluşturuldu ve her bir λ değeri için konvansiyonel ve oyuklu kanatlardan olan ısı atımları sayısal olarak belirlendi. Kanat verimi oyuk seviyesinin bir fonksiyonu olarak ayrıca hesaplandı. Sayısal sonuçlar, artan λ değeri ile kanattan olan ısı atımının azaldığını, ancak bütün taşınım koşulları için, belirli bir λ değerinden sonra birim kanat hacminden olan ısı atımının konvansiyonel kanata kıyasla daha fazla olduğunu gösterdi. Düşük h değerlerinde oyuk etkilerinin daha belirgin olduğu görüldü. h = 25 W/m2K için konvansiyonel kanattan olan ısı atımı 2.5032 W iken, λ = 24 için oyuklu kanattan olan ısı atımı 2.6683 W olarak belirlendi. Bu durum ısı atımında yaklaşık %6.6’lık bir iyileşmeye karşılık gelmektedir.