HEAT TRANSFER IN THREE-DIMENSIONAL RECTANGULAR CAVITIES WITH PINS

Authors : Zerrin SERT, Çisil TİMURALP, Mesut TEKKALMAZ

Pages : 39-49

View : 30 | Download : 16

Publication Date : 2019-04-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Üç boyutlu gri yüzeyli dikdörtgen geometrili kutularda termal radyasyon ile doğal taşınımın etkileşimi sayısal olarak incelenmiştir. Dikdörtgen kutuda dikey karşıt izotermal duvarlar ısıtılıp soğutulurken, diğer tüm duvarlar yalıtılmıştır. Pimler sıcak duvara eklenmiştir. Katılımcı olmayan ortamda akışkanın hava (Pr=0.71) ve akışın laminer olduğu kabul edilmiştir. Boussinesq yaklaşımının kullanıldığı yoğunluk dışındaki tüm termofiziksel özelliklerinin sabit olduğu varsayılmıştır. Momentum, enerji denklemleri ve radyasyon transferi ticari CFD kodu ANSYS ile çözülmüştür. Taşınım terimlerinin ayrıklaştırılmasında ikinci dereceden ayrıklaştırma şeması, çözüm yöntemi olarak da SIMPLE algoritması ve yüzey ışınım hesabında S2S (Surface to Surface) ışınım modeli kullanılmıştır. Rayleigh sayısı (Ra), yüzey emissivitesi (ε), pim sayısı, boyutsuz pim çapları (D=d/H) ve uzunlukları (B=b/H), dikdörtgen kutunun genişlik yükseklik oranı (W/H) parametrik olarak değiştirilmiştir. Üç boyutlu kutunun, incelik oranı, W/H=0.5, 1.0 ve 2.0 olarak ele alınmıştır. Kutudaki pimlerin sayısı ise 9, 13, 17, 21 ve 25 olarak değiştirilmiştir. Rayleigh sayısı, yüzey emissivitesi, boyutsuz pim uzunlukları ve çapları, sırasıyla 103≤Ra≤106, 0.0≤ε≤1.0, 0.05≤B≤0.6, 0.025≤D≤0.1, değer aralıklarında değiştirilmiştir. Ortalama taşınım, radyasyon ve toplam Nusselt sayıları, her durum için Rayleigh sayısının bir fonksiyonu olarak hesaplanmıştır. Ayrıca ele alınan tüm durumlar için akış ve sıcaklık dağılımları verilmiş ve tartışılmıştır.
Keywords : Üç boyutlu, Doğal taşınım, S2S Işınım, Dikdörtgen kutular