KARE KESİT YAPAY PÜRÜZLÜ GÜNEŞ DESTEKLİ HAVA ISITICI TASARIMININ SAYISAL ANALİZİ

Abstract

Güneş destekli hava ısıtıcıların çok yaygın kullanım ile birlikte ısı transferi verimlerinin düşük olduğu bilinmektedir. Bu konuda çeşitli çalışmalar yürütülmektedir. Yapılan bu çalışmada yutucu plaka üzerine kare kesit yapay pürüzlülük oluşturularak tasarlanan bir güneş destekli hava ısıtıcısının sayısal analizi yapılmıştır. Kütle, momentum ve enerji korunumu denklemlerinin sayısal simülasyonu, yaygın kullanılan hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı olan ANSYS Fluent ile sonlu hacimler metodunu kullanarak türbülanslı, zorlanmış konveksiyon ısı transferine maruz kalan tam gelişmiş akış için 2-boyutlu olarak yapılmıştır. Yutucu plaka üzerine 1000 W.m-2 sabit ısı akısı uygulanarak 4 farklı Reynolds sayısında (4000, 8000, 12000 ve 16000) ve 3 farklı pürüzlülük oranında (5,33, 10,67 ve 16,00) akış oluşturulmuştur. Reynolds sayısına bağlı olarak Nusselt sayısı, sürtünme faktörü değişimi ve akışkan çıkış sıcaklığı irdelenmiştir. Ayrıca, Reynolds sayısının ve pürüzlülük oranının ısı arttırma oranına etkisi incelenmiştir. Maksimum ısı arttırma oranı (Re=800 ve P/e=16’de) 1,20 olarak hesaplanmıştır. Yutucu plaka üzerinde yapay pürüzlülükler oluşturularak laminer alt tabakada türbülans sağlanması ile ısı transferinin arttırıldığı görülmüştür. Akışkan giriş ve çıkış sıcaklık farkı 4 K civarında bulunmuştur.

Keywords

• güneş enerjisi
• hava ısıtıcı
• ısı transferi
• cfd analiz