Dikdörtgen kesitli bir kanaldaki kararsız ısı transferinin sayısal incelenmesi

Abstract

Elektronik devrelerdeki ısı üreten elemanlarla benzeşim kurmak üzere, dikdörtgen kesitli bir kanal girişindeki ısının sinüsoidal olarak değiştirildiği kabul edilmiş ve daimi olmayan rejimde laminer ile türbülanslı akış için ısı taşınımı sayısal ve üç boyutlu olarak incelenmiştir.İlk çalışmalar pürüzsüz (bloksuz) kanal geometrisi için yapılmış ve daha sonraki aşamada ise, elektronik devre elemanlarını temsilen yerleştirilen bloklar ile zorlanmış ısı taşınımı sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmalarda Reynolds sayısı, laminer akış için 1120 ? 2225 ve türbülanslı akış içinse 11240 - 22284 aralığında alınmış, ısı giriş frekansı da 0.02 Hz'den 0.24 Hz'e kadar değiştirilmiştir.Termal giriş bölgesindeki daimi olmayan ısı transferi, sayısal akışkanlar dinamiği (CFD) kodu olan Star-CCM+ ile çözülmüş ve kanalın uzun ekseni boyunca sıcaklık değişimleri ve genliği, Reynolds sayısı ve giriş frekansına bağlı olarak elde edilmiştir.Elde edilen sayısal sonuçlarla, deneysel ve sayısal sonuçlar karşılaştırılmış ve küçük hata değerleri elde edilmiştir.

In order to simulate heat producing elements on electronic circuits, heat input at the inlet of a rectangular duct is supposed to vary sinusoidally and three dimensional transient forced convection for laminar and turbulent flows are investigated numerically.Initial studies were conducted for smooth rectangular duct (without arrays of block-like electronic components) and further implementations were focused on numerical investigation of forced convection heat transfer with blocks. Reynolds numbers in the range of 1120 ? 2225 for laminar flow and 11240 - 22284 for turbulent flow were selected. Inlet frequencies (ß) varied between 0.02 Hz and 0.24 Hz.Transient heat transfer in the thermal entrance region was solved by computational fluid dynamics (CFD) code called Star-CCM+ and temperature amplitudes were obtained through centerline of the duct.Numerical results were compared with experimental results. Acceptable derivations were obtained with small differentiations.