Bir kanaldaki tek fazlı zorlanmış ısı taşınımının nümerik incelemesi

Abstract

Bu çalışmada, hidrodinamik yönden gelişmiş ve termal yönden gelişmekte olan akış için dikdörtgen kesitli bir kanalda, sinusoidal olarak değiştirilen ısı girişinden dolayı daimi olmayan laminer zorlanmış ısı taşınımı incelenmiştir. Çalışmalar çeşitli Reynolds sayıları (1 122< Re< 2225) ve ısı giriş frekansları ( 0.02 Hz< p <0.24 Hz) değerleri için yapılmıştır. Termal giriş bölgeleri için daimi olmayan ısı transferi problemi, sonlu elemanlar metoduyla yaklaşık olarak çözülmüş ve nümerik sonuçlar elde edilmiştir.Dikdörtgen kesitli kanalın uzun ekseni boyunca sıcaklık değişimleri elde edilmiş ve sıcaklık amplitüdünün kanal boyunca deneysel sonuçlara uygun olarak exponensiyel şekilde azaldığı görülmüştür. Nümerik sonuçlar ile SÖZBİR [5, 6] tarafından yapılan deneysel çalışma sonuçları karşılaştırılmış ve birbiriyle uyum sağladığı ve hata değerinin küçük olduğu görülmüştür.

NUMERICAL INVESTIGATION OF FORCED CONVECTION IN A DUCT SUMMARY In this thesis, transient laminar forced convection in a rectangular duct are investigated numerically due to sinusoidal heat input at the inlet with hydrodynamically developed and thermally developing air flow. The studies are subjected on the range of Reynolds number (1 122< Re< 2225) and inlet frequencies (0.02 Hz < p< 0.24 Hz) of the periodic heat input. The transient heat transfer problem is solved approximately by using finite element method in the thermal entrance region of the duct. Numerical results are obtained. Temperature variations along the centerline of the rectangular duct are obtained and to be observed that temperature amplitudes are decayed exponentially with distance along the duct. Numerical results are compared with experimental results made by SÖZBİR [5, 6]. Satisfactory agreement between them are obtained. XVI s