Düzlemsel homotetik hareketler altında kapalı yörünge eğrisinin kutupsal atalet momenti için Holditch-tipi teoremler

Abstract

Bu çalışmada duvardan ısıtmada kullanılan bir sulu (hidronik) radyant panelin ısı transfer özellikleri ve kanatlı yüzey görevi gören alüminyum folyo ile boru aralıklarının farklı kombinasyonları için maliyet analizi yapılmıştır. Sayısal çözümler, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) alanında yaygın olarak kullanılan bir akış modelleme programı olan ANSYS FLUENT yardımı ile yapılmıştır. Öncelikle radyant panelin farklı boru aralıklarına sahip üç boyutlu modelleri oluşturulmuş, sonrasında her bir boru aralığı için alüminyum folyo kalınlıkları değiştirilerek çözümler yapılmıştır. İlk olarak boru aralığı 50, 100, 150 ve 200 mm, folyo kalınlıkları 0.1, 0.3, 0.5 ve 0.7 mm olmak üzere toplamda on altı ayrı panel modeli göz önüne alınmıştır. Her bir folyo kalınlığı ve boru aralığı için su giriş sıcaklığının 30, 35 ve 40 oC olduğu çözümler elde edilmiştir. Çözümlenen modellerin folyo kalınlığı ve boru aralığına karşılık panel ısı akısının değişimi ile birlikte bunun maliyet üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar folyo kalınlığındaki artışın panel yüzeyindeki sıcaklık dağılımını iyileştirdiğini göstermiştir. Fakat sabit bir boru aralığı için, folyo kalınlığının artırılmasının getirdiği maliyet artışının ısı akısındaki artıştan daha yüksek oranda gerçekleştiği görülmüştür. Bu nedenle en ekonomik seçeneğin mümkün olduğunca az kalınlıkta alüminyum folyo kullanılması olduğu görülmüştür. Sonrasında yalıtım kalınlığının ve yalıtım malzemesinin ısı iletim katsayısının birbirinden bağımsız olarak panel ısı transferine etkisi araştırılmıştır. Bunun için ilk çözümlerde 30 mm olan yalıtım kalınlığı 20 ve 40 mm olmak üzere değiştirilerek ısı iletim katsayısının 0.031 ve 0.034 W/mK olduğu farklı panel modelleri ile çözümler tekrarlanmıştır. Son olarak seçilen sabit bir folyo kalınlığında değişen boru aralıkları ve su giriş sıcaklıkları için söz konusu odada genel ve yerel ısıl konfor şartlarının sağlanıp sağlanmadığı araştırılmıştır.