Sabit ısı akışı etkisinde bir plakanın doğal taşınım ısı transferi ile soğutulmasının CFD analizi

Abstract

Doğal taşınım ısı transferi, günlük hayatımızda karşılaştığımız ısı transferi mekanizmalarından biridir. Herhangi bir dış etki olmadan, akışkan içinde taşınım hareketlerinin, sadece sıcaklık gradyanından olduğu bir ısı transferi şeklidir. Akışkanın bir gaz veya sıvı olup olmadığına bakılmaksızın, ısıtma işleminin bir sonucu olarak, ısı transferi yüzeyi yakınlarındaki akışkanın yoğunluğundaki azalma nedeniyle, akışkana uygulanan kaldırma kuvvetinden kaynaklanır. Sıcak radyatörlerden havaya gerçekleşen ısı transferinde olduğu gibi, elektronik cihazların soğuması ve fotovoltaik panellerin doğal ortamda soğuması gibi birçok alanda, doğal taşınım ısı transferi gerçekleşir. Bu çalışmada, sabit ısı akısı etkisinde bir plakanın, doğal taşınım ısı transferinde hava ile soğutulmasının CFD analizi yapılmıştır. Bu analizle, plakaya etkiyen sabit ısı akısı 400, 600, 800 ve 1000 W/m2 olarak alınmış ve hız ile sıcaklık gradyanları elde edilmiştir. CFD analizi ile elde edilen plaka yüzey sıcaklıkları, literatürde uygun bir ampirik ifadeden elde edilen yüzey sıcaklıkları ile karşılaştırılmış ve sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür.