Yüzeylerinden soğutulan bir yaşam mahalinde gerçekleşen farklı termal koşullarda ışınım ve taşınımın sayısal olarak i̇ncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) kullanılarak, yüzeylerinden soğutulan bir yaşam alanında farklı termal koşullarda ve taze hava üfleme debilerinde, taşınım ve ısınım yoluyla gerçekle¸sen ısı transferi karakteristikleri sayısal olarak incelenmektedir. Sayısal analiz, bir CFD yazılımı olan ANSYS Fluent ile gerçekleştirilmiştir. Bir konut veya ofis odasına ait gerçek boyutlu bir oda modellenerek, bu oda içerisinde farklı termal koşullar oluşturturu lup taşınım ve ısınım sayısal olarak incelenmiştir. Yaşam alanının taze hava ihtiyacı için 200x100 mm boyutlarındaki taze hava menfezinden sırasıyla 1,5 m/s, 2 m/s ve 2,5 m/s hızlarda taze hava verilmiştir. Ya¸sam alanının ısıtma ihtiyacı için radyatör kullanılmıştır. Radyatör yüzey sıcaklığı bu üç durum için ayrı ayrı 313 K, 318 K, 323 K, 328 K, 333 ˘ K, 338 K, 343 K, 348 K ve 353 K değerlerine ayarlanmıştır. Oda duvarlarından ısı ˘ kaybını temsil etmek amacıyla duvarlara sabit sıcaklık verilmiştir. Değişen termal ˘ koşullar altında radyatör yüzeyindeki taşınım ısı akısı, ısınım ısı akısı, toplam ısı akısı taşınım ısı transfer katsayısı, ısınım ısı transfer katsayısı ve toplam ısı transfer katsayısı değerleri sayısal olarak belirlenmiştir. Yapılan CFD analizlerinin ardından; ˘ radyatör yüzeyindeki taşınım ısı akısı değeri 285,79 ˘ W/m2 ile 983,36 W/m2 arasında, ısınım ısı akışı değeri 120,63 ˘ W/m2 ile 441,25 W/m2 arasında, toplam ısı akısı değeri 406,45 ˘ W/m2 ile 1424,51 W/m2 arasında, taşınım ısı transfer katsayısı 11,68 W/m2K ile 15,23 W/m2K arasında, ısınım ısı transfer katsayısı 4,87 W/m2K ile 6,82 W/m2K arasında ve son olarak toplam ısı transfer katsayısı 16,40 W/m2K ile 22,05 W/m2K değerleri arasında olduğu saptanmıştır. Taze hava üfleme hızı 1,5 m ˘ /s’den m 2m/s’ye çıkarıldığında; bütün radyatör yüzey sıcaklıklarında ortalama olarak, taşınım ısı transfer katsayısı %2,68 oranında, toplam ısı transfer katsayısı %2,02 oranında, taşınım ısı akısı %3,27 oranında ve toplam ısı akısı %2,25 oranında artış göstermiştir. Taze hava üfleme hızı bir kademe daha arttırılarak 2,5 m/s’ye çıkarıldığında ise taşınım ısı transfer katsayısı %2,59 oranında, toplam ısı transfer katsayısı %1,55 Oranında, taşınım ısı akısı %2,35 oranında ve toplam ısı akısı %1,63 oranında artış göstermiştir. Artan radyatör yüzey sıcaklığı ile birlikte taşınım ve ısınım etkilerinin arttığı gözlenmiştir. Havalandırma hızının artması taşınım etkilerini arttırırken ışınım üzerinde bir etkisi olmamıştır. Işınım etkilerinin salt yüzey sıcaklıklarına bağlı olarak değiştiği gözlenmiştir.