Kısmi açık ve eğimli hacimlerde doğal konveksiyonun sayısal incelenmesi

Numerical investigation of natural convection in partially open and tilted cavities

Özet

Bu çalışmada, sürekli şartlarda ısıtılan bir hacimde meydana gelen laminer doğal konveksiyonla ısı transferi, üstten açık konumda, farklı ısı akılarında (q″), farklı açıklık oranlarında (AO), farklı eğim açılarında (EA) ve farklı geometrik oranlarda (GO) ele alınarak, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Isıtılan hacmin bir kenarına sabit ısı akısı uygulanmış, diğer bütün kenarları yalıtılmıştır. Problem iki boyutlu olarak ele alınmış, kütle, momentum ve enerjinin korunumunu temsil eden denklemler, uygun sınır şartları kullanılarak sayısal olarak çözülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre açıklık oranının artması ve bununla birlikte eğim açısının azalması ile ortalama Nusselt sayısının arttığı $(Nu_{Hort.})$, ortalama yüzey sıcaklığının azaldığı görülmüştür.

Abstract

In this study, the investigation of the steady state laminar natural convection heat transfer inside a cavity under different heat fluxes (q″), different opening ratios (OR), different tilt angles (TA), and different cavity aspect ratios (AR), for top opening position, was performed using Computational Fluid Dynamics (CFD). One side of the cavity is subjected to a uniform heat flux and all other sides of the cavity are assumed to be perfectly insulated. The equations of conservation of mass, momentum and energy were solved using adequate boundary conditions. According to the results obtained, average Nusselt number $(Nu_{Hort.})$ increases and the average wall temperature decreases, with increase in opening ratio and decrease in tilt angle.