Bir duvarı üzerinde ısıtıcı elemanlar bulunan eğik bir kanaldaki akışkan akışının ve ısı transferinin sayısal olarak incelenmesi

Numerical investigation of fluid flow and heat transfer in an inclined channel with discrete heat sources

Özet

Bu çalışmada, bir duvarı üzerine ısıtıcı elamanlar yerleştirilmiş, alt ve üst yüzeyi yalıtılmış eğik bir kanalda, ısıtıcı eleman yüksekliğinin, Grashof sayısının, Reynolds sayısının ve eğim açısının akışkan akışı ve ısı transferi üzerine etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Kontrol hacmi esasına dayalı SIMPLE algoritması kullanılarak bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Simulasyon sonuçlarından eğim açısının artması ile düşük Reynolds sayılarında, ortalama Nusselt sayısının arttığı görülmüştür. Boyutsuz ısıtıcı elaman yüksekliğinin artması ile maksimum boyutlu sıcaklık artmaktadır. Grashof sayısının artmasıyla, düşük Reynolds sayılarında, ortalama Nusselt sayısının arttığı ve eğim açısının boyutsuz maksimum sıcaklığı fazla etkilemediği bulunmuştur. Grashof sayısı arttıkça boyutsuz maksimum sıcaklık sabit kalmakta ancak boyutlu sıcaklık artmaktadır.

Abstract

In this study, an inclined channel with discrete heat sources mounted on a surface was considered. Bottom and top surfaces of the channel were insulated. A computer program based on the control volume approach and using SIMPLE algorithm was developed. The effect of height of heating element, Grashof number, Reynolds number and inclination angle on the flow structure and heat transfer were numerically investigated. Itpwas observed that at low Reynolds numbers, the mean Nusselt number increases' with increasing inclination angle and Grashof number.With increasing height of the heating element, dimensional maximum temperature of heating element increases. When Grashof number increases, although dimensionless maximum temperature stays constant, dimensional maximum temperature of heating element increases.