Yatay dikdörtgen kanatçık dizilerinden oluşan doğal konveksiyona ait akışın sayısal görüntülenmesi

Numerical flow visualization of natural convection from horizontal rectangular fin arrays

Abstract

Effects of fin spacing, fin height and fin length on the free convection heat transfer from horizontal fin arrays were investigated numerically. The three-dimensional elliptic governing equations were solved using a finite volume based computational fluid dynamics (CFD) code. Preliminary simulations were made for cases reported in the literature. After obtaining a good agreement with results from the literature a large number of runs were performed for a detailed parametric study. It has been shown that it is not possible to obtain optimum performance in terms of overall heat transfer by only concentrating on one or two parameters. The interactions among all the design parameters must be considered. In the present study these interactions among geometric fin parameters have been considered and the effects of these parameters on the flow patterns and temperature distributions have been studied. Flow visualization results are presented in the form of velocity vector and temperature contour graphics.

Özet

Yatay kanatçık dizilerinden doğal konveksiyonla ısı transferine, kanatçıklar arası uzaklığın, kanatçık yüksekliğinin ve uzunluğunun etkileri sayısal olarak araştırılmıştır. Sonlu hacimler esasına göre geliştirilmiş bir sayısal akışkanlar dinamiği (SAD) programı kullanılarak, üç boyutlu eliptik diferansiyel denklemler çözüldü. Literatürde verilen durumlar için ön hazırlık simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Literatürde verilen sonuçlarla iyi bir yaklaşım elde edildikten sonra, detaylı bir parametrik çalışma için bir çok sayıda hesaplama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sadece bir veya iki parametre üzerine odaklanarak, ısı transferi açısından her durumda optimum performansı elde etmenin mümkün olmadığı gösterilmiştir. Bütün tasarım parametreleri arasındaki etkileşimlerin hesaba katılması gerekmektedir. Bu çalışmada geometri ile ilgili kanatçık parametreleri arasındaki bu etkileşimler ele alınmış ve bu parametrelerin akım örnekleri ve sıcaklık dağılımları üzerine etkileri araştırılmıştır. Akım görüntülenmesi ile ilgili sonuçlar, hız vektörü ve sıcaklık eş çizgileri şeklinde grafik halinde sunulmuştur.