Yerden ısıtmalı bir odada yüzeylerdeki ışınım ve taşınım ısı transfer katsayıları arasındaki ilişki

Özet

Bu çalışmada iki farklı yöntem kullanılarak yerden ısıtılan bir odada ışınım ve taşınım ısı transfer katsayıları arasındaki ilişki incelendi, önce, "Fluent" programı yardımıyla farklı boyutlardaki (L=l-6 m, H=l-3.25 m) ve ısıl şartlardaki ($T_w$=27-47°C, $T_d$=15 °C, $T_t$=10-25 °C yerden ısıtmalı odalarda yüzey ışınım değerleri ihmal edilerek, $\varepsilon_w = \varepsilon_d =\varepsilon_t$ = 0, taşınım ısısı sayısal olarak hesaplandı. Daha sonra yüzey ışınım değerleri hesaba katılarak ($\varepsilon_w = \varepsilon_d =\varepsilon_t$ = 0.9) aynı şartlarda yüzeylerdeki ışınım ısısı, direnç devreleri yardımıyla teorik olarak hesaplandı. Literatürde taban, duvar ve tavan için taşınım ısı transfer katsayısını hesaplayan farklı eşilişkiler vardır. Ancak yüzeylerdeki ısı, ışınım ve taşınım ısılarının toplamına eşittir. Bu çalışmada yüzeylerdeki ışınım ve taşınım ısı transfer katsayıları arasındaki oranlar $(\frac{h_{wr}}{h_{wc}},\frac{h_{dr}}{h_{dc}},\frac{h_{tr}}{h_{tc}})$ oda boyutlarına ve ısıl şartlara bağlı olarak belirlendi. Bulgulara göre ısı transfer katsayıları arasındaki oran 0.8 ile 1.6 arasında değişmekte ve bu oran, tabanda sıcaklık farkının artmasıyla azalmakta, duvarlarda ve tavanda ise artmaktadır. Tabandaki bu farklı davranış ısı transferi yönünün farklı olmasından kaynaklanmaktadır.

Abstract

In this study the relation between the radiative and convective heat transfer coefficients in a floor heated room was investigated by using two different methods. First, the surface radiation values were neglected ($\varepsilon_w = \varepsilon_d =\varepsilon_t$ = 0) in a floor heated room and the convective heat transfer over the surfaces was computed numerically in different room dimensions (L-l-6 m, H=l-3.25 m) and thermal conditions ($T_w$=27-47°C, $T_d$=15 °C, $T_t$=10-25 °C) by using a general-purpose commercial computational fluid dynamics (CFD) package "Fluent". Then, by taking the surface radiation values into account ($\varepsilon_w = \varepsilon_d =\varepsilon_t$ = 0.9), the radiative heat transfer among the surfaces has been calculated theoretically by using thermal resistance circuits at the same conditions. There are different correlations relevant to convective heat transfer coefficient over the floor, walls and ceiling in the literature. But the heat transfer over the surfaces consists of radiative and convective heat transfer. In this study the ratios of the radiative heal transfer coeffi¬cients to convective heat transfer coefficients $(\frac{h_{wr}}{h_{wc}},\frac{h_{dr}}{h_{dc}},\frac{h_{tr}}{h_{tc}})$ were determined, depending