ISINMIŞ EŞKENAR ÜÇGEN ELEMANLARDAN OLAN DOĞAL VE ZORLANMIŞ TAŞINIM ISI TRANSFERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA

Sürdürülebilir ve karbon nötr enerjiye olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Bu bağlamda enerjinin etkin ve verimli kullanılması, ısı transferi uygulamalarında da dikkat edilmesi gereken en önemli konulardandır. Günümüzde kullandığımız ve ısı yayan elektronik bileşen serileri, eğimli veya dikey paralel plaka kanallarına yerleştirilmektedir. Bu çalışmada, dikey bir kanalın sol yüzeyinde iki adet ve sağ yüzeyinde bir adet olmak üzere üçlü olarak konumlandırılan eşkenar üçgen şekilli engel elemanlarından doğal ve zorlanmış taşınımın birleşik etkileriyle olan ısı transferi ve kanaldaki akış özellikleri sayısal olarak araştırılmıştır. Akışın kanal içerisindeki ısınmış engel elemanlarına yönlendirilmesinde ve karışık taşınım etkilerinin artırılmasında kanalın üst giriş kısmının her iki tarafına 30o ve 45o olarak yerleştirilen farklı açılı akış yönlendirici kanatçıklardan yararlanılmıştır. Sayısal inceleme, zamandan bağımsız, laminer ve iki boyutlu olarak süreklilik, momentum ve enerji denklemlerinin Ansys-Fluent bilgisayar programı kullanılarak çözülmesiyle gerçekleştirilmiştir. Eşkenar üçgen şekilli engel elemanlarına sabit ısı akısı uygulanırken, kanalın diğer yüzeyleri ve akış yönlendiriciler ise adyabatiktir. Kanalda kullanılan su akışkanı sıkıştırılamaz olup, kanala giriş sıcaklığı 293 K’ dir. Çalışmada kullanılan Re sayısı değeri 500, değiştirilmiş Richardson sayısı (Ri*) aralığı 50-150, AGM (Akış Geçiş Mesafesi) oranı ise 2 ve 4 olarak dikkate alınmıştır. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, literatürdeki deneysel ve sayısal sonuçlarla karşılaştırılmış ve sonuçların birbirleriyle uyumlu oldukları saptanmıştır. Sonuçlar, Ri* sayısına göre farklı AGM oranları ve kanatçık açılarında ısınmış engellerin toplam ortalama Nu sayıları (Num), ortalama engel yüzey sıcaklıkları (Ts) ve kanaldaki akışkanın basınç düşüşü (∆p) değişimleri olarak incelenmiştir. Ayrıca, 2 ve 4 akış geçiş mesafesi oranlarında Ri* sayısının 50 ve 150 değerleri için kanatçıksız ve kanatçıklı durumlarda kanaldaki karışık taşınımın hız ve sıcaklık konturu dağılımları değerlendirilmiştir. Ri=150 ve AGM=2’ de 45o açılı kanatçıklı kanalda Num sayısı, 30o açılı kanatçıklı ve kanatçıksız kanallara göre sırasıyla %2,08 ve %0,42 daha fazla olmaktadır. Elde edilen basınç düşüşü değerlerinin kanatçıksız duruma yakın olması, kullanılan kanatçıkların hidrolik performanslarının iyi olduğunu göstermektedir.