Heat transfer and fluid flow in a refrigerator through door opening
Kapının açık kaldığı sürece buzdolabına olan ısı transferi ve akışın modellenmesi
- Tez No: 427971
- Danışmanlar: PROF. DR. AYTUNÇ EREK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Doğal taşınım, Isı geçişi, Sayısal akışkanlar dinamiği, Natural convection, Heat transfer, Computational fluids dynamic
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çalışmada öncelikle kapalı bir hacim içerisindeki ve yalıtılmış duvarlar tarafından sınırlandırılmış açık bir hacimdeki doğal taşınım sayısal olarak incelenmiştir. Kapalı hacimdeki yan duvarlar sabit Tsoğuk sıcaklığında alt duvar sabit Tsıcak sıcaklığında alınmış ve üst duvarın yalıtılmış olduğu varsayılmıştır. Kütle, momentum ve enerji korunum denklemleri boussinesq yaklaşımı kullanarak çözülmüştür. Analizler Rayleigh sayısının 103 ile 105 arasındaki değerleri için gerçekleştirilmiştir. Açık hacim için yapılan analizlerde ise açık yüzeye bakan duvarın sıcaklığı sabit Th olarak alınmış ve hacmin üst ve alt yüzeylerinin yalıtılmış olduğu varsayılmıştır. Hesaplamalar Rayleigh sayısının 105 ile 107 arasındaki değerleri için ve duvar ile akışkan arasındaki boyutsuz sıcaklık farkının, ԑ, 0.03 ile 1.3 arasındaki değerleri için yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürde yapılmış olan çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda ısı transfer katsayısının ve Nusselt sayısının Rayleigh sayısının artışı ile arttığı görülmüştür. Hidrodinamik sınır tabaka ve ısıl sınır tabakanın ise Rayleigh sayısının artışı ile inceldiği görülmüştür. Yapmış olduğumuz çalışmalar ile literatürdeki çalışmaların örtüştüğü kanısına varıldıktan sonra buzdolabı iki boyutlu ve üç boyutlu olarak modellenmiştir. İki boyutlu yapılan modellemelerde sistemin buzdolabı başlangıç sıcaklığının 2,4 ve 6 derece olması durumları ile rafsız, 1 raflı ve 2 raflı durum incelenmiştir. 3D modelde ise 3 ve 4 raflı durumlar, farklı raf yükseklikleri için yine aynı durumlar ve, 2 ve 4 derece başlangıç sıcaklığı durumları incelenmiştir. Yapılan nümerik analizler sonucunda soğutucunun en hızlı şekilde en üst rafların ısındığı, soğutucunun raf sayılarının ve başlangıç sıcaklıkları arttıkça enerji kazanımlarının azaldığı görülmüştür. Ayrıca en üst rafların yüksekliklerinin azaltılıp alt rafların yüksekliklerinin arttırılmasının enerji kazanımını azalttığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, natural convection within closed and open cavities are numerically investigated. For the closed cavity, side walls were kept at a constant temperature of Tcold and bottom wall was kept at a constant temperature of Thot while the top wall was assumed adiabatic. The conservation equations of mass, momentum and energy were being solved by using boussinesq approaches. Analyses were carried out for the numerical values of Rayleigh number between 103 and 105. For open cavity analysis, the wall which is facing to the open surface was kept constant Thot under assumption of the cavity's top and bottom surface areas are insulated. Calculations were done for the interval of 105 and 107 of Rayleigh number and dimensionless differences of the temperature, ԑ, values between 0.03 and 1.3 of the wall and liquid. The analyses made are compared with other literature studies¬ done. As a conclusion of the research, it was observed that the heat transfer coefficient and Nusselt number are increasing with respect to increase in Raleigh number. Moreover, hydrodynamic boundary layer and thermal boundary layer are observed to get thinner as per increase of Rayleigh number. As a conclusion for this study conducted, after detailed analysis and comparison with the literature, the work done is observed to produce similar results that are used as an indicative measure for reliability of the data and fridge is modeled in 2D and 3D. During 2D modeling, the investigation is grouped depending on the temperature that starts from 2, 4 and 6 Celsius and the number of the shelves 1, 2 or none. For the 3D model, 3 or 4 shelve situations, different shelves' height with same considerations including 2 and 4 Celsius temperature are investigated. Numerical analysis done shows that higher shelves tend to get warmer than the lower ones for the same duration exposed, while gain of energy tends to be lower inversely proportional to increased number of shelves and initial temperatures given. Moreover, reducing the height of the shelves above while increasing the height of the following shelves were observed to decreases the energy gain.
Benzer Tezler
- Zeolit-su ikilisini kullanan adsorpsiyon ısı pompalarında ısıve kütle iletimini geliştirmek için yeni bir yaklaşım
A new approach to enhance heat and mass transfer in adsorption heat pumps
MELKON TATLIER
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYŞE ERDEM ŞENATALAR
- Numerical and experimental study of fluid structure interaction in a reciprocating piston compressor
Pozitif deplasmanlı pistonlu bir kompresörde akışkan yapı etkileşiminin sayısal ve deneysel incelenmesi
UMUT CAN COŞKUN
Doktora
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ
- Isı borusu tabanlı bir atık ısı geri kazanım uygulaması
A heat pipe based waste heat recovery application
OYA YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Günümüzde ısı değiştirici imalatında kullanılan yöntemler
The Methods that is used at fabrication of the heat exchangers
HÜSEYİN ÇEBİ