Numerical simulation of phase change with natural convection inside an annular space
Halkasal boşluktaki doğal taşınımlı faz değişiminin sayısal simulasyonu
- Tez No: 599806
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET AKİF EZAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Heat transfer, natural convection, cylindrical annulus, mathematical model, phase change
- Yıl: 2019
- 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: 58
Özet
Doğal taşınım termal işlemlerde, ısıl enerji depolama sistemlerinde ve faz değişim problemlerinde önemli role sahiptir. Bu sebepten dolayı, doğal taşınım, verimli sistemlerin dizaynlarında odaklanılan ve hesaba katılması gereken önemli bir bakış açısıdır. Bu tezin hedefi silindiriksel boşlukta oluşan doğal taşınımı ve doğal taşınımın faz değişimine etkisini araştırmaktır. Bu bağlamda, iki temel problem araştırılmıştır. Birincisi, silindiriksel boşluktaki doğal taşınımdır. Su ve hava alanlarında, doğal taşınımı gözlemlemek için MATLAB® da 2D model kurulmuştur. Korunum denklemleri sonlu hacimler yöntemi ile cebirsel denklem kümelerine indirgenmiştir. Sonuç olarak, Prandlt sayısı su için yedi iken sıcaklık farkı arttığında, farklı iç-dış silindir yarı çap farkının iç yarı çapa oranları için, Nusselt sayısı dört santigrad dereceye kadar artmış, sonra yaklaşık dokuz dereceye kadar azalmış, sonra tekrar artmıştır. Sayısal sonuçlar, literatürdeki uygun deneysel veriler kullanılarak doğrulanmıştır. Ikinci olarak silindiriksel boşluktaki faz değişimi, dış duvar sıcaklığı, buzun başlangıç sıcaklığı, silindiriksel boşluğun oranı vb. çeşitli parametreler için araştırılmıştır. Farklı iç dış silindir çapı oranları için, iç duvar sıcaklığı dört, sekiz ve on dört santigrad derece olduğunda, erime süreleri karşılaştırılmıştır. Sonra, bu gözlemler aynı sıcaklık ve aynı iç dış silindir çapı oranları için dış duvarda yapılmıştır. Bu sayısal sonuçlar, literatür bulguları ile kıyaslandığında, sayısal sonuçlar ile deneysel literatür verileri arasında tatmin edici bir uzlaşmaya varıldı. Anahtar sözcükler : Isı transferi, doğal taşınım, silindiriksel boşluk, matematiksel model, faz değişimi
Özet (Çeviri)
Natural convection has an important role in the thermal processes, thermal energy storage systems, and phase change problems. Because of this reason, natural convection is an important aspect to be focused and needed to be taken into consideration for efficient system design. The objectives of this thesis the investigation of the natural convection occurred in the cylindrical annulus and the effects of the natural convection on the phase change problem. Within this context, two main problems are investigated. First one is the natural convection inside a cylindrical annulus. A 2D model is established in MATLAB® to observe the natural convection phenomenon for air and water domains. Governing equations are reduced into algebraic sets of equations by using finite volume method. In conclusion, when Prandlt number is at seven for water and temperature differences increases, Nusselt number increases up to four centigrade degrees, then decreses up to approximately nine centigrade degrees then increase again for different ratio of differences of inner and outer radii to inner radii. Numerical results are validated, making use of the available experimental data from the literature. Secondly, phase change inside the cylindrical annulus is investigated for various parameters, i.e., outer wall temperature, the initial temperature of the ice and aspect ratio of the cylindrical annulus. When inner wall temperature is at four, eight and fourteen centigrade degrees for aspect ratio is at two, four and eight, melting times are compared. Then, this observations are done for same temperatures and aspect ratios for outer wall. These numerical results as well are compared with the literature findings a satisfactory agreement is found between the numerical results and experimental literature data.
Benzer Tezler
- Sığ kuyu toprak kaynaklı ısı değiştiricilerin tasarımında mevsimlere bağlı atmosferik koşulların etkisi
Effects of seasonal atmospheric conditions on the design of shallow ground-source heat exchangers
FERHAT CAN KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Numerical modeling of heat transport for ground-coupled heat pump (GCHP) systems and associated life cycle assessments
Başlık çevirisi yok
AYŞE ÖZDOĞAN DÖLÇEK
Doktora
İngilizce
2016
Jeoloji MühendisliğiUniversity of Wisconsin-MadisonPROF. JAMES TINJUM
PROF. CHRISTOPHER CHOI
- Pasternak zemini üzerinde ani ve hareketli yüke maruz dikdörtgen kalın kompozit bir plakanın dinamik analizi
Dynamic analaysis of a rectangular thick composite plate resting on a pasternak foundation subjected to sudden and moving load
REHA GÜRSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN