İkizkenar Üçgen Kesitli Kanallarda Doğal Taşınımın Sayısal İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, ikizkenar üçgen kesite sahip kanallarda laminar ve sıkıştırılamaz akışkanla doğal taşınım iki boyutlu halde sayısal olarak incelenmiştir. Üç farklı sınır şartı ve bu durumlara ait 5 farklı üçgen yapısı için sonlu hacimler metodu ile sayısal hesaplamalar yapılmıştır. İkizkenar üçgene ait kenar açıların 75°, 60°, 45°, 30° ve 15° olduğu 5 geometri incelenmiştir. Üçgen kesite benzer yarı eliptik geometri incelenerek üçgen kesitle karşılaştırılmıştır. Ağ yapısının bağımsızlığını kanıtlamak için 24 × 24, 48 × 48 ve 72 × 72 ağ yapısında hesaplamalar yapılmıştır. Tüm bu durumlarda gerçekleşen doğal taşınım ile ısı transferinin geometriden ve Rayleigh değerinden nasıl etkilendiği yorumlanmıştır. Sonuçlar kaynaklardaki çalışmalarla karşılaştırıldığında seçilen çözüm yöntemi ile elde edilen sonuçların benzerlik gösterdiği gözlenmiştir. İncelenen ilk durumda, ikizkenar üçgenin alt tabanı sıcak ve eğimli duvarlar soğuktur. Bu durumda ısı transferin ağırlıklı olarak geometrinin değişiminden etkilendiği sonucuna varılmıştır. İkinci durumda, alt duvar soğuk ve üst duvar sıcaktır. Bu durumda ısı transferinin Rayleigh değerinin değişiminden ve kenar açılarının azalmasından neredeyse aynı oranda etkilendiği görülmüştür. İncelenen üçüncü durumda sol duvar soğuk, sağ duvar sıcak ve alt duvar adyabatik’dir. Bu durumda da ısı transferinin Rayleigh değerinden ve geometriden eşit oranda etkilendiği görülmüştür. Sonuç olarak alt tarafın sıcak olduğu durumda ısı transferinin diğer durumlara göre daha fazla olduğu görülmüştür.In this study, laminar incompressible natural convection in isosceles triangular enclosures has been numerically analyzed. Three different boundary conditions and 5 different triangular angled geometry has been analyzed. Isosceles triangle’s angles are 75°, 60°, 45°, 30° and 15°. Semi elliptic geometry has been analyzed for these boundary conditions to compare with triangular results. Grid independency has been verified by analyzing 24 × 24, 48 × 48 and 72 × 72 meshed triangular. An effect of Rayleigh number and geometry changes on natural convection has been discussed. Results have been compared with the results in the literature and similarities have been for the cases. In first case, bottom is hot and vertical walls are cold. In this case, geometries effects are more than Rayleigh number’s effects. In the second case bottom is cold and vertical walls are hot. In this case, geometries effects are similar with Rayleigh number’s effects. In the third case, bottom wall is adiabatic, left vertical wall is cold and right vertical wall is hot. In this case, geometries effects are similar with Rayleigh number’s effects. As a result, in the first case heat transfer is more than other cases.