Isıl toplayıcı-depolayıcı duvarlı pasif sistemlerde sınır tabaka akışının sayısal incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, önemli bir pasif sistem çeşidi olan ısıl toplayıcı-depolayıcı duvarın (Trombe duvarı) hava kanalında, masif duvar yüzeyi üzerinde oluşan sınır tabaka akışının, iki boyutlu, laminer akış kabulleri yapılarak zamana bağlı incelemesi yapılmıştır. Bölüm l'de, yenilenebilir enerji kaynaklarının temiz ve bol bulunur olma özelliklerine değinilerek, bu enerji kaynaklarından güneş enerjisinin önemi anlatılmıştır. Güneş enerjisinin hacim ısıtma amacıyla kullanılmasında yararlanılan pasif sistemlerin çeşitleri ve çalışma prensipleri hakkında bilgi verilmiştir. Bölüm 2'de pasif sistem tiplerinden Trombe duvarı tanıtılmıştır. Trombe duvarının hava kanalındaki akışa ait sayısal denklemlerin verilmesi ve sınır tabaka akışının çözülmesinde kullanılan SIMPLE yönteminin tanıtılması Bölüm 3 'de yapılmışlar. Hava kanalı yüzeylerindeki sıcaklıkların yüzey boyunca sabit olduğu ve kanala girişte hava hızının kanal genişliği boyunca değişmediği kabulleri yapılmıştır. Yüzey sıcaklıklarıyla, girişteki hızın elde edilmesi için TRNSYS isimli güneş enerjisi sistemlerinin simulasyonu için geliştirilen paket programdan yararlanıldı. Bu bölümde ayrıca, hazırlanan bilgisayar programına ait akış diyagramı verilerek programın çalışma şekli şematik olarak gösterilmiştir. Bölüm 4'de, programın çeşitli koşullarda çalıştırılmasıyla elde edilen sonuçlar açıklanmıştır. Kanal girişindeki Re sayılarına göre, değişik sıcaklık aralıklarında elde edilen eş hız ve sıcaklık grafikleri verilmiştir. Ayrıca İstanbul'a ait 1994 yılı meteorolojik datalarının kullanılmasıyla, TRNSYS'den belirli aylarda Trombe duvarı hava kanalında sınır şartları elde edilmiştir. Masif duvar yüzeyinin hava kanalı tarafındaki yüzeyinde sayısal çözüm yapılarak söz konusu aylar için boyutsuz ısı akıları, Nu sayısı, elde edilmiştir. Bu konuda, daha sonra yapılacak çalışmalarda yardımcı olacağı umularak yapılan öneriler bu bölümün sonunda yer almıştır.