Bu çalışmada, sürekli rejimde, merkezinde ince yalıtımlı bir plaka bulanan kare kapalı kutuda alt ve üst kenarları adyabatik kabul edilmiş, dikey kenarlardan biri ısıtılıp, karşı kenarı soğutulurken meydana gelen doğal taşınım olgusu hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Süreklilik, Navier-Stokes denklemleri ve Boussinesq yaklaşımının kullanıldığı enerji denklemi SIMPLE algoritması ve Ansys-Fluent® ticari yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. L uzunluğunda ve 0.001H genişliğindeki plaka kapalı kutunun merkezinde yer almaktadır. Çalışma akışkanı olarak hava (Pr=0.71) kabul edilmiştir. Çalışmada Rayleigh sayısı (Ra=10^4-10^7) değiştirilerek, 4 farklı ince plakanın uzunluğu (L=0.2H, 0.4H, 0.6H) ve 4 farklı plaka eğim açısı (θ = 0°, 45°, -45°, 90°) için parametrik analiz yapılarak ısı ve akış analizi yapılmıştır. Problem iki boyutlu olarak ele alınmış, kütle, momentum ve enerjinin korunumunu temsil eden genel denklemler, uygun sınır şartları kullanılarak sayısal olarak çözülmüştür. Tüm çözümlemeler için yakınsama kriteri olarak alınmıştır. Sonuç olarak akım çizgileri, eş sıcaklık eğrileri ve ortalama Nusselt sayısı farklı durumlar için verilmiştir. Elde edilen bu sonuçlara göre plaka yatay konumdayken plaka uzunluğunun artması pek etkili olmamış, sıcaklık ve akım çizgilerinde benzer görüntü elde edilmiştir. Düşük Ra sayılarında kapalı kutuda düzgün bir döngü oluşurken, Ra sayısının artmasıyla bu düzgünlük bozulmuştur. Ra=10^7 değerinde tüm eğim açıları için, akım çizgileri plaka boyunca ters simetrik bir görüntü almıştır.
Anahtar Kelimeler: Kapalı kutu, Plaka, Doğal taşınım
|
