İçerisine engel yerleştirilmiş mantolu sıcak su tanklarında sıcaklık tabakalaşmasının sayısal olarak incelenmesi
Numerical analysis of thermal stratification obtacles located into mantled hot water tank
Yazar: NEHİR TOKGÖZ
Danışman: PROF. DR. NECDET ALTUNTOP
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, mantolu sıcak su tankında farklı engellerin, sıcaklık tabakalaşması üzerine etkisi sayısal olarak incelendi. Sıcak su depolamak için kullanılan tankın içerisinde sıcaklık farkı sonucunda sıcaklık tabakalaşması meydana gelir. Esas amaç, tank içerisindeki sıcaklık tabakalaşmasını iyileştirmektir.Bu çalışmada, düşey tip mantolu sıcak su tankı tercih edildi. Engelsiz ve farklı engelli beş geometri için çözümler yapıldı. Kollektör su giriş sıcaklığı 350 K, soğuk su giriş sıcaklığı 289 K, kollektör su giriş hızı; 0,3 m/s, soğuk su giriş hızı; 0,1 m/s alındı. Engeller tank tabanından itibaren, h=0,15 m,0,3 m,0,4 m, 0,5 m, 0,6 m ve 0,7 m konumlarına yerleştirilerek en iyi tabakalaşmanın oluştuğu h mesafesi belirlendi. Çözümler zamana bağlı ve üç boyutlu olarak yapıldı. Sayısal analizde; süreklilik, momentum ve enerji eşitlikleri dikkate alındı. FLUENT programı kullanılarak iki saat için çözümler yapıldı. Tank içerisinde iki saat sonucunda oluşan sıcaklık dağılım grafikleri, kollektör dönüş sıcaklığı, kullanım suyu sıcaklığı, kullanım suyu sıcaklığı ile soğuk su giriş sıcaklığı arasındaki fark grafikleri gösterildi.Engelsiz tank modeline göre engelli tank modellerinde tabakalaşmanın daha iyi olduğu tespit edildi. Tank içerisine yerleştirilen engellerden dış konik engel ve dış silindir engel modellerinde diğer modellere göre daha iyi sıcaklık tabakalaşması belirlendi

Abstract:
In this study, e ? ect of using di ? erent obstacles on thermal stratification in a mantled hot water tank is analyzed numerically. Because of temparature difference in tank, thermal stratification occur in the hot water tank. The main purpose of the study is to get heal to thermal stratification in the tank.In this study prefer vertical cylindrical mantled hot water tank. Solutions are made for no obtacle tank and five geometry with different obtacles tank. Collector water inlet temperature is 350 K, cold water inlet temperature is 289 K, collector water inlet velocity is 0,3 m/s, cold water inlet velocity is 0,1 m/s. Obtacles located into h=0,15 m,0,3 m,0,4 m, 0,5 m, 0,6 m and 0,7 m for the best thermal stratification is determined. Solutions are made unsteady and three dimension. In numerical analysis, continuity, momentum and energy equations are considered. Solutions are made using FLUENT programme for two hours. Temperature distribution in the tank end of the two hours, water temperature supplied by the tank, water temperature going to collector and various water temperature differences between tank outlet and inlet are shown on the graphics.Obstacle in the tank provides better thermal stratification compared to the no obstacle case. The obstacles out conic and out cylindircal model represent better thermal stratification among the other considered models.