Radyatör konumuna göre içerisinde mobilya bulunan bir odada sıcaklık dağılımının sayısal analizi
Numerical analysis of temperature ditribution in a furnatured room according to radiator position
Yazar: TUĞBA YILDIZ
Danışman: PROF.DR. SEBAHATTİN ÜNALAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalısmada, bir radyatör yardımıyla ısıtılan oda içerisindeki sıcaklık dagılımı ve odaiçerisinden dısarıya transfer olan ısı kaçagının zamana göre sayısal analizi yapılmıstır.Sayısal çözümler akısı karakterize eden denklemleri sonlu hacimler metodu kullanarakçözen FLUENT paket programı ile yapılmıstır. Problemde 70oC'lik yüzey sıcaklıgınasahip bir radyatör tarafından ısıtılan 4.64 m x 2.83 m'lik kapalı bir odada zamana baglıolarak hava sirkülasyonu, sıcaklık dagılımı ve ısı transferi hesaplanmıstır. Odaiçerisinde koltuk, masa ve dolap gibi temel esyalar da hesaplamalarda dikkatealınmıstır. Oda içinde dogal tasınım vasıtasıyla türbülanslı bir akıs meydana geldigikabul edilmistir. Odanın sayısal modeli iki boyutlu olarak ele alınmıs, üç duvarından(üst, alt ve yan duvarlar) meydana gelen ısı transferi ihmal edilirken, sadece camlıduvardan -15oC'lık sıcaklıga sahip dıs ortama ısı transferi dikkate alınmıstır.6W/m2K'lik bir tasınım katsayısına sahip dıs havanın zorlanmıs tasınım ile odayısogutmaya çalıstıgı kabul edilmistir. Oda içindeki hava, özellik degerleri sıcaklıkladegisen ideal gaz olarak düsünülmüstür. Sayısal hesaplamalar iki asamadagerçeklestirilmistir. Birinci asamada 70oC'lik yatay ve düsey yüzeylerden dogal tasınımhesabı üzerinden, literatürde bulunan ampirik denklemler vasıtasıyla yapılanhesaplamalara yakın netice vermesi dikkate alınarak en uygun mesh yapısı, en uyguntürbülans modeli ve en uygun duvar fonksiyonu tespit edilmistir. kinci asamada isebirinci asamada bulunan sonuçlar ile radyatörün oda içerisindeki pozisyonun bes farklıkonumu için sayısal hesaplamalar tekrarlanmıstır. Böylece radyatör pozisyonunun ısıkaçagı ve oda içindeki hava sirkülasyonuna etkisi incelenmistir.Anahtar Kelimeler: Kapalı alanda dogal tasınım, Radyatör, Bilesik ısı transferiHesaplamalı akıskanlar dinamigi, FLUENT

Abstract:
In this study, the transient temperature distribution in a room and the heat transfer lossversus time was investigated as numerically. Numerical solutions were performed bymeans of FLUENT programme solving with the finite volume method of the flow andenergy equations. In the analysis, the transient air circulation, temperature distributionand heat transfer were calculated in the enclosure room with the furniture (armchair,table and cupboard) having dimensional of 4.64 m x 2.83 m, heated by a radiator havingthe surface temperature of 70oC. In the calculations, it was accepted that the aircirculation based on the natural convection in the room is a turbulent flow. Thenumerical model of room was investigated in two dimensions. While the heat transferfrom three walls (top, bottom and side walls) was neglected, the heat transfer from wallwith window to the atmosphere with temperature of -15oC was taken into consideration.It was accepted the forced convection the convection coefficient of 6 W/m2K betweenthe atmosphere and out surface of the wall. The air in the room was accepted as theideal gas with properties values as a function of the temperature. Numerical calculationswere realized in two stages. At the first stage, the natural convection heat transfer fromhorizontal and vertical surfaces with 70oC are calculated as empirically and numerically.Thereby, the most reasonable mesh configuration, turbulence model and wall functionwere determined from validity of numerical and empirical results. At the second stage,calculations for various radiator positions in the room were repeated by numericalparameters obtained from the first stage.Keywords: Natural convection in enclosure, Radiator, Conjugate heat transfer,Computational fluid dynamics, FLUENT.