Orhan ARPA, Şenol BAŞKAYA, Mecit SİVRİOĞLU

Akışkan özelliklerinin sıcaklıkla değişiminin karışık konveksiyon ile ısı transferine etkisinin sayısal analizi

Bu çalışmada yatay, dikdörtgen kesitli kanal içindeki akışta bazı akışkan özelliklerindeki sıcaklığa bağlı olan değişimlerin karışık konveksiyona etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Problem üç boyutlu olarak tasarlanmıştır. Problem önce akışkan özellikleri sabit alınarak çözülmüş ve literatürdeki benzer çalışmaların sonuçları ile karşılaştırılarak sonuçların uyum içinde olduğu gözlenmiştir. Daha sonra akışkan özellikleri sıcaklığa bağımlı alınarak problem tekrar çözülmüş ve akışkan özellikleri sabit alınarak elde edilen çözümlerle karşılaştırmıştır. Yapılan çalışmada Reynolds sayısı 250, modifıye Grashof sayısı l.0E+6, 2.0E+6 ve 5.0E+6 olarak alınmış ve akışkan olarak hava kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar akışkan özelliklerindeki sıcaklıkla değişimlerin ısı transferine olan etkisinin önemini göstermektedir.

Numerical analysis of the effects of temperature depentdent fluid property variations on mixed convection heat transfer

In this study, effects of temperature dependent fluid property variations on mixed convection fluid flow in a horizontal, rectangular sectioned channel, were examined numerically. The problem was handled in three dimensions. At first the fluid properties were assumed to be constant and the obtained solutions werecompared with similar studies from the literature. Present results are in good agreement with the literature. Later, the problem was solved with temperature dependent fluid properties and results were compared with results of the constant property case. In the analysis the Reynolds number was taken as 250, the modified Grashof numbers were taken as l.0E+6, 2.0E+6 and 5.0E+6, and air was used as the working fluid. Obtained solutions show the importance of temperature dependent fluid properties on the heat transfer process.

___

1.Nesreddine, H., Galanis, N. and Nguyen, C.T., "Variable-Property Effects in Laminar Mixed Convection of Air in Vertical Tubes", Numerical Heat Transfer PartA 31, pp. 53-69,(1997)
2.Kakaç, S., "The Effects of Temperature- Dependent Fluid Properties on Convective Heat Transfer", in Kakaç, S., Shah, K. and Aung, W., Handbok of Single-Phase Convective Heat Transfer, John Wiley, New York, (1987)
3.Gray,D.D. and Giorgini, A., "The Validity of the Boussinesq Approximation for Liquids and Gases", Int. J. Heat Mass Transfer Vol. 19, pp. 545-551,(1976)
4.Leonardi,E. and Reizes, J.A., "Convective Flows in Closed Cavities with Variable Fluid Properties" , in Lewis, R.W., Morgan, K. and Zeinkiewicz, O. C, Numerical Methods in Heat Transfer , John Wiley, New York, (1981)
5.Aung, W., Moghadam, H.E. and Tsou, F.K., "Simultaneous Hydrodynamic and Thermal Development in Mixed Convection in Vertical Annulus with Fluid Property Variations", J. Heat Transfer, Vol. 113, pp. 926-931, (1991)
6.Incropera, P. F. and De Witt,D.P.,FundemenlaIs of Heat and Mass Transfer", McGraw-Hill, Newyork, (1980)
7.Nguyen, T.V., Maclaine-cross, I.L., "Simultaneously Developing, Laminar Flow, Forced Convection in the Entrance Region of Parallel Plates ", J. of Heat Transfer, Vol. 113, pp. 837-842, (1991)
8.Gau, C, Liu, C.W., Huang, T.M., Aung, W., "Secondary Flow and Enhancement of Heat Transfer in Horizontal Parallel-Plate and Convergent Channels Heating From Below", Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol. 42, pp. 2629-2647, (1999)
9.Maughan, J.R., and Incropera, F.P., "Experiments on Mixed Convection heat transfer for Air Flow in a Horizontal and Inclined Channel", Int. J. Heat Mass Transfer, vol.30,No.7, pp. 1307-1318, (1987)