Bir güneş toplayıcısında eğim açısının karışık taşınımla ısı aktarımına etkisi

Su ısıtan bir güneş enerjisi toplayıcısında 4,5.$10^{-3}$ ile 5,5.$10^{-3}$ m/s doğrusal akış hızlarında eğim açısının etkileri araştırıldı. Bütün eğim açılarında doğal ve zorlanmış akımların birleşik etkileri görüldü. Re sayısının küçük $(overline Re127)$ değerlerinde, $Ra^{ast}/Re^2$ değerlerinin azaldığı yönde Nu sayılarının $(overline Re$ ile artması ise karışık ısı aktarımı içinde zorlanmış akımla ısı aktarımının daha baskın olduğunun göstergesidir. 33° ve 45° gibi büyük eğimlerde, bütün akı; hızlarında ,(suyun giriş-çıkış sıcaklık farkı olan) ısınma aralıkları küçük, (ortalama duvar- su sıcaklık farkı olan) sıcaklık yaklaşımları küçük fakat Nü sayıları büyüktür ve her akış hızı için birbirinden farklıdır. 17° ve 29 gibi küçük eğilme açılarında bütün akış hızları için, sıcaklık yaklaşımları büyük fakat Nü sayıları küçük ve birbirine yakındır. Eğim açılarının arttığı yönde en yüksek Nü sayılarına 33° de ulaşılmakta ve 45° ye kadar sabit kalmaktadırlar.

Effect of inclination angle on mixed free and forced convection in a solar collector

Effects of inclination angle are studied in a Solar Energy Collector to heat water at several flow rates in a range of 4,5 to 5,5.$10^{-3}$ m/ s linear velocity. The mixed free and forced convection effects are seen at all inclination angles. For small Re numbers $(overline Re127)$ the increase in Nusselt Number (Nu), together with the increase in Re but decrease in $Ra^{ast}/Re^2$ is the indication of forced convection dominating in the mixed convection. For larger inclination angles as 33° and 45°; heating ranges are small, temperature approaches are small but Nu numbers are great and separate for different mass flow rates.For small inclination angles as 17° and 29° there are small heat losses, large temperature approaches, great turbulence as the consequence of secondary motions but small Nu numbers which are close to each other for all flow rates. In the direction of increasing inclination angle, the maximum Nu numbers are reached at 33° and kept constant until 45.

PDF

___

[1] Duffie A.J., Beckman A.W., "Solar Engineering of Thermal Process" John Wiley, Newyork, 1980.
[2] Uyarel A.Y., Öz E.S. "Güneş Enerjisi ve Uygulamaları" Birsen Kitabevi, ISBN975-511- 033-X, Ankara, 238S.1987.
[3] Morcos S.M., Hilal M.M. et al " Experimental Investigation of Mixed Laminar Convection in the Entrance Region of Inclined Rectangular channels". J. Heat Transfer .vol. 109.pp. 574-579.1986.
[4] Abou-Ellail, M.M.M., and Morcos S.M.," Combined Forced and Free Laminar Convection in the Entrance Region of Inclined Rectangular Channels", "Numerical Methods for Non-Linear Problems, Pineridge Press, Swansea, U.K. pp.8O7-820.1980.
[5] Magdy A., Howary E., "Effect of Combined Free and forced Convection on the Stability of Flow in a Horizontal Tube", J. Heat Transfer,vol.102.pp.273-278.1980.
[6] Lavine A.S., Kim M.Y., Shores C.N., "Flow Reversal in Opposing Mixed Convection Flow in Inclined Pipes", J. Heat Transfer ,vol.111..pp.114-120.1989.
[7] Parlatan Y., Todreas N.E., Driscoll M.J., " Buoyancy and Property Variation Effects in Turbulent Mixed Convection of Water in Vertical Tubes", J Heat Transfer, vol. 118.pp.381- 387.1996.
[8] Aung W., Moghadam H.E., Tsou F.K., "Simultaneous Hydrodynamic and Thermal Development in Mixed Convection in a Vertical Annulus With Fluid Property Variations", J.Heat Transfer, vol.113, pp. 926-931.1991.
[9] Roberts, D.A., Floryan, J.M., " Heat Transfer Enhancement in the Entrance Zone of a Vertical Channel", Trans. ASME, vol.l20,pp 290-291,1998.
[10] Richmond D.A., Hollands K.G.T., "Numerical Solution of an Open Cavity, Natural Convection Heat Ex¬changes", J. Heat Transfer, vol.11.pp.80-85.1989.

ISSN: 1300-3615
Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
Başlangıç: 1977
Yayıncı: TÜRK ISI BİLİMİ VE TEKNİĞİ DERNEĞİ

Arşiv