Sera taban ısıtma sisteminin tasarımında sonlu eleman yöntemi matamatiksel model ve simülasyonu

Bu çalışmada, sera taban ısıtma sistemi, sonlu eleman yöntemi kullanılarak modellenmiş ve simüle edilmiştir. Toprak (30 cm), ince kum (6 cm), kaba kum (6 cm), perlit (6 cm) ve çakıl (12 cm) tabakalarından oluştuğu öngörülen taban kesiti, 66 düğüm noktalı 100 adet üçgen elemana bölünmüştür. Taban ısıtma sisteminde ısıtma hatları arası uzaklık 30 cm'dir. Toprak üst yüzeyinde hava sıcaklığının 15 °C ve konveksiyonla ısı transfer katsayısının 10 W $m^{-2}$ ° $C^{-1}$ olduğu sınır koşullar altında 3.5 W $m^{-1}$ , 4.0 W $m^{-1}$ ve 4.5 W $m^{-1}$ 'lik ısı akılarından kaynaklanan sıcaklık, değişimleri araştırılmıştır. Bu kaynak akılarında ısıtma noktasındaki sıcaklık değerleri sırasıyla 28.10, 29.97 ve 31.84°C olarak saptanmıştır. Toprak neminin 0.15 m3rrr3, toprak ısıl kondüktivitesinin 0.819 W $m^{-1} C^{-1}$, ve kaynak ısı akısının 4 W $m^{-1}$ olduğu koşullarda düğüm noktalarındaki sıcaklık değerleri 17.67 ile 31.47 °C arasında değiştiği hesaplanmıştır. Farklı koşullar eş sıcaklık eğrileri kullanılarak irdelenmiştir. Sonuç olarak, sera taban ısıtma uygulamalarında sonlu eleman yöntemi, güçlü bir tasarım aracı olarak kullanılabilir.

The finite element methot at design og the greenhouse floor heating system matematical model and simulation

Abstractors this study, the greenhouse floor heating system was modelled and simulated by the finite element method. The floor cross-section envisaged layers which were formed soil (30 cm), fine sand (6 cm), coarse sand (6 cm), perlite (6 cm) and gravel (12 cm) was devided to 100 triangular elements with 86 nodal points. The distance between heating lines in the floor heating system is 30 cm. The temperature changes being in connection with source heat of 3.5 W $m^{-1}$rrr1, 4.0 W $m^{-1}$ and 4.5 W $m^{-1}$ were investigated under boundary conditions which were the air temperature of 15 °C and the convection transfer coefficent of 10 W $m^{-2} °C^{-1}$ on the soil surface. In these source fluxes, temperature values at heating point were determined as 28.10, 29.97 and 31.84°C, respectively. The temperature values at nodal points were calculated changing between 17.67 and 31.47 °C at conditions which were soil moisture of 0.15 $m^3m^{-3}$ , soil thermal conductivity of 0.819 W $m^{-1} C^{-1}$ and source heat flux of 4 W $m^{-1}$. The different conditions were analysed and presented using temperature contour lines. As a result, in practices of the greenhouse floor heating, the finite element method could be used as a powerful tool of design.

___