GÜN İÇERİSİNDEKİ GÜNEŞ IŞINIMININ KAPALI ORTAMLARDAKİ DOĞAL TAŞINIMLA ISI TRANSFERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN SAYISAL İNCELENMESİ

Abstract

İki boyutlu kapalı ortamlarda yaz ve kış sınır koşullarında, güneş ışınımından kaynaklanan doğal taşınımla ısı transferi sayısal olarak incelenmiştir. Işınım alan yüzey için zamana bağlı periyodik olarak değişen bir sıcaklık profili tanımlanmıştır. Buna göre, öğle saatleri için sıcaklık değeri maksimum, gece saatleri için de minimum olacak şekilde bir tanımlama yapılmıştır. Doğal taşınım probleminin çözümü için geçerli olan Navier-Stokes denklemleri ve enerji denklemi boyutsuzlaştırılmış olup SIMPLE algoritması yardımıyla sonlu kontrol hacmi metodu kullanılarak çözülmüştür. Kapalı ortam içerisinde kullanılan akışkanın hava olduğu kabul edilerek Prandtl sayısı 0.71 alınmıştır. Rayleigh sayısının 104-106 aralığındaki değerleri için sayısal çalışma yapılmıştır. Belirlenen durumların her biri için elde edilen sayısal bulgular, akım çizgileri, eş sıcaklık eğrileri ve ortalama Nusselt sayıları olarak sunulmuştur. Yaz sınır koşulları uygulamasında gün boyu değişen sıcaklık sınır koşuluna sahip duvardan ısı kaybının düşük olduğunu görülmüştür. Kış sınır koşulları uygulamasında ise gün boyu değişen sıcaklık sınır koşuluna sahip duvar civarında güçlü akımlara bağlı yüksek sıcaklık gradyanları oluşmaktadır. Bu durum, söz konusu sınırlardan önemli miktarda ısı kaybına sebep olmaktadır.