TUĞLA İÇ GEOMETRİSİNİN ISI TRANSFERİ ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Tuğla, çok eski zamanlardan beri binalarda yapı malzemesi olarak kullanılmaktadır. Dış ortamla yaşam alanlarını birbirinden ayıran tuğla, ısı transferi açısından da önemli bir özelliğe sahiptir. Gelişen teknolojiye ve ihtiyaçlara bağlı olarak zamanla farklı tuğla çeşitleri ortaya çıkmıştır. Bunlar arasında ısıl iletkenliği düşük olan tuğlalar, sağladıkları enerji tasarrufu ile tercih edilmektedir. Tuğlanın sahip olduğu iç geometri, tuğlanın bir yüzeyinden diğer yüzeyine olan ısı transferini önemli ölçüde etkilemektedir. Bu nedenle tuğla iç geometrisinin farklı durumları için ısı transferini azaltacak önlemler alınmalıdır. Yapılan çalışmada tuğla iç geometrisinin ısı transferi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sayısal çalışmada tuğlanın alt ve üst yüzeylerinin yalıtıldığı kabul edilmiştir. Tuğlanın dış ortama bakan yüzeyi düşük sıcaklıkta, iç ortama bakan yüzeyi ise yüksek sıcaklıkta alınmıştır. Tuğla iç geometrisini oluşturan boşluklarda ısı transferinin doğal taşınımla gerçekleştiği kabul edilmiştir. Belirlenen durumlar için kapalı ortam içerisinde oluşan akım çizgileri, eş sıcaklık eğrileri, ortalama Nusselt sayıları karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Boussinesq yaklaşımıyla verilen Navier-Stokes denklemleri kapalı bir dikdörtgen ortam içerisindeki doğal taşınım probleminin çözümü için kullanılmıştır. Sonlu kontrol hacmi metodu kullanılarak ayrıklaştırılan denklemler SIMPLE algoritmasına göre çözülmüştür. Tuğla içerisindeki boşluklarda hava olduğu kabul edilerek Prandtl sayısı 0.71 alınmıştır. Sayısal çalışma, Rayleigh sayısının 104-106 aralığındaki değerleri için yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, tuğla iç geometrisinin ısı transferini önemli ölçüde etkilediğini göstermektedir.