Kapının açık kaldığı sürece buzdolabına olan ısı transferi ve akışın modellenmesi

Çalışmada öncelikle kapalı bir hacim içerisindeki ve yalıtılmış duvarlar tarafından sınırlandırılmış açık bir hacimdeki doğal taşınım sayısal olarak incelenmiştir. Kapalı hacimdeki yan duvarlar sabit Tsoğuk sıcaklığında alt duvar sabit Tsıcak sıcaklığında alınmış ve üst duvarın yalıtılmış olduğu varsayılmıştır. Kütle, momentum ve enerji korunum denklemleri boussinesq yaklaşımı kullanarak çözülmüştür. Analizler Rayleigh sayısının 103 ile 105 arasındaki değerleri için gerçekleştirilmiştir. Açık hacim için yapılan analizlerde ise açık yüzeye bakan duvarın sıcaklığı sabit Th olarak alınmış ve hacmin üst ve alt yüzeylerinin yalıtılmış olduğu varsayılmıştır. Hesaplamalar Rayleigh sayısının 105 ile 107 arasındaki değerleri için ve duvar ile akışkan arasındaki boyutsuz sıcaklık farkının, ԑ, 0.03 ile 1.3 arasındaki değerleri için yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürde yapılmış olan çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda ısı transfer katsayısının ve Nusselt sayısının Rayleigh sayısının artışı ile arttığı görülmüştür. Hidrodinamik sınır tabaka ve ısıl sınır tabakanın ise Rayleigh sayısının artışı ile inceldiği görülmüştür. Yapmış olduğumuz çalışmalar ile literatürdeki çalışmaların örtüştüğü kanısına varıldıktan sonra buzdolabı iki boyutlu ve üç boyutlu olarak modellenmiştir. İki boyutlu yapılan modellemelerde sistemin buzdolabı başlangıç sıcaklığının 2,4 ve 6 derece olması durumları ile rafsız, 1 raflı ve 2 raflı durum incelenmiştir. 3D modelde ise 3 ve 4 raflı durumlar, farklı raf yükseklikleri için yine aynı durumlar ve, 2 ve 4 derece başlangıç sıcaklığı durumları incelenmiştir. Yapılan nümerik analizler sonucunda soğutucunun en hızlı şekilde en üst rafların ısındığı, soğutucunun raf sayılarının ve başlangıç sıcaklıkları arttıkça enerji kazanımlarının azaldığı görülmüştür. Ayrıca en üst rafların yüksekliklerinin azaltılıp alt rafların yüksekliklerinin arttırılmasının enerji kazanımını azalttığı görülmüştür.