Düşey periyodik salınıma sahip bir levhadan taşınımla ısı transferinin incelenmesi

Bu çalışmada, düşey düz bir levhanın periyodik salınımlarının karışık taşınım ile ısı transferi üzerindeki etkileri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel düzenek, şeffaf bir muhafaza, bu muhafaza içinde hareket eden deneysel model, deneysel modelin periyodik hareketini sağlayan volan-motor sistemi, veri toplama sistemi ve bilgisayardan oluşmaktadır. Deneysel çalışmalar, hem hareketsiz düşey levha hem de peryodik hareketli düşey levha için gerçekleştirilmiştir. Deneylerde parametrik çalışma için Ra sayısı (1.17×107≤ Ra ≤ 3.6×107), salınım genliği (0.4 ≤ Ao ≤ 1.4) ve salınım frekansı (65 ≤ Wo ≤146) değiştirilmiştir. Deneysel çalışma sonucunda, anlık ve ortalama sıcaklıklar elde edilmiş, bu veriler kullanılarak ısı transferi performansı hesaplanmıştır. Ayrıca salınım parametrelerinin Richarson Sayısı (Ri) üzerindeki etkileri de analiz edilmiştir. Deneysel çalışmada belirsizliğe neden olan parametreler belirlenerek toplam belirsizlik analizi hesaplanmıştır. Sayısal çalışmalar için deneysel veriler esas alınarak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) tabanlı ANSYS Fluent programı ile sayısal hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Sayısal hesaplamalar sonucunda, levha yüzeyinde ortaya çıkan karışık taşınımla ısı transferi miktarı hesaplanmış ve sayısal sonuçlar, deneysel sonuçlarla ve yaygın literatür ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca levha yüzeyindeki anlık hız ve sıcaklık dağılımları elde edilmiştir. Sonuç olarak, periyodik salınımlı düşey levha için elde edilen ısı transferi, sabit düşey levha için elde edilen ısı transferinden daha yüksek bulunmuştur. Isı transferi performansının, salınım parametrelerinden ve Ra sayısından oldukça etkilendiği gözlemlenmiştir. En iyi ısı transfer performansı düşük Ra sayısında (Ra=1.17×107), yüksek salınım genliği (Ao=1.4) ve yüksek salınım frekansında (Wo=146) yaklaşık % 43 olarak elde edilmiştir.