Güneş duvarının performansına etkileyen parametrelerin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi

Bu tez çalışmasında güneş duvarı sisteminin absorban plakasındaki modifikasyonlarla ısıl performans ve ısıl verim etkisi incelenmiştir. Bu doğrultuda Batman Üniversitesi Batı Raman Kampüsünde kurulan prototipin performansına etkileyen parametreler sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Kurulan model düzeneğinde iki farklı birbirinden bağımsız eş ölçülere sahip (2,05m x 1,95m x 2,33 m) 9,31 metreküp hacminde deney odası ve test odası bulunmaktadır. Bu sayede eş zaman ve iklim koşullarında karşılaştırmalar yapılmıştır. Termal bölge tasarımında kullanılan farklı geometrik özellikteki üç absorban plakanın (düz sac, sinüs oluklu 76/18 trapez sac ve 27/200 trapez sac) hız, sıcaklık, ısı akısı, verim, Nusselt ve Rayleigh değerleri mukayese edilmiştir. Bu karşılaştırma parametreleri birebir ölçekte modellenen hesaplamalı akışkanlar dinamiği paket yazılımında da (ANSYS-FLUENT) geçerlemesi yapılarak birbiyle uyumlu olduğu gözlenmiştir. Deneysel çalışmadan elde edilen Nusselt (Nu) sayısına karşılık Rayleigh (Ra), Grashof (Gr), Prandtl (Pr) ve kanal yükseklik/en (H/e) değerleri kullanılarak açık ve kapalı kanallar için literatürde tanımlanan altı farklı model grubundan lineer ve nonlineer eşitlikler MATLAB-R2019b yazılımın eğri uydurma (Curve Fitting) uygulamasında gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen eşitlikler doğal taşınım da Nusselt hesabı için tanımlanan önceki 18 çalışma ile karşılaştırılmıştır. Hesaplamalar ve çözümlemeler dikey ve paralel levhadaki sabit ısıdaki güneş duvarı modelinde 08:00 ile 18:00 saatleri arasında hesaplanan Rayleigh (Ra) değeri değişimi akış formuna göre Nusselt tahmin değişimleri ifade edilmiştir. Oluşturulan 60 farklı durum için ilk aşamada istatiksel açıdan en iyi uyum modeli oluşturulmuş ikinci aşamada ise ilk eğri uydurmadaki izin verilen katsayı aralıklarında modeller yeniden düzenlenerek literatüre uygun katsayılı eşitlikler geliştirilmiştir. Bu amaçla Rayleigh aralıkları için toplamda 120 farklı matematiksel eşitlik oluşturulmuştur. Geliştirilen toplam eşitliklerin ortalama determinasyon katsayısı değeri 0,9130 seviyesindedir. Tüm bu yapılan analizlerle sistemin performansı arttırılmasına yönelik bulgular elde edilmiştir.