Numerical simulation of phase change with natural convection inside an annular space

Doğal taşınım termal işlemlerde, ısıl enerji depolama sistemlerinde ve faz değişim problemlerinde önemli role sahiptir. Bu sebepten dolayı, doğal taşınım, verimli sistemlerin dizaynlarında odaklanılan ve hesaba katılması gereken önemli bir bakış açısıdır. Bu tezin hedefi silindiriksel boşlukta oluşan doğal taşınımı ve doğal taşınımın faz değişimine etkisini araştırmaktır. Bu bağlamda, iki temel problem araştırılmıştır. Birincisi, silindiriksel boşluktaki doğal taşınımdır. Su ve hava alanlarında, doğal taşınımı gözlemlemek için MATLAB® da 2D model kurulmuştur. Korunum denklemleri sonlu hacimler yöntemi ile cebirsel denklem kümelerine indirgenmiştir. Sonuç olarak, Prandlt sayısı su için yedi iken sıcaklık farkı arttığında, farklı iç-dış silindir yarı çap farkının iç yarı çapa oranları için, Nusselt sayısı dört santigrad dereceye kadar artmış, sonra yaklaşık dokuz dereceye kadar azalmış, sonra tekrar artmıştır. Sayısal sonuçlar, literatürdeki uygun deneysel veriler kullanılarak doğrulanmıştır. Ikinci olarak silindiriksel boşluktaki faz değişimi, dış duvar sıcaklığı, buzun başlangıç sıcaklığı, silindiriksel boşluğun oranı vb. çeşitli parametreler için araştırılmıştır. Farklı iç dış silindir çapı oranları için, iç duvar sıcaklığı dört, sekiz ve on dört santigrad derece olduğunda, erime süreleri karşılaştırılmıştır. Sonra, bu gözlemler aynı sıcaklık ve aynı iç dış silindir çapı oranları için dış duvarda yapılmıştır. Bu sayısal sonuçlar, literatür bulguları ile kıyaslandığında, sayısal sonuçlar ile deneysel literatür verileri arasında tatmin edici bir uzlaşmaya varıldı. Anahtar sözcükler : Isı transferi, doğal taşınım, silindiriksel boşluk, matematiksel model, faz değişimi