Kapalı hacimlerde sonlu kalınlıkta kompozit malzemeden yapılmış plaka kullanılarak doğal taşınım ısı transferinin kontrolü

Kapalı hacim içerisindeki doğal taşınım ısı transferine, mühendislik uygulamalarında, ısıtma ve havalandırma sistemlerinde, yapılardaki yangından kaynaklanan problemlerin giderilmesinde, güneş kolektörlerinde, elektronik soğutma aygıtlarında ve radyoaktif atıkların depolanmasında rastlanmaktadır. Bu çalışmada, tabana iki farklı malzemeden yapılmış plaka yerleştirilmiş kare kesitli bir hacim içerisindeki doğal taşınım ısı transferi, sayısal olarak incelenmiştir. Kapalı hacmin yatay duvarları yalıtımlı, düşey duvarları ise sabit sıcaklıktadır. İki boyutlu, laminar, süreklilik, momentum ve enerji denklemleri sonlu farklar metodu ile çözülmüştür. Sonuçlar, plakanın farklı yükseklik, kalınlık, yerleştirilme yeri ile farklı Rayleigh sayıları için elde edilmiştir. Ayrıca, plaka iletken kabul edilerek, plaka malzemesinin farklı ısıl iletkenlik katsayıları için değerler elde edilmiştir. Sonuçlar, akım çizgileri, eş sıcaklık eğrileri, yerel ve ortalama Nusselt sayıları ve hız profilleri şeklinde sunulmuştur. Hesaplamalar farklı Rayleigh sayıları, Prandtl sayısı, farklı ısıl iletkenlik oranları, farklı plaka boyutları ve plaka yerleştirme yerinin farklı değerleri için sunulmuştur. Çalışma sonucunda, artan Rayleigh sayısı ile birlikte tüm parametreler için ısı transferinde artış kaydedilmiş, Prandtl sayısının değişimi ile birlikte, akış ve sıcaklık alanında değişimler görülmüş, plakanın ısıl iletkenlik oranlarının özellikle sıcaklık dağılımında etkin olduğu tespit edilmiştir.