tmmob
makina mühendisleri odası
VIII. ULUSAL
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ
BİLDİRİLER KİTABI
İZMİR
t m m o b
makina mühendisleri odası
Sümer Sok. No: 36/1-A Demirtepe, 06440 - ANKARA Tel : (0 312) 231 31 59 - 231 31 64 - 231 80 23 - 231 80 98 Fax : (0 312) 231 31 65
ODA YAYIN NO: E/2007/436 ISBN 978-9944-89-344-2
BU YAPITIN YAYIN HAKKI M MO’ NA AİTTİR.
DİZGİ VE KAPAK TASARIMI : TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI İZMİR ŞUBESİ Anadolu Cad. No:40 Bayraklı / İZMİR
Tel : (0232) 444 86 66 Pbx
BASKI : ALTINDAĞ MATBAACILIK - İZMİR Tel : (0232) 457 58 33
Bu yayın MMO tarafından derlenmiştir. MMO bu yayındaki ifadelerden, fikirlerden, teknik bilgi ve basım hatalarından sorumlu değildir.
Emin KORAMAZ Ahmet ENİŞ Şuayip YALMAN Selahittin ALSANCAK Ufuk ATAMTÜRK Mustafa KARAMAN Remzi ERİŞLER Gürsel ERDEMİR Tamer ÖZBEN Haluk GAZİOĞLU R. Erhan KUTLU Ali PERİ
Tevfik PEKER Macit TOKSOY M. Barış ÖZERDEM Mustafa İLBAŞ Bülent Naci DEVECİ Ahmet GÜVEN
İbrahim TEMAMOĞULLARI Kadir GÜRKAN
Burhan ÇUHADAROĞLU Atıf METE
TMMOB Makina Mühendisleri Odası TMMOB Makina Mühendisleri Odası TMMOB Makina Mühendisleri Odası TMMOB MMO Adana Şubesi TMMOB MMO Ankara Şubesi TMMOB MMO Antalya Şubesi TMMOB MMO Bursa Şubesi TMMOB MMO Denizli Şubesi TMMOB MMO Diyarbakır Şubesi TMMOB MMO Edirne Şubesi TMMOB MMO Eskişehir Şubesi TMMOB MMO Gaziantep Şubesi TMMOB MMO İstanbul Şubesi TMMOB MMO İzmir Şubesi TMMOB MMO İzmir Şubesi TMMOB MMO Kayseri Şubesi TMMOB MMO Kocaeli Şubesi TMMOB MMO Konya Şubesi TMMOB MMO Mersin Şubesi TMMOB MMO Samsun Şubesi TMMOB MMO Trabzon Şubesi TMMOB MMO Zonguldak Şubesi
KONGRE YÜRÜTME KURULU M.Barış ÖZERDEM
A. Kirami KILINÇ Ahmet ARISOY Macit TOKSOY Abdurrahman KILIÇ
İlhami TEZGELEN Hüseyin VATANSEVER
Şerif ÖZSAKARYA Duran ÖNDER
Melih YALÇIN Moghtada MOBEDİ
Serhan KÜÇÜKA Niyazi AKSOY Ekrem EVREN Güniz GACANER
KONGRE SEKRETERİ Necmi VARLIK
KONGRE SEKRETERYASI Sungu KÖKSALÖZKAN
KONGRE DANIŞMANLAR KURULU
AKKOÇ, Hüseyin AKSOY, Soner ALBEYOĞLU, Metin Yenal ALTAÇ Ö.Ercan ATAER Mehmet ATILGAN Uğur AYKEN Tahsin BAŞARAN C. Selçuk BAYER Mustafa BAYGAN Teoman BAYGAN
Kemal Gani BAYRAKTAR Yavuz BAYÜLKEN Kazım BECEREN Erkut BEŞER Mustafa BİLGE Z. Düriye BİLGE Abdullah BİLGİN Erdiç BOZ
Nuray BOZOKALFA Sami BÖLÜKBAŞIOĞLU Süleyman BULAK Ekrem BULGUN Hakan BULGUN Hüseyin BULGURCU Ahmet CAN
Bekir CANSEVDİ Ümit ÇALLI Celalettin ÇELİK Kevork ÇİLİNGİROĞLU Fatma ÇÖLAŞAN Ömer DEMİREL Füsun DOBA KADEM Veli DOĞAN
Ali Metin DURUK A. Nilüfer EĞRİCAN Hüseyin ERDEM Mehmet ERTANI Erol ERTAŞ A. Özden ERTÖZ İ. Hakkı GERELİOĞLU Serper GİRAY
Ali GÜNGÖR M. Serdar GÜREL Ali Çetin GÜRSES Gazanfer HARZADIN Hasan HEPERKAN Akdeniz HİÇSÖNMEZ Korhan IŞIKEL B. Zafer İLKEN İbrahim İŞBİLEN
Nafiz KAHRAMAN Necdet KAHRAMAN Ömer KANTAROĞLU Haluk KARADOĞAN T. Hikmet KARAKOÇ Uğurhan KARCILI
Levent KAVURMACIOĞLU Celalettin KIRBAŞ
İlhan KIROĞLU Kani KORKMAZ Bedi KORUN Tunç KORUN Yüksel KÖKSAL Dilek KUMLUTAŞ Fasih KUTLUAY Mahmut KÜÇÜK Rüknettin KÜÇÜKÇALI R.Tuğrul OĞULATA Celal OKUTAN H.Şinasi ONUR Mustafa ONUR Etem Sait ÖZ Ethem ÖZBAKIR Atila ÖZGENALP Doğan ÖZGÜR Nuri ÖZKOL
İ.Cem PARMAKSIZOĞLU Ener PELİN
Abdurrahman SATMAN Sabri SAVAŞ
Umran SERPEN Mehmet SOĞANCI Baycan SUNAÇ Mehmet SURİ A. Müjdat ŞAHAN Numan ŞAHİN Önder ŞAHİN Galip TEMİR Durmuş TOPÇU Levent TOSUN Oğuz TÜRKYILMAZ Ramazan UĞURLUBİLEK Üzeyir ULUDAĞ
Gönül UTKUTUĞ Cafer ÜNLÜ Hüseyin YAPICI Erol YAŞA Cemal YILMAZ Tuncay YILMAZ Zerrin YILMAZ
IV
T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı
T.C. Sanayi ve Ticaret Bakanlığı
Atatürk Üniversitesi
BACADER (Baca İmalatçıları ve Uygulayıcıları Derneği)
Balıkesir Üniversitesi
Dokuz Eylül Üniversitesi
DOSİDER (Doğal Gaz Cihazları Sanayicileri ve İş Adamları Derneği)
Ege Üniversitesi
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
ESSİAD (Ege Soğutma Sanayicileri ve İş Adamları Derneği)
Fırat Üniversitesi
Harran Üniversitesi
ISKAV (Isıtma, Soğutma, Klima Araştırma ve Eğitim Vakfı)
İSKİD (İklimlendirme, Soğutma, Klima İmalatçıları Derneği)
İstanbul Teknik Üniversitesi
İstanbul Üniversitesi
İzmir Büyükşehir Belediyesi
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
İZMİRGAZ (İzmir Doğalgaz Dağıtım A.Ş.)
İZODER (Isı, Ses, Su ve Yangın Yalıtımcıları Derneği)
Karadeniz Teknik Üniversitesi
Mersin Üniversitesi
Mustafa Kemal Üniversitesi
Orta Doğu Teknik Üniversitesi
Pamukkale Üniversitesi
POMSAD (Türk Pompa ve Vana Sanayicileri Derneği)
Selçuk Üniversitesi
Süleyman Demirel Üniversitesi
Trakya Üniversitesi
TTMD (Türk Tesisat Mühendisleri Derneği )
TÜBİTAK (Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu)
Uludağ Üniversitesi
Yıldız Teknik Üniversitesi
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi
KONGRE ÇALIŞMA GRUPLARI
Kongre Bilim Grubu Macit TOKSOY Abdurrahman KILIÇ
Ahmet ARISOY Ali GÜNGÖR Hasan HEPERKAN
Bilimsel-Teknolojik Araştırma Oturumları ve Seminer Geliştirme Grubu M. Barış ÖZERDEM
Moghtada MOBEDİ Niyazi AKSOY Duran ÖNDER Ekrem EVREN
Panel ve Forum Geliştirme Grubu A. Kirami KILINÇ
Melih YALÇIN İlhami TEZGELEN Kurs Geliştirme Grubu
Serhan KÜÇÜKA Şerif ÖZSAKARYA
Güniz GACANER
Program Grubu M. Barış ÖZERDEM
Melih YALÇIN Necmi VARLIK
Sosyal Aktiviteler ve Teknik Gezi Grubu Macit TOKSOY
A. Kirami KILINÇ Melih YALÇIN Kazım UMDULAR
Berkay ERİŞ Asuman MEMEN
Kongre Tanıtım ve Yayın Grubu Macit TOKSOY
A. Kirami KILINÇ Melih YALÇIN Elif AYDOĞDU
Profesyonel Sivil Toplum Örgütleri ve Sektörle İlişkileri Geliştirme Grubu Macit TOKSOY
Ahmet ARISOY Abdurrahman KILIÇ M. Barış ÖZERDEM
Duran ÖNDER Melih YALÇIN Ekrem EVREN Güniz GACANER Hüseyin VATANSEVER
Kongre Öğrenci Platformu Geliştirme Grubu M. Barış ÖZERDEM
Aysun BALTACI Berkan ERDOĞMUŞ
Dilek KUMLUTAŞ Gürkan DURGUN
VI
Tesisat mühendisliği, makina mühendisliğinin en önemli meslek alanlarından biridir. İnşaat sektöründeki hareketliliğe bağlı olarak tesisat mühendisliği hızla gelişmekte ve buna paralel olarak, bu alanda yetişmiş eleman gücüne olan gereksinim de her geçen gün artmaktadır. Makina Mühendisleri Odası; bu doğrultuda üyelerine ve sektördeki tüm teknik elemanlara gelişmeleri doğru ve yeterli şekilde ulaştırmak amacıyla, tüm meslek alanlarımızda olduğu gibi, tesisat mühendisliği alanında da çalışmalarını sürdürmektedir.
Gelişmiş ülkelerde uygulanan yapı standartları ve kodları henüz ülkemize bütünü ile yansımamış olsa bile; bu alanda tarafımızdan gerçekleştirilen Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongreleri’nin ivmelendirdiği süreçlerde önemli adımlar atılmaktadır. Buna ilave olarak, mühendislik etiği, uzman mühendislik, yapı denetimi, eğitim ve akreditasyon gibi mesleğimizin önemli konuları önceki Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongreleri’nde ele alınmış olup kamuoyumuz bilgilendirilmiştir. Böylece Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi bir yandan yeni bilgi ve teknolojilerin paylaşıldığı etkili bir platform olarak görevini yerine getirirken, diğer yandan meslek alanını ve halkımızı yakından ilgilendiren pek çok konuyu ülkemiz gündemine taşıma görevini de üstlenmiştir.
Kongrelerimiz’de tesisat alanında çalışan makina mühendisleri ile yapı üretiminde görevli diğer tüm meslek disiplinleri elemanlarının birlikte çalışmaları özendirilerek, daha verimli ve sağlıklı yapıların oluşturulması amacına yönelik olarak, disiplinlerarası çalışmaların temellerinin atılmasına büyük önem verilmektedir.
1993 yılından bu yana İzmir’de düzenlenen ve gerek ilgili sektörden gerekse bilim çevrelerinden olumlu tepkiler almış bulunan Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresinin sekizincisi, teskon 2007 adıyla, 25-28 Ekim 2007 tarihleri arasında yine İzmir’de gerçekleştirilmektedir. Teskon 2007 kapsamında sunum, tartışma ve eğitim platformları değişik başlıklar altında toplanmış bulunmaktadır. Bu platformlar: Bilimsel Araştırma Oturumları, Teknolojik Araştırma Oturumları – Sempozyumlar, Poster Sergisi, Seminerler, Kurslar, Paneller ve Forumlar olarak adlandırılmıştır.
Önceki yıllarda olduğu gibi, VIII. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi de birlikte üretme ve yaşama geçirme anlayışı ile çok yönlü katılımı amaç edinen ve ülke geneline yayılmış bulunan; Düzenleme Kurulu Üyeleriyle, Destekleyen Kurum ve Kuruluşlarıyla, Danışmanlarıyla, Yürütme Kurulu ve Sekreteryasıyla birlikte sürdürülen uzun erimli bir çalışmanın ürünüdür.
Konusunda uzman, örnek uygulamalar gerçekleştirmiş, çağdaş bilgi ve deneyime sahip mühendis ve bilim adamlarının sundukları bildirilerin yer aldığı Kongre Bildiriler Kitabı’nın yayımlanması ile birlikte Kongremize katılamayan pek çok tesisat mühendisinin bu birikimlerden yararlanması mümkün olacaktır.
Kongremizin gerçekleştirilmesinde emeği geçen, başta Düzenleme Kurulu olmak üzere, Danışmanlarımıza, Yürütme Kuruluna, Destekleyen Kurum ve Kuruluşlara, İzmir Şubemiz Yönetim Kurulu ve çalışanlarına, bildiri sunan yazarlarımıza, seminer, sempozyum ve kurs düzenleyicilerimize, panellerimize yönetici ve panelist olarak katılan uzmanlara, Kongremiz bünyesinde gerçekleştirilen Tesisat Fuarı’na katılarak önemli destek sağlayan değerli firmalara ve Kongremizin tüm delegelerine teşekkür ediyoruz.
Saygılarımızla.
Makina Mühendisleri Odası Yönetim Kurulu
ÖNSÖZ
Makina Mühendisleri Odası tarafından 1993 yılından itibaren iki yılda bir yapılan Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongrelerinin sekizincisini 25-28 Ekim 2007 tarihleri arasında tekrar İzmir’de gerçekleştiriyor olmaktan onur duymaktayız.
Tesisat mühendisliği alanında çalışan mühendislerin, bilim adamlarının ve sanayicilerin bir araya gelerek bilgi alışverişinde bulunmalarını ve son bilimsel araştırma sonuçları ile teknolojik gelişmeleri izleme olanağını sağlayan VIII. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, alanında en yaygın katılımlı ulusal bir platform olma özelliğini sürdürmektedir.
VIII. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ilk kez bu yıl bir ana tema ile düzenlenmiştir. “Sağlıklı kentler için sağlıklı yaşam hacimleri” teması ile gerçekleşecek teskon 2007 kapsamında hakem incelemesinden geçirilen toplam 58 adet tam metin bildiri paralel oturumlarda sözlü olarak sunulmak üzere, 10 adet bildiri de poster olarak sunulmak üzere kabul edilmiştir. Ayrıca teskon 2007 kapsamında gerçekleştirilecek “Bina Fiziği”, “Isıl Konfor”, “İç Hava Kalitesi”, “Jeotermal Enerji”
Sempozyumlarında sunulacak bildiriler ile, “Yüksek Binalarda Pis Su Tesisatı Tasarımı”,
“Hastanelerde Hijyen Ortamlarının Tesisat Tasarımı”, “Temiz Oda Ameliyathane Klima Sistemlerinin Uygulama Yeterlilik İşletme Yeterlilik ve Performans Testleri”, “Enerji Yönetimi Uygulamaları”
Seminerlerinin bildirileri de Kongre Bildiriler Kitabında yer almaktadır. Böylece, Kongre Bildiriler Kitabı’nın delegelerimiz için bir başvuru kitabı olma özelliğini sürdürmesi sağlanmıştır. Kongre bildirileri ayrıca CD ile de delegelerimize sunulmaktadır.
Kongremizin bir diğer amacı da kurslar ve seminerler aracılığı ile delegelerimizin doğru bilgilerle donanımına yönelik olarak sürekli eğitimlerini sağlamaktır. Bu kapsamda; “Sanayide ve Konutlarda Doğal Gaz” ile “Jeotermal Enerjiden Elektrik Üretimi “ Seminerleri, “Temel ve Uygulamalı Psikrometri”,
“Proje Yönetiminde Çağdaş Yaklaşımlar”, “Soğutma Sistemlerinin Tasarım Esasları” , “Temel Sıhhi Tesisat Teknolojisi”, “Basit Uygulamalarla Yeni Başlayanlar İçin Ekserji”, “Isı Pompalarının Konutsal ve Endüstriyel Uygulamaları”, “Kalorifer Tesisatı Hesabı ve Uygulamalı Örnek”, “Isı Değiştiricilerinden Kondens Tahliyesi”, “Otomatik Yağmurlama (Sprinkler) Sistemlerinin Tasarımı ve Uygulamaları” ile
“Temiz Buhar” Kursları düzenlenmiştir.
Tesisat Mühendisliği alanındaki sorunlarının ortaya konulduğu ve irdelendiği değişik platformları oluşturma amacına yönelik olarak da Kongemiz kapsamında “Yapı Üretim ve Denetim Süreçleri”,
“Tesisat Mühendisliğinde ve Eğitimde Akreditasyon” ile “Tesisat Sektöründe Yapılan Ar-Ge Çalışmaları” başlıklı panellerle tartışma ortamları yaratılmıştır. Yine kongre kapsamında “Yangın Yönetmeliği – 2007” ile “Proje Tasarım Esasları ve Formatı” konularında iki forum düzenlenmiştir.
Düzenleme ve Yürütme Kurulu olarak, ülkemizde tesisat mühendisliği alanında çağdaş bilgi ve teknolojinin kullanılarak gelişmesi perspektifi ile tüm etkinliklere destek veren, öncülük eden Makina Mühendisleri Odası Yönetim Kurulu’na, Kongre çalışmalarının özgün bir çalışma ortamında yapılmasını sağlayan Kongre Sekretaryası’nı oluşturarak, hazırlık çalışmalarında her türlü desteği veren Makina Mühendisleri Odası İzmir Şubesi Yönetim Kurulu’na, Kongre hazırlık çalışmalarının başlangıcından, sonuçlandırılmasına kadar tüm sekreterlik ve hazırlık hizmetlerinin yürüten Kongre Sekreteryası’na, Makina Mühendisleri Odası İzmir Şubesi Çalışanlarına, Kongre’nin yürütülmesinde özverili, gönüllü olarak görev alan Celal Bayar Üniversitesi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Ege Üniversitesi ve İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Makina Mühendisliği Bölümleri öğrencilerine, Kongre’nin ülke genelinde etkinliğini artırmaya çaba göstererek Kongreyi Destekleyen Kurum ve Kuruluşlar statüsünde yer alan tüm kurum ve kuruluşlara teşekkür ediyoruz.
Ayrıca, Kongre oluşumuna görüş ve önerileri ile önemli katkılarda bulanan Danışmanlar Kurulu Üyeleri’ne, sundukları bildirilerle Kongre’yi olanaklı kılan tüm uzmanlara ve öğretim üyelerine, “Kongre Delegesi” olma bilincini taşıyan ve bu bilinçle çağdaş bilgi ve teknolojiye ulaşma çabası içinde olan değerli tesisat mühendislerine, mimar ve diğer teknik elemanlara, Kongre’nin duyurulmasına katıkıda bulunan sektörel yayın kuruluşlarına, Kongreyi destekleyen tüm kurum ve kuruluşlara teşekkürlerimizi sunarız.
KONGRE DÜZENLEME-YÜRÜTME KURULU 25 Ekim 2007
IX
TEMEL ARAŞTIRMA BİLDİRİLERİ
1. ŞAHİN, Birol.
“Dubleks Ev Geometrisine Sahip Kapalı Ortamlarda Farklı Isıtma Yöntemlerinin Doğal Taşınımla Isı Transferi Üzerine Etkilerinin
Sayısal Analizi” ... 5 2. ÇUHADAROĞLU Burhan.
“Geçirgen Yüzeylerinden Üfleme Yapılan Kare Kesitli Silindir
Etrafındaki Akışta Isı Geçişinin Sayısal Olarak İncelenmesi” ... 15 TEKNOLOJİK ARAŞTIRMA: AKIŞKANLAR MEKANİĞİ BİLDİRİLERİ
3. KÜÇÜKA, Serhan. MUSAOĞLU, Erdem.
“Kalorifer Tesisatında Hidrolik Dengesizliğin Radyatör
Debileri ve Isı Aktarımlarına Etkisi” ... 35
4. CAN, Ahmet.
“Orifis ile Debi Ölçülmesinde Güvenilirlik ve Hassasiyetin
Termodinamik Değerlendirmesi” ... 49 5. KAYILI, Serkan. ERALP, O. Cahit.
“Yeraltı Taşıma Sistemleri İstasyonlarında Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Yöntemiyle Yangın ve Havalandırma
Simülasyonu” ... 65 TEKNOLOJİK ARAŞTIRMA: BİNA FİZİĞİ BİLDİRİLERİ
6. MANİOĞLU, Gülten.
“Geleneksel Mimaride İklimle Uyumlu Binalar: Mardin’de
Bir Öğrenci Atölyesi” ... 79 7. YAŞAR, Yalçın. PEHLEVAN, Asiye. MAÇKA, Sibel.
“Trabzon İklim Koşullarına Göre Isıl Performans Açısından
Uygun Pencere Tiplerinin Belirlenmesi” ... 95 8. BAYRAKTAR, Meltem. YILMAZ, Zerrin.
“Bina Enerji Tasarrufunda Pasif Akıllılığın Önemi” ... 115 TEKNOLOJİK ARAŞTIRMA BİLDİRİLERİ
9. ERSOY, H. Kürşad. DEMİRPOLAT, S. Orkun.
“LNG’nin Kriyojenik Enerjisini Kullanan Güç Çevriminin Analizi” ... 133 10. ÇALIŞKAN, Kağan. PARMAKSIZOĞLU, İ. Cem.
“Havalandırma Kanallarında Deprem Askı Halatlarının Tasarımı” ... 143 11. SEÇKİN, Candeniz.
“Silindirik Parabolik Güneş Toplayıcılarının Termodinamik
Değerlendirmesi” ... 157 12. ÖZGÜR, Arif Emre.
“CO2 Soğutkanlı Sıcak Su Isı Pompalarının Performans Analizi” ... 177 13. KAYNAKLI, Ömer. YAMANKARADENİZ, Recep.
İÇİNDEKİLER Sayfa No BİNA FİZİĞİ SEMPOZYUMU BİLDİRİLERİ
15. OK, Vildan.
“Sağlıklı Kentler İçin Pasif İklimlendirme ve Bina Aerodinamiği” ... 213 16. YENER, Alpin Köknel.
“Binalarda Günışığından Yararlanma Yöntemleri
Çağdaş Teknikler” ... 231 17. KADIRGAN, Figen.
“Güneş Enerjisi Teknolojileri, İTÜ’ De Yapılan Çalışmalar
ve Binalarda Uygulamaları” ... 245 18. ORAL, Gül Koçlar.
“Sağlıklı Binalar İçin Enerji Verimliliği ve Isı Yalıtımı” ... 253 19. DEMİRKALE, Sevtap Yılmaz. AŞÇIGİL, Mine.
“Sağlıklı Kentlerle ve Yapılarla İlgili Türkiye’nin Gürültü Politikası” .... 267 20. BAYAZİT, Nurgün Tamer. AŞÇIGİL, Mine.
“Sağlıklı ve Yaşanabilir Çevreler İçin Akustiğin Önemi” ... 289
ISIL KONFOR SEMPOZYUMU BİLDİRİLERİ
21. YİĞİT, Abdulvahap. ATMACA, İbrahim.
“Dünya’da ve Türkiye’de Isıl Konfor Çalışmaları” ... 305 22. ATMACA, İbrahim. YİĞİT, Abdulvahap.
“İklimlendirilen Ortamlarda İnsan Isıl Tepkileri ve Sağlığı
Üzerine Deneysel Bir Çalışma” ... 319 23. SEVİLGEN, Gökhan. KILIÇ, Muhsin.
“İnsan Vücudundan Ortama Taşınım, Işınım ve Nem Transferi İle Gerçekleşen Isı Transferinin Birleşik
Modellemeyle Üç Boyutlu Sayısal Çözümlemesi” ... 341 İÇ HAVA KALİTESİ SEMPOZYUMU BİLDİRİLERİ
24. GÜLLÜ, Gülen. MENTEŞE, Sibel.
“İç Ortam Havasında Biyoaerosol Düzeyleri” ... 359 25. VAİZOĞLU, Songül ACAR.
“Bazı Kapalı Ortamlarda Formaldehit Etkilenimi” ... 369 26. BOZKURT, Zehra. ARSLANBAŞ, Demet. PEKEY, Hakan. PEKEY, Beyhan.
ZARARSIZ, Abdullah. DOĞAN, Güray. DUMANOĞLU, Yetkin Sönmez. BAYRAM, Abdurrahman. EFE, Nurettin. TUNCEL, Gürdal.
“Kocaeli’de Farklı Mikroçevrelerde Uçucu Organik Bileşikler, Ağır Metaller ve İnorganik Gaz Fazı Kirleticilerin İç ve Dış Ortam
Seviyelerinin Belirlenmesi” ... 385
27. ÇELEBİ, Nilgün.
“Konutlarda Radon Konsantrasyon Değerlerinin Yapı
Biyolojisi Açısından İncelenmesi” ... 397 28. SOFUOĞLU, Sait C.. ODABAŞI, Mustafa. SOFUOĞLU, Aysun.
“Bina-İçi Yüzeylere Çökelmiş Partiküllerdeki Uçucu
Organik Madde İçeriğinin Niceliksel Analizi” ... 405
XII
29. BULUT, Hüsamettin.
“Konutlarda İç Hava Kalitesi İle İlgili Ölçüm Sonuçlarının Analizi” ... 415 YÜKSEK BİNALARDA PİS SU TESİSATI TASARIMI SEMİNERİ BİLDİRİLERİ
30. CAN, İsmail. KANTAROĞLU, Ömer.
“Yüksek Binalarda Pis Su Drenaj ve Havalık Sistemleri:
Etkili Basınç Kontrolü İçin Seçenekler” ... 433 HASTANELERDE HİJYEN ORTAMLARININ TESİSAT TASARIMI SEMİNERİ BİLDİRİLERİ
31. ERGON, M. Cem.
“Hastanelerde İnşaat ve Tesisat Sistemi Kaynaklı
İnfeksiyon Etkenleri” ... 453 32. EBERLİKÖSE, Özge.
“Hastanelerde Hijyenik Ortamların Mimari Tasarımı” ... 467 33. ULUTEPE, Lale.
“Hijyenik Ortamların Hava Filtrasyonu” ... 477 34. ANIL, Orkun Baki. MOBEDI, Moghtada. ÖZERDEM, M. Barış.
“Hastane Hijyenik Ortamları İçin Klima ve Havalandırma
Sistemleri Tasarım Parametreleri” ... 497 35. ANIL, Orkun Baki. MOBEDI, Moghtada. ÖZERDEM, M. Barış.
“Hastane Hijyenik Ortamlarının Klima ve Havalandırma
Sistemleri” ... 513 36. KENTER, Metin.
“Temiz Oda Tasarımı ve İklimlendırme Sistemının
Temız Oda’larda Önemi” ... 529
37. BOYLU, Ali.
“Ülkemizde Hastane Hijyenik Alan Klima ve Havalandırma
Tekniğinin Durumu” ... 547 38. GÜLAY, Zeynep.
“Hastane İnfeksiyonları ve Önemi” ... 565 ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE ENERJİ ETKİN TASARIMLAR SEMİNERİ BİLDİRİLERİ
39. ERTAŞ, Erol.
“Basınçlı Havanın Üretimi, Şartlandırılması ve Dağıtımı:
Enerji Verimliliği Açısından Yeni Mühendislik Kriterleri” ... 575 40. OLGUN, Burak. BATUR, Barbaros. BATUR, Hüsamettin. TÜTER, Hasan.
HEPERKAN, Hasan.
“Bir Gıda İşletmesinde Fonksiyon Kalite Kontrol Uygulaması ” ... 591 41. TÜRKYILMAZ, Oğuz.
“Enerji Verimliliği Mevzuatı ve Odamızın Görev,
Yetki ve Sorumlulukları” ... 603
İÇİNDEKİLER Sayfa No
43. DOĞAN, Veli.
“Klima Sistemlerinde Buz Depolama Yönteminin
Üçlü Elektrik Tarifesine Göre Ekonomik Analizi” ... 637 44. SERPEN, Umran.
“Doğal Gaz Dağıtım İhalelerinin Finansal Değerlendirilmesi” ... 657 DOĞAL SOĞUTMA SEMİNERİ BİLDİRİLERİ
45. BİLGE, Mustafa.
“Endüstride ve Ticari Yapılarda Doğal Soğutma (Free Coolıng)
Sistemlerinin Uygulanması” ... 675 46. AKTACİR, Mehmet Azmi. BULUT, Hüsamettin.
“İzmir İli İçin Serbest Soğutma Potansiyelinin Araştırılması” ... 685
47. ACÜL, Hasan.
“Soğuk Sulu İklimlendirme ve Proses Soğutma Uygulamalarında Enerji Tasarruflu Serbest (Doğal)
Soğutma Sistemleri” ... 701 TEMİZ ODA VE AMELİYATHANE KLİMA SİSTEMLERİNİN UYGULAMA YETERLİLİK (IQ), İŞLETME YETERLİLİK (OQ) VE PERFORMANS TESTLERİ (PQ) SEMİNERİ BİLDİRİLERİ
48. BİLGE, Mustafa.
“Ameliyathane ve Yoğun Bakım Ünitelerinde Devreye Alma,
Test, Ölçüm ve Ayar (Commıssıonıng) Çalışmaları” ... 727 49. ÖZCAN, Filiz.
“İlaç Fabrikasında HVAC Valıdasyon Çalışmaları Hakkında Genel
Değerlendirme” ... 733 50. HEPERKAN, Hasan.
“Temiz Oda Klima Sistemlerinde Devreye Alma,
Dengeleme, IQ ve OQ Testleri, Ölçüm ve Belgelendirme” ... 739 51. SUNAR, Dilek.
“Ameliyathane ve Yoğun Bakım Ünitelerinde Performans
Kalifikasyonu (PQ) Çalışmaları” ... 753
52. ÖLMEZ, Selman.
“Test ve Ölçü Cihazlarının Kalibrasyonu ve Kalibrasyonun Önemi” ... 761 53. PEKER, Tevfik.
“Ameliyathanelerde Standart, Yönetmelik ve Denetim Boşluğu
ve MMO Yaklaşımı” ... 769 ENERJİ YÖNETİMİ UYGULAMALARI SEMİNERİ BİLDİRİLERİ
54. ÇALIKOĞLU, Erdal.
“Enerji Yönetimi ve Enerji Verimliliği Kanunu” ... 797 55. GÜNGÖR, Ali. GÜNGÖR, Senem.
“İklimlendirme Sistemlerinde Enerji Yönetimi” ... 819
56. ÇİZER, Eser.
“Yüksek Binalarda Enerji Yönetimi; Sabancı Center Örneği” ... 851
XIV
57. YAMAN, Mustafa Can. GÖKÇEN, Gülden.
“Kamu Sektöründe Enerji Yönetimi: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü (İYTE) Örneği” ... 873 58. TÜZEN, Murat. ŞENOL, İzzet.
“Sanayi Sektöründe Enerji Yönetimi:
Abdi İbrahim İlaç Sanayi ve Tic. A.Ş. Örneği” ... 889 TESKON 2007 POSTER BİLDİRİLERİ
59. AKDENİZ, Nilay. İLHAN, Cemre Doğan. ÜÇGÜL, İbrahim. ACAR, Mustafa.
BAYHAN, Mustafa.
“Doğal Gazlı Kojenerasyon Sisteminin Termodinamik Analizi ve Süleyman Demirel Üniversitesi Örneği” ... 901 60. BULGURCU, Hüseyin. KON, Okan. İLTEN, Nadir.
“Soğutucu Akışkanların Çevresel Etkileri İle İlgili Yeni Yasal
Düzenlemeler ve Hedefler” ... 915 61. ÇAY, Yusuf. ATİK, Kemal. CİNGİZ, Zafer.
“Güneş Enerjisiyle Damıtma Sisteminin Farklı Havuz
Yüzeyleri İçin Deneysel Olarak İncelenmesi” ... 931 62. ÇETİN, Halil. GÜRBÜZ, Habib. ACAR, Mustafa.
“Jeotermal Bölgesel Isıtma Sistemleri;
Sarayköy Bölgesel Isıtma Sistemi” ... 949 63. ERTÜRK, Mustafa. OKTAY, Zuhal.
“Güneş Enerjisi Destekli Mekanik Buhar Sıkıştırmalı
Isı Pompasıyla Kurutma Fırını Tasarımı ve Termodinamik Analizi” ... 961 64. GÜNERHAN, Hüseyin.
“Gıdaların Donma Sürelerinin Hesabı” ... 975 65. ÖZ, Etem Sait. ÖZBAŞ, Engin. DÜNDAR, Ramazan.
“Vakum Tüplü Güneşli Su Isıtma Sistemi İle Standart Düz Kollektörlü Güneşli Su Isıtma Sistemlerinin Performans ve
Verimlerinin Deneysel Olarak Karşılaştırılması” ... 991 66. YAKUT, Ali Kemal. KAAN, Ömer. ŞENCAN, Arzu. DİKMEN, Erkan. KABUL,
Ahmet. KIZILKAN, Önder. DOSTUÇOK, İhsan.
“Sıcak Su Eldesi İçin Hareketli Düzlemsel Güneş Kolektörlü Sistemin Performansının Teorik ve
Deneysel İncelenmesi” ... 1003 67. YILMAZ, Mehmet. ÇELİK, Adem. KAYA, Mehmet. BAKIRCI, Kadir.
“Vorteks Tüplerin Türkiye’deki Doğal Gaz Boru Hatlarında
Kullanım Olanakları” ... 1013 68. YILMAZ, Sezayi. DENİZ, Emrah.
“Çalışma Akışkanı Olarak R-134a ve R-404a Kullanılan Çift Fazlı Güneş Enerjili Sıcak Su Üretme Sisteminin Tasarımı
ve Deneysel Olarak İncelenmesi” ... 1027
YAZAR DİZİNİ SAYFA NO
ACAR,Mustafa 901,949
ACÜL,Hasan 701
AKDENİZ,Nilay 901
AKTACİR,Mehmet Azmi 685
ALTINTAŞ,Esra 199
ANIL,Orkun Baki 497,513
ARSLANBAŞ,Demet 385
ASLAN,Volkan 617
AŞÇIGİL,Mine 267,289
ATİK,Kemal 931
ATMACA,İbrahim 305,319
BAKIRCI,Kadir 1013
BATUR,Barbaros 591
BATUR,Hüsamettin 591
BAYAZIT,Nurgün Tamer 289
BAYHAN,Mustafa 901
BAYRAKTAR,Meltem 115
BAYRAM,Abdurrahman 385
BİLGE,Mustafa 675,727
BOYLU,Ali 547
BOZKURT,Zehra 385
BULGURCU,Hüseyin 915
BULUT,Hüsamettin 415
CAN,Ahmet 49
CAN,İsmail 433
CİNGİZ,Zafer 931
ÇALIKOĞLU,Erdal 797
ÇALIŞKAN,Kağan 143
ÇAY,Yusuf 931
ÇELEBİ,Nilgün 397
ÇELİK,Adem 1013
ÇERÇİ,Yunus 617
ÇETİN,Halil 949
ÇİZER,Eser 851
ÇUHADAROĞLU,Burhan 15
DEMİRKALE,Sevtap Yılmaz 267
DEMİRPOLAT,S. Orkun 133
DENİZ,Emrah 1027
DİKMEN,Erkan 1003
DİLEK,Sunar 753
DOĞAN,Güray 385
DOĞAN,Veli 637
DOSTUÇOK,İhsan 1003
DUMANOĞLU,Yetkin Sönmez 385
DÜNDAR,Ramazan 991
EBERLİKÖSE,Özge 467
EFE,Nurettin 385
EKİN,Ayşe Bilgen 617
ERALP,O. Cahit 65
ERGON,M. Cem 453
ERSOY,H. Kürşad 133
ERTAŞ,Erol 575
ERTÜRK,Mustafa 961
GÖKÇEN,Gülden 873
GÜLAY,Zeynep 565
GÜLLÜ,Gülen 359
GÜNERHAN,Hüseyin 975
GÜNGÖR,Ali 819
GÜNGÖR,Senem 819
GÜRBÜZ,Habib 949
HEPERKAN,Hasan 591,739
İLHAN,Cemre Doğan 901
SAYFA NO
İLTEN,Nadir 915
KAAN,Ömer 1003
KABUL,Ahmet 1003
KADIRGAN,Figen 245
KANTAROĞLU,Ömer 433
KAYA,Mehmet 1013
KAYILI,Serkan 65
KAYNAKLI,Ömer 187
KENTER,Metin 529
KILIÇ,Muhsin 341
KIZILKAN,Önder 1003
KON,Okan 915
KÜÇÜKA,Serhan 35
MAÇKA,Sibel 95
MANİOĞLU,Gülten 79
MENTEŞE,Sibel 359
MOBEDİ,Moghtada 497,513
MUSAOĞLU,Erdem 35
ODABAŞI,Mustafa 405
OK,Vildan 213
OKTAY,Zuhal 961
OLGUN,Burak 591
ORAL,Gül Koçlar 253
ÖLMEZ,Selman 761
ÖZ,Etem Sait 991
ÖZBAŞ,Engin 991
ÖZCAN,Filiz 733
ÖZERDEM,M. Barış 497,513
ÖZGÜR,Arif Emre 177
PARMAKSIZOĞLU,İ. Cem 143
PEHLEVAN,Asiye 95,199
PEKER,Tevfik 769
PEKEY,Hakan 385
PEKEY,Beyhan 385
SEÇKİN,Candeniz 157
SERPEN,Umran 657
SEVİLGEN,Gökhan 341
SOFUOĞLU,Sait C. 405
SOFUOĞLU,Aysun 405
ŞAHİN,Birol 5
ŞENCAN,Arzu 1003
ŞENOL,İzzet 889
TUNCEL,Gürdal 385
TÜRKYILMAZ,Oğuz 603
TÜTER,Hasan 591
TÜZEN,Murat 889
ULUTEPE,Lale 477
ÜÇGÜL,İbrahim 901
VAİZOĞLU,Songül Acar 369
YAKUT,Ali Kemal 1003
YAMAN,Mustafa Can 873
YAMANKARADENİZ,Recep 187
YAŞAR,Yalçın 95,199
YENER,Alpin Köknel 231
YILMAZ,Zerrin 115
YILMAZ,Mehmet 1013
YILMAZ,Sazayi 1027
YİĞİT,Abdulvahap 305,319
ZARARSIZ,Abdullah 385
XVIII
TEMEL ARAŞTIRMA BİLDİRİLERİ
DUBLEKS EV GEOMETRİSİNE SAHİP KAPALI ORTAMLARDA FARKLI ISITMA YÖNTEMLERİNİN DOĞAL TAŞINIMLA ISI
TRANSFERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN SAYISAL ANALİZİ
BİROL ŞAHİN
GEÇİRGEN YÜZEYLERİNDEN ÜFLEME YAPILAN KARE KESİTLİ SİLİNDİR ETRAFINDAKİ AKIŞTA ISI GEÇİŞİNİN SAYISAL OLARAK
İNCELENMESİ
BURHAN ÇUHADAROĞLU
Bu bir MMOyayınıdır
TESKON 2007 / TEMEL ARAŞTIRMA BİLDİRİSİ
DUBLEKS EV GEOMETRİSİNE SAHİP KAPALI ORTAMLARDA FARKLI ISITMA YÖNTEMLERİNİN DOĞAL TAŞINIMLA ISI TRANSFERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN
SAYISAL ANALİZİ
BİROL ŞAHİN
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI
BİLDİRİ
Bu bir MMO yayınıdır
DUBLEKS EV GEOMETRİSİNE SAHİP KAPALI
ORTAMLARDA FARKLI ISITMA YÖNTEMLERİNİN DOĞAL TAŞINIMLA ISI TRANSFERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN
SAYISAL ANALİZİ
Birol ŞAHİN
ÖZET
Dubleks ev benzeri kısmi olarak bölünmüş kapalı ortamlardaki doğal taşınımla ısı transferi sayısal olarak incelendi. Kış sınır şartları altındaki doğal taşınım problemi, alttan ısıtma ve yan yüzeyden kısmi olarak ısıtma durumları için analiz edildi.
Belirlenen durumların her biri için elde edilen sayısal bulgular, çözüm bölgesi içerisindeki akım çizgileri, eş sıcaklık eğrileri, normalize edilmiş Nusselt sayılarının değişimi ve ortalama Nusselt sayıları olarak sunuldu. Doğal taşınım probleminin çözümü için geçerli olan Navier-Stokes denklemleri ve enerji denklemi boyutsuzlaştırılmış olup sonlu kontrol hacmi metodu kullanılarak SIMPLE algoritmasına göre çözüldü. Çalışma, laminer doğal taşınımla ısı transferinin gerçekleştiği Rayleigh sayısının 104-107 aralığındaki değerleri için yapıldı. Kapalı ortam içerisinde kullanılan akışkanın hava olduğu kabulüyle Prandtl sayısı 0.72 alındı. Diğer taraftan, kış sınır şartlarında farklı ısıtma yöntemlerinin, ısı transferi ve ısıl konfor açısından önemli birer kontrol parametreleri olduğu sonucuna varıldı.
1. GİRİŞ
Genel olarak taşınımla ısı transferi doğal ve zorlanmış taşınım olarak ikiye ayrılır. Zorlanmış taşınım, bir fan, vantilatör, pompa, vb. dış etkiler sonucu meydana gelirken doğal taşınımda akışı zorlayıcı dış etkiler yoktur. Doğal taşınımla ısı transferi yoğunluk farkından kaynaklanmaktadır. Isınan molekülün yoğunluğu azalacağından dolayı yer çekiminin tersi yönünde hareket eder, böylece bir kaldırma kuvveti meydana gelir. Genelde akışkanlar hem sıcak, hem de soğuk yüzeylerle temasta bulundukları için, sınır şartlarına bağlı olarak yer çekimi yönünde veya buna ters yönde akışkan hareketleri eş zamanlı olarak oluşur. Doğal taşınımla ısı transferi, Rayleigh sayısına bağlı olarak laminer ve türbülanslı doğal taşınım olarak ikiye ayrılmaktadır. Kullanılan akışkana ve sınır şartlarına göre Rayleigh sayısının 103-107aralığındaki değerleri için laminer doğal taşınım, Rayleigh sayısının 107 den büyük olması durumunda türbülanslı doğal taşınım geçerlidir.
Kapalı ortamlarda doğal taşınımla ısı transferi, günümüzde pek çok alanda uygulaması olan bir konudur. Genel olarak elektronik cihazların soğutulmasında, güneş enerjisinden yararlanılan sistemlerde, nükleer reaktörlerin soğutulmasında, damıtma işlemlerinde, kapalı ortamlarda ısıl konforun sağlanması gibi alanlarda doğal taşınımla ısı transferinden faydalanılmaktadır.
Doğal taşınımla ısı transferinin öneminin kavranması sonucu, bu alanda yapılan çalışmalar artmıştır.
Daha çok 1980 yılı ve sonrasında bilgisayarların hızına ve kapasitesine bağlı olarak değişik parametre
_____________________________________________ 6 _______
VIII. ULUSAL TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ
Bir tarafı yüksek sıcaklıkta, tavan kısmı düşük sıcaklıkta olan ve diğer yüzeyleri yalıtılmış iki boyutlu kapalı ortam için doğal taşınım problemi, akım fonksiyonu-vortisite formülasyonu kullanılarak değişik en/boy oranlarında ve Rayleigh sayısının 103-107 aralığında olması durumları için Aydın vd. [2]
tarafından çalışılmıştır. Corcione [3], alttan ısıtılmış, üstten soğutulmuş, yan duvarları farklı sınır şartlarındaki iki boyutu kapalı ortamlarda meydana gelen doğal taşınımla ısı transferini sayısal olarak incelemiştir. Davis [4], iki boyutlu geometriye sahip alttan ve üstten yalıtılmış, farklı sıcaklıklara sahip yan duvarlar arasındaki doğal taşınımla ısı transferi olayını Grashoff sayısının 103-106 aralığında değişmesi durumu için incelemiştir. Kare geometrisine sahip kapalı bir ortamdaki laminer doğal taşınım problemi çözümleri Davis ve Jones [5] tarafından karşılaştırmalı olarak verilmiştir.
Karşılaştırma, değişik Rayleigh sayılarında elde edilen sonuçlar için yapılmıştır. Moukalled ve Acharya [6], eğimli yüzeylerine engeller yerleştirilmiş trapezoidal geometrideki kapalı ortam için ortamdaki akış ve ısı transferine Rayleigh sayısının ve ortam içine yerleştirilen engellerin etkisini sayısal olarak incelemişler ve eğimli yüzeylerin değişik sınır koşullarına sahip olmaları durumundaki sonuçları elde etmişlerdir. Trapezoidal geometriye sahip kapalı ortamın eğimli yüzeyinin ve tabanının yalıtılması, diğer yüzeylerinin sabit sıcaklıklarda olmaları durumu Moukalled ve Darwish [7] tarafından incelenmiştir. Ostrach [8], kapalı ortamlardaki doğal taşınım problemi için geniş bir literatür araştırması vermiş olup problemlerin çözümü için önerilerde bulunmuştur. Salmun [12], üçgen geometriye sahip tabanı yüksek sıcaklıkta, eğimli yüzeyi düşük sıcaklıkta ve diğer yüzeyi yalıtılmış olan kapalı ortam için en/boy oranının 0.1-1.0 ve Rayleigh sayısının 102-105 aralığında değişmesi durumlarındaki ısı transferi olayını incelemiştir. Shi ve Khodadadi [13], kapalı kare ortamın sıcak olan sol yüzeyine yerleştirilen kanatçığın ısı transferi üzerine etkisini, laminer doğal taşınım için sonlu kontrol hacmi metodunu kullanarak sayısal olarak çözmüşlerdir.
2. TEORİK ÇALIŞMA
İncelenen problem geometrisi Şekil 1 de verilmiştir. Şekilden de görüldüğü gibi incelenen geometri dubleks ev benzeri kapalı ortam olup, geometri simetrik olduğu için modelin yarısı incelenmiştir.
Şekil 1. Dubleks ev benzeri kapalı ortam geometrisi.
g H
y x y x
W=2H
L
Temel Araştırma Bildirisi
Bilindiği gibi doğal taşınım olayı sıcaklık farkından dolayı meydana gelen kaldırma kuvvetlerinden kaynaklanmaktadır. İki boyutlu sürekli rejimde doğal taşınım için geçerli olan momentum denklemleriyle enerji denklemi kaldırma kuvvetlerini de ihtiva edecek şekilde boyutsuz olarak aşağıda verilmiştir:
∂ +∂
∂ + ∂
∂
−∂
∂ = + ∂
∂
∂
2 2
2 2
Pr Y
U X
U X
P Y
V U X
U U ( 1 )
∂ +∂
∂ + ∂
∂ +
−∂
∂ = + ∂
∂
∂
2 2
2 2
Pr
Pr Y
V X Ra V
Y P Y
V V X
U V θ ( 2 )
2 2
2 2
Y Y X
X V
U ∂
+ ∂
∂
= ∂
∂ + ∂
∂
∂
θ θ θ θ
( 3 )
Denklemlerde kullanılan boyutsuz büyüklüler şu şekildedir:
H X = x ,
H Y = y,
α U=uH,
α V =vH,
2
c h o
T T T +
= ,
c h
o
T T
T T
−
= −
θ , 22
ρα P= pH
Eş sıcaklık eğrileri ve akım çizgileri için karakteristik uzunluk sıcaklık farkının meydana geldiği H yüksekliğidir. Bu nedenle boyutsuzlaştırma yapılırken karakteristik uzunluk olarak trapezoidal ortamın kısa kenar yüksekliği alınmıştır. Çözüm bölgesi içerisinde duvar yüzeylerinde kaymama sınır koşulu geçerli olup akışkan özellikleri sabit alınmıştır.
Şekil 1 de verilen problem geometrisi için kapalı ortamın yüksekliği genişliğinin iki katı olup H=L de kapalı ortam içerisine 2/3L uzunluğunda bir engel yerleştirilmiştir. Bu engel, kapalı ortamın sol düşey uzunluğu üzerine yerleştirilmiştir. Trapezoidal ortam içerisinde kısa olan sol düşey duvarın L/4 ü uzunluğundaki kısmından ısıtma durumu konfigürasyon I, kapalı ortamın alttan ısıtılması durumu ise konfigürasyon II olarak adlandırılmıştır. Kapalı ortamın dış ortamla temasta bulunan yüzeylerinin soğuk olması durumu kış sınır şartı olarak adlandırılmıştır. Bütün durumlar için kapalı ortamın sağ tarafındaki duvarın, simetriden dolayı, yalıtılmış olduğu kabul edilmiştir. Çalışılan sınır şartları ve konfigürasyonlar Şekil 2 de gösterilmiştir:
Konfigürasyon I
(Soldan Kısmi Isıtma) Konfigürasyon II (Alttan Isıtma)
Şekil 2. Kış sınır şartları altında çalışılan konfigürasyonlar.
=0
∂
∂ x T Tc
Tc
Th
=0
∂
∂ x T Tc
Tc
Th
Tc
_____________________________________________ 8 _______
VIII. ULUSAL TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ
Taşınımla ısı transferinin göstergesi olarak kabul edilen Nusselt sayısının yüksek sıcaklıktaki yüzeyler için yerel ve ortalama değerleri aşağıdaki şekilde hesaplanır:
=0
∂
−∂
=
X
CI X
Nu θ
∫
=1/4
0
dY Nu
NuCI CI (Sol duvardan kısmi ısıtma için)
=0
∂
−∂
=
Y
CII Y
Nu θ
∫
=1
0
dX Nu
NuCII CII (Alt duvardan ısıtma için)
Normalize Nusselt sayısı, hesaplanan Nusselt sayısının iletim Nusselt sayısına bölünmesi ile elde edilmiştir. İletim Nusselt sayısı ise ortamdaki akışkanın hareketsiz olması durumu için (Ra=0), yani ısı transferinin sadece iletimle gerçekleştiğinin varsayıldığı durumda hesaplanan Nusselt sayısıdır
( )
Nuo .o CII CI
Nu Nu* = Nu ,
Çözüm için eliptik bir FORTRAN programı problemi çözecek şekilde geliştirilmiştir. Sayısal çalışma, iki boyutlu dikdörtgen ortamın 60x120 uniform ağ yapısına bölünmesiyle yapılmıştır. Problemi temsil eden iki momentum ve bir enerji denklemi sonlu kontrol hacmi yöntemiyle ayrıklaştırılmış ve ayrık denklemler iteratif olarak Patankar [9] tarafından verilen SIMPLE algoritması ile çözülmüştür.
Momentum denklemleri için duvarlarda kaymama sınır koşulu olarak sıfır hız, enerji denklemi için sağ kenarda yalıtım sınır koşulu, diğer duvarlarda ise sabit sıcaklık sınır koşulu verilmiştir. Çözüm, boyutsuz denklemlerle gerçekleştirildiği için sınır koşulları da boyutsuz sınır koşulu olarak; sıcak duvar için 1 ve soğuk duvar için 0 değerleri verilmiştir. İş akışkanı olarak hava için Prandtl sayısı 0.72 olarak alınmıştır.
3. BULGULAR
Verilen sınır şartları altında elde edilen bulgular, Rayleigh sayısının 104-106 değerlerinde trapezoidal ortam için normalize edilmiş Nusselt sayıları, akım çizgileri, eş sıcaklık eğrilerinin değişimleri Şekil 3-5 te sunulmuştur. Karşılaştırma yapmak amacıyla boş trapezoidal ortam için elde edilen normalize edilmiş ortalama Nusselt sayıları, Moukalled ve Acharya [6] tarafından yapılan çalışma ile karşılaştırılmıştır. Şekil 3 ten de görüleceği gibi elde edilen sonuçlarla literatürde verilen sonuçlar benzerlik göstermektedir.
1E+03 1E+04 1E+05 1E+06
Ra
0 1 2 3 4 5 6 7
Nu*
Moukalled ve Acharya Yapılan çalışma
Şekil 3. Yapılan çalışma ile Moukalled ve Acharya [6] tarafından elde edilen sonuçların karşılaştırılması.
Temel Araştırma Bildirisi
Şekil 4 ten görüldüğü gibi ısı transferi konfigürasyon I de diğer konfigürasyona göre daha yüksek olmaktadır. Kış sınır şartları altında iki ayrı konfigürasyon için akım çizgileri ve eş sıcaklık eğrilerinin Rayleigh sayısına göre değişimleri Şekil 5 te verilmektedir. Her bir durum için oluşturulan şekillerin sol tarafına yerleştirilen kapalı ortama akım çizgisi, sağ tarafına yerleştirilen kapalı ortama ise eş sıcaklık eğrileri çizilmiştir.
Kış sınır şartları için elde edilen akım çizgileri ve eş sıcaklık eğrileri, akış alanının sıcaklık alanı üzerindeki etkisini açık olarak göstermektedir. Akış ve sıcaklık alanları üzerinde hem Rayleigh sayısı hem de ısıtma yöntemi önemli birer parametredir. Şekil 4 te görüldüğü gibi artan Rayleigh sayısıyla birlikte doğal taşınımla ısı transferi de artmaktadır.
1E+04 1E+05 1E+06 1E+07
Ra
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Nu
Konfigürasyon I Konfigürasyon II
Şekil 4. Farklı konfigürasyonlarda Rayleigh sayısının 104 –107 değerleri için elde edilen ortalama Nusselt sayıları.
Şekil 5 ten görüldüğü gibi konfigürasyon I uygulamasındaki kısmi ısıtma yönteminde her ne kadar ısı transferi diğerine göre daha fazla olsa da, eş sıcaklık eğrilerinin değişimi göz önüne alındığında kapalı ortam içerisinde uygun bir ısıl konforun sağlanamadığı görülmüştür. Alt ve üst bölgede birbirinden hemen hemen bağımsız gelişen akış alanlarının etkisi sıcaklık alanına da benzer tarzda bağımsız olarak yansımaktadır. Kapalı ortamın yaşamsal alan olarak kullanılabilecek büyük bir kısmında soğuk havanın hakim olduğu görülmektedir. Bu durum ısıl konfor açısından istenmeyen bir durumdur.
Konfigürasyon II uygulamasında ise akım çizgileri her iki bölgede birbirine bağımlı olarak gelişmekte ve sonuç sıcaklık alanına da o şekilde yansımaktadır. Isıl konfor açısından eş sıcaklık eğrilerinin dağılımı göz önüne alındığında daha uygun şartların sağlandığı görülmüştür. Kapalı ortamın yaşamsal alan olarak kullanılabilecek büyük bir kısmında ılık olarak kabul edilen havanın hakim olduğu görülmektedir.
____________________________________________ 10 _______
VIII. ULUSAL TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ
Ra Konfigürasyonlar
Konfigürasyon I Konfigürasyon II
104
105
106
107
Şekil 5. Kış sınır şartları altında farklı konfigürasyonlarda Rayleigh sayısının 104 –107 değerleri için elde edilen akım çizgileri ve eş sıcaklık eğrileri.
SONUÇLAR
Bulguların karşılaştırmalı analizinden, kış sınır şartlarında farklı ısıtma yöntemlerinin kapalı ortamlardaki toplam ısı geçişini önemli ölçüde etkilediği sonucu çıkarılmıştır. Kış sınır şartlarında yan yüzeyden kısmi ısıtmada doğal taşınımla ısı transferi alttan ısıtmaya göre daha fazla olmasına rağmen ısıl konfor açısından uygun olmadığı görülmüştür. Kapalı ortamın yaşamsal alan olarak kullanılabilecek büyük bir kısmında soğuk havanın hakim olduğu görülmektedir. Bu durum ısıl konfor açısından istenmeyen bir durumdur. Kısmi ısıtmada ısıl konforun sağlanabilmesi için ısıtma yüzeyinin artırılması ve/veya farklı yüzeylerden ısıtma yapılması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Alttan ısıtmanın uygulandığı durumlarda kapalı ortam içindeki büyük bir alanda ılık olarak kabul edilebilecek havanın hakim olduğu daha uygun ısıl konfor şartları sağlanmıştır.
Her iki ısıtma yöntemi için artan sıcaklık farkına bağlı olarak ısı transferinin de arttığı görülmüştür.
Temel Araştırma Bildirisi
Kullanılan semboller
H, L kapalı ortamın kısa düşey kenar yüksekliği, kapalı ortamın uzunluğu Nu Nusselt sayısı
Nux,y yerel Nusselt sayısı
Nuo sadece iletimin meydana geldiği Nusselt sayısı
Nu
ortalama Nusselt sayısıNu* normalize edilmiş ortalama Nusselt sayısı P boyutsuz basınç
Pr Prandtl sayısı,
ν
/α
Ra Rayleigh sayısı,
ρ
gβ (
Th −Tc) ( )
L3/µα
T, sıcaklık, boyutsuz sıcaklık
u, U yatay hız bileşeni, boyutsuz yatay hız bileşeni v, V düşey hız bileşeni, boyutsuz düşey hız bileşeni W uzun düşey kenar yüksekliği
x, X yatay koordinat, boyutsuz yatay koordinat y, Y düşey koordinat, boyutsuz düşey koordinat
Alt indisler
c Soğuk yüzey h Sıcak yüzey
CI 1 nolu konfigürasyon CII 2 nolu konfigürasyon
KAYNAKLAR
[1] Arıcı, M.E. ve Şahin, B., “İki Levha Arasındaki Laminer Akışta Değişken Duvar Kalınlığının Isı Transferine Etkisinin Sayısal Analizi”, 14.Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi ULIBTK, Isparta, 2003
[2] Aydin, O., Ünal, A., Ayhan, T., Natural Convection in Rectangular Enclosures Heated From One Side and Cooled from the Ceiling, International Journal of Heat and Mass Transfer,42, 2345-2355, 1999.
[3] Corcione, M., Effects of the Thermal Boundary Conditions at the Sidewalls upon Natural Convection in Rectangular Enclosures Heated from Below and Cooled from Above, International Journal of Thermal Sciences, 42, 199-208, 2003.
[4] Davis, G.de.V., Natural Convection of Air in a Square Cavity: A Benchmark Numerical Solution, International Journal for Numerical Methods in Fluids, 3, 249-264, 1983.
[5] Davis, G.de.V. and Jones, I.P., Natural Convection in a Square Cavity: A Comparison Exercise, International Journal for Numerical Methods in Fluids, 3, 227-248, 1983.
[6] Moukalled, F., Acharya, S., Natural Convection in Trapezoidal Cavities with Baffles Mounted on the Upper Inclined Surfaces, Numerical Heat Transfer, Part A, 37, 545-565, 2000.
[7] Moukalled, F., Darwish, M., Natural Convection in a Partitioned Trapezoidal Cavity Heated from the Side, Numerical Heat Transfer, Part A, 43, 543-563, 2003.
[8] Ostrach, S., Natural Covection in Enclosures, Journal of Heat Transfer, 10, 1175-1190, 1988.
[9] Patankar, S. V., Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw Hill, New York, 1980.
[10] Şahin, B., Arıcı, M.E., “Kapalı Kare Ortamlarda Yatay, Düşey ve Eğik İç Bölmelerin Doğal Taşınımla Isı Transferine Etkisinin Sayısal İncelenmesi” ,15.Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği
____________________________________________ 12 _______
VIII. ULUSAL TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ
[12] Salmun, H., Convection Patterns in a Triangular Domain, International Journal of Heat Mass Transfer, 38, 351-368, 1995.
[13] Shi, X., Khodadadi, J.M., Laminar Natural Convection Heat Transfer in a Differentially Heated Square Cavity Due to a Thin Fin on the Hot Wall, Journal of Heat Transfer, 125, 624-634, 2003.
ÖZGEÇMİŞ Birol ŞAHİN
1977 yılı Trabzon doğumludur. 1998 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümünü bitirmiştir. Aynı Üniversiteden 2002 yılında Yüksek Mühendis ünvanını almıştır. 2000-2007 yılları arasında KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsünde Araştırma Görevlisi, 2007 yılından itibaren KTÜ Beşikdüzü Meslek Yüksekokulunda Öğretim Görevlisi olarak görev yapmaktadır.
Doğal taşınımla ısı transferi ve birleşik ısı transferi konularında çalışmaktadır.
Temel Araştırma Bildirisi
TESKON 2007 / TEMEL ARAŞTIRMA BİLDİRİSİ
GEÇİRGEN YÜZEYLERİNDEN ÜFLEME YAPILAN KARE KESİTLİ SİLİNDİR
ETRAFINDAKİ AKIŞTA ISI GEÇİŞİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ
BURHAN ÇUHADAROĞLU KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Bu bir MMO yayınıdır
____________________________________________ 15 _______
VIII. ULUSAL TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ
GEÇİRGEN YÜZEYLERİNDEN ÜFLEME YAPILAN KARE KESİTLİ SİLİNDİR ETRAFINDAKİ AKIŞTA ISI GEÇİŞİNİN
SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ
Burhan ÇUHADAROĞLU
ÖZET
Bu çalışmada; geçirgen yüzeyli ve kare kesitli bir silindir etrafındaki akışa cismin yüzeylerinden yapılan üfleme veya emmenin etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Reynolds ortalamalı Navier-Stokes denklemlerine (RANS) dayalı olan ve Kato-Launder iyileştirmesini içeren standart k-ε türbülans modeli (türbülans kinetik enerjisi ve bu enerjinin yutulma miktarı) kullanılarak hesap yapılmıştır. Silindir yüzeylerindeki sınır koşulları için, iki boyutlu türbülanslı sınır tabaka denkleminden ve enerji denkleminden hareketle elde edilmiş olan ve üfleme hızına bağlı olan duvar fonksiyonları kullanılmıştır. Sayısal hesaplamada sonlu hacim yöntemine göre ayrıklaştırılmış olan denklemler kullanılmıştır. Uygun sayıda hücre (ağ gözü) kullanılarak ayrıklaştırılmış olan hesap bölgesinde, çapraz ağ düzenlemesi esas alınmış ve katı yüzey yakınında sık olmak üzere, modelden uzaklaşıldıkça genişleyen bir ağ yapısı kullanılmıştır. Basınç, sıcaklık, türbülans kinetik enerjisi, türbülans kinetik enerji yutulma miktarı gibi bağımlı değişkenlerin ara değerleri için HYBRID yöntemi ve hız bileşenlerinin ara değerleri için QUICK yöntemi kullanılarak Gauss-Seidel ardışık yöntemi ile sayısal çözümleme yapılmıştır. Hız ve basınç düzeltme işlemi için MAC (Marker and Cell) yöntemi kullanılmıştır. Ardışık olarak yapılan hesaplarda, istenilen zaman adımında hesaplama durdurularak sonuçlar alınmıştır. Elde edilen sonuçlar; kare kesitli silindirin yüzeylerinden yapılan üfleme veya emmenin, üfleme-emme hızına bağlı olarak ısı geçişini ve aerodinamik parametreleri önemli ölçüde etkilemekte olduğunu göstermiştir.
1. GİRİŞ
Cisimler etrafındaki türbülanslı akışta girdap denetimi, direnç, kaldırma ve ısıl etkileşim, birçok mühendislik probleminde ele alınan inceleme konularıdır. Bilindiği üzere; cisimlerin akışa karşı göstermiş oldukları direncin denetimi amacıyla birçok yöntem uygulanmaktadır. Yüzeyin hareket ettirilmesi, sınır tabakanın üfleme ile hızlandırılması, emme, gaz enjeksiyonu, sınır tabaka içerisinde uygun şekilli cisimler kullanarak geçişin önlenmesi, yüzeyin soğutulması vb. gibi yöntemler hidrodinamik ve ısıl sınır tabaka denetimi amacıyla çeşitli mühendislik uygulamalarında kullanılmaktadır [1]. Sınır tabakaya yüzeyden yapılan üfleme ile akışa momentum ve ısı geçişi sağlanmakta ve bu sayede akışın istenilen yapıya dönüştürülmesi amaçlanmaktadır. Örneğin;
geçirgen yüzeyli bir cisim üzerinden yapılan üfleme ile akışın momentum dengesi değiştirilerek, cisim üzerindeki direnç kuvvetini belirli ölçüde denetim altına almak olanağı vardır. Üfleme uygulaması ayrıca, film soğutma sağlayarak uzay taşıtları ve gaz türbin kanatçıkları gibi yüksek hızlı sistemlerde ortaya çıkan aşırı ısınma problemini belirli ölçüde çözmede kullanılmaktadır. Emme uygulaması ise;
cisim üzerinden sınır tabaka ayrılmasını geciktirerek basınç farkından kaynaklanan direncin düşürülmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Ayrıca yüzeylerinden emme yapılan cismin civarında yer alan ısıl sınır tabaka kalınlığındaki azalmaya bağlı olarak ısı transferinde önemli düzeyde artış sağlanmaktadır. Akışkan içerisindeki cismin yüzeyinden yapılan üfleme veya emme uygulamasındaki debi (hız) değerlerinin ortalama akış hızına göre oldukça düşük değerlerde olmasına rağmen, akışın parametreleri üzerinde önemli etkilerinin olduğu bilinmektedir.
Temel Araştırma Bildirisi
Geçirgen yüzeyli bir cisim etrafındaki türbülanslı akışın en genel şekilde incelenmesinde göz önüne alınabilecek temalar şu şekilde sıralanabilir:
1. Geçirgen yüzeyden akışa yapılan üflemenin, sınır tabaka özellikleri ve akışın diğer hidrodinamik-aerodinamik parametreleri üzerindeki etkileri,
2. Geçirgen yüzeyden yapılan üflemenin akış ve cisim arasındaki ısı geçişine olan etkileri, 3. Konu ile ilgili deneysel ve sayısal incelemelerde göz önüne alınması gereken yeni etkenler.
Konu ile ilgili olarak yapılmakta olan çalışmalar çoğunlukla deneysel olup, sınırlı ölçüde de teorik yaklaşımlar kullanılmaktadır. Deneysel çalışmalar; ölçme sistemlerinin yüksek duyarlılık gerektirmesi ve parametre sayısındaki fazlalık nedeniyle oldukça yüksek bütçeli ve zaman alıcıdırlar. Teorik çözümleme konusunda ise türbülanslı akışın yapısından kaynaklanmak olan belirli bazı matematiksel zorluklar mevcuttur. Oysaki bu konuda yapılacak sayısal incelemeler, çok daha kısa sürede ve pek çok parametreyi de içeren detaylı bilgiler verebilmektedir. Ancak; sayısal çalışmalardan elde edilecek olan sonuçların geçerliliğinin test edilmesinde, tipik deneysel verilere her zaman gereksinim duyulacağı da açıktır.
Üfleme veya emme uygulaması üzerine yayınlanmış olan çalışmalar büyük ölçüde düzlem levha yüzeyinden yapılan üfleme veya emmenin, düzlem levha üzerindeki akışa etkileri üzerinedir. Simpson [2]; üzerinden normal doğrultuda üfleme yapılan düzlem yüzey üzerindeki türbülanslı sınır tabaka akışları ile ilgili çalışmaları gözden geçirerek, yüzey yasası bağıntısını üfleme etkilerini de içerecek şekilde genişletmiştir. Schetz ve Nerney [3]; üzerinden normal doğrultuda üfleme yapılan pürüzlü yüzey üzerindeki türbülanslı sınır tabaka üzerine deneysel bir çalışma yapmışlardır. Bu çalışmaya göre; türbülanslı sınır tabaka içerisindeki hız ve türbülans şiddeti, artan üfleme debisi ile artmaktadır.
Ayrıca üfleme uygulamasının, yüksek sıcaklıklar etkisinde kalan hava taşıtlarının lülelerinde ve türbin kanatçıklarında etkili bir film soğutma aracı olduğu dile getirilmiştir. Yang ve diğ. [4] tarafından yapılmış olan çalışmada; yüzeyden ayrılan ve tekrar birleşen basamak akışında yüzeyden yapılan düzgün üflemenin akışa olan etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Bellettre ve diğ.[5]; geçirgen bir levha üzerinden yapılan üflemenin levha üzerindeki türbülanslı sınır tabakaya olan etkilerini sayısal olarak incelemiş ve deneysel veriler ile bir kıyaslama yapmışlardır. Hwang ve Lin [6]; iyileştirilmiş düşük Re sayılı k-ε modelini kullanarak üflemeli akışlarda dinamik ve ısıl akış alanlarını sayısal olarak hesaplamışlar ve elde edilen bulguları DNS (Doğrudan Sayısal Benzeşim) verileri ile karşılaştırarak iyi bir uyum elde etmişlerdir.
Küt cisimler etrafındaki akışta cismin yüzeyinden yapılan üfleme veya emmenin etkilerini inceleyen çalışmalar ise oldukça sınırlı sayıdadır. Düzlem yüzeylerden sınır tabakaya yapılan üfleme ile ilgili çalışmalardan elde edilen bulgular, küt cisimlerin yüzeyinden akışa yapılan üfleme ile ilgili araştırmalara yol gösterici olmuştur. Hannemann ve Oertel [7] tarafından yapılmış olan sayısal çalışmada; bilinen deneysel bulgulardan yola çıkılarak, düzlem levha arkasından yapılan üflemenin geçici rejimli laminer akıştaki vorteks şiddetini azalttığı gösterilmiştir. Benzer şekilde Schumm ve diğ.
[8] tarafından; laminer akışta izin ısıtılması, cismin enine titreştirilmesi ve cismin arkasından yapılan üfleme gibi girdap kontrol yöntemleri üzerine çalışma yapılmıştır. Mathelin ve diğ. [9] geçirgen yüzeylerinden üfleme yapılan dairesel kesitli silindir etrafındaki akışı sayısal olarak incelmişlerdir. Bu çalışmaya ait bulguya göre; silindir arkasındaki düşük basınç yüzeyden yapılan üfleme etkisi ile artmakta ve iz bölgesinde ters statik basınç gradyanları ortaya çıkmaktadır. Fransson ve diğ. [10]
geçirgen yüzeyli silindir etrafındaki akışı 8,5-25x103 aralığındaki Reynolds sayılarında deneysel olarak incelemişlerdir. Bu çalışmada silindire gelen direnç kuvvetinin artan üfleme debisi ile doğrusal olarak artmakta olduğu ve buna karşın belirli bir emme debisinde ani bir direnç düşümü olduğu gözlenmiştir.
Bu çalışmada; literatürde verilen çalışmalardan farklı olarak yüzeylerinden düzgün üfleme veya emme yapılan kare kesitli bir silindir etrafındaki akışın sayısal benzeşimi yapılarak, aerodinamik ve ısıl parametrelerin davranışı incelenmiştir. Bu amaçla üfleme veya emme etkisini içeren değiştirilmiş duvar fonksiyonları kullanılmıştır. Değiştirilmiş duvar fonksiyonlarının ayrıklaştırılmış momentum ve enerji denklemlerine dâhil olması, geçirgen yüzeylere bitişik ilk sayısal hücrelerde olmuştur. Kullanılan
____________________________________________ 17 _______
VIII. ULUSAL TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ
2. MATEMATİKSEL MODEL
2.1. İlgili Denklemler
Bu çalışmada; kare kesitli silindir etrafındaki geçici rejimli (daimi olmayan) bir akışta akış alanındaki büyüklüklerin grup (faz) ortalamalı değerlerini esas alan yaklaşım kullanılmıştır. Akış alanındaki bir noktada zamana bağlı herhangi bir φ(t) büyüklüğü Şekil 1’de de görüldüğü gibi;φana akış alanındaki girdap periyodu boyunca alınmış olan zaman ortalama değeri, ~φ(t) periyot içerisinde ortalama değerden olan sapmayı gösteren periyodik bileşen ve φ′ türbülanslı çalkantı bileşeni olmak üzere;
φ′
+ φ
= φ′
+ φ + φ
=
φ ~(t) (t)
) t
( (1)
Şeklinde tanımlanır. Burada zaman ortalamalı büyüklük ve periyodik bileşen toplamı, φ(t)olarak tanımlanan grup ortalamayı göstermektedir. Geçici rejimli bir akışın sayısal benzeşiminde, sınırlayıcı ölçütler nedeniyle ayrıklaştırılmış yapıdaki (cebirsel) denklemlerdeki zaman adımı (∆t), akış alanında ortaya çıkan periyodik girdap hareketinin periyodundan (TP) çok daha küçük olmak zorundadır. Diğer bir deyişle; sayısal incelemede ilgili büyüklüklerin grup ortalama işlemi, Şekil 1’de görüldüğü gibi ∆t zaman dilimi içerisinde kalan φ büyüklükleri arasında yapılmaktadır.
(a) sürekli ortam (b) ayrıklaştırılmış (sayısal) ortam Şekil 1. Zaman bağımlı türbülanslı bir büyüklüğün girdap periyodu içerisndeki bileşenleri.
Bu çalışmada göz önüne alınan grup ortalamalı süreklilik, Navier-Stokes ve enerji denklemleri şu şekildedir:
= 0
∂
∂
j j
x u
(2)
′ ′
∂ + ∂
∂
∂
∂ + ∂
∂
= ∂
∂ + ∂
∂
∂
j i i
j
j i
j i
j i j
i
u u
x u x
u x
x p x
u u t
u 1 -
- ν
ρ
(3)
− ′ ′
∂ ν ∂
∂
= ∂
∂ + ∂
∂
∂ uT
x T Pr x x u T t T
j j j
j
j (4)
Bu denklemlerde ortaya çıkan u ′i′uj Reynolds gerilmeleri ve u′jT′ türbülanslı ısı akıları için girdapçık viskozitesine dayalı olan Boussiensq yaklaşımı ile;
Temel Araştırma Bildirisi