View
7
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Tüp bankası Üzerinden Akış ve Isı Transferinin ANSYS 15.0 ile Analizi :
Problemin Tanımı :
L = 1 m uzunluğundaki düzgün sıralı tüp bankası üzerinden maksimum Reynolds sayısı
olacak şekilde ve sıcaklığı olan hava geçirilmektedir. Tüp bankasındaki, silindirin
ortalama yüzey sıcaklığı dir.
Şekil 1 : Problemin Tanımı, , ,
1- Ortalama Nusselt sayısını hesaplayınız.
2- Ortalama yüzey ısı taşınım katsayısı hesaplayınız.
3- Boyutsuz Sıcaklık konturlarını çizdiriniz.
1. Problemin Çözümü :
Havanın termofiziksel özelikleri için Ansys Fluent’in varsayılan (default) özellikleri seçilmiştir.
,
,
bu özelliklere ait
Prandtl sayısı olarak kabul edilmiştir (Fluent Malzeme Özelliklerinde Prandtl sayısı
verilmemektedir). için ü dir.
Literatürde, tüp bankaları üzerinden olan çapraz akışta Ortalama Nusselt sayılarını veren birçok farklı
bağıntı bulunmaktadır. Bu konuda en geçerli bağıntılar Zhukauskas’ın deney sonuçlarından elde
ettikleridir. Ortalama Nusselt sayıları, Zhukauskas’ın düzgün sıralı tüp bankaları için verdiği Tablo
1’deki formüller kullanılarak bulunabilir. Bunlar boyuna en az 16 adet borudan oluşan düzgün sıralı
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
boru değiştiricileri için geçerlidir. Sonuçlar belirsizliğe sahiptir. Tabloda listelenen bağıntılar
0.7 ve 5000 arasındaki Pr değerleri için geçerlidir.
Tablo 1 : Düzgün sıralı tüp bankaları için Ortalama Nusselt sayıları (Boyuna en az 16 adet boru
olmalıdır.)
Ortalama Nusselt Sayıları Reynolds Sayısı Aralığı
(
)
(
)
(
)
(
)
için Tablo 1’deki birinci denklem seçilerek, Ortalama Nusselt sayısı,
(
)
(
)
olarak bulunur. Ortalama yüzey ısı taşınım katsayısı ise,
dir.
Ansys Fluent 15.0’da değerini bulacağız ve Zhukauskas’ın bağıntısından elde ettiğimiz sonuç ile
karşılaştıracağız. Herhangi bir düzeltme faktörü kullanmadan, Zhukauskas’ın bağıntısıyla
karşılaştırma yapabilmek için modellenecek düzgün sıralı tüp bankasının boyuna en az 16 adet boruya
sahip olduğu kabul edilmiştir.
İlk olarak, Ansys Fluent 15.0’da giriş hızını belirlememiz gerekmektedir. Düzgün sıralı tüp bankası
üzerinden çapraz akış için maksimum Reynolds sayısından ’ı bulacağız, daha sonra da ’i
bulacağız.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Buradan, olarak bulunur. Düzgün sıralı tüp bankalarında, maximum hız borular
arasında oluşur, sıkıştırılamaz (incompressible) bir akışkan için kütlenin korunumu ilkesinden,
dir. Buradan,
olarak bulunur.
Düzgün sıralı tüp bankaları üzerindeki çapraz akış, akışın periyodik olmasından ve tüp bankasındaki
simetriklikten dolayı sadece Şekil 1'deki taralı olan alan (yarım silindir) modellenecektir. Böylece
hesaplama alanı küçültülmüş, hesaplama zamanı azaltılmıştır.
2. Problemin Ansys Fluent 15.0’da Analizi:
Ansys Workbench 15.0 programı çalıştırılır, Fluid Flow (FLUENT) analiz sistemi, proje şemasına
sürüklenir bırakılır. Analiz adı olarak "Re=60,Laminer" girilir.
1- Geometri’nin oluşturulması :
Geometry sekmesine tek tıklanır. Sağ alt köşede beliren “Advanced Geometry Options”dan 2 boyutta
çalışacağımız için “2D” seçilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Geometry’e çift tıklanarak “DesignModeler” çalıştırılır. Ölçü birimi olarak milimetre kullanmak için
üst menüden “Units”e tıklanır.
Buradan “Millimeter” seçilir.
Tree Outline sekmesinde “XY Plane” seçilir, yine aynı pencerede “Sketching” sekmesi seçilir.
Grafik ekranında ise +Z yönü tıklanarak, XY Plane’e ön taraftan bakılır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Orijinde (P harfinin görünmesi gerekir.) çember çizilir.
Daha sonra merkezdeki çemberi içine alacak biçimde dikdörtgen çizilir.
Sketching Toolboxes’dan Dimensions sekmesi seçilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Ve aşağıdaki gibi ölçülendirme yapılır. Eksenler arası mesafe için “Horizontal” ve “Vertical”
kullanılır.
kullanılarak X ekseninde çemberi ve dikdörtgeni kapsayacak biçimde yatay çizgi çizilir.
Sketching Toolboxes’dan Modify sekmesi seçilir ve kullanılarak aşağıdaki şekil elde edilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Sketch1’den yüzey oluşturmak için, üst menüden Concept -> Surfaces from Sketches tıklanır.
Sketch1, Base object (temel nesne) olarak seçilir ve Apply’a basılır.
Generate’e (Menü’de) tıklanarak yüzey oluşturulur.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Kaliteli Mesh (ağ) yapısı oluşturmak için, silindir etrafında ikinci taslak (Sketch2) çizilecek ve mevcut
taslağa (Sketch1) izdüşüm (Projection1) uygulanacaktır.
Önce, Menü’deki Sketch butonuna tıklanarak Sketch2 oluşturulur.
“Tree Outline”dan Sketch2 tek tıklanır.
“Tree Outline”nın alt kısmından “Sketching”e basılır.
Sketch2 üzerinde, alt ve üst kenarla çakışık “Coincident” (C) ve dikey “Vertical” (V) olacak biçimde
çizgi “Line” kullanılarak çizilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Aynı işlem silindirin sağ tarafına da uygulanırsa,
elde edilir. Şimdi çizilen çizgilerin üst noktalarını, silindir üzerindeki herhangi bir noktayla birleştiren
çizgi çizeceğiz. Çizgi çizerken, üst nokta “Point” (P) ile, silindirle birleşim ise “Coincident” (C) ile
belirlenir.
Aynı işlem silindirin sağ tarafına da uygulanırsa,
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
elde edilir. Şimdi bu çizdiğimiz, 4 çizginin ölçülendirmesi yapılacaktır. Ölçüler “Dimensions”
sekmesinden, H7 ve H8 “Horizontal” ile A10 ve A15 ise “Angle” ile ölçülendirilir.
“Tree Outline”dan Sketch2 tıklanır ve aşağıdaki gibi ölçülendirme değerleri girilir.
Üst menüden “Concept”, “Lines From Sketches” seçilir.
Ve çizilen 4 çizgiden bir tanesi seçilir, Apply’a basılır. Generate’e basılarak işlem tamamlanır. Şimdi
oluşturduğumuz bu Line1’i, “SurfaceSk1” üzerine izdüşürmek için,
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Araçlardan “Tools”, İzdüşüme “Projection” tıklanır. “Details View”deki, Edges değeri için 4 kenar
seçilir. Seçilen kenarlar yeşile boyanır. Apply’a basılır.
“Target” olarak “SurfaceSk1” seçilir, seçilen yüzey yeşile boyanır. Apply’a basılır. “Generate”e
basılarak izdüşüm uygulanır.
“Details View” penceresinde “Line Body”lere sağ tıklanarak “Suppress Body” yapılmalıdır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Yoksa, Ansys Meshing’de aşağıdaki gibi “PlugIn Error: No valid bodies found for 2D Analysis in the
following parts: Line Body, Line Body” hatasını verir.
Menu’den “Save” tuşuna basılır ve “Design Geometry” penceresi kapatılır.
2- Meshin Oluşturulması :
Proje Şemasından, Mesh’e çift tıklanır.
Mesh’e sağ tıklanır ve Insert -> Mapped Face Meshing seçilir. Geometry olarak tüm yüzey Ctrl
kullanılarak seçilir ve Apply’a basılır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Menu’den Update’e basılarak,
ve Outline’daki “Mesh”e tıklanarak oluşturulan Mesh görüntülenir.
Daha sık bir mesh yapısını elde etmek için Geometrimizdeki kenarların bölüm sayılarını gireceğiz.
Bunun için Mesh’e sağ tıklanır. Insert -> Sizing seçilir.
Aşağıdaki yeşile boyanmış 6 kenar Kenar seçici “Edge” butonu kullanılarak seçilir ve Apply’a
basılır.
Type olarak “Number of Divisions”, Number of Divisions değeri olarak “50”, Behavior ise “Hard”
olarak girilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Aynı işlemler aşağıdaki kenarlar (yeşil renkli) için de yapılır.
Number of Divisions = 75
Number of Divisions = 100
Number of Divisions = 50
“Outline” aşağıdaki gibi olmalıdır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
“Update” e basılarak, aşağıdaki gibi bir ağ yapısı elde edilir.
Mesh yapımız ile ilgili bilgilere Details of “Mesh” penceresi altındaki “Statistics” sekmesini
genişleterek ulaşabiliriz.
Not: Yukarıdaki resimde de görüldüğü gibi Eleman sayımız 17500’dür.
Problemimizin çözümünde kullanacağımız sınır koşullarının belirtilebilmesi için, kenarların
isimlendirilmesi gerekir. Giriş kısmının isimlendirilmesi için, sol dik kenar Kenar Seçici “Edge”
kullanılarak sağ tıklanır, “Create Named Selection” seçilir ve “giris” değeri girilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Diğer kenarlar ise aşağıdaki biçimde isimlendirilir. Burada önemli olan isimlendirilen kenarların Ctrl
ile seçildikten sonra “Create Named Selection” ın tıklanmasıdır.
Not : “D” 4 kenarı, “E” 3 kenarı, “C” 3 kenarı, “A” ve “B” birer kenarı göstermektedir.
Menu’den Update’e basılarak Mesh penceresinden çıkılır.
3- Setup :
Proje Şemasından, Setup’a çift tıklanır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Çift duyarlıklı çalışmalar, daha hassas sonuç verirler. Dolayısıyla bu çalışmada “Double Precision”
seçilerek çift duyarlıklı çalışılacaktır.
“OK”a tıklanır ve Solution Setup sekmesinin altında “General” seçilir, “Scale” tıklanarak gelen
pencerede “View Length Unit In” olarak “mm” seçilir.
“General” penceresinde “Report Quality” , tıklanarak Meshimizin kalitesi görüntülenir.
0’a yakın değerler düşük kalitenin göstergesidir. Burada Meshimizin kalitesi 0.709753 dür. Solution
Setup sekmesinin altında Models seçilir ve Energy – Off çift tıklanır. Energy Equation seçilerek
çözümümüzde ısıl analiz yapılacağı da belirtilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Malzeme özelliklerini girmek için, “Materials”a çift tıklanır. “Create/Edit”e tıklanır. Problemimizde
Ansys Fluent’in varsayılan (Default) değerleri kullanılacaktır. Dolayısıyla “Close” tıklanarak çıkılır.
“Boundary Conditions” sekmesi tıklanır. Giriş ve çıkışta Periyodik sınır koşulunu tanımlamak için,
“Enter” a basılarak, hangi komutların olduğu görüntülenir. Komut satırında “mesh” yazılır ve Enter’a
basılır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Sırasıyla, “modify-zones”, “make-periodic” komutları çalıştırılır. Gelen giriş sorularına, aşağıdaki gibi
sırasıyla “giris”, “cikis”, “no”, “yes” ve “yes” yazılarak periyodik sınır koşulu tanımlanır.
“cikis” bölgesi silinmiş ve periyodik sınır koşulu “giris” de tanımlanmıştır.
Bölge “Zone” sekmesinde “giris” seçili konuma getirilir ve “Periodic Conditions”a tıklanır.
Gelen pencereden de görüldüğü üzere, periyodik sınır koşulunda kütle debisi veya basınç gradyeni
değeri girilebilir. Problemimizin çözümünde kütle debisini kullanacağız,
olarak bulunmuştu. Kütlesel debi, için
olarak bulunur. Periyodik sınır koşulu olmak üzere aşağıdaki biçimde girilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Yüzey sınır koşulunu belirlemek için, Bölge “Zone” sekmesinde “silindir” seçili konuma getirilir ve
“Edit” tıklanır. Gelen pencerede “Thermal” sekmesinde, “Temperature” seçilerek
olarak girilir.
“simetri_alt” ve “simetri_ust” sınır koşulları için Type olarak “symmetry” seçilir ve gelen
pencerelerde “Yes” ve “OK” tıklanarak simetri koşulları tanımlanır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
“Solution Setup”da “Reference Values” sekmesi tıklanır ve “Compute From” dan “giris” seçilir.
Burada özeliklerin aşağıdaki gibi olmasına dikkat edilmelidir.
Problemimizde, Solution Methods kısmında, Momentum, Energy denklemlerinin 2.mertebeden olduğu
kontrol edilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Problemimizde enerji denkleminin çözümünde ıraksama olmaması için , “Solution Controls”de
“Under-Relaxation Factor” olarak “0.9” değeri girilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Problemimize “Monitors” sekmesi aracılığıyla yakınsama kriterlerinin girişini yapacağız. “Residuals –
Print, Plot” seçilir ve “Edit” tıklanır. Burada yakınsama kriteri olarak, continuity = 1e-06, x-y velocity
= 1e-06 ve energy = 1e-06 girilir.
Problemimize başlangıç değerlerinin atanması için, Solution Initialization sekmesinde “Standard
Initialization” ve Compute From’dan “giris” seçilir. Initialize butonuna basılarak, problemimize
başlangıç değerleri girilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
“Run Calculation” sekmesinden, “Number of Iterations” değeri olarak 5000 girilir ve “Calculate”e
tıklanır.
2790 tekrarlamada (iteration) çözüme ulaşılır.
Tekrarlama sayısına göre kalanların (Residuals) yakınsaması aşağıdan görülebilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
4-Sonuçlar : Sonuçlar Fluent’de ve CFD Post’ta ayrı ayrı analiz edilecektir. Aynı sonuçları vermesine
karşın CFD Post’un kolaylığı görülecektir. Literatürde Fluent programı ile yapılan sayısal çalışmalarda
sonuçlar Excel vb. programlara aktarılarak istenen değerler elde edilmektedir. CFD Post’da ise Ansys
Workbench’den çıkmadan istenen değerleri elde ederiz.
Ortalama Nusselt Sayısı ve Ortalama yüzey ısı taşınım katsayısı : Fluent’te aşağıdaki bağıntıdan
hesaplanır.
Akışkan boru demetleri üzerinden akarken, büyük bir sıcaklık değişimine uğrayabileceği için, sıcaklık
farkı olarak yerine logaritmik ortalama sıcaklık farkı kullanılacaktır.
( )
Burada,
= Ortalama Nusselt sayısı
= Ortalama yüzey ısı taşınım katsayısı
= Akışkanın (Havanın) ısı iletim katsayısı
= Silindirin çapı
= Toplam yüzey ısı akısı
= Logaritmik ortalama sıcaklık farkı
= Yüzey sıcaklığı
= Giriş sıcaklığı
= Çıkış sıcaklığı
dır.
Boyutsuz Sıcaklık :
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
şeklinde tanımlanmıştır. Burada,
: Mevcut sıcaklığı
: Hesap alanındaki maksimum sıcaklığı (Silindir yüzey sıcaklığı)
: Hesap alanındaki en düşük sıcaklığı
göstermektedir.
a- Sonuçların Fluent’de Analizi :
Ortalama Nusselt sayısı ve Ortalama yüzey ısı taşınım katsayısı :
Toplam yüzey ısı akısını ( ) bulmak için “Results” sekmesinin altındaki “Reports”a tıklanır.
“Surface Integrals” seçilerek “Set Up”a tıklanır.
Report Type : Area-Weighted Average, Field Variable : Wall Fluxes – Total Surface Heat Flux seçilir
ve Surfaces’dan “silindir” seçilerek “Compute”a tıklanır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
olarak bulunur. Şimdi giriş ve çıkıştaki sıcaklık değerlerini elde etmek için
giriş ve çıkışa çizgi çizeceğiz. Giriş sıcaklığı bilinmesine rağmen ( periyodik sınır
koşulunda yakınsarken çok az değişebilmektedir.
Girişe çizgi çizmek için üst menüden “Surface”, “Line/Rake” tıklanır.
Gelen pencerede (x0,y0) ve (x1,y1) değerleri aşağıdaki gibi girilir. “New Surface Name” ise
“giriscizgi” olarak girilir. “Create”e basarak yeni çizgi tanımlanır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Çizgi çizme işlemi, çıkış içinde yapılır.
Elde edilen “giriscizgi” ve “cikiscizgi” çizgileri görüntülemek için, “General” sekmesinden “Display”
tıklanır ve gelen pencerede “cikiscizgi”, “giriscizgi”, “simetri_ust” seçilerek “Display” tıklanır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Çizdiğimiz çizgilerin doğruluğundan emin olduktan sonra, giriş ve çıkıştaki sıcaklık değerlerini
bulacağız. “Reports”, “Surface Integrals”, “Set Up” tıklanarak gelen pencere aşağıdaki gibi doldurulur.
ve olarak elde edilir.
( ) ( )
Buradan, dir.
olarak bulunmuştu. ve
olduğundan, Ortalama Nusselt sayısı
,
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
olarak bulunur. Ortalama yüzey ısı taşınım katsayısı ,
dir.
Boyutsuz Sıcaklık Konturları :
“Results” sekmesinin altındaki “Reports”a tıklanır. “Surface Integrals” seçilerek “Set Up”a tıklanır.
Report Type : Vertex Minimum, Field Variable : Temperature – Static Temperature seçilir ve
Surfaces’dan “interior-surface_body” seçilerek “Compute”a tıklanır.
olarak elde edilir. Aynı şekilde Report Type olarak “Vertex Maximum” seçilip,
Compute’a basılırsa olarak elde edilir.
Şimdi Boyutsuz Sıcaklığı tanımlıyacağız, bunun için üst menüden “Define” ve “Custom Field
Functions” tıklanır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Gelen pencere aşağıdaki gibi dolduralarak “Define”a basılır. “Close”a basılır ve çıkılır.
“Results”ın altındaki “Graphics and Animations” seçilir, buradan “Contours” çift tıklanarak gelen
pencerede, “Options”dan Filled, “Contours of”dan “Custom Field Functions”, “boyutsuz-sicaklik”
seçilir. “Levels” değeri olarak 40 girilir ve “Display”e basılır.
Grafik ekranında Mouse’un orta tuşuna basılı tutularak silindir etrafındaki sıcaklık konturları
görüntülenir. Boyutsuz sıcaklık değerleri Min = 0, Max = 1 arasında değişmektedir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Silindirin bütününü göstermek için, üst menüden “Display” ve “Views” tıklanır.
Gelen pencerede, “simetri_alt” seçilir ve “Apply”a basılır.
Aşağıdaki gibi görüntü elde edilir. “Close” tıklanarak çıkılır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
b- Sonuçların CFD-Post’da Analizi :
Fluent Programı kapatılır ve Proje şemasından “Results”a çift tıklanır, CFD-Post programı çalıştırılır.
Ortalama Nusselt sayısı ve Ortalama yüzey ısı taşınım katsayısı :
CFD Post’da Toplam yüzey ısı akısını ( ) bulmak için, soldaki pencereden “Expressions”
seçilir.
Pencerede sağ tıklanıp, “New” seçilir.
Gelen pencerede toplam yüzey ısı akısı ifadesi “q” ile isimlendirilir.
Sol pencerede “Details of q”de “Definition” kısmı aşağıdaki gibi girilerek “Apply”a basılır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
olarak bulunur. Şimdi giriş ve çıkıştaki sıcaklık değerlerini elde etmek için giriş
ve çıkışta “Isosurface” tanımlayacağız. Giriş sıcaklığı bilinmesine rağmen (
periyodik sınır koşulunda yakınsarken çok az değişebilmektedir.
Girişte “Isosurface” tanımlamak için üst menüden “Insert”, “Location”, “Isosurface” tıklanır.
Gelen pencerede tanımlayacağımız yüzey, “girisyuzeyi” olarak isimlendirilir, “OK”a basılır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Gelen pencerede “Variable” olarak “X” seçilir, “Value” olarak “-0.0125 [m]” girilir. “Apply”a basarak
yeni yüzey tanımlanır.
Yüzey tanımlama işlemi, çıkış içinde yapılır. Burada 0.0125 m’deki periyodik sınırdan dolayı
“Value”, “0.01249” olarak girilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Giriş ve çıkıştaki sıcaklık değerlerini bulacağız. Soldaki pencereden “Expressions” seçilir. Pencerede
sağ tıklanıp, “New” seçilir. Gelen pencerede giriş sıcaklığı ifadesi “Tgiris” ile isimlendirilir. Sol
pencerede “Details of Tgiris”de “Definition” kısmı aşağıdaki gibi girilerek “Apply”a basılır.
Aynı işlemler çıkış sıcaklığı içinde yapılır.
ve olarak elde edilir. Logaritmik sıcaklık farkı ise Giriş ve Çıkış
sıcaklığının tanımlandığı gibi tanımlanır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Buradan, dir.
olarak bulunmuştu. ve
olduğundan, Ortalama Nusselt sayısı
,
“4.2995” olarak bulunur. Ortalama yüzey ısı taşınım katsayısı ,
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
“
” dir.
Boyutsuz Sıcaklık Konturları :
CFD Post’da Boyutsuz sıcaklığı tanımlamak için, soldaki pencereden “Expressions” seçilir.
Pencerede sağ tıklanıp, “New” seçilir.
Gelen pencerede boyutsuz sıcaklık ifadesi “Tb” ile isimlendirilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Sol pencerede “Details of Tb”de “Definition” kısmı aşağıdaki gibi girilerek “Apply”a basılır.
Sol pencerede “Variables” seçilir.
Pencerede sağ tıklanıp, “New” seçilir.
Gelen pencerede boyutsuz sıcaklık değişkeni “Boyutsuz Sicaklik” ile isimlendirilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Sol pencerede “Details of Boyutsuz Sicaklik”da “Expression” kısmında “Tb” seçilerek “Apply”a
basılır.
Şimdi boyutsuz sıcaklık konturlarını çizeceğiz, İlk olarak üst menüden “Contour” tıklanır. Gelen
pencerede aşağıdaki gibi isimlendirme yapılır:
Sol penceredeki “Details of Boyutsuz Sicaklik Konturlari”nda
Locations : symmetry 1
Variable : Boyutsuz Sicaklik
girilir ve “Apply”a basılır. Boyutsuz sıcaklık değerleri Min = 0, Max = 1 arasında değişmektedir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Sağdaki pencerede “+Z” tıklanarak boyutsuz sıcaklık konturları görüntülenir.
Silindirin bütününü göstermek için, Sol pencerede “Default Transform” tıklanır.
Sol pencerede “Instancing Info From Domain”nin yanındaki “Check” seçili durumdan kaldırılır.
“Apply Reflection”, “ZX Plane” seçilir ve “Apply”a basılır.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
Aşağıdaki gibi görüntü elde edilir.
Siyah çizgilerin görünmemesi için “Wireframe”in yanındaki “Check” seçili olmayan konuma getirilir.
Hazırlayan: Muhammet Nasıf KURU (Mak. Müh.) www.teknikbelgeler.com
3. Ansys Fluent ile elde edilen sonucun Zhukauskas’ın Bağıntısıyla Karşılaştırılması:
Yöntem [
]
Zhukauskas bağıntısı 4.11 19.89
Fluent 4.30 20.81
Zhukauskas bağıntısına dayalı hesaplama ve Fluent’te yapılan hesaplama, ölçülen sonucun deneysel
belirsizliği içerisinde kalmaktadır.
NOT : Akışkan özelikleri hesaplanırken, uygun sıcaklık kullanımının önemi vurgulanmalıdır.
Termofiziksel özeliklerin değerinin değişmesi çözüm sonucunu etkilemektedir. Bu yüzden
problemimizin çözümünde termofiziksel özeliklerin doğru tayin edilmesi gerekir. (Incropera)
NOT : Birçok mühendislik hesaplamaları için, %20’den daha fazla doğruluk beklenmemelidir.
Çalışmalar :
Ağdan Bağımsızlık Çalışması : Elde ettiğimiz sonuçlar, farklı ağlar kullanıldığında değişmiyorsa
çalışmamızın ağdan bağımsız olduğu söylenebilir. Mevcut ağı iyileştirip, Nusselt sayısının değişip,
değişmediğini inceleyiniz.
Recommended