Sıcak su depolama tankındaki dairesel plakaların ısıl tabakalaşmaya etkisi
Özet
Silindirik sıcak su depolama tankı içerisine dairesel plakanın f/H ve g/D oranlarında yerleştirilmesinin ısıl tabakalaşma üzerine etkisi sayısal ve deneysel olarak araştırılmıştır. Silindirik sıcak su depolama tankı modelleri, ortasına g/D oranlarında delik açılmış dairesel plakaların f/H oranlarında tank içerisine yerleştirilmesi ile oluşturulmuştur. Depolama tankının içerisine yerleştirilen dairesel plakalar ile tankın üst kısmındaki sıcak su ile alt kısmındaki soğuk suyun birbirleri ile karışması önlenmiş ve tank içerisinde bulunan sıcak suyun ısıl tabakası korunmuştur. Burada H ve D sırası ile tankın yüksekliği ve çapı, f tankın taban yüzeyinden dairesel plakaya olan mesafe ve g ise dairesel plakaya açılan deliğin çapıdır. Isı depolamak için kullanılan sıcak su depolama tankı güneş enerjisi uygulamaları için düşünülmüştür. Fakat bu çalışmada suyun ısıtılması işlemi güneş enerjisi ile değil de, ısıtma tankında bulunan elektrikli ısıtıcı ile yapılmıştır. Bu analiz süreklilik, momentum ve enerji eşitliklerinin üç boyutlu zamana bağlı durumu dikkate alınarak yapılmıştır. Sayısal çalışmanın geçerliliği deneysel olarak da ispatlanmıştır. Sayısal sonuçların elde edilmesinde FLUENT paket programı kullanılmıştır. Tank içerisindeki sıcaklık değerlerinin görünümü, sıcaklık ve sıcaklık farkı dağılımları, çeşitli f/H ve g/D oranlarında ve zamana bağlı olarak şekiller ve grafikler üzerinde gösterilmiştir. Sonuçlar; tank içerisine yerleştirilen dairesel plakanın ısıl tabakalaşmayı iyileştirdiğini ve bunun sonucunda da, engelsiz tank durumuna göre, tanktan sağlanan kullanım suyu sıcaklığını arttırdığını göstermektedir. En iyi ısıl tabakalaşma dairesel plakanın tank içerisine g/D=0.2 ve f/H=0.133 oranlarında yerleştirilmesi durumunda elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Depolama tankı, ısıl tabakalaşma, dairesel plaka.
Tam Metin: PDF