Gyroıd Yapısının Gözenekli Ortam Olarak Akış ve Isı Transfer Performansının İncelenmesi

Abstract

Isı transferini iyileştirmek için aktif ve pasif yöntemler kullanılmaktadır. Pasif yöntemlerden biri yüksek ısı transfer yüzey alanına sahip gözenekli ortamlardır. Gözenekli ortamlar düzenli ve düzensiz yapılar olmak üzere iki gruba ayrılır. Düzenli yapılardan biri de son zamanlarda oldukça sık incelenen üç yönlü periyodik minimal yüzeylerdir (ÜYPMY). Bu çalışmada, literatürde en çok kullanılan ÜYPMY'lerden biri olan Gyroid geometrisinin ısı transferi ve akış analizi, eşlenik ısı transferi koşulları dikkate alınarak sayısal olarak incelenmiştir. Tek bir gözeneklilik dikkate alınmış (ε = 0,6) ve ısı değiştiricideki sıcaklık değişimini incelemek için ısı değiştirici malzemesi olarak alüminyum, seramik ve PLA seçilmiştir. Farklı akış koşullarını değerlendirebilmek için Reynolds sayıları (Reh) 19,12 - 95,61 ve 172,09 olarak kabul edilmiştir. Akışkan giriş sıcaklığının 298,15 K'da sabit olduğu, ısı değiştiricinin başlangıç sıcaklığının ise havalandırma standartlarındaki rejeneratif ısı geri kazanım sıcaklık farkıyla tutarlı olması için 278,15 K'de sabit olduğu varsayılmıştır. Farklı çalışma koşullarındaki Nu sayıları karşılaştırıldığında, düşük ısıl iletkenliğine rağmen düşük ısıl yayılımı en yüksek seviyede olan seramik malzemedir. En yüksek Re sayısında alüminyum eşanjöre göre yaklaşık %6 daha iyi ısı transferi sağlamıştır.