Çeyrek Daire Kesit Yapay Pürüzlü Güneş Destekli Hava Isıtıcının Sayısal Analizi

Güneş destekli hava ısıtıcılarının termal performansını artırmaya yönelik yapılan çalışmalarda, kanal akış yüzeyine tasarlanan yapay pürüzlülükler aracılığıyla türbülans seviyesi artırılarak ısı transferi iyileştirilmektedir. Bu kapsamda gerçekleştirilen sayısal incelemede, çeyrek daire kesitli yapay pürüzlülüklerin ısı transferi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Üç farklı pürüzlülük oranı (P/e = 10, 15 ve 20) ve yedi farklı Reynolds sayısı (4000–16000) altında yapılan analizler, yüzey geometrisinin ve akış koşullarının sistem performansı üzerinde belirleyici bir faktör olduğunu ortaya koymuştur. ANSYS Fluent yazılımı ile yürütülen hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) analizleri sonucunda, yapay pürüzlülüklerin Nusselt sayısı ve kanal çıkış sıcaklığı değerlerinde önemli artışlar sağladığı; pürüzlülük nedeniyle sürtünme faktöründe de artışa neden olduğu tespit edilmiştir. En yüksek termal iyileştirme oranı (TER = 1,515), P/e = 15 ve Re = 4000 değerine sahip tasarımda elde edilmiştir. Hava ısıtıcısında en yüksek kanal çıkış sıcaklığı 339,84 K ile yine P/e = 10 ve Re = 4000 tasarımda elde edilmiştir. Çalışma bulguları, çeyrek daire kesitli pürüzlülüklerin güneş destekli hava ısıtıcılarında ısı transferini artırmak için etkili bir yöntem sunduğunu göstermektedir.