Hesaplamalı Isı-Kütle Geçişi ile Yoğuşma ve Buharlaşmanın Modellenmesi

Hesaplamalı Isı-Kütle Geçişi ile Yoğuşma ve Buharlaşmanın Modellenmesi

Seyhan Uygur Onbaşıoğlu, S. Aslı Kayıhan, Deniz Yılmaz

Havanın şartlandırılması, kurutma, gıda depolama gibi geniş bir yelpazedeki amaçlara yönelik uygulamalarda, havanın bir yüzeyle teması ve bu yüzey aracılığıyla bir akışla ısı alışverişi sözkonusudur. Isı alışverişi, hem havanın hem de bu akışkanın hareketinden etkilendiği için, tüm ısıtma, soğutma ve havalandırma uygulamalarında sıcaklık alanı ile birlikte, hız alanının da bulunması önemlidir. Son yıllarda gittikçe yaygınlaşan ticari paket programlar, sıcaklık ve hızın konuma bağlı dağılımlarını ve zamana bağlı değişimlerini bulmayı olanaklı kılan, “kullanıcı dostu” tasarım araçları olmuşlardır. Bu programlar, “momentum” ve “enerji” denklemlerine ilave olarak, “kütle transportu” denklemini de çözdükleri için, “psikrometri”nin kapsamını oluşturan, “nemli havanın” irdelenmesi de kolaylaşmıştır. Ancak; “tesisat” uygulamalarının birçoğunda karşılaşılan, “soğuk yüzeyde yoğuşma” ya da gıda saklanması problemlerinde, gıdanın içerdiği suyun buharlaşmasından dolayı havanın neminde oluşan artış, bu programlarla doğrudan simule edilememektedir. Kullanıcının, faz değişimlerini bu programa tanıtabilmesi için ek kodlar yazması gerekmektedir. Bu çalışmada, Fluent® programının, “user defined function” modülü, psikrometrik açıdan yoğuşma ve buharlaşmayı programa tanıtacak şekilde kullanılmıştır. Deneysel sonuçlarla karşılaştırılan her iki örnek çalışmada (soğuk tavan uygulamalarında yoğuşma ve kapalı hacimde kurutma), psikrometrik bağıntılar, kütle transportu ve enerji denklemine kaynak terimi olarak ilave edilmişlerdir. Sonuç olarak; kütle transportu – enerji dengesi ilişkisi bağlamında, psikrometrik açıdan kritik olan değerlerin, hesaplamalı yöntemlerle, tasarım öncesinde öngörülmesi olanaklı olmaktadır.