TERMODİNAMİK | Ekim'2014 | Sayı:266

Makale

ısı iletkenlikleri oldukça düşüktür. Bu yüzden, FDM’lerin kullanıldığı gizli ısı depolama sistemi ve benzeri sistemlerde ısı iletkenliğini artırmak için kanatçık gibi ısı transferi artırma teknikleri kul- lanmak gerekmektedir [4,5]. Sönmez vd. [6] içerisinde FDM olarak su bulu- nan dikdörtgensel geometriye sahip bir soğu depolama tankı üzerine farklı sayı ve konumda yerleştirilen yarım çember şekilli kanatçıkların katılaşma süreci üze- rine etkisini incelemişlerdir. Elde edilen sonuçlar, kanatçıkların geometri üzerin- deki konumunun ve sayısının ısı transferi hızını ve katılaşma oranını önemli ölçüde artırdığı göstermiştir. Dubovsky vd. [6], dikey eksenli bir silindirde FDM’nin katılaşma sürecini sayısal olarak incele- mişlerdir. FDM olarak kullanılan madde parafin RT27 (RubithermGmbH) mad- desidir. Çalışmada, kullanılan silindirik geometrinin farklı çaplarda kullanılması ve katılaşma sürecine etkisi ele alınmıştır. Assis vd. [7], küresel bir kap içerisinde bulunan FDM’nin katılaşma sürecini sayısal ve deneysel olarak incelemişler- dir. FDM olarak ticari amaçla birçok kez kullanılan parafin mumu kullanılmıştır. Deneysel ve sayısal sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu vurgulanmıştır. İncele- nen literatür araştırmalarına dayanarak bu çalışma, dikey olarak konumlandırılmış bir geometrinin kanatçıksız ve 5 kanat- çıklı durumlarında FDM’nin katılaşma sürecini incelemiştir. 2. Materyal ve Metod

Tablo 1. Çalışmada kullanılan maddenin termofiziksel özellikleri. [10]

Erime aralığı

28-30 °C

Gizli ısı

179 kJ/kg

Katı halde ısı depolama kapasitesi

2400 J/kgK

Sıvı halde ısı depolama kapasitesi

1800 J/kgK

Katı halde termal iletkenlik

0.24 W/mK

Sıvı halde termal iletkenlik

0.15 W/mK

Katı hal sabit yoğunluk

870 kg/m 3

Sıvı hal sabit yoğunluk

760 kg/m 3

Sıvı halde dinamik viskozite

3.42*10-3 kg/ms

Volimetrik genişleme katsayısı

0.5*10-3K-1

Çalışmada kullanılan geometri tüm modeller için 100 cm yüksekliğinde ve 20 cm genişliğinde dikey olarak konumlandı- rılmış bir kaptır. Sağ duvar sıcaklığı 290 K alınmış ve diğer duvarların yalıtımlı olduğu kabul edilmiştir. Çalışmada FDM olarak ticari amaçlı uygulamalarda yaygın ola- rak kullanılan parafin RT27 (Rubitherm GmbH) mumu kullanılmıştır. Bu madde daha önce literatürde birçok kez kullanıl- dığı ve istenen özelliklere sahip olduğu için tercih edilmiştir. Parafin RT27’nin termo- fiziksel özellikleri Tablo 1’de gösterilmiştir. Şekil 1. Fiziksel modeller, (a) kanatçıksız model, (b) 5 kanatçıklı model, (c) 10 kanatçıklı model [9]

TERMODİNAMİK • EKİM 2014 89