The onset of convection in horizontally partitioned porous layers

In this paper, the onset of convection in a horizontally partitioned porous layer is investigated. Two identical sublayers are separated by a thin impermeable barrier. There exists a background horizontal flow in one of the layers or, equivalently, flows of half that strength in each sublayer but in opposite directions. A linearised stability analysis is performed where the horizontal component of the disturbance is factored into separate Fourier modes, leaving an ordinary differential eigenvalue problem for the critical Darcy-Rayleigh number as a function of the wavenumber. The dispersion relation is derived and the neutral stability curves are obtained for a wide range of horizontal flow rates. The presence of the horizontal flow alters the morphology of the neutral curves from that which occurs when there is no flow and travelling modes may arise. We also determine the condition under which the most dangerous disturbance changes from a stationary mode to travelling mode. Some three-dimensional aspects are also considered. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3589864

Çift katmanlı termal aktif bina sistemi tasarımı, termal analizi ve optimizasyonu

Son yıllarda yapılan çalışmalarda, sahip olduğu yüksek performans katsayısı değerleri sebebiyle düşük sıcaklıkta (30-50°C) çalışan radyant sistemlerin verimlilik bakımından en çok tercih edilen sistemler olduğu görülmektedir. Bu sistemler, bina kütlesini komple ısıttığı için homojen ve insan vücudu bakımından sağlıklı bir ısıtma sağlarlar. Ancak geç tepkime süresine sahip olmaları bu sistemlerin dezavantajlarıdır. Bu tez çalışması kapsamında düşük sıcaklıkta çalışan ısıtma sistemleri için daha verimli olacak şekilde yeni bir konsept geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda çift katmanlı termal aktif bina sistemi olarak adlandırılan yeni bir sistem tasarlanmıştır. Tasarlanan sistemin termal performansını ortaya koymak için farklı boru konumları ve besleme suyu sıcaklıklarına göre sayısal analizler yapılmıştır. Sayısal analizler üç boyutlu olarak FLUENT/ANSYS programı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, ASHRAE 55 ve ISO 7730 standartlarında belirtilen ısıl konfor sınıflarına ve yüzey sıcaklığına bağlı olarak besleme suyu sıcaklığı optimize edildi. Elde edilen sonuçlara göre düşey eksendeki en iyi konumun 0.05 m, maksimum besleme suyu sıcaklığının 36.58°C, konfor bölgesinde optimum besleme suyu sıcaklığının 26.66°C, optimum yüzey sıcaklığının ise 23.60°C olduğu görülmüştür. Yeni geliştirilen sistemin yerden ısıtma ve klasik termal aktif bina sistemi gibi diğer radyant sistemlere göre daha verimli olduğu görülmüştür.</p

PV/T destekli ısı pompalı sıcak su üretim sisteminin enerji, ekserji ve ekonomik analizi

Bu tez çalışmasında, Türkiye'nin farklı iklim bölgelerinde (Ankara, İzmir, Trabzon ve Hakkari) üç farklı sıcak su üretim sisteminin enerji performansları incelenmiştir. Elektrikli evsel sıcak su üretim (EDHW), PV/T destekli sıcak su üretim (PV/T-DHW) ve PV/T destekli ısı pompalı sıcak su üretim (PV/T-HPDHW) sistemleri TRNSYS simülasyon programı kullanılarak modellenmiş ve bir yıllık tüketim değerleri analiz edilmiştir. Yapılan enerji analizleri sonuçlarına göre PV/T-HPDHW sisteminin diğer sistemlere göre daha az şebeke elektriği tükettiği ve PV/T kolektörden daha fazla enerji üretimi gerçekleştirildiği görülmüştür. PV/T-HPDHW sisteminin diğer sistemlere göre daha avantajlı olmasından dolayı farklı iklim koşulları ve güneş potansiyeline sahip Hakkari ve Trabzon illeri için enerji, ekserji ve ekonomik analizleri yapılmıştır. Sistemin maksimum enerji verimi ve yıllık ortalama ekserji verimleri sırası ile Hakkari için %68 ve %22.3 iken Trabzon için %67 ve %21.4 olarak hesaplanmıştır. Hakkari ili soğuk iklim koşullarına sahip olmasına rağmen incelenen PV/T-HPDHW sisteminin ekonomik açıdan doğalgaz ve elektrikli sistemlerden daha düşük enerji tüketim maliyetlerine sahip olduğu görülmüştür. Sistemin Hakkari ve Trabzon için yıllık enerji tüketim maliyetleri sırasıyla 67.14$ve 135.75$ olarak hesaplanmıştır.&nbsp;</p