ÇÖZÜMLÜ ISI İLETİMİ PROBLEMLERİ – Osman F. Genceli
ÖNSÖZ
Bu kitap, mühendislik fakültelerinde okutulan Isı Geçişi (Isı Transferi) derslerinde kullanılmak üzere hazırlanmış yardımcı bir ders aracıdır. Özellikle son 20 - 25 yılda, Türkçe dilinde de olmak üzere, ısı geçişi konusunda çeşitli dillerde çok sayıda kitap yayınlanmıştır. Bunların büyük bir bölümü ders kitabı veya bu konuda çalışan mühendislerin yararlanabileceği şekillerde sunulmuştur.
Sunulan bu kitap ise klasik ders kitaplarından farklı olarak, bir sistem dahilinde, sadece konu ile ilgili problemleri ve bunların çözümlerini içermektedir. Otuz yılı aşkın öğretim deneyimlerime dayanarak, hangi konuda olursa olsun, öğrencilere verilen problemler ve bunların çözümleri, konunun daha iyi anlaşılmasına yarar sağladığını ve öğrencinin ilgisini çektiğini kesinlikle belirtebilirim. Hele göz önüne alman problemlerin günlük hayattan ve sıkça karşılaşılabilen olaylardan seçilmesi, konuya olan ilgiyi daha da artırmaktadır. Bu kitapta da özellikle bu hususa dikkat edilmiş ve seçilen problemlerin mümkün olduğu kadar uygulamaya dönük olmasına dikkat edilmiştir.
Isı geçişinin kapsamı çok geniş bir bilim dalı olduğundan, bu kitapta sadece iletim (kondüksiyon) konusuna ait problemler işlenebilmiştir. Isı geçişinin diğer konuları olan taşınım (konveksiyon) ve ışınım (radyasyon) bölümleri ise ayrı birer kitap halinde hazırlanması düşünülmektedir.
Kitapta, lisans seviyesinde okutulan İsı Geçişi (Isı Transferi) dersinin içeriğinde bulunan konuların yanı sıra, yüksek lisans seviyesinde okutulan İsı İletimi (Kondüksiyon) dersinin içeriğindeki konulara ait ileri seviyedeki çeşitli çözümlü problemler de bulunmaktadır. Bu nedenle, kitaptaki problemler, kolaydan zora doğru düzenlenmiş olup, okuyucu istediği seviyedeki problem ile ilgilenebilir. Kitapta orijinal problemlerden başka, konunun etkin bir şekilde incelenebilmesi ve kavranabilmesi açısından, ısı geçişinin çeşitli kaynaklarında bulunabilen klasikleşmiş bazı problemler de aynen verilmiştir. Sunulan kitaptaki bölümler, hemen bütün klasik ısı geçişi kitaplarında bulunan bölümlere uygun olarak düzenlenmiştir. Bu nedenle hangi ders kitabı kullanılırsa kullanılsın, sunulan bu problem kitabından kolayca yararlanılabilinir.
Kitapta 364 adet problem çözümlü ve açıklamalı olarak sunulmuştur. Konunun daha iyi anlaşılabilmesi için okuyucunun problemi anladıktan sonra doğrudan kendisinin çözmesi ve eğer takıldığı bir nokta varsa verilen çözümden yararlanması önerilir. Ayrıca, alıştırma olmak üzere öğrencilerin kendilerinin de çözebilmesi için kitapta sadece sonuçları verilen 147 adet problem de bulunmaktadır.
Ne kadar dikkat edilirse edilsin, özellikle problem kitaplarında ve bu kitapların ilk baskılarında istenmeyen hatalar olabilmektedir. Bu nedenle gözden kaçmış hataların tarafıma iletilmesi beni çok memnun edecektir. Kitabın öğrencilerimize ve bu konu ile ilgilenen mühendislere yararlı olmasını dilerim.
Eylül 2000
O. F. Genceli
İÇİNDEKİLER
Önsöz Semboller Metin İçi Tablolar
Genel Isı İletim Bağıntıları
Fourier Kanunu Başlangıç ve Cidar Koşullan
Bazı Özel Geometrilere Ait Diferansiyel Denklemler İle Başlangıç ve Cidar Koşulları
Sürekli Rejimde Düzlem Levhada Bir Boyutlu Isı İletimi
Tek Levha (Sabit Isı İletim Katsayısı)
Tek Levha (Değişken Isı İletim Katsayısı, İç Isı Üretimi) Birden Fazla Katmanlı Levhalar Temas Direnci İlave Problemler
Sürekli Rejimde Diğer Geometrilerde Bir Boyutlu Isı İletimi
Değişken Kesitlerde Tek Boyutlu Isı İletimi Silindirik Geometrilerde Tek Boyutlu Isı İletimi i Küresel Geometrilerde Tek Boyutlu Isı İletimi i İlave Problemler
Kanatlı Yüzeylerde Isı İletimi
Sabit Kesitli Kanatlar Değişken Kesitli Kanatlar
Kanat Etkenliği, Kanat Verimi ve Toplam Yüzey Verimi İlave Problemler
Sürekli Rejimde İki veya Daha Fazla Boyutlu Isı İletimi
Tam Analitik Çözümler
Grafik Yöntem ve Isı İletimi Şekil Faktörü
İlave Problemler
Sürekli Rejimde Isı İletimi Sayısal Yöntemleri
Sayısal Yöntemlerin Analizi
Sonlu Farklar Denklemleri Çözüm Yöntemleri
Örnek Çözümler
İlave Problemler
Geçici Rejimde Isı İletimi
İçlerindeki Scaklık Gradyanı İhmal Edilebilen Cisimler İçlerinde Sıcaklık Gradyanınm İhmal Edilmediği Tek Boyutlu Dik Koordinat Sistemlerine Ait Çözümler İçlerinde Sıcaklık Gradyanınm İhmal Edilmediği Tek Boyutlu Silindirik ve Küresel Koordinat Sistemlerine Ait Çözümler İçlerinde Sıcaklık Gradyanınm İhmal Edilmediği Çok Boyutlu Sistemlere Ait Çözümler İlave Problemler
Geçici Rejimde, Isı İletimi Sayısal Yöntemleri İle Çözümler
Geçici Rejimde Sayısal Yöntemlerin Analizi
Geçici Rejimde Sayısal Yöntemle Yapılan Örnek Çözümler
İlave Problemler
Ekier
Kaynaklar
İndeks