Venturili konduitlerde havalandırma performansının sayısal modellemesi
Numerical Modelling of aeration performance in venturi conduits
Yazar: MUSTAFA BİLAL BAKAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÜNSAL
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Dünyadaki temiz su kaynakları, insanlık için hayati öneme sahiptir. Temiz su, insanların sağlıklı bir şekilde yaşayabilmesi ve çeşitli faaliyetleri gerçekleştirebilmesi için gereklidir. Ancak, günümüzde dünyadaki temiz su kaynakları giderek azalmaktadır. İklim değişikliği, nüfus artışı, endüstriyel faaliyetler ve çevresel kirlilik gibi faktörler, temiz su kaynaklarının azalmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, dünya genelinde temiz su kaynaklarının korunması ve yönetimi büyük önem taşımaktadır. Akışın havalandırılması, suyun içerisine hava enjekte edilerek suyun oksijenlenmesini sağlayan bir yöntemdir. Bu yöntem, su kaynaklarının kirliliğinin giderilmesi için etkili bir yöntemdir. Havalandırılan suyun içerisindeki organik maddeler, bakteriler ve diğer zararlı maddeler, oksijenle birleşerek doğal bir şekilde parçalanır ve suyun kalitesi artırılır. Bu amaçla akış içerisine hava etkili ve verimli bir şekilde enjekte edilmesi gereklidir. Havanın suya enjeksiyonunu sağlamak amacıyla havalandırma konusunda etkili bir hidrolik sistem olan kapaklı konduitler kullanılmaktadır. Bu sistemlerde, kapakla daraltma yapılarak kapak mansabında meydana gelen basınç düşmesi sonucu venturiden suyun içerisine gaz transfer edilir. Bu sayede, suyun içerisine enjekte edilen hava ile oksijen miktarı artırılarak suyun kalitesi iyileştirilir. Venturili konduitler, suyun oksijenlenmesi, karıştırılması ve arıtılması gibi işlemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu hidrolik yapı kullanılarak venturiden hava vakumlaması gerçekleştirilerek suyu hava ile karıştırılması işemi gerçekleştirilebilmektedir.
CFD hesaplamalı akışkanlar dinamiği, akışkanların sayısal veriler yardımıyla bilgisayar ortamında analiz edilmesi yöntemidir. Bu yöntemde, akışkanların davranışları simüle edilerek, tasarlanmış ve çizimi yapılmış parçalar üzerinde akış analizi gerçekleştirilir. Analiz sonuçları, belirli standartlar ile kontrol edilir ve varsa deneysel sonuçlar ile karşılaştırılarak doğruluğu teyit edilir. Bu yöntem, mühendislik tasarımı ve optimizasyonu için önemli bir araçtır ve birçok endüstriyel uygulamada kullanılmaktadır.
Bu çalışmada Yağcı, A.E. [1] tarafından yapılan çalışma sonucu elde edilen veriler kullanılarak kapaklı kondüitlerde hava girişinin akış üzerindeki etkisi CFD ile modellenecektir.

Abstract:
Clean water sources in the world are of vital importance for humanity. Clean water is necessary for people to live healthy and carry out various activities. However, clean water sources in the world are decreasing due to factors such as climate change, population growth, industrial activities, and environmental pollution. Therefore, the protection and management of clean water sources worldwide are of great importance. Aeration, which involves injecting air into the water, is an effective method for removing pollution from water sources. Organic matter, bacteria, and other harmful substances in aerated water are naturally broken down and the quality of the water is improved. To achieve this, effective and efficient injection of air into the flow is necessary. A hydraulic system called venturi conduits is used to enable the injection of air into the water. These systems transfer gas into the water through a venturi due to the pressure drop resulting from narrowing the conduit with a cover. Venturi conduits are commonly used in processes such as water oxygenation, mixing, and purification. The hydraulic structure is used to vacuum air through the venturi and mix the water with air.
Computational fluid dynamics (CFD) is a method of analyzing fluids using numerical data in a computer environment. In this method, the behavior of fluids is simulated, and flow analysis is performed on designed and drawn parts. The analysis results are checked against certain standards and verified by experimental results if available. This method is an important tool for engineering design and optimization and is used in many industrial applications.
In this study, the effect of air entry on the flow in venturi conduits will be modeled using CFD based on the data obtained from the study conducted by Yağcı, A.E. [1].