Davlumbaz sistemlerinde hava akış performansının deneysel ve simülasyon çalışması ile incelenmesi
An investigation on air flow performance of hood systems by experimental and simulation methods
Yazar: YASİN KÜLLÜ
Danışman: DOÇ. DR. NİHAT AKKUŞ ; YRD. DOÇ. DR. HASAN TAHSİN KALAYCI
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Bu çalışmada, davlumbaz sistemlerine ait performans verilerinin (akış hızı, debi, basınç) çeşitli ölçüm cihazları kullanarak ölçülmesi ve elde edilen deneysel verilerin ışığında hava emiş sistemine ait bir simülasyon modelinin geliştirilmesi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçları değerlendirerek verimi yüksek bir hava emiş sisteminin geliştirilmesi, çalışmanın diğer bir amacını oluşturmuştur.Çalışmanın deneysel kısmında; basınç farkı ölçümü için pitot tüpü, akış hızı ölçümü için pervane tipi anemometre kullanılmıştır. Aynı davlumbaz sistemi için ANSYS Flotran CFD 11.0 yazılımı kullanılarak yapılan simülasyonlar sonucu sistem içerisinde oluşan basınç dağılımı, akış hızları, akış doğrultuları elde edilmiştir. Ayrıca, sistem içerisinde meydana gelen türbülans bölgelerini ve sisteme etkisini incelemek için standart k-? türbülans modeli kullanılmıştır.Klasik davlumbaz sisteminde yapılan deney sonucu elde edilen basınç değerleri ile simülasyon çalışmaları sonucu elde edilen basınç değerleri karşılaştırılmıştır. Davlumbazın beş farklı kademede çalışacak şekilde tasarlanmış olmasından dolayı ölçümler ve simülasyonlar beş farklı kademede ayrı ayrı yapılmıştır. Klasik davlumbaz sisteminden ölçüm ve simülasyon sonucu elde edilen performans verilerinin değerlendirilip, çalışmayı destekleyen firma tecrübelerinden yararlanarak ve geliştirilmiş yüksek verimle çalışan sistemlerin incelenmesi sonucu yeni ve birebir üretimi halen olmayan yeni bir davlumbaz sistemi modellenmiştir.Klasik davlumbaz için yapılan deneysel çalışmada, basınç değerleri her bir kademe için sırasıyla 9,8Pa ? 9,8Pa ? 19,6Pa ? 34,32Pa ? 68,95Pa olarak ölçülmüştür. Simülasyon sonucu elde edilen basınç değerleri ise sırasıyla 4,3Pa ? 12,48Pa ? 20,5Pa ? 37,18Pa ? 89,52Pa olarak elde edilmiştir. Geliştirilmiş davlumbazda oluşan ortalama vakum değerleri ise sırasıyla 9,5Pa - 32,2Pa - 43,74Pa - 63Pa - 199,47Pa olarak elde edilmiştir.Üretimde olan klasik davlumbazdan ve geliştirilen davlumbazdan elde edilen simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Simülasyon sonuçları, yeni geliştirilen davlumbazın genel olarak daha homojen bir çekiş alanı sağladığı ve daha verimli olduğunu göstermektedir.

Abstract:
In this study, the performance parameters of a air intake system (namely a kitchen hood system) such as flow velocity, pressure difference have been investigated experimentally and via a simulation model. The results have beenevaluated and a new flow intake system, with higher performance higher than the existing one, has been proposed.Pitot tube and a propeller type flow meter called vane anemometer have been used in the experimental part of the study. FEM simulation software, commercial name ANSYS Flotran CFD 11.0, has been used to simulate pressure distribution, flow directions and velocities. Additionally, standard k-? turbulence model was used in order to investigate turbulence area and the effect of turbulence on the system.Pressure values obtained from experiments using the existing hood system have been compared with pressure values obtained from simulation. Simulations and experimental measurements have been performed at five different levels since thehood was designed to run at five different levels. A new hood model, which was developed using the simulation software, has been proposed after experimental and numerical evaluation of the performance of the existing hood system. The know-howof the existing hood maker was also considered during the development of the new hood system.Pressure values obtained from experiments using the existing hood system have been measured 9,8Pa ? 9,8Pa ? 19,6Pa ? 34,32Pa ? 68,95Pa for each steps, respectively. Pressure values obtained from simulation for the existing hood systemswere 4,3Pa ? 12,48Pa ? 20,5Pa ? 37,18 Pa ? 89,52Pa, respectively. Average vacuum values consisted of the improved hood system have been obtained 9,5Pa - 32,2Pa - 43,74Pa - 63Pa - 199,47Pa in the simulations, respectively.Simulation results obtained for the existing and new systems have been compared. The results indicate that a better air flow area providing better efficiency can be obtained with the new design.