Hibrit sokak süpürme aracının emiş fan sisteminin tasarımı ve prototip imalatı
Design and prototype production of the suction fan system of the hybrid street sweeping vehicle
Yazar: YASİN AKYÜZ
Danışman: PROF. DR. EKREM BÜYÜKKAYA
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Radyal fanalar, toz ve talaş gibi partikül bulunduran havanın tahliyesi, soğutma, iklimlendirme ve havalandırma gibi birçok alanda kullanılmaktadır.  Yüksek debi ve basınç elde edilebilmesi en büyük tercih sebeplerindendir. Radyal fanlar, salyangoz ve rotor denilen iki ana parçadan oluşmaktadır. Rotor üzerindeki kanatlar sayesinde fanın bir ortamdan havayı emip basınçlandırarak istenilen ortama istenilen debi ve basınçta havayı göndermesi sağlanmaktadır. Salyangoz, rotor kanatlarından çıkan hava akımının toplanmasını ve fan çıkışına yönlendirilmesini sağlamaktadır.  

Tez kapsamında, hibrit sokak süpürme aracının emiş fan sistemi incelenerek, uygun fan tasarımı ve prototip imalatı yapılmıştır. Hibrit sokak süpürme aracında emiş fan sisteminde hedeflenen fan değelerleri 5000 m3h' lik debi elde edilebilmesidir. Bu yüzden fan seçiminde verimliliğinin yüksek olmasından dolayı ve yüksek hızlarda çalışabilmesinden dolayı geriye eğik kanatlı fan tipi tercih edilmiştir. Optimum fan tasarımının imal edilebilmesi firmadaki mevcut fan modeli üzerinden Solidworks programında CAD tasarım yapıldıktan sonra sonlu hacimler yöntemiyle çözüm yapan Fluent programında HAD analizleri yapılmıştır. 

Radyal fan geometisi üzerinde bazı paremetreler değiştirilerek analizler aynı sınır şarlarında tekrarlanmıştır. Tasarım iyileştirmeleri için öncelikle radyal fanın kanat açıları değiştirilmiştir. Öncelikle radyal fanın, β1 açısı sabit tutularak β2 değiştirilip, daha sonra β2 sabit tutulup β1 açısı değiştirilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Daha sonra farklı kanat açılarına göre farklı kanat sayılarında değşiklikler yapılarak hız ve basınç değerleri tekrar karşılaştırılmıştır.  Fanın kanat yapısında gerçekleştirilebilecek değişimlerle hücum açısı ve debi farkıda dikkate alınarak statik basınç farkının arttırılması suretiyle emişin daha da arttırılabileceği en uygun fan kanat tasarımı oluşturulmuştur.

Abstract:
Radial fans are used in many areas, such as dust and shavings, for the discharge of air, cooling, air conditioning and ventilation.  High flow and pressure can be achieved because of the biggest choice. Radial fans consist of two main parts, called snails and rotors. Thanks to the blades on the Rotor, the fan is able to pressurize the air from an environment and send air to the desired environment at the desired flow and pressure. The snail ensures that the air flow from the rotor blades is collected and routed to the fan outlet.

Under the thesis, the suction fan system of the hybrid street sweeping vehicle was examined and the appropriate fan design and prototype were manufactured. In the hybrid Street sweep vehicle, the targeted fan elements in the suction fan system are able to achieve 5000 m3h flow. Therefore, due to the high efficiency of the fan selection and the ability to operate at high speeds, the backward curved impeller type is preferred. The production of Optimum fan design has been done in the Fluent program in the Solidworks program through the existing fan model of the company, after the CAD design was done, and a finite volume solution was made. 

Some paremeters were changed on the radial Fan geometry and the analyses were repeated on the same boundary lines. For design improvements, first the wing angles of the radial fan have been changed. Firstly, the radial fan, the β1 angle is kept constant and β2 changed, then β2 fixed and β1 angle was changed to compare the results. Then Wing Angles of the arc by athe speed and pressure values were compared again by changing the number of different wings.  With the changes that can be carried out in the blade structure of the fan, the angle of attack and the flow difference are taken into consideration by increasing the static pressure difference of the suction can be increased by the appropriate impeller design is created.