Havalandırma sistemlerinde kullanılan difüzörlerin düşey kanat açısının ortamdaki hava dağılımı üzerindeki etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical analysis of the effect of vertical fin angle of HVAC diffusers to air distribution in a ventilating space
Yazar: CENGİZHAN SUNGURLU
Danışman: PROF. DR. BURHAN ÇUHADAROĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Hava = Air ; Hava akımı = Air flow ; Hava hareketi = Air movement ; Menfez tasarımı = Culvert design ; Menfezler = Culverts

Özet:
Bu tez çalışmasında; piyasada mevcut standart difüzörlerden farklı ve dağıtıcılık özelliği yüksek bir difüzörün geliştirilmesi amacıyla farklı düşey kanat açısına sahip olan difüzörlerin ortamdaki hava dağıtıcılığı sayısal olarak incelenmiştir. Havalandırma yapılan ortama gönderilen hava; kanaldan belli hızlarda oda duvarına yerleştirilen difüzör ile ortama dağıtılmış ve alt kısımda yer alan tek bir açıklıktan da egzoz edilmiştir. Oda içerisine yerleştirilen difüzörün değişik düşey kanat açılarında sayısal testleri yapılarak havanın ortamdaki dağılımı, hızı ve difüzörde oluşan basınç düşümleri ANSYS-Fluent paket programı ile belirlenmiştir. Çalışmada ilk olarak akış alanı geometrisi Solidworks 2011 Programında 3 boyutlu olarak tasarlanmıştır. Daha sonra ANSYS-Fluent programında modelin ağ yapısı kurulmuştur. Ağ yapısı kurulurken difüzörden odaya doğru düzgün bir şekilde büyüyen ve tetra elamanlardan oluşan bir çözüm yapılmıştır. Sayısal hesaplamada sürekli şartlarda kütlenin korunumu, türbülanslı momentumun korunumu, türbülans kinetik enerjisi (k) ve türbülans kinetik enerjisinin yayınım oranı (?) denklemleri kullanılmıştır. Yapılan sayısal analizlerde difüzör düşey kanat açısının hava dağılımına ve menfez çıkış hızına etkisi ve menfezdeki basınç düşümleri sayısal olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlar ile düşey kanat açısı 45o-50o olan difüzörlerin havalandırılan ortamda en ideal hava dağıtıcılığını sağlamakta olduğu ve ortamdaki hava hızı açısından konfor koşullarına en uygun difüzörler olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca difüzördeki hava basıncındaki düşmenin düşey kanat açının 40o'den daha büyük değerlerinde önemli ölçüde artmakta olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, it has been numerically analyzed that the re-formed diffusers which have higher air-distributive characteristics by addition of angled vertical fins. This type of diffuser is different from existing regular diffusers in market. The air provided by HVAC system has been distributed to the room with a constant velocity by a diffuser and it has been exhausted from a single air vent mounted bottom of the room. The distribution and velocity of the air and pressure drops in the diffuser has been determined by changing the vertical fin angle with ANSYS-Fluent software. In the study, the flow geometry has been designed in 3D by Solidworks 2011 software, firstly. Then, mesh study has been made by using ANSYS-Fluent. In the mesh study, a constantly developing solution consisting of tetra elements has been made. In the numerical analysis, the equations of conservation of mass, conservation of turbulence momentum, turbulence kinetic energy (k) and diffusion rate of the turbulence kinetic energy (?) have been used in steady state conditions. In the numerical analysis, the effects of the vertical fin angle of the diffuser on air inlet velocity and pressure drops in the diffuser have been predicted. It has been obtained that the diffusers having the vertical fin angle of 45o-50o provide a well air distribution and air velocities for human comfort at indoor. In addition, it has been examined that the pressure drops considerably rise with the angles greater than 40o