Saç kurutma makinesinde çıkış sıcaklığı dağılımının iyileştirilmesi ve kurutma oranı üzerindeki etkisi
The improvement of outlet temperature distribution in the hair dryer and effects on drying rate
Yazar: FATMA NUR ÇİMEN
Danışman: DOÇ. DR. ÖZDEN AĞRA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yaşlanma gibi doğal süreçlerin yanı sıra saç bakımında kullandığımız ürünler de saç sağlığı için önemlidir. Dengesiz beslenme, stres, aşırı gün ışığı, ağır metaller ve bazı kimyasallar saçın yapısını bozduğu için saç kurutma makinelerinin aşırı kullanılması da saç sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Saçların kurutulurken yıpranmaması çok önemlidir. Islak saç daha hassastır ve kurutma esnasında kolay deforme olur. Saç kurutma makinelerinden gelen yüksek sıcaklık saçların zarar görmesine neden olur. Bu nedenle saç kurutma makinesinde bulunan ısıtıcının, fanın, havanın çıkış sıcaklığının ve hava debisi parametrelerinin optimize edilmesi gerekmektedir. 
Yapılan tez çalışması kapsamında spiral yayların bulunduğu düz borunun ısı transferi ve sürtünme kaybı; yay çapı, adım aralığı, yay sayısı ve yay eğim açısı gibi farklı geometrik parametreler için yapılmış çalışmalar literatür araştırması kapsamında incelenmiştir. Hava akış debisi, kurutma mesafesi ve ısıtıcı gücü parametrelerinin kurutma oranı üzerindeki etkinliğinin belirlenmesi için deneysel çalışma yapılmış ve ampirik korelasyonlar oluşturulmuştur. 
Aynı zamanda ısıtıcı çapının makine çıkışındaki homojen sıcaklık dağılımı üzerindeki etkisini incelemek amacıyla HAD analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda 41 mm çapta ısıtıcı bulunan saç kurutma makinesi örnek alınmış ve HAD analizleri yapılarak deneysel veriler ile karşılaştırıldıktan sonra belirlenen  türbülans modeli ve ağ elemanı sayısı kullanılarak ısıtıcı çapı için optimizasyon çalışması yapılmıştır.  HAD analizlerinde devir sayısı ve ısıtıcı gücü parametreleri sabit tutularak ısıtıcı çapının sıcaklık dağılımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışmada 41 mm, 44 mm, 46 mm, 48 mm, 50 mm ve 52 mm çaptaki ısıtıcıların sıcaklık dağılım haritaları incelenmiştir. Bu çalışma ile saça daha az zarar veren ve kurutma oranı yüksek saç kurutma makinesi tasarımı için girdi oluşturulması hedeflenmiştir.
Optimizasyon çalışması sonucunda, HAD analizlerinin sonuçlarını doğrulamak üzere belirlenen ısıtıcı ile performans testleri gerçekleştirilmiştir. Ölçüm sonuçlarına göre referans duruma kıyasla kurutma oranında %10 iyileşme görülmüştür.

Abstract:
In addition to natural processes such as aging, hair care products are also important for hair health. Unbalanced nutrition, stress, excessive daylight, heavy metals and some chemicals damage the hair structure, so overuse of hair dryers also affects hair health negatively. It is crucial that your hair is not worn away while it is dried. Wet hair is more susceptible and deforms easily during drying. The high-temperature from the hair dryer causes damage to the hair. For this reason, it is necessary to optimize the heater, fan in the hair drier and air outlet temperature and flow rate parameters. 
In the thesis study, heat transfer and frictional loss of a smooth tube with spiral springs were investigated in the literature study for different geometric parameters such as diameter of spring, pitch of spring, number of springs and incline angle of the springs. An experimental study was carried out to determine the effectiveness of the air flow rate, drying distance and heater power parameters on the drying rate and the empirical correlations was established.
At the same time, HAD analyzes were carried out to investigate the effect of the heater diameter on the homogeneous temperature distribution at the hair dryer outlet.In the In this study, a hair drier with a 41 mm diameter heater was taken as an example and HAD analysis was performed and compared with experimental data, the optimization of the heater diameter was performed using the determined turbulence model and the number of mesh elements. In the HAD analyzes, the effect of the heater diameter on the temperature distribution was investigated by keeping the number of cycles and heater power parameters constant. The temperature distribution maps of the heaters which were 41 mm, 44 mm, 46 mm, 48 mm, 50 mm and 52 mm, examined in the study. The purpose of this study is to create input for designing a hair dryer with less damage and high drying rate.
As a result of the optimization research, performance tests with the heater were performed to verify the results of the HAD analyzes. According to the measurement results, a 10% improvement in drying rate was observed compared to the reference case.