Hermetik pistonlu kompresörlerde kullanılan emme susturucusunun sayısal incelenmesi
Numerical investigation of suction muffler in a hermetic reciprocating compressor
Yazar: UMUT CAN COŞKUN
Danışman: PROF. DR. HASAN GÜNEŞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, ev tipi buzdolaplarında kullanılan hermetik pistonlu kompresörlerin emme susturucusunun daimi ve daimi olmayan rejim şartları altında Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizlerinin yapılarak incelenmesi ve emme susturucusu geometrisinin akış açısından iyileştirilebilecek yönlerinin belirlenmesidir.
Sayısal analizler Ansys-Fluent yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde soğutucu akışkan olarak izobütan kullanılmıştır. Emme susturucusu üç boyutlu katı model geometrisi ile sınır şartı olarak kullanılmak üzere susturucu içinden geçen nominal soğutucu akışkan debi değeri ve susturucu cidar sıcaklıkları Arçelik A.Ş. tarafından deneysel verilerden sağlanmıştır.
Bu çalışma, kompresör gaz hattının optimizasyonunu hedefleyen kapsamlı bir sayısal çalışmaya temel teşkil etmek üzere kurgulanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, emme susturucusu çıkış kesiti sınır şartının, akışın karakteristiğinde kritik bir rol oynadığı ve susturucu geometrisinde yapılacak her türlü değişiklikte çıkış kesiti sınır şartının değiştirilmesi gerektiği sonucu elde edilmiştir. Her bir durum için elde edilmesi güç ve zaman alıcı olan deneysel basınç profili yerine, kontrol hacmi silindir bölgesini de kapsayacak şekilde genişletilmiştir. Böylece emme susturucusunun, her farklı geometrik optimizasyon parametresinde yeni bir deneysel değere ihtiyaç duymaksızın modellenebilmesi hedeflenmiştir. Bu sebeple hareketli çözüm ağı ve piston hareketi modele dahil edilmiştir.

Abstract:
In this study, a three-dimensional numerical investigation of a suction muffler in a hermetic reciprocating compressor of a domestic refrigerator was performed using a finite volume based flow solver, Ansys-Fluent. Both the steady and unsteady numerical investigations were carried out. The solutions were validated with the experimental data which was previously obtained by Arçelik A.Ş.
The basic suction muffler design, which was investigated in this thesis, was provided by Arçelik A.Ş. on account of compressor research and development (R&D).  R600a was used as refrigerant fluid in all of the simulations. Incompressible flow assumption was used only in steady analyses. In order to achieve mesh independency in the analyses, several numerical grids were generated with different number of mesh elements. The pressure difference between the inlet and outlet boundaries of the suction muffler is obtained and compared with the experimental data to check the appropriateness of the steady analyses. A case study was carried out in an effort to assign a "good" turbulence model and suitable wall functions. 
his study also aims to be an initial step to a more complicated numerical studies. For these reasons, the FSI concept and contact modelling phenomenon was also investigated. Several test cases were generated and the deformation of a valve reed like thin solid body were studied under various conditions.
Smoothing and remeshing dynamic mesh methods had to be introduced in order to model the motion of the valve reed. The dynamic behaviour of the moving mesh were enhenced. The model were tested using the suction muffler geometry. 
Consequently, the modern methods and possible future studies were introduced for more complicated numerical simulations of a hermetic reciprocating compressor.