İklimlendirilmesi yapılan bir mahalin hız ve sıcaklık dağılımının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigastion of velocity and temperature distrubution of an air conditioned room
Yazar: ALPER YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. COŞKUN ÖZALP
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Havanın odaya verilmesi, dağılması ve emişi menfez ve difüzörler ile sağlanmaktadır. Gerekli hesaplamalar yapıldıktan sonra doğru menfez seçilemez ise termal konfor sağlanamaz. Termal konfor problemi yaşayan binalara incelendiğinde sorunun büyük kısmının uygun olmayan menfez ve difüzör seçiminden kaynaklandığı görülmektedir. Bu da büyük maliyetler oluşturmaktadır.  Bu tezde, boyutları 4x3x3,5 metre olan ofis odasını havalandırmak için farklı menfez ve difüzör tipleri (kare, slot, jet) kullanıldığı kabul edilmiştir. Termal konfor, zeminden 0,1, 0,6 ve 1,1 metre yükseklikteki ısıl rahatlık indisi (PMV) ve tahmin edilen yüzde memnuniyetsizliği (PPD) endeksleri ile incelenmiştir. Bu incelemeler hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ile sayısal olarak çözülmüştür. Çözümlemelerde RNG k – ε türbülans modeli kullanılmıştır. Menfez hava çıkış hızı 2,5 m/s olarak hesaplanmış ve odaya klima santrali ile %100 taze hava verildiği kabul edilmiştir. Osmaniye ili yaz şartlarına göre ısı kaybı/kazancı hesabı yapılmış buna göre mahalin duvarlarına, tabana ve tavana ısı akısı verilmiştir. Oda içerisinde buzdolabı, lamba, insan bulunduğu kabul edilerek bunlara da ısı akısı verilmiştir.  PMV ve PPD değerleri hesaplanırken hız ve sıcaklık değeri HAD ile hesaplanmış, aktivite seviyesi (metabolik oran), ortalama ışınım sıcaklığı kıyafet termal direnci, bağıl nem değerleri sabit alınmıştır. Farklı menfezlerden elde edilen PMV ve PPD değerleri birbiri ile kıyaslanmıştır. Kıyaslama sonucunda, kare menfezin termal konforu en çok sağladığı belirlenmiştir.

Bu tezde ayrıca içerisinde jet nozul bulunan 1/10 ölçeğinde bir ofis modeli yapılarak Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçüm (PIV) tekniği kullanarak ofis modeli içerisindeki akış analizi deneysel olarak incelenmiştir. Deneyden ve HAD' dan elde edilen hız değerleri karşılaştırılmış ve sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür.

Abstract:
The supply, distribution and suction of the air in the room are provided with grilles and diffusers. If the correct grille cannot be selected after the necessary calculations are made, thermal comfort cannot be provided. When the buildings with thermal comfort problems are examined, it is seen that the majority of the problem arises from the choice of inappropriate grills and diffusers. This creates huge costs. In this thesis, it is accepted that different grilles and diffusers (square, slot, jet) are used for ventilation to the office room which is 4x3x3.5 meters in size. Thermal comfort was examined with the predicted mean vote (PMV) and predicted percentage of dissatisfied (PPD) indices at 0.1, 0.6 and 1.1 meters above the ground. These investigations were solved numerically by computational fluid dynamics (CFD). RNG k - ε turbulence model was used in the analyzes. The vent air outlet velocity was calculated as 2.5 m / s and it was assumed that 100% fresh air was supplied to the room by the air handling unit. According to the summer conditions of Osmaniye, heat loss / gain was calculated and heat flux was given to the walls, floor and ceiling of the site. It was assumed that there were refrigerator, lamp and people in the room and they were given heat flux. While PMV and PPD values were calculated, velocity and temperature values were calculated from CFD program, activity level (metabolic rate), average radiation temperature, clothing thermal resistance, relative humidity values were taken constant. PMV and PPD values obtained from different grilles were compared with each other. As a result of the comparison, it was determined that the square grill provides the most thermal comfort.

In this thesis, a 1/10 scale office model with a jet nozzle is used and the flow analysis in the office model is investigated experimentally using Particle Imaging Velocity Measurement (PIV) technique. Experimental and CFD velocity results are compatible