Farklı sera yönü ve havalandırma açıklıklı seralarda mikro-iklim analizi
Greenhouse micro-climate analysis in different greenhouse direction and ventilation opening
Yazar: MUMINAH MUSTAQIMAH
Danışman: PROF. DR. BİLAL CEMEK
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Sera içindeki hava akışının dağılımı, mikro iklim koşullarının bitki büyümesi ve üretkenliğine uygun hale getirilmesinde önemli rol oynamaktadır. Sera yönü ve havalandırma açıklığı hava girişinin açısını belirlemekte ve dolayısıyla havalandırma oranını etkilemektedir. Bu araştirmada Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) kullanarak, farklı sera yönü ve havalandirma açıklıklı sera mikro-iklim koşullarına etkisi değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Model 1 ve Model 2 seralarinda güney duvar açıklığı ve güney çatı açıklığı bulunmaktadır. Model 1 için duvar açıklığı 45o, Model 2 ise 35odır. Model 3 seralarında güney çatı acıklığı var, ve hem kuzey hem de güney duvar açıklığı vardır. Model 4 ise güney ve kuzey duvar ve çatı açıklığı vardır. Model 5 için çatı açıklığı olmadan sadece güney ve kuzey duvar açıklığı vardır. Model 6 ise duvar açıklığı olmadan sadece güney ve kuzey çatı açıklığı vardır. Her bir modelde 7 farklı sera yönü 90o den 0o kadar 15o aralıkla etkisi incelenmiştir. Simülasyon sonuçlarından elde edilen veriler deneysel verilerle doğrulanarak ve her model için hava akışının dağılımı, sıcaklık ve bağıl nem değerleri belirlenmiştir. Ölçülen ve tahmin edilen değerler arasında iyi bir uyum elde edilmiştir. İncelenen modellerden Model 1 ve Model 2 seralarında sera içinde yeterli hava akışı gözlenmemiştir. Simülasyon sonuçlarından, Model 1 serası için en iyi yönün 45o, Model 2 serası için ise 75o olduğu belirlenmiştir. Model 3, Model 4 ve Model 5 seralarında ise kuzey duvar açıklığı mevcuttur. Bu nedenle sera içindeki hava sirkülasyonu önceki modellere göre daha iyi olmuştur. Sonuçlar incelendiğinde Model 3, Model 4 ve Model 5 seraları için en iyi yönden iç ortam hava dağılımlarını sırasıyla 45o, 75o ve 60o olarak belirlenmiştir. Son olarak Model 6 serası için 60o en iyi yön olarak önerilmiştir. HAD simülasyon yönteminin, seralarda iç ortam koşullarının incelenmesinde ve tahmin edilmesinde etkili bir araç olduğu kanıtlanmıştır. Bu sayısal yöntem sayesinde, farklı koşullar için en uygun sera modelini daha kısa sürede ve daha az maliyetle belirlemek mümkün olabilecektir.

Abstract:
Air flow and air distribution in the greenhouse are playing important roles in greenhouse microclimate conditions that support plant growth and productivity. Different greenhouse model and directions may affect the air intake and ventilation rate, thus causing variation of greenhouse micro-climate conditions. This study aimed to evaluate the greenhouse micro-climate conditions in different greenhouse ventilation opening and direction using Computational Fluid Dynamics (CFD) method. By validating the simulation results with experimental data, the airflow pattern, temperature, and relative humidity is obtained for each model in different greenhoouse direction. Greenhouse Model 1 and Model 2 has south roof and wall opening. However, Model 1 had 45o wall opening, while Model 2 had 35o wall opening. Model 3 had not only south roof and south wall opening, but also north wall opening. Model 4 had both north and south roof and wall opening. For Model 5, it had only north and south wall opening without and roof opening. Lastly for Model 6, it had only north and south roof opening without any wall opening. Each of the Model was observed in 7 different direction from 90o to 0o with 15o apart. The statistical parameters for model performance evaluation showed a good agreement between simulation and experiments data. There were no sufficient airflow coming through the greenhouse for Model 1 and Model 2. The best direction for Model 1 greenhouse was 45o, while for Model 2 greenhouse was 75o. Model 3, Model 4 and Model 5 greenhouse has a northern wall opening, thus the air circulation inside the greenhouse was better than the previous models. The best direction for Model 3, Model 4 and Model 5 greenhouse was 45o, 75o, and 60o respectively. Lastly, Model 6 greenhouse was having the best direction at 60o. CFD simulation method is proven to be beneficial and effective way to observe and predict greenhouse micro climate condition. This method could provide sufficient information to determine the suitable greenhouse model in different places and conditions within less time and cost.