İç hacim konfor şartlarının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental research of interior volume comfort conditions
Yazar: SAVAŞ ÇAKIR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERHAN BÖKE
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Hava hareketi = Air movement ; Havalandırma = Ventilation ; Havalandırma sistemleri = Ventilating systems

Özet:
Havalandırma, kapalı bir hacimdeki havanın değiştirilmesi işlemidir. Bir havalandırma ve iklimlendirme sistemi ancak tanımlanmış varsayımlar altında talep edilen iç ortam havasını sağlamak için tasarlanır.Kapalı hacmin havalandırma miktarı, hacmin kullanım amacına göre değişmekte ve aynı zamanda konfor şartlarını da içermektedir. Bu çalışmada; ofis hacmi için cebri havalandırma durumu incelenecektir. Sonlu hacimler yönteminin esas alındığı bir akış analiz programı kullanılmasının yanı sıra kurulan deney düzeneğiyle, kapalı ofis hacmi için oda içerisinde oluşan hava hareketleri ve sıcaklık dağılımları araştırılacaktır.Gerçek boyutlarda deney yapmanın gerek zaman gerekse ölçüm zorluğu açısından yaratacağı dezavantajlar nedeniyle deney tesisatı gerçek boyutlarındaki ofis odasının ölçek faktörü 3 alınan bir fiziksel modeli olarak kurulacaktır.Uygun hava değişim sayısı alınarak hız probu yardımıyla oda içerisindeki hız değerleri okunacaktır.Sayısal çözüm olarak, deneyi yapılan modellerin yanı sıra daha farklı üfleme açıklığı konumları ve sıcak üfleme durumu, FLUENT 6.3 adlı CFD programıyla incelenecektir.Kinematik benzerlikte, eşsıcaklıklı ve eşsıcaklı olmayan oda içersindeki hava hareketlerinin incelenmesinde kullanılan Archimedes sayısının eşitliğinden yararlanılacaktır. Birbirinin benzeri olan fiziksel model ve prototipe ait belli çizgiler boyunca elde edilen hız profilleri, odada yaşanılan bölge olarak kabul edilen döşemeden 1.8 m yüksekliğe kadar olan mesafede aynı noktadaki hızların birbiriyle örtüşmesi hedeflenmektedir. Ayrıca, aynı Ar sayısında oda içersinde benzer hava dağılımları elde edilmeye çalışılacaktır.Prototip boyutlardaki ofis hacminin yapı elemanları belirlenerek, ofis duvarlarından ısı kaybı belirlenecek ve bu ısı kaybını dengeleyecek ısıtma havası kapalı hacme üflenecektir. Çözüm sonucunda elde edilen sıcaklık ve hız dağılımları konfor şartları açısından irdelenecektir.

Abstract:
Ventilation is the displacement of the air in a closed space. Ventilation or air-conditioning system is designed only to satisfy desired indoor space under defined predictions.Ventilation quantity of the closed space is dependent on the way it is used and it contains the comfort conditions. The forced ventilation of an office space was investigated in this study. Besides using a flow analysis program, which is based on finite volume method, the air and temperature distribution in a closed office volume is investigated by experiments. Because of measuring and time-consuming difficulties, the experimental sets up will be designed as a physical model by selecting the scale factor as 3. We will measure values of velocity in the scaled size office volume by taking suitable air change rate.The isothermal and non-isothermal flow cases for the physical model will be investigated by using the CFD program named FLUENT 6.3, by varying the location of the supply air opening.Kinematic similarity will be achieved by the equality of Archimedes number, which is used in determining the isothermal and non-isothermal airflow in closed spaces. It is seen that the air velocity profiles of physical model and prototype through the occupied zone, which is described as the distance of 1.8 m from the floor, the velocities, are strongly the same at same points.Besides these, the same air distribution patterns will be obtained for both physical model and prototype for the same Archimedes (Ar) as expectedly.Heat losses from the selected walls will be calculated for the given structural elements and required amount of heated air will send to the closed volume. Final temperature distribution will be investigated for the comfort conditions.