Fanlı pişirici cihazlarda motor dönüş devri ve yönünün kavite içi hız ve sıcaklık dağılımına etkisinin sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of the effect of motor rotation speed and direction on the velocity and temperature distribution inside the cavity in domestic oven with fan
Yazar: Önal, Mustafa; Ağra, Özden; Sevindir, Mustafa Kemal
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 40 No. 3, 2024
Anahtar kelimeler: Mechanical Engineering (Other) ; Makine Mühendisliği (Diğer) ; Ev tipi pişirici cihaz,hız dağılımı,sıcaklık dağılımı,dönüş devri,HAD ; Domestic cooking appliances,velocity distribution,temperature distribution,rotation speed,CFD

Günümüzde tüketicilerin çevre bilinci arttıkça, enerji tasarruflu ev aletlerine olan talep de artmaktadır. Dolayısıyla yenilikçi tasarımlar ve üretim teknolojilerinin gelişmesi ile birlikte çevre dostu ev aletlerinin üretimi gündemde olmaktadır. Çalışma kapsamında fanlı pişirici cihazlarda fan-motor grubunun farklı dönüş devirlerinde ve yönlerinde kavite içi sirkülasyon debisi, hız dağılımı ve sıcaklık dağılımı sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmada kavite içinde 600 rpm’ den 2400 rpm’ e kadar motor dönüş devri taraması yapılmıştır. Kavite içerisinde belirlenen üç düzlem üzerindeki lokal noktalardan hız verileri deneysel olarak sıcak tel probu ile alınmıştır. Çalışmaya paralel olarak sayısal çözüm aşamasında Ansys Fluent programı kullanılarak farklı türbülans modelleri incelenmiş ve en kararlı, en doğru sonucu veren model olarak k-w SST modeli uygun bulunmuştur. Çalışma sonucunda deneysel ve sayısal sonuçların birbirlerine uyumlu olduğu görülmüştür. Fan-motor grubunun dönüş devri arttıkça düzlemler üzerindeki kavite içi ortalama hız ve standart sapma değerlerinin de arttığı görülmüştür. Homojen pişirme için düzlemler üzerindeki standart sapma değerleri minimum ve düzlemler üzerindeki ortalama sıcaklığın hedeflenen sıcaklığa en yakın olduğu koşulun ~2272 rpm motor dönüş devri ve saat yönü motor dönüş yönü olduğu belirlenmiştir. Yapılan sayısal ısıl analizlerin çıktıları deneysel veriler ile karşılaştırıldığında en yüksek %3’ lük bir sapma olduğu tespit edilmiştir.

Today, as consumers become more environmentally conscious, the demand for energy-efficient household appliances is increasing. Therefore, with the development of innovative designs and production technologies, the production of environmentally friendly home appliances is on the agenda. Within the scope of this study, in-cavity circulation flow rate, velocity and temperature distribution at different rotation speeds and directions of the fan-motor group in domestic oven with fan were investigated numerically and experimentally. In this study, the motor rotation speed in the cavity was examined from 600 rpm to 2400 rpm. At the same time, velocity data were taken experimentally with a hot wire probe from local points on three planes determined in the cavity. In parallel with the study, different turbulence models were examined using Ansys Fluent program in the numerical solution phase. Among the turbulence models examined, the k-w SST model was found to be the most stable and accurate model. As a result of the study, experimental and numerical results were found to be compatible with each other. It was observed that as the rotational speed of the fan-motor group increased, the average velocity and standard deviation values on the planes in the cavity also increased. For homogeneous cooking, it was determined that the standard deviation value on the planes was the minimum and the average temperature on the planes was the closest to the targeted temperature with a motor rotation speed of ~2272 rpm and clockwise motor rotation direction. When the outputs of the numerical thermal studies were compared with the experimental data, the highest deviation of 3% was found.