Tarımda kullanılan büyük çaplı tavan tipi vantilatörde hava akışının hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile incelenmesi
Investigation of air flow in large diameter ceiling fans used in agriculture with computational fluid dynamics
Yazar: Demir, Vedat; Günhan, Tuncay; Bilgen, Hamdi
Dergi: Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, Vol. 59 No. 1, 2021
Anahtar kelimeler: Agricultural Engineering ; Ziraat Mühendisliği ; CFD,turbulence models,ventilation fan,air movement ; HAD,türbülans modeller,havalandırma fanı,hava hareketi

Amaç: Bu çalışmada iki farklı dönme dairesi çapına sahip tavan tipi vantilatörün hava hareketlerinin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemiyle ortaya konulması ve en uygun türbülans modelinin belirlenmesi amaçlanmıştır.Materyal ve Yöntem: İlk aşamada, tavan tipi vantilatörlerin fan merkezinden belirli uzaklıklardaki eksenel yöndeki hava hızı değişimleri ölçülmüştür. Bu amaçla zeminden iki farklı yükseklik (1.0 ve 1.5 m) dikkate alınmıştır. İkinci aşamada farklı türbülans modelleri ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği analiz yöntemiyle hesaplanan değerler, ölçüm değerleri ile karşılaştırılmıştır.Araştırma Bulguları: Sonuçlar istatistiksel olarak değerlendirildiğinde, en düşük MAE ve NRMSD değerleri 4 m dönme dairesi çapı için Spalart Allmaras ve SST k- modellerinde, 5 m dönme dairesi çapı için SST k- modelinde bulunmuştur. Grafik karşılaştırmalar incelendiğinde SST k- modelinin diğer modellere göre az da olsa daha iyi tahminlemeyi gerçekleştirdiği görülmektedir.Sonuç: HAD simülasyon modellerinin çözüm yaklaşımları birbirine oldukça yakın bulunmuştur. Türbülans modelinin uygun seçimi ve iyi yapılandırılmış ağ yapısı ile zeminden belirli yükseklikteki noktalarda HAD simülasyonu ile deneysel verilere çok yakın tahminlerin elde edilebileceği ortaya konulmuştur.

Objective: The objective of this study was to determine the air movements of the ceiling fan with two different rotation circle diameter by using Computational Fluid Dynamics (CFD) method and select the most suitable turbulence model.Material and Methods: In the first stage, the air velocity changes in the axial direction of ceiling fans at certain distances from the fan center were measured. For this purpose, two different heights (1.0 and 1.5 m) from the ground were taken into account. In the second step, the values calculated by the computational fluid dynamics analysis method using different turbulence models were compared with the measurements.Results: The results were evaluated statistically. The lowest MAE and NRMSD values were found by using the Spalart Allmaras and SST k- models for fan with a 4 m rotation circle diameter, and the SST k- model for fan with a 5 m rotation circle diameter. Based on the graphical comparisons, it can be stated that the SST k- model made slightly better estimations than the other models.Conclusion: The solution approaches of the CFD simulation models were found to be close to each other. The appropriate selection of the turbulence model and considering the well-designed mesh structure, it has been shown that estimates that are very close to experimental data can be obtained by CFD simulation at certain heights above the ground.