Klima santrallerindeki boş hücreler için tasarlanan kesik koni profilli delikli difüzörün akışa ve basınç düşümüne etkisinin sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Klima santrallerinin içinde hareket eden hava, santrallerin yapılarından dolayı sistem bileşenleriyle temas etmektedir. Klima santrallerinin verimli çalışması için klima santralindeki fan hücresinden geçen havanın santral elemanları ile buluşmadan önce homojen akışa ulaşması gerekmektedir. Fan hücresindeki havanın çıkış boyutları hava kanalına göre küçüktür. Küçük bir kesitten büyük kesite çıkan havayı yaymak için fan hücresi çıkış bölgesinin önünde delikli difüzörler kullanılmaktadır. Ayrıca havanın santral bileşenleriyle teması basınç kaybı oluşturmaktadır. Basınç kayıplarının yüksek olması daha büyük güçte motor seçimi gerektirmektedir. Bu çalışmada, klima santrallerindeki boş hücrede akışı homojen dağıtmak için farklı delik geometrilerine sahip kesik koni profilli difüzör tasarlanmış ve akış analizi sayısal olarak yapılmıştır. Difüzörün hava çıkış bölgesinin önüne konulduğunda havanın yayılma özellikleri ve basınç kayıpları farklı delik geometrisi, farklı difüzör geometrisi ve farklı difüzör koniklik açısı için incelenmiştir. Sayısal çalışmalarda Ansys-Fluent programı kullanılmıştır. Ayrıca optimum geometri parametrelerini elde etmek için Taguchi optimizasyon yöntemi uygulanmıştır. Delik geometrisinin, silindir ve altıgen olduğu durumlarda kare delik geometrisine göre basınç düşümünün daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Dışbükey kesik koni profilli difüzörde en yüksek basınç düşümü, içbükey kesik koni profilli difüzörde ise en düşük basınç düşümü elde edilmiştir. Ayrıca koniklik açısının arttığı tüm difüzör geometrilerinde basınç kayıplarının da arttığı görülmüştür. Taguchi optimizasyon yöntemi ile optimum difüzör yapısı belirlenmiş, en düşük basınç düşümünü ve homojen dağılma özelliği gösteren difüzörün 600 koniklik açısına sahip kare delik geometrili içbükey kesik koni profil olduğu tespit edilmiştir.

The air moving in air-handling units is in contact with system component due to the construction of the system. For the efficient operation air-handling units, the air passing through the fan cell in the air handling unit must reach the homogeneous flow before meeting with the power plant components. The air outlet size on the fan cell is smaller than the air duct. Perforated diffusers used in front of air outlet area of the fan cell to distribute the air from large section to a small section. It also creates pressure loss associated with the central component of the air. Higher-pressure losses require greater engine selection. In this study, empty air conditioning fan cell with cut cone profile with different hole geometry have used. When the diffuser placed in front of outlet section of fan cell, the air diffusity characteristic and pressure losses are numerically investigated for different hole geometry, different diffuser geometry and different diffuser angle. The Ansys-Fluent program was used in numerical studies. Taguchi optimization method also has been applied to obtain optimum geometry parameters. It has been found that when the hole geometry is square, cylinder and hexagonal, the pressure drop is the lowest the square hole geometry. The lowest pressure drop in the convex truncated cone profile diffuser and the highest pressure drop in the concave truncated cone profiled diffuser were also obtained. Furthermore, pressure losses were seen to increase in all diffuser geometries due to the taper angle. The optimal diffuser structure was determined by Taguchi optimization method, and the diffuser with the lowest pressure drop and homogeneous diffusing property was found to have a concave conical profile with square hole geometry with 600 taper angles.