Examination of economically and practically homogeneous air and temperature distribution in cold stores by CFD analysis

Öz

Soğuk depolarda ekonomik ve pratik olarak homojen hava ve sıcaklık dağılımının HAD analizi ile incelenmesi

Öz

Meyvelerin depolama maliyetlerini düşürmek adına soğuk depolarda mümkün oldukça fazla ürün konmaktadır. Aşırı yüklemeden dolayı ortamda homojen bir sıcaklık ve hız dağılımı sağlanamadığında gıdalarda kısmi zarar ve kayıplar meydana gelmektedir. Homojen bir hava ve sıcaklık dağılımı için uygulanan metotların ilk yatırım maliyeti yüksek olduğundan pek tercih edilmemektedir. Bu çalışmada granny smith cinsi elma dolu bir soğuk depoda akış karakteristiği açısından kritik noktalarda ölçümler yapılarak sıcaklık ve hız dağılımları çıkarılmıştır. Daha sonra Ansys Fluent programında söz konusu deponun üç boyutlu modeli oluşturulmuş ve modelin doğruluğu gerçek depodan alınan ölçümler ile teyit edilmiştir. Model üzerinde yapılan analizler ile hava ve sıcaklık dağılımı açısından aksayan yönler tespit edilerek bu aksaklıkları gidermek üzere hava saptırma paneli yerleştirilmiştir. Son olarak da farklı panel açıları analiz edilerek soğuk depo içerisindeki hava ve sıcaklık dağılımını daha homojen duruma getirecek panel açısının 63° olduğu tespit edilmiştir. Önerilen çözüm yöntemi; boyut, depolanan ürün ve yerleşim fark etmeksizin, doğrudan depo içerisine üfleme yapılan tüm soğuk depolara uygulanabilmektedir. Bu sayede pratik, kolay uygulanabilir ve ekonomik bir şekilde mevcut tüm soğuk depolardaki ürün zararlarında azalma sağlanabilecektedir.

Anahtar Kelimeler

• Soğuk depo
• sıcaklık dağılımı optimizasyonu
• hava hızı optimizasyonu
• HAD
• Ansys Fluent

Kaynakça

1. Türk R., Karaca H., Ülkemizde Taze Ürün Depolayan Soğuk Muhafaza Tesislerinde Teknik ve Ekonomik Nitelikler, Tesisat Mühendisliği, 155, 1300-1309, 2016
2. Erkan M., Cold storage facilities in Turkey, The World of Horticulture, 58, 9-13, 2018
3. Karaçalı İ., Meyve, Sebze Depolarında Havalandırma, Soğutma Dünyası, 37, 40-43, 2007
4. Atıl Ö., Gülsünoğlu Z., Kılıç Akyılmaz M., Depo bağıl nemi ve sıcaklığının saray helvasının kalitesine etkileri, The Journal of Food, 44 (2), 260-273, 2019
5. Yamankaradeniz R., Horuz İ., Kaynaklı Ö., Coşkun S., Yamankaradeniz N., Soğutma Tekniği ve Isı Pompası Uygulamaları, Dora Yayıncılık, 2017
6. Liu E., Yu T., Liu S., Liu H., Flow Field Analysis and Defrosting Cycle Optimization in a Large-scale Industrial Cold- storage Facility, Journal of Food and Nutrition Research, 2 (9), 567-574, 2014
7. Mishra P., Aharwal K. R., Auxiliary Draught Base Performance Improvement of Air Distribution System of Cold Store, International Journal of Recent Technology and Engineering, 8 (4), 4737-4748, 2019
8. Akdemir S., Bal E., Elma Depolamada Kasa İçi Ortam Koşullarının Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ile Modellenmesi, Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 11, 53-62, 2014

9. Akdemir S., Bartzanas T., Numerical modelling and experimental validation of a cold store ambient factors, Tarım Bilimleri Dergisi, 21 (4), 606-619, 2015
10. Xiaofei L., Xiaohong N., Improvement on characteristics of air flow field in cold storage with uniform air supply duct, Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 32, 91-96, 2016
11. Chourasiaa M. K., Goswami T. K., Steady state CFD modeling of airflow, heat transfer and moisture loss in a commercial potato cold store, Int. J. Refrig., 30, 672-689, 2007
12. Hoang M. L., Verboven P., De Baerdemaeker J., Nicolaï B. M., Analysis of the air flow in a cold store by means of computational fluid dynamics, Int. J. Refrig., 23, 127-140, 2000
13. Can M., Avcı A., Etemoğlu A., Teknik Tesisat El Kitabı, Dora Yayıncılık, 2008
14. Aydın H., Ekmekçi İ., Isı Yalıtım Malzemesi Olarak Poliüretan Köpüğün Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri,Üretimi ve incelenmesi, SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 6, 2002
15. Özkol N., Uygulamalı Soğutma Tekniği, TMMOB Makina Mühendisleri Odası, 2016
16. Delele M.A., Schenk A., Tijskens E., Ramon H., Nicolaï B.M., Verboven P., Optimization of the humidification of cold stores by pressurized water atomizers based on a multiscale CFD model, J. Food Eng., 91, 228-239, 2009
17. Praeger U., Jedermann R., Sellwig M., Neuwald D. A., Hartgenbusch N., Borysov M., Truppel I., Scaar H., Geyer M., Airflow distribution in an apple storage room, J. Food Eng., 269, 1-11, 2020