Dolaylı Evaporatif Soğutma için Geliştirilen Dönel Bir Çarkın Optimum Kanal Geometrisinin Belirlenmesi

Yıl 2022, Cilt: 25 Sayı: 1, 339 - 349, 01.03.2022

Sena Özlem Arıca , İlhami Horuz

https://doi.org/10.2339/politeknik.687572

Öz

Özgün olarak tasarımı Solidworks katı tasarım programı yardımıyla yapılmış olan dönel çark; içi boş olarak alüminyumdan imal edilmiş olup; içinden geçen iç ortam havası ile dışından geçen taze hava arasında bir eşanjör görevi görerek iki havanın karışmadan aralarında ısı transferi gerçekleşmesini sağlamaktadır. Bu çalışmada özgün olarak tasarımı yapılmış olan dönel çark için uygun kanal tasarımı belirlenmeye çalışılmış olup, uygun kanalın belirlenebilmesi için FlowVision hesaplamalı akışkanlar dinamiği analiz programı vasıtasıyla 2 ayrı kanal tipi (U şeklinde kanal ve düz kanal) olması durumu için kanal giriş ve çıkışındaki basınç kaybı, hız konturu, hız vektörü ve sıcaklık konturları karşılaştırılarak bu dönel çark için en uygun kanal tipine karar verilmeye çalışılmıştır. Analiz sonucunda; U şeklindeki kanalın giriş ve çıkışındaki basınç kaybı çok olduğundan dolayı dönel çark için uygun kanal tipinin düz şekildeki kanal olduğuna karar verilmiştir. Nitekim deney sonuçlarıda hesaplamalı akışkanlar dinamiği analiz sonuçlarını desteklemektedir.

Anahtar Kelimeler

HAD Analizi, Evaporatif Soğutma, dolaylı evaporatif soğutma, flowvision

Determining The Optimum Channel Geometry of A Rotary Wheeler Developed for Indirect Evaporative Cooling

Öz

Rotary wheel, originally designed with the help of Solidworks design program is manufactured from aluminum, acts as a heat exchanger between the indoor air passing inside the rotary wheel and the fresh air passing outside, providing heat transfer between the two airs without mixing. In this study, it is tried to determine the appropriate duct design for the rotary wheel, which is originally designed, and the pressure loss at the duct inlet and duct outlet in case of 2 different duct types (U-shaped duct and flat duct) through FlowVision computational fluid dynamics analysis program. Speed contour, velocity vector and temperature contours are compared to decide the most suitable duct type for this rotary wheel. As a result of the analysis; since the pressure loss between inlet and outlet of the U-shaped channel is high, it is decided that the suitable type of channel for the rotary wheel is the flat-shaped duct. At the same time, experimental results confirm CFD results.

Anahtar Kelimeler

CFD Analysis, evaporative cooling, indirect evaporative cooling, flowvision

Kaynakça

• [1] Florides, G.A., Tassou, S.A., Kalogirou, S.A. and Wrobel, L.C. ‘Review of solar and low energy cooling technologies for buildings’, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6, 557–572, (2002).
• [2] Bedir O, T. ‘Ev Tipi Evaporatif Soğutucu Performans Karakteristiklerinin İncelenmesi’, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2016).
• [3] Bilge D. ve Bilge M. ‘İndirek/Direk evaporatif soğutma sistemleri kombinasyonu’, IV. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi, 197-204, (1999).
• [4] Maclainecross, I. L. and P. J. Banks . ‘A General-Theory of wet surface heat- exchangers and its application to regenerative evaporative cooling’, Journal of Heat Transfer-Transactions of the Asme, 103(3), 579-585, (1981).
• [5] Erens, P. J. and A. A. Dreyer. ‘Modeling of indirect evaporative air coolers’, International Journal of Heat and Mass Transfer, 36(1), 17-26, (1993).
• [6] Zhao, X., J. M. Li and et al. ‘Numerical study of a novel counter-flow heat and mass exchanger for dew point evaporative cooling’, Applied Thermal Engineering 28(14-15), 1942-1951, (2008).
• [7] Bolotin S., Vager B. and Vasilijev V. ‘Comparative analysis of the cross-flow indirect evaporative air coolers’, International Journal of Heat and Mass Transfer, 88224, 235, (2015).
• [8] Kim M-H. ve Jeong J-W. ‘Cooling Performance of a %100 outdoor air system integrated with indirect and direct evaporative coolers’, Energy, 52, 245-257, (2013).
• [9] Montezari H., Blocken B. ve Hensen J.L.M. ‘Evaporative Cooling By Water Spray Systems: CFD Simulation’, Experimental Validation and Sensitivity Analysis. Building and Environment, 83, 129-141, (2015).
• [10] Gürel A., E., Yıldız A. ve Deniz E., ‘Adyabatik Soğutma Sistemlerinde Nozul Yapısının Soğutma Performansına Etkilerinin Teorik ve Deneysel İncelenmesi’, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part: C, Tasarım ve Teknoloji, 4(3), 85, (2016).
• [11] Esen H., ‘Fotovoltaik Paneller Kullanılarak Sisleme Sistemi ile Dış Ortamların Soğutulmasının Araştırılması’, Politeknik Dergisi, 20(2), 341-349, (2017).
• [12] Internet: FlowVision Help URL: https://flowvisioncfd.com/webhelp/fven_31102/index.html?models_turb_wf_flowvision.htm, Son Erişim Tarihi: (2019)
• [13] Arıca, S. Ö. ‘Bir Dolaylı Evaporatif Soğutma Sisteminin Geliştirilmesi ve Analizi’, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2019).
• [14] Solidworks, (2017).