Investigation of pressure drop in main air line of pipeline milking system

Amaç: Çalışmada, süt borulu sağım sisteminin ana vakum hattında oluşan basınç kayıplarının deneysel, analitik ve sayısal olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Materyal ve Yöntem: Çalışmada bir süt borulu sağım sisteminin ana vakum hattı dikkate alınmıştır. Ana vakum hattı, 50 mm anma çaplı galvaniz düz boru ve dirsekten oluşmuştur. Hattaki basınç kayıpları farklı debi değerlerinde deneysel olarak belirlenmiştir. Ayrıca basınç kayıpları, çeşitli kaynaklarda verilen analitik eşitlikler yardımıyla hesaplanmış ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) analiz yöntemiyle farklı türbülans modelleri kullanılarak belirlenmiştir. Araştırma Bulguları: Denemelerde yüksek debi değerlerinde basınç kaybı değeri 0.65 kPa ölçülmüştür. Analitik eşitlikler ile hesaplanan sonuçlar deneysel verilere oldukça yakın bulunmuştur. Ancak ANSI/ASABE standardında verilen eşitlikler ile hesaplanan basınç kayıpları oldukça yüksek bulunmuştur. Ana vakum hattında deneysel olarak ölçülen ve farklı türbülans modelleri ile hesaplanan basınç kayıpları istatistiksel açıdan değerlendirildiğinde, en düşük MAE ve NRMSD değerleri Realizable k-ε modelinde bulunmuştur. Sonuç: Ana vakum hattındaki basınç kayıplarının Realizable k-ε türbülans modeli kullanılarak çok düşük hata ile tahmin edilebileceği ve sistem tasarımında kullanılmasının uygun olacağı söylenebilir.

Objective: The objective of the study is to investigate the pressure drop analytically, numerically and experimentally in the main air line of the pipeline milking system. Material and Methods: The study was carried out in a pipeline milking system, where the main air line consists of a galvanized straight pipe nominally 50 mm in diameter, with one bend. The pressure drops in the pipeline were measured experimentally at different flow rates. In addition, the pressure drops calculated using theoretical equations and determined using various turbulence models with the Computational Fluid Dynamics (CFD). Results: During the experiments, a pressure drop of 0.65 kPa was measured at high flow rates. It was found that the results calculated using the theoretical equations were very close to the experimental data. The lowest MAE and NRMSD values for pressure drops calculated with different CFD turbulence models were found in the Realizable k-ε model. Conclusion: The results showed that the pressure drops in the main air line could be calculated with minor errors by using the numerical analysis method and the Realizable k-ε turbulence model.