Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2009
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: FUAT KAYA
Danışman: İRFAN KARAGÖZ
Özet:Akışkanlar mekaniğinin en önemli ve en kompleks alanlarından birisi girdaplı akışlardır. Çift vorteks yapısına sahip olan siklon ayrıştırıcıları girdaplı akışların çok önemli ve çok ilginç uygulama alanıdır. Bu nedenle, çalışmada girdaplı akışların geometrik ve çalışma parametreleri altında deneysel ve numerik olarak inceleyebilmek amacıyla siklonlar kullanılmıştır.Siklonlarda nümerik çalışma bir ve iki fazlı, türbülanslı, üç boyutlu, sürekli sıkıştırılamaz akışları kapsamaktadır. Deneyler başlıca önemli geometrik boyutları değiştirilebilen çok amaçlı modüler siklonda yapılmıştır. Hız bileşenlerini ve basıncı ölçmek için pitot tüpü ve eğik manometre kullanılmıştır.Türbülans modelleri, şemalar, duvar fonksiyonları ve mesh sayısının performansı değerlendirmek için. CFD Fluent yazılımı kullanılarak elde edilen sonuçlar literatürdeki deneysel datalar ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar RSM türbülans modeli, Nonequilibrium duvar fonksiyonu, Basınç çözümünde PRESTO şemasının basınç-hız ilişkisi için SİMPLEC şeması, momentum denklemi için QUİCK şeması, türbülans kinetik enerjisi ve yayılım oranı için ise Second Order Upwind şemasının ve Reynolds gerilmelerinin çözümünde ise First Order Upwind şeması değişkenlerinin kullanılması memnun edici sonuçlar verdiğini göstermektedir.Nümerik yöntem test edildikten sonra literatürde önemi vurgulanan ancak kapsamlı bir çalışma yapılmayan dipleg ve siklon boyu uzunluğunun etkileri çalışılmıştır. Siklondaki basınç düşümü, hız dağılımları ve partikül toplama verimi girdap yapısıyla ilişkilendirilmiş ve bu girdap yapısı üzerinde etkili olan optimum siklon uzunluğu yaklaşık olarak siklon çapının dört katı kadar bulunmuştur. Ayrıca, Siklon parametreleri üzerinde etkisi olan yüzey pürüzlülüğünün etkileri incelenmiştir. Küçük siklonlar için optimum yüzey pürüzlülük kalınlığı yaklaşık olarak 0.1 mm olarak görülmektedir.Deneysel çalışmalarda ise; iki farklı deney düzeneğinde siklon geometrik ölçüleri ve çalışma parametreleri değiştirilerek sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar giriş hızının artmasıyla basınç düşümünün arttığını göstermektedir. Farklı çıkış borusu çapları ve farklı dalma uzunluklarında tek fazlı için çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Teğetsel, eksenel hız profilleri, basınç düşümü ve statik basınç farkları elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar çift fazlı için değerlendirilmiştir. Siklon borusu çapının küçük olması durumunda basınç düşümünde büyük olması durumuna göre artış olduğu ve ayrıştırma veriminde ise iyileşmenin olduğu görülmüştür. Dalma uzunluğunun ise büyük olması durumunda benzer sonuçlar tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlardan optimum çıkış borusu ölçüleri tanımlanmıştır.