Merkezi Klima Santrallerindeki Plakalı Difüzörlerin Akış Alanına ve Basınç Düşümüne Etkisinin Sayısal İncelenmesi


Sönmez K., Özmen Y.

Mühendis ve Makina, vol.63, no.707, pp.333-358, 2022 (Peer-Reviewed Journal)

  • Publication Type: Article / Article
  • Volume: 63 Issue: 707
  • Publication Date: 2022
  • Doi Number: 10.46399/muhendismakina.944288
  • Journal Name: Mühendis ve Makina
  • Journal Indexes: TR DİZİN (ULAKBİM)
  • Page Numbers: pp.333-358
  • Karadeniz Technical University Affiliated: Yes

Abstract

The cross-sectional area of the blowing nozzles of various fans in the central ventilation and air conditioning plants, after the fan in the plant, silencer, heating / cooling units, mixing room, heat recovery units or filter, etc. is considerably smaller than the cross-sectional area of the cells. In order for the air handling unit to operate more effectively, the air leaving the fan must be spread to the subsequent cells with the least possible pressure drop and the most homogeneous velocity distribution. Empty cells with a perforated diffuser are used to spread the air exiting the blower of the fan to a larger cross-sectional area. In this study, the case of empty cells with diffusers with perforated plates was investigated. The holes geometries were designed as triangle and hexagon and respectively, single plate, double plate placed back to back and triple plate were determined. The holes of the plates placed one behind the other are arranged asymmetrically. The designed perforated plate diffusers were tested at three different velocities as 5 m/s, 10 m/s and 15 m/s, and the diffusers were placed in the area where the contraction ended. For the installed diffusers, the flow distribution of the air in the empty cell and the pressure drop caused by the empty cell with a perforated diffuser were numerically investigated. As a result of the study, the lowest pressure drop was achieved in a single hexagonal perforated flat plate diffuser at flow velocity of 5 m/s. The highest pressure drop was obtained in a triple triangular perforated flat plate diffuser at flow velocity of 15 m/s. The most favorable situation in terms of homogeneous velocity distribution occurred in the double hexagonal perforated flat plate diffuser at flow velocity of 15 m/s, and the most unfavorable situation occurred in the triple triangular perforated flat plate diffuser at flow velocity of 15 m/s.

Merkezi havalandırma ve iklimlendirme santrallerinde yer alan çeşitli fanların hava üfleme kısmının boyutları, santraldeki fan hücresinden sonra gelen, susturucu, ısıtma/soğutma üniteleri, karışım hücresi/odası, ısı geri kazanım üniteleri veya filtre vb. klima santrali ünitelerinin kesit boyutlarından oldukça küçüktür. Klima santralinin daha etkin çalışabilmesi için, fandan çıkan havanın sonraki hücrelere mümkün olan en az basınç düşümü ve en düzgün (homojen) hız dağılımı ile yayılması gerekmektedir. Fanın üfleme ağzından çıkan havayı santral içerisinde yer alan daha büyük bir kesit alanına yaymak için içerisinde delikli difüzörler bulunan boş hücreler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, delikli plakalara sahip difüzörlü boş hücre durumu incelenmiştir. Delik geometrisi üçgen ve altıgen olarak tasarlanmış ve sırasıyla tekli plaka, arka arkaya yerleştirilmiş ikili plaka ve üçlü plaka belirlenmiştir. Arka arkaya yerleştirilen plakaların delikleri asimetrik olarak düzenlenmiştir. Tasarlanan delikli plaka difüzörleri 5 m/s, 10 m/s ve 15 m/s şeklinde üç farklı hızda denenmiş ve difüzörler daralmanın bittiği alana yerleştirilmiştir. Yerleştirilen difüzörler için havanın boş hücredeki akış dağılımı ve delikli difüzöre sahip boş hücreden kaynaklanan basınç düşümü sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma sonucunda en düşük basınç düşümü 5 m/s akış hızında tekli altıgen delikli düz plakalı difüzörde sağlanmıştır. En yüksek basınç düşümü ise 15 m/s akış hızında üçlü üçgen delikli düz plakalı difüzörde elde edilmiştir. Homojen hız dağılımı açısından en uygun durum, 15 m/s akış hızında ikili altıgen delikli düz plakalı difüzörde, en olumsuz durum ise yine 15 m/s akış hızında üçlü üçgen delikli düz plakalı difüzörde oluşmuştur.