Ev tipi elektrikli fırınların performansının sayısal ve deneysel incelenmesi

Abstract

Enerjinin daha verimli kullanılması ve fırın üreticilerinin pazarda kendilerine yer bulabilmeleri açısından, fırın performansının arttırılmasına yönelik çalışmalar gün geçtikçe artmaktadır. Fırın performansını belirleyen en önemli unsurlar, enerji tüketimi ve pişirme kalitesidir. Bu tez çalışmanın amacı ev tipi elektrikli fırınların pişirme performansının arttırılmasına yönelik hava dağıtım kanalının tasarlanmasıdır. Elektrikli fırınların performansının arttırılması için kullanılan yöntemlerin ve hava dağıtım kanalının tasarlama aşamalarının belirlenmesi amacıyla literatür araştırması yapılmıştır. Fırın üreticisi firmaların hava dağıtım kanalı tasarlarken uyguladığı yöntemlerin ve tasarlanan hava dağıtım kanallarının geometrilerinin belirlenmesi amacıyla da patent araştırması yapılmıştır. Deneysel çalışmalar, tasarım öncesi deneysel çalışmalar ve tasarım sonuçlarının irdelendiği deneysel çalışmalar olmak üzere iki aşamada yapılmıştır. Ön deneysel çalışmalar, sadece alt ve üst ısıtıcının çalıştığı durumda fırın içi sıcaklık dağılımının belirlenmesi, pişirme deneyleri ve sayısal modelde kullanılmak amacıyla sınır koşullarının belirlenmesi deneylerini kapsamaktadır. Hava dağıtım kanalının tasarımı, bilgisayar destekli tasarım yazılımı ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Sayısal çözüm sonuçları irdelenerek tasarım üzerinde bazı değişiklikler yapılmış ve nihai hava dağıtım kanalı geometrisine ulaşılmıştır. Deneysel çalışmaların ikinci bölümünde, tasarım çalışması sonucunda ortaya çıkan hava dağıtım kanalının prototipi hazırlanmıştır. Bu prototip kullanılarak debi ölçümü ve fırın içi sıcaklık ölçümü yapılarak sayısal çözümde elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca hava dağıtım kanalının kullanılarak ve statik modda (alt ve üst ısıtıcı) pişirme deneyleri yapılarak, pişirme süresi, sıcaklık dağılımı ve pişirme sonuçları karşılaştırılmıştır.