Yolcu minibüsünde ısıl konfor şartlarının sağlanması üzerine teorik ve deneysel çalışma

Abstract

Bu tez çalışmasında, bir yolcu minibüsünde yolcularla birlikte taşıt kabinini etkileyen ısı kazançları belirlendikten sonra, ısı denge yöntemi kullanılarak, 317 s sonunda belirlenen 23 °C konfor sıcaklığına geldiği teorik olarak hesaplanmıştır. Park halinde rölantide çalışan yolcu minibüsü, içinde yolcularla birlikte taşıt kliması çalıştırıldıktan sonra, sürekli ölçümler alınarak teorik olarak hesaplanan soğuma süresi sonunda, kabin içinde kuru termometre hava sıcaklığı, hava hızı ve bağıl nem yüzdesi, 9 farklı noktada deneysel olarak ölçülmüştür. Çalışmanın devamında, ANSYS programının FLUENT hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) modülü yardımıyla, sonlu hacimler yöntemine göre, sayısal analiz yapılmıştır. Sayısal analizde, deneysel çalışma ve teorik analizde referans alınan taşıtın geometrik ölçülerine uygun olarak ısıl modelleme yapılmıştır. Programda oluşturulan taşıt modeline ağ yapısı ve sınır koşulları uygulandıktan sonra, teorik olarak hesaplanan soğuma süresinde, deneysel çalışmadaki 9 ayrı nokta için hava sıcaklığı ve hava hızı değerleri sayısal olarak bulunmuştur. Sınır koşulları belirlenirken, taşıt klimasında soğutulan havanın ön ve tavan kısımlarında bulunan 10 adet hava menfezinden taşıt kabinine soğutulmuş hava girişi, farklı sıcaklıklara sahip taşıtın gövde ve cam duvar yüzeyleri dikkate alınmıştır. Deneysel çalışma ve sayısal analiz sonunda elde edilen kabin içi hava sıcaklık değerleri, deneysel çalışmada ortalama 24,3 °C, sayısal çalışmada ortalama 20,8 °C bulunmuştur. Teorik analizde kabul edilen 23 °C kabin içi konfor hava sıcaklığına göre, deneysel çalışmada % 5,65 fark, sayısal analizde % 9,57 fark olduğu görülmüştür. Deneysel çalışma ve sayısal analiz sonunda, elde edilen kabin içi ortalama hava hızı değeri sırasıyla 0,53.m/s ve 0,59 m/s dir. Ortalama hava hızı değerleri arasındaki fark 0,04 m/s bulunmuştur. Teorik analiz, deneysel çalışma, ve sayısal analizden elde edilen sonuçlar sonraki taşıt tasarımlarına yol göstermesi için karşılaştırılmıştır. Sonuçlarda farklılıklara neden olan birkaç asıl sebep vardır. Teorik analiz yapılırken ısı denge yöntemine ait kabuller, sayısal analiz yapılırken sınır koşulları ve analiz kabulleri, sayısal modellemede kullanılan taşıt geometrisi ve taşıtın iç malzeme yapısında yapılan kabuller, deneysel çalışmada yapılan ölçüm hatalarının asıl sebepler olabileceği düşünülmektedir.