Prof. Dr. O. Cahit Eralp ODTÜ Makina Mühe nd isliği Bölümü O. Cahil Eralp, I97 ! yı/111da ODTÜ Makina Mühendisliği Böliimiinden lisans, /974 yılıııda yine aynı bölümden Yiiksek lisans derecelerini aldı. 1980 yılında Craııfield lnstitııte of Teclınology den doktora derecesini aldı. Ayııı yıl ODTÜ Makina Mühendisliği Bölümüne dönen Eralp, 1984'de doçent, 1990 da profesör oldu. Uzmanlık ve araştırma konuları: akışkanlar mekaniği, gaz dinamiği, doğal gaz, boru lıatları, endüstriyel /ıava /andırıııa ve yangııı simülasyonu, ııırbomakinalar ve deneysel tekniklerdiı: Çok sayıda endüstriyel araştırma projesinde yönetici, araştırmacı ve daııışman olarak çalıştı. Eralp, gaz dinamiği konusııııda yurt dışında basılmış İngilizce bir kitap boru lıatları konıısııııda üniversitede basılan ders notları ile doğal gaz teknolojisi ile ilgili iki patent ve çok sayıda yaym salıib idiı: Tolga Köktürk ODTÜ Makina Mü hendisliği Bölümü Tolga Köktürk, 2002 yılında ODTÜ Makina Miilıendis ~======!I /iği Bölümii'nden lisans derecesini almıştıı: Ayl/ı bölümde üç sene araştırma görevlisi olarak çalışan Köktıırk, bu süre içerisinde akışkanlar mekaniği alanında çalışmalanııı sürdürmüş, borıı lıattı tasarımı ve acil durum havalandırması üzerine çeşitli projelerde görev a/mıştıı: 2005 yılında ODTÜ Makina Mühendisliği Böliimii'nden yüksek lisans derecesini alan Tolga Köktürk, halen ABD'deki Rice Üniversitesi'nde doktlıra eğitimine devam etmektedir. ÖZET____ Tersinir eksene/ fanlaı; acil durum havalandırma fan/arı olarak yer altı toplıı taşıma sistemlerinde, madenlerde meydana gelebilecek olası yangııılarda olıışacak duıııaııı en ~?sa sürede, insanlara zarar vermeden talı/iye edebilmek için kullanılıı: Çeşitli konfıgürasyonlarda yerleştirilen fan/ar duman pozisyonuna göre iki taraflı (tersinir) çalışabilme/idiı: Bunwı için fan/arın kanat kesitleri fanın dönüş yöııiiııe göre emme veya basma çalışına duruınımda aynı aerodinamik özellikleri gösterme/idi,: Bıı çalışma, tam tersinir çalışabilen acil durum havalandırma fan/arı için kııl/aııılabilen tam simetrik, elips kanat profillerinin aerodinamik özelliklerinin /ıesap/amalı akışkanlar dinamiği ile çözümlenmesi iizerinediı: Çeşitli Reynolds sayıları, kanat sıklıkları ve hücum açılarmda yerleştirilmiş kanat dizini üzerinde FLUENT yazılımı kıı/laııılarcık çözüm elde edilıııektedit: Tam simetrik elips profiller için yapılan bu çöziimiiıı sonuçları tersinir eksene/ faıılarııı aerodinamik tasarımında kullaııılmaktadu: ________ _, 170 Tersinir Eksenel Fan ve Kanat Profilleri Üzerine Bir Çalışma 1 .Giriş Yer altı toplu taşıma sistemlerinde, madenlerde meydana gelebilecek olası yangınlarda alınması gereken ilk önlem, yangın sonucunda oluşan zehirli dumanın insanlara zarar vermeyecek şekilde dışarıya tahliye edilmesidir. Bunun için madenlerde ve yer altı tünellerinde uygun konumlara yerleştirilmiş fanfar, yangın yerine ve insanların tahliye edilme noktal arına göre dumanı en uygun biçimde yönlendirirler. • Bu uygulamalarda fan seçimi ve tasarımı için önemli olan, dumanın tahliyesi için gerekli hava hızlarının/debisinin sağlanması ve yangın senaryosu doğrultusunda tanların emme veya basma çalışma koşullarında aynı performansla çalı şmas ıdır. Bu sebeplerden dolayı acil durum havalandırma uygulamalarında kullanılacak fanın eksenel-tersinir olması gereklidir. Tersinir tanlar, dönüş yönleri değiştirildiğinde aynı performansla çalışabilen fanl ardır. Böyle bir uygulamada fanda kulla nı lacak kanat profillerinin tam simetrik olması gerekmektedir. Dönüş yönü tersine çevrildiğinde ilk çalışma yönüne göre ön uçlar artık arka, arka uçlar da ön uç gibi davranacaktır. Aynı şekilde, kanat profillerinin basınç yüzeyleri emme yüzeyine, emme yüzeyleri de basınç yüzeyine dönüşecektir. Bu koşulları sağlaması için kanat profilinde kambur olmaması gerekmektedir. Bu uygulama için elips profiller uygun görülmüştür. Elips profilden oluşan kanat dizini aerodinamik özellikleri, çeşitli Reynolds sayıları, kanat sıklıkları ve hücum açılarında sayısal akışkanlar dinamiği kullanarak hesaplanmıştır. Bu aerodinamik performans parametreleri fan tasarımında kullanılmıştır. Tersinir eksene! fan için uyarlanan tasarımda akışın fan girişinde radyal doğrultuda hız bileşenlerinin olmadığı ve akışkana fan tarafından kazandırılan basma yüksekliğinin yarıçap doğrultusunda değişmediği (serbest dönüş koşulu) kabul edilmiştir. Sonuç olarak fan çıkışındaki akış çizgileri üzerinde yarıçap doğrultusunda bir basınç farkı oluşmaz ve akış çizgileri sadece eksenel ve teğetsel yönde bileşenlerden oluşur. Bu sebeple kanat dizinlerinin aerodinamik performansları 2 boyutta çözülmüştür. Eksenel akım makinalarındaki kanatlar sonsuz bir doğrunun üzerinde uzanan kanat dizini gibi davranacağından yapılan aerodinamik çözüm, sonsuz sayıda kanattan oluşan bir kanat dizini etrafında yapılmıştır. Çözüm için kullanılan hesaplama ağı GAMBIT 2.0 kullanarak oluşturulmuş, oluşturulan ağ FLUENT 6.0 kullanılarak çözülmüştür. Sonuçlar tersinir eksenel fan tasarımında kullanılmış, fan performa n s ı FLUENT 6.0 kullanılarak incelenmiştir. 2. Kanat Dizinlerinin Aerodinamik Çözümü 2.1. Kullanılan Kanat Profili Yukarıda bahsedildiği gibi fan tasarımında elips profiller kullan ılmı ştır. En yüksek kanat ka lınlığı kanat boyunun %8'i olarak seçilmiştir ve kanadın ön ve arka uçlarını birleştiren çizginin tam ortas ındadır. Profiller farklı kanat sıklıklarında ve hücum açılarında, çeşitli akış hızlarında denenmiştir.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=