Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

TUĞLALI PASTA FIRINI ISIL ANALİZİ ORCAN KAYA 2004508108.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "TUĞLALI PASTA FIRINI ISIL ANALİZİ ORCAN KAYA 2004508108."— Sunum transkripti:

1 TUĞLALI PASTA FIRINI ISIL ANALİZİ ORCAN KAYA

2 ÖZET Bu çalışmada, Tuğlalı Pasta Fırınında brülör değişkenlerinin yanmaya etkisi incelenmiştir. İki ve üç brülör ‘lü durumlar için karşılaştırmalar yapılmıştır. Tüm analizler için öncelikle GAMBİT programında çizimler, meshlemeler yapılmış sınır koşulları tanımlanmış olup ardından FLUENT adlı, hesaplamalı akışkanlar dinamiği programı kullanılmıştır. Çalışmada ayrıca GAMBİT ve FLUENT programlarıyla iligli bilgilendirmeler mevcuttur.

3 1- PROBLEMİN ANLAŞILMASI GİRİŞ Standart bir Tuğlalı Pasta Fırınında iki brülörlü, tavalı ve tavasız durumlar için analizler yapılmıştır. Tavaların fırının 3. katına ve 4. katına konmasının etkileri incelenmiştir.Konuyu anlayabilmek için öncelikle standart bir Tuğlalı Pasta Fırınını tanıyalım.Resimde NİL MÜHENDİSLİK SPF-120 Standart Tuğlalı Pasta Fırını görülmektedir. Standart bir Tuğlalı Pasta Fırınında iki brülörlü, tavalı ve tavasız durumlar için analizler yapılmıştır. Tavaların fırının 3. katına ve 4. katına konmasının etkileri incelenmiştir.Konuyu anlayabilmek için öncelikle standart bir Tuğlalı Pasta Fırınını tanıyalım.Resimde NİL MÜHENDİSLİK SPF-120 Standart Tuğlalı Pasta Fırını görülmektedir.

4 Resimde NİL MÜHENDİSLİK Standart Tuğlalı Pasta Fırınının içi görülmektedir. Resimde NİL MÜHENDİSLİK Standart Tuğlalı Pasta Fırınının içi görülmektedir. 1- PROBLEMİN ANLAŞILMASI

5 Orta kısımda görülen 4 kata çift sıra halinde tavalar konur. Resimde örnek bir tava görülmektedir. Orta kısımda görülen 4 kata çift sıra halinde tavalar konur. Resimde örnek bir tava görülmektedir. 1- PROBLEMİN ANLAŞILMASI

6 Pişmesi istenen mamuller tavaların içine konur ve pişmeye bırakılır. Pişmesi istenen mamuller tavaların içine konur ve pişmeye bırakılır. 1- PROBLEMİN ANLAŞILMASI

7 3 brülöre sahip olan Tuğlalı Pasta Fırınında pişirme esnasında sağ ve sol brülörün yakılması önerilmektedir.Orta brülörün fırının ilk ısınması esnasında sağ ve sol brülör ile beraber kısık bir şekilde yakılması önerilmektedir. Ardından fırın ısınıp mamul pişirmeye geçileceği zaman orta brülörün kapatılıp istenilen pişirme sıcaklığına göre sağ ve sol brülör birlikte açılması önerilmektedir. 3 brülöre sahip olan Tuğlalı Pasta Fırınında pişirme esnasında sağ ve sol brülörün yakılması önerilmektedir.Orta brülörün fırının ilk ısınması esnasında sağ ve sol brülör ile beraber kısık bir şekilde yakılması önerilmektedir. Ardından fırın ısınıp mamul pişirmeye geçileceği zaman orta brülörün kapatılıp istenilen pişirme sıcaklığına göre sağ ve sol brülör birlikte açılması önerilmektedir. Ancak mamul üreticileri bu uyarıyı çoğu zaman dikkate almamaktadırlar.Bu uyarının dikkate alınmaması yada unutulması sonucu fırın içi homojen yanış dağılımı bozulmaktadır. Ayrıca homojen yanış dağılımının pişirme süresini geciktirmesi sonucunda mamul üreticilerinin brülör gazlarını açması gazın yanmadan ( çiğ bir şekilde ) brülörlerden çıkmasına yol açmaktadır. Bu da ortamda gaz kokusu ve çalışanların gözlerinde yanmaya sebebiyet vermektedir. Ancak mamul üreticileri bu uyarıyı çoğu zaman dikkate almamaktadırlar.Bu uyarının dikkate alınmaması yada unutulması sonucu fırın içi homojen yanış dağılımı bozulmaktadır. Ayrıca homojen yanış dağılımının pişirme süresini geciktirmesi sonucunda mamul üreticilerinin brülör gazlarını açması gazın yanmadan ( çiğ bir şekilde ) brülörlerden çıkmasına yol açmaktadır. Bu da ortamda gaz kokusu ve çalışanların gözlerinde yanmaya sebebiyet vermektedir. Peki sağ ve sol brülör pişirmeye yeterli midir ? Orta brülör nasıl etki bir göstermektedir ? Peki sağ ve sol brülör pişirmeye yeterli midir ? Orta brülör nasıl etki bir göstermektedir ? Bu sorulara analizlerle yanıt bulmaya çalışalım. Bu sorulara analizlerle yanıt bulmaya çalışalım.

8 İki brülörün yanma durumu Üç brülörün yanma durumu 1- PROBLEMİN ANLAŞILMASI

9 2 – PROBLEMİN MÜHENDİSLİK AÇISINDAN MUHTEMEL SEBEPLERİ 1. Tuğlalı Pasta Fırınının kullanım talimatlarına uyulmaması, 2. Mamul üreticilerinin kullandıkları eski veya verimsiz fırınlarına olan alışkanlıkarından dolayı bu fırına kullanım farklarından dolayı alışmasının zorluğu, 3. Ehil olmayan kişilerin fırını kullanması.

10 3 – SEBEPLERİN GENEL DEGERLENDİRMESİ VE İNCELEME ALTERNATİFLERİ Orta brülörün pişirme esnasında yakılmamasının önerilmesine rağmen, mamul üreticileri tarafından ısrarla yakılmasının homojen yanış dağılımına olumsuz etki yaptığı öngörülerek bu sebep çerçevesinde değerlendirmeler yapılmıştır. Bilindiği üzere yanış dağılımını araştırmak bir ısıl analiz problemidir.Bu sebeple; Orta brülörün pişirme esnasında yakılmamasının önerilmesine rağmen, mamul üreticileri tarafından ısrarla yakılmasının homojen yanış dağılımına olumsuz etki yaptığı öngörülerek bu sebep çerçevesinde değerlendirmeler yapılmıştır. Bilindiği üzere yanış dağılımını araştırmak bir ısıl analiz problemidir.Bu sebeple; 1. Fırın içi homojen yanış dağılımının kontrolü için Tuğlalı Pasta Fırınının basitleştirilmiş GAMBİT modeli yapılarak FLUENT ile analizi yapılabilir. 2. Fırın içi genel sıcaklığın ve tava alt sıcaklığının, sağ ve sol brülör yakıldığı zamanki durum için ve üç brülörün birlikte yakıldığı durum için karşılaştırmaları yapılarak orta brülörün ısınmaya ve pişirmeye etkisi teorik olarak belirlenebilir. 3. Fırın içi genel sıcaklığın ve tava alt sıcaklığının, sağ ve sol brülör yakıldığı zamanki durum için ve üç brülörün birlikte yakıldığı durum için karşılaştırmaları deneysel olarak yapılıp teorik sonuçlarla karşılaştırılabilir.

11 4 – KONUYA HAKİMİYET İÇİN TEMEL TEORİK BİLGİLER ISI TRANSFERİ İletim, taşınım ve ışınım ile ısı geçişi

12 4 – KONUYA HAKİMİYET İÇİN TEMEL TEORİK BİLGİLER ISI TRANSFERİ İletimle bir boyutlu ısı geçişi Fourier yasası

13 4 – KONUYA HAKİMİYET İÇİN TEMEL TEORİK BİLGİLER ISI TRANSFERİ Taşınımla bir boyutlu ısı geçişi

14 4 – KONUYA HAKİMİYET İÇİN TEMEL TEORİK BİLGİLER ISI TRANSFERİ Taşınımla Isı Geçişi İşlemleri

15 4 – KONUYA HAKİMİYET İÇİN TEMEL TEORİK BİLGİLER ISI TRANSFERİ Işınımla Isı Geçişi İşlemleri

16 4 – KONUYA HAKİMİYET İÇİN TEMEL TEORİK BİLGİLER CFD (Computational Fluid Dynamics) Analiz Çözüm Denklemleri Kütlenin Korunumu Momentumun Korunumu Enerjinin Korunumu

17 5 – BDM AÇISINDAN YAPILABİLECEK KOLAYLIKLAR Tuğlalı Pasta Fırınının Solidworks modelinden görülebileceği gibi genel yapısı karmaşıktır. Gerek analiz sürelerini azaltmak için gerekse ayrıntılı modelin yaklaşım yapılmasına izin vermesinden dolayı birtakım basitleştirmelere gitmek faydalı olur. Şimdi yapılabilecek basitleştirmelere göz atalım.

18 Tuğlalı Pasta Fırınının Solidworks Modeli Tuğlalı Pasta Fırınının Solidworks Modeli

19 Tuğlalı Pasta Fırınının Gambit Modeli Genel Ölçüleri Tuğlalı Pasta Fırınının Gambit Modeli Genel Ölçüleri

20 Tuğlalı Pasta Fırınının Analiz için Basitleştirlmesi

21 Tuğlalı Pasta Fırınının Basitleştirilmiş Gambit Modeli Tuğlalı Pasta Fırınının Basitleştirilmiş Gambit Modeli

22 Gambit Modelinin Meshlenmis Görüntüsü Mesh Boyutu : 30 interval size Eleman : Tet / Hybrid Tip : TGrid

23 Resimlerde Gambit programında sınır koşullarının temsili gösterimi görülmektedir. Mavi renk kütle girişini ( mass flow inlet ) Kırmızı renk kütle çıkışını ( outflow ) Beyaz renk duvarı ( wall ) Sarı renk simetri ( simmetry ) temsil etmektedir.

24 FLUENT ANALİZ AÇIKLAMALARI GAMBİT programında basitleştirilmiş modelin çizimi, meshlenmesi ve sınır koşullarının tanımlanmasının ardından dosyalar mesh file (.msh ) olarak kaydedilip FLUENT ‘ e aktarıldı. GAMBİT programında basitleştirilmiş modelin çizimi, meshlenmesi ve sınır koşullarının tanımlanmasının ardından dosyalar mesh file (.msh ) olarak kaydedilip FLUENT ‘ e aktarıldı. Analizler 2 aşamada yapıldı. Analizler 2 aşamada yapıldı. İlk aşamada 2 adet tava fırının 3. katında olarak düşünüldü ve öyle analizler yapıldı. İlk aşamada 2 adet tava fırının 3. katında olarak düşünüldü ve öyle analizler yapıldı. İkinci aşamada 2 adet tava fırının 4. katında düşünüldü ve o durumda değişken İkinci aşamada 2 adet tava fırının 4. katında düşünüldü ve o durumda değişken debilere göre analizler yapıldı. debilere göre analizler yapıldı.

25 Tavalar Fırnın 3. Katında İken Isıl Analiz

26 Fırın İç Görüntüsü Resimde Fırının 3. katında tek tava mevcuttur. O katta yanyana 2 tava olması durumu analiz için düşünülmüştür.

27 6.1 – BDM ANALİZ GİRDİLERİ ( BİRİNCİ DURUM ) Sınır koşullarında mavi olarak gösterilen kısım girişi temsil etmekteydi. Sınır koşullarında mavi olarak gösterilen kısım girişi temsil etmekteydi. Giriş kısmı için brülörlere 1300 K ° sıcaklıkta, 0.01 kg / sn kütlesel debide hava girişi tanımlanmıştır. Giriş kısmı için brülörlere 1300 K ° sıcaklıkta, 0.01 kg / sn kütlesel debide hava girişi tanımlanmıştır. Çıkış kısmı outflow tanımlandığı için bir değer girişine gerek yoktur.Çünkü FLUENT verilen giriş koşuluna göre çıkış koşullarını kendi belirler. Çıkış kısmı outflow tanımlandığı için bir değer girişine gerek yoktur.Çünkü FLUENT verilen giriş koşuluna göre çıkış koşullarını kendi belirler. Sınır koşullarında beyaz renkte gösterilen kısımlar duvar ( wall ) temsil etmekteydi. Duvar tanımlamalarında taşınım katsayısı 1000 W / mK ve serbest ortam sıcaklığı 300 K ° olarak girilmiştir. Sınır koşullarında beyaz renkte gösterilen kısımlar duvar ( wall ) temsil etmekteydi. Duvar tanımlamalarında taşınım katsayısı 1000 W / mK ve serbest ortam sıcaklığı 300 K ° olarak girilmiştir.

28 FLUENT programında dikkat edilmesi gereken 2 önemli kısım vardır. Analiz başlamadan önce iterasyon grafiklerini çizdirmesi programa girilir. Bunu yapmamız sistemin denge halini görmemizi sağlar. FLUENT programında dikkat edilmesi gereken 2 önemli kısım vardır. Analiz başlamadan önce iterasyon grafiklerini çizdirmesi programa girilir. Bunu yapmamız sistemin denge halini görmemizi sağlar. İterasyon grafiğinde 5 adet eğri çizdirilir. Bunların x eksenine (iterasyon sayısı ekseni) İterasyon grafiğinde 5 adet eğri çizdirilir. Bunların x eksenine (iterasyon sayısı ekseni) paralel olması gözlenince sistem dengeye gelmiş demektir ve iterasyon paralel olması gözlenince sistem dengeye gelmiş demektir ve iterasyon sonlandırılabilir. sonlandırılabilir. Diğer önemli kısım ise analiz bitince Report – Fluxes menüsünden analiz kontrol Diğer önemli kısım ise analiz bitince Report – Fluxes menüsünden analiz kontrol edilmelidir. edilmelidir.

29 Resimden görüldüğü gibi sistemi 300 iterasyon sonunda dengeye gelmiş gibi kabul edebiliriz.

30 Report - Fluxes menüsünden analizin kontrolü resimde görülmektedir kg / sn kütle girişi yanlızca % hata ile çıkış kısmında görülmektedir. Bu kabul edilebilir bir hatadır. 7.1 ANALİZLERİN YAPİLMASİ ( BİRİNCİ DURUM )

31 Fırının Toplam Sıcaklığının Hacimsel Ortalaması

32 Üst Deliklerden Çıkan Havanın Sıcaklığının Alansal Ortalaması

33 Tava Altının Toplam Sıcaklığının Alansal Ortalaması

34 Tava Üst Toplam Sıcaklığının Alansal Ortalaması

35 Fırın Toplam Sıcaklığı 3D Kontur Gösterimi Fırın Toplam Sıcaklığı Kesit Kontur Gösterimi

36 Toplam Sıcaklığın Hız Vektör Gösterimi

37 Tavalar Fırının 4. Katında İken Isıl Analiz 2 farklı kütlesel debi girişi için analizler yapılmıştır kg / sn kg / sn

38 Resimde Fırının 4.katında 2 adet tava yanyana olarak modellenmiştir.

39 6.2 – BDM ANALİZ GİRDİLERİ ( İKİNCİ DURUM ) Sınır koşullarında mavi olarak gösterilen kısım girişi temsil etmekteydi. Giriş kısmı için brülörlere 1300 K ° sıcaklıkta, 0.01 kg / sn kütlesel debide hava girişi tanımlanmıştır. Giriş kısmı için brülörlere 1300 K ° sıcaklıkta, 0.01 kg / sn kütlesel debide hava girişi tanımlanmıştır. Çıkış kısmı outflow tanımlandığı için bir değer girişine gerek yoktur.Çünkü FLUENT verilen giriş koşuluna göre çıkış koşullarını kendi belirler. Çıkış kısmı outflow tanımlandığı için bir değer girişine gerek yoktur.Çünkü FLUENT verilen giriş koşuluna göre çıkış koşullarını kendi belirler. Sınır koşullarında beyaz renkte gösterilen kısımlar duvar ( wall ) temsil etmekteydi. Duvar tanımlamalarında taşınım katsayısı 1000 W / mK ve serbest ortam sıcaklığı 300 K ° olarak girilmiştir. Sınır koşullarında beyaz renkte gösterilen kısımlar duvar ( wall ) temsil etmekteydi. Duvar tanımlamalarında taşınım katsayısı 1000 W / mK ve serbest ortam sıcaklığı 300 K ° olarak girilmiştir.

40 Resimden görüldüğü gibi sistemi 400 iterasyon sonunda dengeye gelmiş gibi kabul edebiliriz.

41 Report - Fluxes menüsünden analizin kontrolü resimde görülmektedir kg / sn kütle girişi yanlızca % hata ile çıkış kısmında görülmektedir. Bu kabul edilebilir bir hatadır. 7.2 ANALİZLERİN YAPILMASI ( İKİNCİ DURUM )

42 Fırının Toplam Sıcaklığının Hacimsel Ortalaması

43 Üst Deliklerden Çıkan Havanın Sıcaklığının Alansal Ortalaması

44 Tava Altının Toplam Sıcaklığının Alansal Ortalaması

45 Tava Üst Toplam Sıcaklığının Alansal Ortalaması

46 Fırın Toplam Sıcaklığı 3D Kontur Gösterimi Fırın Toplam Sıcaklığı Kesit Kontur Gösterimi

47 Toplam Sıcaklığın Hız Vektör Gösterimi

48 6.3 – BDM ANALİZ GİRDİLERİ ( ÜÇÜNCÜ DURUM ) Sınır koşullarında mavi olarak gösterilen kısım girişi temsil etmekteydi. Giriş kısmı için brülörlere 1300 K ° sıcaklıkta, kg / sn kütlesel debide hava girişi tanımlanmıştır. Giriş kısmı için brülörlere 1300 K ° sıcaklıkta, kg / sn kütlesel debide hava girişi tanımlanmıştır. Çıkış kısmı outflow tanımlandığı için bir değer girişine gerek yoktur.Çünkü FLUENT verilen giriş koşuluna göre çıkış koşullarını kendi belirler. Çıkış kısmı outflow tanımlandığı için bir değer girişine gerek yoktur.Çünkü FLUENT verilen giriş koşuluna göre çıkış koşullarını kendi belirler. Sınır koşullarında beyaz renkte gösterilen kısımlar duvar ( wall ) temsil etmekteydi. Duvar tanımlamalarında taşınım katsayısı 1000 W / mK ve serbest ortam sıcaklığı 300 K ° olarak girilmiştir. Sınır koşullarında beyaz renkte gösterilen kısımlar duvar ( wall ) temsil etmekteydi. Duvar tanımlamalarında taşınım katsayısı 1000 W / mK ve serbest ortam sıcaklığı 300 K ° olarak girilmiştir.

49 Resimden görüldüğü gibi sistemi 400 iterasyon sonunda dengeye gelmiş gibi kabul edebiliriz.

50 Report - Fluxes menüsünden analizin kontrolü resimde görülmektedir kg / sn kütle girişi yanlızca % hata ile çıkış kısmında görülmektedir. Bu kabul edilebilir bir hatadır. 7.3 – ANALİZLERİN YAPILMASI ( ÜÇÜNCÜ DURUM )

51 Fırının Toplam Sıcaklığının Hacimsel Ortalaması

52 Tava Altının Toplam Sıcaklığının Alansal Ortalaması

53 Tava Üst Toplam Sıcaklığının Alansal Ortalaması

54 Fırın Toplam Sıcaklığı 3D Kontur Gösterimi Fırın Toplam Sıcaklığı Kesit Kontur Gösterimi

55 Toplam Sıcaklığın Hız Vektör Gösterimi

56 6.4 – BDM ANALİZ GİRDİLERİ ( DÖRDÜNCÜ DURUM ) Sınır koşullarında mavi olarak gösterilen kısım girişi temsil etmekteydi. Sınır koşullarında mavi olarak gösterilen kısım girişi temsil etmekteydi. Giriş kısmı için brülörlere 1300 K ° sıcaklıkta, 0.01 kg / sn kütlesel debide hava girişi tanımlanmıştır. Giriş kısmı için brülörlere 1300 K ° sıcaklıkta, 0.01 kg / sn kütlesel debide hava girişi tanımlanmıştır. Çıkış kısmı outflow tanımlandığı için bir değer girişine gerek yoktur.Çünkü FLUENT verilen giriş koşuluna göre çıkış koşullarını kendi belirler. Çıkış kısmı outflow tanımlandığı için bir değer girişine gerek yoktur.Çünkü FLUENT verilen giriş koşuluna göre çıkış koşullarını kendi belirler. Sınır koşullarında beyaz renkte gösterilen kısımlar duvar ( wall ) temsil etmekteydi. Duvar tanımlamalarında taşınım katsayısı 1000 W / mK ve serbest ortam sıcaklığı 300 K ° olarak girilmiştir. Sınır koşullarında beyaz renkte gösterilen kısımlar duvar ( wall ) temsil etmekteydi. Duvar tanımlamalarında taşınım katsayısı 1000 W / mK ve serbest ortam sıcaklığı 300 K ° olarak girilmiştir.

57 3 brülörlü modelin bu analizi sadece sağ ve sol brülör kullanıldığı zamanki aynı kütlesel debi girişiyle test edildi. 3 brülörlü modelin bu analizi sadece sağ ve sol brülör kullanıldığı zamanki aynı kütlesel debi girişiyle test edildi. Buradaki aynı kütlesel debi girişine karşılık 2 ve 3 brülörlü modelde tava alt ve üst sıcaklıklarını karşılaştırarak bu sıcaklıklara nasıl bir etkide bulunduğunu araştırmak ve homojen yanış dağılımı bozup bozmadığını irdelemektir. Buradaki aynı kütlesel debi girişine karşılık 2 ve 3 brülörlü modelde tava alt ve üst sıcaklıklarını karşılaştırarak bu sıcaklıklara nasıl bir etkide bulunduğunu araştırmak ve homojen yanış dağılımı bozup bozmadığını irdelemektir. 3 brülörlü bu modelde 2 tava fırının 4. katında olarak modellenip analiz edilmiştir. 3 brülörlü bu modelde 2 tava fırının 4. katında olarak modellenip analiz edilmiştir.

58 Fırının Toplam Sıcaklığının Hacimsel Ortalaması 7.4 – ANALİZLERİN YAPILMASI ( DÖRDÜNCÜ DURUM )

59 Üst Deliklerden Çıkan Havanın Sıcaklığının Alansal Ortalaması

60 Tava Altının Toplam Sıcaklığının Alansal Ortalaması

61 Tava Üst Toplam Sıcaklığının Alansal Ortalaması

62 Fırın Toplam Sıcaklığı 3D Kontur Gösterimi Fırın Toplam Sıcaklığı Kesit Kontur Gösterimi

63 8 – SONUÇLAR VE DEGERLENDİRME DurumKütlesel Debi (kg/sn)Fırın İçi Genel Sıcaklık (C°)Çıkış Sıcaklığı(C°)Tava Alt Sıcaklığı(C°)Tava Üst Sıcaklığı(C°) Tavalar 3. Katta İken Tavalar 4. Katta İken Tavalar 4. Katta İken ( 3 brülörlü durum )

64 1. Tavalar fırının 3. katında ve 4. katında iken aynı kütlesel debi ve sıcaklıktaki hava girişlerinde (0.01 kg / sn ve 1300 K°) 4. katta tava alt ve üst sıcaklığının yüksek çıkması ısınan havanın yükseldiğinin kanıtı olarak yorumlanabilir. Bundan dolayı mamul üreticileri çoğu zaman pişirdikleri ürünleri önce üst katta tutup bir süre sonra alt kata alırlar brülörlü model ve 2 brülörlü model karşılaştırıldığında fırın içi genel sıcaklığa 3. brülörün denge durumunda katkısı olmadığı görülmüştür. Ancak dengeye gelene kadar yani fırın ısınana kadar 3. brülör kullanılabilir ifadesi bu şekilde desteklenebilir brülörlü modelde tava alt ve tava üst sıcaklıklarının aynı debi ve sıcaklık girişine sahip 2 brülörlü modele göre neredeyse aynı çıkması homojen dağılımın bozulduğu fikrini doğurur ki analiz sonucu bunu destekler. Görüldüğü gibi 3 brülörden eşit debide hava girişi olması orta brülörde basma denen olaya sebebiyet vermiştir. Bunun sonucu olarak homojen dağılım bozulmuştur. Bu orta brülörde basma olayı fırının dışına gaz kokusu çıkmasına ve bu da göz yaşarmasına en önemlisi imalathanede tehlikeye yol açmaktadır.

65 9 – ÇÖZÜM GELİŞTİRME 1. Fırın kullanıcıları kullanım prensipleri hakkında yeterince bilgilendirilmelidir. 2. Fırında orta brülörün vanası ne kadar çok açılırsa açılsın belli sınırdan çok gaz geçişine izin vermeyen kontrol sistemi düşünülebilir. 3. Fırın içine pişirmek için mamul koyulduğunda eğer orta brülör yanıyor ise kapatılması için kullanıcıyı uyaracak uyarı sistemi düşünülebilir.

66 10 – YARGILAR VE BİLİME KATKI Endüstriyel fırın piyasasında fırınlar genelde 3 brülörlü şekilde üretilmektedir. Bu şekil- de üretilen fırınlarda yapılan analizlere ve tecrübelere dayanarak sağ ve sol brülörün pişir- mede yeterli olduğu,orta brülörün fırının ısınıp mamul pişirilmesi sürecine kadar açık kalma- sı gerektiği ve mamul pişirmek için fırına koyulunca orta brülörün kapatılması gerektiği ulaşı- labilecek en genel yargıdır.

67 GAMBİT VE FLUENT PROGRAMLARI GAMBİT Programı GAMBİT Programı GAMBİT; dizayn ve analiz yapanların mesh model oluşturup hesaplamalı akışkanlar dinamiğinde kullanmaları için ve diğer bilimsel uygulamalarda kullanmaları için geliştirilen bir yazılımdır. GAMBİT ‘e grafik arayüzü sayesinde kullanıcı girdileri girer. GAMBİT grafik arayüzünde temel olarak öncelikle geometri oluşturulur ardından meshleme ve sınır şartları tanımlanıp uygun çözücüde analiz için model kullanılabilir. GAMBİT; dizayn ve analiz yapanların mesh model oluşturup hesaplamalı akışkanlar dinamiğinde kullanmaları için ve diğer bilimsel uygulamalarda kullanmaları için geliştirilen bir yazılımdır. GAMBİT ‘e grafik arayüzü sayesinde kullanıcı girdileri girer. GAMBİT grafik arayüzünde temel olarak öncelikle geometri oluşturulur ardından meshleme ve sınır şartları tanımlanıp uygun çözücüde analiz için model kullanılabilir. 11- ANALİZ ADIMLARI

68 GAMBİT Grafik Kullanım Arayüzü 11- ANALİZ ADIMLARI

69 OPERASYON MENÜLERİ 11- ANALİZ ADIMLARI

70 FLUENT PROGRAMI FLUENT, yaratılan geometrilerde akışkan akışlarını simule edebilen bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği programıdır. FLUENT, akışkan akışlarını modellemek ve karmaşık geometrilerdeki ısı transferlerini görmek için oldukça önemli bir programdır. FLUENT çözüm için sonlu hacimler metodunu kullanır. Bunun kullanılması farklı fiziksel modeller için, örneğin; sıkıştırılabilir veya sıkıştırılamaz, viskoz veya viskoz olmayan, laminar veya türbülanslı vb., programa çözüm yeteneği kazandırır. Geometri, mesh ve gerekli sınır koşulları GAMBİT programında tanımlanır. FLUENT, yaratılan geometrilerde akışkan akışlarını simule edebilen bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği programıdır. FLUENT, akışkan akışlarını modellemek ve karmaşık geometrilerdeki ısı transferlerini görmek için oldukça önemli bir programdır. FLUENT çözüm için sonlu hacimler metodunu kullanır. Bunun kullanılması farklı fiziksel modeller için, örneğin; sıkıştırılabilir veya sıkıştırılamaz, viskoz veya viskoz olmayan, laminar veya türbülanslı vb., programa çözüm yeteneği kazandırır. Geometri, mesh ve gerekli sınır koşulları GAMBİT programında tanımlanır. Çözüme yedi adımda ulaşılabilir; Çözüme yedi adımda ulaşılabilir; GAMBİT ‘te geometrinin oluşturulması GAMBİT ‘te geometrinin oluşturulması GAMBİT ‘te meshlemelerin yapılması GAMBİT ‘te meshlemelerin yapılması GAMBİT ‘te sınır şartlarının tanımlanması GAMBİT ‘te sınır şartlarının tanımlanması FLUENT ‘ te problemin tanımlanması FLUENT ‘ te problemin tanımlanması Çözüm Çözüm Sonuçların analizi Sonuçların analizi Gerekiyorsa meshlemelerin iyileştirilmesi Gerekiyorsa meshlemelerin iyileştirilmesi 11- ANALİZ ADIMLARI

71 CFD Analizinin Teorisi FLUENT çözücüsü sonlu hacim metoduna dayanır. Çözüm bölgesi bir dizi kontrol hacmine veya hücreye bölünür. Kütle, momentum, enerji vs. taşınım denklemleri sonlu farklılaştırılır. FLUENT çözücüsü sonlu hacim metoduna dayanır. Çözüm bölgesi bir dizi kontrol hacmine veya hücreye bölünür. Kütle, momentum, enerji vs. taşınım denklemleri sonlu farklılaştırılır. Geçici rejim Taşınım Difüzyon Üretim Akış bölgesi bir dizi kontrol hacmine (mesh’e) bölünür. 11- ANALİZ ADIMLARI

72 MESH BİLEŞENLERİ Basit 2D Mesh Basit 3D Mesh Cell = Bölgenin parçalarını oluşturan sonlu hacim Face = Bir hücrenin (cell) yüzeyi Edge = Bir yüzeyin sınırı Node = Grid (düğüm) noktası Zone = Nodes, faces veya cell grupları 11- ANALİZ ADIMLARI

73 11- ANALİZ ADIMLARI FLUENT Çözücüde Çözüm İçin Gerekli Aşamalar GAMBİT programında oluşturulan modelin meshleme ve sınır koşulları tanımlama işlemleride yapılıp ardından solver butonunun altındaki menüden problem için uygun çözücü seçilir. GAMBİT programında oluşturulan modelin meshleme ve sınır koşulları tanımlama işlemleride yapılıp ardından solver butonunun altındaki menüden problem için uygun çözücü seçilir. GAMBİT Solver Menüsü

74 GAMBİT programında Export – Mesh uzantısında kaydedilen dosya FLUENT programında File- Read – Case kısmından okutulabilir. GAMBİT programında Export – Mesh uzantısında kaydedilen dosya FLUENT programında File- Read – Case kısmından okutulabilir. FLUENT Ana Menüleri Ardından Grid menüsü altından Scale butonu ile model ölçeklenir.

75 Ardından Define-Models menüsü altından gerekli Solver ayarları yapılır. Energy butonundan Energy Equation işaretlenir. Ardından Define-Materials menüsü altından akışkan ve rijit parça için malzeme atamaları yapılır. Ardından Define-Models menüsü altından gerekli Solver ayarları yapılır. Energy butonundan Energy Equation işaretlenir. Ardından Define-Materials menüsü altından akışkan ve rijit parça için malzeme atamaları yapılır. FLUENT Energy Butonu FLUENT Material Butonu

76 Bir sonraki adım olarak Define-Boundary Conditions menüsü altından akış özellikleri (kütlesel debi, basınç, sıcaklık vb.) girilir. Bu menüde GAMBİT programında tanımlanan sınır şartları gözden geçirilebilr ve gerekirse düzeltilebilir. En önemli kısım akış yönünü doğru girmektir. FLUENT programının kendi içinde akış x ekseninde kabuluyle başlıyor. Ancak GAMBİT ‘ teki oluşturulan modelde akış y veya z ekseninde ise FLUENT programında akış yönünü düzeltmemiz gerekir. Normal to boundary ‘i seçersek sorun kalmayacaktır. Bir sonraki adım olarak Define-Boundary Conditions menüsü altından akış özellikleri (kütlesel debi, basınç, sıcaklık vb.) girilir. Bu menüde GAMBİT programında tanımlanan sınır şartları gözden geçirilebilr ve gerekirse düzeltilebilir. En önemli kısım akış yönünü doğru girmektir. FLUENT programının kendi içinde akış x ekseninde kabuluyle başlıyor. Ancak GAMBİT ‘ teki oluşturulan modelde akış y veya z ekseninde ise FLUENT programında akış yönünü düzeltmemiz gerekir. Normal to boundary ‘i seçersek sorun kalmayacaktır. FLUENT Boundary Conditions Butonu

77 Ardından Solve-Controls-Solution menüsü altından Momentum ve Pressure kısmından QUİCK seçilİr. Ardından Solve-Controls-Solution menüsü altından Momentum ve Pressure kısmından QUİCK seçilİr. FLUENT Solution Menüsü

78 Solution Butonu altındaki Momentum kısmında çeşitli formülasyonlarla çözüm şekilleri mevcuttur. Solution Butonu altındaki Momentum kısmında çeşitli formülasyonlarla çözüm şekilleri mevcuttur. Bunlar ; Bunlar ; First Order Upwind First Order Upwind Second Order Upwind Second Order Upwind Power Law Power Law QUİCK QUİCK Third Order-MUSCL Third Order-MUSCL Analizlerde gerçeğe en uygun sonuç QUİCK seçilerek elde edildiği için bunun kullanılması önerilir. 2D Model İçin QUİCK – UPWİND çözümleri karşılaştırması

79 Ardından Solve – İnitialize menüsü altından akışkan girişinin tanımlandığı bölüm seçilir. Ardından Solve – İnitialize menüsü altından akışkan girişinin tanımlandığı bölüm seçilir.

80 Ardından Solve-Monitors-Residuals menüsünden Monitors Convercenge tikleri kaldırılır ve plot işaretlenir. Bunu yapmamızdaki amaç; bir sonraki adım olan iterasyonda küçük yaklaşımlara olanak tanımak ve iterasyona bağlı hız, enerji ve süreklilik denklemlerini grafik olarak çizdirip dengeye gelip gelmediğini anlamaktır. Ardından Solve-Monitors-Residuals menüsünden Monitors Convercenge tikleri kaldırılır ve plot işaretlenir. Bunu yapmamızdaki amaç; bir sonraki adım olan iterasyonda küçük yaklaşımlara olanak tanımak ve iterasyona bağlı hız, enerji ve süreklilik denklemlerini grafik olarak çizdirip dengeye gelip gelmediğini anlamaktır.

81 Ardından iterasyon işlemine geçilebilir. Bunun için Solve-İterate menüsünden ilk başta herhangi bir iterasyon sayısı girilerek çözüm başlatılır. Plot butonunu bir önceki adımda seçtiğimiz için iterasyon sırasında anlık hız, enerji ve süreklilik denklemleri grafik olarak çizilir, dengeye gelip gelmediğine bakılarak iterasyon gerekli yerde durdurulur. Resimde örnek iterasyon yaptırılmış olup, 175 iterasyon civarında dengeye geldiği görülmüştür.İterasyona devam edilince dalgalanmalar yaşandığı ancak yine bu değere dönüldüğü gözlenir.Demek ki sistem dengeye gelmiştir ve sonuçları görmek için iterasyon sonlandırılabilir. Ardından iterasyon işlemine geçilebilir. Bunun için Solve-İterate menüsünden ilk başta herhangi bir iterasyon sayısı girilerek çözüm başlatılır. Plot butonunu bir önceki adımda seçtiğimiz için iterasyon sırasında anlık hız, enerji ve süreklilik denklemleri grafik olarak çizilir, dengeye gelip gelmediğine bakılarak iterasyon gerekli yerde durdurulur. Resimde örnek iterasyon yaptırılmış olup, 175 iterasyon civarında dengeye geldiği görülmüştür.İterasyona devam edilince dalgalanmalar yaşandığı ancak yine bu değere dönüldüğü gözlenir.Demek ki sistem dengeye gelmiştir ve sonuçları görmek için iterasyon sonlandırılabilir.

82 Ardından Display menüsü altından; contours, vectors, pathlines gösterimleriyle akış görsel hale getirilebilir. Ardından Display menüsü altından; contours, vectors, pathlines gösterimleriyle akış görsel hale getirilebilir. Report –Fluxes menüsünden analiz kontrolleri yapılabilir. Örnek olarak, kütlesel debi giriş çıkış farkı yada ısı transferi farkları.Report-Fluxes kontrollerinde sorun yoksa analiz başarıyla sonuçlanmış demektir. Report –Fluxes menüsünden analiz kontrolleri yapılabilir. Örnek olarak, kütlesel debi giriş çıkış farkı yada ısı transferi farkları.Report-Fluxes kontrollerinde sorun yoksa analiz başarıyla sonuçlanmış demektir.

83 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER...


"TUĞLALI PASTA FIRINI ISIL ANALİZİ ORCAN KAYA 2004508108." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları