Serbest Soğutma Sisteminde Kullanılan Filtrenin Modellenmesi
Özet
Serbest soğutma sisteminde kullanılan filtrenin modellenmesi ve farklı akış hacimleri oluşturularak ve bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği paket kullanılmasıyla elde edilen sonuçların incelenmesini konu alan sayısal çalışmalar anlatılmaktadır.
1. Giriş
İletişim, hayatımızın vazgeçilmez bir parçası olarak yeni yüzyılda da önemini daha da arttırmaktadır. Mevcut faal olan iletişim cihazları sayesinde kesintisiz veri aktarımları sağlanabilmektedir.
İletişim cihazları çalışma esnasında ortama yaymış olduğu ısı, eğer dış ortam şartları uygun ise bir fan yardımıyla serbest soğutma yöntemi kullanılarak çevre ortamına aktarılabilmektedir. Bu cihazlar, iç ile dış ortam sıcaklıkları arasındaki farka göre çalışmaktadır. Böyle bir durum söz konusu olduğunda farklı tiplerdeki serbest soğutma sisteminin ve sistemdeki mevcut filtrelerin katsayıları ile birlikte belirli bir akış hacmi için ve bir hesaplamalı akışkan dinamiği paket program kullanılmasıyla yapılan optimizasyon çalışmaları anlatılmıştır.
2. Matematiksel Formüller
Yapılan analizler, sistem sınırları için adyabatik, sıkıştırılamaz akış, zamandan bağımsız ve k-ɛ türbülans modeli kullanılarak değerlendirilmiştir.
Süreklilik Denklemi:
Burada, Gk ortalama hız gradyeninden kaynaklanan türbülans kinetik enerjiyi, Gb kaldırma etkilerinden kaynaklanan türbülans kinetik enerjiyi, YM dilatasyon dağılımını, C1ɛ ve C2 sabitleri, σk ve σɛ türbülans Prandtl sayılarını, Sk ve Sɛ kaynak terimlerini ifade etmektedir.
Model sabitleri ise, C1ɛ = 1.44, C2 = 1.9, σk = 1, σɛ = 1.2
4. G2 Filtre Hesapları/Modellenmesi
Yukarıda verilen grafikten Hız - Basınç farkı tablosu oluşturulur.
Tablo 1. Grafikten alınan değerler
|
Hız (m/s) |
Basınç Farkı (Pa) |
|
2.5 |
30 |
|
1.7 |
20 |
|
1 |
15 |
Tablodaki verilere göre
DP = a . V² + b . V + c
şeklinde parabolik fonksiyonun katsayıları çıkartılır.
a = 3.5714, b = - 2.5 ve c = 13.9286
yerine yerleştirilerek
DP = 3.5714 . V² - 2.5 . V + 13.9286
bulunur. Buradan atalet direnci için
formülünden, gözenekli ortam kalınlığını t = 10 mm ile yoğunluğu 1.225 kg/m³ alınarak
