Soğuk hava depolarında ortam koşullarının hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) ile modellenmesi

Abstract

Bu araştırmanın amacı, bir test odasında sıcaklık ve nem dağılımını incelemek ve tarımsal ürünlerin daha uzun sürelerle ekonomik olarak saklanabilmesi için önerilerde bulunmaktır. Araştırmada, deneysel ölçümler ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri (CFD) yapılmıştır. Hesaplamalı analizler, geometrik ve fiziksel modelleme açısından ayrıntılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar her aşamada deneysel verilerle karşılaştırılarak sağlama yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, havalandırma şartları ve ürün yerleşiminin sıcaklık ve nem dağılımı açısından etkilerini belirlemede kullanılmıştır. Araştırmada; sıcaklık ve nem dağılımının soğuk oda konfigürasyonu ile ilişkisi incelenmiştir. Ayrıca, Fluent yazılım programında yer alan, sonlu hacimler yöntemini kullanan Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği yöntemlerinin soğuk depo tasarımı ve iyileştirilmesinde kullanılmıştır. Sonuçlar evaporatör yüzey alanının oluşturduğu hava kanalı boyunca incelenmiştir. Depo set değeri olan +2oC ve %90 bağıl nemde havanın sıcaklık ve bağıl nem kontur değerlerinin odanın yarısında tolerans değerlerinde olduğu saptanmıştır. Ancak diğer kısımlarında +5oC sıcaklıkta ve %70 bağıl nemde olduğu görülmüştür.

Objective of this research is to investigate distribution of temperature and relative humidity in an experimental cold storage and determine suggestions for long and economic cold storage of agricultural products. Experimental measurements and computational fluid dynamics (CFD) analysis were realized. Complexity and details of the computational fluid dynamics (CFD) analysis increased. Results of CFD analysis were compared with experimental results for each stage of the research. Detailed CFD results were used to determine effect of ventilation conditions and location of cold storage on spatial variability of temperature and relative humidity. Essentials of relationship between distribution of temperature and relative humidity affecting cold storage performance and cold storage configuration were determined. In addition, using of Fluent software which is one of economic design tools and based on finite volumes in computational fluid dynamic, was evaluated for cold storage design and improvement of design. The results were investigated along air channel created by evaporator surface area in cold storage. Temperature and relative humidity contour values of cold air taken at cooling system set values as 2oC and %90 was determined approximately at tolerance values of temperature and relative humidity for half of these air channel in the cold storage. However, these values were determined as +5oC and 70% RH for other part of the experimental cold storage.