Boru içi akışın dirseklerde incelenmesi ve mevcut dirsek tasarımlarının iyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, standartlara uygun dirsek modelinde akış, sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal çözümler, ampirik bağıntılardan elde edilen çözümler ile karşılaştırılmış, bu sayede sayısal sonuçların güvenilirliği sağlanmıştır. Sayısal analizler için Fluent, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD), ticari yazılımı kullanılmıştır.Bu çalışmanın amacı, yeni bir dirsek tasarımı sayesinde mevcut sabit eğrilikli modele kıyasla daha az basınç kaybı elde edilmesidir. Bunun için 35 adet yeni dirsek tasarımı yapılmıştır. Tasarımlarda, merkez eksenini bir eğri olarak tanımlayan, trigonometrik bir fonksiyon kullanılmıştır. Sabit eğrilikli model için yapılan sayısal çözümler, aynı şekilde tüm yeni tasarımlar için tekrar edilmiştir. Elde edilen bütün çözümler birbirleriyle mukayese edilerek sonuçlar yorumlanmıştır. Çalışmada, ampirik bağıntılarla karşılaştırmalar sonucunda, akış karakterimiz için en uygun modelin RNG k-epsilon türbülans modeli olduğuna karar verilmiştir. Asıl amacımız olarak, basınç kaybını en aza indiren model tespit edilmiştir. Bunun yanında ek olarak, en az malzeme kullanılarak üretilebilecek dirsek tasarımı da bulunmuştur. Bulunan bu optimum modeller için basınç ve hız grafikleri çizilmiş ve yorumlanmıştır.

In this study, the investigation of flow in pipe bend has been aimed. Numerical results compared with the empirical results thus ensure the accuracy of numerical method. Fluent, a Computational Fluid Dynamics (CFD) commercial program was used for numerical simulations.The aim of this study is to find a new bend design which causes less pressure drop compared to the existing fixed curvature model. For this purpose, 35 new bend models were designed. A trigonometric function was used to design a curvature of new bends. All of new models were analyzed in the same way as fixed curvature one. Results were compared with each other, along with discussions.Different turbulence models were applied and their comparisons compared with empirical results were done. By this way it has been concluded that the RNG k-epsilon turbulence model is the accurate one for our flow character. As our main aim, the model that provide minimum pressure drop has been selected. In addition to this, a model that provides maximum material gain has been achieved. For these optimum models, pressure and velocity contour plots were examined.