Düşürme şaft yapılarının fluent ile modellenmesi

Abstract

Amaç: Bu tez çalışmasında havalandırma delikleri olmayan düşü şaftının sayısal modellemesi yapılarak hız değerleri incelenmiş ve Zhang vd. (2018) sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Materyal ve Yöntem: ANSYS FLUENT yazılımı kullanılarak iki boyutlu (2D) ve üç boyutlu (3D) sayısal modellemeler yapılmıştır. RNG k - ε türbülans modeliyle benzeştirmeler yapılmıştır. Hava - su iki fazlı akım koşulu olduğundan Akışkan Hacimleri Yöntemi (Volume of Fluid - VOF) türbülans modeli kullanılmıştır. Bulgular: Yapılan sayısal çalışma ile kararlı akım koşullarında iki boyutlu (2D) ve üç boyutlu (3D) çözüm ağı için sonuçlar elde edilmiştir. Buna göre, RNG k - ε türbülans modelinin ve VOF modelinin düşürme şaft yapılarında oluşan akım koşullarının benzeştirilmesinde başarılı yöntemler olduğu görülmüştür. Yapılan benzeşimler sonucunda elde edilen hız değerlerinin literatürdeki deneysel sonuçlarla karşılaştırması yapılmıştır. Buna bağlı olarak, 3D çözüm ağının akım alanını daha doğru bir şekilde benzeştirdiği belirlenmiştir. Sonuç: Bu çalışmada RNG k - ε türbülans modeliyle yapılan analizlerde düşü yapısının akım özelliklerini yeterli bir şekilde benzeştirdiği görülmüştür. Hava - su akış ara yüzünü izlemek için yaygın olarak kullanılan Akışkan Hacimleri Yöntemi (Volume of Fluid - VOF) türbülans modelinin yeterli olduğu görülmüştür.

Objective: In this study, numerical modelling of the drop shaft without ventilation holes was considered and velocity values were examined comparing with Zhang et al. (2018)’s results. Material and Methods: Two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) numerical models were made using ANSYS FLUENT software. Comparisons are made with the RNG k - ε turbulence model. Volume of Fluid (VOF) turbulence model was considered because of air - water two-phase flow condition. Results: In this study, two dimensional (2D) and three dimensional (3D) steady simulations were performed. According to the obtained results, it is found that the RNG k - ε turbulence model and VOF model are applicable in simulating of flow in drop shaft structures. The obtained velocity results were compared with the experimental results taken by literature. As a result, it is obtained that 3D mesh is more successful to be able to simulate the flow structure. Conclusion: In this study, it was obtained that the RNG k - ε turbulence model was successful to simulate the flow in drop shaft structures. Moreover, the VOF model was chosen in the analysis of the flow in drop shafts. According to the results, Volume of Fluid (VOF) turbulence model was achieved to model the flow area in drop shaft structures.