Farklı parametrelere sahı̇p gerı̇ye eğı̇k kanatlı radyal fanın deney tasarımı yöntemı̇ ile verı̇mlı̇lı̇k analı̇zi

Günümüzde fan kullanım alanları oldukça artmaktadır. Kapalı ortamlarda çalışma süresinin ve harcanan sürenin artması ile birlikte fanların çalışma performansı önem kazanmaktadır. Fanlardaki verimsizlikler giderildikçe, kapalı ortamlarda oluşan yaşam kalitesi artmış ve maliyetler düşmüş olacaktır. Fanların yüksek oranda elektrik tükettiği bir gerçektir. Fan sistemlerinde enerjinin verimli kullanımı, fan sistemlerini oluşturan ana bileşenlerin değiştirilmesi veya revize edilmesi ile sağlanabilir. Bu ana bileşenler pervane, salyangoz gövde ve elektrik motorundan oluşmaktadır. Bu tez çalışmasında kapalı alanlarda kullanılan ve kirli havanın emilmesini sağlayan geriye eğik kanatlı, salyangoz gövdeli ve 1.1 kW- 3000 rpm elektrik motorlu bir sistem üzerinde tasarım ve optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmaların güvenirliği için Taguchi deneysel tasarım yöntemi kullanılmıştır. Geriye eğik kanatlı radyal fanların uygulama alanı oldukça geniştir. Yüksek basınç ve debilerde çalışmasından dolayı tercih edilir. Fakat aşırı yüklenmelerde basınç ve verimin düşmeye başladığı performans karakteristiklerinde görülmektedir. Tez çalışmasında elektrik motoru ve salyangoz gövde sabit kalmakta, pervanenin geometrik özellikleri üzerinde istenilen değişiklikler yapılmıştır. Verimlilik analizi için 3 faktör ve 4 seviye belirlenmiştir. Faktörler sırası ile kanat sayısı(6 adet- 8 adet- 9 adet- 10 adet), kanat genişliği(35 mm-50 mm-65 mm-85 mm) ve voltaj değeri(%20-%40-%60-%80) olmaktadır. Bütün faktörler 4 seviyeden oluşmaktadır. Minitab programı üzerinde Taguchi deney tasarımı yöntemi ile deney kombinasyonları oluşturulmuştur. Ortogonal dizi L16(4)3 olarak elde edilmiş, 16 adet farklı deney kombinasyonlarının test edilmesi için pervaneler ve deney düzeneği hazırlanmıştır. Fanların genel olarak verimlilik ölçütü olarak debi değerleri bizlere bilgi vermektedir. Bu yüzden debi değerleri salyangoz fana giren veya çıkan hava akış hızından elde edilmektedir. Bu çalışmamızda verimlilik optimizasyonu için kullanılan değer hava giriş hızı olarak belirlenmiştir. Bütün deney kombinasyonlarında anemometre cihazı ile ölçümler gerçekleştirilmiş ve Minitab programı üzerine kayıt edilmiştir. S/N analizi için 'en büyük en iyidir' yaklaşımı kullanılarak analizler elde edilmiştir. Analiz sonuçlarından elde edilen, seçilen faktörlerin verimlilik üzerindeki önem sırası voltaj değeri(%), kanat genişliği(mm) ve kanat sayısı olarak sıralanmaktadır. En optimum seçeneğin elektrik motor gücünün %80 voltaj değerinde çalıştırılması, kanat genişliğinin 65 mm olması ve kanat sayısının 9 adet olması durumu olduğu görülmektedir. Radyal fanlı sistemlerde optimum sonucun verim tasarrufu sağlayacağı belirlenmiştir. Literatürdeki çalışmalar incelendiğinde geriye eğik kanatlı radyal fanlarda fan kanat sayısı, en önemlisi kanat genişliği ve güç değişiminin fan verimine etkisini inceleyen bir araştırmaya rastlanmadığı tespit edilmiştir. Bu çalışmanın konusunun daha önce araştırılmadığı ve çalışma sonuçlarının katkı sağlayacağı öngörülmektedir.