Numerical investigation of hydraulic power units

Hidrolik güç üniteleri (HPU), endüstriyel uygulamalarda hayati bir rol oynamaktadır; ancak hidrolik yağda hava bulunması nedeniyle akış kararlılığı, tank performansı ve çevresel etki açısından çeşitli zorluklarla karşılaşmaktadır. Bu çalışma, başlangıçtaki hava miktarı, perde konfigürasyonu, hacimsel debi ve yağ sıcaklığı gibi temel tasarım parametrelerinin hidrolik yağdaki hava varlığı üzerindeki etkilerini nicel olarak incelemeyi ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) tabanlı çok fazlı akış modellemesi ile makine öğrenmesi analizi kullanarak yağ içinde bulunan hava miktarına en fazla katkı sağlayan parametreleri belirlemeyi amaçlamaktadır. Çalışma, HPU davranışının özellikle hava oluşumu ve malzeme verimliliği açısından daha iyi anlaşılmasını sağlamak üzere CFD çok fazlı akış modellemesini makine öğrenmesi algoritmalarıyla birleştirmektedir. 300 simülasyon aracılığıyla gerçekleştirilen analiz, başlangıçtaki hava miktarı, perde konfigürasyonu, hacimsel debi ve yağ sıcaklığı gibi kritik parametrelerin hava dağılımı ve dolaşımı üzerindeki etkilerini sistematik olarak incelemektedir. Elde edilen bulgular, belirli başlangıç hava seviyelerinde perde sayısındaki artışın yağda bulunan hava miktarını 13 kata kadar artırabileceğini, ancak dolaşım oranının (Cr) iki dakikanın üzerinde tutulmasıyla tank hacmini büyütmeden hava içeriğinin etkili biçimde azaltılabileceğini göstermektedir. En önemli bulgulardan biri, yalnızca %3'lük bir hava içeriği artışıyla, tank hacminin %50'ye kadar azaltılabileceği ve bu sayede karbon emisyonlarında %37 oranında düşüş ve ciddi malzeme tasarrufu sağlanabileceğidir. Bu çalışma, HPU optimizasyonuna yönelik; operasyonel kararlılığı ve çevresel sürdürülebilirliği birlikte ele alan bir çerçeve sunmakta, böylece verimlilik ile kaynak kullanımının azaltılması arasında denge kurarak hidrolik mühendisliğinde ilerlemeye katkı sağlamaktadır.