Otonom temizlik aracına ait emiş sisteminin tasarımı ve prototip imalatı

Fanlar, motordan elde ettikleri enerjiyi fan içerisinde bulunan akışa aktaran turbomakinelerdir. Toz, parçaçık ve partikul bulunduran akışının taşınması, iklimlendirme, soğutma ve havanlandırma vb. pek çok sektörde kullanılmaktadır. Yüksek debi ve basınç gerektiren durumlar için en büyük tercih sebebidir. Fanlar birçok başlık altında sınıflandırılmıştır. Temel olarak fanlar akışın giriş ve çıkış yönüne göre radyal (santrifüj) ve eksenel fan olmak üzere iki temel başlıkta sınıflandırılmıştır. Eksenel fanlarda akış kanata eksenel olarak girer ve çıkar. Radyal fanlarda ise akış kanata girişi ve çıkışı arasında 90°'lik açı vardır. Radyal fanlar birçok parçadan oluşmak üzere rotor ve salyangoz olmak üzere iki ana parçadan oluşmaktadır. Rotor, fanın eksenel olarak hareket eden elemanı olup akışı bir ortamdan basınçlandırarak istenilen ortama istenen basınç ve debi değerlerinde iletilmesini sağlamaktadır. Salyangoz, rotor kanatlarından çıkan akışın toplanması ve istenilen konuma yönlendirilmesi sağlamaktadır. Tez kapmasında otonom temizlik aracına ait emiş sisteminin tasarımı, simülasyonu ve prototip yapılmıştır. Otonom temizlik aracında hedeflenen fan debi değeri 186 m3/h'tir. Yüksek verim ve yüksek basınç ihtiyacından dolayı otonom temizlik aracının emiş sisteminde geriye eğik kanatlı radyal fan türü tercih edilmiştir. Radyal fan tasarımı için teorik sonuçlar yardımıyla Solidworks programını kullanılarak CAD dosyaları elde edilmiştir. Analiz için Ansys programı içerisinde bulunan Fluent programı yardımıyla HAD analiz çalışmaları yapılmıştır. Analiz aşamasında optimum sonuçların elde edilebilmesi için radyal fan geometrisi üzerinde bazı parametreler değiştirilerek analizler aynı sınır şartlarında tekrarlanmıştır. Tasarım güncellemeleri radyal fanın kanat parametrelerinden biri olan kanat açısı değiştirilerek simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Radyal fanın kanat giriş açısı olan β1 parametresi sabit tutularak kanat çıkış açısı olan β2 parameteresi değiştirildikten sonra β2 paremetesi sabit tutulup β1 parametresi değiştirilerek elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Daha sonra radyal fanın farklı kanat açı durumuna göre farklı kanat sayılarında değişiklikler yapılarak hız ve basınç değerleri incelenmiştir. Fanın kanat yapısında gerçekleştirilecek değişimlerle kanat açısı ve debi farkını da dikkate alınarak basınç farkının arttırılması amacıyla emişin istenilen seviyeye ulaşabileceği nihai fan tasarımı elde edilmiştir. Elde edilen verilere göre deneysel çalışmalar yapılarak fan performans parametreleri elde edilmiştir.