Çekme karavanlarda ısıtma sistemlerinin soğuk iklim şartlarındaki performansının teorik ve deneysel incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of the performance of heating systems in trailer caravans under cold climate conditions
- Tez No: 981327
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPASLAN ALKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Enerji verimliliği, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Isı transferi, Makine mühendisliği, Energy efficiency, Computational fluid dynamics (HAD), Mechanical engineering
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma kapsamında, çekme karavan iç ortamının soğuk iklim koşullarındaki termal konfor performansı teorik, deneysel ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yöntemleri kullanılarak kapsamlı bir biçimde incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, karavanın duvar, tavan, zemin ve cam yüzeylerinden meydana gelen yapı elemanlarının termal dirençleri hesaplanmış, EN 1645-1 standardına uygun olarak toplam ısı kaybı 1437 W olarak bulunmuştur. Ayrıca, farklı yapı bileşenlerinin U-değerleri belirlenerek ısı kaybına en fazla katkı sağlayan bölgeler (özellikle davlumbaz ve cam yüzeyler) tespit edilmiştir. Ardından, karavan iç ortamının hava akışı ve sıcaklık dağılımı ANSYS Fluent yazılımı ile sayısal olarak modellenmiş ve iki farklı üfleç konfigürasyonu (iki üfleçli ve dört üfleçli) karşılaştırılmıştır. Analiz sonuçları, iki üfleçli senaryoda karavan içerisinde yaklaşık 50 °C'ye varan sıcaklık farkları oluştuğunu, dört üfleçli senaryoda ise bu farkın 35–40 °C seviyesine düştüğünü göstermiştir. Böylece üfleç sayısının artırılmasının sıcaklık tabakalaşmasını azalttığı ve daha homojen bir dağılım sağladığı ortaya konmuştur. İstanbul Tuzla'da 1,5–6 °C aralığında dış ortam sıcaklıklarında gerçekleştirilen deneysel testlerde, 7200 saniye sonunda alt ranza sıcaklığı 16,4 °C'ye, üst ranza 25,3 °C'ye, masa bölgesi 23,4 °C'ye, çift kişilik yatak 19,2 °C'ye ve banyo 33,0 °C'ye ulaşmıştır. Deneysel bulgular, üst bölgelerde doğal konveksiyon etkisiyle sıcaklığın daha hızlı yükseldiğini, alt bölgelerde ise ısıl konforun sınırlı kaldığını göstermiştir. Deneysel ve sayısal veriler karşılaştırıldığında, CFD analizlerinin sıcaklık artış trendlerini büyük ölçüde doğru tahmin ettiği ve özellikle cam yüzeylerde, alt ranza ve masa bölgelerinde deneysel sonuçlarla yüksek uyum sağladığı belirlenmiştir. İki üfleçli sistemde masa sıcaklığı 31 °C'de kalırken, dört üfleçli sistemde 35 °C'ye yükselmiş; alt ranza sıcaklığı %21, çift kişilik yatak sıcaklığı %25, tavan camı sıcaklığı ise %41 oranında artmıştır. Bu bulgular, dört üfleçli sistemin alt bölgelerdeki konforu önemli ölçüde iyileştirdiğini kanıtlamıştır. Termal konfor değerlendirmeleri Öngörülen Ortalama Oy (PMV) ve Öngörülen Memnuniyetsizlik Yüzdesi (PPD) indeksleri ile yapılmış, üst bölgelerde kabul edilebilir konfor seviyelerinin sağlandığı, alt bölgelerde ise düşük sıcaklık nedeniyle yetersiz kaldığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, cam montajında sızdırmazlığın artırılması, boşluksuz yapıştırma teknikleri, ek yalıtım uygulamaları ve optimize edilmiş hava dağılımı, karavanlarda hem enerji verimliliğini hem de iç ortam konforunu artıracak kritik mühendislik çözümleri olarak önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the thermal comfort performance of a trailer caravan under cold climate conditions was comprehensively investigated using theoretical calculations, experimental measurements, and computational fluid dynamics (CFD) methods. In the first stage, the thermal resistances of the caravan's structural components such as walls, roof, floor, and windows were calculated. According to EN 1645-1, the total heat loss was found to be 1437 W, indicating that the current insulation level had limited heat retention capacity. Furthermore, the U-values of different structural elements were determined, and the components with the highest heat loss contribution, particularly the hood and window surfaces, were identified. Subsequently, the airflow and temperature distribution inside the caravan were numerically modeled using ANSYS Fluent, and two different outlet configurations (two-outlet and four-outlet) were compared. A polyhedral mesh with approximately 3.8 million cells was employed to obtain high-accuracy solutions. The CFD results showed that while the two-outlet scenario created temperature differences of nearly 50 °C within the caravan, the four-outlet scenario reduced this difference to 35–40 °C, ensuring a more homogeneous distribution. Experimental tests were conducted in Tuzla, Istanbul, under outdoor temperatures ranging from 1.5 to 6 °C. After 7200 s, the bottom bunk temperature reached 16.4 °C, the upper bunk 25.3 °C, the table region 23.4 °C, the double bed 19.2 °C, and the bathroom 33.0 °C, while the window surfaces remained between 21–25 °C. These findings demonstrated that due to natural convection, the upper zones heated faster, while the lower zones provided limited thermal comfort. A comparison of the experimental and CFD results revealed strong agreement, particularly at the window, bottom bunk, and table regions. In the two-outlet case, the table temperature remained at 31 °C, while in the four-outlet case it increased to 35 °C. Similarly, the bottom bunk temperature improved by 21%, the double bed by 25%, and the roof window by 41%. Thermal comfort was assessed using the Predicted Mean Vote (PMV) and Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD) indices. The analyses showed that acceptable comfort conditions were achieved in the upper regions, while the lower regions remained insufficient due to lower temperatures. In conclusion, improved window sealing, gap-free bonding techniques, additional insulation applications, and optimized air distribution are proposed as critical engineering solutions to enhance both energy efficiency and indoor thermal comfort in caravans.
Benzer Tezler
- Çekme karavanlar için rüzgar – güneş hibrit enerji sistemi uygulamaları
Wind – solar hybrid energy system applications for caravans
UMUT CAN ERSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriPamukkale ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA AYDIN
- Le Non-naturalisme dans la Faute de I'Abbe Mouret d'Emile Zola
Başlık çevirisi yok
GÜRBÜZ SEZGİN
Yüksek Lisans
Fransızca
1986
Fransız Dili ve EdebiyatıCumhuriyet ÜniversitesiBatı Dilleri ve Edebiyatları Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TUNA ERTEM
- Çekme deneyinde saf bakır malzemede homojen uzama bölgesinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
HALİT MENEMENLİOĞLU
- Çekme deney makinası tasarımı ve prototip imalatı
Design and construction of a universal tensile testing machine
ABDURRAHMAN BAŞLAMIŞLI
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERES SÖYLEMEZ
- Bir laboratuvar çekme cihazının tasarımı
Design of a laboratory tensile equipment
MURAT ADIGÜZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Eğitim ve ÖğretimSakarya ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TEKELİOĞLU