Taşınabilir Bir Elektrikli Kanallı Fan Test Standı Geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, elektrikli kanallı bir fanın (EDF) farklı güç oranlarında verdiği itkileri test etmektir. Nozul girişine takılan iki servomotorun hareketiyle 3°, -3°, 6°, -6° açılarında itki yönlendirmesi yapılmıştır. Bu çalışma ile EDF motorların performans kapasitesinin belirlenmesi de amaçlanmıştır. Yapılan çalışmada, EDF motora güç verildiğinde, EDF üzerine yerleştirildiği kızaklı mekanizma sayesinde rahatça hareket edebilmekte ve ürettiği itki, yük hücresi vasıtası ile akış yönünde ölçülebilmektedir. Çalışmamızda geliştirilen test düzeneğine farklı çaplardaki EDF’lerin takılıp çıkarılması mümkündür. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleri, daimi akış için farklı dönüş hızlarında elde edilmiştir. Ana çıktılar olan z-yönündeki itki değerleri açılı nozul senaryolarında kaydedilmiş ve grafik halinde verilerek görselleştirilmiştir. Ayrıca YZ düzleminde hız kontürleri ve üç boyutlu yolak çizgisi tüm akış alanı için hız değerlerine göre HAD analizler sonucunda gösterilmiştir. Nominal itki değerleri ve standart sapmaları farklı güç yüzdeleri için test edilen açılarda verilmiş ve aynı grafik üzerinde HAD analizi sonuçları karşılaştırma amacıyla gösterilmiştir. İtki kuvvetlerinin ölçümü sonucunda, güç yüzdesi arttırıldıkça orantılı bir şekilde itki değerinin artmakta olduğu gözlenmiştir. Deneysel sonuçlarla HAD analiz sonuçları birbirleriyle tutarlı ve yakındır. Elde edilen deneysel değerlere lineer (doğrusal) regresyon yapılmış ve “regresyon katsayısı” 1’e yakın elde edilmiştir. Bu durum güç yüzdesi ile itki değerleri arasında oluşturulan doğrusal regresyonun uyumlu olduğunu göstermektedir.

This study aims to test electric ducted fans (EDF) at various power ratios and to determine EDF motor efficiency. Two servomotors were installed at nozzle inlet to control the thrust at specific angles (3°, -3°, 6°, and -6°). The EDF is placed on a slide mechanism, allowing it to move freely when powered. A load cell is used to measure the thrust produced in the direction of flow. The test setup allows the installation and removal of EDFs with different diameters. Computational fluid dynamics (CFD) analyses were conducted on steady flow at various rotational speeds. Z-direction thrust values were obtained and plotted for angled nozzle scenarios. CFD analyses produced velocity contours in YZ plane and three-dimensional pathlines based on the velocity values of the entire flow field. Nominal thrust values and standard deviations are provided for all angles and power percentages. Thrust value increases proportionally as the power percentage increases, as shown by the measurement of the thrust forces. Experimental results and CFD analysis results are consistent and closely aligned. Linear regression was performed on the experimental values obtained, the "regression coefficient" was obtained close to 1. This shows that linear regression between power percentage and thrust values is compatible.