Akış koşulları altında yumurta kesitli çok fazlı atıksu boru hatlarının nümerik analiz karşılaştırması
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Atık su boru sistemleri planlamalarında farklı akış koşulları altında çalışmalar yapılmıştır. Bu kapsamda eğim, akış hızı, kesit özellikleri, pürüzlülük, faz durumları ve laminer/türbülanslı akış özelliklerine göre hesaplamalı akışkanlar dinamiği problemi oluşturulmuştur. Çalışmada iki farklı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) programı ile nümerik analizler ortaya konarak, program çıktıları karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmada 20 m uzunluğunda bir boru hattı kullanılmış olup, 15’inci m’deki hız değerleri ile boru akış kesitlerinden yararlanılmıştır. Böylece eşit fiziki koşullarda oluşturulan problemin sonlu hacimler yöntemini kullanan Star CCM+ ile Ansys Fluent programları sonuçlarının çıktılarının değerlendirebilmesi sağlanmıştır. Boru hattı için 600 mm × 900 mm boyutlarında yumurta kesit kullanılmış olup, laminer akış için V= 0,0014 m/s, türbülanslı akış için ise V= 0,70 m/s ve V= 2,00 m/s giriş hızları alınmıştır. HAD programında çok fazlı akış koşulları için akışkan hacmi (volume of fluid), k-ε türbülans modeli kullanılarak, akışkan için uygun modellerin oluşturulması sağlanmıştır. Sonuçların birbiri ile uyumları, özellikle akış hız değerlerinin çok benzer sonuçlar vermesi programların güvenirliliklerini de arttırmaktadır. Farklı fazlardaki akış koşullarına göre de elde edilen hız değerleri, hız profilleri ve akış özelliklerinin birbirine yakın çıkması HAD programlarının analiz değerlerinin doğruluğunu ortaya koymaktadır.
In the planning of wastewater pipe systems, studies have been conducted under various flow conditions. In this context, a computational fluid dynamics (CFD) problem was formulated based on slope, flow velocity, crosssectional properties, roughness, phase states, and laminar/turbulent flow characteristics. Numerical analyses were carried out using two different Computational Fluid Dynamics (CFD) programs, and their outputs were compared. A 20-meter-long pipeline was used in the comparison, utilizing velocity values at the 15th meter and the flow cross-sections of the pipe. This enabled the evaluation of results obtained from Star CCM+ , which employs the finite volume method and Ansys Fluent, which uses the finite element method, under identical physical conditions. An egg-shaped cross-section with dimensions of 600 mm × 900 mm was used for the pipeline. For laminar flow, an inlet velocity of V = 0.0014 m/s was applied, while for turbulent flow, inlet velocities of V = 0.70 m/s and V = 2.00 m/s were used. In the CFD program, the volume of fluid (VOF) method and the k-ε turbulence model were employed to create suitable models for multiphase flow conditions. The consistency of the results, particularly the close similarity in flow velocity values, enhances the reliability of the programs. Additionally, the agreement of velocity values, velocity profiles, and flow characteristics obtained under different phase flow conditions demonstrates the accuracy of the CFD program analyses.
In the planning of wastewater pipe systems, studies have been conducted under various flow conditions. In this context, a computational fluid dynamics (CFD) problem was formulated based on slope, flow velocity, crosssectional properties, roughness, phase states, and laminar/turbulent flow characteristics. Numerical analyses were carried out using two different Computational Fluid Dynamics (CFD) programs, and their outputs were compared. A 20-meter-long pipeline was used in the comparison, utilizing velocity values at the 15th meter and the flow cross-sections of the pipe. This enabled the evaluation of results obtained from Star CCM+ , which employs the finite volume method and Ansys Fluent, which uses the finite element method, under identical physical conditions. An egg-shaped cross-section with dimensions of 600 mm × 900 mm was used for the pipeline. For laminar flow, an inlet velocity of V = 0.0014 m/s was applied, while for turbulent flow, inlet velocities of V = 0.70 m/s and V = 2.00 m/s were used. In the CFD program, the volume of fluid (VOF) method and the k-ε turbulence model were employed to create suitable models for multiphase flow conditions. The consistency of the results, particularly the close similarity in flow velocity values, enhances the reliability of the programs. Additionally, the agreement of velocity values, velocity profiles, and flow characteristics obtained under different phase flow conditions demonstrates the accuracy of the CFD program analyses.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Yumurta kesit, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Atıksu boruları, Çok fazlı akış, Egg shaped, Computational fluid dynamics (CFD), Wastewater pipes, Multiphase flow
Kaynak
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
6
Sayı
1
