Mikro jet yağmurlama sulama başlığında akış özelliklerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile incelenmesi

Amaç: Bu çalışmanın amacı, mikro jet yağmurlama sulama başlığında akış özelliklerinin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemiyle ortaya konulması ve en uygun türbülans modelinin belirlenmesidir. Materyal ve Yöntem: Çalışmada dört farklı meme çapına sahip mikro jet yağmurlama sulama başlığı ele alınmıştır. İlk aşamada, mikro jet yağmurlama sulama başlığının farklı basınçlardaki debi değerleri ve nominal çalışma basıncında (200 kPa) ıslatma çapları ölçülmüştür. İkinci aşamada farklı türbülans modelleri kullanılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği analiz yöntemiyle hesaplanan değerler, ölçüm değerleri ile karşılaştırılmıştır. Araştırma Bulguları: Tüm meme çaplarının 200 kPa olan nominal çalışma basıncındaki debi değerleri, Reliz k-ε, Enh Wall türbülans modeli ile en yüksek %2.16 gibi oldukça düşük bir hata değeri ile tahmin edilmiştir. Ayrıca başlık meme çıkışı ve çarpma plakası bölgesindeki su dağılım simülasyonları deneysel değerlere oldukça yakın bulunmuştur. Sonuç: Mikro jet sulama başlığının debi değeri Reliz k-ε, Enh Wall türbülans modeli kullanılarak çok düşük hata ile tahmin edilebileceği ve başlık meme tasarımının simülasyon kullanılarak hızlı ve kolay bir şekilde yapılabileceği ortaya konulmuştur. Objective: The objective of this study was to determine the flow properties of the micro jet sprinkler by using Computational Fluid Dynamics (CFD) method and also the most suitable turbulence model. Material and Methods: In the study, micro jet sprinklers with four different nozzle diameters were considered. In the first stage of the study, the flow rates of micro jet sprinklers at different pressures, and wetting diameters at nominal operating pressure (200 kPa) were measured. In the second stage, the values calculated with different turbulence models by using computational fluid dynamics analysis method were compared with the measured ones. Results: The flow rates for all nozzle diameters were estimated with a very low error value such as the highest 2.16% at 200 kPa, which is the nominal working pressure by using Reliz k-ε, Enh Wall turbulence model. In addition, the simulations of the water distribution in the sprinkler nozzle outlet and flapper area were found to be very close to experimental values. Conclusion: It was found that the flow rate values of the micro jet sprinkler can be estimated with very low error by using Reliz k-ε, Enh Wall turbulence model and the design of sprinkler nozzles can be achieved with simulations quickly and easily.