OTOMOTİV AYDINLATMA ÜRÜNLERİNDEKİ ISI TRANSFERİNİN SAYISAL ANALİZ YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ



Benzer belgeler
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)

Numerical Investigation of the Effect of Needle Tilting Angle on Irrigant Flow Inside the Tooth Root Canal

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ANOVA MÜHENDİSLİK LTD. ŞTİ.

Radyatör Arkalarına Yerleştirilen Yansıtıcı Yüzeylerin Radyatör Etkisi

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ. Doç. Dr. Tahsin Engin. Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Nesrin İLGİN

TAŞINIMIN FİZİKSEL MEKANİZMASI

ÇİFT CAMLI PENERELERDE ISI GEÇİŞİNİN İNCELENMESİ

Mekanik Karıştırıcıların Hesaplamalı Akışkanlar Mekaniği ile Sayısal Modellenmesi

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

RADYATÖR ARKALARINA YERLEŞTİRİLEN YANSITICI YÜZEYLERİN RADYATÖR ETKİNLİĞİNE ETKİSİ

Selçuk Üniversitesi. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi. Kimya Mühendisliği Bölümü. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı. Venturimetre Deney Föyü

LED Aydınlatma Çiplerinde Isıl ve Yapısal Dayanım Analizleri

DENEY 2. Şekil 1. Çalışma bölümünün şematik olarak görünümü

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUARI

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

İzmir Adnan Menderes Havalimanı Yeni İç Hatlar Terminali ne Etkileyen Rüzgâr Yüklerinin CFD Metotlarıyla Belirlenmesi

ISI DEĞĠġTĠRGEÇLERĠ DENEYĠ

AKM 205 BÖLÜM 2 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ. Doç.Dr. Ali Can Takinacı Ar.Gör. Yük. Müh. Murat Özbulut

Tabandan Isıtılan Kapalı bir Hacim İçerisine Yerleştirilen Açılı Plakanın Doğal Taşınım ısı Transferine Etkisi

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

BÖLÜM 6 GERÇEK AKIŞKANLARIN HAREKETİ

HAVA ARAÇLARINDAKİ ELEKTRONİK EKİPMANLARIN SOĞUTULMASINDA KULLANILAN SOĞUTMA SIVILARININ PERFORMANSA BAĞLI SEÇİM KRİTERLERİ

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ UYGULAMALI MÜHENDİSLİK MODELLEMESİ

TOP NAMLU AĞIZ BASKISI TASARIMININ HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

TOA06 SÜRÜKLENME KANALLI TAŞKIN YATAKLARDA MİNİMUM TAŞKINLAŞMA HIZININ BELİRLENMESİ

Alınan Puan NOT: Yalnızca 5 soru çözünüz, çözmediğiniz soruyu X ile işaretleyiniz. Sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR ve ÇÖZÜMLER

Isı transferi (taşınımı)

DUBLEKS EV GEOMETRİSİNE SAHİP KAPALI ORTAMLARDA FARKLI ISITMA YÖNTEMLERİNİN DOĞAL TAŞINIMLA ISI TRANSFERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN SAYISAL ANALİZİ

ISI TRANSFERİ LABORATUARI-2

Asenkron Motor Analizi

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Key words: Double-glazed windows, triple-glazed windows, optimum air-layer thickness

XII. ULUSAL TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ ERGİN BAYRAK, NACİ ŞAHİN Nisan 2015, İZMİR

Kılavuz Rayları ve Emniyet Freni Mekanizmaları Üzerindeki Gerilmelere Dair Araştırma

YAMUK KESİTLİ KANAL İÇERİSİNDE LAMİNER AKIŞTA HİDRODİNAMİK VE ISIL OLARAK GELİŞMEKTE OLAN ISI TRANSFERİ PROBLEMİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

YÜKSEK HIZLI İŞ MİLLERİNİN TERMAL MODELLEMESİ

İNSANSIZ HAVA ARACI PERVANELERİNİN TASARIM, ANALİZ VE TEST YETENEKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Kılavuz Raylarının Deneysel Gerilme Analizi

İKİ LEVHA ARASINDAKİ LAMİNER AKIŞTA DEĞİŞKEN DUVAR KALINLIĞININ ISI TRANSFERİNE ETKİSİNİN SAYISAL ANALİZİ

KBM0308 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I HAVA AKIŞ DENEYİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

BUZDOLABI TASARIM PARAMETRELERİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

VENTURİMETRE DENEYİ 1. GİRİŞ

Uluslararası Yavuz Tüneli

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK490 Makine Laboratuarı Dersi Akışkanlar Mekaniği Deneyi

DÜZ FLAPLI POZİTİF KAMBURA SAHİP NACA 4412 KANAT PROFİLİNİN AERODİNAMİK PERFORMANSININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

Makina Mühendisliği Bölümü Makine Laboratuarı

BİR OFİS İÇİN TERMAL KONFOR ANALİZİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ VE SAYISAL ÇÖZÜMÜ


TOA45 ÇOK KADEMELİ TAŞKIN YATAKLARDA MİNİMUM TAŞKINLAŞMA HIZININ BELİRLENMESİ

BİR OTOMOBİL KABİNİ İÇERİSİNDE ISITMA SÜRECİ İÇİN FARKLI HAVA HIZI KULLANIMININ SAYISAL ANALİZİ

LÜLEBURGAZDAKİ BİNA DIŞ DUVARLARI İÇİN OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ BELİRLENMESİ VE MALİYET ANALİZİ

HT-350 ISIL İLETKETLİK EĞİTİM SETİ DENEY FÖYLERİ

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ-II

ISI TRANSFERİ LABORATUARI-1

ISI TRANSFERİ. Doğal Taşınım

UNİFORM SICAKLIK UYGULANMIŞ METAL MATRİSLİ KOMPOZİT DİSKİN ISIL GERİLME ANALİZİ

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

RADYATÖR BAĞLANTILARININ RADYATÖR DAYANIKLILIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

DUVARMATĠK 1150 MODÜLER DUVAR PANELĠNĠN ISI ĠLETĠM KATSAYISININ VE SES ĠLETĠM KAYBININ TAYĠNĠ

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

2014 yılı 22. Ulusal Fizik Olimpiyatı 2. Aşama Deney Sınavı 1. Deney sorusu

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE ÇİFT AÇILI MATKAP UÇLARIN İTME KUVVETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ISI İLETİM KATSAYISININ BELİRLENMESİ DENEYİ

RULMANLI VE KAYMALI YATAKLARDA SÜRTÜNME VE DİNAMİK DAVRANIŞ DENEY FÖYÜ

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

Bölüm 5: Sonlu Kontrol Hacmi Analizi

AÇIK KANAL AKIMI. Hopa Yukarı Sundura Deresi-ARTVİN

İÇİNDE OTURAN İNSAN OLAN RADYATÖRLE ISITILAN BİR ODADAKİ ISIL KONFOR, AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN ÜÇ BOYUTLU SAYISAL ANALİZİ

Corresponding author: Özet. Bu çalışmada yamuk kesit alanına sahip bir kanal içerisindeki hidrodinamik olarak

Varol, A., Öztop, H., F., Varol, A. Gözenekli Ortamla Dolu Dik Üçgen Oyuklarda Doğal Taşınım İle Isı Geçişi, UHUK 2006, ODTÜ, Eylül 2006, Ankara

Fiziksel bir olayı incelemek için çeşitli yöntemler kullanılır. Bunlar; 1. Ampirik Bağıntılar 2. Boyut Analizi, Benzerlik Teorisi 3.

İ çindekiler. xvii GİRİŞ 1 TEMEL AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ BERNOULLİ DENKLEMİ 68 AKIŞKANLAR STATİĞİ 32. xvii

PROSTEEL 2015 STATİK RAPORU

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

Akış kanalı genişliğinin pem tipi yakıt hücresi performansına etkisinin incelenmesi

Abs tract: Key Words: Elif ŞAHİN Erkan DİKMEN Arzu ŞENCAN ŞAHİN

TAŞINIMLA ISI AKTARIMI DENEYİ

Sac Metal Şekillendirme Süreçlerinde 3D Metroloji

PROFİL EKSTRÜZYONUNDA KALIPTAN DENGELİ MALZEME ÇIKIŞI SAĞLAMAK İÇİN BİR YÖNTEM

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

BİR YÜZEYİ AÇIK KÜBİK BOŞLUKTA ENGELLERİN DOĞAL TAŞINIMIN ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Fotogrametrinin Optik ve Matematik Temelleri

Bernoulli Denklemi, Basınç ve Hız Yükleri Borularda Piezometre ve Enerji Yükleri Venturi Deney Sistemi

VİDALI KOMPRESÖRLERİN BİLGİSAYAR YARDIMI İLE SİMÜLASYONU VE PERFORMANS ANALİZİ

AKIŞKANLARIN ISI İLETİM KATSAYILARININ BELİRLENMESİ DENEYİ

Mekân İçerisindeki Radyatörlerin Etrafındaki Engellere Göre Isıl Veriminin İncelenmesi

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi

Transkript:

OTOMOTİV AYDINLATMA ÜRÜNLERİNDEKİ ISI TRANSFERİNİN SAYISAL ANALİZ YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ Mustafa Emre BAYRAKTAR*, İrfan KARAGÖZ**, Mehmet AKTAŞ*, Teoman ŞENYILDIZ* * Magneti Marelli Mako Elektrik San. Tic. A.Ş., BURSA, mustafaemre.bayraktar@magnetimarelli.com ** Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, BURSA, karagoz@uludag.edu.tr * Magneti Marelli Mako Elektrik San. Tic. A.Ş., BURSA, mehmet.aktas@magnetimarelli.com * Magneti Marelli Mako Elektrik San. Tic. A.Ş., BURSA, teoman.senyildiz@magnetimarelli.com ÖZET Bu çalışmada araç aydınlatma sistemlerinde gerçekleşen ısı transferi sayısal analiz yöntemi yardımı ile incelenmiştir. Yapılan sayısal çalışmaların deney ile doğrulanması aşamasında dikdörtgen kesitli saydam polikarbonat (PC) malzemeden üretilen ve aydınlatma aracı olarak P21W tipindeki ışık kaynağının yerleştirildiği ürün kullanılmıştır. Sıcaklık ölçümü için ürün üzerine yerleştirilmiş termokupllardan yararlanılmıştır. Aynı ürün içerisindeki ısı transferi ile ilgili parametreler ANSYS CFX yazılımı ile hesaplanmıştır. Yapılan sayısal analizlerde akışın sürekli rejimde ve laminer olduğu kabul edilmiş ve çözümlemede 3 boyutlu Navier-Stokes denklemleri kullanılmıştır. Hesaplama ile deneysel ölçüm sonucunun sıcaklıklar açısından uyumlu olduğu görülmüştür. Çalışmada ayrıca geometrik boyutlandırmanın aydınlatma ürünündeki sıcaklıklar üzerindeki etkisi de sayısal analizler yardımı ile ele alınmıştır. Anahtar kelimeler: Otomotiv, aydınlatma, ısı transferi, doğal taşınım, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) 1. GİRİŞ Araç dış aydınlatma ürünlerinde kullanılan plastik komponentler sistemin çalışması sırasında oluşan ısı ile deformasyona uğrayabilmektedir. Oluşan deformasyonlar estetik düzeyde olabileceği gibi, bazı durumlarda reflektör yüzeyinin yansıtma özelliğini değiştirerek ürünün aydınlatma performansını da etkileyebilecek seviyede olabilir. Tasarım aşamasında sıcaklık etkileri göz önüne alınarak gerekli aksiyonların alınması, ürünün çalışması sırasında bu tip problemlerin yaşanmaması için büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle aydınlatma ürünlerinin tasarımında komponentlerde görülecek sıcaklıkların öngörülebilmesi için hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemine başvurulmaktadır. Literatürde araç aydınlatma ürünlerinde HAD kullanılarak sıcaklıkların hesaplanmasına yönelik çalışmalar mevcuttur [1] [2]. Sıcaklık dağılımı ve aynı zamanda far içerisindeki akışın incelendiği deneysel bir çalışma ise Sousa ve ark. [3] tarafından sunulmuştur. Liang ve ark. [4] ise otomobil sis aydınlatma ünitesindeki reflektörün termal davranışını HAD yöntemi ile inceleyen bir çalışma gerçekleştirmişlerdir. Senin ve ark. da [5] otomobil sis lambasının lens ve gövdesi üzerinde oluşan sıcaklık dağılımlarını nümerik yöntem ile incelemişlerdir. Otomotiv aydınlatma ünitesinin komple termomekanik analizi için HAD ve yapısal dayanım analizi yardımı ile yöntem geliştirmeyi amaçlayan bir çalışma ise Cimolin ve ark. [6] tarafından sunulmuştur. Tasarıma doğru yön verebilmek için sıcaklığı etkileyen parametrelerin incelenmesi önemlidir. Kullanılan ışık kaynağı tipi bu parametreler arasındadır. Yüksek güç tüketen ışık kaynakları daha fazla ısı üreteceğinden üründe kullanılacak malzemelerin yüksek ısıl dayanıma sahip olması gerekecektir. Sıcaklığı etkileyecek bir diğer husus üründe kullanılabilecek ısı kalkanı gibi ek malzemelerdir. Genellikle metalden üretilen ısı kalkanları, ısı kaynağı

ve plastik komponent arasında konumlandırılarak plastik komponentlerde yüksek sıcaklık oluşumunu engelleyebilirler. Bir diğer etken ise komponentlerin ısı kaynağı ile arasındaki uzaklıktır. Bu çalışmada da ışık kaynağının gövde ve lens ile arasındaki uzaklığının sıcaklık üzerine etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Aynı zamanda kullanılan sayısal yöntem deneysel bir çalışma ile de karşılaştırılmıştır. (a) 2. DENEYSEL ÇALIŞMA Deneysel çalışmada şeffaf PC-CLEAR malzemeden üretilmiş bir kutu kullanılmıştır (Şekil 1). Kutu içerisine P21W tipinde bir ışık kaynağı yerleştirilmiştir. P21W lamba filamanı dikey konumdadır. Deney süresince ortam sıcaklıklığının sabit tutulabilmesi ve sıcaklıkların dış ortamdaki hava hareketlerinden etkilenmemesi için deney klimatik test kabini içerisinde gerçekleştirilmiştir. (b) Şekil 2. Kutu boyutları ve termokupl konumları (mm cinsinden) için a) ön ve b) üst görünüş Deneyde ışık kaynağına 13.5 V gerilim ve 1.82 A akım uygulanmış olup tükettiği güç 24.57 W dır. Kutu içersindeki sıcaklıkların 45 dakikada kararlı hale geldiği görülmüştür. Termokupllarda okunan sıcaklık değerleri Şekil 3 de verilmiştir. Şekil 1. Deney düzeneği Kabin içerisindeki ortam sıcaklığı 25 C olarak ayarlanmış ve ölçüm hassasiyeti ±1 C dir. Sıcaklık ölçümü için kutu üst yüzeyinde iki ve ön yüzeyinde üç adet termokupl kullanılmıştır. Termokupl konumları ve kutunun boyutları Şekil 2 de görülmektedir. PC-CLEAR malzeme kalınlığı 3.3 mm olup ışık kaynağının yerleştirilmesi için oluşturulan delik kutu arka yüzeyinin merkezinde bulunmaktadır ve çapı yaklaşık 27.5 mm dir. Şekil 3. Sıcaklık - zaman eğrisi Yerleştirilen termokupllar arasında en yüksek sıcaklık T4 üzerinde 77.5 C olarak ölçülmüştür. Ayrıca üst yüzeyde bulunan T5 üzerinde sıcaklık 56 C'dir. Ön yüzeyde bulunan T1, T2 ve T3 termokupllarında ölçülen sıcaklıklar ise sırasıyla 51 C, 47 C ve 47.5 C'dir.

3. SAYISAL ÇALIŞMALAR Yapılan simülasyonlardan ilki kullanılacak sayısal yöntemin doğrulanması amacı ile gerçekleştirilmiştir. Mevcut geometriye daha uygun olduğu için tetrahedral yapıda ve yaklaşık 1.5 milyon hücreden oluşan çözüm ağı (mesh) kullanılmıştır. Bilgisayar destekli tasarım ile oluşturulan üç boyutlu (3B) geometri; PC-CLEAR kutu, lamba, soket ve kutu dışındaki hava hacmini temsil eden küreden oluşmaktadır. L=106 mm olmak üzere küre yarıçapı filaman merkezli ve yaklaşık 3.5 L olarak seçilmiştir (Şekil 4). u v v v + v + w = 1 x y z ρ υ ( 2 v + 2 v + 2 v x 2 y 2 z 2) (3) p + y u w w w + v + w = 1 p + x y z ρ z υ ( 2 w + 2 w + 2 w ) + gβ(t T x 2 y 2 z ) (4) 2 u T T T + v + w = α T x y z ( 2 + 2 T + 2 T x 2 y 2 z 2) (5) Burada α ısı yayınım katsayısı, g yerçekimi ivmesi, β ısıl genleşme katsayısı, υ kinematik viskozite, ρ yoğunluk, T ise sıcaklıktır.lamba, kutu ve diğer tüm duvar cidarlarında hız bileşenleri için kayma olmayan koşullar geçerli olup sınır şartları aşağıdaki gibidir. Hız; tüm duvar cidarlarında, u=v=w=0 m/s Basınç; küre yüzeyi, p=1atm Sıcaklık; küre yüzeyi, T=T =25 C Şekil 4. Ortam havası için oluşturulan küre 3.1 Doğrulama Aşaması Kabuller ve Sınır Şartları Yapılan sayısal çalışmalarda akışın laminer ve sürekli rejimde olduğu kabul edilmiştir. Akış alanının ve ısı transferinin hesaplanması için üç boyutlu süreklilik, momentum ve enerji denklemleri ANSYS CFX 12.1 yazılımında çözdürülmüştür. İlgili denklemler kartezyen koordinat sisteminde sıkıştırılamaz ve kararlı rejimdeki akış için Bossinesq yaklaşımı kullanılarak aşağıdaki gibi yazılabilir [7]. u + v + w = 0 (1) x y z u u u u + v + w = 1 p + x y z ρ x υ ( 2 u + 2 u + 2 u x 2 y 2 z 2) (2) Çalışmada ışınım ile olan ısı transferinin hesaplanabilmesi için nümerik kararlılığı ve sonuçlardaki hassasiyetinden dolayı literatürdeki benzer çalışmalarda da tercih edilmiş olan Monte-Carlo yöntemi seçilmiştir [8]. Çalışmada PC-CLEAR kutu ve cam ışık kaynağı yarı saydam, soket ise opak olarak tanımlanmıştır. Kutu içinde ve dışında akışkan olarak hava, ışık kaynağı içerisinde ise argon kullanılmıştır. Işık kaynağı içerisinde bulunan filaman tungsten malzeme olarak tanımlanmıştır. P=24.57 W ve Vf filaman hacmi olmak üzere filaman P/Vf büyüklüğünde hacimsel ısı kaynağı olarak olarak tanımlanmıştır. Sonuçlar ve Karşılaştırma Gerçekleştirilen sayısal çalışmadaki sıcaklıklar deneyde ölçülmüş olan 5 termokupl sıcaklığı ile karşılaştırıldığında simulasyon ve test değerlerinin yakın olduğu görülmektedir. Şekil 5 de

termokupllar için deney ve analiz sıcaklık değerleri verilmiştir. Şekil 5. Deney ve sayısal analizdeki sıcaklık karşılaştırması Şekil 6. Ön yüzey üzerinde hesaplanan sıcaklık dağılımı Tablo 1. Deney ve sayısal analizdeki yüzde hata hesabı Deney ve analizlerde en yüksek hatanın T5 de %8.25 olduğu ve en küçük farkın ise T4 de ve %1.15 değerinde olduğu görülmüştür. T1, T2 ve T3 için deney ve sayısal analiz arasındaki farklar ise sırasıyla %2.25, %1.6 ve %3.28 olarak hesaplanmıştır. Sayısal çalışmada hesaplanan kutu dış yüzeylerindeki sıcaklık dağılımları ön yüzey ve üst yüzey için sırasıyla Şekil 6 ve Şekil 7 de verilmiştir. Şekillerde deneydeki ölçüm noktaları + işareti ile belirtilmiştir. Şekil 7. Üst yüzey üzerinde hesaplanan sıcaklık dağılımı Kutu dışının üst yüzeyindeki en yüksek sıcaklık 88 C olarak hesaplanmıştır. Bu değerin deneydeki T4 termokupl konumunun gerisinde olduğu görülmektedir (Şekil 7). Kutu içerisindeki sıcaklık dağılımı incelendiğinde kutu üst yüzeyindeki en yüksek sıcaklığın ışık kaynağından yükselen sıcak havadan kaynaklandığı görülmektedir (Şekil 8). Şekil 8. Kutu içerisinde hesaplanan sıcaklık dağılımı

Işık kaynağı etrafında hız dağılımı incelendiğinde en yüksek hız değerinin 0.28 m/s olduğu görülmektedir (Şekil 9). Şekil 10. 3B Gövde ve lens geometrisi Şekil 9. Işık kaynağı etrafında hesaplanan hız dağılımı 3.2 Geometrinin Etkisi Geometrinin sıcaklık üzerindeki etkisinin incelendiği bu aşamada kutu üst yüzeyi ile lamba; lens ile lamba arasındaki mesafe arttırılarak kutu üzerindeki sıcaklıklar simülasyon yardımı ile hesaplanmıştır. Bu aşamada kutu, otomotiv aydınlatma ürününü daha iyi temsil edebilmesi için gövde ve lens olmak üzere iki ayrı komponent olarak modellenmiştir. Gövde Polikarbonat/Akrilonitril Bütadien Stiren (PC/ABS) malzeme ve opak olarak tanımlanmıştır. Gövde dış yüzeyinin siyah renkte olduğu, iç yüzeyinin ise reflektör özelliğinden dolayı metalize kaplı olduğu kabul edilmiştir. Lens olarak şeffaf PC malzeme seçilmiştir. Şekil 10 da 3B gövde ve lens geometrisi görülmektedir. Şekil 11 de kullanılan geometrinin şematik gösterimi yer almaktadır. Burada z1 filaman ile gövde üst yüzeyi arasındaki uzaklık z2 filaman ile gövde alt yüzeyi arasındaki uzaklık, y1=y2 filaman ile yan yüzeyler arasındaki uzaklık ve x ise filaman lens arası mesafedir. Şekil 11. Geometrinin şematik gösterimi Gövde Üst Yüzeyi Yapılan ilk hesaplamada filaman merkezi ile gövde üst yüzey arasındaki z1=52.25mm dir. z1 değerini 10, 20, 30, 50, 75 ve 100mm daha arttırarak ve diğer mesafeler ilk hesaplamada kullanılan x=52mm, y1=y2=53mm ve z2=52.25mm de değerlerinde sabit tutularak simülasyonlar tekrarlanmıştır. Şekil 12 de sadece z1 in değiştirilmesi ile yapılan hesaplamalarda gövde üst

yüzeyindeki sıcaklık dağılımları gösterilmiştir. z1=52.25mm konumunda gövde üzerindeki en yüksek sıcaklık 103 C ve lens üzerinde 70 C olarak hesaplanmıştır. Gövde üzerindeki sıcaklık z1 in 50mm ve 100mm arttırılması ile sırasıyla 73 C ve 68 C değerlerinde hesaplanmıştır. Şekil 13 de gövde ve lens üzerindeki en yüksek sıcaklığın z1 ile değişimi için hesaplanan değerlere ait grafik bulunmaktadır. Şekil 13. z1 ile sıcaklığın değişimi Gövde Yan Yüzeyleri 10mm 20mm Yapılan hesaplamalarda y1 ve y2 mesafeleri eşit büyüklükte değiştirilmiş olup ilk durumda y1=y2=53mm dir. Hesaplamalarda diğer uzunluklar sabit tutulmuştur ve değerleri z1=z2=52.25mm ve x=52mm dir. y1+y2=y olarak tanımlanırsa ve y ilk duruma göre 50mm arttırıldığında gövde üzerindeki en yüksek sıcaklık 91 C olarak hesaplanmıştır. Lens sıcaklığında ise ilk duruma göre yaklaşık 8 C lik düşüş olmuştur. y1=y2 mesafesinin diğer uzunluklara göre sıcaklık üzerindeki etkisi nispeten daha az olduğundan bu kısımda yapılan analizlerde y yönünde 50mm ye kadar olan artışın incelenmesi yeterli bulunmuştur. Şekil 14 de gövde ve lens üzerindeki en yüksek sıcaklığın y1=y2 mesafesi ile değişimi için hesaplanan değerlere ait grafik bulunmaktadır. 30mm 50mm 75mm 100mm Şekil 12. Farklı z1 mesafelerinde gövde üst yüzeyinde hesaplanan sıcaklık dağılımı Şekil 14. y ile sıcaklıklığın değişimi Lens Yüzeyi Lensin filaman ile arasındaki uzaklık x ilk durumda 52mm olup bu mesafe 10, 20, 30, 50, 75 ve 100mm daha arttırıldığında gövde ve lens üzerinde hesaplanan en

yüksek sıcaklıklar Şekil 15 de verilmiştir. Buna göre gövde üzerindeki sıcaklık x mesafesinin 100mm arttırılması ile ilk duruma göre yaklaşık 14 C düşerken lensteki sıcaklık yaklaşık olarak 16 C düşmüştür. Şekil 15. x ile sıcaklığın değişimi 4. SONUÇLAR ve DEĞERLENDİRME Bu çalışmada geometrik boyutların değiştirilmesiyle aydınlatma ürünü üzerinde görülen sıcaklıkların değişimi incelenmiştir. Kullanılan sayısal yöntem deneysel bir çalışma ile desteklenmiştir. Hesaplama ile elde edilen sıcaklıkların deneyde ölçülen sıcaklıklar ile uyumlu olduğu görülmüştür (Şekil 5). z1 in 100mm artışı ile gövdedeki sıcaklık ilk duruma göre 40 C, lensteki sıcaklık ise 13.5 C düşmüştür. Belirli bir z1 değerinden sonra sıcaklık düşüşünün azaldığı görülmüştür. 50mm ye kadar gövdede olan sıcaklık düşüşü 30 C iken, 75mm ve 100mm arasındaki düşüş sadece 4 C dir. Yan yüzeylerin etkisinin nispeten küçük olduğu hesaplanmıştır. y ilk duruma göre 50mm arttırıldığında gövdedeki sıcaklık 12 C düşerken, lens sıcaklığı da 8 C azalmıştır. Lens sıcaklığındaki en yüksek düşüşün x değişimi ile olduğu görülmüştür. x in 100mm arttırılması ile lens sıcaklığı 15.5 C azalmıştır ve bu değerin z1 de elde edilen değere yakın olduğu görülmüştür. Sonuç olarak farklı yöndeki mesafeler arttırılarak yapılan çalışma ve incelenen parametreler arasında gövde sıcaklığı üzerindeki en büyük etkinin z1 uzaklığı ile ve en düşük etkinin ise y mesafesi ile oluştuğu görülmüştür. KAYNAKLAR [1] Chenevier, C., (2001), Thermal Simulation in Lighting Systems - 5days/5degrees, Proceedings of the Fourth International Symposium Progress in Automotive Lighting, Darmstadt, Germany, pp. 109 118. [2] Wulf, J., Reich, A., (2002), Temperature Loads in Headlamps, SAE Paper No. 2002-01-0912. [3] Sousa, J.M.M., Vogado, J., Costa, M., Bensler, H., Freek, C., Heath, D., (2005), An Experimental Investigation of Fluid Flow and Wall Temperature Distributions in an Automotive Headlight International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 26, pp. 709-721. [4] Liang, E. W., R. D. Lillquist, J. P. Gallo, A. J. Poslinski, A. Grimson, B. R. Strauss, (1997), Predicting the Thermal Performance of An Automotive Fog Lamp Reflector. SAE Publications, 970912. [5] Senin, S., E.P. Wachsmann, C. Karcher, (2005), Thermal Analysis in Automotive Components, ISAL 2005, TU Darmstadt. [6] Cimolin, F., A. Menotti, M. Rabito, R. Vadori, (2008), Analisi Termo-Meccanica Con Tecniche Combinate Strutturali e Cfd Del Comportamento Di Un Fanale Autoveicolistico In Condizioni Di Prova e Di Utilizzo, AIAS - Associazione Italiana Per L analisi Delle Sollecitazioni, XXXVII Convegno Nazionale, 10-13 Settembre 2008, Università Di Roma La Sapienza. [7] Çengel Y., (2002), Heat Transfer A Practical Approach, McGraw Hill, 2nd Edition. 1. [8] Fischer, P., (2001), Radiative Heat Redistribution and Natural Convection Flow Inside an Automotive Fog Lamp, Proceedings of the Sixth International Symposium on Automotive Lighting, Darmstadt, Germany.