T.C.
NĐĞDE ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
MAKĐNA MÜHENDĐSLĐĞĐ ANABĐLĐM DALI
PLAZMA AKTÜATÖRÜN NACA2415 MODEL UÇAK KANADI ETRAFINDAKĐ AKIŞ KONTROLÜ ÜZERĐNE ETKĐSĐNĐN ĐNCELENMESĐ
AYTAÇ ŞANLISOY
Temmuz 2013 YÜKSEK LĐSANS TEZĐ A.ŞANLISOY, 2013 NĐĞDE ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
T.C.
NĐĞDE ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
MAKĐNA MÜHENDĐSLĐĞĐ ANABĐLĐM DALI
PLAZMA AKTÜATÖRÜN NACA2415 MODEL UÇAK KANADI ETRAFINDAKĐ AKIŞ KONTROLÜ ÜZERĐNE ETKĐSĐNĐN ĐNCELENMESĐ
AYTAÇ ŞANLISOY
Yüksek Lisans Tezi
Danışmanlar
Doç. Dr. Yahya Erkan AKANSU Yrd. Doç. Dr. Fuat KARAKAYA
Temmuz 2013
i ÖZET
PLAZMA AKTÜATÖRÜN NACA2415 MODEL UÇAK KANADI ETRAFINDAKĐ AKIŞ KONTROLÜ ÜZERĐNE ETKĐSĐNĐN ĐNCELENMESĐ
ŞANLISOY, Aytaç Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman : Doç. Dr. Yahya Erkan AKANSU
Đkinci Danışman : Yrd. Doç Dr. Fuat KARAKAYA Temmuz 2013, 72 sayfa
Bu çalışmada, aerodinamik akış kontrolünde paraelektrik ve peristaltik sinyal sürümünün plazma aktüatörün performansına etkisi araştırılmıştır. Sinyal modülasyonları ile uyarılan, NACA2415 model uçak kanadı üzerine yerleştirilmiş plazma aktüatörün aktif ve pasif olduğu durum için Reynolds sayılarının 8000-90000 aralığındaki etkileri rüzgâr tünelinde incelenmiştir. Uçak kanadına etki eden aerodinamik kuvvet katsayıları ölçülmüş, iz bölgesine yerleştirilen kızgın tel probu ile hız ölçümleri alınmış ve duman-tel yöntemi kullanılarak uçak kanadı etrafındaki akış yapısı görüntülenmiştir. Plazma aktüatörün açık ve kapalı durumu karşılaştırıldığında, kaldırma kuvvetinin arttığı ve iz bölgesinin daraldığı görülmüştür. Düşük Reynolds sayılarında, plazma aktuatör ile etkili akış kontrolü sağlanarak uçak kanadı üzerindeki tutunma kaybının daha büyük hücum açılarına kaydırılması sağlanmıştır. Reynolds sayısının 36000 değerinde akış ayrılması 18°’ye kadar iyileştirilebilmiş ve 14°’de maksimum kaldırma kuvveti, plazmasız durumun iki katı olarak elde edilmiştir.
Bununla beraber, peristaltik sürümünün çalışılan elektriksel parametre aralığında dikkate değer bir etkisinin olmadığı ortaya konulmuştur.
Anahtar Sözcükler: Plazma aktüatör, uçak kanadı, akış kontrol, kaldırma kuvveti, peristaltik uyarım, paraelektrik uyarım.
ii SUMMARY
INVESTIGATING THE EFFECTS OF PLASMA ACTUATOR ON THE FLOW CONTROL AROUND NACA2415 AIRFOIL
ŞANLISOY, Aytaç Nigde University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering
Supervisor : Associate Professor Dr. Yahya Erkan AKANSU Co-Advisor : Assistant Professor Dr. Fuat KARAKAYA
July 2013, 72 pages
In this master thesis, the effects of paraelectric and peristaltic signal drive on plasma actuator performance is investigated at active flow control. In the case of the plasma actuator located on NACA2415 airfoil, driven by modulated signal, was activated and deactivated. The effect of actuator to active flow control is examined at Reynolds number between 8000 and 90000 in the wind tunnel. The lift force which acted to airfoil was measured by force balance. The velocity measurements were taken by hot wire probe, located to wake region, and the flow around model is visualized by smoke wire method. When the plasma compared with active and passive case, it is observed that the lift force was increased and wake region was narrowed. The stall angle shifted to higher attack angle by accomplishing effective active flow control at low Reynolds number.
The flow separation was enhanced up to 18°, the maximum lift force occurred at 14°
attack angle which is doubled compared with when the plasma actuator is closed. On the other hand, the peristaltic actuation has no significant effect at the values of considered experimental parameters.
Keywords: Plasma actuator, airfoil, flow control, lift force, peristaltic actuation, paraelectric actuation.
iii ÖNSÖZ
Plazma aktuatörler; hareketli parça bulundurmaması, hafif ve basit yapısı ve bakım gerektirmemesi nedeni ile havacılık uygulamalarında, özellikle mikro hava araçlarında yenilik getirebilecek bir potansiyel olarak karşımıza çıkmaktadır. Plazma aktüatör performansının geliştirilmesi için son zamanlarda hem elektriksel, hem de geometrik parametrelerin etkileri incelenmektedir. Yapılan bu tez çalışmasında, plazma aktuatörlerin peristaltik sürümünün ve sinyal modülasyonlarının etkileri araştırılmıştır.
Öncelikle plazma aktüatör düz levha üzerine uygulanmış ve parametrelerin uygun çalışma aralıkları tespit edilmiştir. Daha sonra aktif akış kontrolüne etkisini incelemek üzere NACA2415 uçak kanadı üzerinde farklı konumlara yerleştirilmiştir. Plazma aktüatörün farklı Reynolds sayılarında ve hücum açılarında aerodinamik modelin oluşturduğu kaldırma kuvveti katsayısı ve model arkasındaki iz bölgesine etkisi araştırılmış ve plazma aktüatörlerin konumu ve çoklu uyarımın etkileri incelenmiştir.
Özellikle, uçak kanadı üzerinde akış ayrılması engellenerek tutunma kaybı (stol) olayı gerçekleşmeden daha yüksek hücum açılarına çıkılabilmesi sağlanmıştır.
Yüksek lisans tez çalışmamın yürütülmesi esnasında, çalışmalarıma yön veren, bilgi ve yardımlarını esirgemeyen ve bana her türlü desteği sağlayan danışman hocalarım, Sayın Doç. Dr. Yahya Erkan AKANSU'ya ve Sayın Yrd. Doç. Dr. Fuat KARAKAYA’ya en içten teşekkürlerimi sunarım. Yüksek lisans tez çalışmam esnasında tecrübelerine başvurduğum Yrd. Doç Dr. Hüsnü AKSAKAL’a ve Makine Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyelerine müteşekkir olduğumu ifade etmek isterim. Bu tezin hazırlanması esnasında yardımlarını esirgemeyen kıymetli meslektaşlarım Arş. Gör. Hürrem AKBIYIK, Cihan YEŞĐLDAĞ, Rafet GÜNAYDIN ve Tekmile AYDOGDU’ya teşekkür ederim.
Bu tez çalışmam boyunca bana maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen babam Đsmail ŞANLISOY’a, annem Müjgan ŞANLISOY’a, abim Ali Hayri ŞANLISOY’a ve nişanlım Pavlina VORLOVA’ya ithaf ediyorum.
Ayrıca, bursiyer olarak görev aldığım 110M056 numaralı proje kapsamında finansal destek sağlayan TUBĐTAK’a teşekkür ederim.
iv ĐÇĐNDEKĐLER
ÖZET ... i
SUMMARY ... ii
ÖNSÖZ ... iii
ĐÇĐNDEKĐLER ... iv
ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ ... vi
FOTOĞRAFLAR DĐZĐNĐ ...viii
SĐMGE VE KISALTMALAR ... ix
BÖLÜM I GĐRĐŞ ... 1
1.1.Aerodinamik Akış Kontrolü ... 1
1.1.1.Pasif akış kontrol yöntemleri ... 2
1.1.2.Aktif akış kontrol yöntemleri ... 3
1.2.Plazma Aktüatör ile Akış Kontrolü ... 5
1.3.Çalışmanın Bilimsel Önemi ... 12
1.4.Tezin Amacı ve Kapsamı ... 13
BÖLÜM II PLAZMA FĐZĐĞĐ ... 14
2.1.Plazmanın Tanımı ... 14
2.1.1.Atmosferik soğuk plazma etkisi ile akışın ivmelendirilmesi ... 15
2.1.2.Plazma etkisinde oluşan cisim kuvveti ... 17
2.2.Plazma Aktüatörler ... 19
BÖLÜM III DENEYSEL ÇALIŞMALAR ... 24
3.1.Rüzgâr Tüneli ... 24
3.2.Plazmanın Oluşturulması ... 25
3.3.Aerodinamik Test Modelleri ... 28
3.4.Ölçüm Sistemleri ... 29
3.4.1.Aerodinamik kuvvet katsayılarının ölçümü ... 30
3.4.2.Kızgın tel anemometresi ile hız ve girdap kopma frekansının ölçümleri ... 32
3.4.3.Basınç ölçümü ... 34
3.4.4.Duman-tel yöntemi ile akış görüntülemesi ... 35
BÖLÜM IV BULGULAR VE ĐRDELEMELER ... 37
4.1.Plaka Etrafında Akış Kontrolü ... 37
v
4.2.NACA2415 Uçak Kanadı Etrafında Akış Kontrolü ... 40
BÖLÜM V SONUÇLAR ... 57
KAYNAKLAR ... 59
ÖZGEÇMĐŞ ... 72
vi
ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ
Şekil 1.1: a) Kontrol Çubuğu ile akış kontrolü, b) ayırıcı plaka ile akış kontrolü ...2
Şekil 1.2: Sentetik jet üreteci (Azar, 2012). ...4
Şekil 2.1: Maddenin Plazma hali (Akansu ve Karakaya, 2013) ... 14
Şekil 2.2: Plazma aktüatör konfigürasyonu ... 15
Şekil 2.3: Đyon ve elektronların elektrik alanında hareketi ... 17
Şekil 2.4 : a) Korona deşarj aktüatörü, b)Dielektrik barier deşarj aktüatörü (Moreau, 2007) ... 20
Şekil 2.5: Sürekli sinüzoidal sinyal sürümü ... 21
Şekil 2.6: Peristaltik plazma aktüatör panelinde aktüatörlerin fazlandırılması (Roth ve diğerleri, 2003b) ... 21
Şekil 2.7: Sürücü sinyalin 2 V ve 3600 Hz frekansında doluluk boşluk yüzdesinin sinyal yapısındaki etkisi ... 22
Şekil 2.8: Sürücü sinyalin 2 V ve 3600 Hz frekansında uyarım frekansının sinyal yapısındaki etkisi ... 23
Şekil 3.1 : NACA2415 uçak kanadı geometrisi ... 29
Şekil 3.2: Rüzgar tüneli test bölgesinin ve akış karakteristiklerinin ölçümünde kullanılan deney sisteminin şematik görünümü ... 30
Şekil 3.3: Duman-tel akış görüntüleme sistemi şeması ... 35
Şekil 4.1: Altılı aktüatör durumunda sinüzoidal sinyal faz açısının duvar jeti üzerine etkisi ... 39
Şekil 4.2: Farklı konumlardaki aktüatör çiftlerinin aktif olması durumunda faz açısının etkisi ... 39
Şekil 4.3: Farklı sayılardaki çoklu aktüatör düzenlemelerinin aktif olması durumunda faz açısının etkisi ... 40
Şekil 4.4: NACA2415 üzerine entegre edilmiş plazma aktüatör konfigürasyonu ... 41
Şekil 4.5: NACA2415 uçak kanadı modelin literatür ile karşılaştırılması... 42
Şekil 4.6: Düşük Reynolds sayısı bölgesinde uçak kanatlarına etki eden maksimum kaldırma kuvvet katsayısının değişimi ... 43
Şekil 4.7: Plazma aktüatörün aktif ve pasif olduğu durumda,NACA2415 uçak kanadı etrafında oluşan kaldırma kuvvetinin Reynolds sayısına bağlı olarak değişimi ... 44
vii
Şekil 4.8: NACA2415 uçak kanadının farklı Reynolds sayılarında, kaldırma
katsayısının hücum açısı ile değişimi ... 45 Şekil 4.9: Plazmanın kapalı ve açık olduğu durumda hücum açısının etkisi ... 45 Şekil 4.10: Plazma aktüatörün farklı voltajlar ile sürüldüğü durumlarda kaldırma kuvvet katsayısının Reynolds ile değişimi ... 46 Şekil 4.11: Farklı Hücum açılarında ve plazmanın açık ve kapalı olduğu durumda NACA2415 uçak kanadı etrafındaki akışın iz bölgesinin değişimi ... 47 Şekil 4.12: Farklı plazma aktüatörlerin (1,1-2,1-1,2,3 numaralı aktüatörler)
aktifleştirilmesi neticesinde NACA2415 uçak kanadı etrafındaki akışın iz bölgesinin değişimi ... 48 Şekil 4.13: Plazma aktüatöre uygulanan sinyalin faz açısının değiştirilmesinin
NACA2415 uçak kanadı etrafındaki akışın iz bölgesine etkisi ... 49 Şekil 4.14: NACA2415’in hücum açılarının 5°, 10° ve 15°olduğu durumda, farklı plazma aktüatörlerin aktifleştirilmesinin oluşan kaldırma katsayısına etkisi ... 50 Şekil 4.15: Farklı uyarım frekanslarında uyarılan plazmanın doluluk boşluk yüzdesinin değişiminin NACA2415 uçak kanadının oluşturduğu kaldırma kuvvetine etkisi ... 51 Şekil 4.16: %10 doluluk boşluk yüzdesi ile sürülen plazmanın uyarım frekansının NACA2415 uçak kanadının oluşturduğu kaldırma kuvvetine etkisi ... 51 Şekil 4.17: %95 doluluk boşluk yüzdesi ile sürülen plazmanın uyarım frekansının NACA2415 uçak kanadının oluşturduğu kaldırma kuvvetine etkisi ... 52 Şekil 4.18: Sinüzoidal sinyal faz açısının plazma aktüatörün etkisinde oluşan kaldırma kuvveti katsayısına etkisi ... 53 Şekil 4.19: Plazma aktüatörün sürücü sinyalinin frekansının plazma aktüatör etkisinde oluşan kaldırma kuvveti katsayısına etkisi ... 53 Şekil 4.20: Plazma aktüatörün sürücü sinyalinin voltajının değişiminin plazma aktüatör etkisinde oluşan kaldırma kuvveti katsayısına etkisi ... 54
viii
FOTOĞRAFLAR DĐZĐNĐ
Fotoğraf 1.1: Laminar ve türbülanslı akış yapasında akış ayrılması (Çengel ve Cimbala,
2007) ...3
Fotoğraf 1.2: Renault aracın sentetik jet ile aerodinamik akış kontrolü (URL-1). ...4
Fotoğraf 3.1: Çalışmada kullanılan deney düzeneği ... 24
Fotoğraf 3.2: Rüzgâr tüneli dizaynı ... 25
Fotoğraf 3.3 : a) 6 kanallı audio güç amfi, b) Yüksek voltaj bobin kutusu ... 26
Fotoğraf 3.4 : Sinyal üretiminde kullanılan FPGA tabanlı programın arayüzü ... 27
Fotoğraf 3.5: Osiloskopta sinyal formlarının alınması ... 27
Fotoğraf 3.6 :a) Yüksek voltaj probu, b) Akım probu ... 28
Fotoğraf 3.7 : NACA2415 uçak kanadının katı modellemesi ... 29
Fotoğraf 3.8 : a)ATI yük hücresi programının arayüzü, b) Yük hücresinin rüzgar tünelindeki konumu, c) Döndürme aparatına entegre edilmiş yük hücresi ... 31
Fotoğraf 3.9 : Kızgın tel probların test bölgesindeki konumları ... 32
Fotoğraf 3.10: Dinamik basıncın ölçümünde kullanılan a) Pitot tüpü, b) Basınç dönüştürücüsü c) Mikromanometre ... 35
Fotoğraf 3.11: NACA0015 uçak kanadı etrafında akış görüntülemesi (Akansu ve diğ., 2012) ... 36
Fotoğraf 4.1: Peristaltik etkinin oluşturulduğu levha üzerindeki elektrot dizilimi ... 38
Fotoğraf 4.2: NACA2415 modelin test bölgesindeki görünümü ... 41
Fotoğraf 4.3: NACA2415 uçak kanadının α=12 ve 16° hücum açılarında plazma aktüatörün V=8kVpp ve f=3600Hz sinyal ile sürüldüğü durumda akış ayrılması üzerine etkisi ... 54
Fotoğraf 4.4: Plazma aktüatörü süren voltajının NACA2415 uçak kanadı etrafındaki akış yapısına etkisi ... 55
Fotoğraf 4.5: NACA2415 uçak kanadı üzerine yerleştirilen çoklu aktüatörlerin tekli ve çoklu sürümünün akış yapısına etkisi ... 56
ix
SĐMGE VE KISALTMALAR
Simgeler Açıklama
µ Dinamik viskozite
a Đvme
Aön Ön bakış alanı
Aüst Üst bakış alanı
B Manyetik alan
b Kanat açıklığı uzunluğu
C Veter uzunluğu
CD Sürüklenme kuvveti katsayısı
CL Kaldırma kuvveti katsayısı
E Elektrik alanı
e Elektron yükü
F Cisim kuvvetleri/Lorentz kuvvetleri
FD Sürüklenme kuvveti
fe Uyarım frekansı
FL Kaldırma kuvveti
K Đdeal gaz sabiti
kB Boltzmann sabiti
m Kütle
n Ortalama parçacık sayısı
P Basınç
Patm Atmosfer basıncı
Pdin Dinamik basınç
Pst Statik basınç
Ptop Toplam basınç
q Elektriksel yük
Re Reynolds sayısı
s Birim yüzey
T Sıcaklık
x
t Zaman
Te Elektron sıcaklığı
Ti Đyon sıcaklığı
u X yönündeki hız bileşeni
U Duvar jeti hızı
Uo Serbest akış hızı
x/C Plazma aktüatörün konumu
εo Dielektrik sabiti
ρ Yoğunluk
ρc Yük yoğunluğu
υ Hız
φ Elektriksel potansiyel
Kısaltmalar Açıklama
AC Alternatif Akım
DBD Dielektrik Bariyer Deşarjı
DC Doğru Akım
EHD Elektrohidrodinamik
MAV Mikro Hava Araçları
1 1. BÖLÜM I
GĐRĐŞ
Hava araçları sahip oldukları aerodinamik yapılı kanat geometrisi nedeni ile harekete geçtikleri zaman, kanadın üst kısmından akış hızlı geçerken, alt kısmından daha yavaş geçmektedir. Bu hız farklının neticesinde ise kanadın alt yüzeyi ile üst yüzeyi arasında basınç farkı oluşmakta ve bu basınç farkının modelin yüzey alanına etkisi neticesinde kaldırma kuvveti oluşmaktadır. Kaldırma kuvveti modelin sahip olduğu hıza, bulunduğu ortamın yoğunluğuna ve üst bakış alanına bağlı olarak değişmektedir. Kaldırma kuvvetinin artırılması için aracın sahip olduğu hız artırılmakta veya kanadın hücum açısı artırılarak kaldırma kuvveti istenilen seviyelere getirilebilmektedir. Ancak hücum açısının belirli bir değerin üzerinde olması durumunda, akış kanadın üst yüzeyinden ayrılarak bir küt cisim gibi davranmakta ve kanadın arkasında kalın bir iz bölgesi oluşmaktadır. Bu durumda tutunma kaybının görüldüğü stol açısına girilerek kaldırma kuvvetinde ani düşüşler meydana gelmektedir. Akış ayrılmasının geciktirilmesi ve aerodinamik kuvvet katsayılarının iyileştirilmesi için çeşitli akış kontrolü yöntemleri uygulanmaktadır. Literatürde yapılmakta olan akış kontrol yöntemleri, yöntemde enerji kullanımı durumuna göre aktif veya pasif olarak sınıflandırılmaktadır. Burada, her iki yöntem hakkında kısaca bilgi verildikten sonra aktif akış kontrol yöntemlerinden birisi olan plazma aktüatörler kapsamlı olarak ele alınacaktır.
1.1. Aerodinamik Akış Kontrolü
Aerodinamik akış kontrolü, Gad-el-Hak (2000) tarafından bir akış alanının istenilen kısmının, doğal şeklini veya karakterini uygun şekilde değiştirilmesi için uygulanan yöntemler olarak tanımlanmaktadır. Bu yöntemler ile aerodinamik kuvvet katsayılarının geliştirilmesi, akış ayrılmasının önlenmesi veya geciktirilmesi, stol açısının daha yüksek açılara kaydırılması, sınır tabakanın geliştirilmesi, ses ve titreşim miktarının azaltılması mümkün olmaktadır. Akış kontrol yöntemlerinin en yaygın sınıflandırması aktif ve pasif olarak yapılmaktadır. Aktif akış kontrolünde, sistemde ilave bir enerji kullanımı söz konusuyken; pasif akış kontrolü ise sistemde ilave enerji kullanımı olmaksızın yapılan
2
geometrik düzenlemeleri içermektedir. Akış kontrolünde ortaya çıkan fiziksel etkileri ortaya koyabilmek için bu yöntemlerin bazıları aşağıdaki alt başlıklarda anlatılmıştır.
1.1.1. Pasif akış kontrol yöntemleri
Pasif akış kontrol yöntemleri ilave bir güç kullanılmaksızın geometride yapılan değişiklikler veya akış kontrolünü sağlayacak elemanlar eklenmesi ile gerçekleştirilmektedir. Pasif akış kontrol yöntemlerinden bazıları, cisim önüne kontrol çubuğu yerleştirilmesi, cisim arkasına yerleştirilen ayırıcı plaka, yüzey pürüzlülüğü veya akış bozucu tel ve cisim geometrisinin yeniden düzenlenmesidir. Bu yöntemlerin çalışma mekanizmaları aşağıda kısaca açıklanmıştır.
Şekil 1a’da görüldüğü üzere, kontrol çubuğu ile akış kontrolünde, cisim önüne küçük çaplı bir cisim yerleştirilmektedir. Akış öncelikle kontrol elemanına çarpmakta ve kontrol elemanından ayrılan akış tabakasının oluşturduğu iz bölgesi arkadaki cismi etkilemektedir. Đki cisim arası mesafeye bağlı olarak hem küt cismin ön kenarındaki pozitif basınç düşmekte hem de küt cisim iz bölgesinin daralmasına bağlı olarak arka kenarındaki negatif basınçta yükselme görülmektedir. Ön ve arka kenardaki bu basınç değişimleri cisme etki eden sürükleme kuvvetinin azaltılması yönünde önemli rol oynamaktadır. Sarıoğlu ve diğ. (2005)’nin yapmış olduğu çalışmada, kontrol çubuğu ile sürükleme kuvvetinde %70’e varan azalmalar elde etmişlerdir. Şekil 1b’de ayırıcı plaka ile yapılan akış kontrolünde küt cismin arkasına yerleştirilen ayırıcı plaka neticesinde girdap bölgesinin yapısı ve iz bölgesi değişmektedir. Akansu ve diğ. (2004), yapmış oldukları çalışmada ayırıcı plakanın 0 ile 180⁰ aralığında döndürülmesi neticesinde silindirin arkasında oluşan iz bölgesinin ve basınç dağılımının, eğim açısının değişimi ile değişimini incelemişlerdir.
Şekil 1.1: a) Kontrol Çubuğu ile akış kontrolü, b) ayırıcı plaka ile akış kontrolü Kontrol Çubuğu
Küt cisim
U∞ U∞
Küt cisim
Ayırıcı plaka
3
Pürüzlü yüzeyler veya akış sendeletici (trip wire) kullanılarak akışın laminer yapıdan türbülanslı yapıya geçirilmesi mümkündür. Türbülanslı akışta, akışkan yüzeyden ayrılmaya ters basınç nedeni ile daha fazla direnecektir. Cismin yüzey pürüzlülüğünün artırılması veya akış sendeleticilerin kullanılması ile Fotoğraf 1.1’de olduğu gibi akışın daha yüksek açılarda yüzeyden ayrılması mümkündür. Böylece cisim arkasındaki iz bölgesi daralmakta ve basınç sürüklenmelerinin düşürülmesine olanak sağlanmaktadır.
Fotoğraf 1.1: Laminar ve türbülanslı akış yapasında akış ayrılması (Çengel ve Cimbala, 2007)
Ayrıca cisim geometrisinin yeniden düzenlenmesi ile keskin köşelerin yuvarlatılması veya gerekli yerlere kanallar açılması ile de sürüklenme kuvvetleri azaltılabilmektedir.
1.1.2. Aktif akış kontrol yöntemleri
Aktif akış kontrol yöntemleri, ilgili akış alanın doğal şeklinin veya karakterinin uygun şekilde değiştirilmesi için harici enerji harcanarak gerçekleştirildiği yöntemler olarak tanımlanmaktadır. Burada aktif akış kontrol yöntemlerden bazıları olan, döner yüzeyler ile akışa momentum transferi, sıfır net kütle akılı sentetik jetler, üfleme veya emme yapan kanallar hakkında kısaca bilgi verilecektir.
Döner yüzeyler ile akışa momentum enjeksiyonu kullanılarak, akışkan hızı ile cisim yüzeyi arasındaki hız farkı nedeni ile cisim yüzeyinde oluşan sınır tabakanın engellenmesi veya azaltılması sağlanmaktadır. Cisim yüzeyi ile akışkanın aynı yönde hareket etmesi, aradaki hız farkını ortadan kaldırarak sınır tabakanın değiştirilmesine ve ayrıca akışkana ilave momentum kazandırarak akışın yüzeyden ayrılması engellenerek veya geciktirilerek istenilen akış kontrolü gerçekleştirebilmektedir.
θayrılma=80⁰ Laminar θayrılma=140⁰ Türbülanslı
Akış sendeletici tel
4
Sentetik jetler ile akışa kütle transferi olmaksızın, ard arda üfleme ve emme yaparak momentum aktarılmaktadır. Sentetik jet üretici Şekil 1.2’de görüldüğü gibi diyafram, emme ve üfleme için gerekli olan boşluk ve orifisden oluşmaktadır. Piezoelektrik diyaframa sinyal gönderilmesi ile diyafram salınım yapmaktadır. Bu salınım neticesinde diyaframın yukarı hareketi ile üfleme, aşağı hareketi ile emme yapmaktadır. Üfleme sonucunda orifisden çıkan akışkan dairesel sentetik jetlerde girdap halkası şeklinde, düzlemsel sentetik jetlerde girdap çifti şeklinde ayrılmaktadır (Tuck ve Soria, 2008).
Emme esnasında girdap halkası yüzeyden uzaklaştığı için boşluğa giren akışkandan etkilenmemektedir (Smith ve Glezer, 1998).
Şekil 1.2: Sentetik jet üreteci (Azar, 2012)
Fotoğraf 1.2’de, Renault Altica model bir arabada akış ayrılmasının gerçekleştiği üst arka kenarına sentetik jet uygulaması görülmektedir. Sentetik jetin aktif olduğu durumda iz bölgesinin daraldığı gözlemlenmiştir. Aracın 130 km/saat ile seyir ettiği durumda sadece 10 W güç tüketimi ile %15 enerji tasarrufu sağlanmıştır. Bu yöntemde modelin hızına bağlı olarak akış kontrolünün yapılması mümkündür (Azar, 2012).
Fotoğraf 1.2: Renault aracın sentetik jet ile aerodinamik akış kontrolü (URL-1)
Girdap Halkası Hava Girişi
Sentetik Jet
Salınım yapan
diyafram Orifis Boşluk
Sentetik jet kapalı
Sentetik jet açık
5
Üfleme veya emme yapan kanallarda ise cisim yüzeyinden akışın ayrılmasını engellemek için cisim yüzeyindeki bir slot kanaldan üfleme veya emme aparatı ile akışkan iletilmekte veya gerekli akış direkt olarak ana akımdan elde edilebilmektedir.
1.2. Plazma Aktüatör ile Akış Kontrolü
Plazma aktüatörler; akışkan içerisinde bulunan elektriksel deşarj ile uyarılan yerel iyonize gazların nötr parçacıklar ile çarpışması sonucu hacimsel sürüklenmeye ve bunun neticesinde yüzeyde yapay akış oluşmasına neden olmaktadır (Akansu ve Karakaya, 2013). Plazma etkisinde oluşan akışın, akış kontrolünde istenmeyen negatif etkilerin bertaraf edilmesi gereken yere konumlandırılması ile istenilen akış kontrolleri sağlanabilmektedir. Plazma aktüatörlerin gelecek vaat etmesi ve bilim adamlarının konuya olan ilgisi, herhangi bir hareketli mekanik parçaya gerek duyulmaksızın direkt olarak elektrik enerjisini kinetik enerjiye dönüştürüyor olmasından kaynaklanmaktadır.
Bu yöntemle, düz plaka üzerindeki sınır tabaka gelişiminin, dairesel silindir etrafındaki akışta yüzeyden akış ayrılmasının, uçak kanadı etrafındaki akışlarda ise aerodinamik kuvvetlerin geliştirilmesi ve stol olayının kontrolü sağlanabilmektedir (Akansu vd., 2012). Ancak şu an elde edilen akış kontrolleri oldukça düşük hızlarda olup, daha yüksek hızlarda da uygulanabilmesi için yeni yöntemler geliştirmeye yönelik çeşitli araştırmalar yapılmaktadır.
Günümüzde akış kontrolünün sağlanması amacı ile hava araçları oldukça karmaşık mekanik sistemlerden oluşmaktadırlar. Bu sistemler; çoğu zaman ağır, oldukça yavaş, pahalı ve sürekli bakım gerektiren parçalardan oluşmaktadırlar. Plazma aktüatörlerin tepki süresinin kısa olması, basit yapısı, akış ayrılmasını kontrol edebilmesi, kaldırma kuvvetini artırabilmesi ve sürüklenme kuvvetlerini düşürebilmesi ve stal açısını geciktirmesi gibi avantajları nedeni ile havacılık uygulamaları için umut veren yöntemler arasında yer almaktadır.
Uçak kanadı üzerinde kontrollü akış elde etmek için yapılan EHD plazma aktüatörlerindeki gelişmeler ve uygulamalar ile düşük hızlarda çalışan sistemlerin yüzeyinde yapay akış oluşturulmuş, akış ayrılmasını önleyici etkiler gözlemlenmiştir.
Bu etkiler optimize edilerek sistemlerin akış tutma kabiliyetinin gelişmesi sağlanmıştır.
6
Aşağıda plazma aktüatörlerin karakterize edilebilmesi ve performansının geliştirilmesi amacı ile literatür de yapılan çalışmalar özetlenmiştir.
Roth ve diğerleri (Roth, 2003a; Roth, 2003b; ve Roth, 2004), plazma aktüatör kullanarak, cisim üzerindeki durağan haldeki akışın hızını yaklaşık 3 m/s seviyelerine çıkarmıştır. NACA0015 uçak kanadı etrafında 2.85 m/s serbest akış hızında cisim üzerinde akış tutunmasını gözlemlemişlerdir. Onlar, uyarım fiziğini paraelektrik uyarım olan aktüatörlerin hepsinin eş zamanlı olarak uyarılmasını ve aktüatörlerin farklı faz açılarında uyarılması olan peristaltik uyarım olarak iki kısıma ayırmışlardır. Aynı zamanda paraelektrik ve peristaltik uyarımı eşzamanlı sağlayan aktüatörler hazırlamışlardır.
Thomas vd. (2009), tek DBD kullanarak elde edilen plazma hareketlendiricisinin ürettiği cisim kuvvetinin optimizasyonuna yönelik parametrik bir deneysel çalışma gerçekleştirmişlerdir. Dielektrik malzeme türü ve kalınlığı, uygulanan voltajın genliği ve frekansı, voltajın dalga formu, elektrot geometrisi ve genişliği gibi birçok parametrenin etkisini incelemişlerdir. Bu çalışmalarında, özellikle plazma aktuatörünün daha önce uygulanması mümkün olmayan yüksek Reynolds sayılarında da akış kontrolünün sağlanması üzerinde çalışmışlardır. Özellikle düşük dielektrik sabitine sahip kalın dieletrik malzemeler ile üretilen cisim kuvvetinin, önceki çalışmalarda kullanılan kapton bazlı aktuatörlere oranla çok daha fazla olduğunu göstermişlerdir.
Sosa ve Artana (2006), plazma aktüatörlerin NACA0015 uçak kanadı etrafında ki akışa etkilerini araştırmışlardır. Buna ilaveten hücum açısının ve hıza bağlı olarak farklı akış şartlarının etkileri incelemişlerdir. Düşük Reynolds sayılarında plazma uyarımının etkilerini, akışa kazandırılan güce ve aktüatör ile ayrılma noktası arasındaki bağıl uzaklığa bağlı olduğunu belirtmişlerdir. Onlar uyarımın yoğunluğunu belirlemek için güç katsayısı tanımlamışlardır.
Bernard ve Moreau (2010), aktüatörlerin modüle edilmiş sinyali ile uyarıldığı durumda plazma aktüatörlerin elektriksel karakteristiklerini incelemişlerdir. Kare ile sinüs sinyalin çarpımı, iki sinüs sinyalin toplamı ve iki sinüs sinyalin çarpımı ile elde edilen farklı modüle sinyaller ile plazma aktüatörleri sürmüşlerdir. Plazma etkisinde oluşan hızın çalkantı frekanslarının modüle sinyaller ile değiştirilebileceği belirtilmiştir.
7
Bernard vd. (2009), NACA0015 üzerine konumlandırılan plazma aktüatörün kararlı ve kararsız uyarımı durumunda cismin aerodinamik performansını incelemişlerdir. Plazma aktüatörün kaldırma kuvveti katsayısını artırdığını, sürüklenme kuvvetini düşürdüğünü ve stol açısını geciktirdiğini göstermişlerdir.
Little vd. (2010), uçak kanadının flabı üzerine yerleştirilen ve modüle edilmiş sinyaller ile sürülen plazma aktüatörün akışa etkilerini Reynolds sayısı 25000-75000 arasında incelemişlerdir. Onlar flapta beliren girdap oluşumu temelli kararsızlıkların modüle dalga formları ile kuvvetlendirilmesinin kaldırma kuvvetini artırmada ve zamana bağımlı resirkülasyon bölgesinin düşürülmesinde etkili olduğunu belirtmişlerdir. Burst ve amplitude modülasyonlarını karşılaştırmışlardır. Aktüatörün etkisinin ve veriminin düşük frekanslarda kare dalga modülasyonunun sinüs sinyal modülasyonu ile karşılaştırıldığında daha da iyileştirdiği belirtilmiştir. Her flap açısının burst modülasyonu için uygun doluluk boşluk yüzdesi aralığının bulunduğu ve flap açısının artması ile arttığı belirtilmiştir.
Jolibois vd. (2008), veter uzunluğu boyunca plazma aktüatörün en uygun konumunu belirlemişlerdir. Onlar doluluk boşluk yüzdesinin uygun değeri ile güç tüketiminin azaltılabileceğini göstermişlerdir. Veter uzunluğu boyunca yedi adet aktüatör konumlandırmışlar ve her bir aktüatörün ayrılmış akışı tutmasına etkisini 17° hücum açılarına kadar incelemişlerdir.
Göksel vd. (2007), plazma aktüatörün kararlı ve kararsız uyarımın etkilerini Eppler E338 uçak kanadı üzerinde, Reynolds sayısı 20500≤Re≤50000 aralığında, akış ayrılmasına ve aerodinamik performansa etkisini araştırmıştır. Onlar plazmayı süren sinyalin doluluk boşluk yüzdesinin ayarlanması ile kaldırma katsayısının artırıldığını göstermişlerdir. Plazma aktüatörün düşük doluluk boşluk yüzdelerinde bile, yaklaşık
%0.66, etkili akış ayrılması kontrolü için yeterli olmuştur.
Zito vd. (2012), mikro ölçekli plazma aktüatör oluşturarak etkiyen kuvvet başına tüketilen güç olarak tanımlanan itki etkinliğini, itki yoğunluğu olarak tanımlanan birim hacimde oluşan itkiyi ve kütle başına düşen itkiyi makro ölçekli aktüatörler ile kıyaslamışlardır. Tüketilen birim güce karşılık elde edilen hız olarak hız etkinliğini, hacim ve kütle başına düşen hızı ve pik hızı, ortalama kuvvet ve tüketilen güce bağlı
8
olarak verimliliğini makro ölçekli plazma aktüatör ile karşılaştırmışlardır. Elde edilen sonuçlar neticesinde itki etkinliğinin makro ölçekli aktüatörler ile aynı olduğu, hız etkinliğinin %63-%86 arasında iyileşme sağladığı, enerji dönüşüm verimliliğinde ise karşılaştırılan bir makro ölçekli aktüatöre oranla %31 iyileşme sağladığı belirtilmiştir.
Gelişmelerde kalın dielektrik malzemenin 10 µm seviyelerine düşürülmesi ile gerekli voltajın düşürülmesi sağlanmış, elektrot genişliklerinin 10 µm ’a kadar düşürülmesi ile gerek boyutlarda gerekse ağırlıkta iyileştirmeler sağlanmıştır. Yapılan çalışmada elektrotlar arasındaki boşluk 100 µm olarak alınmıştır. Ancak bu çalışmada kullanılan geometride debiye perdelemesi mesafesinin 10 µm’den daha küçük olduğu durumda plazma hacminin negatif etkilediği belirtilmiştir. Bu nedenle elektrotlar arası boşluğun 10 µm ‘a yaklaştırıldığında itki yoğunluğunun artması beklenmektedir.
Cheong vd. (2011), topraklanmış elektrotu sabit tutan ve hava ile temaslı elektrota açı verebilen bir düzenek hazırlayarak hava ile temas eden elektrotu 90⁰ ile 270⁰ aralığında değiştirterek plazma aktüatörden elde edilen kuvvetler karşılaştırmışlardır. Geometri 180⁰ açı da iken bilinen düz plaka geometrisindedir. Açının 270⁰ ‘ye kadar artırılması ile tepki kuvvetlerinde %50 artış sağlanmış, açının 90⁰ ’ye kadar düşürülmesi ile tepki kuvvetlerinde azalmalar gerçekleşmiştir. Bunun nedeni ortam havasının aktüatöre doğru çekilmesi ve aktüatörün bulunduğu plaka boyunca itilmesinden kaynaklanmaktadır.
Aynı zamanda açının değişimi ile elektrik alanın değiştiği ve bunun neticesinde tepki kuvvetlerinde etki oluşturduğu açıklanmıştır. DBD aktüatör kapasitör gibi düşünülmüş, kapasitörün kapasitansı açının değişimi ile değiştiği gösterilmiş ve kapasitansın değişimi ile elektrik alanının değiştiği gösterilmiştir.
Taleghani vd. (2012), 750000 Reynolds sayısında ve hücum açısını değiştirerek plazma aktüatörün NLF0414 uçak kanadı etrafındaki akış yapısına etkisini incelemişlerdir.
Ayrıca sinyallerin frekans ve doluluk boşluk yüzdeleri gibi parametrelerini değiştirerek plazma aktüatörün performansına ve dolaylı olaraktan akış yapısına etkisini incelemişlerdir. Uçak kanadı etrafında basınç dağılımını elde ederek plazma aktüatörün belirtilen hücum açılarında göstermiş olduğu performans incelenmiştir. Aktüatörün en iyi performansı 18⁰ hücum açısında elde edilirken hücum açısının 20⁰ ye çıkarılması ile etki azalmıştır. Aktüatörün en iyi performansında, ayrılma noktası x/C=0.15 ’den x/C=0.50 ’ye kaymış, hücum açısının 20⁰ ’ye çıkarılması ile x/C=0.30’a kadar
9
kaydırılabilmiştir. En etkili performansın elde edildiği 18⁰ hücum açısında, kaldırma kuvvetinde %17 artış sağlanmış ve düşük doluluk boşluk yüzdelerinde ve düşük uyarım frekanslarında daha iyi kaldırma kuvveti elde edilmiştir. Plazmanın, akışın hem yüzey etrafındaki hızını artırdığı hem de girdap oluşturduğu belirtilmiştir. Girdap oluşum frekansı ile uyarım frekansının senkronize edilebilmesi ile performansın artırılabileceği ön görülmüştür. Uygun Strohal sayısının doluluk boşluk yüzdesi ile bağlantılı olduğu ve her doluluk boşluk yüzdesi için farklı uygun Strohal sayısı olduğu belirtilmiştir.
Abe vd. (2012), Schilieren akış görüntüleme yöntemini kullanarak DBD aktüatör ile akışın uyarılma sürecini incelemişlerdir. Yüzey etrafında gelişen jet akışının elektrot kenarından başladığı ve aktüatörün bulunduğu yüzey boyunca jet akışına benzer şekilde yayıldığı gözlemlenmiştir. Bu bölge plazmanın momentum transferini gerçekleştirdiği ivmelendirme bölgesi olarak tanımlanmıştır. Bu jet bölgesi 2 ms sürede oluşmuş ve elektrottan 2.5 mm uzaklığa yayılmıştır. 2 ms sonrasında girdap oluşmaya başlamış ve bundan sonraki jet akışı ortamdaki havayı emerek hızı yavaşlamakta ve kalınlığının giderek artmakta olduğu belirtilmiştir. Girdap oluşumu öncesi deşarj alanının ortam basıncının düşürülmesi ile arttığı gözlemlenmiştir. Đvmelendirme bölgesinde, davranışın yüksek voltaj girişinin değişimi ile periyodik olarak değiştiği belirtilmiştir. Bu nedenle düşerken dik, yükselirken dik ve aynı eğimli üç farklı üçgen sinyal ile plazma aktüatörü sürmüşlerdir. Đvmelendirme bölgesinin en fazla olduğu durum, sinyallerin azalan faz açılarında gözlemlenmiştir.
Debien vd. (2012), hava ile temas eden elektrot etkisini görmek için hem plaka-plaka aktüatör hem de hava ile temas eden elektrotu tel olan tel-plaka geometrisi denemişlerdir. Plaka-plaka aktüatör geometrisinin uyarıldığı sinyalin pozitif çevirim süresinde oluşan akım pikleri çok yoğun iken, tel-plaka aktüatör geometrisinin uyarıldığı sinyalin pozitif çeviriminde oluşan akım pikleri engellenmiş ve böylece plazma bölgesinde daha yoğun elektrik alanı ve uniform parlayan deşarj oluşması sağlanmıştır. Uyarım süresince plaka-plaka aktüatörün pozitif uyarım sinyalinde hız yavaşlamakta, negatif çevirimde ise hız artmakta iken; tel-plaka aktüatörün sinyalinin her iki çeviriminde ivmelenme sağladığı, sadece deşarjın olmadığı durumda hızın düşük olduğu belirtilmiştir. Her iki durumda cisim kuvvetlerinin ortalama kuvvetin on katı kadar çalkantılı olduğu belirtilmiştir.
10
Im ve Capelli (2012), emme ile dielektrik bariyer deşarj yöntemini beraber kullanarak plaka üzerinde sınır tabaka kontrolünün sağlanabileceğini deneysel olarak göstermişlerdir. Plakanın orta eksenine akışı yönlendirmek amacı ile simetrik plazma aktüatör, akışı emmek amacı ile de aktüatöüre eşit uzaklıkta iki adet emme kanalı açmışlar ve emme kanalının iç kısmına da asimetrik plazma aktüatörler yerleştirmişlerdir. Aktüatörlerin kapalı ve açık olduğu durum ve emme kanalı içerisindeki aktüatörler ile emme kanalı kapalı iken ki durumlar incelenmiştir. Elde edilen sonuçlarda aktüatörler ve emme kanalının açık olduğu durumda sınır tabaka kalınlığı 9mm’den 2mm ‘ye düştüğü gözlemlenmiştir. Plazma aktüatörlerin uyarılması ile emme kanalı genişliğinin on katına kadar yüzeydeki akışı etkileyebileceği belirtilmiştir.
Dursher vd. (2012), plazma aktüatörlerin doyma eşiği öncesi ve süresince DBD aktüatör etkisinde akış alanını karakterize etmişler ve dielektrik malzemenin farklı konumlarından ısıtılması ile doyma eşiğinin değiştirilebilmesini araştırmışlardır. Eşik voltajına kadar itki artmış, eşik voltajının aşılması ile parlayan deşarjdan kıvılcımlı deşarja hızlı geçiş olmuş ve oluşan itkide önemli düşüş gerçekleşmiştir. Dielektrik yüzey sıcaklığının yerel olarak ısıtılması ile parlayan rejimden kıvılcımlı rejime geçişin diğer deşarj bölgelerini etkilemeden uygulanabileceği, ancak geçen zaman ile kıvılcımların yayıldığı gösterilmiştir. Ayrıca akış yönü boyunca filamentlerin genişlemekte olduğu belirtilmiştir. Kıvılcımların varlığı ile güç tüketimi %30 ile %40 aralığında artmıştır.
Erfani vd. (2012), dilektrik tabaka yüzeyi sıcaklığının ve voltajın plazma aktüatör performansına etkisini incelemişlerdir. Plazma aktüatör yüzey sıcaklığının artırılması ile güç tüketiminde artış ile birlikte hem daha yüksek hızın hem de daha yüksek cisim kuvvetlerinin elde edilebileceği belirtilmiştir. Sıcaklığın yüksek olduğu durumda uyarılmış hız ortam sıcaklığı ile karşılaştırıldığında %45.5 artış sağlarken, güç tüketiminde %6.1 artışa neden olmuştur. Diğer bir taraftan, soğuk yüzey şartlarında yapılan çalışmalarda ise tüketilen güçte %54.9 düşüş sağlanmış ancak düşük yüzey sıcaklığında uyarılmış hız ortam şartları ile kıyaslandığında %43 düşük seviyelerde kalmıştır.
11
Durscher ve Roy (2012), iki farklı 1.2 ve 1750 dielektrik sabite sahip silica aerogel ve ferroelektrik malzemeleri DBD aktüatörde dielektrik malzeme olarak kullanmışlar ve DBD aktüatör üzerine etkisini araştırmışlardır. Ferroelektrik malzeme aynı kalınlıktaki dieletrik malzeme ile karşılaştırıldığında, çok daha düşük voltajda deşarj oluşturmakta ancak yüksek voltajlara çıkıldığında dielektrik malzemenin yüksek sıcaklıklara çıktığı ve problem oluşturduğu belirtilmektedir. Benzer durum aynı voltajda yüksek frekansların kullanılmasında da geçerli olmuştur. Dielektrik geçirgenliği 1.2 olan silica aerogel itki üretiminde etkili olduğu belirtilmekte olup, aynı kalınlıktaki diğer dielektrik malzemeler ile karşılaştırıldığında yüksek voltaj ile itki üretimi güçlendirilmektedir.
Ayrıca ağırlığının düşük olması ve yüksek itki üretimi mikro hava araçları için avantaj teşkil etmektedir. Ancak kullanılan aerogel malzemenin kırılgan olması uygulamalarda kullanılmasını zorlaştırdığı belirtilmiştir.
Feng vd. (2012), Gurney flaba yerleştirilen plazma aktüatörün NACA0012 uçak kanadı etrafındaki akış kontrolüne etkisini incelemişlerdir. Plazmanın aktifleştirilmesi ile kaldırma ve sürüklenme kuvvetlerinde artış olduğunu ve aynı zamanda Gurney flaba yerleştirilen aktüatörün oluşturduğu jet neticesinde momentum katsayısında %1’lik artış sağladığı ve bu sayede flabın h/c oranının %1 oranında yüksek olmasını sağlamıştır.
Gurney flap iz bölgesinde oluşan girdabın çalkantı frekansını ve spektral pikini azaltmış ve plazmanın aktifleştirilmesi ile girdap çalkantı frekansında düşüş daha da artmıştır.
Gurney flabın izi daha aşağı tarafa taşıdığını ve plazmanın aktifleştirilmesi ile izin daha fazla manipule edildiğini, elde edilen iz bölgesi etrafındaki hız dağılımı grafikleri ile göstermişlerdir. Đz bölgesinin aşağıya taşınması emme basıncını artırdığı ve bunun neticesinde kaldırma katsayısında artışa neden olduğu belirtilmiştir. Gurney flap arkasındaki dönen akışın plazmanın kullanılması ile daha kısaldığı ve daraldığı belirtilmiştir.
Kriegseis vd. (2012), serbest akış hızının plazma aktüatör performansına etkisini araştırmışlardır. Mach sayısının 0,2’nin altında olduğu durumda performansta %10’a varan düşüş, Mach sayısının 0,5’in altında olduğu durumda ise plazma aktüatör çalışma şartlarının değiştirilmesi ile performansta %30 düşüş gözlemlenmiştir. Voltajın değiştirilmesi sistemin performansını önemli miktarda etkilediği belirtilmiş ve voltajın sistem performansını etkilemesi nedeni ile Mach sayısını dış akışın sürüklenme hızına
12
oranı olan K sayısı ile değiştirmişlerdir. Böylece farklı voltajlarda K’ya bağlı olarak aynı performans ve performans düşüşünün elde edilmesi sağlanmıştır.
Song vd. (2012), kayan deşarjı, üç elektrotlu plazma tabaka aktüatör ile negatif DC bileşene sahip tekrarlayan nano saniyelik sinyalle sürerek oluşturmuşlardır. Negatif DC bileşenin geleneksel aktüatör bileşenlerinin arkasına, hava ile temas eden diğer bir elektrotun yerleştirilmesi ve bu elektrota negatif DC sinyal gönderilmesiyle DBD aktüatör tarafından etkilenen akışı önemli miktarda değiştirdiği belirtilmiştir. Hızın ve oluşan girdapların önemli miktarda arttırdığı gösterilmiş ve kayan deşarjın aynı voltajda uyarılan bariyer deşarj ile karşılaştırıldığında cisim kuvvetlerinin daha büyük olduğu belirtilmiştir.
1.3. Çalışmanın Bilimsel Önemi
Plazma aktüatörler hafif, basit yapısı, tepki süresinin hızlı olması ve verilen elektrik enerjisinin herhangi bir hareketli parça gerektirmeden direk kinetik enerjiye dönüştürmesi nedeni ile bilim adamlarının ilgisini çeken bir konudur. Plazma aktüatörlerin kullanılması, kaldırma kuvvetinde artış, sürüklenme kuvvetinde azalma, akış ayrılmasının geciktirilmesi, stol olayının daha yüksek açılara kaydırılması, sınır tabakanın iyileştirilmesi gibi akış kontrolünü geliştirebilecek birçok olumlu özelliğe sahiptir. Bunun yanında, plazma aktüatörler günümüz teknolojisinde sadece düşük Reynolds sayılarında etkili olabilmektedir. Plazma aktüatörlerin geliştirilmesi amacı ile performansı etkileyen parametreler tüm dünyada keşfedilmeye ve geliştirilmeye çalışılmaktadır. Ayrıca son yıllarda konu üzerine yapılan çalışmalar hızlanarak artmaktadır.
Plazma aktüatörler, plazmanın sadece bir uygulaması olup plazmanın endüstri de kullanıldığı birçok alan bulunmaktadır. Ülkemizde plazma ve uygulamaları hakkında yapılan çalışmalar çok kısıtlı seviyelerde olmakla birlikte, plazmanın teknolojik ürünlerde kullanımı giderek artmakta ve endüstriyel uygulamalarda tıpkı maddenin katı, sıvı, gaz hali gibi plazma hali de daha fazla karşımıza çıkmaktadır.
13 1.4. Tezin Amacı ve Kapsamı
Bu tezin amacı, plazma aktüatörlerin çalışma prensibinin öğrenilmesi, plazma aktüatörü etkileyen parametrelerin incelenmesi, performansının geliştirilmesi ve akış kontrolüne uygulanmasıdır. Plazma aktüatörün akış kontrolüne etkisinin ortaya konulması için plazma aktüatör NACA2415 uçak kanadı üzerine entegre edilmiş ve plazma aktüatörün model arkasında hız profiline, ve modele etkiyen kaldırma kuvvetine etkisi araştırılmıştır. Özellikle, elektriksel ve geometrik plazma parametrelerinin plazma aktüatör üzerine etkileri üzerinde durulmuştur. Ayrıca, plazma aktüatör ile akış kontrolünün hangi sınırlara kadar uygulanabileceği araştırılmıştır.
14
2. BÖLÜM II
PLAZMA FĐZĐĞĐ
Bu çalışmada yüksek voltaj kullanılarak meydana gelen elektrik alan tarafından oluşturulan atmosferik soğuk plazmanın aerodinamik akış kontrolünde kullanılması deneysel olarak çalışılmıştır. Bu bölümde, çalışmada kullanılan plazmanın oluşum şartları ve fiziği hakkında genel bilgiler verilmiştir.
2.1. Plazmanın Tanımı
Plazma en basit tanımı ile maddenin dördüncü hali (1. katı, 2. sıvı, 3. gaz, 4. plazma) olarak tanımlanabilmektedir. Maddenin dördüncü hali ilk kez 1879 yılında Đngiliz fizikçi Sir. William Crookes tarafından ortaya atılmış, ancak iyonize olmuş gazlara plazma ismi 1929 yılında Amerikalı bir kimyacı ve fizikçi olan Irving Langmuir tarafından verilmiştir (Roth, 1994). Plazma serbest elektronlar, iyonlar (negatif ve pozitif) ve nötr parçacıklardan oluşmaktadır. Yüklü parçacıklardan oluşmasına rağmen plazma net elektriksel yük olarak nötrdür ama içeriğindeki serbest yük taşıyıcıları nedeni ile elektriksel olarak iletkendir. Şekil 2.1’de maddenin plazma hali görülmektedir.
Şekil 2.1: Maddenin Plazma hali (Akansu ve Karakaya, 2013)
15
Plazmalar çok farklı sıcaklık ve yoğunlukta olabilirler. Sıcak ve yoğun plazmalara en güzel örnek yıldızların çekirdekleri, soğuk ve yoğun olmayan plazmalara örnek ise aurora’dır. Gaz halinden plazmaya geçebilmek için ortamda yeterince enerji olması gerekir. Bu enerji termal, elektriksel, ultraviole ışık vb. olabilir. Örneğin iyonesfer’de oluşan aurora enerjisini dünyanın manyetik alanının etkisi ile kutuplarda yoğunlaşan güneş ışınlarındaki yüksek enerjili parçacıklardan sağlamaktadır. Plazma oluşumundan sonrada durumunu koruyabilmek için devamlı bir enerji kaynağına ihtiyacı vardır. Eğer ortamda gerekli enerji yoksa plazma parçacıkları tekrar birleşerek nötr gaz halini alırlar.
Plazmalar sadece doğal olarak oluşmazlar, günümüzde kontrollü ortamlarda oluşturulan plazmalar sanayinin birçok dalında başarı ile kullanılmaktadır. Kontrollü olarak plazma oluşturma yöntemlerinden birisi ise yüksek elektrik alanın mevcut olduğu ortamlarda oluşan plazmadır. Bu tez kapsamında, çalışmalarımızı temelini de yüksek elektrik alan altında oluşan plazmanın akış kontrolüne etkileri incelenmiştir.
2.1.1. Atmosferik soğuk plazma etkisi ile akışın ivmelendirilmesi
Plazmanın yüksek elektrik alan neticesinde oluştuğu yukarıda bahsedilmiş olup, Şekil 2.2’de görülen 2. bölgede de olduğu gibi paralel iki plakaya yüksek voltaj uygulanması neticesinde plakalar arasında iyonize gazlardan plazma oluşturulabilmektedir.
Atmosferik soğuk plazma bölgesinde parçacıklara etkiyen elektrik alan nedeni ile yüklü parçacıklara (q, m) etkiyen kuvvetlere Lorentzian kuvvetleri denilmektedir.
Şekil 2.2: Plazma aktüatör konfigürasyonu
Uygulanan elektriksel potansiyelin plazma bölgesinde elektrik alan oluşturduğu bilinmektedir. Uygulanan voltajın etkisinde oluşan cisim kuvvetleri ve parçacıkların ivmelenmesi Roth (1994) tarafından şu şekilde açıklanmıştır.
= 0 ≠ 0
Pozitif elektrot
Negatif
elektrot 3.bölge 2.bölge
Plazma Dielektrik Malzeme
1.bölge Yalıtım
= 0
16
= − (2-1)
Burada, E elektrik alanını φ ise elektriksel potansiyeli ifade etmektedir. Kontrol yüzeyinden dışarıya akan elektrik alan ile kontrol yüzeyi içerisinde kalan elektrik yükü Poisson denklemi ile açıklanmıştır.
∇. E = - (Poisson denklemi) (2-2)
Denklem 2-2’de ρc yük yoğunluğunu ve
ε
0 dielektrik sabitini belirtmektedir. Elektrik alanının artırılması ile parçacıkların yüklendiği açıkça görülür. Lorentzian kuvveti, elektromanyetik alanlar tarafından hareketli bir noktasal yüke etkiyen kuvvetler olarak tanımlanmaktadır.= + ( × ) (Lorentz kuvveti denklemi) (2-3)
Denklem 2-3’de ifade edilen q elektriksel yükü, hızı, ve B manyetik alanı ifade etmektedir. Atmosferik soğuk plazmada manyetik kuvvetlerin olmadığı varsayılmaktadır. Bu nedenle manyetik alanın etkisindeki kuvvetler ihmal edildiğinde 2-4 numaralı denklem elde edilmektedir.
= (2-4)
Kuvvet, Newton’un hareket denklemi ile ifade edilebilmektedir. Newton hareket denkleminde (2-5) m kütleyi, a ise ivmeyi ifade etmektedir. Lorentz denkleminden elde edilen Lorentzian kuvvetleri, Newton’un hareket denkleminde yerine konulur ise, parçacığın ivmelenmesi, parçacığın yükü, elektrik alanı ve kütlesi cinsinden ifade edilebilir (2-6) .
= (2-5)
= (2-6)
17 2.1.2. Plazma etkisinde oluşan cisim kuvveti
Elektrik alan neticesinde plazma içerisindeki parçacıkların hareketi Navier-Stokes denklemleri kullanılarak ifade edilmiştir. Bu denklem; akışkan içerisindeki birim kütleye etki eden momentum değişimlerinin, cisim kuvvetleri, basınç değişimleri ve sürtünme kayıplarına neden olan viskoz kuvvetlerin toplamına eşit olduğunu ortaya koymaktadır (Çengel ve Cimballa, 2008). Denklemin basitleştirilmesi için akışın Şekil 2-3 de görüldüğü gibi x yönündeki bileşeni incelenmiştir.
Şekil 2.3: Đyon ve elektronların elektrik alanında hareketi
Navier-Stokes denklemi kullanılarak plazma bölgesindeki akışın x yönündeki bileşeni incelendiğinde 2-7 numaralı denklem elde edilmektedir (Goebel ve Katz, 2008).
! + ( . ) = − "# + $"% (2-7)
F elektrik alanı neticesinde oluşan Lorentzian kuvvetlerini, ∇∇∇∇P kontrol bölgesindeki girişi ve çıkışı arasındaki basınç farkını, ρ akışkanın yoğunluğunu, u akışkanın x yönündeki hız bileşenini, µ dinamik viskoziteyi ve t zamanı göstermektedir.
Akışkanın yoğunluğunu parçacık kütlesi ve parçacık sayısı cinsinden ifade edilmesi durumunda 2-8 numaralı denklem elde edilir.
= & (2-8)
2-8 numaralı denklemde, m ortalama parçacık kütlesi, n ortalama parçacık sayısını ifade etmektedir. Cisim kuvvetleri denklem 2-9’da belirtildiği gibi parçacığa etki eden elektrik alan etkisindeki Lorentzian kuvvetleri ile oluşmuştur.
-
E +V Plazma
x
ne
ni
18
= & (2-9)
Burada q yük yoğunluğunu ifade etmektedir.
Đdeal gaz denklemi kullanılarak ∇P bulunabilmektedir.
# = &'( (2-10)
∇# = '()*)+ (2-11)
Akışkanın yoğunluğunu tanımlayan 2-8, cisim kuvvetlerini tanımlayan 2-9 ve ideal gaz denklemi (2-11), Navier Stokes denkleminde yerine konulduğunda 2-13 numaralı denklem elde edilir.
& , !+ &(-. .)- = &/ − '()*)+ (2-12)
,
!+ (∇. -)- = 0 − *12)*)+ (2-13)
Bir RF çevirimi için hız değişiminin çok küçük olduğu varsayılmıştır. Bu nedenle 2-13 numaralı denklemin sol kısmı ihmal edildiğinden, 2-14 numaralı denklem elde edilir.
0
12=*3)*)+ (2-14)
Elektrik alanının elektrik potansiyeli ile değişimini ifade eden 2-1 numaralı denklem 2- 14 numaralı denklemde yerine yazılarak 2-15 numaralı denklem elde edilmiştir. Plazma bölgesindeki parçacık sayısındaki değişim 2-15 numaralı denklemin integrasyonu yapılmış ve 2-17 numaralı denklemde verilmiştir.
−12 4)5)+ = 43*)*)+ (2-15)
19
& = &6789(;:5
<2) (2-16)
Denklem 2-16 elektrik potansiyelinin, elektriksel yükün veya sıcaklık değişiminin plazma bölgesindeki parçacık sayısına etkisini göstermektedir.
Plazmanın herhangi bir noktasındaki net yük yoğunluğu iyonlar tarafından oluşan net pozitif yük, elektronlar tarafından oluşan net negatif yük arasındaki fark olarak tanımlanmaktadır. Yük yoğunluğu,
== 7(&>− &:) ≈ 7(&6789@:5
ABC− &6789@:5
ABD) (2-17)
olarak tanımlanmaktadır.
Elektrik alan neticesinde elektriksel yüke uygulanan Lorentz kuvveti denklem 2-9’da ifade edilmiştir. Genel elektriksel kuvvet ifadesi ise denklem 2-18’de ifade edilmiştir.
= = (2-18)
Bu kuvvete cisim kuvveti (elektrohirodinamik kuvvet, body force) denir ve plazmanın birim hacmine etki eder. Bu kuvvet nötr yüklü hava üzerine etki ederek havanın akışını ivmelendirir. Plazma tarafından akışkana uygulanan temel kuvvet cisim kuvvetidir.
2.2. Plazma Aktüatörler
Plazma aktüatörler en az iki elektrottan oluşmakta olup, elektrotlara yüksek voltaj uygulanması sonucu yüzey üzerinde maddenin dördüncü hali olan plazma fazı elde edilmekte ve bununla beraber yüzey etrafında iyon rüzgârları meydana gelmektedir. Bu iyon rüzgârlarını akış kontrolünde kullanmak amacıyla plazma aktüatörler geliştirilmiştir. Moreau (2007) tarafından literatürde yapılan çalışmaların özetlendiği makalede aerodinamik akış kontrol yöntemlerinde atmosferik korona deşarjlı ve DBD plazmalar kullanıldığı belirtilmiştir. Şekil 2.4a’da görüldüğü üzere korona deşarjlı plazma topraklanmış elektrot ve pozitif elektrottan oluşan geometrilerden meydana gelmekte ve elektrotlara yüksek voltaj uygulanması ile havanın direnci kırılmakta ve
20
korona deşarjlı plazma oluşturulmaktadır. Ancak iki elektrot arasında oluşan plazmanın parlama rejiminden ark rejimine geçmesi nedeni ile uygulanan maksimum voltaj sınırlı kalmaktadır.
Şekil 2.4 : a) Korona deşarj aktüatörü, b)Dielektrik barier deşarj aktüatörü (Moreau, 2007)
Oluşan ark, elektrotlar arasına oldukça ince dielektrik tabaka döşenmesi ile önlenebilmektedir ve Şekil 2.4b’de görülen DBD olarak bilinen yöntemi oluşturmaktadır. Burada dielektrik nedeni ile aktüatörler DC yüksek voltaj yerine 50Hz ile 500kHz arası frekanslı AC sinyallerle uyarılmaktadır. Şekil 2.4’de korona deşarjlı ve dielektrik bariyer deşarjlı plazma aktüatörler görülmektedir. Yapılan çalışmalarda dielektrik üzerine yerleştirilen pozitif elektrot ve altına yerleştirilen topraklanmış elektrot uyarıldığında plazmanın her iki tarafta oluştuğu gözlemlenmektedir. Plazma aktüatörün altında oluşan plazmanın önlenmesi için topraklanmış elektrotun dielektrik malzeme ile izole edilmesi ile plazmanın sadece üst yüzeyde oluşması sağlanmaktadır.
Geometri yüzeyinde oluşturulan plazma etkisindeki rüzgârın artırılması için plazma karakteristiğini etkileyen dielektrik malzeme, dielektrik kalınlığı, elektrot malzemesi, genişliği, elektrik voltajı, frekansı gibi parametreler incelenmektedir. Elde edilen akışın artırılmasını sağlamak için çoklu aktüatör tasarımları geliştirilmiştir. Roth ve diğerleri (Roth vd., 2003a; Roth vd., 2003b; ve Roth vd., 2004), plazma aktüatörlerin aynı anda uyarılmasına veya artan faz açıları ile uyarılmasına bağlı olarak plazma aktüatörlerin aynı anda uyarılması durumunu paraelektrik uyarım, artan faz açıları ile uyarılması durumuna peristaltik uyarım olarak nitelendirmişlerdir.
Paraelektirik uyarım: Bu yöntem ile plazma aktüatörün üst elektrotuna RF frekansında yüksek voltaj sinyalini uygulanırken, alt elektrot ise topraklanmaktadır. Yüzeyde oluşan iyon topluluğu ile hava molekülleri arasındaki Lorentzian çarpışmaları sayesinde iyonlar sahip oldukları kinetik enerjiyi hava moleküllerine aktarırlar. Paraelektrik
21
uyarımda kullanılan tipik sinüzoidal sinyal sürümü Şekil 2.5’de görülmektedir. Ancak aktüatörlerin çoklu uyarılması durumunda plazma aktüatörü uyaran sinyallerin pozitif ve negatif çeviriminin aynı zamana denk gelmesi, akışın aktüatörlerin bulunduğu konumlarda aynı anda hızlanmasını ve yavaşlamasını sağlamaktadır. Bu ise akışın periyodik olarak hızlanıp yavaşlamasına ve hızın sınırlanmasına neden olmaktadır.
0,0080 0,0085 0,0090 0,0095 0,0100
-2 -1 0 1 2 Voltaj(V)
Zaman(s) Sürekli sinüzoidal sinyal sürümü
Şekil 2.5: Sürekli sinüzoidal sinyal sürümü
Peristaltik uyarım: Bu yöntem ile peristaltik olarak akışın hızlandırılması amaçlanmaktadır. Bu yöntemde, aktüatörleri uyaran sinyaller eşzamanlı olarak her aktüatöre farklı faz açılarında uygulanmaktadır. Şekil 2.6’da Roth ve arkadaşlarının (2003b) hazırlamış oldukları panel ve paneli süren sinüzoidal formdaki sinyallerin faz açıları görülmektedir. Böylece her bir aktüatörün akışkana momentum kazandırması ile akış hızının katlanarak artırılması hedeflenmektedir.
Şekil 2.6: Peristaltik plazma aktüatör panelinde aktüatörlerin fazlandırılması (Roth ve diğerleri, 2003b)
22
Ancak, aktüatörler arasındaki mesafenin ve faz açısının senkronize olarak ayarlanması gerekmektedir. Aktüatörler arası mesafenin uzun olması durumunda, birinci aktüatörün kazandırmış olduğu momentum, ikinci aktuatöre varmadan momentum kaybına uğrayacaktır. Diğer taraftan aktüatörlerin birbirlerine çok yakın olması aktüatörlerin elektrik alanının birbirini olumsuz etkilemesi nedeni ile istenilen performansı gösteremeyecektir.
Doluluk boşluk yüzdeli sinyal ile uyarım: Plazmanın farklı doluluk boşluk yüzdelerinde sürülmesi ve uyarım frekansının değiştirilmesi, plazmanın tükettiği gücü değiştirerek plazma performansını etkilemektedir. Doluluk boşluk yüzdesi ile sürülen sinyal; sürücü ve uyarıcı sinyalden oluşmaktadır. Sürücü sinyal, sinüs sinyal frekansı ile aynı veya benzer frekanslarda sürülmekte iken, uyarıcı sinyal akışın girdap kopma frekansına bağlı olarak, farklı frekanslarda sürülebilmektedir. Doluluk boşluk yüzdesi sinyalin periyodunun yüzde olarak açık kalacağı oranı belirtmektedir.
0.000 0.005 0.010 0.015 0.020
-2 -1 0 1 2
Voltaj(V)
Zaman(s) fe=100hz Duty cycle=%20
0.000 0.005 0.010 0.015 0.020
-2 -1 0 1 2
Voltaj(V)
Zaman(s) fe=100hz Duty cycle=%50
Şekil 2.7: Sürücü sinyalin 2 V ve 3600 Hz frekansında doluluk boşluk yüzdesinin sinyal yapısındaki etkisi
Şekil 2.7’de voltajı 2V, sürücü frekansı 3600Hz ve uyarım frekansı 100Hz olan farklı doluluk boşluk yüzdesine sahip sinyaller görülmektedir. Şekil 2.8’de ise %50 doluluk boşluk yüzdesine sahip sinyalin farklı uyarım frekanslarında sinyal yapısındaki değişim görülmektedir.
23
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
-2 -1 0 1 2
Voltaj(V)
Zaman(s) fe=10Hz Duty cycle=%50
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
-2 -1 0 1 2
Voltaj(V)
Zaman(s) fe=20Hz Duty cycle=%50
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
-2 -1 0 1 2
Voltaj(V)
Zaman(s) fe=50Hz Duty cycle=%50
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
-2 -1 0 1 2
Voltaj(V)
Zaman(s) fe=100Hz Duty cycle=%50
Şekil 2.8: Sürücü sinyalin 2 V ve 3600 Hz frekansında uyarım frekansının sinyal yapısındaki etkisi
24
3. BÖLÜM III
DENEYSEL ÇALIŞMALAR
Plazma aktüatörlerin aerodinamik yapılı geometriler etrafındaki akış kontrolüne etkisinin incelendiği bu çalışma, Niğde Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Aerodinamik Akış Kontrol Laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Deney düzeneği (Fotoğraf 3.1) aşağıda görüldüğü gibi dört bölüm olarak ele alınmıştır.
• Aerodinamik akış kontrolünün gerçekleştirildiği rüzgâr tüneli
• Plazma üretim cihazları ve sinyal üretimi
• Aerodinamik modellerin hazırlanması ve aktüatörlerin konumlandırılması
• Ölçüm sistemleri, veri toplama ve analiz işlemleri
Fotoğraf 3.1: Çalışmada kullanılan deney düzeneği
3.1. Rüzgâr Tüneli
Deneylerin gerçekleştirildiği rüzgâr tüneli emmeli tip ve açık çevrimli olup ses altı hızlarda çalışan rüzgâr tünelidir. Rüzgâr tüneli genel olarak giriş kısmı, akış düzenleyicisi, daralma konisi, test bölgesi, yayıcı, titreşim önleyici, fan, kontrol ünitesi ve çıkış hortumundan oluşmaktadır. Giriş bölgesinde akış toplanarak akış düzenleyiciye gönderilmektedir. Hava akışı, akış düzenleyici elekler ve 6,25:1 oranında daralma
25
konisinden geçerek akışın türbülans şiddeti düşürülmekte ve test bölgesi girişindeki serbest akışın üniform olması sağlamaktadır.
Fotoğraf 3.2: Rüzgâr tüneli dizaynı
Daha sonra hava akışı test modellerinin ve ölçüm elemanlarının konumlandırıldığı 570mm x 570mm kare kesite ve 1000mm uzunluğa sahip test bölgesinden geçmektedir.
Test bölgesinde akışın yığılmadan devam edebilmesi için 580x580mm kare kesiti 700mm çapa dönüştüren yayıcı bulunmaktadır. Titreşim önleyici kullanılarak hem yayıcı ile fanın bağlantısı yapılmakta hem de fandan meydana gelen titreşimler bertaraf edilmektedir. Tünelde akışı sağlayan fan 4kW gücünde olup, 700 mm çapa sahiptir.
Tünelin içerisindeki hava, çıkış hortumundan atmosfere atılmaktadır. Rüzgar tüneli ve kısımları Fotoğraf 3.2’de görülmektedir. Test bölgesinde istenilen hızı elde etmek için fan motorunun devir sayısı elektrik akımı frekans dönüştürücüsü aracılığıyla kontrol edilmektedir. Đstenilen hızın elde edilmesi için 0-50 Hz aralığında ve 0,1 Hz adıma sahip Telemechanique Altivar 71 (11Kw) frekans dönüştürücü kontrol ünitesi kullanılmıştır. Rüzgar tünelinin test bölgesindeki akışın türbülans şiddetinin yapılan kızgın tel anemometresi ölçümleri sonucu % 1’in altında olduğu gözlemlenmiştir.
3.2. Plazmanın Oluşturulması
Plazma, dielektrik malzemenin alt ve üst yüzeyine yerleştirilen elektrotların yüksek voltaja maruz kalması neticesinde ortamdaki gazın iyonize olması ile oluşmaktadır. Bu
Daralma Konisi Yayıcı
Test Bölgesi
Fan
Kontrol Ünitesi Giriş bölgesi
Akış Düzenleyici
Titreşim Kesici
Hava Kanalı
