TAŞITLARDA BUĞUNUN GİDERİLMESİ

(1)

TESKON 2015 / TERMODİNAMİK SEMPOZYUMU

MMO bu yayındaki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan sonuçlardan, teknik bilgi ve basım hatalarından sorumlu değildir.

TAŞITLARDA BUĞUNUN GİDERİLMESİ

ALPER YILMAZ

ÇUKUROVA ÜNĠVERSĠTESĠ TUNCAY YILMAZ

OSMANĠYE KORKUT ATA ÜNĠVERSĠTESĠ MEHMET TAHİR ERDİNÇ

ÇUKUROVA ÜNĠVERSĠTESĠ FATİH HAN AVCI

TEMSA GLOBAL

MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI

BİLDİRİ

Bu bir MMO yayınıdır

(2)

(3)

____________________ 1669^_______

12. ULUSAL TESĠSAT MÜHENDĠSLĠĞĠ KONGRESĠ – 8-11 NĠSAN 2015/ĠZMĠR

TAŞITLARDA BUĞUNUN GİDERİLMESİ

Alper YILMAZ Tuncay YILMAZ Mehmet Tahir ERDİNÇ Fatih Han AVCI

ÖZET

Otobüs ön camları iç yüzeylerinde soğuk dıĢ hava Ģartlarında buğu meydana gelebilmektedir. Bilhassa sürüĢ emniyeti bakımından bu buğunun hızlı bir Ģekilde giderilmesi gerekmektedir. Buğunun giderilmesi yolcuların net bir dıĢ ortam görüntüsünden faydalanmaları için de yararlıdır.

Ön cam iç yüzeyinde oluĢan bir buğunun giderilmesi teorik olarak modellenmiĢtir. Bu model çalıĢmasında önce otobüs iç havasının ısıtılarak çeĢitli sıcaklıklarda iç cam yüzeyine paralel hava üflenmesi incelenmiĢ ve buğu giderilmesi için bilhassa otobüs iç hava rölatif nemi, üflenen havanın sıcaklığı ve dıĢ ortam sıcaklığının çok önemli olduğu görülmüĢtür.

BaĢka bir alternatif olarak doğrudan dıĢ havanın ısıtılarak iç hava neminin düĢük olması ve böylece etkin bir buğu çözümünün çok kolaylaĢacağı gösterilmiĢtir.

Yeni bir uygulama biçimi olarak radyasyonla (infrared) ön cam iç yüzeyinin ısıtılması ve otobüs iç havasının hiç veya çok az ısıtılarak üflenmesi incelenmiĢ ve bu durumda da 1-2 kW/m² radyasyonla çok iyi sonuçlar alınabileceği gösterilmiĢtir.

DıĢ ortam sıcaklığının 0 ⁰C ve -10 ⁰C sabit tutulması ayrıca iç ortam sıcaklığının 20 ⁰C iç ortam rölatif neminin de % 50 olarak ölçüldüğü durumlar için buğu giderme deneyleri yapılmıĢtır. Deney sonuçları teorik sonuçları niceliksel olarak doğrulamaktadır.

Anahtar Kelime: Otobüs, buğu, iç cam, sıcak hava, radyasyon.

ABSTRACT

Fogging can exist inside of the busses at cold air conditions. Especially for securty of the drive, defogging must be very fast. Defogging is also useful for travellers’ sight.

Defogging at windshield of the bus was modelled theoretically. In this modelling study, firstly heated inside air is blowed parallel to the windshield. This was invastigated for various heating temperatures and it was shown that for defogging, especially bus inside relative humidty, blowing air temperature and outside temperature are very important.

As an alternative it was shown that directly heating outside temperature lower inside air humidty can be obtained and so effective defogging can be very easy.

As a new application, infrared heating of the windshield with or without hot air blowing were investigated. It was shown that good results can be obtained with 1-2 kW/m² radiation intensity.

(4)

Keeping outside temperature at 0 ⁰C and -10 ⁰C, inside air temperature 20 ⁰C and inside relative humidty 50% deffoging experiments were carried out. Experimental results validated the theoretical results quantitatively.

Key Words: Bus, defogging, windshield, heated air, infrared radiation.

1. GİRİŞ

TaĢıtlarda camlarda meydana gelen buğulanmanın önlenmesi birçok bakımdan büyük önem taĢımaktadır. Ön camları Ģoförün görüĢünü etkilemesi bakımından, sürüĢ güvenliğini ciddi bir biçimde etkileyeceği açıktır. Güvenlik dıĢında konfor açısından da önemli bir durumdur. Bilhassa yolcu otobüslerinde birçok yolcunun nemli elbiselerle giriĢ yapması durumunda, iç hava nemi artmakta ve böylece çiğ noktası sıcaklığı yükseldiğinden dolayı buğu oluĢmaktadır. Bu da yolcu konforunu negatif olarak etkilemektedir.

Bu sebeplerden dolayı buğu oluĢtuğu takdirde hızla yok edilmesi veya oluĢmasının önlenmesi gerekmektedir. Bunun için çeĢitli çalıĢmalar sonucunda bazı patentler alınmıĢtır[1,2]. Buğu durumunun en iyi Ģekilde belirlenebilmesi için ayrıntılı bir araĢtırma Urban ve ark.[3] tarafından gerçekleĢtirilmiĢ ve sensörlerin otomobilde en iyi yerleri belirlenmiĢtir.

Croce ve ark.[4] buğulanma ve buğu çözmeyi yüzeyde oluĢan damla Ģeklinde modellemiĢler ve bu modeli nümerik olarak çözerek, buğu giderilmesi zamanın fonksiyonu olarak belirlemiĢlerdir. Dutra ve ark.[5] buğu giderilmesini cama hava üfleme durumunda deneysel ve nümerik olarak incelemiĢler ve buğu çözmede homojen hava dağılımının ve hava hızının önemli olduğunu belirlemiĢlerdir.

Bu çalıĢmada camda oluĢan buğunun buharlaĢtırılmasının çeĢitli metotları açıklanacak ve bunların uygunluğu tartıĢılacaktır.

2. BUHARLAŞMA HIZININ DEĞİŞİMİ Ortam ile cam yüzey arasında kütle transferi

.

.( )

w ci ü

m     

(1)

bağıntısından bulunur. Burada ρi ve ρiy su buharının otobüs içi ve iç yüzeyindeki kısmi yoğunluklarıdır.

β ise kütle transferi katsayısıdır. EĢt.(1) mutlak nem kullanılarak

.

. (

^ci ^ü

) . ( )

w a a ci ü

a a

m       x x

 

   

(2)

x_üüfleme havası Ģartlarından, xci de T_ci sıcaklığında doyma durumu kabul edilerek bulunur. Kuru hava yoğunluğu ρa toplam basınç PT ve Tü sıcaklığına bağlı olup bilinen bir değerdir.

Belirli bir hava hızında  kütle transferi katsayısı sabit kabul edilebilmektedir. 1. kurutma bölgesinde kurutma yapıldığı varsayılarak eĢt (2)’den:

*

ci ü

m  x  x

(3)

(5)

____________________ 1671^_______

eĢitliği yazılabilir. Burada xü üfleme havasının mutlak nemi ve xci ise cam iç yüzeydeki havanın mutlak nemi olup, kurutma hızı

m

^* da

* a

m m ρ .

w

w ^



(4)

eĢitliği ile tarif edilmiĢtir. Burada

m

_w buharlaĢan su buharı kütle debisini ifade etmektedir. ġekil 1’de çeĢitli hava sıcaklıklarında kurutma hızı

m

_w^*’ın rölatif nem ile değiĢimi verilmiĢtir. ġekilden de görüldüğü gibi, kurutma hızı hava sıcaklığı ile artmakta, rölatif nem ile de düĢmektedir. ġekil 2’de ise sabit kurutma hızları durumunda, hava sıcaklığı ve rölatif nem arasındaki iliĢki gösterilmiĢtir. ġekil 2’den görüldüğü gibi, belirli bir kurutma hızı, yüksek sıcaklık ve belirli bir nemde elde edilirken, aynı kurutma hızı düĢük sıcaklık ve düĢük nem değerleri seçilerek de elde edilebilmektedir.

Şekil 1. Kurutma hızı ’nin, çeĢitli üfleme sıcaklıklarında üfleme havası rölatif nemi ile değiĢimi

Şekil 2. Hava sıcaklığının, çeĢitli kurutma hızlarında hava rölatif nemi ile değiĢimi 0

2 4 6 8 10 12 14 16

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

j

T=10 T=20 T=30

T=40 T=50 T=60

3*10Mxx103

0 10 20 30 40 50 60

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

j

T (

o

C)

M*=10E-3 M*=8E-3 M*=6E-3

M*=4E-3 M*=2E-3

(6)

3. BUHARLAŞMANIN HESAPLANMASI

ġekil 3a ve 3b'de camdan ısı ve kütle transferi için sıcaklık kısmi yoğunluk dağılımları verilmiĢtir. Kütle transferi için buhar kısmi yoğunluğu ρ gösterilmiĢtir.

EĢt. (2) de bilinmeyen sadece kütle transferi katsayısı β dır. β değeri Sherwood sayısı Sh den bulunur.

Bunun yanı sıra benzerlik esasından yararlanarak Nusselt sayısı (Nu)'dan dolayısıyla ısı transferi katsayısı h’ den de bulunabilir:

2/3 e a pa

h L

 c

 

(5)

Burada Le Lewis sayısıdır.

Isı transferi katsayısı bilinen eĢitlikler yardımıyla bulunan Nu sayısından hesaplanabilir. Camlarda zorlanmıĢ konveksiyon kabul edilerek Nusselt sayısı laminar ve türbülanslı akıĢ için.

a) Isı transferi için sıcaklık dağılımı

b) Kütle transferi için kısmi yoğunluk dağılımı Şekil 3. Camdan ısı ve kütle transferi

Nul= 0.664 Re^1/2 Pr^1/3 (6) Td

Tad

Tci

T_ü

Ti

ρd

ρad

ρiü

(7)

____________________ 1673^_______

Nut= 0.037 Re^0.8Pr /(1.0+2.443 Re^-0.1(Pr^2/3 -1)) (7) eĢitliklerinden hesaplanabilir. Burada Re ve Nu sayıları

(8)

(9) eĢitlikleriyle tarif edilmiĢlerdir. L camın uzunluğunu göstermekte olup k ve havanın ısı iletim katsayısı ve kinematik viskozitesidir. Re ve Pr Reynolds ve Prandtl sayılarıdır. u hızı cama paralel olan hava hızıdır. Türbülanslı akıĢta Nu sayısı

Nu= ( Nul 2 +Nut

2)^1/2 (10)

Ģeklinde hesaplanmalıdır. Cam dıĢ yüzeyindeki konveksiyonla ısı transferi yine (6), (7) ve (8) eĢitlikleriyle hesaplanacak, hız yerine dıĢ taraftaki ısı transferi katsayısı için otobüs hızı, iç taraftaki için ise üfleme hızı kullanılacaktır.

Camda buğu çözme(buharlaĢma) yapılabilmesi için, iç cam yüzey sıcaklığında ve doyma durumunda hesaplanan xci değerinin xü ‘ den büyük olması gerekir. Bu da üfleme sıcaklığı Tü ve rölatif nemi ile elde edilecek çiğ noktası sıcaklığının, cam iç yüzey sıcaklığı Tiç den küçük olması anlamına gelir.

Cam yüzeyinde bulunan suyun ne kadar zamanda buharlaĢtırıldığını hesaplamak için önce cam yüzeyinde bir s sıvı filmi kalınlığı kabul edilmelidir. Bu durumda birim su kalınlığı s’ de buharlaĢma zamanı t

(11)

eĢitliği ile hesaplanır. suyun yoğunluğunu göstermektedir. eĢt. (1) veya eĢt.(2) ile hesaplanacaktır. ne kadar yüksek olursa t de o kadar uzun olacaktır.

Isı transferinin hesabında su filmi kalınlığı çok küçük olduğundan, su filmi ısıl direnci ihmal edilerek dikkate alınmayacaktır. Ancak ısı transferi hesaplarında yüzeyde buharlaĢmadan dolayı ısı ihtiyacı dikkate alınacaktır.

Bu durumda ısı transferi

c d R ü w gl

q  q  q  q  m h

(12)

eĢitliğine göre hesaplanmalıdır. Burada

q

_Rvarsa cam iç yüzeyinde gönderilen radyasyon(infared) ısı akım Ģiddetidir.

q

_üise üfleme havasından cam iç yüzeyine konveksiyonla transfer edilen ısıdır.

h

_gl

suyun buharlaĢma gizli ısısıdır.

Bir toplam ısı transferi katsayısı

1/U= 1/hd +sc /kc (13)

tarifiyle de

h_ü (T_ü - T_ci ) –mw h_gl =U_cd (T_ci - T_d) (14) Ġfadesi yazılabilir. Buradan da iterasyonla Tci sıcaklığı ve

kc/sc (Tci - Tcd)= hd (Tcd - Td ) (15) bağıntısından da Tcd sıcaklığı elde edilir.

(8)

Tci sıcaklığı belirlendikten sonra aĢağıda verilen eĢitliklerden pci iç yüzey doyma basıncı bulunur.

C 0 T C

30

^o



_ci



^o



:

30 . 12 ci

ci

100 486 T . 1 004689 .

0 P 



 



 



(16)

C 30 T C

0

^o



_ci



^o :

02 . 8 ci

ci

100 098 T . 1 28868 . 0

P 



 



 



(17)

C 60 T C

30

^o



_ci



^o :

098 . 7 ci

ci

100 9303 T . 0 97529 . 0

P 



 



 



(18)

C 100 T

C

60

^o



_ci



^o :

17 . 6 ci

ci

100 7248 T . 0 511 . 3

P 



 



 



(19)

Ġlk iki eĢitlik, TS 825[6], eĢt.(18)’ de Yılmaz ve ark.[7] tarafından verilmiĢtir. EĢt.(19) ise sıcaklıkları

100

^o

C

’ye kadar artırmak için eklenmiĢtir.

Böylece belirlenen pci den de xci aĢağıdaki gibi elde edilir.

xci =0.622 Pci /(PT - Pci ) (20)

4. İÇ HAVANIN ISITILMASIYLA KONVEKSİYONLA BUHARLAŞMA

BuharlaĢma için Ti otobüs iç sıcaklığındaki hava Tü üfleme sıcaklığına kadar ısıtılır. Ġç hava mutlak nemi x_ive üfleme havasının mutlak nemi xü böylece aynıdır.

xü= xi (21) xi değeri iç hava için verilen Ti ve

j

_ideğerlerinden hesaplanır. Ti değeri bilindiğinden eĢt.(16)-(19) da Tci yerine Ti konularak iç hava kısmi doymuĢ su buharı basıncı Pi değeri bulunur.

Bu değerle de

0.622 .

.

i i i

T i i

x P

P P

j

 j



(22)

eĢitliğinde xi değeri elde edilir.

ġekil 4’ te suyun buharlaĢma zamanı t’ nin su kalınlığı s’ ye oranı otobüs iç sıcaklığı Ti=24 ^oC ve dıĢ ortam sıcaklığı Td=-10 ^oC, otobüs iç rölatif nemi

j

_i’nin fonksiyonu olarak çeĢitli üfleme sıcaklıkları Tü

için verilmiĢtir. ġekilden de görüldüğü gibi, makul kurutma zamanları için ya üfleme sıcaklığının çok yüksek, ya da otobüs iç hava rölatif neminin çok düĢük olması gerekmektedir. Bu durum ġekil 1 de verilen eğrilerle uyum içindedir. BuharlaĢma zamanı su kalınlığı s ile lineer olarak değiĢmektedir.

ġekil 5 de ise iç otobüs sıcaklığı Ti=24 ^oC, üfleme havası Tü=60 ^oC’ de t/s oranı yine otobüs iç hava rölatif neminin fonksiyonu olarak gösterilmiĢtir. Bu Ģekilde parametre olarak dıĢ hava sıcaklığı seçilmiĢtir. DıĢ hava sıcaklığının buharlaĢma zamanını çok etkilediği açıkça görülmektedir. Çok düĢük dıĢ hava sıcaklıklarında buharlaĢma zamanını azaltmak için çok düĢük otobüs içi rölatif neme veya yüksek üfleme sıcaklığına ihtiyaç duyulacaktır.

(9)

____________________ 1675^_______

Şekil 4. BuharlaĢma zamanının çeĢitli üfleme sıcaklıklarında otobüs iç rölatif nemi ile değiĢimi

Şekil 5. BuharlaĢma zamanının çeĢitli dıĢ sıcaklıklarda otobüs iç hava rölatif nemi ile değiĢimi(Tü=60^oC, Ti=24^oC)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

t/s [s/ ]

Tü

a= 80 ôC b= 60 ôC c= 50 ôC

a b Td=-10 ^oC c

Ti=24 ^oC

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

j

t/s [s/ ]

Td

a= 0 ôC b= -10 ôC c= -20 ôC

a b Tü=60 ^oC c

Ti=24 ^oC

(10)

5. RADYASYONLA ve KONVEKSİYONLA BUHARLAŞMA

Radyasyonla (Infared) ısıtma endüstriyel uygulamalarda sıkça kullanılmaktadır[8,9]. Radyasyonla ısıtmada kullanılması durumunda eĢt.(12)’ de verilen

q

_Rdeğeri sonlu bir değer olacaktır. Bunun yanında üfleme havasını da ısıtmak mümkündür.

ġekil 6, 7 ve 8’ de sabit Ti=20 ^oC ve Tü=20 ^oC’ de buharlaĢma zamanı iç hava rölatif neminin fonksiyonu olarak çeĢitli

q

_Rdeğerleri için verilmiĢtir. Bu Ģekillerden Td=0 ^oC’ de ve havayı hiç ısıtmadan

q

_R

 1 kW / m

² değeri ile iyi bir buharlaĢma edileceği ancak -10^oC ve -20^oC dıĢ sıcaklıklarda

q

_R

 2 kW / m

² radyasyon Ģiddetinin iyi sonuç vereceği görülmektedir. ġekil 9 ve 10 da ise T_ü=40 ^oC ve Ģekil 11 ve 12’ de ise Tü=60 ^oCdeğerlerinde buharlaĢma yine iç hava rölatif neminin fonksiyonu olarak gösterilmiĢtir. Buradan da konveksiyonla ısıtma durumunda

q

_R

 1 kW / m

²

radyasyon Ģiddetiyle çok iyi bir buharlaĢma sağlanacağı görülmektedir.

Şekil 6. BuharlaĢma zamanın çeĢitli radyasyon Ģiddetlerinde otobüs içi rölatif nemin fonksiyonu olarak değiĢimi(Td=0^oC, Tü=20 ^oC)

Td=0; Tüf=20

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

(%)

t (s) 0

1000 2000

t/ s [s / ]

(11)

____________________ 1677^_______

Şekil 7. BuharlaĢma zamanın çeĢitli radyasyon Ģiddetlerinde otobüs içi rölatif nemin fonksiyonu olarak değiĢimi(Td=-10^oC, Tü=20 ^oC)

Şekil 8. BuharlaĢma zamanın çeĢitli radyasyon Ģiddetlerinde otobüs iç rölatif neminin fonksiyonu olarak değiĢimi (Td=-20 ^oC; Tü=20 ^oC)

Td=-10; Tüf=20

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

(%)

t (s) 1000

2000

t/ s [s / ]

Td=-20; Tüf=20

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

(%)

t (s) 1000

2000

t/ s [s / ]

(12)

____________________ 1678^_______

Şekil 9. BuharlaĢma zamanın çeĢitli radyasyon Ģiddetlerinde otobüs iç rölatif neminin fonksiyonu olarak değiĢimi(Td=-20 ^oC; Tü=40 ^oC).

Şekil 10. BuharlaĢma zamanın çeĢitli radyasyon Ģiddetlerinde otobüs iç rölatif neminin fonksiyonu olarak değiĢimi(Td=-20 ^oC; Tü=40 ^oC)

0 2000 4000 6000 8000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

(%)

t (s) 1000

2000

t/ s [s / ]

Td=-10; Tüf=40

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

(%)

t (s) 0

1000 2000

t/ s [s/ ]

(13)

____________________ 1679^_______

Şekil 11. BuharlaĢma zamanın çeĢitli radyasyon Ģiddetlerinde otobüs iç rölatif neminin fonksiyonu olarak değiĢimi(Td=-10 ^oC; Tü=60 ^oC)

Şekil 12. BuharlaĢma zamanın çeĢitli radyasyon Ģiddetlerinde otobüs iç rölatif neminin fonksiyonu olarak değiĢimi(Td=-20 ^oC; T_ü=60 ^oC).

6. DIŞ HAVANIN ISITILMASIYLA BUHARLAŞMANIN İYİLEŞTİRİLMESİ

ġekil 4-10’ dan araç içi nemin ön camda buğulaĢmasının giderilmesi için çok önemli olduğu gösterilmiĢtir. Ancak, araç içerisinde yolculardan dolayı iç havanın nemi yüksek olabilmektedir. Bunun bir nedeni yolcuların teneffüsünden dolayı meydana gelen ısı kazancı, bir diğer nedeni ise kıĢ aylarında yağıĢtan dolayı yolcu giysi üstlerinin nemli olması ve bunların buharlaĢmasıdır. En kritik dıĢ hava durum durumudur ve yağıĢlı havada nem bu değerdedir.

Td=-10; Tüf=60

0 500 1000 1500 2000 2500

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

(%)

t (s) ⁰

1000 2000

t/ s [s/ ]

Td=-20; Tüf=60

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

(%) t (s)

0 1000

t/ s [s/ ]

2000

(14)

Ġç havanın Ti sıcaklığının aracın radyatörü tarafından sabit tutulduğu kabul edilmektedir. Araç içerisinde belirli bir rölatif nem istenecektir. Daha önceki sonuçlardan rölatif nemin 0,5 ten büyük olması durumunda buğu çözmenin önemli ölçüde zorlaĢtığı anlaĢılmıĢtır. Bu durumda 'nin bu değerden küçük tutulması hedeflenecek ve burada kabul edilecektir. Ayrıca araç içindeki ortalama hava hızı ui' nin de nemli giysilerden buharlaĢmada önemli bir etken olduğu açıktır. Bu hız kıĢ ayları için m/s olarak kabul edilmiĢtir.

Ġnsanların metabolizmalarının durumuna göre ortama gizli ısı verirler. Bu gizli ısı değeri olup bir kiĢinin verdiği gizli ısıdır. Araçta bulunan N kiĢi için verilen gizli ısı

(23)

Ģeklinde hesaplanabilir.

Araçtaki gizli ısıdan buhar miktarı

(24)

olarak bulunabilir. Burada buharın entalpisidir.

Araçtaki yolcuların tamamının veya bir kısmının elbisesi nemli olabilir. Bu yolcuların sayısı Nw olarak alınacaktır. Nw değeri 0 ile N arasındadır.

Elbiselerden buharlaĢan su buharı miktarı

(25) EĢitliği ile hesaplanır. Burada Fp kütle transferi yapılan nemli elbise yüzeyi olup, aĢağıdaki gibi alınır.

(26) değeri bir yolcu elbisesinin ıslanmıĢ yüzey alanıdır. değeri de yaklaĢık olarak

(27)

eĢitliğinden bulunur. buharın özel gaz sabitidir. de yaklaĢık olarak

(28) eĢitliğinden elde edilir. ve dıĢ hava için verilen (1) –(4) bağıntılarından benzer Ģekilde elde edilir.

Nemli elbiselerden kütle transferi için gerekli kütle transferi katsayısı

(29)

eĢitliğinden bulunur. Burada Di su buharının hava içindeki difüzyon katsayısı ve Li de ıslak yüzey uzunluğudur. Shi sayısı da laminar ve türbülanslı akıĢ için Nu için verilen (6), (7) ve (10) eĢitliklerinden elde edilmelidir.

ġekil 13a, b ve c de dıĢ havanın (D) ısıtılması ve iç hava (I) durumuna getirilmesi ve psikometrik diyagramdaki durumlar gösterilmiĢtir.

(15)

____________________ 1681^_______

Şekil 13. DıĢ havanın ısıtılması(a), iç hava durumuna getirilmesi(b), bunların psikrometrik diyagramda gösterimi(c).

c)

a)

b)

c) Q

d d d

x h M x_ü h_ü M_d

Mw

ü ü d

x h M x_i h_i M_d

Mb

i

d

T

x ü

d

i

ü

(16)

ġekil 13’deki a ve b durumları için;

(30) (31) (32) (33) Bu eĢitliklerden de

(34)

(35)

(36) eĢitlikleri elde edilir. Burada gerekli dıĢ hava debisi ‘ da gerekli ek ısıtma miktarıdır.

Hesaplamalar için aĢağıdaki değerler kullanılmıĢtır.

, , , , , , , ,

ġekil 14, 15 ve 16’da gerekli ısısı ve debisi, , dıĢ hava sıcaklığının fonksiyonu olarak verilmiĢtir. Islak yolcu sayısı da 52, 26, 13 ve 0 olarak kabul edilmiĢtir. Verilmesi gereken ısının yaklaĢık -10 bir minimum yaptığı görülmektedir. Çiğ noktası sıcaklığı 9,5 olduğunda, teorik olarak ve dolayısıyla nun sonsuza gitmesi gerekir. Yani dıĢ hava ile nemi düĢük te tutma imkansız hale gelir. ve ’ nin ıslak elbiseli yolcu sayısı ile hızla arttığı görülmektedir. Bunun daha iyi anlaĢılması için Ģekil 17, 18, 19 da ısısı ve debisi Nw’ nin fonksiyonu olarak verilmiĢtir. Bu Ģekillerde parametre olarak alınmıĢtır. Bu Ģekillerden, verilecek ısı ve hava debisinin ıslak elbiseli yolcu sayısı ile lineere yakın arttığı görülmektedir. ġekillerde verilen ısı miktarları egzoz ısısından yararlanarak kolaylıkla elde edilir.

(17)

____________________ 1683^_______

Şekil 14. Gerekli ısısının Td dıĢ hava sıcaklığı ile değiĢimi

Şekil 15. Gerekli debisinin Td dıĢ hava sıcaklığı ile değiĢimi

(18)

Şekil 16. Gerekli ısısının Nw ıslak elbiseli yolcu sayısı ile değiĢimi.

Şekil 17. Gerekli debisinin N ıslak elbiseli yolcu sayısı ile değiĢimi.

(19)

____________________ 1685^_______

7. DENEYSEL ÇALIŞMALAR

Temsa otobüsleri ön camında buğu çözülme testleri ve 0 ’ deki dıĢ ortam sıcaklıkları olan klimatik odalarda yapılmıĢtır. Deneysel çalıĢmalarda otobüs iç ortam nemi ’ te tutulmuĢtur.

Buğu çözmenin 350-450 s arasında giderildiği görülmüĢ, bulunan bu sonuçlar Ģekil 5’ te verilenlerle kıyaslanabilir düzeydedir.

8. SONUÇ

Bu çalıĢmada yapılan buğulanan ön cam iç yüzeyindeki buharlaĢma teorik analizden otobüs iç havasının konveksiyon ve radyasyonla ısıtma yöntemleri incelenmiĢ ve bütün yöntemlerde uygun parametrelerde seçilerek buğulanan su buharının makul sürelerde buharlaĢtırılabileceği görülmüĢtür.

Ayrıca, dıĢ hava kullanılarak kıĢın iç nemin gibi çok küçük seviyelerde bulundurabileceği gösterilmiĢtir.

9. TEŞEKKÜR:

Bu çalıĢma TEMSA Teydep 3090590 Nolu proje kapsamında hazırlanmıĢ olup, TEMSA ve TÜBĠTAK’a teĢekkür ederiz.

10. KAYNAKLAR

[1] [1] S. M. KELLY, K. V. SANGWAN, Automatic windglass tag promotion method for a vechicle climate control system, USA Patent Nr. 6508408, 2001.

[2] [2] H. M. SCDHMITT, Z. BACH, T. POLZER, R. HARTMANN, Sensor unit for detecting the wetting of a window, US Patent 6888465, 2005.

[3] [3] T. M. URBANK, S. M. KELLY, T. O. KING, C. A. ARCHIBALD, Development and Application Of An Integrated Dew Point And Glass Temperature Sensor, SAE World Congress, Defroit 2001.

[4] [4] G. GROCE, P. DAGARD, F. D. MORA, Numerical simulation of glass fogging and defogging, Int. J. Computational Fluid Dynamics, 19/6 (2005), 437-445.

[5] [5] T. L. ZOLET, G.G. DUTRA, G. F. DE FREITAS MAIA L. V. M. PEREIRA, CFD and

experimental correlations of the defrost flow and vechicle’s windshield defogging, 21. Brazilian Congress of Mechanical Engineering, October 24-28 2011, RN, Brazil.

[6] [6] TS 825, Binalarda Isı Yalıtım Kuralları, 14 Haziran 1999 Tarih ve 23725 Sayılı Resmi Gazete.

[7] [7] T. YILMAZ, A. ÖZBEK, A. YILMAZ, O. BÜYÜKALACA, Influence of Upper Layer Properties On The Ground Temperature Distribution, J. Thermal Science and Technology, 29/2, 43-51, 2009.

[8] [8] ASHRAE, Radiant Heating and Cooling, ASHRAE Handbook-HVAC Application, chapter 53, 53.1-53.10, 2007.

[9] [9] ASHRAE, Infrared Radiant Heating, ASHRAE Handbook-HVAC Systems and Equipment, Chapter 15, 15.1-15.8, 2008.

(20)

11. ÖZGEÇMİŞ Tuncay YILMAZ

1945’te Tarsus’ta doğdu. 1968’de Berlin Teknik Üniversitesi’nin Makina Fakültesini bitirdi. 1972 yılında aynı üniversitede doktorasını tamamladı. 1973 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü’nde göreve baĢladı. 1977 yılında Makina Mühendisliği Bölümü’nde Isı ve Kütle Transferi Bilim Dalında doçent oldu. 1983’te Çukurova Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü Termodinamik Anabilim Dalı’na profesör olarak atandı. Almanya dıĢında Ġngiltere’de Cambridge ve Liverpool Üniversiteleri’nde, ABD’de Fullbright bursiyeri olarak Massachusetts Institute of Technology’de misafir öğretim üyesi olarak bulundu. 1982-83 yıllarında K.T.Ü. Makina Mühendisliği Bölüm BaĢkanlığı görevini yaptı. 1986-89 yılları arasında Ç.Ü. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dekanlık görevini yürüttü. 1983-2002 yılları arası Ç.Ü. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölüm BaĢkanlığı ve 1991-2002 yılları arası Ç.Ü. Soğutma ve Ġklimlendirme Tekniği Uygulama ve AraĢtırma Merkezi Müdürlüğü görevini yaptı. 2012 yılında Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü’ne Professör olarak atandı. Halen öğretim üyeliği görevini sürdürmektedir.

Mehmet Tahir ERDİNÇ

1988 yılında Ġskenderun’da doğdu. 2012’de Çukurova Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü’den mezun oldu. 2014 yılında Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalında Yüksek Lisansını tamamladı. Aynı üniversitede doktara eğitimine baĢladı ve 2013 yılında baĢladığı araĢtırma görevlisi görevini halen sürdürmektedir.

Alper YILMAZ

Doç. Dr. Alper YILMAZ 1975 yılında Tarsus’ta doğdu. 1993 yılında Adana Anadolu Lisesi’nden mezun oldu. Makine mühendisi unvanını 1997 yılında Boğaziçi Üniversitesi’nden aldı. Aynı yıl Çukurova Üniversitesi makine mühendisliği bölümünde araĢtırma görevlisi olarak çalıĢmaya baĢladı. Yüksek lisans ve doktora çalıĢmalarını, sırasıyla, 1999 ve 2004 yıllarında Çukurova Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde tamamladı. 2004-2006 yılları arası Ç.Ü. Soğutma ve Ġklimlendirme Merkezi’nde uzman olarak çalıĢtı. 2006 yılında Ç.Ü. Makine Mühendisliği Bölümüne yardımcı doçent olarak atandı. 2011 yılında doçent unvanını aldı ve 2012 yılında doçent kadrosuna atandı. Halen Ç.Ü.

Otomotiv Mühendisliği Bölümü’nde konveksiyonla ısı transferi ve araçlarda soğutma alanlarında çalıĢmalarına devam etmektedir.

Fatih Han AVCI

1978 yılında Adana’ da doğmuĢtur. Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünden mezun olmuĢtur. Ġstanbul Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünde yüksek lisans yapmıĢtır.

2003 yılında Temsa Global A.ġ’ de Ar-Ge Mühendisi olarak çalıĢma hayatına baĢlamıĢ olup halen aynı Ģirkette Ar-Ge Yöneticisi olarak görev yapmaktadır. Evli ve iki çocuk babasıdır.