Otomobillerde Yenilikçi Hava Kanallı Koltuk Tasarımının Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi

Abstract

Otomotiv sektöründe artan teknoloji kullanıcılara daha gelişmiş konfor koşulları sunmaktadır. Otomobil koltuklarında ısıl konfor açısından arzu edilen seviyeler kış koşullarında koltuk ısıtma sistemleriyle sağlanırken yaz koşullarında koltuk soğutma sistemleri kullanılarak sıcak koltuk yüzeylerinin soğutulmasıyla sağlanır. Bu çalışmada otomobiller için yeni bir koltuk soğutma sistemi tasarımı yapılmış ve prototipi üretilmiştir. Geliştirilen bu aktif havalandırmalı koltuk sistemi taşıt iklimlendirme sistemi tarafından şartlandırılan iç ortam havasını kullanıyor olup istenildiğinde ilave bir soğutucu ünite ile daha etkin bir soğutma da sağlayabilir. Ayrıca geliştirilen bu koltuk tasarımının oturma bölgesi üç-boyutlu (3D) Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizleri yapılmak üzere modellenmiştir. Üretilen ve modellenen koltuklarla hem otomotiv üretici standartlarına hem de literatürde yer alan çalışmalara uygun olacak koşullar altında deneysel ve sayısal çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Koltuk yüzeyine homojen bir hava dağılımı için eklenen gözenekli yapı bölgesinin sıcaklığı 60. saniyede 25°C’ye düştüğü ve diğer yüzeylerin 50°C civarında olduğu görülmüştür. HAD analiz sonuçları incelendiğinde ise fan vasıtasıyla sağlanan hava akımı yaklaşık 2 m/s hızla koltuk modeline girmiş ve gözenekli bölgede 4.5 m/s’ye kadar yükselmiştir. Deneysel ve sayısal çalışma sonuçlarının uyum içinde olduğu gözlenmiştir. Fan etkisinin devre dışı bırakıldığı ve sadece doğal taşınımla soğumanın gerçekleştiği analiz sonuçları fanlı sistemlerin sonuçları ile karşılaştırıldığında ise aktif koltuk soğutma sistemiyle koltuk yüzeyinde yaklaşık 8°C’ye kadar daha düşük değerlerinin elde edildiği görülmüştür. Geliştirilen bu sisteminin özellikle sıcak yaz koşullarında ısıl konfor şartlarının sağlanmasına katkı sağlayacağı düşünülmektedir.