Doğal havalandırmalı seralarda ölçülen ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği ve simüle edilen sera içi iklim etmenlerinin karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada, farklı yönlendirilmiş tekil seraların farklı pencere açıklığı koşullarında ölçülen sera içi iklim etmenlerinin simülasyon yolu ile belirlenen değerler ile karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bunun için Antalya ili Aksu ilçesi Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü'nde (BATEM) bulunan seralar materyal olarak kullanılmıştır. Çalışma alanında bulunan farklı ölçülerdeki beşik çatılı tekil cam seraların her biri için gözlem ve ölçümler yapılarak her seranın boyutları ve yapısal özellikleri belirlenmiştir. Materyal olarak seçilen seralara farklı konumlarda yerleştirilen sıcaklık, nem ve rüzgar hızı ölçerler ile her sera için 08:00-18:00 ölçüm aralığında 2 saatte bir ölçüm değerleri kaydedilmiştir. Ölçümler 45o ve 90o pencere açıklığı durumunda, bitkili ve bitkisiz ortam koşullarında, Kuzey-Güney ve Doğu-Batı yöneylerinde olmak üzere 6 farklı durum için yapılmıştır. Daha sonra materyal olarak kullanılan seralar birebir özelliklerde bilgisayar ortamında Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi ile çalışan SolidWorks paket programı ile çizilmiştir. Dış ortam koşullarında ölçülüp kaydedilen sıcaklık, nem ve rüzgar hızı sınır değerleri ile bazı yapısal ve fiziksel özellikler programda tanımlanarak sera içerisindeki sıcaklık, nem ve rüzgar hızı değerleri simüle edilmiştir. Sonuç olarak, sera içerisindeki sıcaklık dağılımının dış ortama bağlı olarak attığı gözlenmiştir. Bu artış seranın yöneyi, pencerelerin açıklık derecesi ve yetiştiricilik ortamına göre değişmektedir. Sera içerisindeki sıcaklık dağılımı, rüzgarın girdiği pencere kenarlarında dış ortam ile hemen hemen aynı seviyede iken, orta kısımlarda biraz daha artmış ve mahya seviyesinde maksimum değere ulaşmıştır. Ölçülen sıcaklık değerleri ile simüle edilen sıcaklık değerleri arasında %93 oranında iyi bir uyum bulunmuştur. Nem dağılımı ise, dış ortama bağlı olarak düşmüştür. Bu düşüş seranın yöneyi, pencerelerin açıklık derecesi ve yetiştiricilik ortamına göre değişmektedir. Sera içerisindeki nem dağılımı, rüzgarın girdiği pencere kenarlarında dış ortam ile hemen hemen aynı seviyede iken, orta kısımlarda biraz daha düşmüş ve mahya seviyesinde minimum değere ulaşmıştır. Ölçülen nem değerleri ile simüle edilen nem değerleri arasında %90 oranında iyi bir uyum bulunmuştur. Sera içerisindeki rüzgar hızı dağılımı, dış ortam koşulları ile uyum göstermiştir. Seranın yöneyi, pencerelerin açıklık derecesi ve yetiştiricilik ortamına bağlı olarak, sera içerisindeki rüzgar hızı dağılımının da farklı olduğu gözlenmiştir. Ölçülen rüzgar hızı değerleri ile simüle edilen rüzgar hızı değerleri arasında %80 oranında iyi bir uyum bulunmuştur. Genel olarak, çalışmanın sonucunda seralarda ölçülen sıcaklık, nem ve rüzgar hızı değerleri ortalaması ile birebir özelliklerde bilgisayar ortamında simüle edilen değerlerin ortalaması arasında %88 uyum sağlandığı belirlenmiştir.