Serbest piston stirling soğutucularının deneysel olarak incelenmesi
An Experimental investigation on free piston stirling coolers
- Tez No: 100890
- Danışmanlar: PROF.DR. NİLÜFER EĞRİCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
SERBEST PISTON STIRLING SOĞUTUCULARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ ÖZET Serbest piston Stirling soğutucusu, içerisinde iki adet hareketli parça bulunan basınçlı bir kap olarak tanımlanabilir. Piston ve yerdeğiştirici olarak adlandırılan hareketli parçaların eşzamanlı hareketi sayesinde, belirli bir miktarda Helyum gazı basınçlı kabın içerisinde ileri geri sıkıştırılmakta ve bu sayede düşük sıcaklıktaki bir ortamdan çekilen ısıl enerjinin, yüksek sıcaklıktaki bir ortama atılması sağlanmaktadır. Stirling çevrimine göre çalışan serbest piston soğutma makinalarında, kinematik Stirling soğutucularından farklı olarak, hareketli parçalar arasında mekanik bağlantılar bulunmamaktadır. Mekanik bağlantıların ve bu bağlantılar nedeniyle ' meydana gelen kayıpların elimine edilmesi sayesinde yüksek etkinlik katsayılarında çalışabilen serbest piston Stirling soğutucularının, soğutucu akışkan olarak Helyum kullanmaları nedeniyle çevre üzerinde herhangi bir olumsuz etkisi yoktur. Bu nedenlerden dolayı, günümüzde prototip olarak özel şirketler tarafından üretilen serbest piston Stirling soğutucuları, ev tipi buzdolaplarında kullanılan kompresörlere önemli bir alternatif oluşturmaktadır. Bu çalışmada, özel bir şirket tarafından üretilen iki farklı serbest piston Stirling soğutucusu deneysel olarak incelenmiştir. Soğutucuların soğutma kapasitesinin ve etkinlik katsayısının ölçülebilmesi için bir deney düzeneği tasarlanmış ve kurulmuştur. Soğutucunun, dışarıdan ısıl enerji çekme kabiliyetine sahip yüzeyleri belirli bir hacim içerisine alınarak dış ortamdan yalıtılmış, bu hacim içine yerleştirilen rezistanslı ısıtıcılarla soğutucu üzerinde ısıl yük oluşturulmuştur. Soğutucunun dışarıya ısıl enerji veren sıcak yüzeylerini belirli bir sıcaklıkta tutabilmek içinse bir soğutma devresi kurulmuştur. Serbest piston Stirling soğutucularının soğutma kapasitesinin tahrik voltajıyla değişmesi nedeniyle, soğutma kapasitesi deneyleri farklı voltaj basamaklarında yapılmıştır. Belirli bir voltaj basamağında soğutma kapasitesinin soğuk taraf sıcaklığı ile değişimini inceleyebilmek için deneyler, farklı ısıl yükler altında tekrarlanmıştır. Yapılan çalışma dahilinde elde edilen soğutma makinası etkinlik katsayısı değerlerine göre, serbest piston Stirling soğutma teknolojisinin ev tipi buzdolaplarında kullanılmak için güçlü bir alternatif olduğu sonucuna varılmıştır. XII
Özet (Çeviri)
AN EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON FREE PISTON STIRLING COOLERS SUMMARY A Free piston Stirling cooler may be defined as a pressure vessel that contains two moving parts inside. As a result of the simultaneous motion of the moving parts, which are named the piston and the displaces a certain amount of Helium gas is shuttled back and forth continuously in the pressure vessel and accordingly the thermal energy absorbed from a lower temperature medium is rejected to a higher temperature one. Free piston Stirling coolers differ from the kinematic Stirling cycle refrigerating machines in the manner that, the simultaneous motion of the reciprocating bodies is provided by the pressure swing in the vessel. On the other hand, a kinematic Stirling ' cooler has mechanical linkages between its piston and displacer. Free piston Stirling coolers, which are capable of operating at higher coefficient of performance values as a result of the elimination of the mechanical linkages and the losses associated with them, have no environmental impact since Helium is utilized as the refrigerant. Due to these advantages, free piston Stirling coolers seem to be a strong alternative to the conventional compressors that are currently being used in domestic refrigerators. In this study, two different free piston Stirling coolers which are manufactured as prototypes by a private company are investigated experimentally. A test rig is designed and constructed to measure the refrigeration capacities and thermal performances of the coolers. The cold surface of the cooler which is capable of absorbing heat from the environment is enclosed in a well insulated box and thermal load is applied on the cooler by two resistance heaters. Additionally, a hydraulic circuit is provided to keep the warm surface of the cooler at certain temperatures. The refrigeration capacity experiments are conducted at different input voltage steps since the refrigeration capacity of the cooler varies with the input voltage. Additionally, for a certain voltage step the tests are repeated for different heat loads to observe the cold head temperature dependance of the refrigeration capacity. According to the coefficient of performance values obtained within this study, it is concluded that the free piston Stirling refrigeration technology is a challenging alternative to be used in domestic refrigerators. xm
Benzer Tezler
- Stirling soğutucularının buzdolaplarına termosifon ısı değiştiricileri ile uygulanma
Application of stirling coolers to domestic refrigerators using thermosyphon heat exchangers
SEDAR ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN GENCELİ
- Termosifon sistemlerinde iki fazlı akımların incelenmesi
The Analysis of two-phase flow in thermosyphon systems
BURAL OLGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN A. HEPERKAN
- Serbest pistonlu stirling motorunun yer değiştirici yayının dizaynı ve analizi
Başlık çevirisi yok
ERDEM ÜNÜVAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZİYA ŞAKA
- Stirling ısı pompasının termodinamik analizi ve uygulamadaki son gelişmeler
Thermodynamic analysis of stirling heat pump and latest developments in applications
MEHMET METE ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERRİN ERBAY
- Yeni bir havadan bağımsız tahrik sistemi kullanarak konsept denizaltı tasarımı
Concept submarine design using a new air-independent propulsion system
KADİR BEYTULLLAH GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YASEMİN ARIKAN ÖZDEN