Geri Dön

Parafinle gizli ısı depolamada depo geometrisi optimizasyonu üzerine deneysel bir çalışma

An experimental study on optimization of the storage geometry in latent heat storage systems using paraffin

  1. Tez No: 183023
  2. Yazar: MİTHAT AKGÜN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ORHAN AYDIN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2006
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 385

Özet

Enerji arz ve talebi arasındaki uyumsuzluk uygun bir enerji depolama sistemininkullanımıyla giderilebilir. Termal enerjinin depolanması için üç ana yöntem vardır: duyulur,gizli ve termokimyasal. Faz değiştiren maddeleri (FDM) kullanan gizli ısı depolama, yüksekenerji depolama yoğunluğu ve ergime ve katılaşma esnasındaki izotermal çalışmakarakteristikleri nedeniyle en etkin termal enerji depolama şeklidir.Yükleme/boşaltma esnasında bir depo içerisindeki ısı geçişi daha iyi bir depolamaperformansı için iyileştirilmelidir. Bu iki şekilde gerçekleştirilebilir: aktif ve pasif. Aktifyöntem ekstra enerji kullanmayı gerektirirken pasif yöntem gerektirmez. Bu çalışmada, depogeometrisinin değiştirilmesine yönelik pasif bir yöntem kullanılmıştır. Bu yöntemle fazdeğiştiren madde içerisinde doğal taşınımı kuvvetlendirmek, doldurma/boşaltma zamanınıazaltmak ve deponun verimini artırmak hedeflenmiştir. Bir kabuk içerisinde bulunan tüp depogeometrisinde yeni bir değişiklik önerilmiştir. Önerilen geometride, deponun dış yüzeyi (dışkabuk) daha önce gözlenen erime ve katılaşma davranışına cevap verecek şekildeeğimlendirilmiştir. Faz değiştiren madde olarak üç farklı saf parafin kullanılmıştır. Öncelikle,diferansiyel tarama kalorimetrisi (DSC) kullanılarak parafinlerin termofiziksel özellikleribelirlenmiştir. Düşey konumda beş farklı depo kabuk açısında çalışılmıştır: 0o, 5o, 10o, 15o ve20o. Ayrıca, deponun farklı yerleştirme konumları da incelenmiştir: düşey, yatay ve yatayla30o ve 60o konumlandırılması. Farklı geometrik konfigürasyonlarda, her bir parafin tipi için,ısı transfer akışkanının giriş sıcaklığı ve debisinin erime/katılaşma davranışı üzerindeki etkisiincelenmiştir. Deneylerde ısı transfer akışkanı olarak su kullanılmıştır. Deneysel sonuçlarındoğruluğu için hata analizi yapılmıştır. Son olarak optimum depo geometrisi ve çalışmakoşullarını belirlemek için bir termodinamik analiz yapılmıştır.Dış kabuk eğim açısı parafinin erime süresini etkilemektedir. 5o kabuk açılı düşeydeponun en kısa erime zamanına sahip olduğu, yatay depolamada ise en kısa erime zamanısilindirik depolamada olduğu görülmüştür. Yerleştirme açısının parafinin katılaşma süresineetkisinin ihmal edilir düzeyde olduğu belirlenmiştir

Özet (Çeviri)

The discrepancy between energy supply or availability and demand can be overcomeby the implementation of a proper energy storage system. There are three main methods forstoring the thermal energy: sensible, latent and thermo chemical. The latent heat storageemploying phase change material (PCM) is the most effective way due to its advantages ofhigh energy storage density and its isothermal operating characteristics during melting andsolidification processes.Heat transfer in a storage device during charging/discharging should be enhanced for abetter performance. This can be realized in two ways: active and passive. The active methodrequires usage of extra energy while the passive one does not. In this study, a passiveenhancement technique has been applied, which is based on the modification of the storagegeometry, in order to intensify the natural convection currents inside the PCM, decrease thecharge/discharge time and increase the efficiency of the storage container. A novelmodification on a tube-in-shell type storage geometry is suggested. In the proposed geometry,the outer surface of the storage container, i.e. the shell, is inclined in order to respond themelting and solidification characteristics observed earlier. Three kinds of pure paraffin havebeen used. At first, the thermo physical properties of the paraffins used are determinedthrough the differential scanning calorimeter (DSC). Five different inclination angles of theshell have been tested: 0o, 5o, 10o, 15o, and 20o. In addition, different positions of the storagecontainer have also been examined: vertical, horizontal, and tilted to the horizontal axis withangles of 30o and 60o. At different geometrical configurations, for each paraffin type, theeffects of the inlet temperature and the mass flow rate of the heat transfer fluid (here, water)on the melting/solidification behavior have been examined. In order to assess the validity ofthe experimental results, an uncertainty analysis has been conducted. Finally, athermodynamic analysis has been performed in order to determine the optimum storagegeometry and the working conditions.

Benzer Tezler

  1. Gizli ısı depolaması ve uygulamaları

    Latent heat storage and applications

    MUHSİN MAZMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    EnerjiÇukurova Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİME PAKSOY

  2. Analysis of thermal energy storage with pcm in cylindrical container filled by porous medium

    Gözeneklı̇ ortam dolu sı̇lı̇ndı̇rı̇k kapta pcm ı̇le ısıl enerjı̇ depolanmasının analı̇zı̇

    FARZAD ROKHSAR TALABAZAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR

  3. İçten yanmalı motorun egzoz atık ısı enerjisinin fdm yardımıyla depolanması ve yeniden kullanımının had analizi

    Cfd analysis of storage and re-use by pcm of exhaust waste heat energy in an internal combustion engine

    DURUKAN ATEŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HABİB GÜRBÜZ

  4. Preparation and characterization of paraffin and polyethylene glycol based phase change materials for white good applications

    Beyaz eşya uygulamaları için parafin ve poliethilen glikol bazlı faz değiştiren malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    NİLÜFER ERTUNÇAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER

    DR. YUSUF YUSUFOĞLU

  5. Preparation and characterization of phase change materials to reduce internal temperature changes in refrigerators

    Buzdolabı iç sıcaklık değişimini azaltmak amacıyla faz değiştiren malzeme hazırlanması ve karakterizasyonu

    ÖZGE PAYANDA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SADRİYE OSKAY