Mathematical model based optimization of a packed bed heat storage tank
Dolgulu yataklı ısı deposunun matematiksel model destekli optimizasyonu
- Tez No: 290379
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KURTUL KÜÇÜKADA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dolgulu yatak, matematiksel modelleme, termal dispersiyon, ısı deposu, adveksiyon ve optimizasyon, Dolgulu kolonlar, Termal analiz, Termal dağılım, Termal performans, Packed bed, mathematical modeling, thermal dispersion, heat storage, advection, and optimization, Packed columns, Mathematical modelling, Thermal analysis, Thermal diffusivity, Thermal performance
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Isı transferi mekanizmalarının iletim, adveksiyon konveksiyon ve doğal konveksiyon olduğu ve dolgu maddesi olarak cam bilyelerin kullanıldığı bu çalışmada, dolgulu yataklı ısı deposu (DYID) ünitesinin matematiksel modellenmesi ve optimize edilmesi amacıyla tanktaki sıcaklık dağılımı profilleri incelenmiştir.Önerilen matematiksel model, sıvının ve katının fiziksel özellikleri ve termal dispersiyonun, adveksiyonun, konveksiyonun, model parametrelerinin ve yatak özelliklerinin etkileri açısından analiz edilmiştir. Yapılan incelemelerin çoğunda, özellikle ısıtma döngülerinde görülen termal dispersiyon olayına odaklanılmıştır. Ne yazık ki, DYID ünitesinin giriş ve çıkış sıcaklıkları arasındaki fark dolayısıyla meydana gelen kaldırma kuvvetlerinin (Buoyancy Forces) etkisi ile oluşan termal dispersiyon olayına net bir açıklama getiren veya analiz eden bilimsel bir yayının varlığına rastlanmamıştır.Tüm deneylerde, deney sonuçları üzerine termal dispersiyon katsayısının kd ve konveksiyonel ısı transferi katsayısının h etkilerini kontrol etmek amacıyla, sıvı giriş sıcaklığı ve sıvı giriş debisi değiştirilmiştir. Deneyler, sıvı giriş sıcaklığı ve yatağın başlangıç sıcaklığına göre ısıtma ve soğutma döngüleri olarak yapılmıştır. Aynı koşullar deneylerden elde edilen tüm sonuçlar, model sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçların tüm önemli ve ilgili kısımları, geliştirilen matematiksel model açısından incelenmiş ve tartışılmıştır.Geliştirilen matematiksel modeli kullanarak DYID ünitesinin minimum ısı depolama süresi, maksimum ısı depolama kapasitesi ve optimum debisi sitemi optimize edebilmek amacıyla boyutsuz zaman cinsinden önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this work, temperature distribution profile of a packed bed heat storage (PBHS) unit was investigated for developing a mathematical model and optimizing the tank, where, the heat transfer mechanisms were conduction, advection, convection and natural convection, and packing material was glass beads.The suggested mathematical model was analyzed in the aspects of the made assumptions, the physical properties of fluid and solid, effect of thermal mixing, advection and forced convection, the model parameters and the bed properties. Especially, a thermal mixing phenomenon which was observed during heating cycles was taken as the primary focus in most investigations. Unfortunately, there is no related work published in the literature analyzing and bringing a clear understanding to the thermal mixing phenomena due to buoyancy forces resulting from the temperature difference between the inlet and the outlet of the PBHS unit.In all experiments, fluid inlet temperature and fluid flow rate thus the fluid velocity were taken as the manipulated variables to check the effects of the thermal dispersion coefficient kd and the convective heat transfer coefficient h on the experimental results. The experiments were performed as cooling and heating experiments depending on the inlet fluid temperature and the initial temperature of the packed bed. All of the obtained experimental results were compared to the results obtained by using the model. The significant and relevant aspects of the experimental results were considered and discussed with conjunction to the behavior of the model.Using the developed mathematical model, minimum heat storage time, maximum heat storage capacity and optimum flow rate of the PBHS unit was suggested as dimensionless time to optimize the system.
Benzer Tezler
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER