An experimental and numerical study on heat and mass transfer in adsorbent bed of an adsorption heat pump
Adsorpsiyonlu bir ısı pompasının adsorbent yatağında ısı ve kütle transferinin deneysel ve sayısal çalışması
- Tez No: 320742
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MOGHTADA MOBEDİ, PROF. DR. SEMRA ÜLKÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 345
Özet
Enerji kaynaklarının sınırlı olması nedeni ile son yıllarda termal ısı pompalarının geliştirilmesi araştırmacıların dikkatini çekmektedir. Bir çeşit termal ısı pompası olan adsorpsiyonlu ısı pompaları atık ısı, jeotermal ve güneş enerjisi gibi düşük sıcaklık kaynaklarını doğrudan kullanabilmektedir. Ancak, adsorpsiyonlu ısı pompalarının geleneksel ısı pompalarına göre çok sayıda avantajı olmasına rağmen halen birçok pratik kullanımda sorunu bulunmaktadır. Adsorpsiyonlu ısı pompasının en önemli ekipmanlarından biri adsorbent yataktır. Daha küçük boyutta ve yüksek güçte adsorpsiyonlu ısı pompası elde edilebilmesi için adsorbent yatağındaki ısı ve kütle transferi hızlandırılmalıdır.Bu tezde, adsorbent yatağındaki ısı ve kütle transferi üzerine teorik ve deneysel çalışmalar yapılmıştır. Adsorbent yatak dizaynı üzerine detaylı bir yayın taraması yapılmıştır. Adsorbent yatağındaki ısı ve kütle transferinin analizinin yapılabilmesi için adsorbent taneciğindeki adsorptive transferi iyi bilinmelidir. İç ve dış ısı ve kütle transferi dirençlerinin etkisini anlayabilmek için sonsuz adsorptive ortama konulan bir adsorbent taneciğindeki ısı ve kütle transferi teorik olarak incelenmiştir. Sabit ve sabit olmayan basınç yaklaşımı kullanılarak silindirik bir adsorbent yataktakı ısı ve kütle transferi denklemleri çıkarılmış, yataktaki sıcaklık ve konsantrasyon profilleri hesaplanmıştır. Bu denklemler parametre sayısını azaltmak amacı ile boyutsuzlaştırılmıştır. Denklemlerin boyutsuzlaştırılması, yataktaki ısı ve kütle transferinin anlatılmasının yanında, yatak dizaynında kullanılabilecek önemli boyutsuz parametrelerin elde edilmesini sağlamıştır. Ayrıca, elde edilen sayısal sonuçları doğrulamak için bir deney düzeneği geliştirilmiş ve kurulmuştur. Elde edilen deneysel sonuçlar sayısal sonuçlarla karşılaştırılmış ve birbirleri arasında iyi bir uyum olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Because of the limited conventional energy sources, the improvement of thermal heat pumps has gained attentions of researchers in recent years. Adsorption heat pump, which is a kind of thermal heat pump, can be directly operated with the low temperature heat sources such as waste heat, geothermal and solar energy. Although, adsorption heat pump has many advantages compared to the conventional heat pump, there are still many difficulties for its practical application. Adsorbent bed is one the most important component of adsorption heat pump. Heat and mass transfer in the adsorbent bed should be accelerated in order to attain a small sized, high powered adsorption heat pump.In this thesis, a theoretical and experimental study is performed on heat and mass transfer in an adsorbent bed. A detailed literature survey on the design of adsorbent bed is done. The designed adsorbent beds are classified, and their advantages and disadvantages are discussed. In order to analyze heat and mass transfer in an adsorbent bed, transport of adsorptive in an adsorbent particle should be well known. A theoretical study on heat and mass transfer in a single adsorbent particle located in an infinite adsorptive medium is performed to understand the effects of internal and external heat and mass transfer resistances. Heat and mass transfer equations for an annular adsorbent bed are derived for uniform and non-uniform pressure approaches and numerically solved to determine temperature and concentration profiles in the bed. These equations are also non-dimensionalized to reduce number of governing parameters. The non-dimensionalization of the equations yields important dimensionless parameters that can be used not only to describe heat and mass transfer in an adsorbent bed but also employ them during design of the bed. Furthermore, an experimental setup was designed and constructed to validate the obtained numerical results. The experimental results were compared with the solution of the numerical results and a good agreement was obtained between them.
Benzer Tezler
- Kapalı hacimlerde ışınımla ısı geçişi ile enerji etkinliğinin artırılması
Utilization of radiation heat transfer for improving the energy efficiency in enclosures
ÖZGÜR IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN UYGUR ONBAŞIOĞLU
- İçinde nem kaynağı bulunan ısıtılan hacimlerde ısı ve kütle geçişinin havlandırma ile ilişkilendirilmesi
Effect of ventilation system on heat and mass transfer inside a heated cavity having a moisture source
S. ASLI KAYIHAN
Doktora
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN ONBAŞIOĞLU
- Kapalı hacim yalıtımının yüksek sıcaklıklarda ısı geçişi ve enerji tüketimine etkisinin incelenmesi
A study for the effect of enclosure insulation material on heat transfer and energy consumption at high temperatures
EREN DİKEÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN ONBAŞIOĞLU
- Havuz kaynaması sırasında kabarcık oluşumunun sayısal yöntemle incelenmesi
Numerical study of bubble growth during nucleate pool boiling
MERT TÜRKELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL YALÇIN URALCAN
- An experimental and numerical study on the combustion characteristics of pool fires in tunnels
Tünellerde gerçekleşen havuz yangınlarının yanma karakteristikleri üzerine deneysel ve sayısal çalışma
SINA SHAFEE
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET YOZGATLIGİL