Geri Dön

Termoelektrik modül kullanarak içten yanmalı bir otomobilin egzozundan atılan ısıdan enerji geri kazanımının termal analizi

Thermal analyse of waste heat recovery of exhaust gas from internal combustion engine using thermoelectric modules

  1. Tez No: 406102
  2. Yazar: ESRA HANÇER
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SİBEL GÜNEŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 94

Özet

İçten yanmalı bir motorun egzoz gazındaki potansiyel enerji tahrik miline iletilen mekanik enerjiyle hemen hemen aynı büyüklüktedir. Termodinamiğin ikinci yasasına göre, egzoz gazındaki bu enerji sahip olduğu yüksek sıcaklık değerine bağlı olarak iyi bir geri kazanım potansiyeline sahiptir. Bu sıcaklık değeri ise motor yüküne göre ciddi bir çeşitlilik göstermektedir. Termoelektrik jeneratör kullanılarak egzoz gazındaki bu enerjinin geri kazanımı mümkündür. Termoelektrik jeneratörlerinin çıkış gücünün artırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır fakat çalışma sıcaklıklarının kısıtlı olmasından dolayı ani sıcaklık değişimlerine karşı çalışma sıcaklıklarının dengelenmesine ihtiyaç vardır. Isı borulu eşanjörler, düşük termal dirence sahip olduklarından dolayı sıcak ve soğuk kaynaklar arasında yüksek ısı transferi için kullanılırlar. Isı borusunun özel bir çeşidi olan değişken iletkenlikli ısı borusu kullanılarak çalışma sıcaklığı kontrol altında tutulabilir ve termoelektrik jeneratörler için güvenli bir çalışma ortamı sağlanabilir. Bu tez çalışması yukarıda bahsi geçen yaklaşımın değerini teorik olarak araştırmaktadır. Değişken iletkenlikli ısı borusu kullanılarak tasarlanan termoelektrik jeneratörün termal ve elektrik modeline çözüm sunulmuştur. Yapılan teorik çalışmanın sonuçları ise doğruluğu kanıtlamak açısından çalışma grubu tarafından yapılan deneysel çalışmanın sonuçları ile kıyaslanmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, ısı borulu ısı eşanjörü termoelektrik jeneratörün minimum eşdeğer termal dirençle, pasif ve güvenli bir şekilde sabit, optimum bir sıcaklık değerinde çalışmasına olanak sağladığı tespit edilmiştir. Ayrıca, değişken iletkenlikli ısı borusunun kullanımının kısmi yük altında aktif modüllerin sıcaklık seviyesini fazla etkilemeden aktif modül alanını etkin bir şekilde azalttığı tespit edilmiştir. Bu tez çalışması, Portekiz'de bulunan Universidade do Minho Makine Mühendisliği bölümüyle ortaklaşa gerçekleştirilen projenin bir bölümüdür ve ERASMUS Öğrenci Değişim Programı kapsamında yürütülmüştür.

Özet (Çeviri)

The energy content of internal combustion engine exhaust gases is of the same order of magnitude of the mechanical energy provided to the driveshaft. On a second law of thermodynamics standpoint, it even displays a good recovery potential due to its relatively high temperature. However, this temperature will vary significantly with engine load. Exhaust heat recovery is possible by using thermoelectric generator. At the same time, it is needed to increase the power output of thermoelectric generators. But the operating temperature is required to regulate the operating temperature since thermoelectric generators are temperature limited. Heat pipe based heat exchangers are used obtain high heat transfer between a hot and a cold source due to their very low resistance. The operating temperature may be control by using variable conductance heat pipe which is one of the special kind of heat exchangers. By this way, reliable conditions may be provided for thermoelectric generators. The present study investigates theoretically the merit of the aforementioned approach. A thermal model of a thermoelectric generator with variable conductance het pipe assist is proposed. Theoretical results obtained are presented together with experimental results made by the group to validate the model. It was found that indeed the heat pipe heat exchanger enables the thermoelectric generator to operate at a constant, optimal temperature in a passive and safe way and with a minimal overall thermal resistance. Furthermore, the use of variable conductance heat pipes was found to prevent thermal dilution under low loads by effectively reducing the active module area and not by deprecating the temperature level of the whole generator. The present study is a part of the project which is cooperated with Department of Mechanical Engineering of Universidade do Minho in Portugal and it is carried out within ERASMUS Student Exchange Programme.

Benzer Tezler

  1. Taşıt egzoz gazı atık ısı enerjisinden elektrik enerjisinin üretilmesi için termoelektrik jeneratörün modellenmesi

    Modeling thermoelectric generator for electrical energy production from vehicle exhaust gas waste heat energy

    ÜMİT TOPALCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HABİB GÜRBÜZ

  2. İçten yanmalı motorun egzoz atık ısı geri kazanımı için termoelektrik jeneratörün HAD analizi

    CFD analysis of thermoelectric generator for exhaust waste heat recovery of internal combustion engine

    AHMET BATURALP ÖKMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HABİB GÜRBÜZ

  3. Termoelektrik modül kullanılan seradaki bir bitkinin toprak altı ve üstü sıcaklığının sayısal ve deneysel incelenmesi

    Numerical and experimental investigation of the sub-ground and above temperature of a plant in a greenhouse using the thermoelectric module

    ALP BÜYÜKBAYRAKTAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ELİF ÖĞÜT

  4. Güneş enerjili ısı borusu kullanılarak termoelektrik modüller ile elektrik üretimi deneysel incelemesi

    Experimental analysis of electricity generation with thermoelectric modules using solar heat pipes

    CELİL YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Yenilenebilir Enerji ve Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN ÖZBAŞ

  5. Termoelektrik soğutucuların performansına doğrudan temaslı ısı değiştiricilerin etkilerinin deneysel incelenmesi

    Experimental examination of direct contact heat exchangers effects on the thermoelectric coolers

    MURAT FERHAT DOĞDU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HACI OSMAN ALTUĞ ŞİŞMAN