1,5 kw gücünde organik rankine çevriminin parametrik, tasarımı, termodinamik analizi, prototip imalatı ve testi
Parametric design, thermodynamic analysis and prototype production and testing of 1,5 kw organic rankine cycle
- Tez No: 444302
- Danışmanlar: PROF. DR. YAHYA DOĞU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, reküparatörlü bir ORC (Organic Rankine Cycle – Organik Rankine Çevrimi) sisteminin tasarımı, termodinamik analizleri prototip sistem imalatı ve testleri gerçekleştirildi. Bu amaçla; türbindeki net güç çıkışı 1,5 kW olan bir ORC sistemi; farklı kaynak sıcaklıkları için (sıcak kaynak: 90°C, 100°C ve 110°C ve soğuk kuyu: 15°C) tasarlandı. Termodinamik çevrim analizleri Cycle- Tempo v. 5.1 ve Refprop v. 9.0 programları kullanılarak farklı organik akışkanlar (R236ea, R245ca, R245fa ve R365mfc) ve farklı türbin izentropik verimleri (%60, %70, %80) için yapıldı. Ayrıca aşırı kızdırma sıcaklığının (5°C, 10°C ve 15°C) etkisi de incelendi. Analizler sonucunda en yüksek ORC verimi R365mfc akışkanında elde edildi. Türbin izentropik veriminin artması ORC verimini arttırırken, aşırı kızdırma sıcaklığı ORC verimini azalttı. Isı kaynağı sıcaklığı arttıkça, ORC veriminin arttığı görüldü. Tüm analizlerden elde edilen en yüksek ORC verimi (110°C ısı kaynağı sıcaklığı, %80 izentropik verim, 5°C aşırı kızdırma sıcaklığı ve R365mfc akışkanı için) %10,4 olarak hesaplandı. En düşük ORC verimi ise (90°C ısı kaynağı sıcaklığı, %60 izentropik verim, 15°C aşırı kızdırma sıcaklığı ve R236ea akışkanı için) %4,7 olarak hesaplandı. Ardından, prototip test sistemi kuruldu ve testler yapıldı. Test sisteminde kolay temin edilebilirliği nedeniyle çevrim akışkanı olarak R245fa kullanıldı. Tüm test sisteminin tasarımı ve analizleri; piyasadan hazır raf ürünleri (ısı eşanjörü, pompa, türbin, vb.) kullanılarak prototip sistemin kurulması dikkate alınarak yapıldı. Testler yapıldı ve analiz ve test sonuçlarının uyumluluğu karşılaştırıldı.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a recuperated ORC (Organic Rankine Cycle) system was designed, its thermodynamics and thermal-flow analysis was performed, and furthermore, a complete prototype system was manufactured and tested. For this purpose; an ORC system at a net turbine power output of 1.5 kW was designed for different source temperature (hot source at 90°C, 100°C and 110°C, and cold sink at 15°C). Thermodynamic cycle analysis was performed for various organic fluids (R236ea, R245ca, R245fa, and R365mfc) and various turbine isentropic efficiencies (60%, 70%, and 80%) by using Cycle-Tempo v. 5.1 and Refprop v. 9.0 software. In addition, effects of various superheating temperatures (5°C, 10°C and 15°C) were also investigated. Analyses results show that R365mfc fluid yields the highest ORC efficiency. ORC efficiency increases with turbine isentropic efficiency while decreases with superheating temperature. The increasing heat source temperature also yields higher ORC efficiency. From all analyses, the highest ORC efficiency is calculated as 10.4% (for 110°C heat source temperature, 80% isentropic efficiency, 5°C superheating temperature and R365mfc fluid). The lowest ORC efficiency is 4.7% (90°C heat source temperature, 60% isentropic efficiency, 15°C superheating temperature and R236ea fluid). Then the prototype test system was set up and tests were performed. R245fa was used as the cycle fluid in the prototype test system due ease of availability. All design and analysis steps were performed by considering a prototype system to be manufactured by using ready shelf products in the market (heat exchangers, pumps, turbines, etc.). The prototype system was installed and tested. Then, compatibility of analysis and test results was compared.
Benzer Tezler
- Gemiler için kinematik bir stirling motorunun hareket mekanizmalarının incelenmesi
An investigation on driving mechanisms of the kinematic stirling engine for ships
SERDAR METE
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Orta kapasiteli dizel motorlarında atık ısıdan rankine çevrimi ile enerji geri kazanımı
Energy recovery from waste heat of medium duty diesel engine with organic rankine cycle
AHMET SİNAN KARTAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
- Organik rankine sistemi ve türbininin tasarımı
Organic rankine system and turbine design
NURİYE ANIL GÜRLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FIRAT OĞUZ EDİS
- Bıyokütle-kömür karısımlarının yanmasının incelenmesi
Investigation of co-firing coal and biomass blends
CANSU DENİZ CANAL
Doktora
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
PROF. DR. ALİ CEMAL BENİM
- Fenton ve elektrokimyasal yöntemlerle evsel atık suların arıtılabilirliğinin araştırılması
Investigation of domestic wastewater treatability by fenton and electrochemical methods
UĞUR KURT
Doktora
Türkçe
2007
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. TALHA GÖNÜLLÜ