Bir ısıtıcı ve bir termal enerji deposu olarak beton kolonların termal ve mekanik performansının araştırılması
Investigation of thermal and mechanical performance of the concrete columns as a thermal energy storage medi̇um and a heater
- Tez No: 476126
- Danışmanlar: PROF. DR. SEBAHATTİN ÜNALAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Beton kolon, termal enerji depolama, ısıtma, Concrete column, thermal energy storage, heating
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 254
Özet
BİR ISITICI VE BİR TERMAL ENERJİ DEPOSU OLARAK BETON KOLONLARIN TERMAL VE MEKANİK PERFORMANSININ ARAŞTIRILMASI Evrim ÖZRAHAT Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, Temmuz 2017 Danışman: Prof. Dr. Sebahattin ÜNALAN ÖZET Günümüzde binaların enerji tüketiminin büyük kısmını kış mevsiminde bina içinin ısıtılması ve yaz mevsiminde ise soğutulması oluşturmaktadır. Bu nedenle binalarda enerji tüketimini azaltmaya yönelik çalışmalar önem kazanmıştır. Araştırmacılar özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını destekleyen yenilikçi çözümlere yönelmiştir. Aynı zamanda termal enerjinin bina bünyesinde veya ayrı bir şekilde depolanması ile de binanın enerji verimliliğinin artırılması düşünülmüştür. Bu tezde termal enerjinin binayı taşıyan mevcut kolonlar üzerinde duyulur enerji olarak depolanması ve bu kolonların aynı zamanda ısıtıcı olarak kullanılması araştırılmıştır. Duyulur ısının, kolon ortasına açılacak küçük çaplı bir kanal veya yerleştirilecek bir boru içerisinde sıcak hava dolaştırarak depolanması düşünülmüştür. Böyle bir sistemin çalışma prensipleri ile termal ve mekanik performansı araştırılmıştır. Bu amaçla önce teorik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Teorik çalışmalar ile sistemde çalışma sıcaklığı, hava akış hızı ve ısıtma performansı ile sıcaklık dağılımının sebep olacağı termal gerilmeler belirlenmiş ve değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar beton için kritik sıcaklık olan 200 °C değerinin epey altındaki sıcaklık değerlerinde yeterli ısıtmanın sağlanabileceğini ortaya koymuştur. Elde edilen olumlu sonuçlar neticesinde ikinci aşama olan deney kolonu üzerinde termal ve mekanik çalışmalar yürütülmüştür. Bu deneysel sonuçlar, önerilen sistemin termal ve mekanik problemler oluşturmayacağını göstermiştir. Termal ve mekanik deneylerden elde edilen olumlu sonuçlardan sonra sayısal çalışma aşaması gerçekleştirilmiştir. Deneysel ve sayısal verilerin kıyaslanması ile deneysel olarak çalışılması zor ve maliyetli olan çok katlı bina uygulamaları için en uygun sayısal metodoloji tespit edilmiştir. k-ε türbülans modeli ile en fazla %5 sapma ile hesaplamaların mümkün olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
INVESTIGATION OF THERMAL AND MECHANICAL PERFORMANCE OF THE CONCRETE COLUMNS AS A THERMAL ENERGY STORAGE MEDİUM AND A HEATER Evrim ÖZRAHAT Erciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences Ph.D. Thesis, July 2017 Thesis Supervisor: Prof. Dr. Sebahattin ÜNALAN ABSTRACT Nowadays, building's heating load in winter and cooling load in summer constitutes the most part of the energy consumption of the building. Thus, the studies aiming to decrease the total energy consumption of the building is very popular. Researchers are tended to the solutions using renewable energy sources. At the same time by storing the thermal energy in the building structure, it was considered to increase the energy efficiency of the building. In this thesis, storing the thermal energy in the columns carrying the buildings and using these columns as heaters was investigated. It was considered to store the sensible heat by a small duct or a small pipe placed throughout the column. The working principles and the thermal and mechanical performance of such a system were investigated. For this purpose, first the theoretical studies were realized. With the theoretical studies the working temperature, fluid flow velocity, heating performance and thermal stress values caused by temperature distribution were determined and evaluated. Obtained results exhibited that with the temperature values below the value of 200 °C stated as critical temperature value for concrete in literature, sufficient heating can be achieved. After the positive results of theoretical study, thermal end mechanical studies on an experimental column. Experimental results showed that the proposed system would not cause thermal or mechanical problems. After the positive results of experimental thermal and mechanical studies, numerical study was conducted. With the comparison of experimental thermal and numerical thermal results the most suitable methodology for multistory building which are hard and expensive to study was determined. It was conclude that with k- ε turbulence model, the calculations can be realized with maximum 5% deviation.
Benzer Tezler
- Su ısıtmada kullanılabilecek yeni tip düz yüzeyli güneş kollektörlerinin tasarımı, yapımı ve denenmeleri
Design, construction and experimentation of novel type flat plate solar collectors that can be used for heating water
FUAT LÜLE
Yüksek Lisans
Almanca
2007
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiTarım Makineleri Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. TURHAN KOYUNCU
- Study and analysis of two-phase flow in an evaporator cooling loop of a telecommunication satellite
Bir telekomünikasyon uydusunun evaporatör soğutma döngüsünde iki fazlı akışın çalışması ve analizi
FADHIL SHAKIR OUDAH AL-SHARHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YASER ALAIWI
- Bir konutun ısıtılması ve soğutulmasında güneş enerjisi kaynaklı absorbsiyonlu sistemlerin kullanılması
Heating and cooling with solar absorption systems in a residential application
BİLSAY PASTAKKAYA
- Su soğutmalı yıkama-kurutma makinelerinde farklı proses çalışma koşullarının ısıtıcı kanalındaki hav birikimine ve kurutma performansına etkisinin değerlendirilmesi
Assessment of the effect of lint accumulation in the heater channel on the performance of the water cooled washer drying machines in different operating conditions
NAZIM TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL ABUŞOĞLU
- Yeni bir güneş enerjili hava ısıtıcı üzerinde deneysel çalışma
Experimental study on a novel solar air heater
RÜZGAR ÖZKAN BİLDİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Aydın ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN SAYGIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAHELEH NOWZARI