A cfd based analysis of thermal performance for spherical capsules used in ice storage systems
Buz depolama sistemlerinde kullanılan küresel kapsüller için ısı performansı bir cfd tabanlı analizi
- Tez No: 476229
- Danışmanlar: PROF. DR. NECDET ALTUNTOP
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Isıl enerji depolaması, BED, Küresel buz kapsülleri, Şarj işlemi, Thermal energy storage, Ice TES, Spherical ice capsules, Charging process
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
BUZ DEPOLAMA SİSTEMLERİNDE KULLANILAN KÜRESEL KAPSÜLLER İÇİN ISI PERFORMANSI BİR CFD TABANLI ANALİZİ ALI JASIM MOHAMMED AL-BAYATI Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Ağustos 2017 Tez Danışmanı: Prof. Dr. Necdet ALTUNTOP KISA ÖZET Buz enerji depolama (BED) sistemleri, birçok ticari uygulamada soğuk kapasite depolaması için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu termal enerji depolama sistemleri, elektrik arzı ve talebi arasındaki uyumsuzluğu çözmek için soğutma ünitelerinde bir destek sistemi olarak önemli bir rol oynamaktadır. Elektrik kullanımı aşırı ve masraflı olduğunda tepe yük değerini azaltmaktadır. Bu alandaki en umut verici kavramlardan biri kapsüllenmiş BED'dir. Suyun sınırlı olduğu kapalı kapsüllerde ve geniş bir depolama tankı yerleştirilmiş yerlerde kullanılır. Soğutma ünitesi, enerji talebinin az olduğu dönemde, depolama tankında dolaşan ısı transferi akıskanı (ITA) soğutmak için kullanılır, böylece kapsüllenmiş suyu dondurur. Kullanımın yoğun olduğu dönemde, üretilen buz, bir soğutucu olarak alan soğutma amaçlı kullanılır. Bu çalışma sayısal olarak, kapsüllenmiş buz enerji depolamasında kullanılan bazı küresel kapsüllerin katılaşma sürecini göstermektedir. Kapsül şekli, daha iyi ısı transfer karakteristiği gösterdiğinden katılaşma sürecinde önemli bir etkiye sahiptir ve böylece şarj süresini azaltır. Hesaplamalı akışkanlar mekaniği ve ısı transferi için FLUENT 18.0 programı kullanarak altı küresel kapsül yapılandırılmış ve simüle edilmiştir. İncelenen başlıca parametreler; küresel kapsül şekli, giriş sıcaklığı ve ısı transferi akıskanı (ITA) hacim akış hızıdır. Bu parametrelerin, tam şarj süresi, ortalama toplam sıcaklık ve katılaşmış kütle parçası üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu çalışmada, belirli bir kapsül için daha düşük ITA sıcaklıkları ve daha yüksek ITA hacim akış hızları kullanıldığında en iyi ısı transfer karakteristiğinin bulunduğu görülmüştür. Ayrıca, giriş ITA akış oranlarındaki değişimde, kapsül şeklinin genel performans üzerindeki etkisi gözlemlendi.
Özet (Çeviri)
A CFD BASED ANALYSIS OF THERMAL PERFORMANCE FOR SPHERICAL CAPSULES USED IN ICE STORAGE SYSTEMS ALI JASIM MOHAMMED AL-BAYATI Erciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences M.Sc. Thesis, August 2017 Supervisor: Prof. Dr. Necdet ALTUNTOP ABSTRACT Ice thermal energy storage (ITES) systems are widely used to store cold capacities in many commercial applications. Such thermal energy storage systems play an important role as a support system for cooling units to solve the mismatch between supply and demand of electricity, and reduce peak load when electricity use is heavy and expensive. One of the most promising concepts in this area is Encapsulated ITES. Where water is limited in closed capsules and laid in a large storage tank. During off- peak period, refrigeration unit is used to cool the heat transfer fluid (HTF), which is circulating in the storage tank, thus freezing the encapsulated water. In the peak period, the produced ice is used for space cooling purposes as a heat sink. This study numerically demonstrates the solidification process of some spherical capsules used in the encapsulated ice thermal energy storage. Since the capsule shape has a significant impact on solidification process by showing better heat transfer characteristics, thus reducing charging time, six spherical capsules are structured and simulated by using FLUENT 18.0 software for computational fluid mechanics and heat transfer. The major studied parameters are the spherical capsule shape, the inlet temperature and volume flow rate of the heat transfer fluid (HTF). The effects of these parameters on the full charging time, average total temperature and solidified mass fraction are examined. In this study, it was found that the best heat transfer characteristics for a certain capsule were presented by using lower HTF temperatures and higher HTF volume flow rates. Also, the effect of capsules shape on the overall performance was observed, where it was changing according to the inlet HTF flow rates.
Benzer Tezler
- Thermal and optical interaction of tightly packaged LEDs in automotive lighting applications
Otomotiv aydınlatma uygulamalarında kullanılan yoğun şekilde paketlenmiş LED çiplerin termal ve optik etkileşimi
UMUT ZEYNEP URAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK
- Boşluklu yapı elemanlarında geometrik optimizasyon ile ısıl direncin iyileştirilmesi için termal stratejilerin geliştirilmesi
Development of thermal strategies to improve thermal resistance with geometric optimization in hollow structural elements
AHMET BURHANEDDİN BEŞİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM CÜCE
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE PINAR MERT CÜCE
- Turbopompa beslemeli sıvı yakıtlı roket motorları için kriyojenik pompa tasarım ve çark optimizasyon aracı oluşturulması
Development of cryogenic pump design and impeller optimization tool for turbopump-fed liquid propellant rocket engines
MUHAMMED BATUHAN KÖROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN ONBAŞIOĞLU
- Energy analysis of a flat plate solar collector using CF-MWCNT and NONCF-MWCNTS/water nanofluids: A CFD based comparison
Düz plaka güneş kollektörünün CF-MWCNT ve NNCF-MWCNTS/su nanosıvılar kullanarak enerji analizi: CFD tabanlı karşılaştırma
ABDULAZEEZ AHMED HAMEEDI HAMEEDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEVAT ÖZARPA
DR. ÖĞR. ÜYESİ OMAR ASSİ HUSSEIN
- CFD based thermal and hydraulic performance investigation of air heating plate type solar collectors with different duct profiles
Farklı kanal kesitlerine sahip hava ısıtıcı güneş kolektörlerinin CFD yöntemi ile ısıl ve hidrolik performanslarının incelenmesi
CEM ÇORAPÇIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN