Numerical analysis of a cascade refrigeration system operating at ultra-low temperatures
Ultra düşük sıcaklıklarda çalışan bir kaskat soğutma sisteminin sayısal analizi
- Tez No: 519623
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ YILMAZ, DOÇ. DR. EBRU MANÇUHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Soğutma sistemleri, soğutulacak mahal sıcaklığına göre çeşitli kategorilere ayrılmaktadır. Çalışılacak sıcaklık -50°C ve -100°C arasında olduğunda, soğutma prosesi ASHRAE tanımına göre ultra-düşük sıcaklık uygulaması sınıfına girmektedir. Bu sıcaklık değerleri; bakteri, kan hücresi, kemik iliği ve aşı gibi daha ziyade biyolojik ürünlerin soğuk muhafazası için kullanılmaktadır. Bu sistemler; konfor klimaları, süpermarket uygulamaları, yapı soğutma gibi yaygın uygulamalar olmamasına rağmen; ilaç, kimya, petrol endüstrisi gibi alanlarda ihtiyaç duyulan sistemlerdir. Düşük kapasiteli sistemler için laboratuvar uygulaması olarak getirilebilecek farklı çözümler olmasına karşın endüstriyel soğutma gibi büyük kapasitede ihtiyaçlar için buhar sıkıştırmalı soğutma sistemleri bir çözüm olabilmektedir. Fakat sistem çalışma sıcaklık ve basınç değerleri kullanılan soğutucu akışkanlar standart uygulamalara göre farklılık gösterdiğinden soğutma sistemi tasarımının ve analizinin detaylı irdelenmesi gerekmektedir. Bu sebeple, ultra-düşük sıcaklıkta çalışan farklı (endüsriyel ölçekte) sistemler teorik olarak performans açısından incelenmiştir. Ayrıca bu konuyla ilgili literatüre katkı yapılması amaçlanmıştır. Bu tez çalışmasında, ultra düşük sıcaklıklarda çalışabilecek farklı sistem önerileri üzerinde durulmuştur. Birden fazla çevrimden oluşan bu sistemlerde yüksek sıcaklık çevriminde R404A, düşük sıcaklık çevriminde R508B akışkanının kullanıldığı biri referans olmak üzere dört farklı konfigürasyonda kaskat soğutma sistemi tasarlanmıştır. EES yazılımı ile matematik modeli oluşturulan bu sistemlerin termodinamik ve termoekonomik analizleri gerçekleştirilmiş ve farklı çalışma koşullarında performansları karşılaştırılmıştır. Çevreye olan etkileri de irdelenen sistemlerin alternatif soğutucu akışkanlarla kullanıldığında verdiği sonuçlar gözlemlenmiş ve yorumlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Refrigeration systems are categorized based on the temperature of target space that needs to be refrigerated. When the temperature of target space is between -50°C and -100°C, the refrigeration process is evaluated as ultra-low temperature application according to ASHRAE definition. These temperature values are used for the cold storage of especially biological products such as bacteria, blood cell, bone marrow and vaccine. Although, these systems are not common like comfort air conditioning, supermarket applications, building cooling, they are particularly needed for pharmaceutical, chemical, and petroleum industries. For low-capacity systems, there can be several alternative systems as laboratory applications; however, vapor compression refrigeration systems can be a solution for high-capacity systems as industrial refrigeration. Since the system operating temperature and pressure values and the refrigerants used differ from standard applications, the design and analysis of the refrigeration system targeted needs to be well-investigated. Therefore, different systems operating at ultra-low temperatures (industrial scaled) are investigated based on the performance. Furthermore, it is aimed to contribute to the literature. In this thesis study, the different alternative systems operating at ultra-low temperatures are evaluated. Four cascade refrigeration system configurations, as one of them is the reference, are designed on which R404A is at high temperature cycle and R508B is at low temperature cycle. Their mathematical models are developed using EES software and thermodynamic and thermoeconomic analysis are performed; their performances are compared to each other at different operating conditions. The environmental impacts of the systems are investigated and the results of the case, in which alternative refrigerants are used, are observed and evaluated.
Benzer Tezler
- Ultra-düşük sıcaklıkta çalışan kaskad soğutma sisteminin tasarımı, enerji, ekserji ve maliyet analizi
The design, energy, exergy and cost analysis of cascade refrigeration system at ultra-low temperature
HÜSAMETTİN TAN
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ERİŞEN
- Kaskat aktif manyetik rejenerasyonlu (AMR) soğutma sistemlerinin uygulama potansiyelinin araştırılması ve sayısal modellenmesi
Feasibility study and numerical analysis of cascade active magnetic regenerative refrigeration systems
HADİ GANJEHSARABİ
Doktora
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ GÜNGÖR
PROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
- Kesim ötesi dalga kılavuzu filtreleri
The Evanescent mode waveguide filter
KADİR EMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ERCAN TOPUZ
- Turbomakinalarda akışın numerik metodlarla analizi
Analysis of flows in turbomachines with numerical methods
KEMAL SARIOĞLU
- Kablosuz çeşitleme yöntemlerinin farklı sönümlenmeli kanal ortamlarındaki performans analizleri
Performance analysis of wireless diversity techniques over different fading channel environments
CANER ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNuh Naci Yazgan ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BİLİM