Geri Dön

Design of a software for the construction of heatdistribution networks with concentrated solar thermalintegration based on Pinch and Exergy Analyses

Işıl güneş enerjisi entegrasyonlu ısı dağıtım hatlarınınEkzerji-Pinch Analaz˙ine dayanan yazılımının tasarımı

  1. Tez No: 594763
  2. Yazar: MURAT EKİN İNCE
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT, PROF. DR. DEREK KEITH BAKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Chemical Engineering, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 227

Özet

Endüstri için sürdürülebilir çözümler bulmak adına en popüler stratejilerden biri ısı dağıtım hatlarının kullanılmasıdır. Pinch analizi bir ısı dağıtım hattı için pinch noktasını, minimum sıcak ve soğuk harici kaynak gereksinimini hesaplamakta kullanılan, bir yöntemdir. Bu hesaplamalar ısı dağıtım hattının tasarımı gerekli girdilerdir. Olası termodinamik iyileştirmelerin belirlenmesi adına pinch analizi ve dizaynı, ekserji ile birlikte kullanılabilmektedir. Ayrıca odaklanmış güneş enerjisi, ısı dağıtım hattı için sürdürülebilir sıcak harici kaynak olarak kullanılabilmektedir. Pinch analizi ve dizaynı için yazılımlar bulunmaktadır. Fakat bu yazılımlar geliştirmeye kapalı olup ekserji analizi veya odaklanmış günej enerjisi entegrasyonuna izin vermemektedir. Bu tezde yeni abir açık kaynak yazılımı olan Pinch Concentrated Solar Thermal Exergy Tool (PCSTET) sunulmuştur. Program pinch analizi, ısı dağıtım hattının oluşturulması, akış ayrılması ve bölünmesi, optimizasyon ve ağ gösterimi çizimi isimli alt fonksiyonlar kullanmaktadır. Program tasarımı tamamlanırken literatürden bulunan örnekler ile yapılan doğrulamalar uyumlu sonuçlar göstremiştir. Ek olarak literatürden bulunan bir vaka çalışması PCSTET ile incelenmiştir. Optimizasyon ekjerji yıkımını 47.7\% azalmış, harici soğutma ihtiyacını 87.7\% azaltırken harici ısıtma ihtiyacını 38.2\% arttırmıştır. Ayrıca ekserji yıkımı ve ısı değiştiricisi sayısı arasındaki ilişki kontrol edilmiştir. Sonuçlar ısı değiştiricisi sayısı ve ekserji yıkım miktarı arasında bir bağlantı olmadığını göstermiştir. PCSTET aracılığı ile bulunan sonuçların, uzman bir ısı dağıtım hattı tasarımcısı tarafından, yüksek performanslı bir ısı dağıtım hattı tasarımı için başka girdiler ile sentezlenmesi beklenmektedir.

Özet (Çeviri)

Searching for a sustainable solution for industry, one of the common strategies is using a Heat Distribution Network (HDN). Pinch Analysis is a common methodology to calculate the pinch point and minimum hot and cold external utilities for a HDN, which then serve as inputs to Pinch Design to build a robust HDN. Pinch Analysis and Design can be supplemented with exergy analysis to identify locations in a HDN with the largest potentials to improve thermodynamic performance. Additionally, Concentrating Solar Thermal (CST) can be used as a sustainable hot utility for a HDN. While automated Pinch Analysis and Design tools exist, they are closed and do not include or allow for exergy analysis or CST integration. In this thesis a new open-source tool called Pinch Concentrated Solar Thermal Exergy Tool (PCSTET) is presented. The tool uses subfunctions for pinch analysis, creation of the HDN including automatic splitting and division of streams, optimization, and plots of HDN diagrams. PCSTET is benchmarked using common examples from the literature and good agreement is found. Additionally, a case study from the literature is analyzed with PCSTET. The optimization results in a 47.7\% decrease in exergy destruction as well as 87.7\% reduction in cold utility and 38.2\% increase in hot utility requirements. The dependency of exergy destruction reduction and the number of heat exchangers (HEX) is also investigated. Results show that there is no association between the number of HEXs and the amount of exergy destruction. The outputs of PCSTET are intended to be synthesized with other inputs by an expert HDN designer to yield high-performing HDNs.

Benzer Tezler

  1. Zemine gömülü borulara etkileyen yükler

    The Loads acting on buried pipes into the soil

    GÖKHAN DEĞİRMENCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET SAĞLAMER

  2. Tarihi yapı bilgi modellerinde yapı bileşenlerinin anlamlıtemsili: gaziantep pişirici kasteli

    Meaningful representation of construction elements inhistorical building information models: gazianteppi̇şi̇ri̇ci̇ kastel

    FATİH UZUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU

  3. Öngerilmeli inşaat elemanlarında gerilme analizi

    Stress analysis in prestressed structural elements

    ABDULLAH DÖNMEZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZİYA ABDULALIYEV

    DOÇ. DR. ŞENOL ATAOĞLU

  4. Metro sistemlerinin tasarımında yapım ve işletme maliyetlerinin optimizasyonu için bir yaklaşım

    An approach for optimizing construction and operation costs of metro systems

    MEHMET TARIK DÜNDAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK

    PROF. DR. SİNAN MERT ŞENER

    DOÇ. DR. MURAT ERGÜN

  5. Prefabrike büyük duvar panoları ile yapılan konut yapısı

    Design of a prefabricated reinforced concrete building system with large panels

    M.CİHAN HACIMUSTAFAOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TURGUT ÖZTÜRK