Buzdolapları için mikrokanal yoğuşturucu tasarımı
Microchannel condenser design for refrigerators
- Tez No: 610014
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ YURDDAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik ve Isı Tekniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 213
Özet
Mikrokanal ısı değiştiriciler, endüstriyel uygulamalardaki küçük hacimlerden yüksek ısı aktarım ihtiyaçlarının karşılanmasında etkili olmaktadır. Soğutma uygulamalarında mikrokanal ısı değiştirici gibi kompakt ısı değiştiricilere yer verilmesi faz değişimlerinin küçük hacimlerde meydana gelmesini kaçınılmaz hale getirmektedir. Bu tez çalışmasında, panjurlu kanatlı mikrokanal yoğuştucu tasarımları için matematiksel bir benzetim modeli sunulmuştur. Sunulan model, yaygın kullanılan R600a soğutkanı ile çalışan buzdolabının çalışma koşullarını esas alarak yoğuşturucunun ısı kapasitesini ve çıkış sıcaklığını tahmin etmek üzere tasarlanmıştır. Sonlu hacimler yöntemine dayanan modelde, hesaplamalar yinelemeli bir şema ile etkinlik-NTU yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Matematiksel model sonuçlarını doğrulamak için deneysel çalışma yapılmış ve 16 farklı test gerçekleştirilmiştir. Deneysel ölçümler sonucunda matematiksel modelin, incelenen tüm test koşulları için çıkış sıcaklığını ±%2; ısı kapasitesini ise ±%1 aralığında bir ortalama mutlak sapma ile öngördüğü sonucuna varılmıştır. Tasarım aracı olarak geliştirilen matematiksel model, çözümleme için basınç kaybı ve ısı transfer katsayısına ihtiyaç duymaktadır. R600a'nın mikrokanaldaki yoğuşma akışının ısı transfer katsayısı ve akış karakteristiği üzerine bir çalışmaya rastlanılmamış, literatürdeki bilgiler yetersiz kalmıştır. Bu kapsamda, ısı transfer ve basınç kaybı karakteristiğinin belirlenmesi için R600a'nın mikrokanal yoğuşma akışı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımlarından biri olan Ansys FLUENT ile simüle edilmiştir. Sürekli durumda gerçekleştirilen HAD simülasyonlarında, çift fazlı akış Volume of Fluid (VOF) yaklaşımıyla, arayüz faz değişiminin kütle transferi Lee Modeli ile modellenmiştir. HAD simülasyon sonuçlarına dayanarak R600a'nın mikrokanal yoğuşma akışı için yeni bir ısı transfer katsayısı korelasyonu geliştirilmiştir. Tez çalışmasında, mikrokanal boyutları küçültülerek teorik tasarımlar yapılmış, tasarımların performansları geliştirilen matematiksel model ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Microchannel heat exchangers are advantageous designs to meet the high heat transfer requirements of small volumes in industrial applications. The utilizing of compact heat exchangers such as microchannel heat exchangers in cooling applications makes it inevitable that phase changes occur in small volumes. In this thesis, a mathematical simulation model for louvered fin microchannel condenser designs has been presented. The proposed mathematical model has been designed to estimate the heat capacity and outlet temperature of the microchannel condenser based on the refrigerators operating conditions that work with refrigerant R600a. In the model based on the finite volume method, the calculations are made with an iterative scheme using the efficiency-NTU method. An experimental study has been conducted to validate the proposed model and 16 different tests have been performed fort he validation. It is concluded in the validation effort that the model is able to predict the outlet temperature with a ± 2% mean absolute error (MAE) and the heat transfer capacity with a ± 1% MAE. The mathematical model developed as a design tool requires pressure loss and heat transfer coefficient for the calculation. There is no sufficient information on heat transfer coefficient and pressure drop of the condensation flow characteristics of R600a inside the microchannel. To determine the heat transfer coefficient and flow characteristics, condensation of R600a inside microchannel has been simulated with Ansys FLUENT which is one of the Computational Fluid Dynamics (CFD) softwares. In the steady-state simulations, the Volume of Fluid (VOF) method has been used for modeling of two-phase flow and Lee model has been used to simulate the mass transfer of phase change at the interface. A new heat transfer coefficient correlation has been developed for the condensation flow of R600a inside microchannel based on CFD simulations. Theoretical designs have been performed by decreasing the microchannel dimensions and the thermal performances of the designs have been assessed comparatively with using proposed mathematical model.
Benzer Tezler
- Precise temperature control for refrigerators
Buzdolaplari için hassas sicaklik kontrolü
MEHMET KERİM PEKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGalatasaray ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET TEOMAN NASKALİ
- Ankastre buzdolapları için gövde raf sistemi tasarımı
Cabinet shelf system design for build-in refrigerators
MEHMET SEVAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VEDAT TEMİZ
- Mikro soğutma ve buzdolapları için küçük döngüsel kompresörün toz metalurjisi ile tasarımı ve imalatı
Design and manufacture with powder metallurgy of tiny rotary compressor for micro cooling & refrigeration
SALİH TERYAKİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİH OKUR
- Ev tipi buzdolapları için akıllı tazelik çekmecesi tasarımı
Smart freshness drawer design for household refrigerators
İSTEM ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PINAR BOYRAZ
- Systematical novel design of a refrigerator foot height adjustment device for patent applications
Sistematik tasarım metodu ile bir buzdolabı için ayak yükseklik ayar mekanizması tasarımı ve patent başvurusu hazırlığı
SEDA TURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekanik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL TAÇGIN