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
- Tez No: 640599
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM CÜCE, DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE PINAR MERT CÜCE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Enerji sarfiyatı, özellikle 20. yüzyılın son çeyreğinden itibaren tüm dünyada önemli ölçüde artış göstermektedir Toplam enerji kullanımının% 40'ının binalar tarafından kullanıldığını ve dünya genelindeki sera gazı emisyonlarının yaklaşık üçte birinin binalara ait olduğu bildirtilmektedir. Ayrıca, söz konusu kullanım bina dış kabuğuyla ilişkilidir. Bu bağlamda, pencereler, çatılar, zeminler ve duvarlar gibi ana yapı elemanlarının termal direncini artırarak binaların termal performansının iyileşmesi için yoğun çaba sarf edilmektedir. Duvarlara ait ısı kayıp / kazanç miktarı, toplam bina enerji kayıplarının yaklaşık %30'unu oluşturmaktadır. Briketler, binaların duvarlarında yaygın olarak kullanılan yapı malzemelerindedir. Bu nedenle mevcut çalışmada, boşluklu hafif beton briketlerin termal direncini HAD tabanlı sayısal analiz yöntemiyle optimize edilmesi amaçlamaktadır. Optimizasyon, boşluk geometrisi ve tasarımına, ısı transfer yolunda yer alan boşluk sıra sayısına ve boşluk içindeki doğal konveksiyonu etkileyen boşluk derinliği gibi bağımsız değişkenlere dayanmaktadır. Araştırmada HAD yazılımı olarak ANSYS FLUENT 18.1 kullanılmıştır. HAD sonuçlarının doğruluğu önce referans model briketi (RMB) ile doğrulanmıştır. RMB'nin toplam ısı transfer katsayısı (U değeri) 0.916 W/m2K olarak belirlenmiştir ve üreticinin veri raporuyla (0.9 W / m2K) uyumludur. Bunu takiben, briketin kütlesinin bir fonksiyonu olarak U değerini optimize etmek için çeşitli senaryolar için parametrik araştırmalar yapılmıştır. Analizlerin sonuncunda, U-değerindeki maksimum iyileşme yaklaşık olarak %53 ile h/H oranı 1 olan (kısaca yukarıdan aşağıya doğru sürekli oyuk) B48'e (U-değeri 0,43W/m2K) konfigürasyonuyla sağlanmıştır. Ayrıca, h-oranındaki artışa bağlı olarak, briketlerin termal performansının da orantılı olarak arttığı görülmüştür. Briket tasarımları arasında minimum ağırlık 7.645 kg (B45) olarak bulunmuştur ve B45'in U-değeri 0.44 W/m2K olarak belirlenmiştir
Özet (Çeviri)
Throughout the last quarter of the 20th century, energy consumption has increased significantly worldwide. It is reported that %40 of the total energy consumption is attributed to buildings and they account for nearly one third of the greenhouse gas emissions worldwide. In addition, this consumption is related to the building envelopes. In this context, great efforts are made to improve the thermal performance of the buildings by increasing the thermal resistance of the main construction elements such as windows, roofs, floors and walls. The amount of heat loss / gain of the walls accounts for about %30 of the total building energy losses. Bricks that are known as one of building materials are commonly used in the walls of buildings. For this reason, in the current study, it aims to optimize the thermal resistance of corrugated lightweight concrete bricks with the CFD-based numerical analysis method. Optimization is based on hollow-geometry and design, independent variables such as the number of hollow rows in the heat transfer path and hollow depth that affects natural convection within the air gaps. ANSYS FLUENT 18.1 was used as the CFD software in the research. The accuracy of the CFD results is first verified by the reference model bricks (RMB). The total heat transfer coefficient (U value) of RMB is determined to be 0.916 W/m2K and complies with the manufacturer's data report (0.9 W/m2K). Following this, parametric studies are conducted for various scenarios to optimize the U value as a function of the mass of the bricks. At the end of the analysis, the maximum improvement in U-value was achieved in B48 (U-value 0.43W / m2K) configuration with a h / H ratio of 1 (briefly continuous hollow from top to bottom). In addition, it is seen that the thermal performance of the bricks increases proportionally with the increase in the h-ratio. Among the brick designs, the minimum weight was found to be 7.645 kg (B45) and the U-value of B45 was determined as 0.44 W/m2K.
Benzer Tezler
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- Ardgermeli sürekli köprü tabliyelerinin yapısal davranışının incelenmesi
Investigation of the structural behavior of horizontally curved posttensioned continous bridges
ESRA NAMLI
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT ÖZTÜRK
- Kesit oranı optimize edilmiş boşluklu çelik kirişlerin yük kapasitesinin incelenmesi
Investigation of the load capacity of steel beams with optimized section ratio
NURULLAH ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHYAR MAALI
- Patlama enerjisini sönümleyici optimum yapı tasarımının araştırılması
Investigation of optimum blast energy dampening structure design
DURSUN BAKIR
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDAT SAVAŞ
- Sürtünme tipi sönümleyicilerin yapısal davranış üzerindeki etkisi
The effect of friction dampers on structural behavior
MEHMET ŞEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiManisa Celal Bayar Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR