Isı borularının modellenmesi ve optimizasyonu
Modeling and optimization of heat pipes
- Tez No: 650078
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH ÖZEN ÜNVERDİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 183
Özet
Literatürde, ısı borusu tasarım parametrelerinin ısıl performans üzerindeki etkilerini inceleyen kısıtlı sayıda çalışma bulunmaktadır ve bu çalışmaları yapabilecek özelleştirilmiş bir model geliştirilmemiştir. Literatürdeki bu eksiği gidermek amacıyla sinterlenmiş fitilli, silindir şekilli bakıs-su ısı boruları için iki model geliştirilmiştir. Birinci modelde evaporatör ve kondenser fitilinde ısı transferi ve basınç kaybı analitik olarak ifade edilerek fitilin eksenel yöndeki kalınlık profili optimize edilmiştir. Optimizasyon sonucunda; aynı basınç kaybı ve sıcaklık farkı için farklı fitil profilleri ile elde edilebilecek ısı transferi miktarlarının eşit olduğu ispatlanmış ve varyasyonlar hesabı ile bu fitil profilleri arasında en düşük ağırlığa sahip olanının sabit kalınlıklı fitil profili olduğu gösterilmiştir. İlk modelde analitik sonuçlar üretebilmek ve varyasyonlar hesabı uygulayabilmek için arayüz eğriliği ile eksenel yöndeki ısı transferi ve sıcaklık farkları ihmal edilmiştir. Bu sebeple, bu termo-fiziksel mekanizmaları ve ısı borusu limitlerini de içeren böylece ısı borusu optimizasyonunu daha detaylı yapabilen ikinci model (IBOM) geliştirilmiştir. IBOM'un doğrulanması için dış çapı 6 mm, boyu 34 cm olan bakır-su ısı borusu ile normal çalışma şartlarında ve kılcal limitte deneyler yapılmıştır. IBOM'un hesaplama zaman gereksinimi oldukça ekonomiktir. Bu sayede, ısı borusu tasarım ve çalışma parametrelerinin ısıl performans üzerindeki etkilerini anlamak ve tasarım değerlerini optimize etmek için birçok analiz yapılmıştır. Sonuç olarak, optimum eksenel fitil profili ile boru çapı, fitil parçacık çapı, evaporatör, adyabatik bölge ve kondenser uzunluklarının ısı borusu performansı üzerindeki etkileri bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In the literature, there are a limited number of studies examining the effects of heat pipe design parameters on thermal performance, and a customized model to perform this task not presented yet. To resolve this deficiency in the literature, two models are developed for cylindrical copper-water heat pipes with sintered wick. In the first model, heat transfer and pressure loss in the evaporator and condenser wick are analyzed analytically and axial wick thickness profile is optimized. As a result of optimization, it is proved that for the same pressure loss and temperature difference, the amount of heat transfer that can be obtained with different wick profiles are equal and it is shown by calculus of variations that among these wick profiles, constant thickness profile is the one with the minimum weight. In the first model, interface curvature and, heat transfer and temperature differences in axial direction are neglected to be able to develop analytical results and to apply calculus of variations. For this reason, second model (HPOM) including these thermo-physical mechanisms and heat pipe limits is developed, thus making the heat pipe optimization in more detail. In order to verify HPOM, steady-state experiments are carried out under normal conditions and at capillary limit with a copper-water heat pipe of 6 mm outer diameter, 34 cm length. Computing time of HPOM is quite affordable. Thus, many analyses are done to study the effect of heat pipe design and operational parameters on thermal performance and to optimize design parameters. As a result, optimum axial wick profile and the effects of the pipe diameter, wick particle diameter, evaporator, adiabatic region, and condenser lengths on heat pipe performance are found.
Benzer Tezler
- Modeling and optimization of nanoparticle production by flame spray pyrolysis method
Alev sprey piroliz yöntemi ile nanopartikül üretimininmodellenmesi ve optimizasyonu
MUSTAFİ ALHALEEB
Doktora
İngilizce
2021
Kimya MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMühendislik Sistemlerinin Modellenmesi ve Tasarımı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESRİN EKİNCİ MACHIN
- Dıesel otobüs motorlarında soğutma sisteminin modellenmesi, dizaynı ve ekonomik optimizasyonu
Bus diesel engine cooling system modelling, design and economic optimization
ALEN MURAT KUYUMCU
Doktora
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiEnerji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRULLAH HAKAN KALELİ
- Kule tipi güneş santrallerinin heliostat saha optimizasyonu
The heliostat field optimization of solar tower power plants
TOLGA AKIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Turbo matching study in 4-cylinder diesel engine
4 silindirli dizel motor için türbin seçim çalışması
FATMA ÖZBEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN AHMET ERGENEMAN
- Three-dimensional modeling of heat transfer and fluid flow in a flat-grooved heat pipe
Düz oluklu ısı borularında akışın ve ısı transferinin üç-boyutlu modellenmesi
CEM KURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN