Development of a heat transfer model for waste-water heat recovery system
Atık su ısı geri kazanım sistemi için ısı transferi modeli geliştirilmesi
- Tez No: 653977
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET AKİF EZAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: İki fazlı akış, Two phase flow
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Condensers are an essential part of a vapor-compression heat pump cycle, which is commonly used for residential waste-water heat recovery systems. Heat exchangers with the multi-phase flow, such as the condenser, are one of the most complicated elements of a heat pump cycle. This study is mainly focused on condensers and their behavior in the case of simultaneous heat rejection and condensation. Rejected heat from the condenser has a significant potential for energy recovery and can be later used to supply heat to another source such as waste-water of which heat will be recovered or tap water. For the storage of this recovered energy, phase change materials are used, and they are aimed to store the rejected heat from the condensing refrigerant. In the mathematical model, the energy equation for the double pipe condenser with R134a refrigerant is resolved in the enthalpy form. The upwind scheme is used to discretize the governing equations. Different empirical equations for the heat transfer coefficient from literature are compared. After verification of the condenser model with similar work from literature, paraffin as phase change material (PCM) is added to the system. The thermal energy that is released during the condensation is stored by PCM. Later on, this recovered and stored energy is aimed to be used in another process. For the modeled condenser, temperature distribution and vapor quality are given with time. For the PCM results, temperature variations with time are evaluated. According to the results, the condenser model with and without PCM can be used to predict the thermal behavior of a condenser, and the developed model shows good consistency with the literature.
Özet (Çeviri)
Kondenserler, evsel atık su ısı geri kazanım sistemlerinde yaygın olarak kullanılan buhar sıkıştırmalı ısı pompası çevriminin önemli bir parçasıdır. Kondenser gibi çok fazlı akışa sahip ısı değiştiricileri, bir ısı pompası çevriminin en karmaşık unsurlarından biridir. Bu tezde, esas olarak kondenserlere ve eşzamanlı ısı salınımı ve yoğuşma durumundaki davranışlarına odaklanılmıştır. Kondenserden atılan ısı, enerji geri kazanımı için önemli bir potansiyele sahiptir ve daha sonra ısısı geri kazanılacak bir atık su veya musluk suyu gibi başka bir kaynağa ısı sağlamak için kullanılabilir. Geri kazanılan bu enerjinin depolanması için faz değiştirici malzemeler kullanılmaktadır ve yoğuşan soğutucu akışkandan aktarılan ısının depolanması amaçlanmaktadır. Geliştirilen matematiksel modelde, R134a soğutucu akışkanlı çift borulu kondenserin enerji denklemi, entalpi formunda çözülmüştür. Korunum denklemlerinin ayrıklaştırılmasında Upwind şeması kullanılmıştır. Literatürden farklı ısı transfer katsayısı korelasyonları karşılaştırılmıştır. Kondenser modeli literatürdeki benzer bir çalışma ile doğrulandıktan sonra sisteme faz değişim malzemesi (PCM) olarak parafin eklenmiştir. Yoğuşma sırasında açığa çıkan ısı enerjisi PCM tarafından depolanmaktadır ve daha sonra geri kazanılan ve depolanan bu enerjinin başka bir proseste kullanılması amaçlanmaktadır. Modellenen kondenser için zamana bağlı sıcaklık dağılımı ve buhar kalitesi verilmiştir. PCM sonuçları için sıcaklık değişimi zamana bağlı olarak verilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, PCM'li ve PCM'siz kondenser modeli, bir kondenderin termal davranışını tahmin etmek için kullanılabilir ve geliştirilen model, literatür ile iyi bir tutarlılık göstermektedir.
Benzer Tezler
- Püskürtmeli kurutucuda disodyum oktaborat tetrahidrat üretimi ve modelleme çalışmaları
Experimental and modelling studies of disodium octaborate tetrahydrate production in a spray dryer
ERCAN ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT NASÜN SAYGILI
- Sığ kuyu toprak kaynaklı ısı değiştiricilerin tasarımında mevsimlere bağlı atmosferik koşulların etkisi
Effects of seasonal atmospheric conditions on the design of shallow ground-source heat exchangers
FERHAT CAN KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Building energy efficiency: A data-driven machine learning approach for energy optimization
Bina enerji verimliliği: Enerji optimizasyonu için veriye dayalı makine öğrenmesi yaklaşımı
AHMAD REZA DARABI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BERKER YURTSEVEN
- Ağır hidrokarbonlardan dizel yakıt elde etmek için katalizörlü ortamda tübüler ve cstr reaktör tasarımının yapılması ve proses optimizasyonu
Design and process optimization of tubular and cstr reactor in catalytic environment for producing diesel fuel from heavy hydrocarbons
TAMER ÇINAR
Doktora
Türkçe
2025
KimyaSakarya ÜniversitesiYangın ve Yangın Güvenliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN SERHAD SOYHAN
- Serbest yüzeyli türbülanslı akışlarda bot ve benzeri katı cisimlere etkiyen dinamik yüklerin analizi ve tayini
Analysis and determination of dynamic loads affecting boats and similar solid objects in free surface turbulent flows
CEMAL HASAN CAN AKSOY
Doktora
Türkçe
2025
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDİ KÜKNER