U-tüp güneş kollektörünün çeşitli nanoakışkanlar kullanılması durumunda ısıl performansının teorik olarak incelenmesi
The theoretical investigation of the thermal performance of the u-tube solar collector using various nanofluids
- Tez No: 656627
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ YURDDAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Güneş enerji sistemleri dünyamızda enerjinin büyük kısmını harcadığımız su ısıtmada büyük bir öneme sahiptir. U-tüplü güneş kollektörlerinin su ısıtmada güneş enerjili sistemler arasında oldukça önemli bir yeri vardır. Su ısıtmada kullanılan yoğun enerjinin çevre dostu bu tip güneş enerjili sistemler ile karşılanması daha temiz bir doğa için CO2 ve SO2 emisyonlarını azaltacaktır. Bu sebeple; vakum tüplü güneş kollektör sistemlerinden U-tüplü bütün bir sistemin ısıl performansı değerlendirilmiştir. İçerisinde 10 adet U-tüp barındıran sistemin, farklı iş akışkanları bulundurması ve farklı ısı akıları ile debiler dikkate alınarak ısı transfer kabiliyeti incelenmiştir. Bu inceleme için sonlu hacimler metodu kullanılmıştır. Model, deneysel ve nümerik birçok çalışma ile doğrulanmıştır. Ele alınan sistem, 30º eğimli 10 adet vakum U-tüp ve bu tüplere bağlı bulunan manifoldların içerisinde iş akışkanı olarak su ve nanoakışkanlar (SiO2 - Cu) kullanılmıştır. İş akışkanında modellenen nanopartiküller farklı hacimsel oranlarda hibrit ve mono olarak ele alınmıştır. Sistemin ısıl ve hidrodinamik davranışları Boussinesq Yaklaşımı dikkate alınarak incelenmiş ve sistem çıkış sıcaklıkları hesaplanmıştır. Yapılan analizler ve karşılaştırmalar neticesinde nanoakışkan kullanımının ısıl kabiliyeti ele alınan sistemde iyileştirdiği görülmüştür. Bu iyileşmenin suya göre yaklaşık %15'lere kadar ulaştığı tespit edilmiştir. Hibrit nanoakışkan kullanımı ile birçok sistemde karşılaşılan çökelme sorununun da önüne geçilebilmesi açısından Cu nanopartikülüne göre daha hafif olan SiO2 nanopartikülü kullanımının ısıl etkileri görülmüştür. Böylece hacimsel olarak daha fazla Cu nanopartikülü kullanmak yerine hibrit olarak SiO2 nanopartikülü ile birlikte daha düşük miktarlarda kullanılması hem çökelme sorununu ortadan kaldırır hem de iş akışkanının ısıl kabiliyetini iyileştirir.
Özet (Çeviri)
Solar energy systems are of great importance for water heating, where we spend most of the energy in our world. U-tube solar collectors have a very important place in water heating among solar energy systems. Compensation of the intense energy used for water heating by this type of environmentally friendly solar energy system, will reduce CO2 and SO2 emissions for a cleaner nature. Therefore; The thermal performance of a U-tube complete system from evacuated tube solar collector (ETSC) systems was assessed. The heat transfer capability of the system, which contains 10 U-tubes, has been examined by considering the fact that it has different work fluids and different heat fluxes and flow rates. The finite volume method is used for this analysis. The model has been verified by many experimental and numerical studies. In the system under consideration has been used 10 vacuum U-tubes inclined at 30º, and water and nanofluidic (SiO2 - Cu) which were used as working fluid in the manifolds connected to these tubes. Nanoparticles modeled in the work fluid are considered as hybrid and mono at different volume fractions. The thermal and hydrodynamic behaviors of the system have been examined by taking into account the Boussinesq Approach, and the system outlet temperatures have been calculated. As a result of analyzes and comparisons made, it has been seen that the use of nanofluid improves the thermal capability of the system under consideration. It has been determined that this improvement reaches up to 15% compared to water. The thermal effects of using SiO2 nanoparticles, which are lighter than Cu nanoparticles, were observed in terms of the precipitation problem encountered in many systems when using hybrid nanofluids. Thus, instead of using more Cu nanoparticles in v hybrid both eliminates the problem of precipitation and improves the heat capability of the work fluid.
Benzer Tezler
- Vakum tüplü ısı borulu güneş kolektörü tasarımı ve performansının sayısal olarak incelenmesi
Design and numerical investigation of heat tube vacuum tube solar collector
SAMET DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN GEDİK
- Study of a vacuum tube solar collector
Vakumlu tüp kollektörü üzerinde bir çalışma
ETHEM GÜNGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EDİZ PAYKOÇ
- Bizmut sülfür tabanlı ince filmlerin spin kaplama yöntemiyle büyütülmesi ve karakterizasyonu
Deposition and characterization of bismute sulphite based thin films by spin coating method
ÖZGÜR KARSANDIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMİDE KAVAK
- Experimental investigation of the effect of internal structure modify on performance in tptc type heat pipes driving solar
Tptc tipi ısı borularının güneş sürüşünün performans üzerine performans üzerine iç yapı modifyasyon etkisinin deneysel incelenmesi
ALSEDIQ S. S. FREJ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZKAYMAK
- Güneş enerjili ısı pompasında grafenli faz değiştiren madde ve nanoakışkan kullanımının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of solar assisted heat pump using phase change material and nanofluid with graphene
SERCAN GÜLCE GÜNGÖR
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiFırat ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ESEN
PROF. DR. LUISA F. CABEZA