Geri Dön

Porous and rough micro/nano structures for enhancing the performance of phase change cooling systems

Faz değişimli soğutma sistemlerinin performansını artırmak için gözenekli ve pürüzlü mikro/nano yapılar

PDF İndir

  1. Tez No: 680418
  2. Yazar: SOROUSH NIAZI
  3. Danışmanlar: Prof. Dr. ALİ KOŞAR, Dr. ABDOLALI KHALILI SADAGHIANI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Artan soğutma talepleri ve ortaya çıkan küresel ısınma ve iklim değişikliği sorunları nedeniyle, soğutma sistemleri daha verimli kullanılmalıdır. Kaynama, birçok soğutma sisteminde kritik bir role sahip olan etkili bir ısı transfer mekanizmasıdır. Yüzey modifikasyonu, kaynama ısı transferinin artırılması için ana yaklaşım olarak kabul edilir. Bu tezde, faz değişimli soğutma uygulamaları için bir mikrobiyal biyo-kaplama yüzey modifikasyon tekniği geliştirilmiştir. Termoasidofilik Sulfolobus Solfataricus kaplama, farklı metalik ve metalik olmayan yüzeylerde kolay daldırma kaplama yöntemi kullanılarak uygulanmıştır. Kuruma koşullarını geciktiren kaplamalar, pürüzlü ve gözenekli morfolojiler sergilemiştir. Kaynama ısı transferi düzeneğinde test edildiğinde, biyo-kaplanmış yüzeyler Kritik Isı Akışında (CHF) %76.3'e varan iyileştirmeler sunmuştur. Daha sonra, minyatür bir evaporatör kaplanmış ve gerçek iklimlendirme uygulamaları için test edilmiştir. %11'e varan performans katsayısı (COP) geliştirmeleri elde edilmiş, enerji tasarrufu amaçları ve sera gazlarında azalma için biyo-kaplamalı yüzeylerin potansiyeli açıkça ortaya konulmuştur. Ayrıca, kaplamalı evaporatörler ekserji yıkım oranını %8'e kadar azaltmıştır. Bu tez, yalnızca yeni bir kaplama morfolojisi türü önermekle kalmamakta, aynı zamanda önerilen biyo-kaplamanın uygulanabilirliği minyatür bir iklimlendirme sisteminde de kanıtlanmaktadır.

Özet (Çeviri)

Due to growing cooling demands as well as emerging global warming and climate change issues, cooling systems should be more efficiently utilized. Boiling is an effective heat transfer mechanism, which has a critical role in many cooling systems. Surface modification is considered as the major approach for boiling heat transfer enhancement. In this thesis, we developed a microbial bio-coating surface modification technique for phase change cooling applications. Thermoacidophilic Sulfolobus solfataricus coating was implemented using a facile dip coating method on different metallic and non-metallic surfaces. Controlled by drying conditions, the coating exhibited rough and porous morphologies. When tested in a boiling heat transfer setup, bio-coated surfaces offered enhancements up to 76.3% in Critical Heat Flux (CHF). Next, a miniature evaporator was coated and tested for real-world air-conditioning applications, and coefficient of performance (COP) enhancements up to 11% clearly revealed the potential of bio-coated surfaces for energy saving purpose and reduction in greenhouse gasses. Furthermore, coated evaporators reduced the exergy destruction rate up to 8%. This thesis not only offers a new type of coating morphology, but the applicability of the proposed bio-coating is also proven in a miniature air conditioning system.

Geri Dön