Dynamic modelling and experimental validation of the cyclic operation and loaded pull-down of a conventional domestic refrigerator
Ev tipi konvansiyonel bir buzdolabının döngüsel çalışma ve yükleme sonrası soğutma davranışının dinamik modellenmesi ve deneysel validasyonu
- Tez No: 692412
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HASAN BEDİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu tez çalışmasında, dondurucu bölmesi üst kısımda olan iki bölmeli, doğal taşınım ile çalışan, seri sistemli soğutma yapısına sahip ev tipi bir buzdolabının dinamik modeli oluşturulmuştur. Kompresör modeli, kalorimetre sonuçları kullanılarak istatiksel mantıkla çalışan bir program aracılığıyla parametrelere ait değerlerin hesaplanması ile elde edilmiştir. Kapileri tüp, modele hem sürtünme hem de momentum basınç kayıpları dahil edilerek modellenmiştir. Isı değiştirici (kondenser ve evaporatör) modelinde, sonlu hacimler yaklaşımıyla çözüm yapılmaktadır. Kapileri tüp ve dönüş borusu arasındaki ısı transferi mekanizması, ısıl portları arasına termal direnç elemanı eklenerek modellenmiştir. Buzdolabı kabin modelinde, her bir duvar elemanı, hava hacimi, kabin içerisindeki kütleler ve ortam arasındaki ısı transferi mekanizması gerçekleştirilmiştir. Tüm modelleme işlemi gerçekleştirilen modeller birbirine bağlanarak soğutma çevrimi modeli oluşturulmuştur. Buzdolabın döngüsel davranışı, sabit devirli kompresör kullanılarak 25 °C ve 32 °C ortam sıcaklıklarında gerçekleştirilen deneylerle doğrulanmıştır. Modelin değişen durumlara deney ile benzer hassasiyette davranıp davranmadığı anlamak için 32 °C ortam sıcaklığında farklı kompresör kullanılarak çeşitli devirler üzerinden karşılaştırma yapılmıştır. Tez çalışmasının ikinci kısmında ise, dolap içerisine yerleştiren daha yüksek sıcaklığa sahip su yüklerinin kabin sıcaklığına etkisi ve devamında su yüklerinin soğuma karakteristiği modellenmiştir. Hazırlanan model, 27 °C sıcaklığında 20 litre su kütlesi buzdolabının taze gıda bölmesine yerleştirildiği durum için yapılan deney ile doğrulanmıştır. Güç tüketim değeri için, yüklü test durumu harici diğer yapılan tüm karşılaştırmalarda %10'dan az fark görülmüştür. Enerji tüketim değeri ise, tüm karşılaştırmalarda ±%5 aralığı içinde uyumludur. Yüklü durum testinde, su kütlelerinin soğuma sürecinde maksimum fark 1.2 °C dir ve model ile deney benzer karakteristikte davranmıştır.
Özet (Çeviri)
A dynamic model of a top mounted, conventional, serial system domestic refrigerator is created in this thesis using the TIL library in Dymola. The compressor is modelled semi-empirically using loss parameters obtained by model fitting simulation results and data from calorimeter experiments, while the capillary tube is modelled by incorporating both friction and momentum pressure drop. Heat exchangers (condenser and evaporator) are modelled as tubes divided into finite volume cells. The capillary tube-suction line heat exchanger is treated by connecting part of the capillary tube to the suction line via a heat resistor. As for the cabinet, the walls, air and items present inside the cabinet are connected to each other in a network, such that heat gained by the surroundings is transmitted to each component.. All the components are then arranged in a cycle, and several simulations are carried out. The cyclic operation is validated at 32 °C and 25 °C using a fixed speed compressor. To test the sensitivity of the model to a different compressor and different compressor speeds, simulations are carried out at 32 °C using a different compressor operated at three different speeds. As the second part of this thesis, the model is modified to include the effect of placing a warm load of water in the refrigerator and simulating the subsequent pull down. This model is also validated using an experiment in which 20 L of water at 27 °C is placed inside the Fresh Food compartment. Results show that the power consumption value is captured well, with the average power consumption deviating less than 10 % for all tests except for the loaded pull-down case. The energy consumption yielded even better results, with deviation lying within ±5% for all tests. For the loaded pull down, the deviation in water temperature was a maximum of 1.2 °C for the whole cooling period.
Benzer Tezler
- Ev tipi bir buzdolabının dinamik çevrim davranışının modellenmesi ve farklı parametrelerin sistem üzerindeki etkilerinin deneysel validasyonu
Modeling the dynamic cycle behavior of a domestic refrigerator and experimental validation of the effects of different parameters on the system
AKIN ÇAĞLAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Viskoelastik mazlemelerin karekterizasyonu ve viskoelastik malzemeli yapıların modellenmesi
Characterization of viscoelastic materials and modelling structrues include viscoelastic material
MEHMET SAİT ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Eğri eksenli çubuklarda çatlak modellemesi
Crack modelling in curved rods
UĞURCAN EROĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ
- Farklı yükleme koşullarında geleneksel ve geliştirilmiş modüler kolon-kiriş birleşimlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Finite element analysis of traditional and advanced modular beam-to-column connections under various loading conditions
SİBEL HAZİNEDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF AĞCAKOCA
DR. MOHAMMAD MANZOOR NASERY
- Dynamic response of partially saturated sands under foundations
Yapı temelleri altında kısmi doygun kumların dinamik davranışı
SEYED MOHSEN SEYEDI VIAND
Doktora
İngilizce
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA ECE BAYAT