Egzoz atık ısı enerjisinin faz dönüşüm malzemesi yardımıyla depolandığı termal enerji depolama sisteminin ergime süreci üzerine deneysel bir çalışma
An experimental study on the melting process in energy storage system using phase change material to store exhaust waste heat energy
- Tez No: 705151
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HABİB GÜRBÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: İçten Yanmalı Motorlar, Egzoz Atık Isı Enerjisi, Faz Dönüşüm Malzemesi, Gizli Isı Termal Enerji Depolama Sistemi, Değişen Hacim Şartları, Internal Combustion Engines, Exhaust Waste Heat Energy, Phase Conversion Material, Latent Heat Thermal Energy Storage System, Changing Volume Conditions 2021, 84 pages
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Bu çalışmada buji ateşlemeli bir motorun egzoz gazı atık ısı enerjisinin faz dönüşüm malzemesi (FDM) kullanılarak depolandığı gizli ısı depolama siteminin ergime sürecine ait deneysel bir çalışma yürütülmüştür. Çalışmada, ticari olarak RT55 kodu ile bilinen parafin mumu kullanılmıştır. Çalışmada 1000 N kapasiteli bir lineer aktüatör motor kullanılmış ve FDM'nin hacim deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca FDM eşanjörü optik malzemeden üretilerek deneysel çalışma süresince ergime süreci görüntülenmiştir. Egzoz atık ısı geri dönüşümü için, biri motorun egzoz yoluna (egzoz eşanjörü) diğeri içerisinde FDM'nin depolandığı (FDM eşanjörü) iki adet ısı eşanjörü tasarlanarak imal edilmiştir Egzoz atık ısısının FDM'ye aktarılabilmesi için egzoz eşanjörü ile FDM eşanjörü arasında kapalı döngü bir sıvı dolaşım sistemi kurulmuştur. Egzoz gazlarından FDM'ye ısı aktarımında aracı akışkan olarak saf su kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar, LPG yakıtı ile çalıştırılan 2 silindirli, buji ateşlemeli, su soğutmalı bir motorun 1/2 gaz kelebeği açıklığı ve 2800 d/d sabit motor devrinde gerçekleştirilmiştir. 7200.sn (120 dk) süresince gerçekleştirilen deneysel çalışma sonucunda; gizli ısı depolama tankı içerisindeki toplam 9,136 kg'lık FDM kütlesinin serbest, sabit ve kontrollü hacim deneyleri için sırasıyla 7,778, 7827 ve 7,984 kg'ının faz dönüşümü gerçekleştirilerek %85,2, %85,7 ve %87,4 sıvı oranına ulaşılabildiği tespit edilmiştir. FDM kabında hissedilebilir ve gizli ısı olarak toplam 2339,9, 2355,95 ve 2446,76 kJ'lük enerjilerin depolanabildiği ve %37,2, %37,99 ve %39,46 FDM eşanjör verimlerine ulaşılabildiği tespit edilmiştir. Sonuç olarak değişen hacim şartlarının FDM içindeki sıcaklık değerlerini, depolanan enerji miktarını, ısı akısını, sıvılaşma oranını ve verimini arttırdığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, an experimental study of the melting process of the latent heat storage system, in which the exhaust gas waste heat energy of a spark ignition engine is stored using phase transformation material (FDM), was carried out. In the study, a linear actuator motor with a capacity of 1000 N was used and the volume tests of the FDM were carried out RT-55 used. In addition, the FDM heat exchanger was produced from optical material and the melting process was monitored during the experimental study. For exhaust waste heat recycling, two heat exchangers are designed and manufactured, one in the exhaust path of the engine (exhaust exchanger) and the other in which FDM is stored (FDM exchanger) A closed loop liquid is formed between the exhaust heat exchanger and the FDM heat exchanger so that the exhaust waste heat can be transferred to the FDM. Pure water was used as the working fluid in the heat transfer from the exhaust gases to the PCM. Experimental studies were carried out in a 2-cylinder, spark-ignition, water-cooled engine powered by LPG fuel with 1/2 throttle opening and 2800 rpm constant engine speed. As a result of the experimental study carried out during 7200.sec (120 min); It was determined that a total of 9,136 kg FDM mass in the latent heat storage tank could be achieved with a liquid ratio of 85.2%, 85.7% and 87.4% by performing phase transformation of 7,778, 7827 and 7,984 kg, respectively, for free, constant and controlled volume experiments. has been done. It has been determined that a total of 2339.9, 2355.95 and 2446.76 kJ energies can be stored as sensible and latent heat in the FDM container and FDM heat exchanger efficiencies of 37.2%, 37.99% and 39.46% can be reached. It has been determined that the conditions of the PCM increase the temperature values, the amount of stored energy, heat flux, liquefaction rate and efficiency.
Benzer Tezler
- Soğuk çalıştırma koşullarında araç kabin içi ısıtma için egzoz atık ısı destekli gizli ısı depolama sisteminin çalışma parametrelerinin belirlenmesi
Determination of operating parameters of the exhaust waste heat assisted latent heat storage system for vehicle cabin heating in cold operating conditions
HÜSEYİN CAHİT HAMAMCIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HABİB GÜRBÜZ
- CaO-XO-CoO (X= Na, Ba, Sr, La) faz diyagramlarının tespiti ve termoelektrik özelliklerinin incelenmesi
Determination of phase diagrams and investigation of thermoelectrical properties in CaO-XO-CoO (X= Na, Ba, Sr, La) systems
ANIL DEMİRKESEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
- İçten yanmalı motorun egzoz atık ısı enerjisinin fdm yardımıyla depolanması ve yeniden kullanımının had analizi
Cfd analysis of storage and re-use by pcm of exhaust waste heat energy in an internal combustion engine
DURUKAN ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HABİB GÜRBÜZ
- Isı borusu tabanlı bir atık ısı geri kazanım uygulaması
A heat pipe based waste heat recovery application
OYA YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Duyulur ve gizli ısı depolama ile atık ısı geri kazanımlı bir dizel motorun 2. kanun analizi
Second law analysi̇s of a waste heat recoveri̇ng di̇esel engi̇ne wi̇th sensi̇ble and latent heat storage
EMRAH ÖZDEMİR