Geri Dön

Farklı parametrelere sahip jeneratörler kullanılarak bir vorteks tüpünün COP ve CMF değerlerinin deneysel olarak incelenmesi

Experimental investigation of COP and CMF values of a vortex tube using generators with different parameters

PDF İndir

  1. Tez No: 712469
  2. Yazar: GÖKÇE ULUŞAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN PEHLİVAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Sakarya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 79

Özet

Ranque-Hilsch tüpleri olarak geçen vorteks tüpleri çevreye zararları olmamaları, sıcak ve soğuk akışkanlara ayrılırken herhangi bir kimyasal madde gerektirmemeleri, basit yapıda olmaları ve haraketli parçaları bulunmadığından dolayı günümüzde lokal soğutma/ısıtma sistemi olarak kullanılmaktadır. Kompresör yardımıyla basınçlandırılmış hava vorteks tüpe giriş lülelerinden girer. Vorteks tüpe giren basınçlı hava vorteks jeneratöre çarparak vorteks oluşturur. Vorteks tüp içerisinde dönerek ilerleyen basınçlı hava, tüp merkezinde ve cidarlardaki sürtünmelerin etkisinden kaynaklanan farklı açısal hızların etkisiyle tüp içerindeki durma noktasında sıcak ve soğuk akışkanlara ayrılır. Sıcak akışkan vorteks tüpün sıcak uç tarafında bulunan kontrol valfinin deliklerinden çıkar. Soğuk hava ise vorteks jeneratörün ortasından geçerek soğuk akışkan çıkış çapından (d2) çıkarak tüpü terkeder. Böylece vorteks tüpte iki farklı çıkış sıcaklık değerine sahip akışkanlar elde edilmiştir. Deneysel çalışmada, 5 bar basınçta ve 40 m3/h debide hava kullanılmıştır. Deneylerde, üç farklı nozul sayısında (n=4,5,6) ve üç farklı sıcak akışkan çıkış iç çapında (d1=5,7,9 mm) sahip vorteks jeneratörler kullanılmıştır. Vorteks tüpün sıcak çıkış tarafında bulunan kontrol valfi açıklıları değiştirilerek soğuk akışkan çıkış oranı (CMF) değiştirilmiştir. Bu oranın soğutma performansına etkisi deneysel olarak incelenmiştir Değişen CMF değeri, sıcak ve soğuk taraftan çıkan hava miktarını değiştirdiği için bu orana bağlı olarak sıcak ve soğuk akışkanın çıkış sıcaklık farkı (∆T) de değişmiştir.CMF'nin değişimiyle vorteks tüpün soğutma performans katsayısının (COP) değiştiği görülmüştür. Vorteks jeneratörün geometrik parametreleri, vorteks tüpün soğutma performansını doğrudan etkilemiştir. Vorteks tüpün soğutma performansını incelemek için deneyler 9 adet farklı geometrik parametrelere sahip vorteks jeneratörler için gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda farklı d1 ve CMF değerleri için vorteks tüp soğutma performansının (COP) 0,1 ile 1,3 aralığında değiştiği görülmüştür. Maksimum COP değeri 1,27 olarak d1=9 mm, CMF=0,85 ve n=6 da elde edilmiştir. n=4,5,6 nozul sayılı ve farklı sıcak akışkan çıkış çaplarına sahip vorteks jeneratörler arasından elde edilen maksimum ΔT değeri, d1=9, CMF=0,85 ve n=5 de 52,9 ºC olarak elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Vortex tubes, referred to as Ranque-Hilsch tubes, are used as a local cooling/heating system today because they don't harm the environment, don't require any chemicals when separating into hot and cold fluids, are simple in structure and don't have moving parts. With the help of the compressor, pressurized air enters the vortex through the entrance lule to the tube. Compressed air entering the vortex tube creates a vortex by hitting the vortex generator. The compressed air, that rotates and progresses in the vortex tube, is separated into hot and cold fluids at the stopping point in the tube due to the effect of different angular velocities caused by the effect of friction in the tube center and the walls. The hot fluid comes out of the holes of the control valve located on the hot end side of the tube. On the other hand, cold air passes through the middle of the vortex generator and exits the cold outlet diameter (d2) and leaves the tube. Thus, fluids with two different outlet temperature values were obtained in the vortex tube. In the experimental study, air was used at 5 bar pressure and 40 m3/h flow rate. In the experiments, vortex generators with three different nozzles (n=4,5,6) and three different hot fluid output internal diameters (d1=5,7,9 mm) were used. The cold mass fraction (CMF) was changed by changing the control valve gaps on the hot outlet side of the vortex tube. The effect of this ratio on cooling performance has been investigated experimentally. Since the changing CMF value changes the amount of air coming out of the hot and cold side, the outlet temperature difference (∆T) of the hot and cold fluid has also changed depending on this ratio. It has been observed that the cooling performance coefficient (COP) of the vortex tube changes with the change of CMF. The geometric parameters of the vortex generator directly affected the cooling performance of the vortex tube. In order to examine the cooling performance of the vortex tube, the experiments were carried out for vortex generators with 9 different geometric parameters. As a result of experimental studies, it was observed that vortex tube cooling performance (COP) for different d1 and CMF values varies between 0,1 and 1,3. The maximum COP value was obtained as 1,27 at d1=9 mm, CMF=0,85 and n=6. The maximum ΔT value obtained among the vortex generators with n=4,5,6 nozzle numbers and different hot fluid outlet diameters was obtained as 52,9 ºC at d1=9 mm, CMF=0,85 and n=5.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    738021

    Adaptive backstepping control based emegency scheme for improving transient stability of power systems with renewable energy sources

    Yenilenebilir enerji kaynaklarıyla entegre güç sistemlerinde geçici kararlılığı kontrolu için uyarlanabilir geri adım kontrolü tabanlı acil durum düzeni

    MOHAMMAD MOTALLEBZADEH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ

  2. Tez No

    610139

    The influence of site heterogeneity on the seismic response of nuclear power plant structures

    Temel zemininin heterojenitesinin nükleer güç santrali yapılarının sismik davranışınına etkisi

    BERKE SAYIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA ECE BAYAT

    DR. YALÇIN BULUT

  3. Tez No

    881692

    Yapay zekâ yöntemleriyle termoelektrik modülün kontrolü

    Control of thermoelectric module with artificial intelligence methods

    TUFAN KOÇ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMilli Savunma Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NEVRA BAYHAN

    PROF. DR. SEDAT BALLIKAYA

  4. Tez No

    658565

    Model predictive control based emergency scheme for power systems transient stability using state and parameter estimation via immersion and invariance

    Güç sistemler için model öngörülü kontrol yapısı ile geçici kararlığı sağlama ve daldırma ve değişmezlik yaklaşımı ile durum ve parametre kesitimi

    SALEH MSADDI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAPRAK YALÇIN

  5. Tez No

    421172

    Designing a microgrid stabilizer using sliding mode controller

    Kayan kipli denetleyici kullanarak mikro şebeke denetleyici tasarımı

    HASAN MOUSAVİ SOMARİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ

Geri Dön