Termoelektrik modül kullanılan seradaki bir bitkinin toprak altı ve üstü sıcaklığının sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of the sub-ground and above temperature of a plant in a greenhouse using the thermoelectric module
- Tez No: 744643
- Danışmanlar: PROF. DR. ELİF ÖĞÜT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Ülkemizde seracılık faaliyetleri 1960'lı yılların başlarında Antalya Bölgesinde başlamıştır. Yetişen ürünlerin %94'ünü sebze ve meyve türleri %5'ini kesme çiçek ve %1'ni süs bitkileri oluşturmaktadır. Fakat halen istenilen ürün kalitesi ,ve işletme maliyeti amaçlanan hedefe ulaşamamıştır. Bunun sebebi seralarda ısıtma sistemlerinin pahalılığı ve ısıtma ücretlerinin yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. Bu durum sera üreticilerini sonbahar ve ilkbahar aylarında üretime yönlendirirken kış aylarında ise sadece bitkileri dondan korumak amacıyla düzensiz ısıtma işlemlerine yöneltmektedir.. Seralarda kış aylarında üretimi artırmadaki en önemli faktör, sera içindeki bitkinin olgunlaşıp büyümesini sağlayan, gerekli konfor sıcaklığına ulaşmak için kullanılan yakıt ile ısıtma sistemlerinin işletme ve tasarım maliyetleridir. Ülkemizde klasik seralarda çoğu zaman merkezi ısıtma sistemi kullanılmaktadır. Bu sistemler bir kalorifer kazanı yardımıyla havanın sıcaklığını artırmayı amaçlarken enerjinin büyük bir kısmını da sera tabanından atmosfere taşımaktadır. Bu durum ısıtma sistemlerinde verimi azaltmakta ve sera girişimcilerini toprak ısıtma sistemlerine yönlendirmektedir. Toprak ısıtma sistemleri ile birlikte bitkilerde önemli ölçüde verim artışı gözlemlenmiştir.. Bu çalışmada, Termoelektrik modül ile toprağın ısıtılması amaçlanmaktadır. Termoelektrik modülün ısıtma yükünden yararlanılıp önce kontak malzemeye ısı aktarmasını, sonrada ısınan kontak malzemesinin toprağı ısıtması ve doğal taşınım etkisiyle bitki yapraklarının ısıtılması amaçlanmıştır. Farklı bir yaklaşımla termoelektrik modül kullanarak alüminyum blok tasarlanmış olup bitkinin kök ve tohum çimlenme sıcaklığı arttırması amaçlanmıştır, bitkinin yaprak sıcaklığı ise kübik bir termoelektrik modül hazırlayarak toprağın üstüne yerleştirilerek elde edilmiştir. Tasarım alüminyum blok bitkinin kök sıcaklığının arttırarak don olayından koruma sağlarken kübik termoelektrik modül bitki yapraklarındaki don olayını azaltarak kök ve sera içi ısınmayla daha verimli ve çok daha ekonomik bir üretim amaçlanmaktadır. Çalışmada Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizleri Ansys Fluent yazılımı kullanarak elde edilmiştir. Yapılan deneysel çalışmada toprak tipi , kontak malzemesi , çevre ve ortam koşulları, bitki kök konumu gibi parametreler incelenmiştir. Birbiri ile ilişkili olan bu terimler de değişiklik yapılarak ideal tasarımın elde edilip optimum konfor sıcaklığına ulaşması tezin ana amacıdır.
Özet (Çeviri)
Greenhouse activities in our country started in the Antalya Region in the early 1960s. 94% of the products grown are vegetable and fruit types, 5% are cut flowers and 1% are ornamental plants. However, the desired product quality and operating cost have not yet reached the intended target. This is due to the expensiveness of the heating systems in greenhouses and the high heating costs. While this situation directs greenhouse producers to production in autumn and spring months, it directs them to irregular heating processes only in order to protect plants from frost in winter. The most important factor in increasing production in greenhouses in winter months is the heating systems with fuel used to reach the required comfort temperature, which enables the plant in the greenhouse to mature and grow. operating and design costs. Central heating system is mostly used in classical greenhouses in our country. While these systems aim to increase the temperature of the air with the help of a heating boiler, they carry most of the energy from the greenhouse floor to the atmosphere. This situation reduces the efficiency in heating systems and directs greenhouse entrepreneurs to soil heating systems. A significant increase in yield has been observed in plants with soil heating systems. In this study, it is aimed to heat the soil with the Thermoelectric module. It is aimed to transfer heat to the contact material first by making use of the heating load of the thermoelectric module, then to heat the soil by the heated contact material and to heat the plant leaves with the effect of natural convection. With a different approach, an aluminum block was designed using a thermoelectric module and it was aimed to increase the root and seed germination temperature of the plant, while the leaf temperature of the plant was prepared by a cubic thermoelectric module and a Cubic thermoelectric module was placed on the soil. While the design aluminum block provides protection from frost by increasing the root temperature of the plant, the cubic thermoelectric module aims to reduce the frost on the leaves of the plant and to heat the root and greenhouse, resulting in a more efficient and much more economical production. In the study, Computational Fluid Dynamics (CFD) analyzes were obtained using Ansys Fluent software. In the experimental study, parameters such as soil type, contact material, environmental and ambient conditions, and the position of the plant roof are included. The main aim of the article is to obtain the ideal design and reach the optimum comfort temperature by changing these terms that are related to each other.
Benzer Tezler
- Güneş enerjili ısı borusu kullanılarak termoelektrik modüller ile elektrik üretimi deneysel incelemesi
Experimental analysis of electricity generation with thermoelectric modules using solar heat pipes
CELİL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiYenilenebilir Enerji ve Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN ÖZBAŞ
- Termoelektrik modül içi ileri mühendislik malzemelerinin termoelektrik modülün termal davranışına etkisinin deneysel ve sayısal analizi
Experimental and numerical analysis for the effect of embedded advanced engineering materials on thermal behavior of thermoelectric module
BAHADIR BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Gedik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAVAŞ DİLİBAL
- Güneş paneli ve termoelektrik jeneratörün hibrit çalışmasıyla elde edilen elektrik enerjisinin ölçülmesi
Measurement of electric energy obtained by hybrid operation of solar panel and thermoelectric generator
BİLDANE ÇAMUKA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiBingöl ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. İKRAM ORAK
- Termoelektrik yöntemler ile mikroişlemci soğutucu tasarımı
Microprocessor cooler design with thermoelectric method
SİNAN ÇOBANER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH UYSAL
- Yapay zekâ yöntemleriyle termoelektrik modülün kontrolü
Control of thermoelectric module with artificial intelligence methods
TUFAN KOÇ
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMilli Savunma ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NEVRA BAYHAN
PROF. DR. SEDAT BALLIKAYA