Geri Dön

Karışımlarla yüklü üniform olmayan yapıya sahip atımlı ısı borularının deneysel incelenmesi

Experimental investigation of non-uniform pulsating heat pipes charged with mixtures

PDF İndir

  1. Tez No: 765189
  2. Yazar: RAMAZAN VAROL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BURAK MARKAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 120

Özet

Bu tez kapsamında, saf akışkanlar ve farklı hacimsel karışım oranlarında akışkanların ikili ve üçlü karışımlarıyla (ve/veya akışkan çiftleriyle) yüklenen üniform olmayan (tek bir döngüde değişken kesit alanına sahip) düz plakalı kapalı döngülü atımlı ısı borularında (FP-CLPHP) ısı transfer karakteristikleri ve akış olayları deneysel olarak incelenmiştir. Farklı hacimsel karışım oranları (MR), dolum oranları (FR), eğim açıları (IA), ısıl yük değerleri ve akışkan türleri için kapsamlı deneyler yapılmıştır. Ayrıca deneyler esnasında, ölçümlerle eş zamanlı olarak, yüksek hızlı kamera ile görüntü alınarak akış desenleri incelenmiş ve ilgili görüntüler fiziksel mekanizmanın irdelenmesinde kullanılmıştır. Deneyler kapsamında iki adet FP-CLPHP kullanılmıştır. Her bir ısı borusunda, bir döngüdeki paralel kanalların kesit değerleri birbirinden farklıdır. Bu tez, üç temel kısım olarak ele alınmıştır. Birinci kısımda, değişken paralel kanallara sahip (2mm x 2 mm ve 1 mm x 2 mm) atımlı ısı borusunun, farklı dolum oranı, karışım oranı ve eğim açısı koşulları altında deneysel incelenmesi yapılmıştır. İş akışkanı olarak etanol ve pentan ikili karışımları kullanılmıştır. Karışım oranındaki değişimin sonuçlar üzerinde önemli etkisi olduğu belirlenmiştir. E:P=1:3 formundaki iş akışkanı ile yüklü ısı borusu, hem düşük (FR=%30) hem de yüksek (FR=%60) dolum oranları için en iyi ısıl karakteristikleri sunmuştur. İkinci kısımda, birbirleri ile karışabilen ve karışamayan ikili akışkanlarla yüklenen üniform olmayan (2mm x 2 mm ve 1.5 mm x 2 mm) FP-CLPHP'nin, tek dolum oranında deneysel incelemesi yapılmıştır. İş akışkanı olarak hekzan, pentan ve metanolün tekil formları ve ikili karışımları kullanılmıştır. Farklı konumlarda (yatay ve dikey) ölçümler alınmıştır. Saf akışkanlar arasında, hekzan ve pentan benzer ısıl performans sunmuştur. Ancak metanol bu iki saf akışkana kıyasla daha iyi bir performans göstermiştir. MR=1:1 ve MR=4:1 için birbiriyle karışmayan akışkan çiftlerinin (metanol-hekzan ve pentan-metanol) ısıl performansı birbiriyle karışan akışkan çiftinin (hekzan-pentan karışımı) ısıl performansından daha yüksektir. En iyi ısıl performans, P:M=1:1 iş akışkanı ile yüklü ısı borusunda gözlemlenmiştir. Üçüncü kısımda ise üçlü karışımlarla yüklü asimetrik tasarımlı (2mm x 2 mm ve 1.5 mm x 2 mm) düz plakalı kapalı döngülü atımlı ısı borusunun, farklı dolum oranı, karışım oranı ve eğim açısındaki performansı deneysel olarak incelenmiştir. Su, metanol ve pentan olmak üzere üç akışkan dikkate alınmıştır. Her bir akışkanın saf hali de iş akışkanı olarak incelenmiştir. IA=90° konumunda, genel olarak, üçlü karışımlar saf akışkanlara kıyasla daha iyi ısıl performans göstermiştir. W:M:P=1:2:3 üçlü karışımı en yüksek ısıl performansı sunarken; en düşük ısıl performans W:M:P=1:0:0 (saf su) için elde edilmiştir. Her bir çalışma kapsamında, üniform olmayan kanallarda çalışma mekanizmasına etki eden dört önemli kuvvet tanımlanmıştır: (1) buharlaşma momentum kuvveti, (2) yüzey gerilme kuvveti, (3) kayma kuvveti ve (4) yer çekimi kuvveti.

Özet (Çeviri)

In this thesis, heat transfer characteristics and flow phenomena of non-uniform (variable cross-sectional area in a turn) flat plate closed loop pulsating heat pipes (FP-CLPHPs) charged with pure fluids and binary and ternary mixtures (and/or fluid pairs) of fluids at different volumetric mixing ratios were experimentally investigated. Extensive experiments have been carried out for different volumetric mixing ratios (MR), filling ratios (FR), inclination angles (IA), heat loads and fluid types. In addition, during the experiments, flow images were taken with a high-speed camera simultaneously with the measurements, and the flow patterns were examined, and the relevant images were used to examine the physical mechanism. Two FP-CLPHPs were used in the experiments. In each heat pipe, the cross-sectional values of the parallel channels in a turn are different from each other. This thesis was divided into three main parts. In the first part, experimental investigation of pulsating heat pipe with variable parallel channels (2mm x 2mm and 1mm x 2mm) under different conditions of filling ratio, mixing ratio and inclination angle was conducted. Binary mixtures of ethanol and pentane were used as the working fluid. It was determined that the change in the mixing ratio had a significant effect on the results. The heat pipe charged with working fluid in the form of E:P=1:3 presented the best thermal characteristics for both low (FR=30%) and high (FR=60%) fill rates. In the second part, an experimental investigation of the non-uniform (2mm x 2mm and 1.5mm x 2mm) FP-CLPHP charged with miscible or immiscible binary fluids at a single filling ratio was conducted. Single forms and binary mixtures of hexane, pentane and methanol were used as working fluids. Measurements were taken at different positions (horizontal and vertical). Among the pure fluids, hexane and pentane presented similar thermal performance. However, methanol performed better than these two pure fluids. For MR=1:1 and MR=4:1, the thermal performance of the immiscible fluid pairs (methanol-hexane and pentane-methanol) was higher than the thermal performance of the miscible fluid pair (hexane-pentane mixture). The best thermal performance was observed in the heat pipe charged with the working fluid of P:M=1:1. In the third part, the performance of an asymmetrical designed (2mm x 2 mm and 1.5 mm x 2 mm) flat plate closed-loop pulsating heat pipe charged with ternary mixtures was experimentally investigated at different filling ratios, mixing ratios and inclination angles. Three fluids, water, methanol and pentane, were considered. The pure state of each fluid was also studied as a working fluid. At IA=90°, in general, ternary mixtures showed better thermal performance than the pure fluids. The ternary mixture of W:M:P=1:2:3 presented the highest thermal performance; while the lowest thermal performance was obtained for W:M:P=1:0:0 (pure water). Within the scope of each study, four important forces acting on the working mechanism in non-uniform channels were defined: (1) evaporative momentum force, (2) surface tension force, (3) shear force, and (4) gravity force.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    674766

    Composite nanofiber patches for topical drug delivery systems

    Kompozit nanoliflerin topikal ilaç salım sistemlerinde kullanımı

    ZARİFE BARBAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALE KARAKAŞ

  2. Tez No

    75063

    An Investigation on the marshall and resilient characteristics of asphalt concrete with bituminous binder modified with high density polyethylene

    Yüksek yoğunluklu polietilen ile modifiye edilmiş bitüm bağlayıcılı asfalt betonun marshall ve resilient karakteristikleri üzerine bir inceleme

    SİNAN HINISLIOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE AĞAR

  3. Tez No

    421087

    Preparation of biocomposites using spray dryer and their applications in drug delivery systems

    Püskürtmeli kurutucu ile biyokompozitlerin hazırlanması ve ilaç taşınım sistemlerinde kullanımı

    ERHAN ÖZSAĞIROĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Biyokimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR

  4. Tez No

    765629

    Fundamental understanding of turbulent combustion in droplet-laden mixtures using direct numerical simulations

    Damlacık yüklü karışımlarda türbülanslı yanmanın direk sayısal analiz yöntemi kullanılarak incelenmesi

    GULCAN OZEL EROL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine MühendisliğiUniversity of Newcastle upon Tyne

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NILANJAN CHAKRABORTY

  5. Tez No

    313492

    Pairing in charged-neutral fermion mixtures under an artificial magnetic field

    Yapay manyetik alan altında yüklü-nötr karışımlarda eşlenme

    FATMANUR ÜNAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ÖZGÜR OKTEL

Geri Dön