Geri Dön

Duyulur ısı depolamada nanoakışkan kullanımının deneysel araştırılması

Investigation of the usage of nanofluids in sensible heat storage

  1. Tez No: 777483
  2. Yazar: EVREN OSMA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BERRİN YILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Trakya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 225

Özet

Enerji krizi tıpkı 1970'lerde olduğu gibi, günümüzde de ciddi bir seviyeye ulaşmıştır. Bu nedenle sadece enerjinin üretimi değil, aynı zamanda enerjinin uzun vadede depo edilmesi de son derece önemlidir. Öyle ki, enerji hangi formda olursa olsun, gerektiğinde kolaylıkla kullanıma hazır hâle getirilebilecek şeklide depo edilebilmelidir. Bu bağlamda termal enerji depolama, enerjinin korunumu için önemli bir teknolojidir. Termal enerji depolamanın önemli avantajlarından birisi, bu depolama şeklinin ısıtma ve soğutma uygulamaları için uygun olmasıdır. Dolayısıyla, termal enerji depolama, çevre dostu enerjiden yararlanmada nüfusun ihtiyaçlarını temin etme konusunda da önemli bir katkı sağlayabilir. Günümüzde nanoteknoloji nüfuz alanını giderek arttırmaktadır. Özellikle termal enerjinin depolanmasında nanoteknolojiden yararlanma olanağı“nanoakışkan”teriminin literatüre kazandırıldığı 1995 yılından beri özel bir araştırma konusu olmuştur. Bu konu üzerindeki çalışmalar son yıllarda gittikçe yoğunlaşmaktadır. Sunulan tez çalışmasında, güneş enerjisi ve atık ısı uygulamalarında kullanılmak üzere farklı ısı depolama maddelerinin duyulur ısı depolama kapasiteleri ve şarj-deşarj periyotları deneysel olarak araştırılmıştır. Deneysel çalışmanın gerçekleştirilebilmesi amacıyla; öncelikle bir ısı depolama ünitesi tasarlanmış ve yine ilgili bağıntılar kullanılarak, bu depolama ünitesi için de iki uygun ısı değiştiricisi (serpantin) tasarlanıp, üretilmiştir. Deney tesisatının oluşturulmasıyla birlikte, ısı depolama ünitesine başta su bazlı Al2O3 (alümina)'ün %1.0'lık nanoparçacık hacim derişimi ile elde edilen su-Al2O3 nanoakışkanı, gliserin, ısı transfer yağı ve şebeke suyu ayrı ayrı yerleştirilmiş ve her bir depolama maddesiyle, önceden belirlenmiş şartlar altında (Birinci şart: Depolama ünitesine sadece ısı girişi var, ikinci şart: Depolama ünitesinden sadece ısı çıkışı var, üçüncü şart: Hem depolama ünitesine ısı girişi hem de depolama ünitesinden ısı çıkışı var.) 23 deney yürütülmüştür. Toplam 92 deney gerçekleştirilmiştir. Deneyler süresince elde edilen veriler yardımı ile depolama maddelerinin depolama kapasiteleri, depolama ünitesinin enerji dengesi ve sıcaklık dağılımları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Çalışmada özellikle nanoakışkanın, diğer ısı depolama maddeleriyle karşılaştırılması özel bir yer tutmuştur. Elde edilen verilerle yapılan değerlendirmeler şu gerçeği göstermiştir: Nanoakışkan, ısınma sürecinde 2.1 l/dk'lık bir pompa debisinde ve de depodan ısı çekilmesi sırasında da 1.2 l/dk, 1.5 l/dk, 1.8 l/dk ve 2.1 l/dk'lık kullanım suyu musluk debilerinde, diğer depolama maddelerine göre kesin bir üstünlük kurmuştur.

Özet (Çeviri)

As it happened also in 1970's, today energy crisis has reached to a critical level. Thus, not only the production of energy, but also the energy storage is remarkably important in the long term. Such an extent that, no matter in which form the energy is, it should be storaged as operationalized, in case you need it. In this context, thermal energy storage is a substantial technology for conservation of energy. One notable advantage of thermal energy storage is, that it is quite applicable for heating and cooling technics. Therefore, thermal energy storage can make a remarkable contribution, when it is about supplying the needs of people who make use of eco-friendly energy Today, nanotechnology is gradually enhancing its area of influence. Most particularly, benefiting from the potentiality of using nanotechnology, in thermal energy storage, has become a specific research subject, since the date 1995, the term of“nanotechnology”brougt into the literature. Studies on this subject have been escalated in the recent years. In this thesis study presented, the sensible heat capacity and the charge-discharge periods of several heat storage materials were investgiated experimentally in order to exploit solar energy and waste heat applications. Firstly, a heat storage unit has been designed to carry out this experimental study and also for this storage unit, two optimal heat exchangers (serpentine) specifically designed and manufactured using the related equations (formulae). Following the construction of the experiment equipment, as one of them is water-Al2O3 nanofluid, which was prepared from 1.0% concentration of waterbased Al2O3 nanoparticle (alumina) by volume, the others be glycerol, heat transfer oil and tap water, as the heat storage substances, filled in the storage unit seperately and then 23 experiments for each were accomplished under specific conditions (1st condition: There's only a heat input into the storage unit, 2nd condition: There's only a heat output from the storage unit, 3rd condition: There are both heat input and output into/from the storage unit.). 92 experiments conducted successfully totally. Through the data obtained during the experiments conducted; the storage capacity of the storage materials, the energy balance of the storage unit and the temperature distribution in the storage unit were evaluated comparatively. In the study, the comparison of the nanofluid to other heat storage substances has a special place. The data obtained from the experiments reveal that fact: The nanofluid has established a certain superiority over the other storage substances not only on the condition of the flow rate of the pump which has a 2.1 l/min value but also on during the heat drawn out of the storage unit where the tap water having flow rates of 1.2 l/min, 1.5 l/min, 1.8 l/min and 2.1 l/min.

Benzer Tezler

  1. Su ve nanoakışkan (AL203) kullanılarak depolanan güneş enerjisi ile sera ısıtma üzerine bir araştırma

    A research on greenhouse heating with stored solar energy using water and nano fluid (AL203)

    BÜLENT AYHAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    ZiraatÇukurova Üniversitesi

    Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN HÜSEYİN ÖZTÜRK

  2. Investigation of the thermal dispersion and convection phenomena in packed bed systems using pseudo-homogeneous and heterogeneous models

    Dolgulu yataklı sıstemlerde ısıl dıspersıyonun ve konveksıyonun sözde-homojen ve heterojen modeller kullanılarak incelenmesı

    ZELİHA YAVRUCUK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Kimya MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KURTUL KÜÇÜKADA

  3. Preparation and characterization of paraffin and polyethylene glycol based phase change materials for white good applications

    Beyaz eşya uygulamaları için parafin ve poliethilen glikol bazlı faz değiştiren malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    NİLÜFER ERTUNÇAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER

    DR. YUSUF YUSUFOĞLU

  4. Preparation and characterization of phase change materials to reduce internal temperature changes in refrigerators

    Buzdolabı iç sıcaklık değişimini azaltmak amacıyla faz değiştiren malzeme hazırlanması ve karakterizasyonu

    ÖZGE PAYANDA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SADRİYE OSKAY

  5. Paketlenmiş gözenekli bir yatakta duyulur ısıl enerji depolamanın sayısal olarak incelenmesi

    Numerical investigation of sensible thermal energy storage in a packed porous bed

    TAYFUN ERKINACI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE FİLİZ BAYTAŞ