Dynamic model development for highly efficient inverter compressor
Yüksek verimli değişken kapasiteli kompresörün dinamik modelinin geliştirilmesi
- Tez No: 795262
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Bir ev tipi buzdolabının kalbi, soğutucu akışkanı sıkıştırdığı ve soğutma çevrimi içinde gazın dolaşmasına yardımcı olduğu için kompresör olarak kabul edilebilir. Piyasada farklı tipte kompresörler bulunsa da ev tipi buzdolaplarında en yaygın olanı pistonlu kompresördür. Küresel ısınma nedeniyle her geçen gün daha zorlu hale gelen enerji regülasyonları nedeniyle, kompresör üreticileri arasındaki en büyük rekabet, enerji açısından en verimli kompresörü üretmektir. Enerji sarfiyatını azaltmak ve verimi artırmak için kompresörde kullanılan fiziğin arkasındaki temellerin net olarak anlaşılması gerekir. Bu tezde her ne kadar kompresörün dinamik ve mekanik disiplinleri incelense de bu disiplinlerin termodinamik ve akışkanlar dinamiği ile ilişkisi de göz önünde bulundurulmalıdır. Bu tezde, hem kararlı durum hem de en yüksek titreşim ve gürültünün gözlemlendiği kalkış davranışı için tüm tasarım parametreleri dahil edilerek ve tüm kuvvet kaynakları dikkate alınarak pistonlu bir kompresörün kapsamlı bir matematiksel modeli oluşturulmuştur. Model deneysel doğrulamaları, özel olarak geliştirilmiş deney düzenekleri tarafından gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, kompresörün dinamik tepkisinde önemli bir rol oynayan yaylar veya titreşim borusu gibi bileşenler ayrı ayrı incelenmiş, tasarım süresini ve titreşim ile gürültü seviyesini azaltmak için optimizasyonlar önerilmiştir. Titreşim borusu için dünyada ilk kez yeni bir tasarım metodolojisi tasarım sürecine matematik dahil edilerek önerilmiştir. Ayrıca kalkış ve duruş titreşimi ile gürültüsünü azaltmak için geçici titreşim azaltıcı (TVR) adı verilen yeni bir tasarım ilavesi önerilmiştir. TVR, kararlı durum performansını etkilemeden veya bundan ödün vermeden, kademeli yapısı sayesinde yalnızca önceden belirlenmiş kompresör gövde deplasman limitlerinin üzerinde kompresörün hareketiyle etkileşime giren aktif bir sönümleyici gibi çalışan pasif bir sönümleyicidir. Son olarak, literatürde ilk kez çok yönlü bir deney düzeneği ile krank milinin başlatma ve kapatma konum harita verileri oluşturulmuştur. Sessiz ve titreşimsiz bir kalkış davranışı sağlamak için önerilerde bulunulmuştur, öneriler kompresör üzerinde test edilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The heart of a household refrigerator can be assumed as the compressor since it receives the refrigerant, compresses it and allows gas to circulate inside the refrigeration cycle. Even though there are different types of compressors in the market, reciprocating compressor is the most common one at the refrigerators. Due to energy regulations that become more strict day by day because of global warming, the challenge between compressor manufacturers is to producing the most energy efficient compressor. In order to reduce the energy dissipation and increase the efficiency, the fundamentals behind the pyhsics used in the compressor must be understood clearly. Moreover, even though dynamics and mechanics disciplines are investigated in this thesis, the relationship with thermodynamics and flow dynamics must be considered as well. In this thesis, a comprehensive mathematical model of a reciprocating compressor is established by including all design parameters and considering all force sources for both steady state and startup behaviour where the highest vibration and noise are observed. The model validations are conducted by specially developed experimental setups. Moreover, the components that play a significant role in dynamic response of the compressor such as springs or discharge tube are investigated individually, further optimizations are proposed to reduce the design time and both vibration noise levels. A novel design methodology is proposed for the discharge tube for the first time in the world and mathematics is included in the design process. Furthermore, to reduce startup and shutdown vibration and noise, a novel design addition, called transient vibration reducer (TVR), is utilized. TVR is a passive damper that operates as a pseudo-active damper due to its stepwise structure, interacting with the motion of the compressor only above predetermined limits of body displacement without affecting or compromising steady-state performance. Finally, the startup and shutdown position map data of the crankshaft is formed with an all-round experimental setup for the first time in the literature. Suggestions are made to have a smooth startup behavior, implemented on a compressor and validated with experimental studies.
Benzer Tezler
- Modelling longitudinal motion of an electric vehicle and wheel slip control through NN based uncertainty prediction
Elektrikli aracın boyuna hareketinin modellenmesi ve yapay sinir ağı tabanlı belirsizlik kestirimli tekerlek kayma kontrolü
DUYGU ÖZYILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OVSANNA SETA ESTRADA
- Faux riccati equation techniques for feedback control of nonlinear and time-varying systems
Doğrusal olmayan ve zaman bağlı sistemler için faux riccati denklemi teknikleri
ANNA PRACH
Doktora
İngilizce
2015
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN TEKİNALP
PROF. DR. DENNIS S.BERNSTEIN
- Bir yolcu vagonunun dinamik tasarımı ve titreşim konferunun analizi üzerine bir yaklaşım
Dynamic design verification and vibratory comfort analysis of a passenger coach by using the lumped and the continious systems models
ERDAL ABA
- M3 sınıfı elektrikli bir araç için elektro hidrolik destekli direksiyon sistemi geliştirilmesi
Development of electro hydraulic power assisted steeringsystem for an M3 class electric vehicle
HALİL MERT CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Otomotiv MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KÖYLÜ