Numerical modelling of phase change material integrated metal hydride hydrogen storage tank
Faz değişim malzemesi entegreli metal hidrat hidrojen depolama tankının sayısal modellenmesi
- Tez No: 843881
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET AKİF EZAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Termodinamik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Bu çalışma, metal hidrit hidrojen depolama tankında absorpsiyon prosesinin performansına ilişkin sayısal araştırmaları içermektedir. Absorpsiyon performansını incelemek ve farklı termal yönetim sistemlerinin etkinliğini karşılaştırmak için üç farklı senaryo geliştirilmiştir. Senaryo-1, metal hidrit tankının lateral yüzeylerden zorlanmış taşınım ile soğutulmasını incelemektedir. Senaryo-2'de pasif termal yönetim sistemini incelemek için tankın etrafına faz değişim malzemesi (FDM) sarılmıştır. Hibrit termal yönetim sistemi olan Senaryo-3'de, FDM katmanı ve merkeze konumlandırılmış soğutma kanalı ile absorpsiyon performansının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu senaryoda, MH tankının sıcaklığına bağlı olarak soğutma kanalı içindeki ısı transferi akışkanı (ITA) aktifleşmektedir. Sonlu farklar yöntemi kullanılarak, MATLAB ortamında 2B eksenel simetrik sayısal kod geliştirilmiştir. Yapılan parametrik çalışmalarda, (i) şarj basıncı (ii) taşınım katsayısı (iii) FDM kalınlığı (iv) FDM'nin gizli ısısı (v) FDM erime sıcaklığı (vi) ısı transferi akışkanı sıcaklığı (vii) ısı transferi akışkanının taşınım katsayısı (viii) hidrit yatak gözenekliliği gibi kritik parametreler belirlenerek 379 adet parametrik analiz gerçekleştirilmiştir. Hidrit yatak sıcaklığı ve ağırlık oranının zamana bağlı değişimleri her bir senaryo için değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, taşınım katsayısının depolama performansı açısından oldukça etkili bir parametre olduğu gözlemlenmiştir. Depolama kriterleri farklı termal yönetim stratejilerine göre belirlenirken, FDM kalınlığı ve gizli ısı paremetrelerinin aynı şarj basıncında yan yüzeylere uygulanan taşınım katsayısından daha yüksek depolama performansı gösterdiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, numerical investigations on the performance of the charging process of a metal hydride-based hydrogen storage tank are presented. Three scenarios were developed to examine the absorption performance and compare the effectiveness of the proposed thermal management alternatives. In Scenario-1, the metal hydride (MH) tank is cooled by convective heat transfer, i.e., external convection, on the side surface of the tank. In scenario-2, phase change material (PCM) is wrapped around the MH tank to investigate passive thermal management. A hybrid approach, Scenario-3 includes the PCM layer and an internal heat sink. In this scenario, the heat transfer fluid (HTF) inside the tube is activated depending on the temperature inside the MH tank. A 2D axisymmetric numerical code was developed using the finite volume approach in MATLAB software. In parametric study, (i) charge pressure, (ii) external convective heat transfer coefficient, (iii) PCM thickness, (iv) latent heat of PCM, (v) PCM melting temperature (vi) HTF temperature (vii) convection coefficient of HTF (viii) porosity parameters are considered and a total of 379 parametric analyzes were performed. Time-dependent variations of hybrid bed temperature and weight ratio were evaluated for each scenario. As a result, it has been observed that storage performance is strongly dependent on the transport coefficient at ambient conditions. While the storage criteria were determined according to different thermal management strategies, PCM thickness and latent heat of fusion showed higher storage performance than the external convection coefficient at the same charge pressure.
Benzer Tezler
- Önden yüklemeli bir çamaşır makinesinin dinamik olarak modellenmesi
Dynamic model of a fronty loading washing machine
MEHMET ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATAKAN ALTINKAYNAK
- Otomobil egzoz sistemlerinde kullanılan katalitik konvertörlerin ısıl analizi
Thermal analysis of catalytic converters used on automobiles
GÖRKEM TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR
- Hafif olefin üretimi için destekli demir temelli fıscher tropsch katalizörleri üzerinde bir kinetik çalışma ve model analizi
A kinetic study and model analysis on supported iron based fischer-tropsch catalysts for light olefin production
KEREM BÜLBÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
DR. ABDULLAH Z. TURAN
- Püskürtmeli kurutucuda trona çözeltisi ile yapılan desülfürizasyon çalışmaları ve CFD simülasyonu
Başlık çevirisi yok
S.CELAL KARAKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLHAYAT NASÜN (SAYGILI)
- Hesaplamalı tasarım ve analog yapma süreçlerinin bütünleştirilmesi üzerine bir metodoloji: Örme algoritmalarıyla oluşturulmuş lifli hafif strüktürler
A methodology on integrating computational design and analog making processes: Fibrous lightweight structures formed by knitting algorithms
AHMET KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVİL YAZICI