Heat transfer analysis of a solar absorber tube using 3D-printed swirl generators
3D baskılı dönel akış üreteçleri kullanılarak güneş kolektörü borusunun ısı transferi analizi
- Tez No: 853950
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL BÖĞREKCİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Bu çalışmada, 0°-450° büküm açısı aralığında çeşitli büküm açılarında özgün tasarıma sahip kısa uzunlukta 3D baskılı dönel akış üreteçleri bir güneş kollektörü ısı değiştirici borusuna yerleştirilerek ısıl ve hidrolik analizleri yapılmıştır. Çalışmada Reynolds değerleri 513-2054 aralığında laminer hava akışı incelenmiştir. Sonlu Hacimler Yöntemi (SHY) kullanılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) simülasyonları gerçekleştirilmiş ve daha sonra, sayısal sonuçları doğrulamak için deneysel analiz yapılmıştır. Sonuçlar, büküm açısının artmasının ısı transferinde ve basınç düşüşünde artışa neden olduğunu göstermiştir. Reynolds sayısındaki artış Nusselt sayısında artışa neden olmuştur. Sonuçlara göre, akış Reynolds sayısı 2054 iken kullanılan SW450 dönel akış üreteci, maksimum Nusselt ve sürtünme kat sayısındaki artış oranlarını sırasıyla 3,17 ve 17,3 kadar artırmıştır. En yüksek PEC değeri 1,15 olarak Reynolds sayısı 1031 olan akışta SW150 ile gözlemlenmiştir. Son olarak, lokal analiz bulguları, dönel akış üreteçlerine yakın konumdaki akışın daha yüksek teğetsel hızlara sahip olduğunu ve dolayısıyla ısı transferinin önemli ölçüde artmasına katkıda bulunduğunu vurgulamıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, novel 3D-printed short-length swirlers with various twist angles in the range of 0°-450° were inserted in a solar absorber tube heat exchanger to induce decaying swirl flow and investigate their thermo-hydraulic effects. Laminar air flow with Reynolds number in the range of 513 and 2054 was used. First, computational fluid dynamics (CFD) simulations were carried out by using the Finite Volume Method (FVM). Next, experimental analysis was conducted to validate numerical results. The results demonstrated that increasing the twist angle resulted in augmented thermal performance and increased friction factor. Similarly, the increase in Reynolds number caused an increase in Nusselt number. According to numerical results, the swirler with the highest twist angle of 450° employed together with the flow at Reynolds number of 2054 lead to the highest Nusselt number and friction factor enhancement ratios as 3.17 and 17.3, respectively. The highest Performance Evaluation Criteria (PEC) of 1.15 was observed at Reynolds 1031 using a swirler with 150° twist angle. Finally, the local analysis findings highlighted that flow near the swirler locations has higher tangential velocities indicating swirl-dominant flow and hence contributing to heat transfer enhancement remarkably.
Benzer Tezler
- Yeni tasarım absorber tüp kullanarak konik güneş kollektörün termal analizi
Thermal analysis of conical solar collector with a novel design absorber tube
SAFAA MAHDI BAAMEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK YEŞİLDAL
- Doğal dolaşımlı, kendinden depolu güneş toplayıcısının ısıl analizi
The Thermal analysis of a novel built-in-stroge solar water heater
İ.NECMİ KAPTAN
- Fresnel tipi bir güneş kollektörünün termal modellemesi
Thermal modelling of a fresnel-type solar collector
MUHAMMED ŞAFAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AZMİ AKTACİR
- Havalı kollektörle ısıtma ve ekserji analizi
Heating with the solar air collector and its exergy analysis
MUSTAFA ALTUNBAŞ
- Bir yoğunlaştırılmış güneş enerjisi santrali için organik rankıne çevrimi dizaynı ve modellemesi
Design and modeling of organic rankine cycle for a concentrated solar thermal power plant
ERDEM ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK