Makro kapsüllenmiş bir tarafından ısıtılan dirençlerde erime katılaşma davranışının sayısal incelenmesi
Numerical investigation of melt solidification behaviour in resistors heated by a macro-encapsulated one side
- Tez No: 856917
- Danışmanlar: PROF. DR. İRFAN KURTBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hitit Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Faz değişimli ısı transferi, mühendislik uygulamalarında giderek artan eğilimde yer bulmaktadır. Güneş enerjisi sistemleri, bu uygulamalardan birisidir. Günün zamanı içerisinde gün ışığının kesikli olması özellikle ısıl enerjinin depolanması hususunda alternatif yöntemlerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada, makro FDM kapsüllenmiş farklı geometrilerin kanal içerisindeki zorlanmış taşınım ısı transferine ve ısı depolama performansına etkisi incelenmiştir. Çalışma kapsamında kanal açısı, akışkan giriş sıcaklığı, Reynold sayısı, yüzey ısı akısı ile birlikte makro FDM kapsüllenmiş dirençler, sayısal olarak analiz edilmiştir. Isıl depolamalı dirençlerin uzunluk oranı, görüş oranı olarak belirlenmiş, görüş oranına bağlı olarak T şeklinde (AR=0.34, AR=0.67) ve dikdörtgen şeklinde (AR=1) olarak tasarlanmıştır. Reynold sayısının 4.000 ile 15.000 aralığında, türbülanslı akış rejiminde inceleme gerçekleştirilmiştir. Ayrıca hava giriş sıcaklığı 12°C ile 20°C aralığında, yüzey ısı akısı ise 500 W/m² ile 1200 W/m² arasında değiştirilmiştir. Direnç açısı ise 30°,60° ve 90° olacak şekilde gözönüne alınmıştır. Isı depolama malzemesi olarak kalsiyumklorürhekzahidrat (CaCl₂6H₂O) kullanılmıştır. Sayısal modelleme deneysel çalışmalardan elde edilen verilere göre doğrulanmıştır. Sayısal modelleme sonuçlarına göre, kanal ısı transferinin yüzey ısı akısı, kanal açısı, Reynold sayısı ve hava giriş sıcaklığı ile doğru orantılı, makro FDM kapsüllenmiş direnç görüş oranı ile ters orantılı olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen bulguların nitelik ve özgünlük açısından literatüre önemli katkı sağlayacağı değerlendirilmektedir. Elde edilen verilere göre kanal ısı transferinin artması depolanan ısı miktarının azalmasıyla sonuçlanmaktadır. Ayrıca direnç yüzey alanının artması, erime-katılaşma hızını önemli oranda etkilemekte özellikle katılaşmayı büyük oranda hızlandırmaktadır.
Özet (Çeviri)
Phase change heat transfer is finding its place in an increasing trend in engineering applications. Solar energy systems are one of these applications. The intermittent daylight during the time of the day necessitates the development of alternative methods, especially for the storage of thermal energy. In this study, the effect of different macro FDM encapsulated geometries on forced convection heat transfer and heat storage performance in the channel is investigated. Within the scope of the study, channel angle, fluid inlet temperature, Reynolds number, surface heat flux and macro FDM encapsulated resistors are analysed numerically. The length ratio of the heat storage resistors was determined as the aspect ratio and designed as T-shaped (AR=0.34) and rectangular (AR=1) depending on the aspect ratio. The investigation was carried out in turbulent flow regime in the range of Reynolds number between 4,000 and 15,000. In addition, the air inlet temperature was varied between 12°C and 20°C and the surface heat flux was varied between 500 W/m² and 1200 W/m². The resistance angle was considered to be 30°, 60° and 90°. Calcium chloride hexahydrate (CaCl₂6H₂O) was used as heat storage material. The numerical modelling was verified according to the data obtained from experimental studies. According to the numerical modelling results, it was found that the duct heat transfer is directly proportional to the surface heat flux, duct angle, Reynolds number and air inlet temperature, and inversely proportional to the macro FDM encapsulated resistance aspect ratio. It is evaluated that the findings obtained will make a significant contribution to the literature in terms of quality and originality. According to the data obtained, the increase in channel heat transfer results in a decrease in the amount of stored heat. In addition, the increase in the resistance surface area significantly affects the melting-solidification rate, especially accelerates the solidification.
Benzer Tezler
- Study on textiles with phase change materials
Faz değişim malzemelerinin tekstil ürünlerinde incelenmesi
MERT ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVİN ÇİĞDEM GÜRSOY
- Studies on suspension of some inorganic nanoparticles as additive in motor engine/lubrication oils
Bazı anorganik nanoparçacıkları motor yağı katkısı olarak askıda tutma çalışmaları
ZULHICE TANRISEVEN
Doktora
İngilizce
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET GÜL
- Development of multifunctional tick repellent textiles
Multi-fonksiyonel kene kovucu tekstillerin geliştirilmesi
WAZIR AKBAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜL BAHAR BAŞIM DOĞAN
- Elma kabuklarından elde edilen fenolik bileşiklerin lipozom ile enkapsülasyonu
Encapsulation of phenolic compounds which extracted from apple peels
EVREN DEMİRCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK
- Characterization of Turkish bee products such as propolis, pollen and royal jelly in terms of bioactive components, health effects and encapsulation
Türkiye'ye ait arı sütü, propolis ve polen gibi arı ürünlerinin biyoaktif bileşenler, sağlık etkileri ve enkapsülasyonu açısından karakterizasyonu
ÜMİT ALTUNTAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK