Design of cooled and heated cabinet by using liqid nitrogen
Sıvı azot kullanarak ısıtma ve soğutma kabini tasarımı
- Tez No: 863413
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CİHAN TURHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Atılım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Ülkemizde, savunma endüstrisi, tıbbi sektör ve endüstri alanlarında kriyojenik koşullandırma dolapları ve ilişkili özel bileşenlerin ithaline yönelik artan bir bağımlılık bulunmaktadır. Özellikle ulusal savunma gibi kritik teknolojilerin yerlileştirilmesi, hem ulusal savunma kabiliyetlerine hem de ekonomik büyümeye önemli katkılar vaat etmektedir. Bu bağlamda, bu tezde, belirlenmiş seviyeler için sıcaklık koşullandırmasını takiben gerekli fiziksel testlere uygun olan özel bir sıcak-soğuk koşullandırma kabini tasarlanmış ve analiz edilmiştir. Özellikle, koşullandırma için hedef işletme sıcaklıkları -55°C ve 70°C olarak belirlenmiştir. Bu kabinin başlıca uygulaması, havacılık ve uzay ekipmanlarının titiz test ve doğrulaması içindir. Odanın toplam hacmi 5 m^3'tür. Bu tür dolaplar daha önce bilimsel ve tıbbi kullanım için tasarlanmıştır. Bu çalışma ile diğerlerinin arasındaki fark, tasarımının esnek olması ve büyük hacimler için kullanılabilecek olmasıdır. Bu esnek tasarım, kullanım alanlarını genişletirken aynı zamanda kullanım kolaylığı sağlar. Öte yandan, dolap, test ekipmanını yüklemek veya boşaltmak için iki bileşene ayrılabilir ve tekerlek veya kaldırma ekipmanı ile kolayca taşınabilir. Bu sayede şartlandırılmış ekipmanlar ile ömür testleri istenilen şartlandırma koşullarında gerçekleştirebilir. Tez çalışması için faydalı yükü soğutmak için gerekli soğutucu akışkan miktarı hesaplanmıştır. Duvarlardan gelen ısı akısı hesaplanmış ve buna göre izolasyon kalınlıkları tayin edilmiştir. Tasarımın başlangıcından imalat sürecine kadar, tasarım aşamasında tüm termal köprüler, ısı sızıntıları ve transfer noktalarını incelenmiş ve çeşitli malzeme kullanımları ve dizayn değişimleri ile termal performans iyileştirilmiştir. Kabinlerin yapısal geometrileri incelenmiş ve analiz edilmiştir. Kabinlerde oluşabilecek deformasyonların önüne geçebilmek için Ansys Mechanical programı üzerinden çalışma koşulları göz önüne alınarak statik analizler yapılmıştır. Bu analizlere ait mesh metrik değerleri incelenmiş ve bu analiz çıktılarına uygun olarak geometrik düzeltmeler yapılmıştır. Doğrudan kriyojenik sıvı uygulamalarının, hızlı soğutma performansı sayesinde, havacılık ve uzay ekipmanı testlerinde kullanım alanı genişletilebilir. Benzer çalışmalar başka kriyojenik sıvılar için uygulanabilir ya da geometrik revizeler ile kullanım alanları çeşitlendirilebilir.
Özet (Çeviri)
In our country, there is an increasing dependence on the importation of cryogenic conditioning cabinets and associated specialized components within the defense industry, medical sector, and industrial domains. The indigenization of critical technologies, particularly in fields such as national defense, holds the promise of significant contributions to both national defense capabilities and economic growth. In this context, this thesis designs a specialized hot-cold conditioning chamber capable of accommodating the requisite physical tests following temperature conditioning at prescribed levels. Specifically, the target operating temperatures for conditioning are set at -55°C and +70°C. The primary application of this chamber is directed towards the rigorous testing and validation of aviation and space equipment, with a total spatial capacity amounting to 5 m^3 While cabinets of this nature have been previously designed for scientific and medical use, the distinctive feature of this study lies in its flexible design, enabling usage for large volumes. This flexible design not only broadens its application areas but also enhances user-friendliness. Moreover, the cabinet can be separated into two components for loading or unloading testing equipment and can be easily transported using wheel or lifting equipment design. This allows conditioned equipment to undergo lifetime tests at the desired conditioning temperatures. The required coolant capacity to cool the useful load for the thesis study was calculated. Heat flux from the walls was determined, and insulation thicknesses were determined accordingly. From the beginning of the design to the manufacturing process, all thermal bridges, heat leaks, and transfer points were examined during the design phase, and thermal performance was improved through various material uses and design changes. The structural geometries of the cabins were scrutinized and analyzed. Static analyses were conducted using Ansys Mechanical, considering working conditions to prevent potential deformations in the cabins. Mesh metric values from these analyses were examined, and geometric corrections were made accordingly based on the output of these analyses. The direct application of cryogenic liquids, thanks to their rapid cooling performance, can expand the scope of use in aviation and space equipment tests. Similar studies can be applicable to other cryogenic liquids or diversified through geometric revisions to extend their application areas.
Benzer Tezler
- Enerji kazıklarının uzun dönem performansı ve tasarımı
Long term performance and design of energy piles
GÜVEN ERİŞGEN
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKNUR BOZBEY
DR. ÖĞR. ÜYESİ CELAL GÜNEY OLGUN
- Bina temeli altı toprak ısı değiştiricisindeki ısı transferinin incelenmesi
The investigation of heat transfer in ground heat exchangers under building foundation
NURULLAH KAYACI
Doktora
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN DEMİR
PROF. DR. ŞEVKET ÖZGÜR ATAYILMAZ
- Bazı Türk kömürlerinin yanma profillerinin çıkarılması
Obtaining the burning profiles of some Turkish lignites
AYŞE ÖZYUĞURAN
- LPG ve benzin üretilen platformer ünitesinin bilgisayar destekli analizi
Başlık çevirisi yok
TANER A. TECİRLİOĞLU
- Toprak kaynaklı ısı pompasının klasik sistemlerle tekno-ekonomik karşılaştırılması
Techno-economical comparision between ground-source heat pumps and conventional systems
VOLKAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OLCAY KINCAY