Effect of dust accumulation on heat and air flow in air-cooled condensers of refrigeration systems
Soğutma sistemlerinin hava soğutmalı kondansatörlerinde toz birikiminin isi ve hava akışına etkisi
- Tez No: 908946
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ CAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Bu tez, termal gerilmelerin ve hava akışı dinamiklerinin hava soğutmalı kondenserlerdeki partikül birikimini nasıl etkilediğini daha iyi anlamayı amaçlamaktadır. Bu tür kirlenmeler zamanla ısı transferini ve verimliliği düşürmektedir. Literatür çalışmalarını inceledikten sonra, kondenser verimliliğinin arttırılması için modelleme çalışmaları ile, hava akışı hızları sistematik olarak değiştiriletrek, parameter etkinliklerini incelemek için deneyler yapılmıştır. Hava akışının toz birikimi üzerindeki etkisini belirlemek için kontrol edilen hava akış hızları da çalışmada incelenmiştir. Kondenser yüzeyi üzerindeki hava akışını simüle etmek ve toz birikimi üzerindeki etkisini incelemek için Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) Yazılımı kullanılmıştır. CFD yazılım seçenekleri arasında en etkin sonucu ANSYS vermiştir. Bu araç akışkan akışını simüle etmeye, hız profillerini görselleştirmeye ve hava akış hızlarının toz birikimi üzerindeki etkisini analiz etmeye olanak sağlamıştır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği ayrıca farklı koşullar altında partikül hareketlerini simüle edebilmektedir. Bunlara ilaveten, çalışma, faz değişiklikleri sırasında oluşan statik elektriğin partikül yapışmasını teşvik edip etmediği araştırılmış ve bunun da önemli parameter olduğu ortaya konulmuştur. Hem kontrollü hava akışı testleri hem de simüle edilmiş buharlaşma çalışmaları, partikül birikim davranışlarına göre analiz edildiğinde, çalışmadan elde edilen bilgiler, kondansatör işlevselliğini yitirmemesi için ve kirlenme risklerine karşı korumak için bazı yöntemleri detaylı ortaya koymaktadır. Çalışma, soğutma performansını ve ömrünü sürdürmeyi ve uzatmayı amaçlamaktadır. Temel sonuçlara göre, kondansatörün, operasyonel gerilimlere dayanma ve zaman içinde işlevselliğini koruma yeteneğini arttırmak için malzeme seçimi, korozyon direnci ve mekanik kararlılık gibi faktörler dikkate mutlaka alınmalıdır. Genel performansı ve işlevselliği artırmak için aşağıdaki parametreler dikkatlice incelenmelidir. Bunlar basınç değişimlerinin azaltılması, su dağıtım optimizasyonu, yoğunluk dağıtım iyileştirmesi, akışın iyileştirilmesi, sıcaklık profillerinin düzenlenmesi, faz dağıtım optimizasyonu, performans ve test için ayrıntılı analiz, belirli tasarım kısıtlamalarının dikkate alınması, statik elektriğin partikül yapışması üzerindeki etkisi ile izleme ve bakım işlemlerinin yapılması şeklinde sıralanmaktadır. Bunların sonucunda verimlilik %16 oranında artırılabilmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to comprehend further how thermal stresses and airflow dynamics affect the accumulation of particles on air-cooled condensers. Such fouling degrades heat transfer and efficiency over time. After reviewing the literature work, experiments are conducted to vary airflow velocities across a condenser model systematically. To determine the impact of airflow on dust accumulation, a series of experiments are done with controlled airflow velocities. When simulating the airflow over the condenser surface and studying its influence on dust accumulation, CFD Computational Fluid Dynamics (CFD) Software is used. The effective programme for this study is ANSYS. These tools allow us to simulate fluid flow, visualize velocity profiles, and analyse the impact of airflow velocities on dust deposition. Computational fluid dynamics are also simulating particulate motions under different conditions. Additionally, this study explores whether static electricity generated during phase changes promotes particulate adhesion or not. This has also been shown to be an important parameter. Both controlled airflow tests and simulated vaporisation studies analyse particulate deposition behaviours. Ultimately, insights from this work, inform mitigation tactics to preserve condenser functionality against thermal degradation and fouling risks are determined. The findings aim to sustain and extend refrigeration performance and lifespan. According to the main findings, factors such as material selection, corrosion resistance, and mechanical stability should be considered to ensure the condenser's ability to withstand operational stresses and maintain its functionality definitely over time. The following parameters must be studied carefully to increase the overall performance and functionality. These are pressure variations mitigation, water distribution optimization, density distribution improvement, flow patterns enhancement, temperature profiles regulation, phase distribution optimization, detailed analysis for performance and testing, specific design constraints consideration, impact of static electricity on particulate adhesion and monitoring and maintenance. The efficiency is, then, increased by 16%.
Benzer Tezler
- Düşey kanallarda farklı kanat düzenlemelerinde doğal taşınımla ısı geçişinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of natural convection heat transfer in vertical channels with different fin arrangements
KAAN KISA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TURGUT YILMAZ
- Bor ve mineral katkılı selülozik yalıtım malzemesi üretimi ve karakterizasyonu
Production of boron and mineral reinforced cellulosic insulation material and its characterization
İBRAHİM ETHEM KARAAĞAÇLIOĞLU
Doktora
Türkçe
2012
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SABRİ ÇELİK
- Divriği A kafası manyetit cevherlerindeki alkalilerin klorlayıcı buharlaştırma yöntemi ile giderilmesi
The Removal of alkalis from (Divriği A block) iron ores by the chloride volatilization process
SÜHEYLA AYDIN
- Yüksek gerilim güç sistemlerinde ark patlamalarının modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of arc flash in high voltage power systems
SENİH ERKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Farklı yağ asitleri kullanılarak üretilen alüminyum pastanın gazbeton malzeme üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of aluminum paste produced using different fatty acids on the autoclaved aerated concrete material
GİZEM URAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA