Piston hareketli aktif manyetik rejeneratif soğutucu tasarımı ve performans optimizasyonu
Reciprocating motion active magnetic regenerative refrigerator design and performance optimization
- Tez No: 928687
- Danışmanlar: PROF. DR. HAYDAR ARAS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Manyetik soğutma, temeli manyetokalorik etkiye dayanan yeni bir soğutma teknolojisidir. Manyetokalorik etkinin fiziksel orijini ise malzeme üzerine uygulanan manyetik alanın, malzemenin entropisinde değişiklik meydana getirmesidir. Manyetik soğutma sistemleri; manyetokalorik etki gösteren bir malzemenin manyetik alan kaynağı etkisinde meydana gelen entropi değişiminden kaynaklı ısınma ve soğuma etkisini bir ısı transfer akışkanı kullanarak dış ortamla ısı alışverişi sağlaması prensibiyle çalışmaktadır. Bu tez çalışmasında detaylı literatür araştırması sonucunda oda sıcaklığında çalışabilen, manyetokalorik malzeme olarak rejeneratöründe Gd ve La0.75Ba0.25MnO3 perovskit manganit bileşiği kullanabilen, özgün ve ileri teknoloji prototip piston hareketli aktif manyetik rejeneratif soğutucu tasarlanmış ve imal edilmiştir. Manyetik alan kaynağı ve hareket mekanizması, ısı transfer akışkanı ve hareket mekanizması, rejeneratör ve rejeneretörde yer alan manyetokalorik malzemeler gibi temel bileşenler literatürdeki çalışmalarla karşılaştırılmış ve irdelenmiştir. Prototip manyetik soğutucuyla farklı koşullarda basınç düşüşü, sıcaklık farkı, soğutma gücü ve soğutma tesir katsayılarının belirlenmesi için çeşitli deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiş ve optimum parametreler belirlenmiştir. V ̇=0.042 – 4.53 l/h aralığında rejeneratörde ∆P ölçümü gerçekleştirilmiştir. Boş kartuşla V ̇=0.042 l/h durumunda ∆P= 0.020 bar, dolu kartuşla ∆P= 0.029 bar olarak belirlenmiştir. Yüksüz durumda gerçekleştirilen ∆T ölçümlerinde optimum parametreler olarak belirlenen φ=5, V_man 0.10 m/s, V ̇=2.5 l/h durumunda elde edilen maksimum sıcaklık farkları Gd rejeneratörde ∆T=2.197 K ve La0.75Ba0.25MnO3 rejeneratörde ∆T=1.472 K olarak tespit edilmiştir. V ̇=2.5 l/h ve ∆T=1 K gerçekleştirilen soğutma gücü ölçümlerinde Gd rejeneratörde Q_L=3.5 W, La0.75Ba0.25MnO3 rejeneratörde Q_L=1.75 W olarak belirlenmiştir. V ̇=3.0 l/h ve Q_L=5.91 W durumunda Gd rejeneratörde elde edilen maksimum COP=1.32'dir. La0.75Ba0.25MnO3 rejeneratörde ise V ̇=3.0 l/h ve Q_L=4.68 W durumunda maksimum COP= 0.89'dur.
Özet (Çeviri)
Magnetic refrigeration is a new technology based on the magnetocaloric effect. The physical origin of the magnetocaloric effect is that the magnetic field applied to the material causes a change in the entropy of the material. Magnetic refrigeration systems work on the principle that a material that exhibits a magnetocaloric effect provides heat exchange with the external environment using a heat transfer fluid, which provides heating and cooling effects due to the entropy change that occurs under the influence of a magnetic field source. In this thesis study, as a result of detailed literature research, an original and high-tech prototype piston-moving active magnetic regenerative refrigerator, which can operate at room temperature and can use Gd and La0.75Ba0.25MnO3 perovskite manganite compounds as magnetocaloric materials in its regenerator, has been designed and manufactured. Basic components such as magnetic field source and movement mechanism, heat transfer fluid and movement mechanism, regenerator and magnetocaloric materials in the regenerator have been compared with the studies in the literature and examined. Various experimental studies have been carried out to determine the pressure drop, temperature difference, cooling power and coefficient of performance under different conditions with the prototype magnetic refrigerator and optimum parameters have been determined. ∆P measurement was carried out in the regenerator in the range of V ̇=0.042 – 4.53 l/h. With an empty cartridge, ∆P= 0.020 bar at V ̇ ̇=0.042 l/h, and ∆P= 0.029 bar with a full cartridge. In the ∆T measurements carried out under no-load condition, the optimum parameters determined as φ=5, V_man=0.10 m/s, V ̇=2.5 l/h, the maximum temperature differences obtained were ∆T =2.197 K in the Gd regenerator and ∆T =1.472 K in the La0.75Ba0.25MnO3 regenerator. V ̇=2.5 l/h and ∆T =1 K the cooling power measurements were determined as Q_L=3.5 W in Gd regenerator and Q_L=1.75 W in La0.75Ba0.25MnO3 regenerator. The maximum COP=1.32 obtained in Gd regenerator for V ̇=3.0 l/h and Q_L=5.91 W. The maximum COP=0.89 in La0.75Ba0.25MnO3 regenerator for V ̇=3.0 l/h and Q_L=4.68 W.
Benzer Tezler
- Manyeto-reolojik sıvılı yarı-aktif bir sönümleyici tasarımı ve analizi
Design and analysis of a semi-active damper with mangnetorheological fluid
ZEKERİYA PARLAK
Doktora
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL ÇALLI
- Sedimentary records of active faulting in Kumburgaz basin, sea of Marmara
Aktif faylanmanın Kumburgaz havzasındaki sedimanter kayıtları, Marmara denizi
NURETTİN YAKUPOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLSEN UÇARKUŞ
- Klasik ve alternatif titreşim yutucuların incelenmesi
Investigating the classical and alternative vibration absorbers
RIDVAN DOĞRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Numerical and experimental study of turbulent jet ignition method on wankel engine with passive pre-chamber
Türbülanslı jet tutuşturma yönteminin wankel motorunda pasif ön yanma odası ile numerik ve deneysel çalışması
HARUN DİLLİCE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- NACA0015 kanat profili üzerinde çift yarıklı koordineli jet aktüatör ile aktif akış kontrolünün deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical investigation of active flow control by coordinately jet actuator with dual slot on NACA0015 airfoil
FATİH SONKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
DR. ÖĞR. ÜYESİ DUYGU ERDEM