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: Belirtilmemiş.
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
- Nikel (II) ve demir (III) nitrit komplekslerinin sulu ortamdaki ardışık oluşumunun potansiyometrik ve spektrofotometrik yöntemle incelenmesi
Potentiometric and spectrophotometric studies on the stepwise formation of cmoplexes of nicel (II) and iron (III) nitrites in aqueous solution
F. BEDİA ERİM
- Çift diyodlu simetrik olmayan bir gunn osilatörünün çalışma karakteristiklerinin teorik ve deneysel incelenmesi
Theoretical and experimental analysis of an asymmetrically loaded two-diode gunn oscillator
CEVDET IŞIK
Doktora
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. BİNGÜL YAZGAN
- Bir tip merminin hareketinin deneysel incelenmesi ve dış balistikte teorik bir yaklaşım
Theoretical and experimental investigation on external ballistic characteristics of a projectile
MEHMET AKÇAY
- Hidrolik kontrol valflerinde çalışma kuvvetleri
Operating forces in hydraulic control valves
MUSTAFA İNAL
- Kuvvetli atıkların yukarı akışlı havasız filtrelerde arıtım kinetiği
Kinetics of strong waste treatment by anqerobic upflow filters
M.ATALAY TİMUR