Theses supervised by Prof. Dr. İsmail Teke
10 theses · Yıldız Technical University
Standart bir odanın radyant soğutulması durumunda havalandırmanın konfora etkisinin incelenmesi
Isıl konfor basit olarak insan ile ortam arasındaki enerji dengesine dayanmaktadır. İnsan vücudu sıcak bir ortamda bulunduğu sırada ısı kaybetmek için terleme durumuna, soğuk ortamda bulunduğu sırada ise ısınmak için titreme durumuna geçer. Bu nedenle günlük hayatta ısıl konfor insanların yaşam kalitesini oldukça etkilemektedir. Isıl konfor hesaplama metodu Fanger'in 1970 yılında geliştirmiş olduğu PMV-PPD yöntemine dayanmaktadır. Radyant panel sistemleri kullanılarak yapılan ısıtma ve soğutma diğer konvensiyonel sistemler kullanılarak yapılan ısıtma ve soğutmaya göre daha iyi ısıl konfor değerleri sunmaktadır. Taze hava ihtiyacı sağlamak ve odadaki hava kalitesini artırmak için ise havalandırma sistemleri radyant panel sistemleriyle birlikte kullanılmaktadır. Bu çalışmada, tüm bu durumlar göz önüne alınarak radyant panel kullanılarak yapılan soğutma durumunda havalandırmanın ısıl konfora etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla zemin alanı 24 m2 (6.00 m x 4.00 m) ve yüksekliği 3.00 m olan, iki yüzü dış duvar, iki yüzü iç duvar olarak kabul edilmiş standart bir oda modeli tasarlanmıştır. Tasarlanan bu model üzerinde pasif havalandırmasız sadece radyant panel sistemi kullanılarak soğutma ve farklı havalandırma durumlarıyla desteklenen radyant panel sistemli soğutma durumları ANSYS – Fluent yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Isı perdeli havalandırma sistemi kullanılarak yapılan soğutma, pencereden gelen ısı geçişini engellemiş, paneller vasıtasıyla çekilmesi gereken ısı oranını azaltmıştır. Panellere tanımlanan ısı akısının -16 W/m2 olduğu ısı perdeli havalandırma durumu, tavandan havalandırmalı -14 W/m2 ısı akılı durum, havalandırmasız -18 W/m2 ısı akılı olan durum ve yine havalandırmasız -22 W/m2 ısı akılı olan durum ASHRAE 55 ve ISO 7730 standartlarına göre konforsuz bulunmuşlardır. En iyi ısıl konfora sahip durumlar, ısıl perdeli havalandırmalı soğutma durumunda panellere tanımlanan -18 W/m2 ısı akılı ve -20 W/m2 ısı akılı olan durumlardır.
İki fazlı akışlara sayısal yöntemlerin uygulanması
Endüstride sıklıkla rastlanan gaz ? sıvı akış rejimleri üzerinde uzun yıllardır çalışılmaktadır. İki fazlı akışlarda sayısal yöntemler deneysel yöntemlere bir alternatif olarak araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Ancak bu teknoloji iki fazlı akışların analizi konusunda henüz olgunluğa erişmemiştir. Bu çalışmada da sonlu hacim metodu tabanlı Fluent Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği yazılımı ile Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği teknolojisinin iki fazlı akışlara uygulanabilirliği incelenerek iki fazlı basınç düşüşleri hesaplanmış ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Ele alınan akışkan R134a'dır ve bu akışkanın yatay borudaki iki fazlı akış karakteri incelenmiştir. İki fazlı basınç düşüşlerinin sayısal yöntemlerle hesaplanabilmesi özellikle iklimlendirme ekipmanlarının dizaynında ve yeni soğutucu akışkanlarla yapılacak çalışmalarda araştırmacılara büyük fayda sağlayabilir. İkincil olarak ta halka akışta güncel araştırmalara konu olan fazlararası arayüzey dinamiği incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği teknolojisinin iki fazlı akışlar için uygulanabilirliği değerlendirilmiş ve sonuçların optimizasyonu için öneriler yapılmıştır. Anahtar kelimeler: HAD, İki fazlı akış, Halka akış, Basınç Düşüşü,R134a.
Soğutucularda kondenser performansının iyileştirilmesi
Bu doktora tez çalısmasında, serbest tasınım sartlarında yatay borudan ısı geçisi deneysel ve sayısal olarak, aynı borudan es zamanlı ısı ve kütle geçisi ise deneysel olarak incelenmistir. Tez çalısması sekiz ana bölümden olusmaktadır. Birinci bölümde çalısmaya baslama nedenleri ve ulasılmak istenen sonuçlar genel olarak açıklanarak konuya giris yapılmıstır. ?kinci bölümde konu ile ilgili önceki arastırmacıların yayınları değerlendirilmistir. Üçüncü bölümde tez konusu kapsamındaki temel kavramlara değinilerek kullanılan hesap yöntemi açıklanmıstır. Hava su buharı karısımının ideal bir gaz karısımı olduğu ve boru etrafındaki akısı olusturan potansiyelin sıcaklık ve derisikliğe bağlı yoğunluk farkından meydana geldiği esas alınarak bir hesap tablosu olusturulmustur. Dördüncü bölümdeki sayısal çalısmada; kütle geçisinin bulunmadığı serbest tasınım sartlarında ısı geçisi için çözüm yapılmıstır. Sayısal olarak elde edilen ısı geçis miktarları, Nusselt sayıları ve yüzeydeki ısı tasınım katsayıları deneylerden bulunanlarla karsılastırılmıs ve ortalama sapma değerleri hesaplanmıstır. Sayısal Nu sayıları kullanılarak Nu=c.Ran formunda korelasyon olusturulmus ve önceki arastırmacılar tarafından önerilen korelasyonlarla karsılastırılmıstır. Sonuçların literatürle uyumlu olduğu görülmüstür. Sayısal çalısmalar için Fluent 6.0 CFD programı kullanılmıstır. Ayrıca bu bölümde serbest tasınımda kritik kaplama (ısı yalıtım) kalınlığı incelenmis ve kritik çapın, ısı tasınım katsayısının değisiminin dikkate alınarak belirlenmesi gerektiği sonucuna varılmıstır. Besinci bölümde; Arçelik A.S'nin Arastırma ve Gelistirme Merkezindeki sartlandırılmıs hassas odada gerçeklestirilmis deneysel çalısmalar açıklanmıstır. Deneysel çalısmalar, üç ana kısımdan olusmaktadır. Birinci kısımda; serbest tasınım sartlarında ve sabit dıs ortam sıcaklığında, çapı kritik çaptan küçük olan iki farklı çaptaki yatay boru için verilen elektriksel enerjiler ölçülerek ısı tasınım katsayıları belirlenmistir. Deneyler farklı dıs ortam sıcaklıklarında (10-20-30-40-50 0C) yüzey sıcaklıkları (20-30-40-50-60 0C) değistirilerek tekrarlanmıstır. ?kinci kısımda; boru yüzeyine, boru yalıtım çapı kritik çap değerinin altında kalacak kalınlıkta kaplama yapılarak kaplamasız boru deneylerindeki sartlarda deneyler tekrarlanmıs ve elektriksel enerjiler ölçülerek ısı tasınım katsayıları belirlenmistir. Deneysel çalısmanın üçüncü kısmında; kaplama malzemesi ıslatılarak buharlasma ile yüzeyde es zamanlı ısı ve kütle geçisi sağlanmıstır. Isı ve kütle geçisinin belirlenmesi için verilen elektrik enerji ve buharlasan su miktarları ölçülerek, ısı ve kütle tasınım katsayıları belirlenmistir. Ayrıca derisiklik farkının ısı ve kütle tasınımı üzerindeki etkisini analiz edilebilmek için deneyler üç farklı bağıl nem değerinde yapılmıstır. Hazırlanmıs olan hesap tablosunda, toplam yoğunluk farkına bağlı tek bir Grashof sayısı tanımlanarak Ra, Raı değerleri Gr'a göre hesaplanmıstır. Ayrıca ölçülen elektrik enerjisi ve buharlasan su miktarları kullanılarak Nu, Sh sayıları deneysel olarak belirlenmistir Altıncı bölümünde yatay borunun her üç durumu için benzer sartlarda ölçülen ısı geçis miktarları karsılastırılmıs ve değisim grafikleri çizilmistir. Deneysel çalısmanın birinci ve ikinci kısmında elde edilen deneysel veriler kullanılarak her deney için hesaplanan Nu ve Ra değerleri ile serbest tasınım sartlarında yatay borudan ısı geçisi için 7,462.101< Ra <8,593.103 aralığında NuD=0,898.Ra0,201 korelasyonu önerilmistir. Yeni korelasyon, önceki arastırmacılar tarafından tanımlanan genel kabul görmüs korelasyonlar ile karsılastırıldığında yeni korelâsyonun literatürle uyumlu olduğu görülmüstür. Deneysel çalısmanın üçüncü kısmında elde edilen deneysel veriler kullanılarak Nu,Ra ve Sh, Raı değerleri ile serbest tasınım sartlarında yatay borudan es zamanlı ısı ve kütle geçisi için 7,405.102 < Raı <1,0269.104 aralığında ShD = 0,751.Raı 0.181 ve 8,543.101 < Ra <1,1794.104 aralığında NuD = 0,258.Ra0,313 korelasyonları elde edilmistir. Yedinci bölümde belirsizliklerin tespiti yapılmıs ve sekizinci bölümde sonuçlar değerlendirilerek öneriler sunulmustur. Anahtar kelimeler: Yatay silindir, serbest tasınım, ısı geçisi, es zamanlı ısı ve kütle geçisi
Soğutma sistemlerinde sistem bileşenlerinin termodinamiksel toplam performansa etkilerinin incelenmesi
Enerji kaynaklarının hızla azalması ve buna paralel olarak enerji maliyetlerinin artması, birçok gelişmiş ülkenin ve önde gelen global şirketlerin enerji ile ilgili stratejilerini güncellemesine ve bu bağlamda yeni atılımlar ve çalışmalar yapılmasına neden olmuştur. Bu durum, bilim dünyası tarafından da yakın geçmiş içerisinde yapılan araştırmalarla ortaya konmaktadır. Özellikle Avrupa Birliği içerisinde toplumları bilinçlendirmek adına enerji verimliliğinin arttırılması ve dolayısıyla enerji tüketiminin azaltılması hedeflenerek gerek hükümetler kanalıyla gerekse bağımsız sivil toplum kuruluşlarının katılımıyla yeni birçok düzenleme ve yönerge yayımlanmaktadır. Bu gelişmeler, enerji verimliliğinin söz konusu olduğu sistemlerde yenilikçi fikirlerin, uygulamaların ve optimizasyonların geliştirilmesi gerekliliğini de beraberinde getirmiştir.Bu yüksek lisans tez çalışmasında buhar sıkıştımalı bir soğutma sisteminde soğutma sistemini oluşturan temel bileşenlerin performans değerlerinin değişimi ile farklılaşan çalışma koşullarının sistem performansına etkileri tespit edilmiştir.Tez çalışması sekiz ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri ve çalışma sonucunda hedeflenen sonuçlar genel olarak açıklanmıştır.İkinci bölümde, konu ile ilgili olarak gerçekleştirilen literatür araştırmasını kapsamaktadır. Literatür araştırması çerçevesinde konu ile ilgili olarak herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu sebeple tez çalışmasında yer alan literatür araştırması soğutma sistemlerinin genel çalışma prensiplerini ortaya koymak üzere seçilen çalışmalardır. Üçüncü bölümde ise, buzdolaplarının çalışma prensipleri ve buzdolabını oluşturan komponentlerin kuramsal incelemeleri yer almaktadır.Dördüncü bölümde, tez çalışmasında kullanılan deney tesisatı ve devreleri detaylı olarak açıklanmıştır. Daha sonra deneylerin hazırlanma evreleri ve belirsizliklerin tespiti yapılmıştır.Beşinci bölümde, deneysel çalışmalarda sistem çalışma koşullarının değiştirilmesi amacıyla kullanılan buzdolabı komponentlerinin öngörülen toleransları ve bu toleransların komponentler üzerinde meydana getirdiği etkilerin tespitinde gerçekleştirilen teorik ve deneysel çalışmalar yer almaktadır.Altıncı bölümde sistem performansını irdelemek üzere kullanılan temel kavramlar yer almaktadır.Yedinci bölümde, deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen buharlaşma ve yoğuşma basıncının, aşırı soğuma ve aşırı kızma miktarlarının ve kompresör performansının soğutma sistemi üzerine olan etkisi Buckingham teoremi kullanılarak incelenmiştir. Buckingham teoremi kullanılarak boyutsuzlaştırılan değişkenler ile sistem performansı arasındaki ilişkinin genelleştirilebilmesi amacıyla, doğrusal en küçük kareler regresyon algoritması kullanılarak bir ampirik korelasyon modeli oluşturulmuştur.Sekizinci ve son bölümde sonuçlar değerlendirilerek öneriler sunulmuştur.
Ev tipi fırınlarda pişirme kalitesini iyileştirecek, pişirme sürelerini kısaltacak hibrit fırın çalışmaları
Günümüzdeki teknolojik gelişmeler paralelinde, özellikle zaman çok önemli bir kavram haline gelmiştir. Dolayısı ile beyaz eşya sektöründe de hızlı soğutma, hızlı ısıtma, hızlı pişirme gibi süre kısaltıcı özellikler önem kazanmıştır.Bu tabloya ev tipi pişirici cihazlar açısından bakıldığında hızlı pişirmeye yönelik birçok çalışmanın olması dikkat çekmektedir. Bu çalışmaların odak noktasında genellikle farklı pişirme tekniklerinin belli algoritmalar eşliğinde birleştirildiği hibrit fırın çalışmalarının bulunduğu görülmektedir. Pişirme teknolojisinde yeni bir çalışma konusu olan kızıl ötesi, mikrodalga, konvansiyonel (statik, turbo) ve buhar ile pişirme yöntemlerinden bir veya birkaçının birlikte kullanılmasına genel olarak hibrit pişirme yöntemleri adı verilmektedir.Bu tezin amacı kısa dalga kızıl ötesi halojen lambaların belli gıda tipleri için pişirme karakteristiklerinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi ve bu yöntemin konvansiyonel ısıtıcılar ile hibrit bir yöntem şeklinde uygulanabilirliğinin ortaya çıkarılmasıdır. Bu amaçla kısa dalga kızıl ötesi lambalar ile ilgili piyasa ve literatür araştırmaları yapılmış ve fırınlara uygulanabilir tipleri belirlenmiştir. Ayrıca ısıtıcı olarak kullanılacak lambaların fırına uygulanması konusunda gerekli olacak reflektör tasarım çalışmaları ve koruma camı olarak kullanılacak kısa daga ışınım geçirgenliği yüksek koruma camı belirleme vb. gerekli komponentlerin ortaya çıkarılması çalışmaları yapılmıştır. Gerçekleştirilen çalışmalar sonucu kavramsal fırın prototipi oluşturulmuş ve belirlenen gıda tipleri için hızlı pişirme algoritmaları oluşturulmuştur.
Kılcal reometrenin otomatik kontrol sisteminin tasarlanması ve hesaplama programının yazılması
Plastiklerin endüstriyel üretim koşulları altındaki akış davranışlarının tespitinde reoloji önemlidir.Plastiklerin reolojik özelliklerinin tespitinde döner ve kılcal olmak üzere genel olarak iki gruba ayrılan reometreler kullanılır. Genellikle döner reometreler plastiklerin düşük kayma oranlarındaki akış ve elastiklik özelliklerini belirlemek için, kılcal reometreler ise plastiklerin döner reometrelerin ölçtüğü kayma oranlarından daha yüksek kayma oranlarındaki akış davranışını belirlemek için kullanılırlar.Bu çalışmada, plastiklerin akış özelliklerini tespit edebilmek için Dizayn Grup firmasının desteği ile tasarlanıp, imal edilmiş olan kayma oranı kontrollü kılcal reometrenin otomatik kontrol sistemi tasarlanmış, görünen kayma hızı, kayma miktarı, ortalama kayma gerilmesi, görünen kayma viskozitesi, düzeltilmiş kayma hızı, düzeltilmiş kayma viskozitesi ve üst kuralı çarpanının hesaplanması için simulink ile bir hesaplama programı yazılmıştır. Daha sonra bu program verilerin bilgisayar tarafından otomatik olarak toplanabilmesine olanak tanımadığı için bir başka program daha yazılmıştır. Bu son program simulink ile yazılan veri toplama yazılımından ve verilerin işlenip gerekli hesaplamaların yapılmasını sağlayan matlab kodlarından olmak üzere iki parçadan oluşmaktadır.Sistem bir silindir, piston, ısıtma ve sıcaklık kontrol aygıtları, basınç sensörü, hız sensörü ve kalıptan(die) oluşmaktadır. Bu reometrede ihtiyaç duyulan sabit piston hızı bir basma-çekme test cihazından sağlanmış, test cihazı başka testlerde de kullanıldığı için üzerinde bir değişiklik yapılması istenmemiş ve bu nedenle silindir boyunca oluşan basınç ve basma hızı değerleri reometreye yerleştirilen sensörle yazılan program tarafından otomatik olarak bilgisayara aktarılmıştır. Benzer işlemler kalıp boyları değiştirilerek tekrarlanmış ve elde edilen bütün bu veriler hesaplama programı kullanılarak gerekli hesaplamalar yapılmış ve elde edilen sonuçlar rakamlarla ve grafiklerle ekranda gösterilmiştir.Elde edilen sonuçlar Sabancı ve Orta Doğu Teknik Üniversitesi laboratuarlarında Malvern ve Dynisco firmalarının reometre sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve üç reometreden elde edilen sonuçların birbirinden maksimum %1 saptığı gözlenmiştir. Verilerin yakın olması yurt dışından çok yüksek fiyatlarla ithal edilen reometrelerden yaklaşık onbeş kat daha ucuz olarak ülkemizde üretilebileceği sonucuna varılmıştır.Anahtar Kelimeler: Kılcal reometre, veri toplama, MATLAB, programlama, LabView.
Kapalı bir kavitede çoklu yüzeylerden gerçekleşen ısı transferinin zamana bağlı olarak incelenmesi
Bu çalışmada, bir soğutucunun taze gıda hacmi içinde bulunan kapalı kavite 0°C bölmesinin çoklu yüzeylerden olan ısı transferinin incelenmesi amacı ile kurulan parametrik deney düzeneği ile; farklı komşu yüzey sıcaklıkları ve farklı soğuk hava debileri karşısında zamana bağlı soğuma durumları ve saçınıklıklar tespit edilmiş, kapalı kavite içindeki sıcaklık dağılımı belirlenerek doğal taşınım dinamikleri irdelenmiştir. Çalışma sonucunda; yüksek debide soğuk hava kullanımı ve komşu yüzey sıcaklığının hedef sıcaklığına yakın tutulmasının soğutma süresini kısalttığı sonucuna varılmıştır.Kavitenin komşu yüzey sıcaklığının artması kaviteden çekilen qnet'in azalmasına neden olurken, artan ortalama ısı transfer katsayısına paralel olarak Nu sayıları ve buna bağlı doğal taşınım ısı transferi artmaktadır. Kavite CFD analizlerinde belirlenen sıcaklık dağılımları ile deneysel çalışmalar birbirini doğrulamış, ayrıca bölme içinde saat yönünün tersine bir akış döngüsünün olduğu analizler ile belirlenmiştir. Tez çalışması altı ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri ve çalışma sonucunda hedeflenen sonuçlar genel olarak açıklanmış, yüksek lisans tezi kapsamında gerçekleştirlen literatür araştırması paylaşılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde, tez çalışmasında kullanılan deney tesisatı ve ekipmanları detaylı olarak anlatılmış, deneysel çalışmalarda izlenen yol açıklanmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde, deneysel çalışmalar anlatılmış, soğutma süresi ve sıcaklık saçınıklığı parametereleri boyutsuzlaştırılarak birbirleri ile olan ilişkileri açıklanmıştır. Daha sonra ise belirlenen parametrik koşullar için analiz edilen detaylı soğutma performanslarının sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışmanın dördüncü bölümünde, çalışma konusu kapalı kavite için Termodinamiğin I. Yasası uygulanmış ve kavite içinde gerçekleşen doğal taşınım dinamikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçların birbirleri ile olan karşılaştırmaları yapılarak farklı koşullar için parametrik deneylerden ortaya çıkan ilişkiler ve bunların mertebeleri tespit edilmiştir. Çalışmanın beşinci bölümünde, deneysel verilerden elde edilen sıcaklık dağılımları SigmaPlot programı ile işlenmiş ve görselleştirilmiştir. Daha sonra FLUENT® yazılımı ile mevcut koşulları için zaman bağlı olarak gerçekleştirilen doğal taşınım analizi paylaşılmış ve elde edilen CFD analiz sonuçları deneysel sonuçlarla karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Bununla birlikte CFD ile belirlenen kavite içi akış karakteristiklerine ait görseller paylaşılmıştır. Çalışmanın altıncı ve son bölümünde gerçekleştirilmiş deneysel çalışmaların sonuçları değerlendirilerek öneriler sunulmuştur.
Kapalı bir kavitede çoklu yüzeylerden gerçekleşen ısı transferinin zamana bağlı olarak incelenmesi
Bu çalışmada, bir soğutucunun taze gıda hacmi içinde bulunan kapalı kavite 0°C bölmesinin çoklu yüzeylerden olan ısı transferinin incelenmesi amacı ile kurulan parametrik deney düzeneği ile; farklı komşu yüzey sıcaklıkları ve farklı soğuk hava debileri karşısında zamana bağlı soğuma durumları ve saçınıklıklar tespit edilmiş, kapalı kavite içindeki sıcaklık dağılımı belirlenerek doğal taşınım dinamikleri irdelenmiştir. Çalışma sonucunda; yüksek debide soğuk hava kullanımı ve komşu yüzey sıcaklığının hedef sıcaklığına yakın tutulmasının soğutma süresini kısalttığı sonucuna varılmıştır.Kavitenin komşu yüzey sıcaklığının artması kaviteden çekilen qnet'in azalmasına neden olurken, artan ortalama ısı transfer katsayısına paralel olarak Nu sayıları ve buna bağlı doğal taşınım ısı transferi artmaktadır. Kavite CFD analizlerinde belirlenen sıcaklık dağılımları ile deneysel çalışmalar birbirini doğrulamış, ayrıca bölme içinde saat yönünün tersine bir akış döngüsünün olduğu analizler ile belirlenmiştir. Tez çalışması altı ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri ve çalışma sonucunda hedeflenen sonuçlar genel olarak açıklanmış, yüksek lisans tezi kapsamında gerçekleştirlen literatür araştırması paylaşılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde, tez çalışmasında kullanılan deney tesisatı ve ekipmanları detaylı olarak anlatılmış, deneysel çalışmalarda izlenen yol açıklanmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde, deneysel çalışmalar anlatılmış, soğutma süresi ve sıcaklık saçınıklığı parametereleri boyutsuzlaştırılarak birbirleri ile olan ilişkileri açıklanmıştır. Daha sonra ise belirlenen parametrik koşullar için analiz edilen detaylı soğutma performanslarının sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışmanın dördüncü bölümünde, çalışma konusu kapalı kavite için Termodinamiğin I. Yasası uygulanmış ve kavite içinde gerçekleşen doğal taşınım dinamikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçların birbirleri ile olan karşılaştırmaları yapılarak farklı koşullar için parametrik deneylerden ortaya çıkan ilişkiler ve bunların mertebeleri tespit edilmiştir. Çalışmanın beşinci bölümünde, deneysel verilerden elde edilen sıcaklık dağılımları SigmaPlot programı ile işlenmiş ve görselleştirilmiştir. Daha sonra FLUENT® yazılımı ile mevcut koşulları için zaman bağlı olarak gerçekleştirilen doğal taşınım analizi paylaşılmış ve elde edilen CFD analiz sonuçları deneysel sonuçlarla karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Bununla birlikte CFD ile belirlenen kavite içi akış karakteristiklerine ait görseller paylaşılmıştır. Çalışmanın altıncı ve son bölümünde gerçekleştirilmiş deneysel çalışmaların sonuçları değerlendirilerek öneriler sunulmuştur.
Buzdolabı kabin dibinde enerji tüketimini azaltmaya yönelik alternatif yoğuşturucu çalışmaları
Endüstri devriminden itibaren teknolojinin hızla gelişmesi, gereksinimleri sağlama adına yüksek enerji ihtiyacını beraberinde getirmiştir. Enerji ihtiyacı karşılama adına birincil olarak karbon emisyonu yüksek değerdeki doğal kaynakların kullanılması takibinde elektrik enerjisine ulaşılmaktadır. Son yüz yılda iletişim ağı gelişiminin de etkisiyle tüketici talepleri farklı kategorilerde yayılmış ve tüketimin artmasıyla enerji gereksinimi de artmıştır. Tüketicinin temel gereksinim kategorilerinden, beyaz eşya sektöründen buzdolaplarında ise çevreci ve düşük enerji ile çalışan buzdolabı üretim yarışı günümüzde büyük kâr marjı olan bir alanda yer almaktadır. Beyaz eşya grupları üzerine çalışılan teknoloji, ısıtma-soğutma ve otomotiv gruplarıyla benzerlik göstermekte ve birinin ürün grubunun gelişimi ile diğer bir ürün grubunda yapılacak gelişimin önü açılmaktadır. Tez çalışma konusu dahilinde buzdolabının birim soğutma sağlamak için harcadığı enerji miktarını düşürme amaçlanmıştır. Bu amaçla buzdolabı kabin dibinde yer alan elemanlar üzerinde tasarımsal ve yapısal değişiklikler yapılmıştır. Bu amaçla ilk olarak sadece kabin dibi kapağı değiştirilerek ve hava yönlendirmeleri kullanılarak 11 farklı durum incelenmiştir. İkinci olarak ise minikanal yoğuşturucular farklı kabin dibi kapakları ve hava yönlendirmeleri ile beraber kullanılmıştır. Üç farklı minikanal yoğuşturucu kullanımı ile çeşitli kabin dibi kanatları ve hava yönlendirmeleri ile oluşturulan 6 farklı durum için sonuçlar elde edilmiştir. Minikanal yoğuşturucu kullanımı ile %5 dolaylarında enerji tasarrufunun yanında kabin dibinde orijinal kondenserin kapadığı hacmin %80 oranında düşürülmesi, malzeme tasarrufu ve toplam basınç düşüşü %50 dolaylarında azaltılmıştır. Minikanal yoğuşturucular için deneysel basınç düşüşü verileri ile literatür taramasında tespit edilen basınç düşüşü korelasyonları ve CoilDesigner programı hesapları karşılaştırılmıştır. Son olarak, tasarlanacak minikanallarda minikanal bükümü üç nokta eğme testlerinde farklı çaplarda denenmiş ve deformasyon başlangıç değeri tespit edilmiştir.
Dünya yüzeyine gelen güneş enerjisinin modellenmesi
Güneş enerjisi yaşam için ana enerji kaynağıdır. Güneş enerjisi mühendislik uygulamalarında, enerji sektöründe ve mimari tasarımlarda önemli rol oynamaktadır. Bu değerin bilinmesi ölçüm ile mümkündür. Özellikle, gelişmekte olan ülkelerde kurulum, bakım, onarım ve kalibrasyon gerekliliklerinden dolayı güneşlenme ölçümlerinin yapılmadığı durumlara rastlanmıştır. Bazı meteoroloji istasyonlarında ana parametrelerin ölçümleri yapılırken güneşlenme rasadı ölçümlerinin alınmadığı görülmektedir. Belirli büyük meteoroloji istasyonlarında güneşlenme rasadı ölçümleri yapılırken, daha küçük yerleşim yerlerinde yer alan istasyonlarda bu verilerin olmadığı durumlara rastlanmıştır. Güneşlenme ölçümlerinin yapılmadığı bölgelerde veya veri setinde eksikliklerin olduğu durumlarda yer yüzeyine düşen güneş ışınımı değerini elde etmek için tahmin modelleri kullanılmaktadır. Bu modeller, ölçümü yapılan diğer meteorolojik parametreler yardımıyla tahmine imkân sağlamaktadır. Literatürde yer alan tahmin modelleri genellikle belirli coğrafi bölgeler için üzerinde çalışılmış matematiksel ifadelerdir. Literatürdeki çoğu çalışmanın uygulanması belli bölgelerle sınırlı kalmış ve modeller bu bölgeler dışında uygulanıp doğrulanmamıştır. Çoğu durumda, kullanıcı bir tahmin modelini kullanırken kendi deneysel katsayılarını çıkartarak modelleri önceden işlemesi ve kalibre etmesi gerekmektedir. Literatürde Türkiye için uygulanabilir ve kullanıma hazır tahmin modelleri konusunda eksiklikler bulunmaktadır. Tez kapsamında, farklı meteorolojik parametreler kullanılarak güneş enerjisi hesaplamaları için tahmin modelleri geliştirilmiştir. Bu modeller kullanıma hazır bir şekilde verilmiş ve Türkiye coğrafyasının büyük bir bölümü için kullanılabilir hale getirilmiştir. Tez kapsamında geliştirilen yedi adet model, literatürdeki modellerle kıyaslanmıştır. Ayrıca bu modeller dünyadaki başka bölgeler için de uygulanmış ve modellerin performansları farklı coğrafyalar için de görülmüştür.