15
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
3 tepsili endüstriyel gıda fırınının pişirme hacmi içindeki momentum ve ısıl mekanizmalarının farklı çalışma şartlarında nümerik incelenmesi
Bu çalışmanın amacı öncelikli olarak 3 tepsili endüstriyel gıda fırınında pişirme verimi artırmak üzere kullanılan fan ve ısıtıcıların pişirme üzerindeki etkisini nümerik incelemektir. Çalışma bilgisayar ortamında parametrik olarak iki farklı ısıtıcı ve iki farklı fan eğrisine sahip fan ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan ısıtıcılar 1 ve 1,5 kw değerindedir. Fanlar ise aynı basınç farkı durumunda farklı debilerde akış sağlamaktadır. Fanların üfleme ağızları fırının arka tarafına üst üste paralel şekilde konumlandırılmıştır. Arkadan üflenen havanın fırının ön camına çarptıktan sonra tepsi rafları ile fırın kabini arasında bulunan boşluktan emişi gerçekleştirilerek hava çevrimi sağlanmaktadır. Yukarıda belirtilen parametreler dışında fırının pişirme veriminin artırılması amacı ile fanların üfleme ağızlarının olduğu fırının arka yüzeyinde hareketli dikey kanatlar konumlandırılmıştır. Bu kanatlar pişirme sırasında belirli bir açıda hareket ederek fırın içindeki havanın nispeten daha soğuk olan bölgelerine ulaştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada dikkate alınan diğer konu ise bu kanat hareketinin pişirmeye olan etkisidir. Bahsedilen unsurların etkisi ise tepsi yüzey sıcaklıklarının tespiti ile değerlendirilmektedir. Kanat açısının tepsi sıcaklığına olan etkisi bazı senaryolarda seçilen bölgelerde 5°C'ye kadar olumlu katkı sağlarken, bazı senaryolarda seçilen bölgelerde 5°C'ye kadar düşme gözlemlenmiştir. Bunun haricinde ısıtıcı ve fan kombinasyonlarının verime olan etkisinin olumlu olabilmesi için uyum halinde olması gerektiği görülmüştür. Düşük debili fan ve düşük kapasiteli ısıtıcı olan fırındaki en yüksek ve en düşük sıcaklık farkı 5,40°C derece iken fan debisinin yükseltilmesi bu farkı 3,61°C indirmektedir fakat ısıtıcı kapasitesinin yükseltilmesi ise sıcaklık farkını 5,91°C' ye kadar yükseltmektedir.
Kompresörlü soğutma sisteminde aşırı soğutma, aşırı kızdırma ve aşırı kızgınlık giderme parametrelerinin enerji ve ekserji analizi üzerinde etkisi
Ürünlerimizin dış ortamdan aldığı ısı ile birlikte kullanılamayacak hale gelmesini engellemek için buzdolapları kullanılır ve bunun için belli bir elektrik enerjisi harcar. Dünyada hızla artan küresel ısınma ile birlikte enerji verimliliği çalışmaları başlamıştır. Kullanılan soğutucu akışkanın küresel ısınma potansiyeli (GWP) değeri ve buzdolabının tükettiği elektrik enerjisi değerlendirilir ve en verimli şekillerde üretimi için belirli standartların belirli maddelerine uyulması gereklidir. Bu çalışmada dikey dondurucu olarak kullanılan tek kapılı bir buzdolabında sistemin enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Sistem üzerindeki aşırı kızdırma, aşırı soğutma, aşırı kızgınlık giderme parametreleri gözlemlenerek sistemin verimi incelenmiştir. Sistem üzerindeki soğutucu akışkan miktarı, akışkan debisi, buhar kabındaki su sıcaklığı gibi parametreler ile enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Uygulanan testler sonucunda aşırı kızdırma değeri arttıkça sistemdeki verimin azaldığı, aşırı soğutma ve aşırı kızgınlık giderme arttıkça ise verimin arttığı görülmüştür. Aşırı kızdırmadaki %36–80 azalma, güçte %0,08–5.1 azalmaya yol açarken; aşırı soğutmadaki %2.6–22 yükseliş, gücü %0.4–8.5 seviyelerinde azaltmıştır. Aşırı kızgınlık giderme yükselişi de %5–9 güç azalmasıyla birlikte Enerji Verimlilik Değeri (EER) değerini 1.5–2.0 seviyelerinden 2.8–3.1'e yükseltmiştir. Genel olarak bakıldığında, düşük aşırı kızdırma (2–3 K), yüksek aşırı soğutma ve etkin kızgınlık giderme koşullarında sistem hem enerji hem ekserji açısından en verimli şekilde çalışmıştır.
İki kademeli buhar sıkıştırmalı mekanik soğutma çevriminin enerji ve ekserji analizleri ile incelenmesi
Bu tezde, bir soğuk hava tesisinin 2 kademeli buhar sıkıştırmalı mekanik çevrimi, enerji ve ekserji kavramları açısından incelenmiştir. Deneyler, soğuk hava tesisinin sekiz adet soğuk hava odasında sistem denge halindeyken gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık ve basınç verileri, termo çiftler ve basınç sensörleri vasıtası ile önceden belirlenmiş giriş-çıkış bölgeleri ve bazı önemli çevrim noktalarından toplanmıştır. R-717 soğutucu akışkanın hacimsel debisi bir ultrasonik debimetre ile sıvı hatlarından ölçülmüştür. Daha sonra, soğutucu akışkan R-717'nin entalpi, entropi ve özgül hacmi deneyler ve EES yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. Deneyler ve analizler sonucunda, soğutma sistem bileşenlerinin enerji ve ekserji kayıpları bulunmuş ve birbirleri ile karşılaştırılmıştır. En fazla kayıpların evaporatör ve kompresörlerde olduğu tespit edilmiştir. Evaporatif kondenser, evaporatör ve kompresörlerden sonra en yüksek kayıplara sahip bileşendir. Ayrıca, Amonyak pompalarının kayıpları da önemli bir miktardadır. Sonuç olarak, sistemin birinci ve ikinci yasa verimleri sırasıyla %63.71 ve 33.64 bulunmuştur.
Havadan havaya ısı geri kazanım cihazları için ts en 308 standardına göre test düzeneği tasarımı
Bu tez çalışmasında, havadan havaya ısı geri kazanımı yapan ısı geri kazanım cihazlarının TS EN 308 standardına göre sıcaklık oran testlerinin yapılabileceği bir test düzeneği tasarlanmış ve üretilmiştir. Üretilen test düzenekleri kullanılarak bir ısı geri kazanım cihazı üzerinde sıcaklık oran testleri yapılmıştır. Testler sonunda kurulan düzenekten elde edilen verilerin TS EN 308 standardı için gerekli asgari ölçüm standartlarını sağladığı görülmüştür.
Bir absorpsiyonlu soğutma sisteminin ısıl analizi ve tasarımı
Bu çalışmada tek etkili bir absorpsiyonlu soğutma sisteminin ısıl analizi ve tasarımı yapılmıştır. Sistem akışkanı olarak LiBr ? H2O akışkan çifti kullanılmıştır. Absorpsiyonlu sistemin her bir elemanı, ters akışlı ve gövde-boru tipli bir ısı değiştiricisi olarak modellenmiştir. Sistemin her bir noktasındaki entalpi, sıcaklık, basınç ve kütlesel debi gibi termodinamik özellikler hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, tablolar halinde verilmiştir. Termodinamik hesaplamalar sonucunda elde edilen verilerle sistem elemanlarının boyutlandırılması gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen boyutlandırma sonuçları tablolar halinde verilmiştir. Sistem elemanlarından absorber ve evaporatörde düşey borular üzerinden film akışının sağlanabilmesi için özel klavuz yapısı tasarlanmıştır. Tasarlanan bu yapılar çalışmada detaylı olarak verilmiştir. 7,5 kW soğutma kapasitesine sahip tek etkili LiBr ? H2O absorpsiyonlu soğutma sisteminin tasarımı çalışma kapsamında tamamlanmıştır.
Bir enerji depolama sisteminin tasarimi ve çalişma parametrelerinin deneysel ve sayisal olarak incelenmesi
Ülkemizde ve Dünya'da yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımında yaşanan en büyük problemlerden birisi enerjinin sürdürülebilirliğidir. Rüzgâr ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen çevre dostu enerjinin sürdürülebilirliği konusunda enerji depolama sistemleri uygun bir çözüm yöntemi olarak birçok araştırmacı tarafından incelenmektedir. Enerji kaynağının bol olduğu dönemde kullanıma paralel olarak depolamanın yapılması ve daha sonra enerji kaynağının azalmasıyla birlikte depolanan enerjinin verimli bir şekilde geri kullanılması enerji devamlılığını büyük ölçüde gerçekleştirecektir. Enerji depolama, yenilenebilir enerji kaynaklarının sürdürülebilirliğinin yanı sıra, mevcut enerji sistemlerinin sürdürülebilir, verimli, ekonomik ve çevre dostu kullanımı açısında da önemlidir. İklimlendirme sistemleri açısından ele alınacak olursa, yaz aylarında gün içi yük yoğunluğu gece saatlerinde yapılacak soğu depolaması sayesinde azaltılabilir. Gece saatlerinde enerji maliyetinin gündüze göre ucuz ve dış ortam sıcaklığının düşük olması, soğutma sistemlerinde ekonomiklik ve verim artışı sağlayacaktır.Proje çalışmasında gizli ısı depolama sistemlerinin depolama ve geri kullanım dönemleri üzerine parametrik incelemeler yapılmıştır. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalar Tek Borulu Gizli Isı Depolama Sistemi (Tek Borulu GIDS) ve Serpatinli Gizli Isı Depolama Sistemi (Serpantinli GIDS) olmak üzere iki kısma ayrılmıştır. Tek borulu GIDS'de, faz değişim prosesi görece küçük bir hacimde incelenerek serpantinli sistem için çalışma ve tasarım parametreleri belirlenmiştir. Üç farklı boru malzemesi, iki farklı kovan çapı ve ayrıca ikincil akışkanın değişen giriş sıcaklıkları ve debileri için parametrik deneyler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, sistem içerisindeki sıcaklık değişimi, buz oluşumu ve doğal taşınım etkileşimlerini inceleyebilmek için özel olarak geliştirilen ölçüm kartları kullanılmıştır. Geliştirilen buz ölçüm yönteminin sonuçları fotoğraf ve ısıl çift ölçümleri ile karşılaştırılarak doğruluğu ortaya konulmuştur. Bunun yanında, tek borulu GIDS'de literatürden farklı olarak deneysel sonuçlar üzerinden kontrol hacmi yaklaşımı uygulanmış ve sistem içerisindeki sıcaklık ve buz yarıçapı değişimlerinin etkileri depolanan (veya kullanılan) enerji hesaplamalarına dâhil edilmiştir.Tek borulu GIDS'de gerçekleştirilen deney sonuçlarından yola çıkılarak, belirlenen kapasiteye uygun bir serpantinli GIDS tasarımı gerçekleştirilmiştir. Serpantinli GIDS'de tank içi faz değişimin homojen olmasını sağlamak amacıyla spiral yapıda, kaydırılmış sıralı ve karşıt akışlı bir serpantin tasarımı oluşturulmuştur. Sistemde depolamanın yanı sıra içten ve dıştan erime deneyleri farklı debi, sıcaklık ve ısıl yükler altında gerçekleştirilmiştir.
Hafif raylı sistem iklimlendirme ünitesi tasarımı
Bu çalışmada raylı sistemlerde klima sistemleri hakkında genel bir inceleme yapılmıştır. Raylı sistem iklimlendirme ünitesi soğutma hesaplamaları için 98 kişi taşıma kapasiteli ve yaklaşık 24 m uzunluğunda vagon ele alınmış ve incelenmiştir.Birinci bölümde giriş ve klima sistemlerinde temel kavramlar, ikinci bölümde ise tren klimalarında temel kavramlar hakkında genel bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde ise ısı kazancı hesaplanmıştır. Dördüncü bölümde vagon için uygun evaporatör dizaynı yapılmıştır. Beşinci bölümde uygun olan kondenser dizaynı yapılmıştır. Altıncı bölümde kompresörün seçimi yapılmıştır. Yedinci bölümde uygun expansion valf seçimi yapılmıştır. Sekizinci bölümde akışkan devresinin boru çapı hesaplanmıştır. Dokuzuncu bölümde uygun kondenser fan seçimi yapılmıştır. Onuncu bölümde uygun evaporatör fan seçimi yapılmıştır. Onbirinci bölümde drier seçimi yapılmıştır. Son bölüm olan onikinci bölümde ise hava kanalı hesabı yapılmıştır.
Genleşme vanası karakteristiğinin soğutma sistemi performansına etkisi
Bu çalışmada kondenser tarafı hava soğutmalı olan bir su soğutma grubu, farklı hava giriş ve su giriş sıcaklıklarında çalıştırılmıştır. Evaporatör ve kondenser basınçlarına bağlı olarak soğutma kapasitesi ve etkinlik katsayısının değişimleri incelenmiştir. Kızgınlık değerinin genleşme vanası karakteristiğine bağlı olarak değişimi araştırılmış ve kızgınlık ve aşırı soğuma değerlerinin çalışma basınçlarına bağlı değişimi deneysel olarak incelenmiştir.
DEÜ Hastanesi jeotermal kaynaklı sıcaksulu ısıtma sisteminin hidrolik dengelenmesi
Bu çalışmada Dokuz Eylül Üniversitesi Uygulama ve Araştırma Hastanesi klima santralleri sıcak su dolaşım pompalarının sabit ve değişken devirli işletilmesi durumları için pompa enerji tüketimleri araştırılmıştır. Üç yollu kontrol vanası ve sabit devirli pompa kullanılan mevcut işletme durumunda oluşan enerji tüketimi hesaplanarak, iki yollu kontrol vanası ve değişken devirli pompa kullanılması durumunda oluşan enerji tüketim değeri ile karşılaştırılmıştır. İki yollu kontrol vanası kullanılması durumunda, su dönüş sıcaklığının mevcut duruma göre değişimi ve buna göre jeotermal akışkan tüketimindeki azalma ayrıca hesaplanmıştır.Sisteme sağlanan basınç sabit tutularak tüm sistemin değişken devirli merkezi pompa ile beslenmesi durumunda pompa güç ihtiyacındaki azalmanın %35, her bir ısıtma bölgesinin ayrı pompalarla beslenmesi durumunda ise %46 olduğu görülmüştür. Diğer bir seçenek olarak pompaların sağlanan basınç debi ile orantılı değişecek şekilde işletilmesi araştırılmıştır. Bu işletme koşulu ile ve tüm sistemin merkezi pompa ile beslenmesi durumunda pompa güç tüketimindeki azalma %83, her ısıtma bölgesinin ayrı pompa ile kontrol edilmesi durumundaki ise % 86 olarak hesaplanmıştır. Değişken devirli pompa ve iki yollu kontrol vanası kullanılması durumunda, yıllık ortalama su dönüş sıcaklığındaki düşüş 25ºC' a ulaşmakta ve jeotermal akışkan tüketimi %33 oranında azalmaktadır.Anahtar sözcükler: Değişken devirli pompa; Jeotermal ısıtma; Hidrolik dengeleme; Kontrol vanası
İzmir?deki bir bina için iklimlendirme ve aydınlatma enerji yüklerini azaltma üzerine bir paremetrik çalışma
In this study, the effect of lighting and air-conditioning energy loads was evaluated on total electric consumption in office buildings. This evaluation took account of calculated values combined the lighting and the thermal condition effects. It was in terms of saved energy by using a daylight responsive different glazing system in comparison with an artificial lighting system by obtaining the numerical and experimental results during eight-month. Experimental result and data were classified as hourly, monthly, and seasonal terms. Furthermore the weather conditions were considered by classifying the days as clear, mixed or overcast. Energy savings obtained by daylight responsivity was investigated by evaluating the differences of glazing units according to the months and seasons. According to the results of this experimental study, up to 30% energy saving on total electric consumption could be obtained for suitable glazing units.
Bir soğutma grubunda kompresör hızının ve elektronik genleşme vanasının bulanık mantık algoritma ile kontrolü
Günümüzde enerji tasarrufu ve küresel ısınma etkilerini azaltmak tüm dünyada en önemli konu haline gelmiştir. Elektrik dönüşüm sistemlerinin verimsiz kullanımı dolaylı olarak atmosferdeki sera gazı emisyonlarını arttırmakta ve küresel ısınmayı hızlandırmaktadır. Ayrıca soğutma sistemleri kullanımının artması nedeniyle toplam enerji tüketimdeki payı sürekli artmaktadır. Tüketim miktarlarını azaltmak için, daha verimli çalıştırılabilen evsel ve ticari iklimlendirme sistemleri kullanılmalıdır. İklimlendirme sistemlerinde, kullanıcı ihtiyacı değişmeden enerji tasarrufu yapılabilecek geniş bir potansiyel bulunmaktadır. Bu konuda en verimli olarak kullanılabilecek seçenek soğutma kapasitesinin modülasyonudur. Kapasite modülasyon yöntemleri soğutma sistemi kapasitesini yük ile eşitlemektedir. Bunun için en etkin yöntem ise, değişken hızlı kompresör kullanımıdır. Bu çalışmada temel amaç, 5 kW soğutma kapasiteli soğuk su üretim grubuna ait scroll kompresörün, PWM inverter ve bulanık mantık algoritması kullanılarak değişken hızlı olarak çalıştırılmasıdır. Aynı sistemde, termostatik ve elektronik tip genleşme vanası kullanmanın değişken hızlı sistem performansına etkisi de incelenmiştir. Deneysel çalışmanın yapıldığı soğutma sistemi kompresörü, ilk halinde sabit hızla çalışmak üzere tasarlanmıştır. Bu çalışmada ise bir invertörün ilavesi ile değişken hızlı olarak işletilmiştir. Böylece soğutma sistemlerinde yeni kontrol tekniklerinin mevcut sabit hızlı sistemlere de uygulanması ile daha verimli enerji kullanımı imkanları araştırılmıştır. Sonuç olarak, bulanık mantık kontrolun kullanıldığı değişken hızlı sistemde, açık-kapalı kontrol edilen sabit hızlı sisteme göre yüzde 17,2 COP artışı sağlanmıştır.
Performance change of a cooling system depending on evaporation and condensation temperatures
In this study, the effects of evaporation and condensation temperatures changes to a cooling system?s performance were studied. The study consists of three parts. First, a cooling system that consists of a scroll type compressor, an air-cooled condenser, a water-cooling evaporator and thermostatic expansion valve was designed. Then this system was operated for different air and water inlet temperatures and results were obtained. Then, with using Microsoft Office ? Excel, a simulation model that based on -NTU method was developed to evaluate the performance of a cooling system with variation of water and air inlet temperatures. Finally, numerical results were compared with experimental results. Keywords : cooling system, scroll compressor, simulation model, evaporation, condensation, performance
Faz değişim malzemesi entegreli metal hidrat hidrojen depolama tankının sayısal modellenmesi
In this study, numerical investigations on the performance of the charging process of a metal hydride-based hydrogen storage tank are presented. Three scenarios were developed to examine the absorption performance and compare the effectiveness of the proposed thermal management alternatives. In Scenario-1, the metal hydride (MH) tank is cooled by convective heat transfer, i.e., external convection, on the side surface of the tank. In scenario-2, phase change material (PCM) is wrapped around the MH tank to investigate passive thermal management. A hybrid approach, Scenario-3 includes the PCM layer and an internal heat sink. In this scenario, the heat transfer fluid (HTF) inside the tube is activated depending on the temperature inside the MH tank. A 2D axisymmetric numerical code was developed using the finite volume approach in MATLAB software. In parametric study, (i) charge pressure, (ii) external convective heat transfer coefficient, (iii) PCM thickness, (iv) latent heat of PCM, (v) PCM melting temperature (vi) HTF temperature (vii) convection coefficient of HTF (viii) porosity parameters are considered and a total of 379 parametric analyzes were performed. Time-dependent variations of hybrid bed temperature and weight ratio were evaluated for each scenario. As a result, it has been observed that storage performance is strongly dependent on the transport coefficient at ambient conditions. While the storage criteria were determined according to different thermal management strategies, PCM thickness and latent heat of fusion showed higher storage performance than the external convection coefficient at the same charge pressure.
Aynalı yüzeyler ile destekli güneş su damıtma sistemlerinin tasarımı ve deneysel incelenmesi
Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi gelir. Dünyaya yansıyan güneş ışığından yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji elde edilir. Bu çalışmada, bir su damıtma sistemi kurulmuştur. Güneş enerjili bir sistemde farklı ayna açılarında tuzlu sudan temiz su elde edilmiştir. Deney sisteminde basamaklarda olan iç aynalar sabit, dış aynalar yatayla 30̊,45̊,60̊ gibi farklı açılarda ayarlanarak deney tekrarlanmıştır. Deney sisteminde yoğuşma yüzeyini soğutmak için 3 adet harici fan kullanılmıştır. Deneyler Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi laboratuvar koşullarında yapılmıştır. Bu çalışma 5 saat süren deneyler sonucunda fanların, iç aynaların ve eğimi ayarlanabilir dış aynaların tuzlu sudan damıtılmış temiz su eldesinde önemli ölçü de artış olduğunu göstermektedir. Fansız ve aynasız olarak yapılan deneyde elde edilen damıtılmış temiz su miktarı 37,13 gr olurken, fanlı, iç aynalı ve eğimi yatayla 300 olana deneyde bu miktar 194,63 gr çıkmıştır. Ayrıca verim %23,73 olarak bulunmuştur. Ayrıca deneyler dış ortam koşullarında da tekrarlanmıştır. Deneylerde dış ortam koşulları, (güneş ışınımı, çevre sıcaklığı, rüzgâr hızı) dış cam yüzey sıcaklığı ve iç ortam yüzey sıcaklıkları ölçülmüştür. Genel olarak bu çalışmada, farklı ayna açılarının tuzlu sudan temiz su elde edilmesinde olumlu bir etki ortaya koyduğu gözlemlenmiştir.
Ekstra çıkışlı ve rezervuarlı bir PEM yakıt hücresi kanalındaki damlacık hareketlerinin vof yöntemi ile incelenmesi
Fosil yakıtlarına alternatif ve temiz enerji arayışında önemli bir konu haline gelen PEM Yakıt Pilleri enerji taşıyıcı olarak hidrojeni kullanmakta ve ürün olarak su çıkarmaktadır. Eğer su PEM'den uzaklaştırılmaz ise madde geçişi ve reaksiyon bölgeleri azalır hücrenin verimliliği düşer. Öte yandan PEM kurutulursa proton geçirgenliği azalır ve yine performans kaybı yaşanır. Dolayısıyla su tahliyesi devamlı ve kontrollü şekilde sağlanmalıdır. PEMFC de su yönetimini sağlamanın bir yolu da kanal geometrisi tasarımını geliştirmektir. Bu çalışmada PEM kanalına eklenmiş ekstra bir çıkışın damlacık hareketine etkisi incelenmiştir. Eklenen çıkışa farklı bağıl basınçlar uygulanarak ve çeşitli durumlar modellenerek HAD analizi, ANSYS Fluent ortamında gerçekleştirilmiştir. İncelenen durumlar sonucunda çıkışa yakın hareketsiz damlacıkların hemen tahliye olduğu, hareket halindeki damlacıkların ise yalnız düşük bağıl basınçlarında ekstra çıkıştan tahliye olduğu saptanmıştır Ayrıca yerçekimi yönünün su tahliyesinde az bir etkisi olduğu gözlemlenmiştir.