Yüksek verimli değişken kapasiteli kompresörün dinamik modelinin geliştirilmesi

Bir ev tipi buzdolabının kalbi, soğutucu akışkanı sıkıştırdığı ve soğutma çevrimi içinde gazın dolaşmasına yardımcı olduğu için kompresör olarak kabul edilebilir. Piyasada farklı tipte kompresörler bulunsa da ev tipi buzdolaplarında en yaygın olanı pistonlu kompresördür. Küresel ısınma nedeniyle her geçen gün daha zorlu hale gelen enerji regülasyonları nedeniyle, kompresör üreticileri arasındaki en büyük rekabet, enerji açısından en verimli kompresörü üretmektir. Enerji sarfiyatını azaltmak ve verimi artırmak için kompresörde kullanılan fiziğin arkasındaki temellerin net olarak anlaşılması gerekir. Bu tezde her ne kadar kompresörün dinamik ve mekanik disiplinleri incelense de bu disiplinlerin termodinamik ve akışkanlar dinamiği ile ilişkisi de göz önünde bulundurulmalıdır. Bu tezde, hem kararlı durum hem de en yüksek titreşim ve gürültünün gözlemlendiği kalkış davranışı için tüm tasarım parametreleri dahil edilerek ve tüm kuvvet kaynakları dikkate alınarak pistonlu bir kompresörün kapsamlı bir matematiksel modeli oluşturulmuştur. Model deneysel doğrulamaları, özel olarak geliştirilmiş deney düzenekleri tarafından gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, kompresörün dinamik tepkisinde önemli bir rol oynayan yaylar veya titreşim borusu gibi bileşenler ayrı ayrı incelenmiş, tasarım süresini ve titreşim ile gürültü seviyesini azaltmak için optimizasyonlar önerilmiştir. Titreşim borusu için dünyada ilk kez yeni bir tasarım metodolojisi tasarım sürecine matematik dahil edilerek önerilmiştir. Ayrıca kalkış ve duruş titreşimi ile gürültüsünü azaltmak için geçici titreşim azaltıcı (TVR) adı verilen yeni bir tasarım ilavesi önerilmiştir. TVR, kararlı durum performansını etkilemeden veya bundan ödün vermeden, kademeli yapısı sayesinde yalnızca önceden belirlenmiş kompresör gövde deplasman limitlerinin üzerinde kompresörün hareketiyle etkileşime giren aktif bir sönümleyici gibi çalışan pasif bir sönümleyicidir. Son olarak, literatürde ilk kez çok yönlü bir deney düzeneği ile krank milinin başlatma ve kapatma konum harita verileri oluşturulmuştur. Sessiz ve titreşimsiz bir kalkış davranışı sağlamak için önerilerde bulunulmuştur, öneriler kompresör üzerinde test edilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır.