Taşkın yataklı güneş alıcılarının deneysel ve sayısal incelenmesi

Bu tezde, taşkın yataklı güneş alıcıları hem deneysel hem den sayısal çözümleme metodu ile incelenmiştir. Taşkın yatakların ortaya çıkan uygulama alanlarından biri ,konsantre güneş enerjisi sistemlerinde termal enerji depolama olarak kullanılmasıdır. Taşkın yatakların konsantre güneş enerjisindeki muhtemel avantajları yüksek ısı transferi oranları ve yüksek şarj/deşarj verimliliğidir. Taşkın yatakların konsantre güneş enerjisi alnındaki uygulamaları ile ilgili deneysel ve sayısal çözümleme çalışmaları literatürde azdır. Bu sebeple, bu çalışmanın motivasyonu, farklı parçacıklar kullanılarak taşkın yatakların termal enerji depolama özelliklerinin araştırılmasının yanı sıra Multiphase Flow with Interphase Exchanges (MFIX) adında açık kaynak programında bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği- Ayrık Elemanlar Yöntemi (HAD-AEY) çözücüsü kullanarak model geliştirmektir. Deneyler ve modelleme süresince , laboratuvar ölçeğinde ( 15 cm silindirik çap, 60 derece konik açı) konik taşkın yatak üretilmiş ve kullanılmıştır. Güneş gücü, 2 kWe gücünde metal halojenür bir lamba kullanılarak benzetimi yapılmıştır.Deneyler boyunca, konsantre güneş enerjisi sistemlerinde çok yaygın olan CarboHSP (dp = 0.95 mm, p = 3630 kg/m3) ve olivin (dp = 1.2 mm , p = 3195 kg/m3) malzemesi kullanılmıştır. Deneylerde minimum taşkınlaşma hızı, yatak basınç düşümü, arayer gazı hızı dağılımı, sıcaklık şarj/deşarj ve ısı akısı ölçülmüştür. Minimum taşkınlaşma hızının parçacıklar arasında çok fark yaratmadığı ama CarboHSP kullanımında taşkın bölgede daha fazla havanın geçtiği sonucuna varılmıştır. Öte yandan bütün parçacıkların yaklaşık olarak aynı yüksek sıcaklığa ulaşmasına ragmen, şarj verimliliğinin CarboHSP malzemesinde daha yüksek olduğu görülmüştür. HAD-AEY simulasyonları boyunca, iri taneli parçacık yöntemi-AEY (İTP-AEY)'nin hesaplama süresi anlamında ciddi bir avantajı olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, birçok farklı AEY parametreleri arasında geri esneme katsayısının en hassas parametre olduğu sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Taşkın Yatak, Konsantre Güneş Enerjisi, HAD-AEY, CarboHSP,olivine,MFIX