Stirling çevrimi ile çalışan V-tipi soğutucunun termodinamik analizi

STIRLING ÇEVRİMİ İLE ÇALIŞAN V-TİPİ SOĞUTUCUNUNTERMODİNAMİK ANALİZİ(Doktora Tezi)Yusuf TEKİNGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜMart 2006ÖZETStirling makinaları, farklı sıcaklıklardaki iş akışkanının genişlemesi vesıkışması işlemlerinin kapalı ve rejeneratif bir termodinamik çevrim olanStirling çevriminde tekrarlandığı ısıl sistemlerdir. İş akışkanınınhareketi, pistonlar tarafından sağlanır. Akış, hacim değişiklikleri ilekontrol edildiğinden, ısı işe veya iş ısıya dönüşür. Soğutma amacınayönelik Stirling makinaları, ısı pompaları veya soğutma makinalarıolarak çalışabilen, farklı fonksiyon, özellik ve geometriye sahipmakinalardır. Stirling çevrimi ile çalışan soğutucuların performansınıarttırmak ve tasarımına yardımcı olmak için, termodinamik analizlerininyapılması gerekir. Bu çalışmada geliştirilen Stirling çevrimi ile çalışanV-tipi soğutucunun termodinamik analizi, kontrol hacmi yöntemikullanılarak yapılmıştır. Stirling soğutucusu, sıkışma hacmi, soğutucu,rejenerator, ısıtıcı ve genişleme hacimlerinden meydana gelir. Buhacimler kontrol hacimlerine bölünerek, kontrol hacimleri için korunumdenklemleri yazılmıştır. Bu temel denklemleri iteratif olarak çözmek içinFORTRAN dilinde bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. Bu program,çalışma verilerini kullanarak, kontrol hacmindeki çalışma akışkanınınkütle, basınç ve sıcaklıklarını hesaplayarak, soğutucunun etkinliğini vesoğutma yükünü sabit yüzey sıcaklığı ve rejeneratörde adyabatik diğerbirimlerde sabit yüzey sıcaklığı sınır şartlarında hesaplamaktadır. V-tipiStirling soğutucusunun geometrik özelliklerinin COP'ye etkisiincelenmiş ve maksimum soğutma etkinliği için geometrik özellikleribelirlenmiştir. Farklı çalışma akışkanı, şarj basıncı ve motor hızlarındada soğutucunun etkinliği ve soğutma yükü hesaplanarak, sonuçlardiyagramlar halinde verilmiştir. Ayrıca, V-tipi Stirling soğutucusunun ikiboyutlu akış modeli, FLUENT sayısal akışkanlar dinamiği programıkullanılarak yapılmıştır. V-tipi Stirling soğutucusunun akış alanındasayısal ağlar oluşturulmuştur. Sıkışma ve genişleme hacimlerindehareketli ağlar kullanılarak, akış kararsız şartlarda modellenmiştir. V -tipi Stirling soğutucusu için elde edilen hız ve basınç dağılımları,diyagramlar halinde verilmiştir.Bilim Kodu : 914.1.131Anahtar Kelimeler : Stirling soğutucuları, termodinamik analiz,simülasyon, kontrol hacmi analiziSayfa Adedi : 225Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Ö. Ercan ATAER