Vidalı kompresörlerde soğutma sistemi performans optimizasyonunun deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of cooling system performance optimization in screw compressors
- Tez No: 1012623
- Danışmanlar: PROF. DR. AKIN BURAK ETEMOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Enerji, Mechanical Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, literatürde kompresör radyatörlerini (hava–yağ ve hava–hava bölümleri) gerçek işletme koşulları ve sistem entegrasyonu ile birlikte ele alan çalışmaların sınırlı olması probleminden hareketle, vidalı kompresör sistemlerinde kullanılan radyatörlerin ısıl davranışını deneysel, teorik, nümerik ve istatistiksel yöntemlerle bütüncül biçimde ortaya koymayı amaçlamaktadır. Kompresörlerde vida grubu ve yağ devridaiminden kaynaklanan ısıl yüklerin güvenli biçimde uzaklaştırılması; yağ ömrü, termal kararlılık ve sistem güvenilirliği açısından kritik olduğundan, radyatör performansını belirleyen parametrelerin nicel olarak belirlenmesi çalışmanın önemini oluşturmaktadır. Bu kapsamda 15 kW, 22 kW ve 37 kW gücündeki vidalı kompresörlerde deneysel ölçümler gerçekleştirilmiş; yağ miktarı, yağ kütlesel debisi ve vida grubu dönüş devri gibi değişkenlerin sıcaklık seviyelerine etkileri değerlendirilmiştir. Isıl hesaplamalarda Reynolds ve Nusselt sayıları üzerinden ısı transfer davranışı incelenmiştir. Nümerik analizler ANSYS Fluent ortamında yürütülmüş; dikdörtgen referans geometriye ek olarak çukurlu, şaşırtmalı ve hava yarıklı kanatçıklar karşılaştırılmıştır. Ortalama ısı taşınım katsayısı dikdörtgen geometride 606 W/m²K iken çukurlu ve şaşırtmalı geometrilerde sırasıyla 530 ve 1265 W/m²K olarak elde edilmiştir; hava yarıklı geometride ise 999 W/m²K hesaplanmıştır. Şaşırtmalı kanatçıkların ısı transferini artırdığı ancak basınç kaybını da yükselttiği, çukurlu yapının ise daha düşük akış direnci sunduğu belirlenmiştir. Bu doğrultuda şaşırtmalı–çukurlu (HODF) hibrit kanatçık tasarlanmış; hibrit geometride ortalama ısı taşınım katsayısı 1402 W/m²K'ye ulaşırken basınç kaybı 6772 Pa seviyesinde gerçekleşmiştir. Taguchi ve istatistiksel analizler sonucunda yağ çıkış sıcaklığının azaltılmasında en etkili parametrelerin yağ kütlesel debisi ve hava hızı olduğu; hava çıkış sıcaklığının belirlenmesinde ise baskın parametrenin hava hızı olduğu ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
This study aims to comprehensively investigate the thermal behavior of radiators used in screw compressor systems through experimental measurements, theoretical heat transfer calculations, numerical simulations, and statistical analyses. Motivated by the limited number of studies addressing compressor radiators (air–oil and air–air sections) under real operating conditions and system integration, the research focuses on identifying the parameters governing radiator performance. Since the removal of thermal loads generated by the screw unit and oil circulation is critical for oil lifetime, thermal stability, and system reliability, a quantitative evaluation of performance parameters is essential. Experimental measurements were conducted on 15 kW, 22 kW, and 37 kW screw compressors to evaluate the effects of oil quantity, oil mass flow rate, and rotational speed on temperature levels, and heat transfer behavior was examined using Reynolds and Nusselt numbers. Numerical simulations performed in ANSYS Fluent compared a rectangular reference fin with dimpled, offset strip, and slotted fin geometries. The average heat transfer coefficient was calculated as 606 W/m²K for the rectangular geometry, 530 W/m²K for the dimpled fin, 1265 W/m²K for the offset strip fin, and 999 W/m²K for the slotted fin. While the offset strip fin significantly enhanced heat transfer, it also increased pressure drop, whereas the dimpled geometry provided lower flow resistance with limited thermal improvement. Based on these findings, a hybrid offset–dimpled fin (HODF) was designed, achieving an average heat transfer coefficient of 1402 W/m²K with a pressure drop of 6772 Pa. Taguchi and statistical analyses revealed that oil mass flow rate and air velocity are the most influential parameters in reducing oil outlet temperature, while air velocity is the dominant factor affecting air outlet temperature, demonstrating that optimization of oil flow and air-side conditions is critical for improving the thermo-hydraulic performance of screw compressor cooling systems.
Benzer Tezler
- Bursa bölgesinde yetişen bazı elma çeşitlerinden elde edilen elma sularının kimyasal kompozisyonu
Başlık çevirisi yok
NASER ANGOTY
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Gıda MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTarım Ürünleri Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ KILIÇ
- Türk edebiyatındaki kıyafetnameler ve Niğdeli Visali'nin Vesiletü'l-İrfan adlı kıyafetnamesi
Başlık çevirisi yok
CEVAT YERDELEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Türk Dili ve EdebiyatıAtatürk ÜniversitesiTürk Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA İSEN
- Mısır gluteni ve yağsız Soya Unu'nun ekstruzyon yöntemiyle işlenerek yeni bir ürün eldesi
Başlık çevirisi yok
MERAL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEHER ÖZBİLGİN
- Beypazarı linyitlerinin çabuk (flash) pirolizi
Flash pyrolysis of Beypazarı lignites
HÜRRİYET ERŞAHAN
Doktora
Türkçe
1988
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ YAVUZ BİLGESÜ
