Design and experimental testing of an adsorbent bed for a thermal wave adsorption cooling cycle
Bir ısıl dalga adsorpsiyonlu soğutma çevriminin adsorban yatağının tasarımı ve deneysel olarak test edilmesi
- Tez No: 313630
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CEMİL YAMALI, DOÇ. DR. DEREK K. BAKER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Enerji, Mechanical Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Adsorbentler, Adsorpsiyon, Isı geri kazanımı, Isı geçişi, Kütle aktarımı, İki boyutlu modelleme, Adsorbents, Adsorption, Heat recovery, Heat transfer, Mass transfer, Two dimensional modelling
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Isıl dalga adsorpsiyonlu soğutma sistemlerinin adsorban yatağı içerisindeki zayıf ısı ve kütle transferi, düşük sistem perfomansına neden olmakta ve adsorban yatak tasarımında önemli bir problem teşkil etmektedir. Bu tezde, adsorban yatak içerisindeki ısı ve kütle transferini artırmak için yeni bir adsorban yatak tasarlanmış ve bu yatak imal edilerek bir deney düzeneğinde test edilmiştir. Adsorban yatağı, ısı transferinin geliştirilmesi açısından radyal kanatçıklı bir borudan imal edilmiştir. Diğer taraftan, belirtilen kanatçıklı boru yatak geometrisi teorik olarak modellenmiş ve bu model Comsol Multiphysics programı kullanılarak zamana bağlı çözdürülmüştür. Bağımlı değişkenler olan sıcaklık, basınç ve adsorbe edilen miktarın zamanla değişimleri Comsol Multiphysics programında simüle ettirilmiş ve çizdirilmiştir. Bu modelde bağımlı değişkenler, enerji, kütle ve momentum transfer denklemleri birbirine bağlı olarak çözdürülerek hesaplanmış ve bunların değişimleri iki boyutlu olarak incelenmiştir. Sonuçlar 2-boyutlu bir alanda çokrenkli çizimlerle gösterilmiştir. Ayrıca, adsorban yatakta ısı ve kütle transferini artıran faktörleri belirlemek için parametrik bir çalışma yapılmıştır. Bu parametrik çalışmada, birkaç tasarım ve işletim parametresinin bağımlı değişkenler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmada, kanatçıklı boru zeolit-su ve silika jel-su çalışma çiftleri kullanılarak test edilmiştir. Farklı çalışma koşullarında adsorban yatak içerisindeki sıcaklık, basınç ve adsorbe edilen miktarın değişimleri incelenmiştir. Daha sonra çapı daha büyük ikinci bir yatak daha imal edilmiş ve testleri yapılmıştır. Farklı parçacık çaplarında aynı adsorban malzeme test edilerek adsorban malzemenin parçacık çapının yatak performansına etkisi de ayrıca incelenmiştir. Deneysel ve teorik çalışmalardan elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Poor heat and mass transfer inside the adsorbent bed of thermal wave adsorption cooling cycles cause low system performance and is an important problem in the adsorbent bed design. In this thesis, a new adsorbent bed is designed, constructed and tested to increase the heat and mass transfer in the adsorbent bed. The adsorbent bed is constructed from a finned tube in order to enhance the heat transfer. Additionally, the finned bed geometry is theoretically modeled and the model is solved time dependently by using Comsol Multiphysics software program. The distributions of dependent variables, i.e. temperature, pressure and amount adsorbed, are simulated and plotted in Comsol Multiphysics. In the model, the dependent variables are computed by solving the energy, mass and momentum transfer equations in a coupled way and their variations are investigated two-dimensionally. The results are presented with multicolored plots in a 2-D domain. Furthermore, a parametric study is carried out for determining factors that enhance the heat and mass transfer inside the adsorbent bed. In this parametric study, the effects of several design and operational parameters on the dependent variables are investigated. In the experimental study, the finned tube is tested using natural zeolite-water and silica gel-water working pairs. Temperature, pressure and amount adsorbed variations inside the adsorbent bed at various operating conditions are investigated. After that, a second adsorbent bed with a larger size is constructed and tested. The effect of the particle diameter of the adsorbent is also investigated. The experimental and theoretical results are compared.
Benzer Tezler
- Reçine, aktif karbon ve Uv lambalarının ev tipi su arıtma cihazlarındaki etkinliğinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
İREM TÖRE
- Hassas ve katı pnömatik konum kontrolü
Accurate and robuts pneumatic porition control
İLKER MURAT KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KUZUCU
- Dört zamanlı türbaşarj direk püskürtmeli bir dizel motorunun bilgisayar ile sümülasyonu
Computer aided simulation of a fourstroke turbocharged direct-anjection diesel engine
MUSTAFA BALCI