Kapalı bir kavitede çoklu yüzeylerden gerçekleşen ısı transferinin zamana bağlı olarak incelenmesi
Investigation of time dependent multi-surface heat transfer in a close cavity
- Tez No: 411525
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL TEKE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, bir soğutucunun taze gıda hacmi içinde bulunan kapalı kavite 0°C bölmesinin çoklu yüzeylerden olan ısı transferinin incelenmesi amacı ile kurulan parametrik deney düzeneği ile; farklı komşu yüzey sıcaklıkları ve farklı soğuk hava debileri karşısında zamana bağlı soğuma durumları ve saçınıklıklar tespit edilmiş, kapalı kavite içindeki sıcaklık dağılımı belirlenerek doğal taşınım dinamikleri irdelenmiştir. Çalışma sonucunda; yüksek debide soğuk hava kullanımı ve komşu yüzey sıcaklığının hedef sıcaklığına yakın tutulmasının soğutma süresini kısalttığı sonucuna varılmıştır.Kavitenin komşu yüzey sıcaklığının artması kaviteden çekilen qnet'in azalmasına neden olurken, artan ortalama ısı transfer katsayısına paralel olarak Nu sayıları ve buna bağlı doğal taşınım ısı transferi artmaktadır. Kavite CFD analizlerinde belirlenen sıcaklık dağılımları ile deneysel çalışmalar birbirini doğrulamış, ayrıca bölme içinde saat yönünün tersine bir akış döngüsünün olduğu analizler ile belirlenmiştir. Tez çalışması altı ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri ve çalışma sonucunda hedeflenen sonuçlar genel olarak açıklanmış, yüksek lisans tezi kapsamında gerçekleştirlen literatür araştırması paylaşılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde, tez çalışmasında kullanılan deney tesisatı ve ekipmanları detaylı olarak anlatılmış, deneysel çalışmalarda izlenen yol açıklanmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde, deneysel çalışmalar anlatılmış, soğutma süresi ve sıcaklık saçınıklığı parametereleri boyutsuzlaştırılarak birbirleri ile olan ilişkileri açıklanmıştır. Daha sonra ise belirlenen parametrik koşullar için analiz edilen detaylı soğutma performanslarının sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışmanın dördüncü bölümünde, çalışma konusu kapalı kavite için Termodinamiğin I. Yasası uygulanmış ve kavite içinde gerçekleşen doğal taşınım dinamikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçların birbirleri ile olan karşılaştırmaları yapılarak farklı koşullar için parametrik deneylerden ortaya çıkan ilişkiler ve bunların mertebeleri tespit edilmiştir. Çalışmanın beşinci bölümünde, deneysel verilerden elde edilen sıcaklık dağılımları SigmaPlot programı ile işlenmiş ve görselleştirilmiştir. Daha sonra FLUENT® yazılımı ile mevcut koşulları için zaman bağlı olarak gerçekleştirilen doğal taşınım analizi paylaşılmış ve elde edilen CFD analiz sonuçları deneysel sonuçlarla karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Bununla birlikte CFD ile belirlenen kavite içi akış karakteristiklerine ait görseller paylaşılmıştır. Çalışmanın altıncı ve son bölümünde gerçekleştirilmiş deneysel çalışmaların sonuçları değerlendirilerek öneriler sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
This study represents a transient natural convection heat transfer inside a closed cavity formed at refrigerator fresh food volume by varying surface temperatures. For this aim, a controllable and reliable experimental setup including both cold air flow and water circulation for multi-surface temperature regulation was established. Parametric studies had been conducted reflecting cold air flow rate and water bath set temperature for the cold and hot surfaces respectively. Natural convection dynamics occurring due to finite temperature differences between the closed cavity surfaces were investigated in more detail regarding the temperature and velocity distributions inside the cavity. This thesis is composed of six main chapters. In chapter one, scope, motivation and aim of this study have been explained in more detail including the literature and patent research about master thesis subject. In chapter two; components and structure of the controllable and reliable experimental setup are explained, followed by the detailed information on experimental methodology. In chapter three; detailed comparison of parametric tests in terms of dimensionless expression of cooling time and temperature distribution have been provided along with the transient cooling performance capacities of the parametric conditions. In chapter four; detailed heat transfer investigation has been conducted by applying first law of thermodynamics aiming to analyze natural convection dynamics such as convection heat transfer coefficient, Nusselt and Rayleigh numbers for the parametric experiments and the transient Nu-Ra relationships are provided compared with the current literature. In chapter five; the transient temperature distribution conditons inside the closed cavity which are obtained from the experimental data are processed and visualized with SigmaPlot program. Transient natural convection analysis is performed with the experimental boundary conditions by ANSYS FLUENT® analysis software. Obtained results from the CFD analysis are also presented in comparison with experimental results along with the CFD flow characteristics determined by the visual aspects of intracavity. In the final chapter, results of this study have been evaluated and suggestions have been proposed. In conclusion, high-flow rate of cold air and the adjacent surface temperature close to the target temperature decreases the cooling time of the cavity. Increasing adjacent surface temperature of the cavity causes a decrease in net heat transfer (qnet) from the close cavity. In parallel to the increasing average heat transfer coefficient, Nu number and corresponding natural convection heat transfer increases. The temperature distribution in the cavity is determined by the CFD analysis, which is also confirmed by the experimental results. A counter-clockwise flow loop within the chamber is determined by CFD analysis which is coherent with literature results.
Benzer Tezler
- Dağıtılmış turbo kodlamalı sistemlerde röle seçimi
Relay selection in distributed turbo coded systems
HAKAN KAYA
Doktora
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBülent Ecevit ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTAN ÖZTÜRK
- Signal processing techniques for security enhancement of wireless networks at the physical layer
Sinyal işlem teknikleri için fiziksel katman kablosuz ağlarda güvenlik geliştirilmesi
MORTEZA SOLTANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. HÜSEYİN ARSLAN
Assist. Prof. Dr. TUNÇER BAYKAŞ
- Kavite preparasyonunda lazer uygulamasının süt dişi dentininden geçen HEMA miktarına etkisinin belirlenmesi
The effect of laser application in cavity preparation on the amount of HEMA diffused into primary tooth dentin
AYTEN AKIN SÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2012
Diş HekimliğiHacettepe ÜniversitesiPedodonti Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. SEVAL ÖLMEZ
- Multi-wavelength generation of brillouin stokes signals for (DWDM) communication systems
(DWDM) haberleşme sistemleri için brıllouın stokes sinyallerinin çoklu dalga boyu üretimi
MOHAMMED KAMIL SALH AL-MASHHADANI
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİM HALDUN GÖKTAŞ
- Sulak alanların uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri ile irdelenmesi: Akgöl örneği
Analysis of wetlands using remote sensing and geographic information systems: Akgol sample
ADALET DERVİŞOĞLU
Doktora
Türkçe
2018
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEBİYE MUSAOĞLU