Numerical investigation of circulating fluidized bed riser hydrodynamics for concentrating solar thermal receiver applications
Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi alıcısı uygulamaları için sirkülasyonlu akışkan yatağın hidrodinamiğinin sayısal incelenmesi
- Tez No: 416427
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İLKER TARI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Kimya Mühendisliği, Mechanical Engineering, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dolaşımlı akışkan yatak, Sayısal akışkanlar dinamiği, Circulating fluidized bed, Computational fluids dynamic
- Yıl: 2015
- 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
Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi sistemlerinin ısıl depolama kapasitelerinin artırılması, Güneş kaynaklarının değişkenliğini karşılama açısından önem arz etmektedir. Isıl depolama amacıyla farklı ısı transferi akışkanları veya ısı depolama malzemeleri incelenmektedir. Katı tanecikler, yüksek ısı kapasitesine sahip olmaları, ucuz, çevreye zararsız ve yüksek sıcaklarda mekanik ve kimyasal olarak dayanıklı olmaları nedeniyle hem ısı transferi akışkanı hem de ısı depolama malzemesi olarak düşünülmektedir. Bu tezde, sirkülasyonlu akışkan yataklı bir güneş alıcısının hidrodinamiği Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) metodu ile incelenmiştir. Katı fazının da akışkan fazı gibi düşünüldüğü iki akışkan metodunu kullanan iki boyutlu aksisimetrik bir model açık kaynak kodlu MFIX yazılımında oluştrulmuştur. Güneş alıcısı 550μm çapındaki kum tanecikleri için çalıştırılmıştır. Model parametreleri, deneysel bir kabarcıklı akışkan yatak çalışmasının modellenmesi ile incelenmiştir. Sayısal ağ bağımsızlığı, sürükleme modelleri, taneciklerin duvar ile olan çarpışma ve sürtünme karakteristikleri ve türbülans etkileri bu model ile incelenmiştir. Daha sonra, güneş alıcısında kullanılacak model deneysel bir sirkülasyonlu akışkan yatak çalışmasının modellemesi ile belirlenmiştir. Tanecik-duvar etkileşim modelinin yansıtıcılık ve tanecik-duvar geri sıçrama katsayılarının ayarlanması ile deneysel doğrulama sağlanmıştır. Deneysel doğrulama sonucunda elde edilen model güneş alıcısı tasarımı için kullanılmıştır. Katı fazı akısının radyal dağılımı, boşluk yüzdeleri, katı ve gaz hızları ve basınç kaybı gibi hidrodinamik parametreler sunulmuş ve tartışılmıştır. Güneş alıcısı için elde edilen sonuçlar deneysel doğrulama modelinin sonuçları ile paralel, literatür ile uyum halindedir.
Özet (Çeviri)
Various heat transfer fluids and thermal storage materials are considered for concentrating solar power systems to improve the storage capability of the system which compensates the fluctuating behavior of the solar resources. Solid particles can be a good alternative since they have high sensible heat capacity. In addition, they are cheap, environmentally benign and chemically and mechanically stable at high temperatures. In this thesis, hydrodynamics of circulating fluidized bed solar receiver was numerically investigated. 2D axisymmetric Eulerian-Eulerian (Two-Fluid Method) Computational Fluid Dynamics (CFD) model was constructed in open source software MFIX. Sand particles having diameter of 550μm was used in receiver. Model options and parameters were examined by modeling an experimental bubbling fluidized bed study. Grid independence, various drag models, effect of frictional and collisional behavior between wall and particles and effect of turbulence were examined in that model. Afterwards, experimental validation of final model was performed by modeling an experimental circulating fluidized bed riser study. Wall boundary condition parameters, which are specularity coefficient and particle-wall restitution coefficient were adjusted to fit the mass flux results with experimental data and final validated model was applied to final riser receiver design. Hydrodynamic parameters like solid mass flux distributions, void fractions, solid and gas velocities and pressure drop along riser were presented and discussed. Results were similar to the results in experimental validation study and reasonable in the light of information available in the literature.
Benzer Tezler
- Devrelerin büyük işaret cevaplarının bilgisayar yardımıyla bulunması
Başlık çevirisi yok
NÜKHET GÜNEYİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜR TÜTÜNCÜOĞLU
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Akaryakıtla çalışan endüstriyel tav fırınlarında yanma, sıcaklık ve basıncın optimum kontrolu
Optimum control of combustion temperature and pressure in industrial tempering furnaces working with fuel-oil
MEHMET EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL ERCAN
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Barajların hacim-verim ilişkisi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET KILIÇARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEFARUK HAKTANIR