Farklı parametrelere sahip jeneratörler kullanılarak bir vorteks tüpünün COP ve CMF değerlerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of COP and CMF values of a vortex tube using generators with different parameters
- Tez No: 712469
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN PEHLİVAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Jeneratörler, Performans katsayısı (COP), Soğutucu akışkanlar, Vorteks tüpler, Generators, Coefficient of performance (COP), Refrigerants, Vortex tubes
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ranque-Hilsch tüpleri olarak geçen vorteks tüpleri çevreye zararları olmamaları, sıcak ve soğuk akışkanlara ayrılırken herhangi bir kimyasal madde gerektirmemeleri, basit yapıda olmaları ve haraketli parçaları bulunmadığından dolayı günümüzde lokal soğutma/ısıtma sistemi olarak kullanılmaktadır. Kompresör yardımıyla basınçlandırılmış hava vorteks tüpe giriş lülelerinden girer. Vorteks tüpe giren basınçlı hava vorteks jeneratöre çarparak vorteks oluşturur. Vorteks tüp içerisinde dönerek ilerleyen basınçlı hava, tüp merkezinde ve cidarlardaki sürtünmelerin etkisinden kaynaklanan farklı açısal hızların etkisiyle tüp içerindeki durma noktasında sıcak ve soğuk akışkanlara ayrılır. Sıcak akışkan vorteks tüpün sıcak uç tarafında bulunan kontrol valfinin deliklerinden çıkar. Soğuk hava ise vorteks jeneratörün ortasından geçerek soğuk akışkan çıkış çapından (d2) çıkarak tüpü terkeder. Böylece vorteks tüpte iki farklı çıkış sıcaklık değerine sahip akışkanlar elde edilmiştir. Deneysel çalışmada, 5 bar basınçta ve 40 m3/h debide hava kullanılmıştır. Deneylerde, üç farklı nozul sayısında (n=4,5,6) ve üç farklı sıcak akışkan çıkış iç çapında (d1=5,7,9 mm) sahip vorteks jeneratörler kullanılmıştır. Vorteks tüpün sıcak çıkış tarafında bulunan kontrol valfi açıklıları değiştirilerek soğuk akışkan çıkış oranı (CMF) değiştirilmiştir. Bu oranın soğutma performansına etkisi deneysel olarak incelenmiştir Değişen CMF değeri, sıcak ve soğuk taraftan çıkan hava miktarını değiştirdiği için bu orana bağlı olarak sıcak ve soğuk akışkanın çıkış sıcaklık farkı (∆T) de değişmiştir.CMF'nin değişimiyle vorteks tüpün soğutma performans katsayısının (COP) değiştiği görülmüştür. Vorteks jeneratörün geometrik parametreleri, vorteks tüpün soğutma performansını doğrudan etkilemiştir. Vorteks tüpün soğutma performansını incelemek için deneyler 9 adet farklı geometrik parametrelere sahip vorteks jeneratörler için gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda farklı d1 ve CMF değerleri için vorteks tüp soğutma performansının (COP) 0,1 ile 1,3 aralığında değiştiği görülmüştür. Maksimum COP değeri 1,27 olarak d1=9 mm, CMF=0,85 ve n=6 da elde edilmiştir. n=4,5,6 nozul sayılı ve farklı sıcak akışkan çıkış çaplarına sahip vorteks jeneratörler arasından elde edilen maksimum ΔT değeri, d1=9, CMF=0,85 ve n=5 de 52,9 ºC olarak elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Vortex tubes, referred to as Ranque-Hilsch tubes, are used as a local cooling/heating system today because they don't harm the environment, don't require any chemicals when separating into hot and cold fluids, are simple in structure and don't have moving parts. With the help of the compressor, pressurized air enters the vortex through the entrance lule to the tube. Compressed air entering the vortex tube creates a vortex by hitting the vortex generator. The compressed air, that rotates and progresses in the vortex tube, is separated into hot and cold fluids at the stopping point in the tube due to the effect of different angular velocities caused by the effect of friction in the tube center and the walls. The hot fluid comes out of the holes of the control valve located on the hot end side of the tube. On the other hand, cold air passes through the middle of the vortex generator and exits the cold outlet diameter (d2) and leaves the tube. Thus, fluids with two different outlet temperature values were obtained in the vortex tube. In the experimental study, air was used at 5 bar pressure and 40 m3/h flow rate. In the experiments, vortex generators with three different nozzles (n=4,5,6) and three different hot fluid output internal diameters (d1=5,7,9 mm) were used. The cold mass fraction (CMF) was changed by changing the control valve gaps on the hot outlet side of the vortex tube. The effect of this ratio on cooling performance has been investigated experimentally. Since the changing CMF value changes the amount of air coming out of the hot and cold side, the outlet temperature difference (∆T) of the hot and cold fluid has also changed depending on this ratio. It has been observed that the cooling performance coefficient (COP) of the vortex tube changes with the change of CMF. The geometric parameters of the vortex generator directly affected the cooling performance of the vortex tube. In order to examine the cooling performance of the vortex tube, the experiments were carried out for vortex generators with 9 different geometric parameters. As a result of experimental studies, it was observed that vortex tube cooling performance (COP) for different d1 and CMF values varies between 0,1 and 1,3. The maximum COP value was obtained as 1,27 at d1=9 mm, CMF=0,85 and n=6. The maximum ΔT value obtained among the vortex generators with n=4,5,6 nozzle numbers and different hot fluid outlet diameters was obtained as 52,9 ºC at d1=9 mm, CMF=0,85 and n=5.
Benzer Tezler
- A novel risk assessment approach for data center structures
Veri merkezi binaları için yeni bir risk değerlendirme yöntemi
KUBİLAY ÇİÇEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ SARI
- Designing a microgrid stabilizer using sliding mode controller
Kayan kipli denetleyici kullanarak mikro şebeke denetleyici tasarımı
HASAN MOUSAVİ SOMARİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Termoelektrik üreteç ile kalorifer radyatörlerinden elektrik üretiminin deneysel incelenmesi
Experimental analysis of producing electrical energy from the heater radiator using thermoelectric generator
YAKUP YAĞMUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KUBİLAY TAŞDELEN
- Termoelektrik jeneratörlerin termal ve elektriksel performansının deneysel ve nümerik incelenmesi
Experimental and numerical investigation of thermal and electrical performance of thermoelectric generators
SEYDA ÖZBEKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİTTİN TOPALOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLAL SUNGUR
- Static and dynamic analysis of non-circular helical bars based on exact geometry
Kesin geometri tanımı ile dairesel olmayan helislerin statik ve dinamik analizi
MERVE ERMİŞ
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET HAKKI OMURTAG