Thermodynamic performance analysis for a vapor compression refrigeration system by using refrigerant with nanoparticles
Nanopartikül soğutucu akışkan kullanarak buhar sıkıştırmalı soğutma sistemi için termodinamik performans analizi
- Tez No: 749203
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜNAL ÇAMDALI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: ANSYS, Nanopartiküller, Soğutma sistemleri, Soğutucular, Termodinamik analiz, ANSYS, Nanoparticles, Cooling systems, Coolers, Thermodynamic analysis
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinde R134a bazlı nano-akışkan hazırlanmasına yönelik olarak bakır oksit ve seryum dioksit küresel nano-partikül üretimi iki aşamalı olarak gerçekleştirilmiştir. Nümerik çalışma sonucunda, soğutma sistemlerinde basınç kaybı ile nano-soğutucu akışkanın ısıl iletkenlik artışını dengeleyecek nano-soğutucu akışkan içerisindeki optimum hacimsel partikül oranı tespit edilmiştir. Çalışmada, bakır oksit ve seryumoksit nano parçacıklarının R134a ile farklı konFigure ürasyonundan oluşan yedi farklı nano-soğutucu akışkan geliştirilmiştir. Bu bağlamda öncelikle, nano-parçacık katkılı soğutucu akışkan elde edilmesine yönelik olarak, çökeltme yöntemi ile düşük sıcaklıkta nano boyutta bakıroksit ve seryumoksit partikülleri sentezlenmiştir. Sonrasında elde edilen oksitlerin farklı hacimsel oranlarda karışımları kullanılarak yedi farklı nano-parçacık, katkılı soğutucu akışkan, iki aşamalı yöntem kullanılarak hazırlanmıştır. Çalışmada ayrıca soğutma sisteminin gerçek boyutlarına ve deneysel sonuçlara bağlı olarak simüle etmek amacıyla Ansys yazılımı da kullanılmıştır. Nanopartikül hazırlama süreci pahalı olduğundan, söz konusu araştırma bunların hazırlaması işlemi için basit, kolay ve ucuz bir yöntem sunmaktadır. Elde edilen parçacıklar X-ışını kırınım ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiştir. İnceleme sonucunda parçacıkların çaplarının 78,95 nm, 79,9 nm, 44,15 nm and 63 nm olduğu gözlenmiştir. Bunlar sırasıyla bakır oksit, seryum oksit, birinci ve ikinci karışımdır. Teorik çalışma sonucunda hem bakır oksit hem seryum oksit hem de her ikisinden oluşan karışımın soğutma sisteminin performansını artırdığı ve enerji tüketimini de azalttığı görülmüştür. Bununla birlikte literatürde bulunan sayısal denklemler kullanılarak nano-partiküllerin R134a ile karışımın sistemin performansına olumlu katkı sunduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Using nanoparticles in a refrigerating cycle is associated with many difficulties, such as the cost of preparing and obtaining a stable and homogeneous mixture with less agglomeration and sedimentation. This research presents a simple, easy, and inexpensive method for the preparation process 0f nanoparticles based on distilled water, ammonia, copper nitrate, and cerium nitrate to synthesize nanoparticles as a single oxide and as a mixture. The results of nanoparticle preparation using X-ray diffraction and scanning electron microscopy prove that particles were spherical in shape, with suitable diameters of 78.95 nm, 79.9 nm, 44.15 nm, and 63.3 nm for copper oxide, cerium oxide, the first mixture, and second mixture, respectively. This study preferred the implementation of a theoretical study using Ansys Fluent software based on the real dimensions and the experimental results to simulate a simple vapor compression refrigeration system to charge nanoparticles theoretically to verify their effectiveness to improve the efficiency of the refrigerating cycle. The results confirmed that copper oxide enhanced the coefficient of performance of the refrigerating system by 25 %, and cerium oxide succeeded in improving it by a lesser value. The mixture containing a higher percentage of copper oxide yielded better results. Moreover, using the numerical equations available in the literature to calculate thermophysical properties proved an improvement in these properties with an increase in nanoparticle concentration
Benzer Tezler
- Güneş enerjisi destekli absorbsiyonlu ve buhar sıkıştırmalı kaskad soğutma çevriminin termodinamik performansının iyileştirilmesi
Improvement of thermodynamic performance of solar assisted absorption and vapor compression cascade refrigeration cycle
CENKER AKTEMUR
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN TEKİN ÖZTÜRK
- Thermodynamic simulation of transcritical organic rankine vapor compression refrigeration system using low GWP refrigerants
GWP oranı düşük akışkanların kullanıldığı transkritik organik rankıne çevriminden güç alan buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminin termodinamik simülasyonu
ARİF EMRE AKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
EnerjiÇukurova ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER YILMAZ
- Organik rankine çevrimi destekli soğutma sistemlerinin enerji ve ekserji analizi
Energy and exergy analysis of refrigeration systems powered by organic rankine cycle
OĞUZHAN PEKTEZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL İBRAHİM ACAR
- Experimental analysis of an auxiliary air conditioning system used in an armored vehicle
Zırhlı araçlar için yardımcı klima sistemi deneysel analizi
ALPER KORKMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMİL YAMALI
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR BAYER
- Absorbsiyonlu soğutma sistemi için dolgulu kolon tasarımı
Design of packed column for absorbtion cooling system
SEYFULLAH KEYF
Doktora
Türkçe
1998
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESER KILIÇ