Güneş Işınımı Altında Faz Değiştiren Malzemenin Isı Depolama Davranışının Deneysel İncelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Mehmet Emin Canlı

Danışman: ADEM ACIR

Özet:

Bu tez çalışmasında, yapay güneş ışınımı altında organik faz değiştiren malzeme olarak kullanılan parafinin ısı depolama davranışı laboratuvar koşullarında deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışma kapsamında, bakır malzemeden imal edilmiş bir termal enerji depolama ünitesi (TEDÜ) tasarlanmıştır. Kızılötesi bir lamba aracılığıyla elde edilen q=800, 900 ve 1000W/m2 değerindeki üç farklı güneş ışınımı, 1mm kalınlığındaki bakır malzemeden imal edilmiş emici yüzeye sahip TEDÜ üzerine uygulanmıştır. Parafin waxın düşük ısı iletimi sorununu bertaraf etmek için kanatsız ve t=1, 1,5 ve 2mm kalınlıklarındaki n=3, 5 ve 7 adet kanat emici yüzeyin altına, parafinin depolandığı TEDÜ hacmi içerisine yerleştirilmiştir. Isıl enerji depolanması sırasında, kanat sayısının ve kalınlığının parafinin ergime ve katılaşma süresi üzerine olan etkileri incelenmiştir. Kanat sayısının artması parafinin ergime süresini kısaltırken, kanat kalınlığının artması ergime süresinin uzamasına neden olmuştur. Kanatsız ve kanatlı TEDÜ'lerdeki faz değiştiren malzemenin ergime süreleri karşılaştırılarak zamana bağlı iyileştirme oranı (ZBİO) tanımlanmıştır. En yüksek ZBİO t=1mm, n=7 kanattan oluşan ve q=1000W/m2 güneş ışınımı altındaki enerji depolama ünitesinde 1,82 olarak bulunmuştur. Bunun yanında, farklı geometrilerde tasarlanmış olan TEDÜ'lerin depolamış oldukları ısıl enerji miktarı hesaplanmış ve sonrasında, her bir ünitenin depolamış olduğu ısıl güç bulunmuştur. Kanatlı ve kanatsız TEDÜ'lerin depolamış oldukları ısıl güçler karşılaştırılarak ısıl güç iyileştirme oranı (IGİO) elde edilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda, ZBİO ve IGİO değerlerinin birbirleriyle uyum içerisinde olduğu görülmüştür. En yüksek IGİO değeri t=1mm, n=7 kanatlı ve q=1000W/m2 ışınım altındaki enerji depolama ünitesinde 1,67 olarak hesaplanmıştır.