Vakum cam tüplü ısı borulu termal güneş enerjisi sistemlerinde çinko demir oksit nano akışkanının performansa etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Tunahan Orkun DENİZ
Danışman: Halil İbrahim Variyenli
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Günümüzde termal güneş enerjisi sistemlerinin kullanımı çok yaygındır. Bu sistemlerde kullanılan akışkan genellikle su olmakla beraber araştırmacıların özellikle son on yılda sistemdeki ısıl verimliliği yükseltmek için ısı transfer akışkanı olarak nano akışkanları kullanması literatürde yer almaktadır. Çalışmalarda nano akışkanların kullanımı ısı transfer sistemleri için umut vadeden sonuçlar ortaya çıkarmıştır. Yapılan bu çalışmada, vakum cam tüplü ısı borulu termal güneş enerjisi sistemlerinde kullanılan çalışma akışkanlarına alternatif olarak çinko demir oksit nano akışkanı kullanımının sistem performansına etkileri araştırılmıştır. Bu araştırmada deneysel metotla sistem verimi bulunmuştur. Ortalama giriş suyu sıcaklığı 1 l/d. için 18,83°C, 1,5 l/d. için 17,3°C ve 2 l/d. debi için 15,98°C olup çıkış suyu sıcaklıkları; 1 l/d.’de, ortalama çıkış sıcaklığı su için 20,45°C ve nano akışkan için 20,92°C, 1,5 l/d.'de, su için 18,48°C'ye kıyasla nano akışkan için 18,79°C ve 2 l/d.'de nano akışkan için 17,16°C olup su bazlı sistemden 0,25°C daha yüksektir. Termal verimlilikler; 1 l/d.'de, su için %45,29 iken nano akışkan için %58,93'e ulaşarak yaklaşık %30,1'lik bir iyileştirme sağlamıştır. 1,5 l/d.'de, verimlilikler su için %48,98'e ve nano akışkan için %62,28'e yükselerek %27,1'lik bir iyileştirmeyi yansıtmıştır. 2 l/d. debide ise, verimlilikler su için %52,16 ve nano akışkan için %66,44 olmuş ve %27,4'lük bir iyileştirmeyle sonuçlanmıştır. Kolektörler tarafından kazanılan termal enerji miktarı ise 1 l/d.'de, su bazlı kolektör için ortalama 113,35 W iken, nano akışkan bazlı kolektör için 146,13 W olmuş ve bu %28,9'luk bir artışı göstermiştir. 1,5 l/d.'de, su için 123,85 W'a ve nano akışkan için 156,02 W'a yükselmiş ve %26 iyileştirme göstermiştir. 2 l/d.'de, su bazlı sistem 128,55 W’a, nano akışkan bazlı sistem 163,90 W'a ulaşmış ve bu da %27,5'lik bir iyileştirmenin oluştuğunu göstermiştir. Elde edilen sonuçlarla çinko demir oksit nano akışkanı kullanımının sistemin termal verimi açısından olumlu etki sağladığı görülmüştür.
Anahtar Kelimeler : Vakum cam tüp, ısı borusu, nano akışkan, çinko demir oksit