Stirling motoru için borulu tip ısı değiştiricisi tasarımı ve cfd analizi

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MURAT ÖNDER

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hüseyin Güçlü Yavuzcan

Eş Danışman: Hüseyin Serdar Yücesu

Özet:

Artan dünya nüfusu ve gelişen teknolojilerden dolayı enerji kullanımının sürekli artması nedeni ile giderek artan çevre problemleri meydana gelmektedir. Petrol kökenli yakıtların kullanımı bakımından dışa bağımlı olan Türkiye'de, içten yanmalı motorlara alternatif motorların geliştirilmesi, hem enerji hem de çevre kirliliği açısından olumlu sonuçlar ortaya koyacaktır. Bu alternatiflerden biri de Stirling motorları her türlü ısıl enerji kaynağını kullanarak mekanik iş üretebilir. Basit yapısı, içten yanmalı motorlara göre imalat kolaylığı, özellikle sabit tesislerde kullanılabilme imkânından dolayı üzerinde çalışılan makinalardır. Farklı tiplerde üretilme imkânı vardır. İçten yanmalı motorlarla karşılaştırıldığında, gürültü ve titreşim seviyesi daha düşüktür. Teorik ısıl verimi yüksektir ve daha az bakım gerektirir. Bu çalışmanın amacı, farklı enerji kaynaklarını kullanabilen borulu tip ısı değiştiricili Stirling motoru tasarlayarak üç boyutlu sayısal analizini yapmaktır. Literatürde verilen metotlarla silindir hacmi belirlenen motorun ısıtıcı, soğutucu ve rejeneratörün boyutlandırması ve dağılımı yapılmıştır. Maksimum ısıtma ve soğutma için motor tasarımı belirlenmiştir. Stirling motorunun üç boyutlu analizi FLUENT Sayısal akışkanlar dinamiği programı kullanılarak yapılmıştır. Model çizimi ve ağ oluşumunda GAMBIT ve DESIGN MODELLER paket programı kullanılarak, temel korunum denklemleri, 3 boyutlu ve türbülanslı akış şartlarında çözülmüştür. Sonuçta en uygun ısıtıcı, soğutucu ve rejeneratör tasarımı gerçekleştirilmiştir.