Isı borulu havadan havaya ısı geri kazanım ünitelerinde performansın iyileştirilmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: KERİM MARTİN

Danışman: Kurtuluş Boran

Özet:

Isı geri kazanımı çalışmaları tüm zamanlarda araştırmacılar tarafından sıklıkla çalışılan konular arasında yer almıştır. Dünya genelinde enerji kaynaklarının tükenme noktasına geldiği şu günlerde bu konu daha da ilgi çekici bir hale gelmiştir. Atık ısı geri kazanım üniteleri sayesinde dikkate değer bir enerji tasarrufu sağlanmaktadır. Bu tez çalışmasında ısı borusu içeren havadan havaya bir ısı geri kazanım ünitesinin performansının 2 farklı nano akışkan kullanarak iyileştirilmesi üzerine deneysel bir araştırma yapılmıştır. Performans göstergeleri olarak ısıl verim, ısıl direnç ve ısı boruları boyunca olan sıcaklık dağılımları dikkate alınmıştır. Isı borularında saf su yerine kullanılan nano akışkanlardan biri CuO ve Fe nano partikülleri ile hazırlanan hibrit nano akışkan olup diğeri de sadece CuO nano partikülü ile hazırlanan nano akışkandır. Sonuçlar kanal içi Re sayılarına göre kıyaslanmıştır. CuO+Fe/Saf Su hibrit nano akışkanı ile diğer akışkanlara göre daha yüksek verim ve iyileşme oranları elde edilmiştir. En yüksek verim değerine CuO+Fe/Saf Su nano akışkanının kullanıldığı soğuk kanal Re sayısının 7000 ve sıcak kanal Re sayısının 16600 olduğu koşulda %28,2 olarak ulaşılmıştır. En yüksek iyileşme oranı da yine bu akışkanın kullanıldığı soğuk ve sıcak kanal Re sayılarının sırasıyla 12300 ve 10550 olduğu deneyde % 86,8 olarak elde edilmiştir. Isı borularının evaporatör sıcaklığının ve ısıl dirençlerinin azaltılması konusunda da akışkan sıralaması iyiden kötüye doğru CuO+Fe/Saf Su, CuO/Saf Su ve saf su şeklinde olmuştur. Bu tez çalışmasında ayrıca sistem ANSYS Fluent 19 programında 2 boyutlu olarak modellenmiş ve sayısal bir çözüm de yapılmıştır. Sayısal analizde elde edilen ısıl verim değerleri deneysel sonuçlara göre daha küçük değerlerde olmuştur. İki analiz arasında %2 ile %13,1 arasında değişen değerlerde farklar oluşmuştur. Bu aralık literatürde yer alan kabul edilebilir aralıktadır.