Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Mert MERCAN
Danışman: Muhittin Bilgili
Özet:
Yapılan bu çalışma tip 3 yüksek basınçlı (350 bar) hidrojen tankına ait hidrojen dolum prosesinde sıcaklık dağılımlarını HAD analizi ile incelenmiştir. Uluslararası standartlarda izin verilen sıcaklık değerleri dikkate alınarak analizler ele alınmaktadır. Ayrıca yapılmış olan çalışma ile hidrojen dolum prosesinde tank başlangıç basıncı ve debinin, tankın ulaştığı son sıcaklığa ve dolum süresine etkisi incelenmiştir. Hesaplamalarda kullanılmak üzere 5 farklı hidrojen debisi ve 4 farklı başlangıç basıncı değerinin birbiri ile kombinasyonlarından 20 farklı durum elde edilmiştir. Elde edilen her durum için izin verilen sıcaklığa uygunluğu değerlendirilmiş olup, uygun olamayan durumlarda dolum yapılacak hidrojene ön soğutma uygulanarak analizler tekrarlanmıştır ve sonuçlar incelenmiştir. Hidrojen giriş sıcaklık değerleri her durum için izin verilen aralığa getirilmiştir. Bu çalışmanın ardından ön soğutmalı ve ön soğutmasız dolum sonuçlarından tank içerisinde depolanan hidrojen kütlesi incelenmiş, ön soğutma ile depolanan kütle arasındaki artış ilişkisi gösterilmiştir. Yapılan bu analizlerde k-epsilon türbülans modeli kullanılmıştır. Yapılan analiz sayısının çok olması ve analiz modelinin simetrik çözüme uygun olması nedeni ile modelleme 2-boyutlu yapılmıştır. Model kurulumundan sonra elde edilen sonuçlar, standartlarda izin verilen sıcaklık değerleri ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen veriler ışığında dolum işleminin izin verilen sıcaklık aralığında yapılması hedeflenmektedir. Çalışmanın sonuçları, hidrojen dolum prosesindeki sıcaklık dağılımlarının önemli bir faktör olduğunu göstermektedir. Hidrojen tankının izin verilen sıcaklık değerlerini aşması, güvenlik risklerini artırabilir ve tankın termal performansını olumsuz etkileyebilir. Ancak, hidrojen giriş sıcaklığının düşürülmesiyle bu risklerin önüne geçilebilir ve tankın güvenliği sağlanabilir. Bu tez, hidrojen dolum işlemlerinde termal yönetimin önemini vurgulayarak, hidrojen depolama sistemlerinin güvenli ve etkin bir şekilde kullanılmasına katkıda bulunmayı hedeflemektedir.
Anahtar Kelimeler : Güvenli hidrojen dolum sıcaklığı, hidrojen depolama tankı,
hidrojen dolum prosesi