Panel Radyatör Isıl Gücünün İyileştirilmesi Yönünde Su Kanalı, Panel Ve Konvektörün Ayrı Ayrı Ve Birlikte Sayısal Ve Deneysel Olarak Araştırılması


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Tamer Çalışır

Danışman: Şenol Başkaya

Özet:

En yaygın kullanılan ısıtma sistemleri arasında yer alan panel radyatörlerin ısıl güçlerinin artırılması enerjinin tasarrufunda oldukça önemli bir rol oynayabilir. Bu tez çalışmasında, panel radyatörlerin ısıl güçlerinin iyileştirilmesi ve bununla birlikte kullanılan malzeme miktarının azaltılması hedeflenmiştir. Bu kapsamda sayısal ve deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Çalışmada, öncelikle üretimde olan referans bir radyatör için performans ve akış deneyleri ile sayısal analizler gerçekleştirilmiş ve referans radyatörün ısıl gücü ve radyatör etrafında oluşan akış yapısı belirlenmiştir. Sonrasında, konvektörler için yoğun simülasyon çalışmaları yürütülmüş ve farklı konvektör yapılarının radyatör ısıl gücüne etkileri irdelenmiştir. Su kanalları için açıklık oranları değiştirilerek ısıl güce etkileri bulunmaya çalışılmıştır. Konvektör yüksekliğinin ve et kalınlığının artması ile birlikte ısıl gücün arttığı ve bununla birlikte radyatör ağırlığının da arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca, konvektör uç kısımlarında yuvarlatma yapılmasının da ısı transferine olumlu etkilerinin olduğu ve buna ilave olarak radyatör ağırlığının azaltılabileceği gözlemlenmiştir. Simülasyon çalışmaları neticesinde konvektör et kalınlığı 0,32 mm ve konvektör yükseklikleri 535 mm ve 560 mm olan iki farklı prototip radyatör üretilmiştir. Konvektör et kalınlığı 0,32 mm ve konvektör yüksekliği 535 mm olan prototipte ısıl gücün referans radyatöre göre 75/65°C giriş/çıkış sıcaklık aralığında %6,2 oranında düşüş gösterdiği gözlemlenmiştir. Bu düşüş oranının 0,32 mm ve 560 mm konvektör et kalınlığı ve konvektör yüksekliğine sahip radyatörde %3,2 oranında olduğu görülmüştür. Bununla birlikte bu prototipte, referans duruma göre 600x1000 mm'lik radyatörde 0,5 kg daha hafif bir tasarım elde edilmiştir. Bu bulgular neticesinde, konvektör et kalınlığı 0,32 mm ve konvektör yüksekliği 560 mm olan radyatör nihai tasarım olmuştur. Tez çalışması kapsamında elde edilen bilgiler sanayide uygulama alanı bulmuş ve konvektör et kalınlığı 0,32 mm ve konvektör yüksekliği 560 mm olan radyatörün seri üretimine başlanmıştır.