Tez detayları

Investigation of solidification and melting periods of phase change materials inside capsules = Kapsüller içerisindeki faz değişim malzemelerinin katılaşma ve erime periyotlarının incelenmesi

Yazarlar:

Hacipaşaoğlu, Servet Giray

Yayıncı:

Dokuz Eylül Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2018

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000289431

Anahtar sözcükler:

Makina Mühendisliği

Özet

The current thesis consists of two parts as experimental and numerical. In the experimental part, the storage performance of spherical encapsulated phase change material (PCM) under various external boundary conditions was obtained experimentally. As the charging performance of spherical encapsulated PCM is achieved, the entry velocity of the heat transfer fluid (HTF) into the test zone is kept constant and the entry temperature is changed. The effect of changing HTF temperatures on the change in temperature of the capsule and the heat transfer rate were investigated.In the numerical part, the influences of inlet temperature and velocity of the HTF and the capsule material on the performance of a latent heat thermal energy storage unit is numerically investigated. The enhanced thermal conductivity approach is implemented into the ANSYS-FLUENT software to consider the natural-convection-dominated melting process within the capsules. Results of the parametric analyses are evaluated by using the first and second laws of the thermodynamics. The time-wise variations of the melting front, the temperature of the PCM and the rate of entropy generation are evaluated. Increasing the inlet temperature and velocity of air significantly reduces the time required for complete melting. The total time for melting is reduced when the inlet temperature of air increase and the entropy generation rate enhances more than four times. Besides, increasing the air inlet velocity enhances the entropy generation.

Bu tez çalışması, deneysel ve sayısal olarak iki bölümden oluşmaktadır. Deneysel çalışmada küresel kapsüllenmiş faz değişim malzemesinin (FDM) çeşitli dış ortam sınır koşullarında depolama performansı deneysel olarak elde edilmiştir. Küresel kapsüllenmiş FDM'nin depolama performansı elde edilirken, ısı transfer akışkanının (ITA) test alanına giriş hızı sabit tutulmuş ve giriş sıcaklığı değiştirilmiştir. Değişen ITA sıcaklıklarının kapsül sıcaklığında ve ısı transfer hızında oluşturduğu değişimler incelenmiştir.Sayısal çalışmada, ITA'nın hızı, giriş sıcaklığı ve kapsül malzemesinin değişiminin gizli bir ısıl enerji depolama ünitesinin performansı üzerindeki etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Etkin ısıl iletkenlik yaklaşımı, kapsüller içindeki doğal taşınımlı erime işlemini dikkate almak için ANSYS-FLUENT yazılımına uygulanmıştır. Parametrik analizlerin sonuçları, termodinamiğin birinci ve ikinci yasaları dikkate alınarak oluşturulmuştur. Erime prosesinin zamana bağlı değişimleri, FDM'nin sıcaklığı ve entropi üretim oranı değişimleri değerlendirilmiştir. Giriş sıcaklığının ve havanın hızının arttırılması, tam erime süresini önemli ölçüde azalttığı gözlenmiştir. Havanın giriş sıcaklığı yükseldiğinde ve entropi üretim oranı dört kattan fazla arttığında, toplam erime süresi azalmıştır. Ayrıca, hava giriş hızının yükseltilmesinin entropi üretimini arttırdığı gözlemlenmiştir.

Tez detayları

Investigation of solidification and melting periods of phase change materials inside capsules = Kapsüller içerisindeki faz değişim malzemelerinin katılaşma ve erime periyotlarının incelenmesi

Yazarlar: Hacipaşaoğlu, Servet Giray

Yayıncı: Dokuz Eylül Üniversitesi

Ana Başlıklar: Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2018

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000289431