Tez detayları

Modelling and performance analysis of linear fresnel collector for process heat generation for Ice Cream Factory in Konya = Konya Dondurma Fabrikası ısı üretimi için lineer fresnel kolektörün modellenmesi ve performans analizi

Yazarlar:

Singh, Rahul

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2016

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000301556

Anahtar sözcükler:

Makina Mühendisliği

Özet

In this thesis, a linear Fresnel collector has been designed to supply solar heat for industrial process. Firstly, optical analysis using ray tracing is done to determine the effects of collector's parameters, such as height of receiver, mirror width and profile, gap between adjacent rows and slope deviation. Afterwards, one-dimensional thermal model is presented which predicts surface temperatures of receiver components and heat loss. The results obtained from both optical and thermal studies are then benchmarked against published data and then applied to design a linear Fresnel collector for an ice cream factory located in Konya (Turkey). The collector's thermal performance is investigated for different weather conditions along with monthly outputs. Furthermore, flux distribution on absorber tube for different sun positions is studied as well.According to parametric study, slightly curved mirrors are able to collect significantly more solar energy compared to flat ones and optimal optical efficiency is achieved for particular range of collector parameters. The peak thermal efficiency and maximum solar fraction is found to be 66.35% and 33.6% (in July) respectively. Additionally, it is observed that most of the solar radiation is concentrated on the bottom section of the absorber tube; however, same is not true for high values of incidence angle. Therefore, non-uniform flux distribution should be taken into consideration for more accurate thermal analysis of the receiver.

Bu tezde, endüstriyel işlemlere güneş kaynaklı ısı sağlamak üzere bir lineer Fresnel kolektörü tasarlanmıştır. İlk önce, ışın izleme kullanan optik analizlerle, alıcı yüksekliği, ayna genişliği ve profili, bitişik sıralar arasındaki boşluk ve eğim sapma gibi kolektör parametrelerinin etkileri belirlendi. Sonrasında alıcı bileşenlerinin yüzey sıcaklıklarını ve ısı kaybını öngören bir boyutlu ısıl model sunuldu. Daha sonra hem optik hem de ısıl araştırmalardan elde edilen sonuçlar, yayınlanan verilerle kıyaslandı ve Konya'da bulunan bir dondurma fabrikası için doğrusal bir lineer Fresnel kolektörü tasarlamak için uygulandı. Kolektörün ısıl performansı, aylık çıktılarla birlikte farklı hava koşulları için incelendi. Ayrıca, farklı güneş pozisyonları için emici tüp üzerindeki akı dağılımı da incelendi.Parametrik çalışmaya göre, hafif kavisli aynalar düz aynalara göre önemli ölçüde fazla güneş enerjisi toplayabilir ve belirli kolektör parametreleri aralığı için optimum optik verim elde edilir. Pik ısıl verimlilik ve maksimum güneş fraksiyonu sırasıyla %66.35 ve %33.6 (Temmuz ayında) olarak bulundu. Ek olarak, güneş radyasyonunun çoğunun emici borunun alt kısmında yoğunlaştığı gözlemlendi. Gerçi, yüksek güneş düşme açısı değerleri için aynı şey geçerli değildir. Bu nedenle, alıcının daha hassas ısıl analizi için homojen olmayan akı dağılımı göz önünde bulundurulmalıdır.

Tez detayları

Modelling and performance analysis of linear fresnel collector for process heat generation for Ice Cream Factory in Konya = Konya Dondurma Fabrikası ısı üretimi için lineer fresnel kolektörün modellenmesi ve performans analizi

Yazarlar: Singh, Rahul

Yayıncı: Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar: Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2016

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000301556