CHARACTERIZATION OF LATENT THERMAL ENERGY IN A STORAGE UNIT WITH FIBONACCI-SEQUENCE-INSPIRED FINS

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: SEYEDMOHSEN BAGHAEI OSKOUEI

Danışman: Özgür Bayer

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Gizli ısıl enerji depolaması, güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının temel sorunlarından biri olan kesintili doğalarının etkisi için uygun bir yöntemdir. LTES üniteleri, önemli miktarda enerjiyi nispeten küçük bir hacimde depolamak için faz değiştiren malzemeleri (FDM'ler) verimli ve ekonomik hale getiren büyük miktardaki gizli ısıdan faydalanır. FDM'lerle ilgili en büyük zorluk, uzun erime (şarj) ve katılaşma (deşarj) sürelerine neden olan düşük termal iletkenlikleridir. Genişletilmiş yüzeylerin (kanatçıkların) kullanımı, ağaç benzeri ve fraktal kanatçıklar gibi yeni tasarımlardaki son gelişmelerle birlikte popüler bir yöntemdir. Karmaşık kanat konfigürasyonları, iletimin etkisini artırırken, erimiş FDM'de ek kesme gerilimleri yaratarak doğal taşınım etkilerini azaltır. Mevcut çalışmada, şarj/deşarj karakteristiğini iyileştirmek için dikey bir gizli ısıl enerji depolama ünitesinde Fibonacci dizisini baz alan yeni bir kanat tasarımı önerilmektedir. Şarj/deşarj davranışını gözlemlemek için hacim genişletme yöntemine dayalı bir deney düzeneği tasarlanmıştır. Erime/katılaşmanın ardındaki fiziği araştırmak için entalpi-gözeneklilik yöntemine dayalı sayısal bir model uygulanmaktadır. Önerilen kanatçık, daha iyi dağılmış doğal taşınım baskın bölgeler ortaya çıkararak, boyuna kanatçıklara kıyasla erime süresi açısından %20 daha iyi performans göstermektedir. Erime bölgesindeki ortalama sıvı FDM hızı, doğal taşınım davranışını değerlendirmek için bir parametre olarak incelenmiştir. Yeni kanatçık için katılaşma süresinde %45'lik bir azalma tespit edilmiştir.