Vidalı kompresörlerde soğutma sistemi performans optimizasyonunun deneysel ve nümerik olarak incelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2026

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: RAMADAN GÜRSOY

Danışman: Akın Burak Etemoğlu

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışma, literatürde kompresör radyatörlerini (hava–yağ ve hava–hava bölümleri) gerçek işletme koşulları ve sistem entegrasyonu ile birlikte ele alan çalışmaların sınırlı olması probleminden hareketle, vidalı kompresör sistemlerinde kullanılan radyatörlerin ısıl davranışını deneysel, teorik, nümerik ve istatistiksel yöntemlerle bütüncül biçimde ortaya koymayı amaçlamaktadır. Kompresörlerde vida grubu ve yağ devridaiminden kaynaklanan ısıl yüklerin güvenli biçimde uzaklaştırılması; yağ ömrü, termal kararlılık ve sistem güvenilirliği açısından kritik olduğundan, radyatör performansını belirleyen parametrelerin nicel olarak belirlenmesi çalışmanın önemini oluşturmaktadır. Bu kapsamda 15 kW, 22 kW ve 37 kW gücündeki vidalı kompresörlerde deneysel ölçümler gerçekleştirilmiş; yağ miktarı, yağ kütlesel debisi ve vida grubu dönüş devri gibi değişkenlerin sıcaklık seviyelerine etkileri değerlendirilmiştir. Isıl hesaplamalarda Reynolds ve Nusselt sayıları üzerinden ısı transfer davranışı incelenmiştir. Nümerik analizler ANSYS Fluent ortamında yürütülmüş; dikdörtgen referans geometriye ek olarak çukurlu, şaşırtmalı ve hava yarıklı kanatçıklar karşılaştırılmıştır. Ortalama ısı taşınım katsayısı dikdörtgen geometride 606 W/m²K iken çukurlu ve şaşırtmalı geometrilerde sırasıyla 530 ve 1265 W/m²K olarak elde edilmiştir; hava yarıklı geometride ise 999 W/m²K hesaplanmıştır. Şaşırtmalı kanatçıkların ısı transferini artırdığı ancak basınç kaybını da yükselttiği, çukurlu yapının ise daha düşük akış direnci sunduğu belirlenmiştir. Bu doğrultuda şaşırtmalı–çukurlu (HODF) hibrit kanatçık tasarlanmış; hibrit geometride ortalama ısı taşınım katsayısı 1402 W/m²K'ye ulaşırken basınç kaybı 6772 Pa seviyesinde gerçekleşmiştir. Taguchi ve istatistiksel analizler sonucunda yağ çıkış sıcaklığının azaltılmasında en etkili parametrelerin yağ kütlesel debisi ve hava hızı olduğu; hava çıkış sıcaklığının belirlenmesinde ise baskın parametrenin hava hızı olduğu ortaya konmuştur.