Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HASAN MELİH KINAGU
Danışman: MEHMET ÖZGÜN KORUKÇU
Özet:Vorteks tüpleri hareketli aksamı olmayan ve sadece basınçlı gaz girdisi ile çalışan bir enerji ayrıştırma cihazıdır. Vorteks tüpüne giren gaz sıcak ve soğuk olmak üzere iki farklı sıcaklık profiline ayrılmakta ve tüpten tahliye edilmektedir. Bu çalışmanın amacı, genellikle soğutma amacıyla kullanılan vorteks tüpünün soğutma performansının Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizleri kullanılarak iyileştirilmesi ve optimal tasarıma sahip bir vorteks tüpü tasarımı önerilmesidir. ANSYS Fluent 15.0 paket programı ile yürütülen 3 boyutlu analizlerde, vorteks tüpünün soğutma performansına etki eden "Giriş Sıcaklığı", "Giriş Kütlesel Debi Miktarı" ve "Tüp Yüzeyindeki Isı transfer Katsayısı" operasyonel parametreleri ile birlikte "Lüle Sayısı", "Soğuk Çıkış Çapı", "Sıcak Çıkış Çapı", "Tüp Çapı" ve "Tüp Uzunluğu" geometrik parametreleri incelenmiştir. Operasyonel parametreler incelenirken parametre seviyeleri teker teker ele alınmış ve her bir parametrenin performans üzerindeki etkisi tespit edilmiştir. Giriş sıcaklığının ve giriş kütlesel debi miktarının arttırılmasının vorteks tüpü soğutma performansını olumlu etkilediği belirlenmiş, tüp yüzeyindeki ısı transfer katsayısının arttırılmasının ise soğuk çıkış debi oranının 0,6 düzeyinden daha yüksek olduğu durumda soğutma performansını düşük bir şekilde iyileştirdiği sonucuna ulaşılmıştır. Geometrik parametreler incelenirken, Taguchi'nin L27(3)5 istatistiksel tasarımı kullanılmış, 27 adet seviye kombinasyonu oluşturulmuş, bu kombinasyonlar kullanılarak HAD analizleri yürütülmüş ve elde edilen veriler ANOVA çalışması yapılarak istatistiksel anlamda değerlendirilmiştir. Vorteks tüpü soğutma performansına en çok etkileyen parametrenin "Tüp Çapı" olduğu saptanmış, etki sıralaması olarak bu parametreyi "Lüle Sayısı", "Soğuk Çıkış Çapı" ve "Sıcak Çıkış Çapı" parametrelerinin takip ettiği belirlenmiştir. "Tüp Uzunluğu" parametresi ise, vorteks tüpü soğutma performansına etkisi ihmal edilebilir seviyede olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, parametrelerin S/N oranları belirlenmiş, bu sayede optimal bir vorteks tüpü geometrisi önerilmiş, bu geometriye ait 3 boyutlu model oluşturulmuş ve HAD analizleri yürütülmüştür. Önerilen vorteks tüpü tasarımı sayesinde soğutma performansı %28,44 oranında iyileştirilmiştir. Bu çalışmada elde edilen ve sistematik bir istatistiksel tasarım yöntemi yardımıyla genelleştirilen bulguların gelecekteki çalışmalara katkı sunması hedeflenmiştir.