Hermetik Pistonlu Kompresörlerde Valf Mekaniği

Abstract

Buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi, konvansiyonel soğutucularda en çok kullanılan termodinamik çevrimdir. Buhar sıkıştırma çevrimlerinde, sıkıştırma işlemi bir ya da birden fazla kompresör ile gerçekleştirilir. Çok farklı kompresör tipleri olmasına karşın, ev tipi buzdolaplarında genellikle “Hermetik Pistonlu Kompresörler” kullanılır. Kompresörün performansını belirleyen parametreler oldukça fazla olduğundan, bu parametreler birbirini etkileyebilmektedir. Performans üzerinde etkili olan elemanlardan en önemlileri, akışı kontrol etmekte kullanılan emme ve egzos valfleridir. Basınç farkıyla otomatik olarak açılıp kapanan valf yaprakları tasarlanırken; valf dinamiği ve valflerdeki akış hakkında yeterli bilgi edinilmesi gerekir. Bu çalışmada, hermetik pistonlu kompresörlerde valf yaprağı hareketi ve bu hareketi kontrol eden parametreler sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca; emme portundaki akış egzos katsayısının ölçülmesi için bir deney düzeneği kurulmuştur ve deneyler gerçekleştirilmiştir. Edinilen bilgiler, valf yaprağı tasarımı ya da kompresör simülasyonlarında kullanılabilecek temel ve yardımcı bilgilerdir. Bu tez çalışmasının birinci bölümünde, buhar sıkıştırma çevrimleri ve kompresörler hakkında genel bilgiler verilerek giriş yapılmıştır. İkinci bölümde; hermetik pistonlu kompresörler, emme ve egzos valfleri hakkında tanıtıcı bilgiler verilmektedir. Üçüncü bölümde valf yaprağı üzerinde daha önce yapılan çalışmalar özetlenmiş;valf dinamiği sayısal ve deneysel analizi dördüncü bölümde, akış egzos katsayısının deneysel olarak ölçüldüğü çalışma ise beşinci bölümde anlatılmıştır.

Vapour compression cycle is the most applied thermodynamic cycle in the conventional coolers and freezers. Generally, one or more compressors perform compression process in vapour compression cycles. Although various compressors are available, “Hermetic Reciprocating Compressors” are the most commonly used compressors in refrigerators. Various parameters effect compressor efficiency and each other, implicitly. The most important components are suction and discharge valves that control the refrigerant flow. While designing the valves that are opened and closed by pressure difference, valve dynamics and refrigerant flow through the ports have to be studied sufficiently. In the present study, reed valve motions in hermetic reciprocating compressors and parameters having a significant role on the valve motion have been studied numerically and experimentally. On the other hand, an experimental set-up installed and some experiments have been performed to measure the discharge coefficient of suction port. The knowledge obtained from this work is basic and helpful information for designing reed valves. Following the introduction part, second section of the submited thesis includes introduction to compressors and reed valves. In third section, the reported data on reed valves are introduced. Numerical and experimental analysis of reed valve dynamics have been introduced in the fourth section; followed by the results of the discharge coefficient experiments in the fifth section.