Gazlı Termoiyonik Dönüştürücülerde Optimum Verim Hesabı Ve Tersinmezlik Katsayısının Tayini

Abstract

Doğrudan enerji dönüşüm şekillerinden termoiyonik enerji dönüşümü son yılların yoğun araştırma konularından birisidir. Günümüz dünyasında ara dönüştürücüye ihtiyaç duyulmadığından giderek kullanım alanı bulmakta ve uzay teknolojisinde de önemini korumaktadır. Bu çalışmada, doğrudan enerji dönüşüm metodlarından biri olan termoiyonik dönüştürücülerde verimi optimum yapan şartlar incelenmiş ve yine optimum verim şartlarında tersinmezlik katsayısı hesaplanmıştır, termoiyonik dönüştürücülerin iki farklı tipi için geçerli verim ifadeleri yazılmış ve gazlı termoiyonik dönüştürücüler için optimum verim şartları incelenmiştir. Birinci bölümde, termoiyonik dönüşümün ve termoiyonik dönüştürücülerin tanımları yapılmış, termoiyonik dönüşümün temel olaylarına değinilmiş ve bu dönüştürücülerin elektrik güç sistemleri ile mukayesesi yapılmış olup, konunun tarihçesi hakkında bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde, termoiyonik dönüştürücülerin verim analizleri gerekli kayıplar gözönüne alınarak hem vakumlu hemde gazlı termoiyonik dönüştücüler için yapılmıştır. Üçüncü bölümde, verimi optimum kılan koşullar incelenmiş ve gerekli hesaplamalar yapılmıştır. Dördüncü bölümde ise, üçüncü bölümde bulunan verim ifadesinden yola çıkılarak termoiyonik sistem içindeki tersinmezlik katsayısı hesaplanmış olup, çalışmanın amacına ulaşılmıştır. Sonuç bölümünde, daha önceki bölümlerde elde edilen sonuçlar literatürdeki, konu ile ilgili elde edilen verim sonuçlarıyla karşılaştırılması yapılmıştır. Bu çalışmanın amacı, Gazlı Termoiyonik Dönüştürücülerde iç tersinmezliklerin belirlenmesi ve verim üzerindeki etkilerinin ortaya çıkarılmasıyla minimum kayıpta optimum verim elde edilmesidir. In recent years intensive research has been carried out into thermionic energy conversion, which is the type of direct energy conversion. Nowadays, it is used for industrial applications and space technology. In this study, we investigate the optimum efficiency and calculate the irreversibility coefficient of the thermionic converters for the optimum efficiency. We write the exact and general efficiency equation for the two types of thermionic converters and investigate the conditions of the vapor thermionic converters for the optimum efficiency. In the first section of this thesis, we give description of the thermionic converters and thermionic energy conversion, the historical review and point out the basic phenomena in thermionic conversion and given a comparison of thermionic conversion with other electrical power systems. In the second section, we analyze the efficiency with the essential losses for both vacuum and vapor converters. In the third section, we investigate basic conditions and write an equation that includes all parameters of losses make the efficiency optimum. In the fourth section, we calculate the irreversibility coefficient by the help of the new optimum efficiency equation that written in the third section. In the final section, we discuss the data with the study of literature and comparison the experimental data.