Kordiyerit Esaslı Seramik Malzemeden Yapılmış Termal Enerji Depolama Sisteminin Analizi

dc.contributor.advisor Çolak, Üner tr_TR
dc.contributor.author Esgel, Hakan tr_TR
dc.contributor.department Enerji Bilim ve Teknoloji tr_TR
dc.contributor.department Energy Sciences and Technologies en_US
dc.date 2014 tr_TR
dc.date.accessioned 2017-01-27T12:22:36Z
dc.date.available 2017-01-27T12:22:36Z
dc.description Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Enerji Enstitüsü, 2014 tr_TR
dc.description Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Energy Institute, 2014 en_US
dc.description.abstract Artan dünya nüfusu ve yaşam standartlarına bağlı olarak enerjiye olan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Öte yandan, konvansiyonel enerji kaynaklarının fiyatlarının artması, kaynakların sonlu oluşu ve artan çevre bilinci, yenilenebilir enerji kaynaklarının ve enerji verimliliğinin önemini ortaya çıkarmıştır. Termal enerji depolama sistemleri; güneş enerjisi ya da atık ısı gibi kaynaklardan elde edilen ısının depo edilmesini ve ihtiyaç halinde kullanılmasını sağlamaktadır. Termal enerji depolama sistemleri; termokimyasal ısı depolama sistemleri, gizli ısı depolama sistemleri ve duyulur ısı depolama sistemleri olarak üç temel gruba ayrılmaktadırlar. Bu çalışma kapsamında termal enerji depolama sistemleri ile ilgili literatür araştırması yapılmış, sistemlerin sahip olduğu avantaj ve dezavantajlara değinilmiştir. Daha sonra, mevcut sistemlere alternatif üretmek amacıyla seramik malzeme ve havanın kullanıldığı bir depolama sistemi tasarlanmıştır. Seramik malzeme ve havanın seçilme nedeni, günümüzde sıklıkla kullanılan erimiş tuzların çalışma sıcaklıklarının çok daha üzerindeki sıcaklıklarda çalışabilmesidir. Seramik malzeme olarak kordiyerit seçilmiştir. Sistemin minimum çalışma sıcaklığı 900K, maksimum çalışma sıcaklığı 1200K olarak planlanmış ve çalışmalar bu değerlere göre yapılmıştır. Depolama tankının giriş çapının tank çapına oranının, tank yüksekliğinin tank çapına oranının, tank içerisindeki akış kanallarının büyüklüğünün, yani ortam porozitesinin depo edilen enerjiye olan etkisi araştırılmıştır. Çalışmaların CFD analizleri yapılmıştır ve elde edilen değerler şekil ve çizelgeler halinde sunulmuştur. Yapılan analizler göstermiştir ki tank giriş çapının depo edilen enerjiye etkisi ihmal edilebilir boyuttadır. Ancak ortam porozitesinin değişimi, depo edilen enerjiyi büyük oranda etkilemektedir. Akışın gerçekleştiği kanalların küçültülmesi, hem akış çizgilerini olumlu yönde etkilemiştir, hem de yüzey alanının artmasını sağlamıştır. Bu sayede sistemin enerji depolama kabiliyetinin arttığı sonucuna varılmıştır. tr_TR
dc.description.abstract Increasing world population and life standards increase energy demand day by day. The increase in the cost of conventional energy sources, limited resources, and increasing environmental consciousness reveal the importance of renewable energy sources and energy efficiency. There are three main types of thermal energy storage systems, sensible heat, latent heat, and thermochemical heat storage systems. In this study, a new high temperature thermal storage system employing cordierite type ceramic heat storage medium was introduced and, and air is selected as heat transfer fluid. The reason of employing ceramic material and air is that the maximum temperature achievable in this case is much higher than that for the molten salt storage system. Density, specific heat, and thermal conductivity of cordierite are 2600kg/m3, 1465 J/kg•K, 3W/m•K, respectively. In a system made of cordierite material, the operating temperature can be up to 1650K. These characteristics make cordierite a good material for sensible thermal energy storage applications. Minimum and maximum operating temperatures of the storage system were considered as 900K and 1200K, respectively. CFD analyses were performed with these design parameters. In this study, the proper dimensions of the system were investigated by analyzing the effect of height-to-diameter ratio as well as inlet-to-outer diameter by means of CFD analyses. The results of these CFD studies showed that the effect of inlet diameter of thermal storage tank was negligible. Inlet diameter slightly effects flow lines in the tank, but the other parameters have stronger effect than that for the inlet diameter. Porosity of the medium effects flow lines too much. If the porosity increases, fluid can flow reverse direction in the tank, and the velocity difference between the channels can be higher. Therefore, central channels get hot and outer ones cannot get hot as well as central ones. Moreover, decreasing porosity supply more surface area, this increases heat transfer between cordierite and air. For these reasons, higher porosity means less storage efficiency. en_US
dc.description.degree Yüksek Lisans tr_TR
dc.description.degree M.Sc. en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11527/12852
dc.publisher Enerji Enstitüsü tr_TR
dc.publisher Energy Institute en_US
dc.rights İTÜ tezleri telif hakkı ile korunmaktadır. Bunlar, bu kaynak üzerinden herhangi bir amaçla görüntülenebilir, ancak yazılı izin alınmadan herhangi bir biçimde yeniden oluşturulması veya dağıtılması yasaklanmıştır. tr_TR
dc.rights İTÜ theses are protected by copyright. They may be viewed from this source for any purpose, but reproduction or distribution in any format is prohibited without written permission. en_US
dc.subject Isı depolama tr_TR
dc.subject Enerji depolama tr_TR
dc.subject Yenilenebilir enerji kaynakları tr_TR
dc.subject Heat storage en_US
dc.subject Energy storage en_US
dc.subject Renewable energy sources en_US
dc.title Kordiyerit Esaslı Seramik Malzemeden Yapılmış Termal Enerji Depolama Sisteminin Analizi tr_TR
dc.title.alternative Analysis Of A Thermal Energy Storage System Made Of Cordierite-based Ceramic Material en_US
dc.type Thesis en_US
dc.type Tez tr_TR
Dosyalar
Orijinal seri
Şimdi gösteriliyor 1 - 1 / 1
thumbnail.default.placeholder
Ad:
301111011.pdf
Boyut:
4.02 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Açıklama
Lisanslı seri
Şimdi gösteriliyor 1 - 1 / 1
thumbnail.default.placeholder
Ad:
license.txt
Boyut:
3.16 KB
Format:
Plain Text
Açıklama