Buzda soğukluk depolama sistemlerinde kullanılan buz kapsüllerinin ısıl gerilme analizleri
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ALİ GÜLTEKİN
Danışman: Orhan Keklikcioğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma kapsamında; farklı kalınlıktaki ve tipteki buz kapsüllerinin sıcaklık değişimleri ile ortaya çıkan termal kuvvetler incelenmiş, uygun tip ve kalınlığı tespit edilmiştir. Bunun için 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, 2.5mm, 3mm, 3.5mm, 4mm kalınlıklardaki 6 adet form şekli belirlenerek plastik malzemeden yapılmış olan kapsüller içlerinde buz olacak şekilde modellenerek incelenmiştir. Bu çalışma ile buz kapsüllerinin şekli ve kalınlığı belirlenerek termal gerilmeler sonucunda deforme olması önlemek için çalışmalar yapılmıştır ve farklı kalınlıktaki malzemelerden oluşan kapsüllerin sıcaklık değişimleri ile oluşabilecek termal kuvvetlere ışık tutmuştur. Buz kapsüllerinde Ansys Workbench'in "fluid/structuralinteraction" modülü ile HAD ve gerilme analizleri için -5°C'den 30°C'ye kadar sıcaklık artışı, hal değişimi sırasında sıcaklık dağılımları ve erime kesitleri ile oluşan gerilmeler, deformasyonların karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışma sonucunda 2mm kalınlığındaki D kapsülü 3,8907.10-5(m/m) elastik gerinim 3,2906.10-4m deformasyon ile 80gr ağırlığında, 2mm kalınlığındaki E kapsülü 2,1504.10-5(m/m) elastik gerinim 7,4043.10-3m deformasyon ile 105,9gr ağırlığı ile ideal olarak kullanıma en uygun kapsüller olarak tespit edilmiştir. Sonrasında 0,5mm kalınlığındaki C kapsülü 5,9559.10-11(m/m) elastik gerinim 2,6989.10-3m deformasyon ile 22gr ağırlığında E kapsülü 2,2006.10-5(m/m) elastik gerinim 3,1058.10-2m deformasyon ile 25,7gr ağırlığında D kapsülü 3,4398.10-5(m/m) elastik gerinim 5,3353.10-2m deformasyon ile 19,6gr ağırlığında sıralamayla en uygun kapsüller bu şekilde tespit edilmiştir. Kalınlık arttıkça mukavemet arttığı gözlemlenmiştir ama kullanılan malzeme miktarı artacağından dolayı maliyetin arttığı tespit edilmiştir. İdeal kapsüller belirlenirken sadece mukavemet değil aynı zamanda kütle ve buna bağlı olarak maliyetler de göz önünde bulundurulmuştur. Anahtar Kelimeler: Buz enerjisi, kapsül, ısı, gerilme, elastisite