Ev tipi buzdolabı kondenserinin kabindibi performansının sayısal araştırılması
Numerical investigation of the performance of condenser in domestic refrigerator
Yazar: HALUK YILMAZ
Danışman: PROF. DR. L. BERRİN ERBAY
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Buzdolabı = Refrigerator ; Kondenser = Condenser ; Sayısal akışkanlar dinamiği = Computational fluids dynamic ; Soğutma = Cooling

Özet:
Bu tez çalışmasında, ticari bir ev tipi buzdolabı kondenserinin, ısıl performansı incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, buzdolabı kondenserinin, kullanıcı şartlarındaki performansının, sayısal modelleme ile gerçeklenmesidir. Sayısal çalışmada, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) bilgisayar programı olan ANSYS 14 kullanılmıştır. Paket program yardımıyla, temel akış ve enerji denklemleri sürekli rejimde, 3 boyutlu ve türbülanslı olarak çözülmüştür. Modelde dış akış incelenmiş ve türbülans modeli olarak seçilmiştir.HAD modellemesi iki kademede çalışılmıştır. Öncelikli olarak fan hareketi ile kondenser üzerine gönderilecek döner akış profili bulunmuştur. Bu bulgu, gerçekleme için kritik bir değer taşımaktadır. Her iki kademede de akışkan olarak hava kullanılırken, modellemede kullanılan sınır koşulu değerleri, üretici firmada yapılan deneysel veriler ile elde edilmiştir. Modellemenin her iki kademesinde de, fan koruması olarak görev yapan ve kondenser bölgesini kapatan, koruma kapağı hesaba katılmıştır. HAD modellemesinin ikinci kademesinde, kondenserden havaya olan ısı transferi üzerinde durulmuştur. Bu kademede, yine kompresör de modele dahil edilip, kullanıcı şartlarının simüle edilmesine çalışılmıştır. Sayısal modelleme çalışmasında, toplam ısı transferi, sıcaklık dağılımları, hız ve basınç dağılımları ve akım çizgileri detaylı olarak incelenmiştir. İlave olarak kondenserdeki ısı transferi için teorik hesaplama yapılmış ve sayısal model sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, HAD çalışmasının, gerçek kullanıcı şartlarındaki kondenser performansını simüle etmesi sağlanabilmiştir. Gerçekleştirilen sayısal modelleme ile tropikal iklim şartları için kondenser alanında, kondenser üzerinden 190,9388 (W) ısının havaya transfer edildiği görülmüştür. Teorik hesaplama sonucu olarak da soğutma çevriminin toplam ısı kazancı 198,318 (W) olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, the thermal performance of a condenser of commercial household refrigerator was investigated. One of the main objectives of the study is to analyze the performance of the condenser via numerical solution under the operating conditions in service. ANSYS14 a finite element package program of computational fluid mechanics (CFD) was used for the numerical analysis. The fundamental fluid and energy equations were solved at the steady state, three-dimensional and turbulence conditions with the help of finite element package program. External flow was taken into consideration for the system with the turbulence model. The CFD model was designed to comprise of in two stages. Rotational flow gradient directed to the condenser by the fan motion was determined at the beginning. This evaluation is a critical process in terms of the comparison with the experimental results. While air was used as the working fluid for both stages, boundary conditions in the numerical solution were obtained from the experiments conducted in the manufacturer factory. A protective lid covering the condenser surface and operating as a fan protector was taken into consideration for both stages of the numerical solution. Heat transfer from the condenser to air was examined in the second stage of the (CFD) solution. In this stage, the compressor was included in the model in order to get accurate simulation of the operation conditions in real life situation. In the numerical analysis, total amount of heat transfer, temperature, pressure and velocity gradients and streamlines were studied in detail. In addition the theoretical calculation was compared with the results obtained from the numerical solutions. As a result of the numerical studies, an operational simulation of the condenser performance in service conditions was made possible. Moreover, 190,9388 (W) heat transfer into the air from the condenser was seen in the condenser area via numerical model under tropical climate conditions. As a result of the theoretical calculation, it is found that the gain of refrigeration cycle is 198,318 (W).