Potasyum klorür tabakalı güneş havuzunun performansının incelenmesi
Investigation of the performance of solar pond with potassium chloride layer
Yazar: İLKER BALKAYA
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KARAKILÇIK
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, potasyum klorür tabakalı bir güneş havuzunun performansı incelenmiştir. Bu amaçla, 0,96 m çaplı, 1,10 m derinlikli ve duvar kalınlığı 0,05 m olan silindirik biçimli bir PVC güneş havuzu inşa edilmiştir. Güneş havuzunun yan duvarları 0,08 m kalınlıkta cam yünü ile yalıtılmış ve üzeri galvanizli sac ile kapatılmıştır. Güneş havuzu 20 cm kalınlığında yalıtımlı ahşap bir kaide üzerine yerleştirilmiştir. Havuzun iç bölgeleri potasyum klorür tuzlu su çözeltisinin üst üste yığılması ile oluşturulmuştur. İç bölgeler, üst konveksiyonlu bölge (ÜKB), yalıtım bölgesi (YB) ve ısı depolama bölgesi (IDB)'dir. Havuza gelen güneş ışığı, potasyum klorür tabakalar tarafından yansımaya, soğurulmaya ve saçılmaya uğramaktadır. Işığın geri kalan kısmı ise, ısı depolama bölgesine ulaşmaktadır ve bu bölgenin yoğunluğuna ve kalınlığına bağlı olarak soğurularak ısı enerjisi biçiminde toplanmakta ve depolanmaktadır. Çok yoğun potasyum klorür çözeltisinden oluşan depolama bölgesinin ışığı soğurma özelliği artarken, sıcaklık ve yoğunluk artışı ile ısı kapasitesi azalmaktadır. Bu nedenle, potasyum klorür tabakaların ısı kapasiteleri farklı aylar için hesaplanmış ve havuzun ısı depolama performansı belirlenmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak, havuzunun ısı performansı Ağustos, Eylül, Ekim ve Kasım ayları için hesaplanmıştır. Isı depolama kapasitesi, 188,95 MJ olarak Ağustos'ta en yüksek, 87,96 MJ ile Kasım'da en düşük değer elde edilmiştir. Bunun en önemli nedenlerinden birisinin potasyum klorür çözeltisinin suyun özgül ısı kapasitesini olumsuz etkilemesi ve ısı performansının da bundan olumsuz olarak etkilenmesinden kaynaklandığı belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, performance of a solar pond with potassium chloride layer was investigated. For this purpose, a PVC solar pond with a diameter of 0.96 m, a depth of 1.10 m and a wall thickness of 0.05 m cylindrical shape was built. The side walls of the solar pond are insulated with 0.08 m thick glass wool and covered with galvanized steel. The solar pond is placed on an insulated wooden base with a thickness of 20 cm. The inner zones was built up by overlaying the potassium chloride saline solution. The inner zones are the upper convection zone (UCZ), the insulation zone (IZ) and the heat storage zone (HSZ). The sunlight coming into the pond is reflected, absorbed and scattered by the potassium chloride layers. The rest of the sunlight reaches the heat storage zone and is absorbed and stored in the form of heat energy, depending on the density and thickness of this zone. The storage capacity of the very dense potassium chloride solution increases as the light absorption property increases, while the heat capacity decreases with increasing temperature and density. For this reason, the thermal capacities of potassium chloride layers were calculated for different months and the heat storage performance of the pond was tried to be determined. As a result, the heat performance of the solar pond is calculated for August, September, October and November. The heat storage capacity was found the highest at 188.95 MJ in August and the lowest at 87.96 MJ in November. One of the most important reasons for this is that the potassium chloride solution adversely affects the specific heat capacity of the water and therefore the heat performance is negatively affected.