Cam ısı borularının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of glass heat pipes
Yazar: PINAR KOLAY
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ÖZSOY
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Isı borusu ısıyı bir ortamdan başka bir ortama transfer eden pasif bir ısı transfer cihazıdır. Yaygın olarak kullanılan bakır ve alüminyum ısı borularına benzer olarak, cam ısı boruları da güneş enerjisi sistemlerinde kullanılır. Geleneksel ısı boruları ile ilgili pek çok çalışma olmasına rağmen cam ısı boruları ile ilgili çalışmalar az sayıdadır. Bu çalışmada tamamı camdan yapılmış 37 mm çapında ve 1850 mm uzunluğundaki ısı borusunun yüzey sıcaklıkları ve toplam ısıl direnci deneysel olarak incelenmiştir. Dört ayrı cam ısı borusu vakumlanarak "3 ml etanol", "4 ml etanol", "2 ml etanol + 2 ml su" ve "3 ml etanol +1 ml su" şarj edilerek kapatılmıştır. Isı borusunun evaporatör bölgesine elektrikle ısı akısı verilmiş ve kondenser bölgesinden su ile çekilmiştir. Isı borusu farklı ısı akıları ve farklı eğim açılarında incelenmiştir. 
Deneylerde ısı borusu ilk çalıştırıldığında, yüzey sıcaklığı hızlıca artmakta, belirli bir süre sonra azalarak kararlı hale gelmektedir. Bu sıcaklık dalgalanmaları düşük güçlerde ve büyük eğim açılarında daha fazla görülmektedir. Isı borusunun zamana bağlı olarak yapılan deneylerinde ısı borusunun kararlı hale gelmesi uzun süre almaktadır. Evaporatör bölgesinden uygulanan ısı akısı arttıkça kararlı hale gelme süresi de azalmaktadır. Isı borusunun tüm ısı yüklerinde ve farklı iş akışkanlarında en iyi performansı 30° eğim açısında verdiği görülmüştür. En iyi iş akışkanının ise tek olarak kullanılan etanol olduğu saptanmıştır. Farklı iş akışkanları ve farklı deneysel şartlarının oluşturularak, çalışma performansının iyileşmesine katkı sağlanacaktır.

Abstract:
A heat pipe is a passive heat transfer device that transfers heat from one environment to another. Similar to the commonly used copper and aluminum heat pipes, glass heat pipes are also used in solar power systems. Although there are many studies on conventional heat pipes, studies on glass heat pipes are scarcely any. In this study, the surface temperatures and total thermal resistance of a 37 mm diameter and 1850 mm long heat pipe made entirely of glass were experimentally investigated. Four separate glass heat pipes were vacuumed and closed by charging "3 ml ethanol", "4 ml ethanol", "2 ml ethanol +2 ml water" and "3 ml ethanol + 1 ml water". Electrical heat flux was given to the evaporator region of the heat pipe and water was drawn from the condenser region. The heat pipe was investigated at different heat fluxes and different angles of inclination.
In the experiments, when the heat pipe is started for the first time, the surface temperature increases rapidly and becomes stable after a certain period of time. These temperature fluctuations are more visible at low powers and large inclination angles. In the time-dependent experiments of the heat pipe, it takes a long time for the heat pipe to stabilize. As the heat flux applied from the evaporator region increases, the stabilization time also decreases. It has been observed that the heat pipe gives the best performance at all heat loads and different working fluids at an angle of inclination of 30°. It was determined that the best working fluid was ethanol, which was used alone. By creating different working fluids and different experimental conditions, it will contribute to the improvement of working performance.