Sıcak su depolama sistemlerinde mantolu yatay tanklarda eğik engellerin ısıl tabakalaşmaya etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of oblique slopped on thermal stratification in hot woter storage systems horizantol mantled tanks
Yazar: BURAK TURGUT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF TEKİN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yatay su tanklarının güneş enerjili sıcak su sistemlerinde kullanımı vakum tüplü güneş kolektörlerinin kullanımının artması ve daha estetik bir görünüm sağlamasından dolayı yaygınlaşmaktadır. Kullanımın artmasına rağmen yatay sıcak su tankları ile alakalı literatürde kısıtlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, bir yatay mantolu sıcak su tankının ısıl performansını arttırmak için tank içerisine farklı açıyla birbirlerine farklı açıyla paralel veya çakışık eğik engeller yerleştirmenin etkisi sayısal olarak incelenmiştir ve sayısal analizler yapılan deneylerle doğrulanmıştır. İlk engel şebeke girişinden m=50, 100 ve 150 mm mesafelerde ikinci engel ise ilk engele göre l=100 ve 200 mm mesafede yerleştirilmiştir. Sisteme şebeke girişinden sağlanan hız V=0.036, 0.073, 0.11 , 0.147 m/s alınarak her bir hız değeri için analizler yapılmıştır. Böylece engel konumunun ve iki engel arasındaki mesafenin etkisi şebeke giriş hızının değişimi üzerinden sayısal olarak incelenmiştir. Sonuçlar; tank içerisindeki sıcaklık dağılımı, manto çıkış ve kullanım suyu sıcaklıkları, ortalama depolanan su sıcaklığı üzerinden verilmiştir. Çalışmanın sonucunda, her durum için en iyi şebeke giriş hızının V=0.073 m/s olduğu, hızın artmasının şebeke çıkış sıcaklığını genel olarak düşürdüğü belirlenmiştir. Çalışma sonucunda en verimli tank modelinin 75º açıda paralel engel konumunda ilk engelin tank girişinden uzaklığı 150 mm ve iki engel arasındaki mesafenin 100 mm olduğu tank tasarımında elde edilmiştir. Bu modelde depolama suyu sıcaklığı 309,5 K kullanım suyu sıcaklığı 312 K elde edilmiştir.

Abstract:
The use of horizontal hot water tanks in solar hot water systems is becoming widespread due to the increased use of vacuum tube solar collectors and providing a more aesthetic appearance. In spite of the increasing use of it, there are a limited number of studies in the literature regarding horizontal hot water tanks. In this thesis, the effect of placing incline obstacles parallel or coincident to each other at different degrees angle in a tank to increase the thermal performance of a horizontal mantled hot water tank is investigated numerically, and numerical analyzes were confirmed by experiments. The first sloped is located at m=50,100 and 150 mm distances from the main input, the second obstacle is placed at l=100 and 200 mm distances according to the first sloped. The velocity V=0.036, 0.073, 0.11, 0.147 m/s supplied from the main input and analyses were made for each speed. Thus, the effect of the sloped position and the distance between the two sloped is examined numerically through the change of the velocity of main input. Results have been evaluated based on temperature distribution within the tank, mantle outlet and main outlet temperatures, average temperature of stored water. As a result of the study, it was found that the best mains input velocity for each case was V=0.073 m/s, and increasing the speed generally reduced the mains outlet temperature. As a result of the study; the most efficient tank is obtained in the tank design where the distance from first obstacle is 150 mm and the distance between the two obstacles is 100 mm. In this model, the storage water temperature is 309.5 K and the domestic water temperature is 312 K.