Stirling çevrimi ile çalışan makinaların rejeneratörlerinin lagrange yöntemi ile termodinamik analizi

Abstract

STIRLING ÇEVRİMİ İLE ÇALIŞAN MAKİNALARM REJENERATÖRLERİNİN LAGRANGE YÖNTEMİ İLE TERMODİNAMİK ANALİZİ (Yüksek Lisans Tezi) Murat TEMEL GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ağustos 1996 ÖZ Bu çalışmada, Stirling çevrimi ile çalışan ısıl makinalarm gözenekli metal ortamdan oluşan rejeneratörlerinin teraıodinamik analizi için yaklaşık bir yöntem geliştirilmiştir. Rejeneratörün temel denklemleri Lagrange yöntemi kullanılarak gaz pistonunun hareketine bağlı olarak türetilmiştir. Diğer rejeneratör teorüerinin, temel denklemlerinde değişken parametre olan zaman bu analizde görülmez. Temel denklemler bazı kabullenmelerle, geliştirilen iteratif bir çözüm yöntemi ve sonlu farklar yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Analizde literatürlerden alman ısı aktarım katsayıları kullanılmıştır. Analizi basitleştirmek için rejeneratör içerisindeki basıncın, ve gaz kütlesinin gaz pistonunun hareketi ile değişiminin `üçgen` fonksiyon şeklinde olduğu varsayılmıştır. Temel denklemler boyutsuz şekle getirilmiş ve sonlu farklar metodu kullanılarak sayısal olarak çözülmüştür. Akışın yön değiştirmesi ve rejeneratör boyunca eksenel ısı iletimim içeren boyutsuz temel denklemlerin çözümünde kullanılan hava ve gözenekli metal ortamın ısıl özellikleri ve geometrik veriler literatürden alınmıştır. Sayısal sonuçlar tablo ve grafikler halinde verilerek sonuçlar irdelenmiş ve bu konuda ileride yapılacak çalışmalarla ilgili önerilerde bulunulmuştur. Bilim Kodu : 625.02.02 Anahtar Kelimeler : Striling makinalan, rejeneratör, sayısal yöntemler Sayfa Adedi : 107 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Ö. Ercan ATAER

n THERMODYNAMIC ANALYSIS OF REGENERATORS OF STIRLING-CYCLE MACHINES USING LAGRANGIAN METHOD (M.Sc Thesis) Murat TEMEL GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY August 1996 ABSTRACT In this study an approximate method is developed for the thermodynamic analysis of the regenerator of Stirling-cycle machines. The basic equations of the regenerator are derived using Lagrangian method in terms of displacement of the displacer. Time is not seen in the basic equations. The nondimensional basic equations are solved numerically using finite difference approach and an iterative method. This method needs heat transfer coefficient like other methods given in the literature. The analysis is simplified using triangular pressure and mass flow variations in the regenerator. The gas and matrix temperature profiles are obtained, and the ineffectiveness of the regenerator is calculated. A computer program is prepared in BASIC and the nondimensional equations are solved by a PC. Sicience Code Key Words Page Number Adviser 625.02.02 Stirling cycle machines, regenerator, numerical methods 108 Prof. Dr. Ö. Ercan ATAER