Bazı yağ asitleri ve ötektik karışımlarının enerji depolayıcı madde olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi

Abstract

ÖZET BAZI YAĞ ASİTLERİ VE ÖTEKTİK KARIŞIMLARININ ENERJİ DEPOLAYICI MADDE OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ Ahmet SARI Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Doktora Tezi 2000, 185 Sayfa Danışman : Doç. Dr. Kamil KAYGUSUZ Jüri : Prof. Dr. Ayhan DEMİRBAŞ Jüri : Prof. Dr. Osman ÇAKMAK Jüri : Yrd. Doç. Dr. Sevü SAVAŞKAN (YILMAZ) Jüri : Yrd. Doç. Dr. Hayati SARI Bu çalışmada, Stearik asit (Cı8H3602, % 90 saflıkta), Palmitik asit (Cı6H3202, % 97 saflıkta), Miristik asit (C14H28O2, % 65,7 oranında) ve Stearik asit (Cı8H3602) % 34,3 oranında) ötektik kanşımının enerji depolayıcı madde olarak kullanılabilirliği deneysel olarak incelendi. Bu amaçla oluşturulan sistemde (Şekil 3.3 - 4), enerji depolayıcı madde olarak her bir yağ asiti ve ötektik karışımın faz değişim kararlılığı ve termal performansı deneysel olarak tayin edildi ve elde edilen bulgular literatür sonuçlarıyla karşılaştırıldı. Deneylerde, ısı transfer akışkanı olarak; su, ısı değiştiricisi olarak; bakır malzemeden yapılı iç içe geçmiş basit bir tüp sistemi kullanıldı (Şekil 3.1-3.2). Her bir faz değişim maddesi için (FDM) erime ve katılaşma sıcaklığı (veya aralığı), süreleri ve ısı akış hızının faz değişim kararlılığı üzerindeki etkisinin incelenmesi, çalışmanın ana kısmını oluşturmaktadır. Araştırmanın diğer kısmında, giriş su sıcaklığında ve akış hızındaki değişime bağlı olarak FDM'nin farklı radyal ve eksenel noktalarındaki erime ve katılaşma davranışları incelendi. Çalışmanın son safhasında ise, farklı ısı değiştirici pozisyonlarında (dikey ve yatay) maddelerin radyal ve eksenel yönlerdeki erime ve katılaşma davranışları incelendi. Ayrıca, her bir periyot için ısı akış hızlan, ısı değiştiricisinin ısı depolama verimliliği (yaklaşık olarak % 52,7) hesaplandı. Elde edilen tüm bulgular Şekil 4.1-169'da görüldüğü gibi zamana karşı grafiğe geçirildi. Sonuç olarak; istenilen faz değişim özelliklerini (Stearik asitteki aşırı soğuma hali dışmda) taşıyan bu maddelerin herbirinin yüksek ısıl performans gerektiren herhangi bir enerji depolama sisteminde güvenle kullanılabileceği görüşüne varıldı. Anahtar Kelimeler: Yağ asiti, ötektik karışım, enerji depolama, faz değiştiren madde

ABSTRACT INVESTIGATION OF USEABILITY OF SOME FATTY ACIDS AND EUTECTIC MIXTURES AS ENERGY STORAGE MATERIAL Ahmet SARI Gaziosmanpaşa University Graduate School of Natural and Applied Science Ph.D. Thesis 2000, 185 page Supervisor : Doç. Dr. Kamil KAYGUSUZ Jury : Prof. Dr. Ayhan DEMİRBAŞ Jury : Prof. Dr. Osman ÇAKMAK Jury : Yrd. Doç. Dr. Sevil SAVAŞKAN (YILMAZ) Jury : Yrd. Doç. Dr. Hayati SARI In this study, the useability of Stearic acid (C18H36O2, in 90 % purity), Palmitic acid (C16H32O2, in 97 % purity) and Myristic acid (Q4H28O2, in 65,7 % ratio) and Stearic acid (C18H36O2, in 34,3 % ratio) eutectic mixture as energy storage material were investigated experimentally. In the system which is made for this aim (Figure 3.3-4), phase change stability and thermal performance of each fatty acid and eutectic mixture as phase change material (PCM) were determined experimentally and the obtained results were compared with the given in the literature ones. In experiments, water was used as a heat transfer fluidand a simple cupper tube-in tube system was used as a heat exchanger (Figure 3.1- 3.2). Determinaton of melting and solidification temperature (or temperature range), times and heat flow rate effect on the phase change stability for each of PCM' s consist main section of the investigation. In other section of the study, melting and solidification behaviours related to inlet water temperature and flow rate were investigated in different radial and axial points of PCM. Melting and solidification behaviours of those material were studied in different heat exchanger positions (vertical and horizontal) in the final stage. In addition, Heat flow rate and heat efficiency of heat exchanger (approximately 52,7 %) for each period were calculated. The Obtained all data were plotted versus time as shown in Figures 4.1-169. As a result, We have oppinion that each of those materials which have desired the phase change features (except of subcooling state of Stearic Acid) will be safely used at any energy storage system which is required of high thermal performance. Key words: Fatty acid, eutectic mixture, energy storage, phase change material