The Usage of Nano and Polymer Additives in Geopolymer Concrete PDF Ücretsiz indirin

Paslanmaz çelik malzemenin ısı iletim katsayısının düģük olması mekik ısı transferini azaltmaktadır. Paslanmaz çelik borunun et kalınlığı içten ve dıģtan talaģ kaldırarak 1 mm ye indirilmiģtir. Borunun iki ucuna paslanmaz çelik malzemeden iki kapak yapılmıģ ve kaynakla birleģtirilmiģtir. Kapaklardan birisi yer değiģtirme pistonunun yer değiģtirme pistonu kuyruğuna bağlanmasını sağlamak için vidalı Ģekilde yapılmıģtır. Yer değiģtirme pistonu ve silindiri arasındaki çalıģma boģluğu 0,7 mm bırakılmıģtır [111]. Ġekilde görüldüğü gibi, Ģarj basıncının artıģı ile motor güçleri optimum Ģarj basıncına kadar artıģ göstermektedir. Bu değerden sonra Ģarj basıncının artması ile çalıģma maddesine transfer edilen ısı yetersiz gelmekte ve motor gücü azalmaktadır [83,88]. 79 59 ġekil 3.26 da çalıģma maddesi olarak helyum kullanan bir Stirling motorunun farklı Ģarj basınçlarında gürültü seviyesi değiģimleri görülmektedir. Ġarj basıncı ve motor devrinin artması ile gürültü seviyeleri artıģ göstermektedir [83,84]. Serbest pistonlu Stirling motorları sisteme ısı giriģi ile kendi kendine harekete geçerken, diğer tip motorlarda ise el ya da ilave hareket mekanizması kullanımı ile sisteme ilk hareket verilmektedir. Ġekil 3.27 de bir Stirling motoru için ilk hareket mekanizması görülmektedir. Silindir kafasını ısıtabilmek için yanmıģ gazlar bir elektrik motoru-jeneratör çifti tarafından fan ve yakıt pompasına hareket verilerek sağlanır.

• Depo edilen sıcak yağdan klasik bir buhar türbini kullanılarak 274 C sıcaklık ve 2,7 MPa basınçta buhar üretilmektedir [12] yılında Ġspanya da CESA-1 isimli güneģ enerji kule sistemi çalıģmaya baģlamıģtır.
• Sistemin yıllık enerji dönüģüm verimi %14-%18 arasında iken, maksimum verimi %22 civarında elde edilmiģtir [17].
• Biyel kolu D noktasına vardığında çalıģma maddesinin çoğunluğu soğuk hacimde, geri kalanı da güç silindirinde bulunmaktadır.
• Kararlı durum için ısı transfer eģitliklerini bir termal direnç devresi kullanarak düzenlemiģler ve matris inversiyon kullanarak çözmüģlerdir.

Son eģitlikte bulunan cidarla gaz arasındaki ısı transferini göstermektedir. Bu ısının hesaplanabilmesi için konvektif ısı taģınım katsayısı gerekmekte ve deneysel değerler kullanılmaktadır. GeliĢtirilen nodal program, net iģ, sıcak kaynaktan alınan ısı, soğuk kaynağa verilen ısı, iç yüzey ısı transferi alanı ve verimin hesabı gibi kısımlardan oluģmaktadır [127]. Karabulut ve arkadaģları (2006) tarafından yapılan diğer bir çalıģmada, gama tipi Stirling motorlarında özgül gücü artırmak ve dıģ hacmi azaltmak için güç silindiri ve displacer silindiri iç içe yerleģtirilmiģtir. Hazırlanan nodal analiz programında motorun iç hacmi 103 bölgeye ayrılmıģtır. SıkıĢtırma termal verimi, geniģleme termal verimi, rejenerasyon termal verimi, sıkıģtırma hacim oranı, geniģleme hacim oranı ve sıcaklık oranına bağlı olarak maksimum gücü belirlemiģlerdir [129]. Kaushik ve Kumar (2000) Stirling motorunun termodinamik performansını sonluzaman termodinamiği yaklaģımını kullanarak belirlemiģlerdir. Farklı ısı eģanjörlerinin ve ısı kaynağı sıcaklığının motor gücü ve verimi üzerine etkisini incelemiģlerdir K sıcak kaynak sıcaklığı, 300 K soğuk kaynak sıcaklığı ve 2,5 hacim oranı kullanılarak nümerik çözümler yapılmıģtır. Rejeneratör veriminin artması ile giren ve atılan ısılar azalırken, rejeneratif ısı transferi ve termal verim artıģ göstermiģtir. Isı eģanjörünün sıcak ucundaki veriminin artması ile çıkıģ gücü, giren, çıkan ve rejeneratif ısı transferleri artarken, ısı eģanjörünün soğuk ucundaki verimin artması ile bu parametreler azalmaktadır [130]. 65 45 ulaģtığında çalıģma maddesinin tamamı sıcak hacimde toplanmıģ olup basınç ve sıcaklık maksimumdur [83, 94, 105, 106]. Biyel muylusu B noktasından C noktasına giderken, yer değiģtirme pistonunun bulunduğu yerden AÖN' ya varıp tekrar bulunduğu yere gelecektir.

Sisteme ısı sürülmesi sürekli olduğundan, emme ve egzoz supapları bulunmadığından ve basınç değiģimleri sinüzoidal olduğundan, gürültüsüz ve titreģimsiz çalıģır. AteĢleme ve enjeksiyon sistemleri ile supap gibi yardımcı parçalara ihtiyaç duyulmadığından az bakım gerektirir. Yağlama yağı soğutucu etkide bulunmadığından içten yanmalı motorlarda olduğu gibi ısı kaybı olmaz. Ayrıca yağ sarfiyatı daha az ve yağ değiģim aralığı daha uzundur. Yanmanın kontrollü ve dıģardan olması sebebi ile azotoksit, karbonmonoksit ve yanmamıģ hidrokarbon miktarı içten yanmalı motorlara göre daha azdır. Stirling motorları çok değiģik mekanik düzenlemelerle, çok küçük ve çok büyük boyutlarda ve değiģik güçlerde üretilebilir [78, 82, 83, 88]. 74 54 ġekil Stirling ve buji ateģlemeli motorların tork değiģimleri [83] Isıtıcı ve soğutucu sıcaklıkları ġekil 3.22 de ısıtıcı ve soğutucu sıcaklıklarının fonksiyonu olarak çıkıģ gücü performans değerleri görülmektedir. Ġekilde görüldüğü gibi, ısıtıcı sıcaklığının artması ve soğutucu akıģkan giriģ sıcaklığının azalması motor gücü ve verimini artırmaktadır [83]. Stirling motorlarında gürültü seviyesinin artıģına soğutma için ilave edilen parçalar sebep olabilir.

70 Sallanan sürücü tip hareket mekanizması Sallanan sürücülü tip hareket mekanizma kullanılan bir motor ġekil 3.16 da görülmektedir. Bu tasarımda, yan yana yerleģtirilmiģ iki adet piston bir külbütör mekanizması vasıtası ile birbirine bağlanmıģtır. Ġçten yanmalı motorlarda ve kompresörlerde kullanabilen bu mekanizmanın en büyük avantajı maliyetinin oldukça düģük olmasıdır [84, 111, 114]. Ġekil Sallanan sürücü mekanizmalı Stirling motoru [84] Krank-biyel hareket mekanizması ġekil 3.17 de krank-biyel hareket mekanizmalı bir Stirling motoru görülmektedir. Krank-biyel mekanizmalı Stirling motorlarının imalatı basit olduğu için küçük motorlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu mekanizmada krank mili haznesi (karter) içerisindeki basınç minimum olmalıdır [80].

Alıcı 90,8 m çelik kule üzerine yerleģtirilmiģ ve ısı transfer akıģkanı olarak su buharı kullanılmıģtır. Enerji 19,8 m çapında ve 13,7 m yüksekliğinde içerisinde ısı transfer yağı bulunan bir tankta depolanmaktadır. Depo edilen sıcak yağdan klasik bir buhar türbini kullanılarak 274 C sıcaklık ve 2,7 MPa basınçta buhar üretilmektedir [12] yılında Ġspanya da CESA-1 isimli güneģ enerji kule sistemi çalıģmaya baģlamıģtır. Sistem, her biri 38 m 2 kollektör yüzey alanına sahip 300 heliostat ve 60 m yüksekliğinde beton bir kule üzerine yerleģtirilen kaviti alıcıdan oluģmaktadır. Her biri 40 m 2 kollektör yüzey alanına sahip 3000 heliostat güneģ ıģınlarını 200 m yüksekliğinde bir kulenin üzerine yerleģtirilen iki alıcıya yansıtmaktadır. 800 C ye ısıtılan hava ısı transfer akıģkanı olarak kullanılmıģtır. Sistemde bir buhar türbini ve iki açık çevrim ile çalıģan gaz türbini yer almaktadır [12]. Kribus, manyeto hidrodinamik çevrim, Brayton gaz türbini çevrimi ve Rankin buhar çevriminden oluģan üç kademeli çevrimin performansını birleģik çevrim ile karģılaģtırmıģtır. Üç kademeli çevrimin maksimum dönüģüm veriminin birleģik çevrimin veriminden daha yüksek olduğunu belirlemiģtir [51]. 28 8 Kim ve arkadaģları (2009) Kiemyung Üniversitesi ne kurulan Osan ve Dongho isimli iki fotovoltaik sistemin performans karakteristiklerini incelemiģlerdir.

Amerika Enerji Bakanlığı (DOE) desteği ile parabolik ayna/stirling güneģ enerji sistemi kurulmuģtur. Deneysel veriler California Teknoloji Enstitüsü nde elde edilmiģ ve Selçuk (1985) tarafından değerlendirilmiģtir. Ayna-Stirling güneģ enerji sisteminin veriminin % 35 civarında olduğu belirtilmiģtir [64]. Jaffe tarafından yapılan çalıģmada Rankin, Brayton ve Stirling çevrimi ile çalıģan motorlar ile elektrik üreten yedi farklı parabolik kollektörün performansları incelenmiģtir. 500 geometrik konsantrasyon oranında parabolik kollektörlerin optik verimleri 0,32 ile 0,86 aralığında iken, 3000 geometrik konsantrasyon oranında 0,09-0,85 aralığında gözlenmiģtir [65]. Parabolik oluklu kollektör [30] Parabolik oluklu kollektörlerin ilk pratik uygulaması 1870 li yıllara dayanmaktadır.

Dünyanın her yerinde yenilenebilir enerji kaynaklarının bir ya da birkaç çeģidine rastlamak mümkündür. Bu kaynakların en büyük avantajlarından birisi de ekolojik dengeye zarar vermemesidir [2]. GüneĢ, rüzgar, jeotermal, biokütle, katı atık ve gelgit enerjileri yenilenebilir enerji kaynaklarını oluģturmaktadır. Bu enerji kaynakları arasında güneģ enerjisi en önemli potansiyele sahiptir [3]. Yeryüzünden yaklaģık olarak milyon km uzaklıktaki güneģin içerisinde sürekli olarak hidrojenin helyuma dönüģtüğü füzyon reaksiyonları gerçekleģmekte ve oluģan kütle farkı ısı enerjisine dönüģerek uzaya yayılmaktadır. Yeryüzüne ulaģan güneģ ıģınımı değeri yaklaģık 1000 W/m 2 olarak kabul edilmektedir [4]. Türkiye 36 ve 42 enlemleri arasında kuzey yarımkürede yer aldığı için güneģ enerji potansiyeli oldukça yüksektir [5]. Türkiye nin yıllık güneģ enerji potansiyeli 1,3 milyar ton petrole eģittir [6].

ÇalıĢma maddesi ısı eģanjörlerinden geçtikten sonra güneģ kollektörlerindeki alıcılara gönderilmekte ve çevrim yeniden baģlamaktadır [30]. Resim 2.1 de parabolik oluklu güneģ enerji sisteminin resmi görülmektedir. Kullanılarak 1 bar Ģarj basıncında motorların çevrimlik iģleri belirlenmiģtir. Manivela, krank ve Rhombic hareket mekanizmalı motorların çevrimlik iģleri sırası ile 10,87 J, 8,46 ve 8,47 J olarak elde edilmiģtir. Manivela hareket mekanizmalı motorun üst basıncının düģük olması nedeni ile çalıģma maddesi kaçakları azalmakta ve motorun çevrimlik iģi diğer iki motora göre daha yüksek olmaktadır. Kütle geçiģlerinin sebep olduğu enerji kayıpları motor gücünü düģürmekte ve ilk hareket için daha yüksek ısıtıcı sıcaklığını gerektirmektedir. Manivelalı, Rhombic ve Krank tahrikli motorların aynı Ģarj basıncında p-v diyagramlarının karģılaģtırılması ġekil 4.8 de 2 bar Ģarj basıncında çalıģma boģluğuna bağlı olarak çevrimlik iģin değiģimi görülmektedir. Ġekilde görüldüğü gibi, piston boyu uzadıkça çevrimlik iģ artmaktadır. ÇalıĢma boģluğu 0,03 mm nin üzerinde olduğu zaman segman kullanmak gerekmektedir. Buna ilaveten, çalıģma boģluğunun 0,03 mm nin üzerinde verilmesinin önemli bir faydası görülmemektedir. 66 46 Serbest pistonlu Stirling motorları Serbest pistonlu motorlar ilk defa 1960 lı yıllarda Ohio Ünivermostbet casino nde Prof. Beale tarafından tasarlanmıģtır [ ]. Tasarım olarak beta tipi Stirling motorlarına benzeyen serbest pistonlu motorlar, sızdırmazlık problemlerini azaltmak için geliģtirilmiģtir [108].