Akademik Veri Yönetim Sistemi
Akış T., Karadağ T.(Yürütücü), Akay E., Foçalıoğlu A., Türkyılmaz A.
TÜBİTAK Projesi, 2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı, 2024 - 2025
Bu proje önerisi kapsamında Peltier soğutucu elemanın kullanımı ile, küçük kapasiteli (200 W – 300 W aralığı) bir soğutucu cihazın tasarımı, termodinamik analizi, sayısal analizi ve deneysel uygulaması gerçekleştirilecektir. Peltier elemanlar, doğru akım beslemeli termal elemanlar olup, doğru akım etkisi altında Peltier etkisi ile soğutma gerçekleştirebilmektedirler. Bu etkiden faydalanarak, proje önerisi kapsamında bir soğutucu cihaz tasarımı gerçekleştirilecektir. Cihaz dört ana bileşenden oluşmaktadır; (i) Peltier soğutucular, (ii) soğutucu fan, (iii) kumanda ve otomasyon panosu ve soğutulan hacmi oluşturan kap. Soğutucu cihazın kabı taşınabilir yalıtımlı bir kabın modifikasyonu ile imal edilecektir, böylece yalıtımlı bir soğutma hacmi sağlanacaktır. Belirtilen kap yapısının çalışma şartlarında, Peltier soğutucular ve soğutucu fan ile ticari bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı olan ANSYS Fluent ortamında farklı dış hava sıcaklıkları, farklı taşınım katsayısı değerleri ve farklı soğutma yükleri için modellenip, Peltier elemanların dolap içerisindeki en uygun lokasyonu ve sayısı belirlenecektir. Peltier elemanın sıcak yüzeyi ise bir fan yardımı ile soğutulacaktır. Soğutucu fanın oluşturduğu yapı cihaz tasarımı gereği dikdörtgen kesitli bir kanal içerisindeki akışa benzerlik göstermektedir. Bu sebeple Peltier elemanların sıcak yüzeyinin soğutulmasında lokal / genel taşınım katsayısı, belirlenen debiler ve hava giriş sıcaklıklarında kanal içi akış çözümlenerek gerçekleştirilecektir. Sistemde, kap iç sıcaklık kontrolü ve soğutucu fanın devir kontrolü olmak üzere iki farklı kontrol mekanizması uygulanıp, sistemin değişken dış koşullara ve soğutma yüküne en uygun cevabı verebilmesi amaçlanmaktadır. Bu kontrol yöntemi PID (proportional – integrative – derivative) uygulaması olacak olup, ArdiUno işlemciler ile gerçekleştirilecektir. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile belirlenecek olan en uygun Peltier eleman sayısı ve yerleşimine göre kap yapısının modifikasyonu gerçekleştirilip farklı parametreler için kontrollü deneyleri yapılacaktır. Proje önerisinin teorik ve deneysel çıktıları şu şekilde özetlenebilir, (i) hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonları ile en uygun Peltier eleman yerleşimi ve soğutma yükünün belirlenmesi, (ii) tasarlanacak PID kontrolcülerin sisteme uygulanması ile deney düzeneğinin dış etmenlere karşı vereceği hassas ve hızlı cevabın gözlenmesi (iii) tekrarlı deneyler neticesinde, farklı dış koşullar altında sistemin, güç tüketimi, soğutma kapasitesi ve sistem verimi belirlenecektir. Teknolojinin mevcut durumunu değerlendirmek üzere proje kapsamında literatür ve patent taraması gerçekleştirilmiştir. Bu taramalardan elde edilen veriler, hem sistemin düşünülen tasarımının özgün değer içerdiğini, hem de bu sistemin termal olarak çözümlenmesindeki sayısal yaklaşımımızın literatürde az sıklıkta rastlanıldığını göstermiştir. Öte yandan proje çıktılarının ulusal/uluslararası düzeyde bir kongrede sunulup ülkemiz bilimine katkı sağlayacaktır. Öte yandan öğrencilerimizin bilgi seviyesine nitelikli katma değer sağlayacaktır.