Isıl olarak birleştirilmiş yakıt pili ve metal hidrit hidrojen depolama tankı sisteminin matematiksel modellenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SERA AYTEN ÇETİNKAYA
Danışman: CAN ÖZGÜR ÇOLPAN, MEHMET AKİF EZAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma, metal hidrür tankının pasif ve aktif termal yönetim metotlarını incelemek için iki yaklaşım kullanmaktadır. Metal hidrür tankının detaylı bir eksenel simetrik matematiksel modeli MATLAB kullanılarak geliştirilmiştir. Metal hidrür modelinin absorbsiyon ve desorpsiyon süreçleri doğrulandıktan sonra, faz değişim malzemesinin (FDM) erime fiziği modele dahil edilmiştir. Tezin ilk bölümünde, absorpsiyon süreci sırasında pasif termal yönetimi incelemek için FDM, metal hidrür tankının dış yüzeyine sarılmıştır. Absorpsiyon süreci sırasında hidrür ağırlık oranı, tank sıcaklığı, FDM sıvı oranı ve FDM erime hızındaki değişiklikleri incelemek için parametrik simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Tezin ikinci bölümü, bir aracın menzilini uzatmak için yakıt hücresinin bir metal hidrür tankı ile termal olarak birleştirilmesini incelemektedir. Amacı, yakıt hücresinden tanka atık ısının transfer edilmesiyle aktif termal yönetimin etkisini analiz süresi ve tank performansı üzerinde değerlendirmektir. Entegre sistem modeli MATLAB-Simulink ortamında geliştirilmiş olup, yakıt hücresinin güç talep karakteristikleri modele dahil edilmiştir. Bu çalışmada dört senaryo ele alınmıştır: termal olarak bağlı ve bağımsız MH tankı/yakıt hücresi entegre sistemleri ile sıcaklık ve hidrojen akış kontrolcüsüne sahip sistemler. Tank geometrilerinin, çevre sıcaklıklarının ve taşınım ısı transfer katsayılarının tank sıcaklıkları ve aracın menzilleri üzerindeki etkilerini değerlendirmek için parametrik analizler yapılmıştır. Senaryo-1 ile karşılaştırıldığında sırasıyla Senaryo-2, 3 ve 4'ün analiz sürelerinde %16, %126 ve %190'lık bir artış olduğu ve hidrojen akış kontrolcüsünün, sistemin menzili üzerinde yakıt hücresinin atık ısısından daha önemli bir etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir.