Doğrusal kompresörlerin modellenmesi ve analizi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Ana Bilim Dalı (Disiplinlerarası), Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUSTAFA MELİH DOĞAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mustafa Serhan Küçüka
Eş Danışman: Barış Oğuz Gürses
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Doğrusal kompresörlerin, mekanik bir yay yardımıyla doğal frekanslarına yakın bir durumda çalıştırılması istenir. Bu şekilde, düzgün salınım elde edilirken gereken akım değerleri minimumda tutulur. Diğer yandan, sıkıştırılmış gazın piston üzerine uyguladığı kuvvet, kompresörün basınç oranına ve gaz debisine bağlı olarak doğrusal olmayan bir şekilde değişir. Bu durum salınımın doğal frekansını etkiler. Bu çalışmada, doğrusal kompresörün yapısının ve farklı çalışma koşullarının kompresörün özellikleri ve verimliliği üzerindeki etkilerinin incelenmesi amaçlanmaktadır. Bu amaçla, doğrusal kompresör, topaklanmış parametre yaklaşımı ile modellenmiştir. Kompresörün yapısal elektriksel özellikleri, sargı direnci, endüktans ve motor emk sabiti örnek bir kompresörden alınarak sabit tutulmuştur. Simülasyon çalışmalarında, motorun elektriksel davranışı ve pistonun dinamik davranışı, sistem farklı frekanslarda ve genliklerde gerilim ile beslendiğinde farklı basınç oranları ve kompresör kapasiteleri için incelenmiştir. Her çalışma koşulu için motorun elektriksel verimliliği hesaplanmış ve manyetik kuvvetin, akımın ve gerilimin değişimi belirlenmiştir. Sonuçlar, çalışma frekansının maksimum gerilim ve akım değerlerini güçlü bir şekilde etkilediğini ve uygun frekansın basınç ve kapasite ile değiştiğini göstermektedir. Çalışma, çalışma frekansının değiştirilmesi ile düşük basınç oranları ve kısmi yükler altında, verimliliğin %10'a kadar artırılabileceğini ortaya koymaktadır. Tez kapsamında yapılan diğer çalışmada ise çevresel bir silindir yapısı oluşturularak gazın piston hareketine karşı sıkıştırılması ile oluşan gaz yayı modellenmiştir. Bu şekilde tesis edilen ikili silindir yapısında mekanik yaylar kullanılmamaktadır. Geliştirilen tasarım ile mekanik yayın sebep olduğu kısıtlardan kurtularak buzdolabı haricinde daha yüksek hacimli uygulamalarda veya hava kompresörlerinde kullanım amaçlanmaktadır. İkili silindir yapısı, farklı besleme gerilimleri ile çalıştırılıp verimin yüksek olduğu optimum bir çalışma durumu saptanmıştır.