Brayton soğutma makinesi tasarımı ve performans analizi

Abstract

Günümüzde kullanılan soğutma cihazlarındaki soğutucu akışkanların çevreye zararlı olması sebebiyle yeni arayışlar önem kazanmıştır. Bundan dolayı çevreye zarar vermeyen, kolay bulunabilen, ekonomik gaz akışkan (hava) kullanılarak brayton soğutma makinesi tasarlanmıştır. Bu çalışmada Brayton soğutma çevrimi esas alınmıştır. Brayton soğutma makinesi tasarımında hızlı genleşme yakınsak-ıraksak lüle ile sağlanmıştır. Yakınsak-ıraksak lüle uygun boy-çap oranı ile tasarlanıp imal edilmiştir. Brayton soğutma makinesiyle 2x105, 4x105, 6x105, 8x105 Pa kompresör basınçlarında deneyler gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları tablolarda karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Kompresör basınç değeri arttıkça yakınsak-ıraksak lüle çıkış sıcaklık değerinin azaldığı gözlemlenmiştir. Kompresör basınç değeri artırılıp sistemin uzun süre çalışması sonucunda daha fazla soğutma elde edileceği belirlenmiştir.

New researches have gained importance due to toxicity of refrigerants using in actual cooling machines. Therefore, a Brayton cooling machine has been designed which uses air as it is a nontoxic, easily provided and economic fluid. The Brayton cooling cycle has been predicated in this study. The rapid expansion has obtained by using convergent-divergent nozzle in design of the Brayton cooling machine. The convergent-divergent nozzle has been designed and produced for appropriate length-diameter ratio. The experiments have been performed in Brayton cooling machine for compressor pressures of 2x105, 4x105, 6x105, 8x105 Pa. The results of experiments have been given in tables as comparatively. It was observed that temperature in outlet of the convergent-divergent nozzle decreased as compressor pressure increased. It is determined that more cooling effect could be obtained by increasing the compressor pressure to obtain long term operating of the system.