İTÜDERGİSİ/d, Cilt 8, Sayı 2 (2009)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Termoakustik soğutucu analizi

İbrahim GİRGİN, A. Feridun ÖZGÜÇ

Özet


Ses dalgaları içerisindeki basınç salınımları ile birlikte gerçekleşen sıcaklık salınımları sonucu  akışkan ve akışkana temas eden katı yüzey arasındaki ısıl etkileşimler termoakustik olarak adlandırılır. Termoakustik sistemlerin maliyetlerinin düşük, yapılarının basit olması, atmosfere zarar veren gazlar kullanmaması, hareketli parçalarının bulunmaması gibi sebeplerle, klasik soğutma sistemlerine göre pratikteki verimlerinin düşük olmalarına rağmen üzerlerindeki ilgi artarak devam etmiştir. Termoakustik soğutucular geleceğin soğutma teknolojilerinden birisi olmaya adaydır. Bu çalışmada atmosferik hava ile çalışan basit bir termoakustik soğutucu dizayn ve inşa edilmiş, daha sonra sistem üzerinde çeşitli inceleme ve analizler yapılmıştır. Sistemin rezonans frekansları birinci harmonikten itibaren yaklaşık olarak 112 Hz, 180 Hz, 300 Hz olarak ölçülmüştür. Akustik kaynak olarak bir hoparlör kullanıldığından ideal rezonans tüpünden farklı olarak kapalı uçta hız nodunun oluşmadığı görülmüştür. Daha sonra sistemdeki basınç dağılımının şeklinin akustik kaynak genliğine bağlı olarak değişimi incelenmiştir. Ardından üç farklı uzunlukta yığın kullanılarak farklı yığın pozisyonlarında yığın üzerindeki sıcaklık dağılımları ve yığın uçları arasındaki sıcaklık farkları ölçülmüş ve teoriyle karşılaştırılmıştır. Yığınların her iki ucu arasında en yüksek 27.6oC sıcaklık farkı ölçülmüştür. Daha sonra rezonans tüpü içerisinde yığının varlığının ve pozisyonunun sistemin basınç dağılımı ve rezonans frekansı üzerine etkileri incelenmiştir. Yığının sistem içindeki varlığının ve pozisyonunun sistem çalışma frekansını ve basınç antinod pozisyonunu etkilediği gözlenmiştir. Son olarak sistemin çalışma frekansındaki kaymaların sistem performansı üzerine etkileri incelenmiştir.

 

Anahtar Kelimeler: Termoakustik, termoakustik soğutucu, termoakustik makine.

 


Tam Metin: PDF