Filiz Ozgen

In this study, an Artificial Neural Network (ANN) approach was employed to predict the outlet air temperature and thermal efficiency of a solar air collector equipped with porous absorber surfaces. The experimental data used for model development were obtained from a custom-built solar air collector whose absorber surface was constructed using porous metallic scourers. Three different absorber surface configurations were tested under varying operating conditions. The dataset included measurements of inlet air temperature, solar irradiance, air mass flow rate, and surface temperatures recorded at four distinct points on the absorber. Corresponding outlet air temperatures and thermal efficiency values were also determined experimentally. ANN models were trained using this dataset, and the prediction results were graphically compared with experimental outcomes for all three surface types. To further evaluate the model’s performance, test data were utilized, and the results were assessed using the correlation coefficient (R) and mean squared error (MSE) metrics. The ANN model demonstrated high predictive accuracy, yielding an R value of 0.99987 and an MSE of 0.0901.

The effect of adding stainless steel scourers to absorber surfaces on solar air heater heat transfer efficiency is investigated in this study. The energy and exergy efficiency of collectors with different absorber surface layouts were assessed by a comparative analysis. The absorber surfaces were categorized into three types based on the density of scourers: flat non-porous Type III (T3), less complex porous Type II (T2), and complex porous Type I (T1). Experiments performed at air mass flow rates of 0.025 kg/s and 0.05 kg/s, measuring parameters such as ambient temperature, absorber surface temperature, solar radiation, air inlet and outlet temperatures.At a flow rate of 0.025 kg/s, energy efficiencies of T1, T2, and T3 were 45%, 42%, and 36%, respectively. These efficiencies improved to 55%, 49%, and 46% when the flow rate was increased to 0.05 kg/s. A similar trend was seen in exergy efficiencies, which were 50%, 48%, and 40% for T1, T2, and T3 at 0.025 kg/s, increasing to 66%, 55%, and 52% at 0.05 kg/s.The findings indicated that the flat plate collector (T3) exhibited the lowest efficiency and the highest irreversibility. Additionally, an increase in airflow rate enhanced overall collector performance. These results underscore the significant advantages of porous absorber surfaces, especially the intricate porous design of T1, in improving the energy and exergy efficiencies of solar energy collectors.

Nano parçacık katkısının ısıl sistemlerin ısıl verimini artırmada önemli etkileri olduğu bilinmektedir. Bu çalışmanın amacı, imalat maliyeti en düşük ısı borusu tiplerinden biri olan termosifon ısı borularının (TIB) ısıl performansını iş akışkanına hibrit nano parçacık katkısı yapılarak ele alınması ve hibrit nano parçacık eklentisinin etkilerinin araştırılmasıdır. Doldurma oranı ve konsantrasyonun ısıl performans üzerindeki etkileri incelenmiştir. Al2O3+TiO2–H2O hibrit nano akışkanının tekil nano akışkanlardan birinin sahip olduğu yüksek stabilite özelliği ile diğerinin sahip olduğu yüksek ısıl iletkenlik özelliklerini bir araya getirebildiği görülmüştür. Hibrit nano akışkanla dolu sistemde en yüksek ısıl verimin %65 doldurma oranında elde edildiği görülmüştür. Doldurma oranının nano akışkan konsantrasyonu ile birlikte ele alınarak iki parametrenin bileşik etkisi dikkate alındığında maksimum performansın elde edildiği koşulun %65 doldurma oranı ve %0.5 nano akışkan konsantrasyonu olduğu görülmüştür.

In this study, a numerical and experimental analysis of a solar collector with roughness elements in the form of stainless-steel scourers on the absorber surface is presented. According to the location type and number of the stainless steel scourers, the absorber surfaces are referred to as the complex surface (C1), less complex surface (C2), and flat surface (C3). A Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis was carried out using ANSYS-CFX-R18.2 commercial software. The results were verified with the experimental study. After the numerical study was confirmation with the experimental study, then the detailed investigation was performed by numerical simulations. The extracted results of the numerical and experimental analysis concerned the air temperature and velocity, and thermal efficiency, which varied with respect to the type of collector. As a result, the C1 type yielded the highest air velocity and air temperature, while the lowest values of air velocity and temperature were recorded for the C3 type, according to both the numerical analysis and experimental tests. This trend was similar for the efficiencies. The efficiency was nearly 80% for collectors with stainless-steel scourers, whilst it was 55% for the flat plate collector. The results showed that the experimental and numerical results agreed well.

In this study, the effect of various concentrations of Al2O3-water nanofluid on heat transfer in duct with a square cross-section, under conditions of continuous heat flux and laminar forced flow, investigated numerically. Reference experi-mental application parameters are accepted as reference, calculated with single phase homogeneous model (SPHM) and single phase Brownian model (SPBM) models, and the average heat transfer coefficient results of numerical models are compared with each other and reference experimental data. Numerical results obtained with SPHM and SPBM are in comparison to the relevant experimental data. For SPHM and SPBM results, 0.5%, %1.5, %2.5 Al2O3-water nanofluids, the average deviation rate for the average heat transfer coefficient is 3.35% and 2.36%, 5.24%, 3.43%, 7.74%, and 5.3% according to the reference experimental data respectively. 0.5%, %1.5, %2.5, 2.24%, and 3.81%, 5.86% and 7.47%, 9.58% and 11.6%, respectively, the average heat transfer coefficient is increased by using Al2O3-water nanofluid compared to water. It has been observed that, SPBM has closer results than SPHM model according the relevant experimental data.

Bu çalışmada, kızılcık meyvesinin kuruma karakteristikleri ve kuruması için gerekli olan enerji miktarı deneysel olarak incelenmiştir. Kızılcık meyvesinin kurutulması için konvektif tip bir kurutucu kullanılmıştır. Kurutucu, fan, ısıtıcı, güç kaynağı, kurutma odası, hava giriş ve çıkış kanalları ile gerekli ölçüm aletlerinden oluşmuştur. Taze olarak toplanmış kızılcık meyvesi, 35 °C sıcaklıkta, 1 ve 1.5 m/s kurutma havası hızında kurutulmuştur. Her bir ölçüm için kurutma tepsisine 304 gr yaş kızılcık meyvesi koyulmuş, yaş baza göre % 68 olan ilk nem içeriği, % 10’ a ulaşıncaya kadar kurutma işlemine devam edilmiştir. En düşük kuruma zamanı (64 saat) 1.5 m/s’de elde edilmiştir. En yüksek kuruma zamanı (67 saat) ise 1 m/s için bulunmuştur. Kurutma havası hızı, kızılcığın kuruması için enerji gerekliliğini önemli derecede etkilemiştir. Enerji gerekliliği 35 °C kuruma havası sıcaklığı ve 1.5 m/s kurutma havası için 106,7 kWh iken 1 m/s kurutma havası hızındaki toplam enerji gerekliliği 92 kWh olmuştur. Meyve ve sebzelerin kurutulması için tasarlanan bu konvektif kurutucuda, farklı hızlarda çalışmanın kurutmaya etkileri belirlenmiş, ürünün parlaklık ve renk kalitesi açısından korunduğu tespit edilmiştir.

Bu çalışmada yutucu yüzeyi farklı engellerden oluşmuş havalı bir güneş kollektörünün tasarımı yapılmıştır. Havalı güneş kollektörün yutucu yüzeyi, gözenekli bulaşık telleri kullanılarak oluşturulmuştur. Deneysel çalışma için üç farklı yutucu yüzey kullanılmıştır. Birinci tip yutucu yüzey olarak karmaşık yüzey (Tip I), ikinci tip yutucu yüzey olarak az karmaşık yüzey (Tip II), üçüncü tip yutucu yüzey olarak düz yüzey (Tip III) kullanılmıştır. Üç farklı yutucu yüzey olarak imal edilen bu yüzeylerin üzerine bulaşık telleri karmaşık ve az karmaşık olarak yerleştirilmiştir. Bir tane yutucu yüzey de boş bırakılmıştır. Bulaşık telleri yanyana ve uç uca eklenerek selenoid şekilde yapıştırıldıktan sonra siyah mat boya ile boyanarak güneş ışınımından daha fazla yararlanılmıştır. Deneylerde, hava geçiş kanallarından geçen havanın kütlesel debisi 0,05 kg/s ve 0,025 kg/ s olarak alınmış ve en uygun debi değeri 0,05 kg/s olarak bulunmuştur. Kollektör kasasının dış yan kenarları ve altı alüminyum malzemeden yapılmış olup, dış havaya bakan bu yüzeyler yalıtım malzemesi ile sıkı bir şekilde izole edilmiştir. Bu kollektör yatayla 37 0C açı yapacak şekilde ve üzerine gölge düşmeyecek biçimde bir sehpa üzerine güneye bakacak şekilde yerleştirilmiştir. Kollektör verim hesaplamalarının yapılabilmesi için kollektör giriş sıcaklığı, çıkış sıcaklığı, yutucu yüzey sıcaklığı, çevre sıcaklığı ve güneş ışınım değerleri ölçülmüştür. Kollektör yüzeyinin karmaşıklık oranı arttıkça kollektör verimin arttığı tespit edilmiştir. Farklı yutucu yüzeyler için verim değerleri % 23 ile %74 arasında bulunmuştur. Ayrıca debi değerinin artması ile kollektör verimin arttığı görülmüştür.

In this study, the effects of drying air velocity on the organic apple and kiwi fruits that were sliced in same sizes were experimentally examined in a convective type dryer. In order to examine the effect of drying air velocity to drying process, drying air at 45?C and 10% relative humidity was applied to kiwi and apple fruit samples sliced in 4 mm thickness at 0.5, 1.0, and 1.5 m/s drying air velocities. It was observed from the experimental results that drying air velocity has a significant effect on the total drying time. The drying time of apple and kiwi slices under these conditions varied between 150-360 minutes. The lowest drying time (150 minutes) was obtained at 1.5 m/s for the apple sample with 4 mm slice thickness, and the highest drying time (360 minutes) was obtained at 0.5 m/s for the 4 mm thick kiwi sample. Freshly collected products were successfully dried in a convective dryer at different velocities.

In this study, the energy analysis of a solar air heater with an absorber plate made of different obstacles was made. Absorber plate of the solar air heater was created with porous steel wool. Three different absorber plates were used for the experimental study. Complex plate (Type I) was used as the first type of absorber plate, less complex plate (Type II) as the second type absorber plate, and flat plate (Type III) the third type absorber plate. On these plates, which are manufactured as three different absorber plates, steel wools are placed in a complex and less complex way. One absorber plate was left empty. In the experiments, the mass-flow rate of the air passing through the air passage channels was taken as 0.05 kg/s and 0.025 kg/s, and the optimum flow rate was found as 0.05 kg/s. In order to make heater efficiency calculations, heater inlet temperature, outlet temperature, absorber plate temperature, ambient temperature and solar radiation values were measured. Efficiency values for different absorber plate were found between 23% and 74%.