THERMAL BEHAVIOR OF DIFFERENT FLUIDS IN ELECTROMAGNETIC INDUCTION

Year 2023, Volume: 5 Issue: 2, 137 - 149, 30.06.2023

Mustafa Çatak , Tuncay Aydoğan , Ramazan Selver

https://doi.org/10.47933/ijeir.1255096

Abstract

Araştırmada elektromanyetik indüksiyon ile ısıtmada farklı akışkanların ısısal davranışları incelenmiştir. Araştırma için indüksiyon bobini, ısı eşanjörü ve kontrol devresi tasarımları yapılmıştır. Sıcaklık ölçer, takometre, DC motor ve sirkülasyon pompası da kullanılarak deney düzeneği oluşturulmuştur. 650 ml miktarın da bor yağı, saf su, zeytinyağı, Ayçiçek yağı, motor yağı ve bor – saf su kompozit akışkanların deney düzeneğinden 700 rpm devirde ve 92 dakikalık sürelerdeki sirkülasyonları sonundaki ısısal davranışları incelenmiştir. Eşanjör yüzey sıcaklığı, dolaşım boru içi sıcaklığı, beher içi sıcaklığı ve ortam sıcaklığı kayıt altına alınmıştır. Aynı akışkanların özgül ısı kapasite değerleri de hesaplanmıştır. Araştırma sonunda aynı elektromanyetik indüksiyon ve ortam koşullarında 92 dakikalık sıcaklığın 79 0C ile 95 0C arasında değerler gösterdiği gözlenmiştir. Akışkanlar içerisinde en verimlisinin 2. dakikada 37 0C, 42. dakikada 85 0C ve 92. dakikada 95 0C ısıl değerleri oluşan motor yağı olduğu tespit edilmiştir. Bunu sırası ile bor yağı, zeytinyağı, Ayçiçek yağı, bor – saf su kompozit karışımı ve saf su takip ettiği görülmüştür. Özgül ısı kapasite değerlerinin akışkanların ısı artışı ile ters orantılı olduğu gözlemlenmiştir.

Keywords

Electromagnetic, Induction, Fluid, Heating, Specific Heat Capacity

THERMAL BEHAVIOR OF DIFFERENT FLUIDS IN ELECTROMAGNETIC INDUCTION

Abstract

In this study, the thermal behavior of different fluids in electromagnetic induction heating was investigated. Induction coil, heat exchanger and control circuit designs were made for the research. An experimental setup was created by using a temperature gauge, tachometer, DC motor and circulation pump. The thermal behavior of 650 ml of boron oil, pure water, olive oil, sunflower oil, motor oil and boron – pure water composite fluids after their circulation at 700 rpm and 92 minutes from the experimental setup was investigated. The heat exchanger surface temperature, circulation pipe temperature, beaker temperature and ambient temperature were recorded. The heat exchanger surface temperature, circulation pipe temperature, beaker temperature and ambient temperature were recorded. The specific heat capacity values of the same fluids were also calculated. At the end of the research, it was observed that the temperature of 92 minutes under the same electromagnetic induction and ambient conditions showed values between 79 °C and 95 °C. It has been determined that the most efficient fluid is the engine oil, which has a heating value of 37 °C at the 2nd minute, 85 °C at the 42nd minute and 95 °C at the 92nd minute. It was observed that boron oil, olive oil, sunflower oil, boron – pure water composite mixture and pure water followed, respectively. It has been observed that the specific heat capacity values are inversely proportional to the temperature increase of the fluids.

Keywords

Electromagnetic, Induction, Fluid, Heating, Specific Heat Capacity

References

• [1] Çetin, S. (2005). Bir fazlı bir indüksiyon ısıtma sistemi analizi ve dizaynı. Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• [2] Bayerl, T., Duhovic, M., Mitschang, P., & Bhattacharyya, D. (2014). The heating of polymer composites by electromagnetic induction–A review. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 57, 27–40.
• [3] Dou, Q. (2022). Summary of Research on Electromagnetic Induction Heating Temperature Control Method under the Background of Internet Convergence. 2022 4th International Conference on Inventive Research in Computing Applications (ICIRCA), 38–41.
• [4] https://aismuhendislik.com/induksiyon-isitma-sistemleri
• [5] Kucukkomurler, A. (2009). Environmental, low cost, energy efficient, electromagnetic indoor induction space heating system design. IEEE EUROCON 2009, 1604–1606.
• [6] DALCALI, A., ÖZBAY, H., & Selim, Ö. (2020). İndüksiyon Isıtmada Çalışma Frekansının Isıtma Derinliğine Etkisi. Mühendislik Bilimleri ve Araştırmaları Dergisi, 2(1), 43–49.
• [7]YILMAZOĞLU, M. Z. (2010). Isı enerjisi depolama yöntemleri ve binalarda uygulanması. Politeknik Dergisi, 13(1), 33–42.
• [8] Aytekin, B. (2008). Endüksiyon ocak elektronik kontrol sistem tasarımı. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• [9] Russell, C. A. (2000). Michael Faraday: physics and faith. Oxford University Press.
• [10] Ho-Ttecke, D. (2000). How and what can we learn from replicating historical experiments? A case study. Science & Education, 9, 343–362
• [11] Kucukkomurler, A., & Selver, R. (2012). A Preliminary Experimental Assessment of the Utility of Magnetic Oil for Incrementally Improving the Energy Efficiency of an Induction Heating System.
• [12] Waples, D. W., & Waples, J. S. (2004). A review and evaluation of specific heat capacities of rocks, minerals, and subsurface fluids. Part 1: Minerals and nonporous rocks. Natural resources research, 13(2), 97–122.
• [13] Biçer, A. (2009). Bazı yağ asidi esterlerinin sentezi, karakterizasyonu ve enerji depolama özelliklerinin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.