Evaluation of thermophysical properties of thermal conductive polymer composites
Termal iletken polimer kompozitlerin termofiziksel özelliklerinin değerlendirilmesi
- Tez No: 151239
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. DİLEK KUMLUTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Polimer Kompozîtler, Isıl İletkenlik, Sonlu Elemanlar Analizi, Laser-Flash, Hot-Disk, Polymer Composites, Thermal Conductivity, Finite Element Analysis, Hot-Disk, Laser-Flash
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 225
Özet
rv ÖZET Termal olarak iletken polimer kompozitler günümüzde bir çok uygulamada metal malzemelerin yerini almaktadırlar. Polimerlerin genelde termal olarak yalıtkan bir malzeme oldukları için tercih edilmelerinden dolayı bu değişim oldukça önemli sayılmaktadır. Termal iletken polimer kompozitlerin metal malzmelere kıyasla avantajları düşük yoğunluk, daha fazla korozyon, oksîdasyon dayanımı ve kimyasal direnç, daha kolay işlenebilirlik ve de istenilen kullanım alanına göre bazı fiziksel özelliklerinin ayarlanabilmesi olarak sıralanabilir. Bununla birlikte polimerlerin düşük sürünme dayanımı, aşınma, termal olarak kararlı bir malzeme olmamaları ve sınırlı sayıda işleme tekniğinin bulunması gibi dezavantajları vardır. Termal olarak iletken polimerlerin ana kullanım alanları ısı alıcılarının üretilmesidir. Üretimdeki avantajları ise arttırılmış termal kararlık ve daha hızlı injection molding çevrim zamanlarıdır. Bu projenin ana hedefleri termal olarak iletken polimer kompozitler üretmek ve bu kompozitlerin termal özelliklerini melemektir. Polimer kompozitlerin çeşitli uygulamalarda maruz kalmaları muhtemel ısı yükleri altındaki termal davranışları da ayrıca ANSYS sonlu elemanlar analiz programıyla nümerik olarak incelenmiştir. Polimer kompozitler küresel, prizmatik ve kısa fiberler şekillerinde tane yapılarına sahip bakır tozlan ile küresel yapıda taneciklere sahip AI2O3 tozlan nylon-6 matris malzemesine eklenerek üretilmiştir. Bu çalışma için üretilen nylon-6 polimer kompozitlerden bakır katkılı olanlanmn enine ve boyuna olan düzlemlerindeki ısı iletim katsayılan hot-disk ve laser-flash teknikleri kullanılarak ölçülmüştür. AI2O3 katkılı nylon-6 polimer kompozitin termal davranışlannı incelemek amacıyla da özel bir deney düzeneği tasarlanıp hazırlanmıştır. Bunlara ek olarak optik mikroskopi ve“image analysis”yöntemleri kullanılarak üretilen kompozitlerin yapısalkarakteristikleri de incelenmiştir. Bu çalışmaların neticesinde bakır katkılarının polimer kompozitin ısıl iletkenliğini pozitif yönde etkilediği görülmüştür. Elde edilen sonuçlar, ısı iletim katsayısı modelleriyle yapılan hesaplamalarla elde edilen ısı iletim katsayısı sonuçlan ite karşılaştınlm ıştır. Hesaplamada kullanılan bu modeller patikül geometrisi etkisi, ısı iletim katsayısı, ve katkı malzemesi doldurma oranı gibi parametreleri de içermektedir. Aynea elde edilen tüm sonuçlar, söz konusu polimer kompozitlerin elektronik sistem parçası olarak kullanımı gibi belli çalışma koşullan altındaki davranışlarını simüle etmek amacıyla statik ve zamana bağlı değişim şeklinde yapılan ANSYS sonlu elemanlar analizinde kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Thermally conductive polymer composites can replace metals in many applications. This technology is a substantial improvement since polymers are commonly used due to then- thermal isolating properties. The advantages of thermally conductive polymers over metals are reduced density; increased corrosion, oxidation, and chemical resistance; increased processabilhy; and properties are adjustable to fit the application. However, polymers have many disadvantages; for example, creep, thermal instability, and a limited number of processing techniques. The main application for thermally conductive polymers is heat sinks. Other possible benefits are faster injection molding cycle times and improved thermal stability. The main objectives of this project were to produce thermally conductive polymer composites and to investigate their thermal properties. Their thermal behaviors under heat loads to which they might be exposed to are also investigated numerically by finite element analysis using ANSYS university version. Spherical copper filler particles, prismatic copper filter particles, copper fiber, and AI2O3 powder were added to nylon 6 matrix. For this work, the transverse and longitudinal thermal conductivities of spherical copper filler particles, prismatic copper filler particles, copper fiber filled nylon 6 matrix composites were measured by Hot Disk method and Laser Flash technique. Special experimental set was designed for testing the temperature distributions within the AI2O3 filled nylon 6 composite. In addition, optical microscopy and image analysis were also performed to characterize the structure of the composites. From these studies, it was found mat all three types of copper fillers positively affect the thermal conductivity.IH The results were used to examine the predictions of theoretical thermal conductivity models. These models include the particle geometry, thermal conductivity, and packing of the filler(s), and the thermal conductivity of the polymer. Also the results were used to conduct steady-state and transient thermal analysis with finite element software ANSYS in order to reveal the response of produced polymer composites to specific working conditions such as usage of them as an electronic system component.
Benzer Tezler
- Su esaslı CuO nanoakışkan için plakalı ısı değiştirgecinde performans incelemesi
Performance analysis of water based CuO nanofluids in a plate heat exchanger
MUSTAFA SUAT HACISALİHOĞLU
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURHAN ÇUHADAROĞLU
- Edirne geleneksel konut mimarisinin sürdürülebilirlik bağlamında enerji verimliliği ve ısıl analiz açısından değerlendirilmesi
The evaluation of traditional Edirne housing architecture in terms of energy efficiency and thermal analysis in the context of sustainability
HÜRGÜN TEMUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
MimarlıkTrakya ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ESMA MIHLAYANLAR
- İstanbul yöresi için ısıtma enerjisi korunumu açısından uygun bina kabuğu alternatiflerinin iç yüzey sıcaklığına bağlı olarak belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
MURAT ULUSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜL KOÇLAR
- Hacimlerin pasif ısıtma sistemleri olarak değerlendirilmesinde kullanılabilecek bir yaklaşım
A New approach for the evaluation of the thermal performance of rooms as passive heating systems
GÜL KOCAASLAN
- Bir Toki konut örneğinde ısıtma ve soğutma enerji yüklerinin farklı iklim bölgelerine bağlı olarak değerlendirilmesi
Evaluation of heating and cooling energy loads for different climate regions in the example of Toki housing
BAŞAR ÜNSAL