Optimization of pigmented coatings for concentrating solar thermal applications
Yoğunlaştırıcılı ısıl güneş uygulamalarında kullanılan pigmentli boyaların optimizasyonu
- Tez No: 301688
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HAKAN ERTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Science and Technology, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Isıl güneş enerji sistemlerindeki kollektörlerin verimliliğini üst düzeye çıkartmak için ışık tayfına göre seçici davranan boyalar kullanılır. Bu amaçla kullanılacak ideal bir boya; güneşin ışınım yaptığı dalga boylarında yüksek soğurum özelliğine, kollektörün ışınım yaptığı dalgaboylarında ise düşük ışıma özelliğine sahip olmalıdır. Bu çalışma; dalga boyuna gore seçicil davranış gösteren ve bir çözücünün içerisinde tekdüze şekilde bulunan, nanometre boyutunda parçacıklar ile ilgilidir. Boyaların ışıma davranışları boyanın kalınlığına, pigmentlerinin çapına, konstantrasyonuna ve pigment ile çözücünün optik özelliklerine bağlıdır. Bu parametrelerin etkisini anlamak için, pigmentli boyaların birleştirilmiş bir modeli oluşturuldu. Bu modeli oluştururken bağımsız çoklu saçılımları modellemek için Hartel teorisi ile birlikle Lorentz-Mie teorisi, bağımlı saçılımları modellemek için T-Matrix metodu, çok küçük pigmentleri modellemek için ise etkin ortam teorisi kullanıldı. Işınım transferi denklemini çözmek böylece dalgaboyuna bağlı yansımayı bulmak için ise dört akı metodu kullanıldı. Bu boyanın tasarımı, ideal boyanın istenen dalgaboyuna bağlı ışımasını verecek şekilde parçacık boyu ve konsantrasyonu gibi parametlere bağlı şekilde, ters problem olarak formüle edildi. Quasi-Newton metodu ve Nelder Mead simplex algoritması kullanılarak, lineer olmayan bu problem optimizasyon yapılarak çözüldü. Her iki algoritma benzer sonuca ulaşsa da, Quasi Newton metodunun Nelder Mead'den daha kısa sürede sonuca ulaştığı görüldü.
Özet (Çeviri)
Spectrally selective coatings are used in absorbers of solar collectors to maximize efficiency of solar thermal energy systems. Desired coating should have high absorptance at solar wavelengths and low emittance at the wavelengths where absorber emits heat. This study focuses on pigmented coatings that consist of a binder and uniformly distributed nano-particles known as pigments that exhibit the desired spectrally selective behavior. Radiative behavior of coatings depends on coating thickness, pigment size, concentration, and the optical properties of binder and pigment materials. In order to understand the effect of these parameters, a unified radiative model of the pigmented coatings is developed, Lorentz-Mie theory in conjunction with Hartel theory to incorporate the multiple scattering effects is used to predict radiation properties for independent scattering, T-Matrix method is used to incorporate the dependent scattering and effective medium theory is used to handle cases with very small pigments. Through the solution of the radiative transfer equation by the four flux method, spectral reflectance is predicted. Design of such a coating is formulated as an inverse problem of estimating design variables such as pigment size, concentration and material to yield the desired spectral emittance of the ideal coating. The nonlinear problem is solved by optimization applying two methods; the Quasi Newton method and Nelder Mead simplex algorithm. While both algorithms are capable of providing the same solution, the convergence of Quasi Newton method is found to be superior to that of Nelder Mead simplex algorithm.
Benzer Tezler
- Spectral tuning of window glasses for improving energy efficiency of buildings
Binaların enerji verimliliğinin iyileştirilmesine yönelik pencere camlarının spektral ayarı
ÇAĞATAY HARATOKA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ERTÜRK
- Siyanobakterilerden doğal renk maddesi fikosiyaninin farklı yöntemlerle ekstrakte edilmesi, enkapsülasyonu, model gıda sistemleri içinde kullanımı ve stabilitesinin belirlenmesi
Extraction and encapsulation of natural colorant phycocyanin obtained from cyanobacteria with different methods and its storage stability and use in model foods
IŞIL İLTER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN ERTEKİN
- Ispanaktan ekstrakte edilen Zn-klorofil türevlerinin emülsiyon/soğuk jelleşme metodu ile mikroenkapsülasyonu
Microencapsulation of Zn-chlorophyll derivatives extracted from spinach by emulsion/cold gelation method
GÜLAY ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEDA ERSUS BİLEK
- Düşük geçirgenlik ve çözünürlük gösteren farmasötik formun kalite tasarımı ile geliştirlmesi ve in-vitro farmakokinetik çalışması
Development of a low permeability and solubility pharmaceutical form by quality design and in vitro pharmacokinetic study
ERHAN KOÇ
Doktora
Türkçe
2023
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RABİA ÇAKIR
- Endodontide kullanılan nikel–titanyum esaslı kullanılmış döner diş eğelerinden metalik değerlerin geri kazanımı
Recovery of metallic values from disposed nickel–titanium rotary endodontic files
MUHAMMED İHSAN ÖZGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ERCAN AÇMA
DR. ÖĞR. ÜYESİ YASİN RAMAZAN EKER