Optimization of peltier elements in terms of mechanical behaviours and developing new peltier materials
Peltier elemanlarda mekanik açıdan optimizasyon ve yeni peltier malzemelerin geliştirilmesi
- Tez No: 372783
- Danışmanlar: PROF. DR. MEMET ZOR, PROF. DR. ERDAL ÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Zooloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Bu çalışmanın amacı, yüksek sıcaklıklarda çalışabilen, yeni ve umut vaat eden malzemeler kullanarak yüksek sıcaklıktaki atık ısıdan termoelektrik enerji dönüşümü ile elektrik enerjisi üretebilmek için Peltier modül veya eleman olarak adlandırılan termoelektrik modüllerin üretilmesidir. Çünkü günümüzde ticari olarak kullanılan peltier modüller düşük sıcaklıklarda çalışabilmekte ve verimlilikleri modülün yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkıyla doğru orantılı olarak artmaktadır. Peltier modüller p ve n tipi yarı iletken çiftlerinden oluşur. Bu çalışmada, p tipi yarı iletken olarak kalsiyum kobalt oksit seçilirken n tipi yarı iletken olarak çinko oksit seçilmiştir. Katkısız ve alüminyum katkılı çinko oksit ile katkısız ve gümüş katkılı kalsiyum kobalt oksit tozları sol jel yöntemi ile başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Elde edilen tozların karakterizasyonu, X-ışını difraktometresi (XRD), X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Diferansiyel Termal Analizi (DTA-TG) ve Taramalı electron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Ayrıca, elde edilen tozların partikül boyut dağılımına partikül boyut analiz cihazı kullanılarak bakılmıştır. Bir çift, 25 milimetre kesit alanına ve 3 milimetre yüksekliğe sahip p tipi yüzde 0,03 gümüş katkılı kalsiyum kobalt oksit ve n tipi yüzde 0,02 alüminyum katkılı çinko oksit bulk malzemelerden oluşan 1 ve 2 ayaklı termoelektrik modül oluşturulmuştur. Son olarak, ısıl gerilmeler ve yarıiletkenlerin uzunluğu ve yüksekliğine bağlı olarak oluşan ısıl gerilmelerin değişimi ANSYS 15,0 yazılımı ile sonlu elemanlar analiz modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Analiz sonuçlarına göre, TE modül mekanik davranış açısından optimize edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The objective of the project is to produce the thermoelectric module called as a Peltier module or element using new and promising materials that work at high temperature for generation of electricity with thermoelectric energy conversion from waste heat at high temperatures. Because Peltier modules used commercially nowadays can work at low temperatures and their efficiency increase in proportion to the temperature difference between the surfaces of the modules. They consist of pair of p an n type semiconductor. In this study, calcium cobalt oxide was chosen as a p-type semiconductor while zinc oxide was chosen as n-type semiconductor. Pure and aluminum doped zinc oxide and silver doped calcium cobalt oxide powders were synthesized via sol-gel processing successfully. The obtained powders were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Spectroscopy (XPS), Fourier Transform Infrared (FTIR), Differential Thermal Analysis-Thermogravimetry (DTA-TG), Scanning Electron Microscopy (SEM). In addition, the particle size distribution of powders obtained via sol-gel processing was measured using particle size analyzer (Zeta Sizer Nano ZS90). One and two leg oxide thermo-electric modules consisting of one pair of p type 0.03 percent silver doped calcium cobalt oxide and n type 0.02 percent aluminum doped zinc oxide bulks of 25 square millimetre cross-section and 3 millimeter heights were constructed. Ultimately, the thermal stress and alteration of thermal stress depending on leg length and side length of semiconductors were calculated using the finite element analysis (FEA) model in ANSYS 15.0 software. According to the results of the analysis, TE module was optimized in terms of mechanical behaviours.
Benzer Tezler
- Feasibility assessment of hybrid thermoelectric conversion in mobile computing
Dizüstü bilgisayarlarda hibrid termoelektrik enerji dönüşümünün fizibilite çalışması
MUHAMMAD AZHAR ALI KHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiAssoc. Prof. Dr. ALİ MUHTAROĞLU
- Termoelektrik modüllerin performansına etki eden faktörlerin incelenmesi
Investigation of factors affecting the performance of thermoelectric modules
BABAK MAMMADOV
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMilli Savunma ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NEVRA BAYHAN
PROF. DR. SEDAT BALLIKAYA
- Füze kontrol tahrik sistemi yüksek sıcaklık bölgelerinin peltier modülleri ile soğutulması
Cooling of high temperature zones of missile control actuation system with peltier modules
BERK BOYRAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT YAŞAR
- Peltier entegrasyonu ile güneş destekli su damıtma sistemlerinin tasarımı ve deneysel incelenmesi
Solar supported with peltier integration design of water distillation system and experimental investigation
AKİF ÇOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARAZ AFŞAR
- Solucan gübresi malzemesi üretim ortamı optimizasyonu
Vermicompost material production environment optimization
HÜSEYİN UYGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBurdur Mehmet Akif Ersoy ÜniversitesiMalzeme Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ HAKAN IŞIK