Grafen takviyeli polimerik kompozit kompakt ısı değiştiricisi tasarımı ve üretimi
The design and manufacture of compact heat exchanger from graphene reinforced polymeric composite
- Tez No: 488305
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÖZAY AKDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 163
Özet
Bu tezde, çeşitli oranlarda (%5, 10, 15 ve 20) modifiye edilmiş grafen, (%10, 20, 30, 40 ve 50) sentetik grafit, %1.5 ve 3 oranında modifiye edilmiş grafen ve (%10, 20, 30,40 ve %50) sentetik grafit dolgulu polipropilen matris malzemesine eklenerek grafen ilavesinin polimerik kompozit malzemenin mekanik ve termal özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. Grafenin homojen dağılmasını sağlamak için Polidiallil dimetil amonyum klorür (PDDA) çözeltisine ilave edildikten sonra ultrasonik homojenizatörde karıştırılarak modifiye grafen elde edilmiştir. Ağırlıkça değişik oranlarda grafen, sentetik grafit ve iki takviyeli grafen ve sentetik grafit içeren polipropilen(PP) reçine ekstrüzyonla üretilerek, enjeksiyon metodu ile numuneler üretilmiştir. Takviye etkilerini araştırmak için erime akış hızı tayini analizi, çekme testleri, üç nokta eğilme testleri, darbe testleri, TGA, TMA, DSC ve SEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Termal iletkenlik sonuçlarına göre PP için kalınlık boyunca en yüksek 0.9 W/mK düzlem boyunca ise 4.6 W/mK değerine ulaşılmıştır. Grafen burada sinerjik etki yaratarak termal iletkenlik değerini arttırmıştır. Isı iletim katsayısının belirlenmesi için ise ısı değiştiricisi tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Soğuk akışkanın ısı değiştiriciye giriş sıcaklığı 10°C'de sabit tutularak sıcak akışkanın giriş sıcaklığı 40°C, 50°C ve 60°C olacak şekilde ayarlanarak deneyler gerçekleştirilmiştir. Her bir sıcaklık ayarlamasında pompa debileri %20, %40, %60, %80, %100 ayarlanarak farklı kütlesel debi değerleri sağlanarak her bir numune için değerlendirmeler yapılmıştır. Her bir polimerik kompozit malzeme için ısıl iletkenlik katsayıları hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, modified graphene (5,10,15 and 20 wt%), shynthetic graphite (10, 20, 30, 40 and 50 wt%), 1.5 and 3 wt% modified graphene and (10, 20, 30, 40 ve 50 wt%) synthetic graphite were added in polypropylene matrix to investigate thermal and mechanical effect of reinforcements on polimeric composite material. To obtain a homogeneous graphene dispersion, a PDDA solution was added in graphene and mixed by using ultrasonic homogenizer. Polypropylene resin with both single and multiple reinforcements graphene along with synthetic graphite extruded and samples were produced by injection method. To investigate the effect of reinforcements, melt flow rate, tensile tests, three point bending tests, impact tests, TGA, TMA, DSC and SEM analyzes were performed. According to the results, the highest through-plane and in-plane thermal conductivity were reached to 0.9 W/mK and 4.6 W/mK, respectively. The thermal conductivity of polypropylene was increased due to synergistic effect of graphene. Design and production of compact heat exchanger has been carried out to determine the heat transfer coefficient with respect to thermal and mechanical properties of fabricated composite material. Experiments were carried out by adjusting the inlet temperature of the hot fluid to 40 °C, 50 °C and 60 °C by keeping the inlet temperature of the cold fluid at 10 °C. At each temperature, capacity of pump were adjusted for 20%, 40%, 60%, 80%, 100% to provide different mass flow rates for each sample. The thermal conductivity coefficients for each polymeric composite material were calculated.
Benzer Tezler
- Grafen katkılı nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of graphene doped nanocomposite materials
MERİVAN ŞAŞMAZ
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiFırat ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAHRETTİN YAKUPHANOĞLU
- Temiz enerji eldesinde alkol yakıt pilleri tasarımı için yeni nesil nanomalzemelerin hazırlanması, karakterizasyonu ve uygulanabilirliği
The preparation,characterization and application of new generation nano materials for direct alcohol fuel cells on clean energy source
HANDAN PAMUK
- Grafen tabanlı alan etkili transistörlerin hazırlanması ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Preparation of graphene based field effect transistors and investigation of their electrical properties
İBRAHİM KARTERİ
Doktora
Türkçe
2015
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ KARATAŞ
- Development of column filler material for solid phase extraction and investigation their removal ability upon heavy metal ions
Grafen bazlı kolon dolgu malzemesi geliştirilmesi ve bu malzemenin ağır metal iyonlarının giderimi üzerine kullanılabilirliğinin araştırılması
DOĞU RAMAZANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MUHARREM KARABÖRK
- Karbon tabanlı nanomalzemelerin sentezi, karakterizasyonu, reolojisi, ısıl iletkenliği ve kararlılığı
Synthesis characterization thermal rheological and stability of carbon based nanomaterials
FATİH ERAVCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KERİM YAPICI