A numerical study on the effective thermal conductivity of composite materials
Kompozit malzemelerin efektif ısıl iletkenlikleri üzerine nümerik bir çalışma
- Tez No: 151250
- Danışmanlar: PROF.DR. İSMAİL HAKKI TAVMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Ill ÖZET Yapılan çalışmada, fiber ve tanecik katkılı kompozitlerin ısı iletim katsayıları sonlu elemanlar programı kullanılarak hesaplandı. Dolgu malzemesinin değişik konsantrasyon oranlan, matrix malzeme içindeki dağılımları ve geometrileri araştırıldı. Elde edilen sonuçlar, teorik modellerden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Nümerik analiz çalışması iki boyutlu ve üç boyutlu olarak iki şekilde yürütülmüştür. İki boyutlu modeller sonsuz uzunluklu silindir ve sonsuz uzunluklu kare prizma şeklindeki fiberler için oluşturulmuştur. Üç boyutlu modeller ise küre ve küp şeklindeki tanecikler için oluşturulmuştur. Konsantrasyon oranları fiber modeller için %5, %15, %30, %50 ve %75, tanecik modeller için %5,%25 ve %45 olarak seçilmiştir. Bununla birlikte, efektif ısı iletim katsayıları kf/ km oram 10, 100, 1000 ve 10000 olacak şekilde hesaplanmıştır. Matrix içindeki dolgu malzemesinin konsantrasyon oranını sabit tutarak miktanmn arttırılması üzerine bir çalışmada yapılmış, fiberler için dolgu tane sayısı 1, 2, 4, 8 ve 16, tanecikler için dolgu tane sayısı 1, 8 ve 27 seçilmiştir. Nümerik analizlerden bulunan ısı iletim katsayıları teorik modellerden bulunan ısı iletim katsayılanyla karşılaştmlrmştır. Sonuçta, Hamilton & Crosser'in ve Springer & Tsai'nin modelinin 2 boyutlu nümerik çalışmadan bulunan sonuçlara yakın olduğu görülmüştür. Hamilton & Crosser, Lewis & Nielsen, Meredith & Tobias ve Russell' m geliştirmiş olduğu modeller ise 3 boyutlu nümerik çalışmadan bulunan sonuçlara yakınlık göstermiştir. Ayrıca dolgu tane sayısının arttırılmasının 3 boyutlu modellerin ısı iletim katsayılarını, 2 boyutlu modelleri etkilediği kadar etkilemediği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
II ABSTRACT The effective thermal conductivities of fiber and particle reinforced composite materials are calculated by numerical method using finite element analysis software. Different filler concentrations, arrangements and geometries are examined. The results are compared with the results obtained from theoretical models. Numerical analysis study is conducted in two way as two dimensional and three dimensional. Two dimensional models are used for fiber fillers having the geometries of infinitely long cylinder and infinitely long square prism. Three dimensional models are used for particle fillers having the geometries of sphere and cube. Concentration ratios are chosen 5%, 15%, 30%, 50% and 75% for fiber filler models and 5%, 25% and 45% for particle filler models. Furthermore, effective thermal conductivities are found for 4 different k//km ratios such as 10, 100,1000 and 10000. Effect of changing quantity of fillers in the matrix is also investigated that the number of fillers in the matrix is to be as 1, 2, 4, 8 and 16 for fibers and 1, 8 and 27 for particles. Effective thermal conductivities found from numerical analyses are compared with those found from theoretical models. It is found that Hamilton and Crosser's model and Springer and Tsai's model are near to 2-D analysis results, Hamilton and Crosser, Lewis and Nielsen, Meredith and Tobias and Russell's models showed close results to 3-D analysis results. Another consequence is that; arrangement form difference does not affect the effective thermal conductivity of composites too excessive in 3-D models as much as it does in 2-D models.
Benzer Tezler
- Yerinde uranyum ekstraksiyonu yöntemi üzerine deneysel ve teorik modelleme çalışmaları
Başlık çevirisi yok
HASANCAN OKUTAN
- Borularda laminer akışta duvar ve akış parametrelerinin ısı transferine birleşik etkisinin sayısal analizi
Numerical analysis of conjugate effect of wall and fluid parameters
ÇETİN LİVAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMED EMİN ARICI
- Düşey levhalarda ısı iletkenliği düşük yatay kanatların doğal ısı taşınımına etkisi
Influence of horizontal fins with low thermal conductivity on natural convective heat transfer from vertical surfaces
NEDİM TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN F. GENCELİ
- Metal-hidrojen reaktörlerin simülasyonu
Simulation of metal-hydrogen reactors
FUAT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiNiğde ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. YÜKSEL KAPLAN
- Güneş enerjili kendinden pompalı sıcak su sisteminin analiz ve simülasyonu
Analysis and simulation of a two phase self pumping solar water heater
TUNCAY GÜVEN