Making materials which feel warm to the touch by incorporation of aerogels
Aerojel kullanımı ile ılık hisli malzemelerin geliştirilmesi
- Tez No: 442460
- Danışmanlar: PROF. DR. CAN ERKEY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bir malzemenin ılık hissiyatı, insan dersinden temas halinde olan objeye geçen ısı miktarı ile doğrudan ilintilidir. Deriden objeye aktarılan ısı miktarı ve bu ısının zamana göre değişimi kararsız ısı iletim denklemlerinin kullanılmasıyla elde edilen ısı akısı ile tanımlanabilir. Bu ısı akısı malzemenin yoğunluğu, ısı iletim katsayısı ve ısı sığası gibi özellikleri ile değişiklik gösterir. Bir objeye kazandırılacak ılık hissiyatı, malzemenin bu özelliklerinin düşürülmesi ile mümkün. Üre formaldehit klozet oturakları yapımında sıklıkla kullanılan bir termoplastiktir. Klozet oturaklarını ılık hale getirmek iyi bir pazarlama stratejisi haline gelmiştir. Bu oturakların ısıl konforunu arttırmak için piyasada hali hazırda elektrikli ısıtıcılar kullanılmaktadır. Ancak su temas riskinin yüksek olduğu yaşam alanlarında, bu elektrikli ısıtıcıları kullanmak tehlike arz etmektedir. Bu tez üreformaldehit polimerinin ısı akışına direnç gösteren aerojel malzemeleri ile kompozitini üreterek, dışarıdan ısı sağlanmaksızın, ılık hisli klozet kapakları üretmeyi hedeflemektedir. Bu hedefi gerçekleştirmek üzere üre formaldehit granülleri, aerojel parçacıkları (silika ve rezorsinol formaldehit aerojeller) ile karıştırılarak sıcak preste kompozitler üretilmiştir. Kompozitlerin üretimi, oturak üretimin gerçekleştiği fabrikadaki endüstriyel sıcak preslerde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen kompozitlerin ısı iletim katsayısı ve özgül ağırlıkları ölçüldü. Basınca maruz kalan aerojellerin gözenek yapısındaki ve özgül ağırlarındaki değişimi gözlemlemek için laboratuvar ölçeklerinde pres kullanıldı. Özgül ağırlığı daha fazla olan, üretim basıncına daha dayanıklı olabileceği öngörülen aerojeller kompozitlerde kullanılmak üzere sentezlendi. Yoğunluğu fazla aerojllerin (0.361-0.48 g/cm3) 0.38 hacimsel oranlarına kadar kullanılan kompozitleri ısı iletim katsayısında %40'lık düşüş sağladı. Isı akısını etkileyen, malzemenin özelliklerindeki düşüşle ısı akısında %45'liğe kadar bir düşüş elde edildi. Oluşturulan kompozitlerin etkin ısı katsayıları modellerle tahmin edildi. Maxwell, Rayleigh ve etkin ortam kuramı modelleri kullanıldı. Kullanılan modeller arasında Maxwell ve Rayleigh düşük hacimsel aerojel fraksiyonlarına sahip kompozitlerde , etkin ortam kuramı ise yüksek fraksiyonlara sahip kompozitlerde iyi tahminler verdi.
Özet (Çeviri)
The warm sensation is related to the amount of heat extracted from the human skin when it is in contact with a material. This heat extraction can be described by the time dependent heat flux which occurs from the skin to the object. The heat flux depends on the material properties such as thermal conductivity, density and heat capacity. Increasing warm sensation requires decreasing these properties. Urea formaldehyde is a thermoplastic polymer which is most commonly used to make toilet seats. Improving warm sensation of toilet seat has become a good marketing strategy. To enhance the thermal comfort of the seats electric heaters are currently in use. However it raises safety issues because of high possibility of water contact with the heater. This project aims to give the urea formaldehyde based toilet seats to warm sensation by incorporating aerogels which exhibits high resistance to heat flow. Urea formaldehyde grains were mixed with aerogels (silica and resorcinol formaldehyde aerogels) and hot pressed together to obtain an aerogel incorporated composite. Composites were manufactured by hot pressing this mixture at elevated pressures and temperatures in the industrial size hot press molds at the manufacture site of toilet seats. Thermal conductivity and density of the composites were measured. Changes in aerogels' density and pore properties were determined at different pressures with a laboratory scale cold press. Denser aerogels were synthesized to make aerogels more resistant to the composite manufacture pressure. Composites with dense aerogels (0.361-0.48 g/cm3) successfully reduced the thermal conductivity of native urea formaldehyde by up to 40% by using volume fractions up to 0.38. With reduced contact coefficient parameters, up to 45% reduction in the heat flux was obtained. Thermal conductivity of composites was also predicted with effective thermal conductivity models such as Maxwell and effective medium theory (EMT). At lower volume fractions Maxwell and Rayleigh models gave good predictions for the composite thermal conductivity. Effective thermal conductivity of composites with dense silica aerogels were best predicted with EMT.
Benzer Tezler
- Çeşitli büyüklüklerdeki alışveriş mekanlarını aydınlatma sistemleri tasarım ilkeleri
Designing principles of lighting systems in store designs of various types
HALE İKİZLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET Ş. KÜÇÜKDOĞU
- Kaynak kısıtlı proje planlamada yöntemler ve uygulamalar
Methods and applications in resource constrainet project planning
F. ATİLLA DİREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ATAÇ SOYSAL
- The effect of contemporary construction materials and systems on the architectural spaces and users: Restaurants in Gaza strip
Çağdaş malzeme ve yapı sistemlerinin mimari mekanlar ve kullanıcılar üzerindeki etkisi: Gazze şeridindeki restoranlar
NAWAL S. I. ZEINEDDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
MimarlıkBahçeşehir ÜniversitesiMimarlık Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HANDE TULUM OKUR
- Türk dili ve edebiyatı öğretiminde disiplinler arası yaklaşımla materyal geliştirme: Divan şiiri örneği
Developing materials with an interdisciplinary approach in teaching turkish language and literature: A case study of Divan poetry
OYA UYSAL
Doktora
Türkçe
2024
Türk Dili ve EdebiyatıGazi ÜniversitesiTürkçe ve Sosyal Bilimler Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR AYDEMİR
- H.29 RA 1136/ 27.12.1723 tarihli BOA hat 1447 no'lu muhasebe defteri ışığında Sa'dâbâd Sarayı'nın incelenmesi
Studying of Sa'dâbâd Palace in the light of the accounting book which had number of hat 1447 in BOA and had been occured in 29 RA 1136 dated of the hegira/ 27 Dec 1723
SEDA COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN PILEHVARIAN