Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NUMAN YÜKSEL
Danışman: ATAKAN AVCI
Özet:Değişik alanlarda enerji kullanımı sürekli artmakta ve enerji giderleri yükselmektedir. Bu açıdan, enerjinin etkin ve verimli kullanımı gerekmektedir. Karşılaşılan birçok ısıl sistemde, enerjinin etkin ve verimli kullanımında ısı yalıtımı önemli rol oynamaktadır. Yalıtımın geniş bir uygulama alanı bulunmakta ve bu uygulamalarda yalıtım amacıyla kullanılan maddelerin en önemli kısmını gözenekli yalıtım maddeleri oluşturmaktadır. Yalıtım maddelerinin önemli özelliklerinden biri, efektif ısıl iletkenlik olup bunun düşük değerlerde olması istenir. Bunun için, efektif ısı iletimine etki eden parametrelerin bilinmesi ve istenen değeri sağlayacak şekilde malzeme tasarımı gerekir. Aynı zamanda, büyük ekonomik değeri olduğundan bu alan üzerinde yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmanın ilk aşamasında, gözenekli yalıtım malzemelerin efektif ısıl iletkenliğinin modellenmesi ve ölçümü detaylı olarak araştırıldı. Bu amaçla, önce literatürdeki kuramsal ve deneysel çalışmalar detaylı olarak incelendi. Bu kuramsal çalışmalarda elde edilen bağıntılar, literatürde tespit edilen ve farklı uygulamaları kapsayan bazı deneysel sonuçlar dikkate alınarak analiz edildi. Bu bağıntılar, kabul edilebilirliği, uygulanabilirlik aralığı, kullanım kolaylığı ile değişik parametrelerin etkileri açısından değerlendirildi. Belirli yapılarda ve belirli gözeneklilik aralığında, belirli bir hata toleransı ile kullanılabilecek modelleri seçmenin daha uygun olacağı sonucuna varıldı. Özellikle gözenekliliği yüksek yalıtım malzemelerinin efektif ısıl iletkenliğine etki eden taşınım, difüzyon ve ışınım etkilerini dikkate alan bir matematik model geliştirildi. Bu model, literatürden elde edilen ve bu çalışmada ölçülen deneysel sonuçlarla karşılaştırıldı. Bu çalışmanın ikinci aşamasında, gözenekli yalıtım malzemelerinde taşınım, difüzyon ve ışınımın efektif ısıl iletkenliğe etkisi deneysel olarak incelendi. Deneyler, biri standart test cihazında ve diğeri ise yalıtım uygulaması yapılan deney düzeneğinde gerçekleştirildi. Bu amaçla, cam yünü, EPS ve dokumasız kumaş türü malzemelerle emisivitesi düşük ve iletken alüminyum ve bakır malzemeler kullanılarak farklı yapı ve işletme şartlarında çalışıldı. Deneysel sonuçlardan, alüminyum ve bakır ile desteklenmiş gözenekli yalıtım malzemelerinde 20-30 oC ortalama sıcaklığının üzerinde efektif ısıl iletkenlik daha hızlı artarken daha düşük sıcaklıklarda hızlı azalma gözlendi. Yapıya bağlı olarak, 5 oC ve altı sıcaklıklarda alüminyum ve bakır ile desteklenmemiş gözenekli yalıtım malzemelerine göre efektif ısıl iletkenliklerde üçte bir oranına kadar azalma gözlenmiştir. Bu sonuçlardan, ışınımın önemli bir mekanizma olduğu ve standart davranışın dışında etkiler oluşturabildiği görülmüştür. Deneysel çalışmanın yalıtım uygulamalı test düzeneğinde, alüminyum destekli ve desteksiz iki su tenekesinin aynı şartlarda ısınma ve soğuma davranışı incelendi. Farklı işletme şartlarında yapılan deneylerden elde edilen sonuçların standart deney tesisatından elde edilen sonuçlarla paralellik gösterdiği belirlendi. Sonuçta, uygulamada bilinmeyen ancak 20 oC sıcaklıkları altında çalışılan sistemlerde yalıtım malzemesinin efektif ısıl iletkenliği önemli ölçüde düşüren bir teknik geliştirilmiştir. Bu sonuç, akademik açıdan önemli bir çalışma alanı ortaya çıkarırken endüstriyel olarak da faydalı ürün ortaya çıkarmıştır.