i T.C. SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ
FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
ALÜMĠNYUM KÖPÜKLERDE ĠKĠ BOYUTLU
SICAKLIK DAĞILIMININ DENEYSEL
OLARAK ĠNCELENMESĠ
Burak AKBABA
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
Eylül-2016
KONYA
Her Hakkı Saklıdır
i
ii
iii
ÖZET
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
ALÜMĠNYUM KÖPÜKLERDE ĠKĠ BOYUTLU SICAKLIK DAĞILIMININ
DENEYSEL OLARAK ĠNCELENMESĠ
Burak AKBABA
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
DanıĢman: Yrd. Doç. Dr. Ahmet Ali SERTKAYA
2016, 61 Sayfa
Jüri
Yrd. Doç. Dr. Ahmet Ali SERTKAYA
Prof. Dr. ġefik BĠLĠR
Yrd. Doç. Dr. Ali ATEġ
Bu çalışmada açık hücreli alüminyum köpükler ısı değiştirici formuna getirilip iki boyutlu ısı
transferi deneysel olarak incelenmiştir. 10, 20 ve 30 PPI gözenek yoğunluklarına sahip açık hücre
alüminyum köpükler sabit ısı akısı için ısı değiştiricinin kanatlarını oluşturmuştur. Alüminyum köpük
üzerinde, X-Y düzleminde özellikle ısıtıcıya yakın bölgelerde sık olarak yerleştirilen ısıl çiftlerle
sıcaklıklar ölçülmüştür. Elde edilen sıcaklıklar yardımıyla bütün yüzey üzerindeki sıcaklık dağılımı
bulunmuştur. Grafikler, yüzey sıcaklıkları ve giriş sıcaklığı arasındaki farka dayalı olarak çizilmiştir.
Ayrıca her üç ısı değiştirici için basınç düşüşü bulunmuştur.
Anahtar Kelimeler: Alüminyum köpük, gözenekli ortam, ısı transferi.
iv
ABSTRACT
MS
THE EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF TWO DIMENSIONAL HEAT
TEMPERATURE DISTRIBUTION IN ALUMINUM FOAM
Burak AKBABA
THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF
SELÇUK UNIVERSITY
THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE
IN MECHANICAL ENGINEERING
Advisor: Asst. Prof. Dr. Ahmet Ali SERTKAYA
2016, 61 Pages
Jury
Asst. Prof. Dr. Ahmet Ali SERTKAYA
Prof. Dr. ġefik BĠLĠR
Asst. Prof. Dr. Ali ATEġ
In this study, heat transfer was investigated in open cell aluminum foams formed into a heat
exchanger experimentally two dimensional. The open cell aluminum foams with pore density of 10, 20,
30 PPI were used as the heat exchanger fins formed for a constant heat flow. Temperatures were
measured using thermocouples located on several points in the X-Y planes of the aluminum foams
especially on areas near the heaters. The temperature distribution for the whole area was obtained from
the measured temperatures,. The graphs were plotted based on the difference between the surface
temperatures and the inlet temperature ΔT. In aditıon for each of the three heat exchanger pressure drop
was found.
Keywords: Aluminum foam, porous media, heat transfer.
v
ÖNSÖZ
Bu çalışma esnasında değerli tavsiyeleriyle beni yönlendiren ve karşılaştığım
zorlukları bilgi ve tecrübeleriyle aşmama yardımcı olan danışman hocam Yrd. Doç. Dr.
Ahmet Ali SERTKAYA’ya ve her türlü fedakârlığı yapan aileme minnet ve
şükranlarımı sunarım.
Burak AKBABA
KONYA-2016
vi
ĠÇĠNDEKĠLER
ÖZET .............................................................................................................................. iv
ABSTRACT ..................................................................................................................... v
ÖNSÖZ ........................................................................................................................... vi
ĠÇĠNDEKĠLER ............................................................................................................. vii
1. ALÜMĠNYUM METAL KÖPÜKLER ..................................................................... 1
1.1. Giriş ....................................................................................................................... 1
1.1.1. Açık ve Kapalı Hücreli Alüminyum Köpük Metaller ................................. 3
1.1.2. Alüminyum köpük metal üretim yöntemleri ............................................... 4
1.1.2.1. Gaz enjeksiyon metodu ............................................................................ 4
1.1.2.2. Yarı katı içinde gaz bırakan partikül çözülmesi ...................................... 6
1.1.2.3. Polimer ya da balmumu prekursörünü mastar olarak kullanarak yapılan 8
döküm.................................................................................................................... 8
1.1.2.4. Toz metalurjisi yöntemi ........................................................................... 9
1.1.3. Alüminyum köpük metallerin uygulama alanları ..................................... 11
1.1.3.1.Otomotiv endüstrisi ................................................................................. 11
1.1.3.2. Isıl iletkenlik .......................................................................................... 12
1.1.3.3. Uzay teknolojisi ..................................................................................... 12
1.1.3.4. Bina endüstrisi ....................................................................................... 13
1.1.3.5. Sıvıların depolanması ve transferi ......................................................... 13
2. KAYNAK ARAġTIRMASI ..................................................................................... 14
2.1 Giriş .............................................................................................................. 14
2.2 Metal Köpüklerle İlgili Yapılan Çalışmalar ................................................. 14
3. MATERYAL VE METOT ....................................................................................... 18
3.1.1. Veri kaydedici ........................................................................................... 20
3.1.2. Anemometre.............................................................................................. 21
3.1.3. Isıl çift ....................................................................................................... 22
3.1.4. Frekans değiştirici ..................................................................................... 22
3.1.5. Fan ............................................................................................................ 23
3.2. Deneysel çalışma ......................................................................................... 23
4. SONUÇLAR VE TARTIġMALAR ........................................................................ 25
4.1 Sonuçlar ........................................................................................................ 25
5.TARTIġMA VE ÖNERĠLER ................................................................................... 44
6. KAYNAKLAR .......................................................................................................... 46
vii
1. ALÜMĠNYUM METAL KÖPÜKLER
1.1. GiriĢ
Alüminyum yerkabuğunda oksijen ve silisyumdan sonra en çok bulunan üçüncü
elementtir. Periyodik cetvelde III A gurubundaki zayıf metallerdendir. +3 değerli bir
element olan alüminyumun atom numarası 13 ve atom ağırlığı 26.89 g/mol’dur.
Yoğunluğu 2.7g/cm³ olan alüminyumun 20ºC’deki, ergime sıcaklığı 659.8°C, kaynama
sıcaklığı 2450ºC’dir. 1000ºC’deki ısınma ısısı 224 kcal/kg’dır, ışık yansıtma oranı
%90’dır. Alüminyum metali boksit cevherlerinden üretilmektedir. Boksit Al2O3.nH2O
alüminyum hidratlarına verilen genel isimdir. Boksit içerisinde yaklaşık %58 AI2O3,
%30 su ve %5 Fe2O3, %5 SiO2 ve %2 TiO2 gibi yabancı maddeleri içerir. Alüminyum
üretimi cevherden birincil alüminyum veya hurdadan ikincil alüminyum olmak üzere iki
kaynaktan sağlanır. Yılda yaklaşık 25 milyon ton cevher işlenmekte ve 5 milyon ton
alüminyumda hurdadan geri
kazanılmaktadır. Alüminyum üretimi bakır, kalay ve
kurşunun bugünkü toplam üretimlerinden çok daha fazla bir miktarda üretilmektedir.
Alüminyum ihtiyacı 30 milyon tona ulaşmışken bakır 14,7 milyon ton, çinko 8,6 milyon
ton, kurşun 6 milyon ton seviyesindedir.
Alüminyum, yumuşak ve hafif bir metal olup mat gümüşümsü renktedir.
Zehirleyici ve manyetik değildir, kıvılcım çıkarmaz. Diğer metallerle yüksek
mukavemetli alaşımlar oluşturur, defalarca kullanılabilir, yüksek korozyon direncine
sahiptir, kolay şekillendirilebilir, kolaylıkla dövülebilir, makinede işlenebilir, yüksek ısı
ve elektriksel iletkenliğine sahiptir, ısı ve ışığı yansıtıcılık özelliği çok iyidir. Hafif ve
dayanıklı olması nedeniyle sanayide birçok araştırmacı bu malzemeyle ilgili çalışma
yapmaktadır. Bu çalışmaların en başında alüminyum metal köpük üretimi gelmektedir.
Metalik köpüklerle ilgili çalışmayı ilk defa Benjamin Sosnik, 1948 yılında alüminyum
içerisinde civa buharlaştırarak yapmış ve daha sonra Elliot 1951 yılında aynı yöntemle
metal köpük malzeme üretmeyi başarmıştır. Bu çalışmanın ardından değişik yöntem ve
malzemeler kullanılarak metal köpük üretim çalışmaları devam etmiştir (Doğan A.,
2015).
Metal köpükler, köpük şekline sahip yapıların faydalarını metallere aktarmak
için geliştirilmiş ürünlerdir. Geliştirilen birçok üstün özellikli malzemelerin arasında
metal köpükler, düşük yoğunlukları sayesinde, titreşim azaltma özelliğine sahiptir.
Kapalı hücreli metal köpükler ısı tutma, açık hücreli metal köpükler ise ısı yalıtımı
1
özelliği sağlamaktadır. Gözenekli yapıların en büyük özelliği hafiflikleri ve enerji
sönümleme kabiliyetleridir (Mutlu, 2011). Bunun yanında metal köpükler; hafiftir, ısıyı
ve elektriği iyi iletir, oksitlenmeye karşı dayanıklıdır. Metal köpük yapımında kullanılan
malzemeler genellikle alüminyum, demir, nikel, kurşun, çinko ve titanyumdur.
Günümüzde düşük yoğunluğu, korozyon direncinin yüksek olması ve düşük sıcaklıkta
ergime gibi özellikleri nedeniyle, alüminyum köpükler en çok kullanılan metal
köpüklerdir. Birçok firma alüminyumun köpük kullanımıyla ilgili araştırma yapmakta
ve uygulama alanı her geçen gün artmaktadır. Yoğunluk, homojenlik, hücre boyutu gibi
konulardaki kontrolsüzlük ve üretim maliyetinin yüksek oluşu gibi sorunlar alüminyum
köpüğün yaygın kullanımını engellemektedir (Çağlar, 2009).
Metal köpükler çok geniş ve önemli kullanım alanına sahiptir. Mikro-gözenekli
ve kompakt ısı değiştiricilerinde, kompakt ısı kaynaklarında, elektronik aletlerin
soğutulmasında, endüstriyel fırınlarda, hava soğutmalı kondenserlerde, kimyasal
elektronik reaktörlerde, uçak donanımları ve kütle transferi yöntemlerinde yaygın
kullanılmaktadır. Alüminyum köpükler hafif oldukları için özellikle uçak ve otomobil
yapımı başta olmak üzere spordan uzay araçlarında, hafif alaşımları bina yapımında,
elektrikli araçlarda, mutfak eşyası yapımında ve buna benzer yerlerde geniş bir kullanım
alanına sahiptir (Güven, 2011). Bir alüminyum köpük hücresinde yaklaşık olarak 12 ile
14 yüzey mevcuttur. Yüzeyler pentagonal ve hegzagonal şekillerden oluşurlar. Her bir
yüzey aynı veya farklı uzunluklarda 4 ile 6 filament ile diğer yüzeylere bağlanır. Şekil
1.1’de açık hücreli alüminyum köpük ve temsili köpük hücresi görülmektedir. Metal
köpükler açık hücreli ve kapalı hücreli olmak üzere iki farklı formda üretilmektedir
(Sertkaya ve ark., 2012).
ġekil 1.1 Farklı poroziteye sahip açık hücreli metal köpük örnekleri ve temsili köpük hücre yapısı
(Boomsma ve ark., 2003)
2
1.1.1. Açık ve Kapalı Hücreli Alüminyum Köpük Metaller
Alüminyum köpük metaller yapı içindeki hücrelerin formuna göre açık ve kapalı
hücreli olarak sınıflandırılırlar. Açık hücreli metal köpüklerde hücreleri birbirinden
ayıran hücre yüzeyleri bulunmaz, yapı tel kafes biçimindedir ve gözenekli yapı
rahatlıkla görülebilir. Kapalı hücreli metal köpüklerde ise hücreleri birbirinden ayıran
hücre yüzeyleri arasında temas yoktur, gözenekler genellikle küreseldir ve
birbirlerinden ayrılmış halde bulunurlar. Kapalı hücreli metal köpüklerin yapısındaki
gaz, metal içerisine hapsedilmiştir ve her biri birbirinden ince bir filmle ayrılmıştır. Her
iki hücre şeklide %80-95 oranında boşluk ve %5-20 oranında alüminyum içerir. Şekil
1.2’de metal köpük örnekleri, Şekil 1.3’de açık ve kapalı hücreli alüminyum köpüklerin
hücre yapısı,
Şekil 1.4.’de Kapalı hücreli alüminyum köpük görülmektedir (Özer,
2005).
(a)
(b)
(c)
ġekil 1.2 Metal köpük örnekleri a. Açık hücreli b. Kapalı hücreli gaz enjeksiyon yöntemi ile
üretilmiş c. Kapalı hücreli toz metalürjisi yöntemi ile üretilmiş.
(a)
(b)
ġekil 1.3 Açık (a) ve kapalı (b) hücreli alüminyum köpüklerin hücre yapısı (Boomsma ve ark.; Sertkaya,
2008)
3
ġekil 1.4 Kapalı hücreli alüminyum köpük
1.1.2. Alüminyum köpük metal üretim yöntemleri
Metal köpük üretiminde genellikle alüminyum kullanılır. Köpükleştirmek için
genellikle ergitme ve toz metalürjisi yöntemleri uygulanır. Ergitme yönteminde
köpürtme; sıvı metal içerisine gaz enjekte edilerek, gaz oluşmasını sağlayan köpürtücü
maddeler eklenerek veya köpükleşmeyi sağlayacak maddelerin önceden sıvı metal
içerisinde belirli yerlere konulması ile sağlanır. Toz metalürjisi yönteminde köpürtücü
madde tozları homojen bir şekilde karıştırılır, köpürtücü madde sıvı ile tepkimeye
girerek gaz salınımı sağlanır ve metal içerisinde köpük oluşumu gerçekleşir. Toz
metalürjisi yönteminde homojen karışımın sağlanması, gözenek oluşumu ve
büyümesinin kontrolü, katılaşma gibi etkenler önemlidir (Güven, 2011). Metal köpüğün
özellikleri, bağıl yoğunluk, hücre yapısının açık veya kapalı hücreli olma durumu ve
hücre boyutuna göre değişkenlik gösterir. Metal köpükler genel olarak aşağıda belirtilen
üretim yöntemlerinden biriyle yapılır (Mutlu, 2011).
1.1.2.1. Gaz enjeksiyon metodu
Ergimiş metal içerisine doğrudan gaz üflenerek köpükleştirme yöntemidir. Sıvı
haldeki metal içine gaz salınır ve kabarcıklar oluşur. Kabarcıklar düşük yoğunluğundan
dolayı sıvı yüzeyine doğru hareket etmek ister. Sıvı metalin viskozitesi ne kadar düşük
ise o kadar hızlı bir şekilde yüzeye çıkar. Metal sıvının viskozitesi, hücreler arası
iplikçik yapının kalınlığını, dolayısı ile metal köpük malzemenin dayanımını belirler
(Sezer, 2009).
Gaz enjeksiyon metodu, oksidasyona daha dirençli olduğu için en iyi alüminyum
alaşımlarına uygulanır. %10-%30 arasında AlO2, SiC2 gibi çözünmeyen ya da yavaş
4
çözünen parçacıklar eklenerek, alüminyum eriyiğin akışkanlığı arttırılır. Köpük metalin
hücre duvarlarında rijitliği sağlamak için saf alüminyum ya da alaşımlarına 5-15%
oranında seramik parçacıklar eklenir. Bu parçacıklar alümina, zirkona, silisyum karbür,
TiH2’dir. Sıvı alüminyumda kabarcık oluşturmak için karbondioksit, oksijen, inert
gazlar, hatta su bile kullanılabilir. Bu prosesle oluşturulan kabarcıklar eriyiğin yüzeyine
çıkarak katılaşmaya başlarlar. Köpüğün içerisindeki sıcaklık dağılımı, köpüğün
katılaşma oranını ve drenaj miktarını belirler (Mutlu, 2011).
ġekil 1.5 Gaz üfleme metodu ile alüminyum köpük elde edilmesi (Banhart, 2000)
Alüminyum eriyiğine TiH parçacıklar eklenmesiyle, hızlı bir şekilde hidrojen
gazı çıkışı gerçekleşir. Eriyik içerisinde kapalı hücre yapısına sahip baloncuklar oluşur.
Sağlanan köpük drenajı yeterince düşüktür, yüksek bir erime viskozitesi gerektirir. Bu
yöntemle Shinko Wire Company, Alporas adında bir alüminyum köpük üretmiştir.
(Mutlu, 2011)
Şekil 1.6. da Eriyik içinde gaz bırakan partikül çözünmesi ile alüminyum köpük
üretim aşamaları gösterilmiştir. Alüminyumun 670-690oC sıcaklıkları arasında
eritilmesiyle stabilizasyon başlar. %1-2 kalsiyum eklenerek viskozitesi arttırılır, hızlıca
oksitlenmesi sağlanır ve CaO ve CaAl2O4 partikülleri oluşturur (Ashby, 2000).
5
ġekil 1.6 Eriyik içinde gaz bırakan partikül çözünmesi ile üretilen alüminyum köpüğün proses adımları
(Alporas prosesi)
Eriyik sürekli olarak karıştırılarak 5-20μm çapında TiH2 partikülleri eklenir.
Partiküller eriyik içinde yayıldıklarında karıştırma durdurulur. Eriyiğin üzerinde basınç,
sıcaklık ve zaman gibi üretim değerlerinin kontrolü yapılarak köpük oluşması sağlanır.
Belirli bir süre sonra TiH2’yi bulunduğu ortamdan ayrışır. Karbonat ve nitrat gibi
yüksek ayrışma sıcaklığına sahip köpükleştirici maddelerle yapılan araştırmalar, bu
metodun demir, çelik ve nikel bazlı alaşımlarda kullanılma ihtimalini ortaya çıkarmıştır
(Ashby, 2000).
1.1.2.2. Yarı katı içinde gaz bırakan partikül çözülmesi
Köpük yapıcı maddeler metale katı halde veya toz halinde katılabilir. Genellikle
TiH2 kullanılır. Saf alüminyumun ergime sıcaklığından daha düşük olan 465oC’de TiH2
çözünmeye başlar ve bu köpük yapıcının toz metalürjisi üretiminde kullanılmasını
sağlar. Katı alüminyum içinde sıcaklığı yeteri kadar arttırarak, eriyiğin bir bölümünde
ya da tamamında gaz çözündürülerek, köpük oluşması sağlanır.
6
ġekil 1.7 Yarı-katı halde gaz bırakan partiküller vasıtasıyla üretilen metal köpüklerin toz metalürjisi
adımları (Fraunhofer ve Alulight Prosesleri)
Bileşenlerin karıştırılmasından sonra, tozun soğuk ekstrüzyon yöntemi ile çubuk
veya levhalar haline getirilir. Küçük parçalara ayrılarak kapalı kalıba konur ve alaşımın
katılık sıcaklığının biraz üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtılarak, TiH2’ün ayrışması
sağlanır böylece yüksek basınçlı boşluklar meydana gelir. Bu boşluklar yarı akışkan
halde genişler, alüminyum kabarır ve kalıbı içerisinde köpüğü oluşturur. Köpük kapalı
hücrelidir, hücre çapları 1-5 mm boyutlarındadır. Şekil 1.8. de Alüminyum Köpük
7
Panel görülmektedir. Alman yedek parça firması Wilhelm Karmann ve Berlin’deki
Fraunhofer Enstitüsü’nün geliştirdiği alüminyum köpük panel iki alüminyum tabaka
arasında sıkıştırılmıştrı. Alüminyum paneller ile katkı kullanmadan daha karmaşık
şekiller de eldeedlebilir (Mutlu İ., 2011).
ġekil 1.8 Alüminyum Köpük Panel.
1.1.2.3. Polimer ya da balmumu prekursörünü mastar olarak kullanarak yapılan
döküm
Metal malzemelerin çoğundan, homojen dağılmış ve büyük tanecikli, düşük
rölatif yoğunluklu açık hücre yapısın sahip köpük üretmek mümkündür. Sıvı metal
yerine toz metal karışımları da kullanılabilir. Bunlar sonradan sinterlenir. Rölatif
yoğunluğu 0.05 ve gözenek boyutları 1-5 mm aralığında değişen açık hücreli köpükler
de üretilebilir.
Döküm yoluyla köpük üretmek yöntemi metallerin çoğu için kullanılabilir. Bu
üretim şeklinin farklı bir yolu da, prekursör yapısı, enjeksiyon yoluyla kalıplanmış
polimer ya da balmumu kafeslerinden elde edilir. Kafes yapı döküm karışımla kaplanır
ve yakılır, geriye kalıbın negatif kopyası kalır (Ashby, 2000).
8
ġekil 1.9 Açık Hücre Köpük Üretmek İçin Kullanılan Hassas Döküm Metodu (Duocel Prosesi)
1.1.2.4. Toz metalürjisi yöntemi
Bu yöntemde köpük yapıcı madde ve toz metal karıştırıldıktan sonra ekstrüzyon,
presleme ve haddeleme gibi metal şekillendirme yöntemleri kullanılarak yarı mamul
elde edilir. Köpükleşecek metal ergime sıcaklığının üstündeki bir sıcaklığa kadar
ısıtılarak köpük yapıcı malzemeyle tepkimeye girer ve gaz açığa çıkarır. Açığa çıkan
gaz erimiş metalin genleşerek gözenekli bir yapı oluşmasını sağlar (Mutlu, 2011).
Şekillendirmede kullanılan sıcaklık ve basınç miktarları, toz metal parçacıklarını
birbirine bağlayacak ve köpük yapıcı maddenin bozunumu ile oluşan hidrojen gazının
kaçmasını önleyecek şekilde ayarlanmalıdır (Özer, 2005). Toz metalürjisi kullanılarak
köpük metal üretiminin en önemli özelliği; kararlaştırıcı ek malzemeye ihtiyaç
9
duyulmaması ve nihai ürüne yakın üretimin mümkün olmasıdır. Ancak toz metal
maliyetinin yüksek olması ve gözenek yapısındaki düzensizlik bu üretim yönteminin
olumsuz tarafıdır (Babscan, 2003 #78).
ġekil 1.10 Toz metalürjisi yöntemi ile alüminyum köpük üretimi (Babscan, 2003)
10
1.1.3. Alüminyum köpük metallerin uygulama alanları
1.1.3.1.Otomotiv endüstrisi
Otomobil endüstrisinde güvenlik konusunun her geçen gün ön plana çıkması,
gün geçtikçe daha ağır araçların üretilmesine neden olmuştur. Bu da az yakıt tüketen
araçlara olan talebi artırmıştır. Bu amaçla özellikle Avrupa ve Japonya’da kısa araçlar
üretilmektedir. Ancak bu tasarım yolcuların rahat hareket etmesini engellemektedir. Bu
olumsuzluğu gidermek için denenen daha küçük boyuta sahip motorlarda da bu sefer
parçaların birbirine çok yakın olmasından dolayı ısınma problemi ve çarpışma noktasına
yakınlaşmadan kaynaklı yaşanacak tehlikeyi artırmıştır. Birçok yapılan çalışmanın
sonucunda varılan ortak nokta akustik emisyonları azaltmak olmuştur. Bu da ses
emicilerinin kullanımına önem katmıştır. Metal köpüklerin hafif olması, enerji ve ısıyı
soğurma özelliklerin iyi olması nedeniyle bu sorunların çözümünde kullanmak için iyi
bir çözüm olabilir (Banhart, 2000).
Metal köpükler, diğer metallere göre daha yüksek kuvvetlere dayanıklılık
gösterir. Alüminyum köpükler otomotiv sanayinde çarpışma enerjisini emici olarak da
kullanılmıştır. Çarpışma kutuları darbe tamponunun altına konularak çarpışma anında
oluşan enerjiyi emerek araçta meydana gelecek hasarı azaltmaktadır (Dukhan, 2005).
ġekil 1.11 Çarpışma kutusu örnekleri (Sertkaya, 2008)
11
1.1.3.2. Isıl iletkenlik
Korozyona karşı sağladığı direnç ve yüksek ısı iletkenliği nedeniyle, açık hücreli
alüminyum köpükler ısı değiştiricisi kullanımı için çok uygundur. Kapalı hücreli köpük
yapısına sahip metaller ise ısı iletkenliklerinin düşük olması nedeniyle, soğutma
ihtiyacının olduğu, soğutma radyatörleri, bilgisayar çipleri, mikro elektronik cihazlar
gibi uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. (Doğan A., 2015)
ġekil 1.12 Alüminyum köpükten yapılmış ısı değiştiriciler (Kurtbas ve Celik, 2009)
1.1.3.3. Uzay teknolojisi
Hafif yapı elemanı olan köpük metallerin otomotiv ve uzay sektörlerinde de
kullanımı mevcuttur. Uzay uygulamalarında kullanılan köpürtülmüş alüminyum
levhaların, metal köpük panellerle değiştirilmesi hem maliyeti azaltır hem de daha
yüksek performans sağlar. Köpüklerin en önemli özelliği, mekanik özelliklerini
değiştirmeye gerek duymadan darbe ve bozulmaya karşı dayanıklı kompozit yapılar
elde edilebilmesidir Uzay teknolojilerinde, uzay araçlarının iniş takımında çarpma
tesirini azaltmak ve yük taşıyan uydularda yükü takviye edebilmek için alüminyum
köpükler değer kullanılmaktadır (Banhart, 2000)
12
ġekil 1.13 Uzay mekiği atmosferik kontrol sistemi için ısı değiştirgeci birimi DUOCEL
alüminyum köpük–ERG (Kurtbas ve Celik, 2009)
1.1.3.4. Bina endüstrisi
Bina endüstrisinde geniş yelpazede olası uygulama alanı mevcuttur. Balkon
tırabzanları gibi birçok destek elemanı alüminyum köpükten yapılabilir. Bugün
kullanılan birçok materyal oldukça ağırdır ve yangına dayanıksızdır. Alüminyum köpük
kullanılarak birçok problem çözülebilir. Alüminyum köpük ya da köpük paneller
kullanılarak asansörlerdeki enerji sarfiyatı azaltılabilir. Modern asansörlerin yüksek
hızlı olmalarından dolayı ivmelenme ve yavaşlama için hafif yapı önemlidir. Enerji
sönümleme ve katılık özelliklerinden dolayı alüminyum köpükler kullanılabilir.
Alüminyumun ergime noktasının çok düşük olmasına karşın alüminyum köpükler ateş
karşısında oldukça kararlıdır (Giamei, 1997).
1.1.3.5. Sıvıların depolanması ve transferi
Gözenekli toz metalürjik malzemelerin en eski uygulamalarından biri partiküller
arasındaki boşluklarda yağ depolandığında kendini yağlayabilme durumudur ve yavaşça
akışı sağlanarak kullanılmış yağ değiştirilir. Uygulama yağ ile sınırlı değildir. Su
yavaşça salınarak otomatik rutubet kontrolünde kullanılabilir. Parfüm depolanabilir ve
yavaşça buharlaşması sağlanabilir. Gözenekli lüleler su ya da yapıştırıcıları tutabilir ya
da yüzeylere dağıtabilir. Sıvının transferi kılcal olarak tek başına lüledeki ilave basınç
sayesinde sağlanabilir. Son olarak, oldukça açık hücreli metalik yapılar çok düşük
sıcaklık gerektiren durumlarda sabit ve üniform sıcaklıklarda sıvı depolanması için
kullanılabilir. Daha da fazlası; köpük, kısmi dolu tanklardaki istenmeyen hareketleri
azaltabilir (Ashby, 2000).
13
2. KAYNAK ARAġTIRMASI
2.1 GiriĢ
Alüminyum köpükler üzerine yapılan çalışmalar 1960’lı yıllara dayanmaktadır.
Ancak son 15-20 yılda bu alandaki çalışmalar hız kazanmıştır. Birçok üniversite ve
araştırma enstitüsünde üretim yöntemlerinin geliştirilmesi ve maliyetin düşürülmesi
üzerine araştırmaya devam edilmektedir. Ticari olarak üretilen alüminyum köpük
metaller genellikle eriyik temelli üretim esasına dayanmaktadır (Mutlu, 2011).
2.2 Metal Köpüklerle Ġlgili Yapılan ÇalıĢmalar
Köpük metaller, bünyelerinde %90’lara kadar varan boşluklu yapıya sahiptirler.
Hücresel metallerin yapısal kullanım alanları arasında; otomotiv endüstrisi (Banhart,
2000). hafif yapı elemanları, çarpışma enerjisi emicisi, hava ve uzay endüstrisi, gemi
inşa endüstrisi, yapı endüstrisi, spor malzemeleri, demiryolu ve inşaat endüstrileri,
biyomedikal uygulamalar, işlevsel kullanım alanları arasında ise filtreleme ve ayırma,
elektrokimyasal uygulamalar, su arıtma, sıvı muhafaza ve iletimi gibi uygulamalar
sayılabilir. Köpük metallerin fonksiyonel uygulama alanları olarak ısı değiştiriciler
başta gelmektedir (Boomsma ve ark., 2003). Yüksek korozyon direnci ve termal
iletkenliği gibi özelliklerinden dolayı açık hücreli alüminyum ve bakır bazlı köpük
metaller ısı değiştirici ve soğutma sistemlerinde kullanım alanı bulmaktadır. Kapalı
hücreli köpük metaller ise düşük termal iletkenliklerinden dolayı termal kalkan olarak
kullanılırlar.
Bu uygulamaya örnek olarak, yekpare soğutma radyatörleri ve bilgisayar çipleri
ile güç elektroniği için mikro elektronik cihazlar verilebilir (Decker ve Ark.,
2000).Metal köpükler üzerine yapılan çalışmalar 1960’lı yıllara kadar dayanmaktadır.
Ancak son 15-20 yılda metalik köpüklerin üretimi ve karekterizasyonu üzerine yapılan
AR–GE faaliyetleri büyük oranda ivme kazanmıştır (Tamayol ve ark., 2013).
Alüminyum köpükler üzerine hem deneysel hem de sayısal pek çok araştırma yapılmıştır.
Bunlardan bazıları kısaca aşağıda belirtilmiştir.
Kim ve arkadaşları bir kanal içerisine yerleştirdikleri farklı gözenek
yoğunluğuna sahip alüminyum köpük ısı alıcılardan ısı transferini zorlanmış taşınım
şartlarında incelemişlerdir. Sonuç olarak ısıl performansın alüminyum köpük
14
malzemelerin gözenek yoğunluğundan fazlasıyla etkilendiğini ifade etmişlerdir. Ayrıca
geleneksel paralel plaka tipi kanatçıklarla, köpük malzemelerin ısıl performansını
karşılaştırmaları sonucunda köpük malzemelerin %28 daha iyi ısı transferi sağladığını
tespit etmişlerdir (Kim ve ark., 2003).
Dukhan ve Ark. 10 PPI gözenek yoğunluğunda açık hücreli alüminyum köpükler
x
için bir boyutlu ısı transferi analizini yapmışlardır. Boyutsuz eksen  X   ve
L

T T 

boyutsun sıcaklık    fm   arasında farklı Reynolds sayılarında sıcaklık
Tb  T 

dağılımını incelemişlerdir. Isıtılan taban sıcaklığından uzaklaştıkça sıcaklığın
eksponansiyel olarak azaldığını tespit etmişlerdir (Dukhan, 2005).
Sertkaya ve Ark. 10, 20, 30 PPI gözenek yoğunluğuna sahip açık hücreli
alüminyum köpüklerde bir boyutlu ısı transferini deneysel ve teorik olarak
incelemişlerdir. Numuneler bir kanal içine yerleştirilerek bir yüzeyinden ısı verilmiş,
diğer 3 yüzeyi dış ortama karşı yalıtılarak bir boyutlu ısı transferi akısı sağlanmıştır. Isı
verilen alüminyum köpükler üzerine değişik debilerde hava üflenmiştir. Her 3
numunede de alüminyum köpükler üzerine üflenen hava hızı arttıkça ve y ekseni
boyunca kanat sıcaklığının azaldığını, x ekseni yönündeki sıcaklık değişiminin ihmal
edilebilecek kadar az olduğunu tespit etmişlerdir (Sertkaya ve ark., 2015).
Doğan ve Öney elektronik eleman performansına etkilerini araştırmak amacıyla,
alüminyum köpük ısı alıcılarla genişletilmiş ısı kaynakları bulunan yatay bir kanalda
taşınımla gerçekleşen ısı transferini deneysel olarak incelenmişlerdir. Düzlem yüzeyle
10PPI gözenek yoğunluğuna sahip alüminyum köpükle kaplanan ısı alıcıları
karşılaştırmışlardır. Düz yüzeyle, 10PPI gözenek yoğunluğuna sahip alüminyum köpük
ısı alıcıların, geniş ısı transfer yüzey alanı, yüksek ısı iletim kapasitesi ve yoğun akış
karışımı sağlama özelliğinden dolayı, yüzey sıcaklıklarını % 44-50 oranında düşürdüğü,
ısı transferini ise % 36-70 oranında artırdığını tespit etmişlerdir (Doğan, 2014).
Babcsan ve Ark. 30 oC dan 500 oC kadar değişik sıcaklıklarda alüminyum
köpüklerin termal ve elektrik iletkenliklerini ölçmüşlerdir. Köpük metalin bağıl
yoğunluğu azaldıkça elektrik ve termal iletkenliğinin düştüğünü, bağıl yoğunluk arttıkça
iletkenliğin arttığını tespit etmişlerdir (Babscan, 2003).
Sertkaya ve ark. açık hücreli alüminyum köpük ısı değiştiricilerle konvansiyonel
kanatlı ısı değiştiricilerin ısıl performanslarını deneysel olarak incelemişlerdir. PPI 10,
15
20 ve 30 özelliklerine sahip, açık hücreli alüminyum köpüklerle, 1.6, 3.2 ve 4.8 mm
kanat aralıklarına sahip
alüminyum kanatlı konvansiyonel ısı değiştiricilerin ısıl
performanslarını karşılaştırmışlardır.
Alüminyum köpük ve konvansiyonel ısı
değiştiriciler için; Reynolds - Nusselt sayıları, etkenlik – hız, basınç düşümü – hız ve
sürtünme - Reynolds sayısının değişimlerini incelemişlerdir. Alüminyum köpük ve
konvansiyonel ısı değiştirici sistemlerde soğuk akışkan hızının artmasıyla birlikte
etkenliğin azaldığını, basınç kayıplarının arttığı ve yüksek Reynolds sayılarında
etkenliğin azaldığını tespit etmişlerdir (Sertkaya ve ark., 2012).
Kurtbaş ve Çelik içerisi tamamen köpük malzemeyle kaplanmış yatay bir
kanalda zorlanmış ve karışık taşınımla ısı transferini deneysel olarak incelemişlerdir.
Çalışmalarında 10, 20 ve 30 PPI gözenek yoğunluğuna sahip metal köpük malzemeler
kullanarak ısı transfer özelliklerini belirlemişlerdir (Kurtbas ve Celik, 2009).
Huisseune ve Ark. Açık hücreli metal köpük ısı değiştiricilerle çıplak boru
demeti ve geleneksel kanatlı tip ısı değiştiricilerin performansını karşılaştırmışlardır.
Köpük parametreleri, köpük malzeme ve boyutlarının uygun seçimi yapıldığı takdirde;
metal köpük ısı eşanjörlerinin aynı fan gücünde çıplak boru demetine göre 6 kat daha
fazla ısı transfer ettiğini bulmuşlardır (Huisseune ve ark., 2015).
Chen ve Ark. zorlanmış taşınım şartlarında, iç içe geçmiş, içteki ve dıştaki
borunun tamamen alüminyum köpükle doldurulmuş, karşıt akışlı ısı değiştiricide ısı
transferini deneysel ve sayısal olarak incelemişlerdir. Alüminyum köpük kullanmanın
özellikle düşük Reynolds sayılarında ısı transferini önemli ölçüde iyileştirdiğini tespit
etmişlerdir (Chen ve ark., 2015).
Schampheleirea ve Ark. ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme uygulamaları
için açık hücreli 10 PPI alüminyum köpük ve panjur tipi ısı eşanjörünü
karşılaştırmışlardır. Yüksek hızlarda (2.5–3.1 m/s) panjur tipinin, düşük hızlarda (1.1–
2.5 m/s) ise alüminyum köpük ısı eşanjörlerinin daha iyi performans gösterdiğini tespit
etmişlerdir (De Schampheleire ve ark., 2013).
Mancin ve ark. poroziteleri 0.905 ve 0.934 arasında 5, 10, 20 ve 40 PPI gözenek
boyutlarında açık hücreli bakır köpükler üzerinde zorlanmış konveksiyon şartları altında
ısı transferi ve basınç düşüşünü deneysel olarak araştırmışlardır. Test bölgesinde hava
hızı 2.5-5 m/s arasında, elektrikli ısıtıcının ısı akısı 25.0 ve 32.5 kW/m2 arsında
değiştirmişlerdir. Gözenek yoğunluğu arttıkça ısı transferi ve basınç kaybının
exponansiyel olarak arttığını, en fazla ısı transferi ve basınç düşüşünün 40 PPI’ da
gerçekleştiğini ifade etmişlerdir (Mancin ve ark., 2012a).
16
Yine Mancin ve Ark.
20 PPI sabit gözenek yoğunluklu, 20 ve 40 mm
yüksekliğindeki açık hücreli alüminyum köpüklerin ısı transfer performansı ve basınç
düşüşlerini, 25, 32.5 ve 40 kW/m2 ısı akılarında, 2.0 ve 5.0 m/s hava hızlarında
incelemişlerdir. Deney sonuçlarından yararlanarak 40 mm yüksekliğindeki alüminyum
köpüğün ısı transferinin 20 mm yüksekliğindeki numuneye göre daha fazla olduğunu,
hız arttıkça ısı transferinin arttığını Nusselt-Reynolds sayısı grafiklerini çizerek ifade
etmişleridir (Mancin ve ark., 2012b).
Schampheleire ve Ark. açık hücreli alüminyum köpüklerde doğal taşınımla ısı
transferini deneysel olarak incelenmişlerdir. 10 ve 20 PPI gözenek yoğunluğuna sahip
%93 poroziteye sahip alüminyum köpüklerin yükseklikleri 6 ile 40 mm arasında
değişmiştir. Lehimleme ve epoksi ile yüzeye yapıştırılan numune tabanlarına 55-95oC
arasında sıcaklık vermişlerdir. Nusselt ve Rayleigh sayıları arasında çizilen grafiklerden
lehimleme yöntemi ile yapılan bağlantının epoksi yöntemi ile yapılan bağlantıdan daha
iyi ısı transferi yaptığını bulmuşlardır (De Schampheleire ve ark., 2014).
Bu çalışmada; bu alanda daha önce yapılmamış olan 10, 20 ve 30 PPI gözenek
yoğunluğuna sahip açık hücreli alüminyum köpüklerde iki boyutlu sıcaklık dağılımı
deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma bu yönüyle literatürdeki diğer çalışmalardan
farklılık arz etmektedir. Deneysel çalışmada ise 3 numune için 0,5-4 m/s hızları
arasında 0,5 m/s adımlarla iki boyutlu sıcaklık dağılımı elde edilmiştir. Bu hızlardan 1,
2 ve 3 m/s hızları için X-Y eksenleri boyunca ΔT sıcaklık farkına bağlı olarak elde
edilen değerlerin 3 boyutlu olarak grafikleri, 0,5-4 m/s hızları içinse hız-basınç düşüşü
grafiği çizilmiştir. Elde edilen grafiklerden Y ekseni yönünde sıcaklığın düştüğü, bu
düşüşün ısıtıcıya yakın bölgelerde daha yüksek olduğu, X ekseni yönünde ise sıcaklığın
arttığı görülmüştür. Birim boydaki basınç düşüşü ise düşük hava hızlarında da az, hava
hızı arttıkça basınç düşüşünün yükseldiği tespit edilmiştir. İlave olarak gözenek
yoğunluğu arttıkça basınç kaybının da arttığı, en fazla basınç düşüşünün 30 PPI gözenek
yoğunluğunda olduğu tespit edilmiştir.
17
3. MATERYAL VE METOT
Deneysel çalışmalar iki bölümden oluşmuştur. Deneysel çalışmanın ilk bölümünde;
deney düzeneğinin hazırlandı, ikinci bölümünde ise bir üretici firmadan (www.mpore.de, 2014) satın alınan 10 PPI, 20 PPI ve 30 PPI gözenek yoğunluğuna sahip açık
hücreli alüminyum köpüklerin ısı değiştirici kanat formuna getirildi ve bu deney için
hazırlanan bir kanalda iki boyutlu ısıl performansları deneysel olarak incelendi. Deney
düzeneğinin şematik görünüşü Şekil 3.1’de verilmiştir.
ġekil 3.1 Deney düzeneği
18
Şekil 3.1’de gösterilen kanal içerisine yerleştirilmiş açık hücreli alüminyum
köpük, taban yüzeyinden bir ısıtıcı vasıtasıyla ısıtılmış, diğer taraftan da fan yardımı ile
üzerine hava üflenerek çapraz akımlı ısı değiştirici formuna getirilmiştir. Açık hücreli
alüminyum köpüğün dış ortama bakan yüzeyleri cam yünü ve taş yünü ile izole edilerek
ısının x-y yönüne doğru geçişi sağlanmış ve iki boyutlu ısı geçişi elde edilmiştir.
Deneyler 10, 20, 30 PPI gözenek yoğunluğuna sahip üç farklı alüminyum köpük
üzerinde yapılmıştır. Deneylerde kullanılan açık hücreli alüminyum köpüklere ait resim
Tablo 3.1’de, alüminyum köpüklerin termofiziksel özellikleri verilmiştir.
ġekil 3.2 Farklı poroziteye sahip alüminyum köpük örnekleri
Tablo 3.1 Alüminyum köpük için termofiziksel özellikler ve boyutlar
Gözenekli Yoğunluk (PPI)
PPI 10
Metaller
AlSi7Mg AlSi7Mg AlSi7Mg
Porozite, ε
0.90
0.90
0.90
Isı iletim katsayısı, k (W/mK)
237
237
237
Yoğunluk, (kg/m3)
230
230
230
Birim hacimdeki yüzey alanı, σ (m2/m3)
1200
1500
1800
Yükseklik, H
200
200
200
Uzunluk, L
200
200
200
Derinlik, W
100
100
100
19
PPI 20
PPI 30
Deney düzeneğinde kullanılan kanalın boyutu 1500 mm kanal kesiti 100x200
mm olmak üzere dikdörtgen şeklindedir. Isının homojen dağılımını sağlamak amacıyla
fileksibıl ısıtıcı ile alüminyum köpükler arasına 2 mm kalınlığında 100x200 mm
ebatlarında alüminyum levha yerleştirilmiştir. Alüminyum köpüklerin ısıtılmasını
sağlamak için 300 ºC sıcaklığa kadar çıkabilen ve bu amaç için özel olarak yaptırılmış
fileksibıl
ısıtıcı
(http://www.termobilim.com.tr/termobilim-katalog.pdf,
2016)
kullanılmıştır. Isıtıcı sıcaklığını sabit tutmak için dimmer (şehir şebeke voltajıyla
çalışan, genelde aydınlatma sistemlerinde yaygın olarak kullanılmakla beraber, birçok
elektrikli cihazlarla gerektiğinde kullanılabilen bir güç ayarlama devresi) kullanılmıştır.
Alüminyum köpüğün taban yüzeyi sabit ısı akısında sürekli rejime gelinceye kadar
ısıtılmış ve taban sıcaklığı 120oC’de sabit sıcaklıkta tutulmuştur. Hava ile soğutma
yapabilmek için kanal girişine fan yerleştirilmiştir. Frekans değiştiricisi yardımıyla hava
debisi kontrol edilmiştir. Kanal içi hava hızını ölçmek için dijital anemometre
(DCFM8901 CFM) kullanılmıştır. Kanal giriş ve çıkışı arasındaki basınç düşüşünü
ölçmek için dijital manometre (Kimo - CP 304) kullanılmıştır. Deneylerde 0.5 mm
kalınlığında (NiCr-Ni T190-1) ısıl çifti kullanılarak sıcaklık ölçümü yapılmıştır.
Ölçülen sıcaklık değerleri istenilen zaman aralıklarında 60 kanallı (HIOKI LR8401)
bilgisayar kontrollü veri toplayıcı (Veri kaydedici) yardımıyla kaydedilmiştir. Ölçme
aletlerinin karakteristik özellikleri Tablo 3.2’de gösterilmiştir. Deney sisteminde
kullanılan donanımlar ve karakteristik özellikleri aşağıda verilmiştir.
Tablo 3.2 Ölçme aletlerinin karakteristik özellikleri
Cihaz
Ölçüm aralığı
Tolerans
Dijital manometre (Kimo - CP 304)
-10000 ile 10000 Pa
% ±0,5 ile ±10Pa
Isıl çift (NiCr-Ni T190-1)
-25 ile 400 oC
Dijital anemometre (DCFM8901 CFM)
125 ile 4900 fpm
% ±0.8
% ±2
3.1.1. Veri kaydedici
Veri kaydedici bir bilgiyi önceden ayarlanmış zaman aralıklarına göre
kaydedebilen cihazlardır. Veri kaydedici cihazları çoğunlukla saha çalışmalarında,
nakliye sırasındaki izlemelerde, ısıtma, soğutma, havalandırma testlerinde, sorun
belirlemede, kalite çalışmalarında, genel araştırma ve eğitim bilimlerinde çalışanlar için
idealdir.
20
Veri kaydedici cihazları sıcaklık, nem, basınç, voltaj, su seviyesi vb. değerleri
kullanıcıların belirlediği aralıklar içerisinde kaydedebilmektedir. Veri kaydedicilerin
kullanımı ve tam kontrolü, özel bir yazılımla kişisel bilgisayarlar üzerinden
gerçekleştirilir.
Ayrıca gelişen teknolojiye paralel olarak Wireless veri kaydedici ve GSM Veri
kaydedici cihazları geliştirilmiştir. Bu tip Veri kaydedici cihazları kayıt altına aldıkları
verileri GSM ya da WİFİ bağlantıları üzerinden uzak bölgelerdeki merkezlere
gönderebilmektedir bu sayede birden çok kullanıcı tarafından kayıtlı veriler
incelenebilmekte ve gerektiğinde çok daha hızlı müdahale edilebilmektedir. Deney
düzeneğimizde HIOKI LR8401 marka veri kaydedici kullanılmıştır. Kullanılan veri
kaydedici 60 kanallıdır ve Şekil 3.3’de görülmektedir.
ġekil 3.3 Veri kaydedici
3.1.2. Anemometre
Anemometreler rüzgâr hızını ölçmek için kullanılır. Rüzgâr hızının doğrudan
ölçülmesi kolay değildir, bu nedenle meydana getirdiği fiziki etkiden faydalanılarak
ölçülür. Hızın, basınçta meydana getirdiği değişiklik, sıcak cisimlerin hava akımı
içerisinde soğuması, hız ve basınç değişmesinden ses hızının değişmesi bu fiziki
etkilerden bazılarıdır. Şekil 3.3’de deney sistemimizde kullanılan anemometre
görülmektedir.
21
ġekil 3.4 Anemometre
3.1.3. Isıl çift
Isıl çift iki farklı alaşımın ucunun kaynaklanması ile oluşturulan basit bir
sıcaklık ölçü elemanıdır. Kaynak noktası sıcak nokta, diğer açık iki uç soğuk nokta
olarak anılır. Isıl çiftin sıcak nokta ile soğuk nokta arasındaki sıcaklık farkına orantılı,
soğuk uçlarında mV mertebesinde gerilim üretilir. Isıl çiftin sıcak ve soğuk noktaları
arasındaki sıcaklık dağılımı nasıl olursa olsun üretilen gerilim, sıcak ile soğuk nokta
arasındaki sıcaklık farkına oranlıdır. Deneyde 0.5 mm tel çapına sahip NiCr-Ni alaşımlı
ısıl çift kullanılmıştır. Bu ısıl çiftler -25 ile +400 °C arasında sıcaklık ölçümü
yapabilmektedir. Şekil 3.4’de deney düzeneğinde kullanılan ısıl çift görülmektedir.
ġekil 3.5 Isıl çift
3.1.4. Frekans değiĢtirici
Bütün değişken hızlı sistemlerin amacı tek bir sabit hız yerine uygun hızlarda
makinenin çalışmasını sağlamaktır. Değişken hızlı sistemler üç kategoriye ayrılırlar.
Değişken hızlı motorlar, elektromekanik değişken hızlı sistemler, elektronik değişken
hızlı sürücüler. Deneyde Power fileks marka 0.2 ile 11 K güç aralığında çalışabilen bir
frekans değiştirici kullanılmıştır. Şekil 3.5’de deney düzeneğinde kullanılan frekans
değiştirici görülmektedir.
22
ġekil 3.6 Frekans değiştirici
3.1.5. Fan
Fanlar genellikle başta hava olmak üzere gazları hareket ettirmek için kullanılan
makinelerdir. Amaç istenilen debide havanın basıncını istenilen miktarda artırmaktır.
Bu deneyde, akışkanı fan eksenine dik yönde hareket ettiren radyal fan kullanılmıştır.
Radyal fanlar düşük debi koşullarında yüksek basınç sağlar. ġekil 3.7’de deney
düzeneğinde kullanılan fan görülmektedir.
ġekil 3.7 Fan ve hava kanalı
3.2. Deneysel çalıĢma
Deneysel çalışmalarda 10 PPI, 20 PPI ve 30 PPI gözenek yoğunluğuna sahip 3
farklı açık hücreli alüminyum köpük kullanılmıştır. Bunlar alüminyum köpüğün
ısıtılması için gerekli olan silikon fileksibıl ısıtıcı 2 mm kalınlığında bir alüminyum
levha ile alüminyum köpüğün tabanına bağlanmıştır ve tabandan ısıtılmaktadır. Isıtıcı
sıcaklığı bir regülatör yardımı ile istenilen sıcaklığa ayarlanabilmektedir. Alüminyum
23
köpük alt yüzeyinden ısıtılırken aynı anda köpük üzerine doğru hava üflenerek
soğutulması sağlanmıştır. Alüminyum köpüklerin dış ortama bakan yüzeyleri taş yünü
ve cam yünü ile izole edilerek deney numunesinin yalıtımı sağlanmıştır. Alüminyum
köpük üzerinde ısı geçişinin olduğu X-Y yüzeyi üzerine ısıl çiftler yerleştirilmiştir.
Şekil 3.8’de test numunesi üzerinde ısıl çiftlerin yerleşim koordinatları, ısıtıcı, izole
edilmiş yüzey, hava akış yönü gösterilmiştir.
ġekil 3.8 Isıl çiftlerin yerleşim koordinatları
Debisi bir invertör yardımı ile ayarlanabilen fanla, ısıtılan alüminyum köpük
üzerine ortam havası üflenerek, alüminyum köpük üzerinde çapraz akımlı ısı geçiş
sağlanmıştır. Sistem rejime girene kadar beklenmiş, rejime girmesiyle birlikte
alüminyum köpük üzerindeki sıcaklık verileri Veri kaydedici yardımı ile bilgisayara
aktarılmıştır. Sistemdeki hava hızı 0.5 m/s aralıkla artırılarak farklı hava hızlarında ve
farklı plaka sıcaklıklarında deneyler tekrarlanmıştır. Deneyler her 3 alüminyum köpük
(10, 20 ve 30 PPI) için ayrı ayrı yapılmıştır. Elde edilen sıcaklık değerleri kullanılarak
farklı poroziteye sahip alüminyum köpükler üzerindeki sıcaklık dağılımları grafiklere
dönüştürülmüştür.
24
4. SONUÇLAR VE TARTIġMALAR
4.1 Sonuçlar
Bu çalışmada, açık hücreli 10, 20 ve 30 PPI gözenek yoğunluğundaki
alüminyum köpükler üzerinde iki boyutlu ısı dağılımı deneysel olarak incelenmiştir.
Deneysel çalışmada 10, 20 ve 30 PPI gözenek yoğunlukları için 0,5-4 m/s hızları
arasında 0,5 m/s’ lik hız artırımlarıyla sekiz farklı hızda deneyler yapılmıştır. Deneyler
esnasında X-Y ekseninde 60 noktanın sıcaklıkları ölçülerek yüzey üzerindeki sıcaklık
dağılımı oluşturulmuştur. Isıl çiftlerin yerleştirilmesinde; Y yönünde ısıtıcıya yakın
noktalarda sıcaklık değişimi daha çabuk olduğundan sık yerleştirilmiş ısıtıcıdan
uzaklaştıkça sıcaklık değişimi daha az olduğundan ısıl çiftler arası mesafe daha aralıklı
tercih edilmiştir (Şekil 3.8). X yönünde ise 30’ar mm sabit aralıklı yerleştirilmişlerdir
Y=100 mm mesafesinden sonra sıcaklık değişimi toplamda 1
o
C civarında
gerçekleştiğinden bu mesafeden sonraki sıcaklık değişimleri grafikler üzerinde
gösterilmemiştir. Deneysel çalışmalardan 1, 2 ve 3 m/s kanal içi hava hızları için X-Y
düzleminde yüzey sıcaklıkları ölçülerek 120
o
C taban sıcaklığına göre gözenek
yoğunlukları ve hıza bağlı X-Y düzleminde sıcaklık değişimi grafikleri çizilmiştir. 0,54 m/s hızları içinse hava hızına bağlı olarak basınç düşüşü grafikleri elde edilmiştir.
Sabit taban yüzey sıcaklığına göre kanat görevi yapan filamentlerdeki yüzey
sıcaklığının düşme hızı, kanatların ısıyı ortama aktarma hızını göstermektedir. Farklı
gözenek yoğunlukları ve farklı hızlar için kanat sıcaklığındaki düşüş miktarı ısı
transferinin seviyesi hakkında bilgi vermektedir. Kanat görevi yapan filamentlerin
düşük gözenek yoğunluğunda çabuk soğuduğu, yüksek gözenek yoğunluklarında ise
soğumanın daha yavaş olduğu gözlenmiştir. Bu da düşük gözenek yoğunluklarında
taşınımın iletime göre daha etkin, yüksek gözenek boyutlarında ise iletiminin taşınıma
göre daha etkin olduğunu göstermiştir. Aşağıda deneysel çalışma sonucu elde edilen
grafikler ve yorumları verilmiştir.
25
ġekil 4.1 10 PPI için Y=10 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.2 10 PPI için Y=20 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlarında X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.3 10 PPI için Y=30 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlarında X yönünde sıcaklık değişimi
26
ġekil 4.4 10 PPI için Y=40 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlarında X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.5 10 PPI için Y=55 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlarında X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.6 10 PPI için Y=75 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlarında X yönünde sıcaklık değişimi
27
ġekil 4.7 10 PPI için Y=100 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlarında X yönünde sıcaklık değişimi
Şekil 4.1-7’de 10 PPI gözenek yoğunluğuna sahip alüminyum köpükler için 1, 2 ve 3
m/s hızlarında Y=10 mm, Y=20 mm, Y=30 mm, Y=40 mm, Y=55 mm, Y=75 mm ve
Y=100 mm değerleri için X yönündeki sıcaklık değişimi verilmiştir. Grafikler incelendiği
zaman tüm Y değerlerinde pozitif X yönüne gidildikçe alüminyum köpük sıcaklığının
arttığı görülmüştür. En fazla sıcaklık artışı 1 m/s hızında gerçekleşirken, hızın artması ile
birlikte yüzey sıcaklıklarında düşme olmuş ve 3 m/s hızı yüzey sıcaklığının en fazla
düştüğü hız olmuştur. Y=10 mm ekseninde ölçülen en yüksek yüzey sıcaklığı X=200 mm
de 1 m/s hızında 62.50 ºC olarak gerçekleşmiştir. Bu noktada 2 m/s hızında 50,12 ºC, 3 m/s
hızında 36,48 ºC olarak gerçekleşmiştir (Şekil 4.1). Y ekseni boyunca hareket edildiği
zaman tüm X koordinatlarında sıcaklığın düştüğü görülmüştür. Y=100 mm ekseninden
sonraki noktalar için {(0,130)…(200,200) arasındaki noktalar} düşük hızlarda alüminyum
köpük koordinatlarındaki sıcaklıklarla, giriş sıcaklığı arasında en fazla 2 ºC fark
gözlenirken yüksek hızlarda bu fark 0,5 ºC değerine kadar düşmüştür. Bunun için Y=100
mm’den sonraki koordinatların sıcaklıkları grafiklere dâhil edilmemiştir. Hava hızının
artması ile birlikte yüzey sıcaklığındaki düşme, hızın artması ile birlikte taşınımla ısı
transferinin arttığını göstermiştir.
28
ġekil 4.8 20 PPI için Y=10 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.9 20 PPI için Y=20 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.10 20 PPI için Y=30 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
29
ġekil 4.11 20 PPI için Y=40 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.12 20 PPI için Y=55 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.13 20 PPI için Y=75 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
30
ġekil 4.14 20 PPI için Y=100 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
Şekil 4.8-14’de 20 PPI gözenek yoğunluğuna sahip alüminyum köpükler için 1, 2 ve
3 m/s hızlarında Y=10 mm, Y=20 mm, Y=30 mm, Y=40 mm, Y=55 mm, Y=75 mm ve
Y=100 mm değerleri için X yönündeki sıcaklık değişimi verilmiştir. Grafikler incelendiği
zaman tüm Y değerlerinde pozitif X yönüne gidildikçe alüminyum köpük sıcaklığının
arttığı görülmüştür. Burada da 10 PPI gözenek yoğunluğunda olduğu gibi yüzey
sıcaklığındaki artış en fazla 1 m/s hızında gerçekleşirken en düşük artış 3 m/s yüzey
sıcaklığında görülmüştür. Y=10 mm ekseninde ölçülen en yüksek yüzey sıcaklığı X=200
mm (200,10) de 1 m/s hızında 82,18ºC olarak gerçekleşmiştir. Bu noktada 2 m/s hızında
52,61ºC, 3 m/s hızında 36,72ºC olarak gerçekleşmiştir. Y ekseni boyunca hareket edildiği
zaman tüm X koordinatlarında sıcaklığın düştüğü görülmüştür. 10 PPI ile 20 PPI yüzey
sıcaklıkları karşılaştırıldığı zaman 20PPI yüzey sıcaklıkların her noktada 10 PPI gözenek
yoğunluğuna göre daha yüksek olduğu görülmüştür. Sabit taban sıcaklığı ve 10 PPI
değerine göre 20 PPI gözenek yoğunluğunda yüzey sıcaklıklarının yüksek olması iletimle
olan ısı transferinin taşınımla olan ısı transferine göre daha yüksek olduğunu göstermiştir.
20 PPI gözenek yoğunluğunda da Y=100 mm ekseninden sonraki noktalarda ölçülen
sıcaklık değerleri, giriş sıcaklığına göre en fazla 3ºC farklılık gösterirken yüksek hızlarda bu
fark 0,7ºC gibi ihmal edilebilecek değere kadar düşmüştür. Bundan dolayı 20 PPI içinde
Y=100 mm’den sonraki koordinatların sıcaklıkları grafiklere dâhil edilmemiştir.
31
ġekil 4.15 30 PPI için Y=10 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.16 30 PPI için Y=20 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.17 20 PPI için Y=30 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
32
ġekil 4.18 30 PPI için Y=40 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.19 30 PPI için Y=55 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.20 30 PPI için Y=75 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
33
ġekil 4.21 30 PPI için Y=100 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için X yönünde sıcaklık değişimi
Şekil 4.15-21’de 30 PPI gözenek yoğunluğuna sahip alüminyum köpükler için 1, 2 ve
3 m/s hızlarında Y=10 mm, Y=20 mm, Y=30 mm, Y=40 mm, Y=55 mm, Y=75 mm ve
Y=100 mm değerleri için X yönündeki sıcaklık değişimi verilmiştir. Buradaki grafiklerde
de 10 ve 20 PPI gözenek yoğunluğunda olduğu gibi tüm Y değerlerinde pozitif X yönüne
gidildikçe alüminyum köpük sıcaklığının arttığı görülmüştür. Düşük hızlarda giriş
sıcaklığına göre yüzey hızları oldukça yüksek seyrederken, hızın artması ile birlikte yüzey
sıcaklıklarında düşme gözlenmiştir. 1 m/s hız için Y=10 mm ekseninde ölçülen en yüksek
yüzey sıcaklığı X=200 mm (200,10) de 119,96 ºC gibi taban sıcaklığına yakın bir değer
çıkmıştır. Aynı noktada 2 m/s hızında 92,15ºC, 3 m/s hızında 54,98 ºC olduğu görülmüştür.
Y ekseni boyunca tüm X koordinatlarında sıcaklığın düştüğü görülmüştür. 30 PPI gözenek
yoğunluğundaki tüm koordinatlardaki değerler 10 PPI ve 20 PPI yüzey sıcaklıkları ile
karşılaştırıldığı zaman bütün noktalarda 30 PPI gözenek yoğunluğundaki sıcaklıkların daha
yüksek olduğu tespit edilmiştir. 10 PPI için 1200 m2/m3, 20 PPI için 1500 m2/m3 ve 30
PPI için 1800 m2/m3 olduğu göz önünde bulundurulursa gözenek yoğunluğu arttıkça
birim hacimdeki yüzey alanının artması ile birlikte (σ) iletimle olan ısı transferinin
taşınımla olan ısı transferine göre daha yüksek olduğu anlamını taşımaktadır. 30 PPI
gözenek yoğunluğunda da Y=100 mm ekseninden sonraki noktalarda ölçülen sıcaklık
değerleri, giriş sıcaklığına göre en fazla 5ºC fark gözlenirken yüksek hızlarda bu fark 0,3ºC
gibi ihmal edilebilecek değere kadar düşmüştür. Bu gözenek yoğunluğu içinde Y=100
mm’den sonraki koordinatların sıcaklıkları grafiklere dâhil edilmemiştir.
34
ġekil 4.22 10 PPI için X=30 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.23 10 PPI için X=60 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.24 10 PPI için X=90 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
35
ġekil 4.25 10 PPI için X=120 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.26 10 PPI için X=150 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.27 10 PPI için X=180 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
36
ġekil 4.28 10 PPI için X=200 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
Şekil 4.22-28’de 10 PPI gözenek yoğunluğuna sahip alüminyum köpükler için 1, 2 ve
3 m/s hızlarında X=30 mm, X=60 mm, X=90 mm, X=120 mm, X=150 mm, X=180 mm ve
X =200 mm değerleri için Y yönündeki sıcaklık değişimi verilmiştir. Buradaki grafiklerde
de 10 ve 20 PPI gözenek yoğunluğunda olduğu gibi tüm X değerlerinde pozitif Y yönüne
gidildikçe alüminyum köpük sıcaklığının arttığı görülmüştür. Düşük hızlarda giriş
sıcaklığına göre yüzey hızları oldukça yüksek seyrederken, hızın artması ile birlikte yüzey
sıcaklıklarında düşme gözlenmiştir. 1 m/s hız için X=30 mm ekseninde ölçülen en fazla
yüzey sıcaklığı Y=100 mm de 1 m/s hızında 119,96 ºC gibi taban sıcaklığına yakın
çıkmıştır. Aynı noktada 2 m/s hızında 92,15 ºC, 3 m/s hızında 54,98 ºC olduğu
görülmüştür. X ekseni boyunca tüm Y koordinatlarında sıcaklığın düştüğü görülmüştür. 30
PPI gözenek yoğunluğundaki tüm değerler 10 PPI ve 20 PPI yüzey sıcaklıkları
karşılaştırıldığı zaman tüm noktalarda 30 PPI gözenek yoğunluğundan daha yüksek olduğu
tespit edilmiştir. Birim hacimdeki yüzey alanı (σ)10 PPI için 1200 m2/m3, 20 PPI için
1500 m2/m3 ve 30 PPI için 1800 m2/m3 olduğu göz önünde bulundurulursa gözenek
yoğunluğu arttıkça iletimle olan ısı transferi taşınımla olan ısı transferine göre daha
yüksek olduğu tespit edilmiştir.
30 PPI gözenek yoğunluğunda da Y=100 mm ekseninden sonraki noktalarda ölçülen
sıcaklık değerleri, giriş sıcaklığına göre en fazla 5 ºC fark gözlenirken yüksek hızlarda bu
fark 0,3 ºC gibi ihmal edilebilecek değere kadar düşmüştür. Bu gözenek yoğunluğu içinde
Y=100 mm’den sonraki koordinatların sıcaklıkları grafiklere dâhil edilmemiştir.
37
ġekil 4.29 20 PPI için X=30 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.30 20 PPI için X=60 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.31 20 PPI için X=90 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
38
ġekil 4.32 20 PPI için X=120 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.33 20 PPI için X=150 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.34 20 PPI için X=180 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
39
ġekil 4.35 20 PPI için X=200 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.36 30 PPI için X=30 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.37 30 PPI için X=60 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
40
ġekil 4.38 30 PPI için X=90 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.39 30 PPI için X=120 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.40 30 PPI için X=150 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
41
ġekil 4.41 30 PPI için X=180 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
ġekil 4.42 30 PPI için X=200 mm ekseninde 1,2,3 m/s hızlar için Y yönünde sıcaklık değişimi
Şekil 4.22-42’de 10, 20 ve 30 PPI gözenek yoğunluğuna sahip alüminyum köpükler
için 1, 2 ve 3 m/s kanal içi hava hızlarında X=30 mm, X=60 mm, X=90 mm, X=120 mm,
X=150 mm, X=180mm ve X=200 mm değerleri için Y yönündeki sıcaklık değişimi
verilmiştir. Grafiklerde görüldüğü gibi 10, 20 ve 30 PPI gözenek yoğunluklarında tüm X
değerlerinde pozitif Y yönüne gidildikçe alüminyum köpük yüzey sıcaklığının azaldığı
görülmüştür. Azalmanın en fazla olduğu gözenek yoğunluğu sırasıyla 10 ve 20 PPI olurken
en az azalma 30 PPI gözenek yoğunluğunda görülmüştür. 30 PPI gözenek yoğunluğunun
ısıtıcıya yakın koordinatlarında (200, 10) sıcaklıkların taban sıcaklığına yakın (119,96 ºC)
olduğu tespit edilmiştir. 10 PPI gözenek yoğunluğunda ise yüzey sıcaklıkları özellikle 3 m/s
hızında giriş sıcaklığının biraz üzerinde gerçekleşmiştir. Düşük hızlarda giriş sıcaklığına
42
göre yüzey sıcaklıkları oldukça yüksek seyrederken, hızın artması ile birlikte yüzey
sıcaklıklarında düşme gözlenmiştir.
ġekil 4.10 10, 20 ve 30 PPI için basınç düşüşü ve hız arasındaki ilişki
Şekil 4.10’da 10, 20 ve 30 PPI gözenek yoğunluklu alüminyum köpükler için
birim boy başına basınç düşüşü ve 0,5-4 m/s kanal içi hava hızı arasındaki değişim
verilmiştir. Düşük hızlarda basınç düşüşü düşük, hız arttıkça basınç düşüşü
yükselmektedir. Bu artış lineer olmayıp yüksek hızlarda daha fazladır. Yine
grafiklerden görüldüğü gibi gözenek yoğunluğu arttıkça basınç kaybı da artmaktadır. En
fazla basınç
düşüşü
30 PPI gözenek
yoğunluğunda
görülmüştür. Gözenek
yoğunluğunun artmasıyla birlikte, akışta türbülans ve sürtünme artmakta, bu etkenler
basınç düşüşünü yükseltmektedir.
43
5.TARTIġMA VE ÖNERĠLER
Bu çalışmada, açık hücreli alüminyum köpükler için 10, 20 ve 30 PPI gözenek
yoğunluklarında iki boyutlu ısı dağılımı deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel
çalışmada 3 farklı gözenek yoğunluğu ve 1, 2 ve 3 m/s hızları için X-Y ekseni boyunca
sabit taban sıcaklığına (120ºC) bağlı olarak elde edilen değerler yardımıyla yüzey
sıcaklığı-X ekseni, yüzey sıcaklığı-Y ekseni değişimleri grafikleri çizilmiştir. Ayrıca
0,5-4 m/s hızları içinse kanal içi hava hızı-basınç düşüşü grafiği elde edilmiştir. Elde
edilen sonuçları aşağıdaki gibi özetleyebiliriz.
 X ekseni yönünde akışkanın hareketi esnasında ısı kazanması nedeniyle sıcaklığın
arttığı, ısıtıcıya yakın yerlerde bu sıcaklık artışının daha yüksek olduğu görülmüştür
(Şekil 4.1-21).
 Elde edilen grafiklerden Y ekseni yönünde sıcaklığın düştüğü, bu düşüşün ısıtıcıya
yakın bölgelerde daha yüksek olduğu görülmüştür (Şekil 4.22-42).
 Düşük hızlarda sıcaklık düşüşünün yavaş olduğu, hızın artması ile birlikte her iki
eksen yönünde de sıcaklık düşüşünün daha da hızlı olduğu deneysel olarak
belirlenmiştir (Şekil 4.1-42).
 Kanat görevi yapan filamentlerin düşük gözenek boyutlarında çabuk soğuduğu,
yüksek gözenek yoğunluklarında ise soğumanın daha yavaş olduğu gözlenmiştir.
Bu da düşük gözenek boyutlarında taşınımın iletime göre daha etkin, yüksek
gözenek boyutlarında ise iletimin taşınıma göre daha etkin olduğunu göstermiştir
(Şekil 4.1-42).
 Düşük hızlarda basınç düşüşü düşük, hız arttıkça basınç düşüşü yükselmektedir. Bu
artış lineer olmayıp yüksek hızlarda daha fazladır. Yine gözenek yoğunluğu arttıkça
basınç kaybının da arttığı tespit edilmiştir. En fazla basınç düşüşü 30 PPI gözenek
yoğunluğunda görülmüştür. Artan gözenek yoğunluğu ile birlikte akışta türbülans
ve sürtünme kaybı, basınç düşüşünü artırmıştır (Şekil 4.43).
 Şayet alüminyum köpük kanatlı bir ısı değiştirici tasarlanmak istenirse akışkanın
çalışma hızına ve sıcaklığına bağlı olarak optimum kanat boyu tespit edilmelidir.
Bu çalışma; gözenek yoğunluğu, akışkan hızı ve sıcaklığa bağlı olarak etkin kanat
boyu hakkında fikir vermektedir.
 Bu alanda bundan sonra yapılacak çalışmalarda deneysel sonuçlarla geliştirilecek
olan matematiksel modellemeler birbirleriyle karşılaştırılabilir.
44
TEġEKKÜR
Bu çalışma Selçuk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından
desteklemiştir. Proje No:09401075
45
6. KAYNAKLAR
Ashby, C. I. H., Zavadil, K. R., Baca, A. G., Chang, P. C., Hammons, B. E. ve Hafich,
M. J., 2000, Metal-sulfur-based air-stable passivation of GaAs with very low
surface-state densities, Applied Physics Letters, 76 (3), 327-329.
Ashby, M. F., Evans A.G., Fleck N.A., Gibson, L.J., Hutchinson J.W. and Wadley,
H.N.G. , 2000, Metal Foams: A Design Guide, In: Metal Foams: A Design
Guide, Eds, Boston Oxford Auckland Johannesburg Melbourne New delhi, p.
Babscan, N., Meszaros, I., Hegman, N.,, 2003, Thermal and Electrical Conductivity
Measurements on Aluminum Foams, Meterials Science & Engineering
Technology, 34 (4), 391-394.
Banhart, J., 2000, Manufacturing routes for metallic foams, Jom-Journal of the
Minerals Metals & Materials Society, 52 (12), 22-27.
Boomsma, K., Poulikakos, D. ve Zwick, F., 2003, Metal foams as compact high
performance heat exchangers, Mechanics of Materials, 35 (12), 1161-1176.
Chen, X., Tavakkoli, F. ve Vafai, K., 2015, Analysis and characterization of metal
foam-filled double-pipe heat exchangers, Numerical Heat Transfer, Part A:
Applications, 68 (10), 1031-1049.
Çağlar, S. İ., 2009, Alüminyum Esaslı Kompozit Köpük Üretimi Ve Karakterizasyonu,
Trakya Üniversitesi, Edirne
De Schampheleire, S., De Jaeger, P., Huisseune, H., Ameel, B., T'Joen, C., De Kerpel,
K. ve De Paepe, M., 2013, Thermal hydraulic performance of 10 PPI aluminium
foam as alternative for louvered fins in an HVAC heat exchanger, Applied
Thermal Engineering, 51 (1), 371-382.
De Schampheleire, S., De Jaeger, P., De Kerpel, K., Ameel, B., Huisseune, H. ve De
Paepe, M., 2014, Experimental study of free convection in open-cell aluminum
foam, Procedia Materials Science, 4, 359-364.
Doğan, A., Öney, B., 2014, Alümİnyum Köpük Isi Alicilardan Taşinimla Isi
Transferİnİn Deneysel Olarak İncelenmesİ, Journal of the Faculty of
Engineering & Architecture of Gazi University, 29 (1).
Doğan A., A. İ., 2015, Metal köpük malzemeler ve yüzey soğutmada kullanımı. 12.
Ulusal tesisat mühendisliği kongresi, 8-11 Nisan,. İzmir.
Dukhan, N., Romes, P.D.Q., Ruiz, E.C., Reyes, M.V. Scott E.P., 2005, One
dimensional heat transfer analysis in open-cell 10-PPI metal foam, International
Journal of Heat and Mass Transfer, 48, 5112-5120.
Güven, Ş. Y., 2011, Toz metalurjisi ve metalik köpükler, Süleyman Demirel
Üniversitesi.
46
Huisseune, H., De Schampheleire, S., Ameel, B. ve De Paepe, M., 2015, Comparison of
metal foam heat exchangers to a finned heat exchanger for low Reynolds
number applications, International Journal of Heat and Mass Transfer, 89, 1-9.
Kim, S. Y., Paek, J. W. ve Kang, B. H., 2003, Thermal performance of aluminum-foam
heat sinks by forced air cooling, Ieee Transactions on Components and
Packaging Technologies, 26 (1), 262-267.
Kurtbas, I. ve Celik, N., 2009, Experimental investigation of forced and mixed
convection heat transfer in a foam-filled horizontal rectangular channel,
International Journal of Heat and Mass Transfer, 52 (5-6), 1313-1325.
Mancin, S., Zilio, C., Diani, A. ve Rossetto, L., 2012a, Experimental air heat transfer
and pressure drop through copper foams, Experimental Thermal and Fluid
Science, 36, 224-232.
Mancin, S., Zilio, C., Rossetto, L. ve Cavallini, A., 2012b, Foam height effects on heat
transfer performance of 20 ppi aluminum foams, Applied Thermal Engineering,
49, 55-60.
Matijasevic-Lux, B., Banhart, J., Fiechter, S., Gorke, O. ve Wanderka, N., 2006,
Modification of titanium hydride for improved aluminium foam manufacture,
Acta Materialia, 54 (7), 1887-1900.
Mutlu, I., 2011, AlZn5.5MgCu /SiCp Köpük Malzemelerin Mekanik Özelliklerine Isıl
İşlemin Etkisinin İncelenmesi, Trakya Üniversitesi.
Özer, G., 2005, Alüminyum esaslı köpük metal üretimi, Yıldız Teknik Üniversitesi,
İstanbul.
Sertkaya, A. A., 2008, Alüminyum köpüğün ısı değiştiricisi olarak tasarımı ve ısı
transferi modeli, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
Sertkaya, A. A., Altinisik, K. ve Dincer, K., 2012, Experimental investigation of
thermal performance of aluminum finned heat exchangers and open-cell
aluminum foam heat exchangers, Experimental Thermal and Fluid Science, 36,
86-92.
Sertkaya, A. A., Ateş, A., Altınışık, K. ve Dinçer, K., 2015, Experimental and
Numerical Analysis of one Dimensional Heat Transfer on Open Cell Aluminum
Foams, Gazi University Journal of Science, 28 (1), 149-159.
Sezer, Ş. D., 2009, Kompakt toz ergitme tekniği ile alüminyum köpük üretimi, İstanbul
Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Tamayol, A., Yeom, J., Akbari, M. ve Bahrami, M., 2013, Low Reynolds number flows
across ordered arrays of micro-cylinders embedded in a rectangular
micro/minichannel, International Journal of Heat and Mass Transfer, 58 (1-2),
420-426.
www.m-pore.de, 2014,
47
EK-1 DENEYLERDE ÖLÇÜLEN VERĠLER
CH1-1-1[°C]
CH1-1-2[°C]
CH1-1-3[°C]
CH1-1-4[°C]
CH1-1-5[°C]
CH1-1-6[°C]
CH1-1-7[°C]
CH1-1-8[°C]
CH1-1-9[°C]
CH1-1-10[°C]
CH1-1-11[°C]
CH1-1-12[°C]
CH1-1-13[°C]
CH1-1-14[°C]
CH1-1-15[°C]
CH1-2-1[°C]
CH1-2-2[°C]
CH1-2-3[°C]
CH1-2-4[°C]
CH1-2-5[°C]
CH1-2-6[°C]
CH1-2-7[°C]
CH1-2-8[°C]
CH1-2-9[°C]
CH1-2-10[°C]
CH1-2-11[°C]
CH1-2-12[°C]
CH1-2-13[°C]
CH1-2-14[°C]
CH1-2-15[°C]
CH1-3-1[°C]
CH1-3-2[°C]
CH1-3-3[°C]
CH1-3-4[°C]
CH1-3-5[°C]
CH1-3-6[°C]
CH1-3-7[°C]
(X,Y) eksen
konumu
Isıl çift No:
10 PPI GÖZENEK YOĞUNLUĞU ĠÇĠN DENEY VERĠLERĠ
(100, -20)
(100, 0)
(100, 0)
(30,10)
(60,10)
(90,10)
(120,10)
(150,10)
(180,10)
(30,20)
(60,20)
(90,20)
(120,20)
(150,20)
(180,20)
(30,30)
(60,30)
(90,30)
(120,30)
(150,30)
(180,30)
(30,40)
(60,40)
(90,40)
(120,40)
(150,40)
(180,40)
(30,55)
(60,55)
(90,55)
(120,55)
(150,55)
(180,55)
(30,75)
(60,75)
(90,75)
(120,75)
Kanal Ġçi Hava Hızı
0.5 m/s
22,41
120,00
120,00
37,60
38,48
38,92
43,05
45,90
53,95
29,86
32,11
35,58
37,85
40,96
42,74
25,72
29,21
30,73
31,68
34,61
36,07
24,81
25,62
27,55
29,14
30,04
34,33
23,44
24,02
25,08
26,29
26,08
29,53
22,85
22,95
23,27
23,43
1 m/s
22,74
120,00
120,00
28,90
30,94
31,49
33,16
34,24
41,10
25,51
26,59
28,51
29,66
30,87
32,26
23,70
24,96
25,71
25,84
27,03
28,71
23,38
23,64
24,21
24,75
25,00
26,54
23,17
23,22
23,41
23,50
23,61
24,43
22,85
22,88
22,90
22,92
48
1.5 m/s
23,52
120,00
120,00
28,20
28,74
29,33
30,37
30,99
36,57
24,93
25,64
26,88
27,77
28,46
29,40
23,89
24,57
25,03
25,06
25,73
26,06
23,82
23,89
24,20
24,48
24,57
25,70
23,80
23,74
23,80
23,92
23,83
24,18
23,64
23,56
23,63
23,60
2 m/s
24,10
120,00
120,00
27,36
27,73
28,27
28,94
29,42
34,12
24,90
25,39
26,24
26,94
27,39
28,05
24,24
24,61
24,89
24,90
25,35
25,53
24,25
24,26
24,43
24,59
24,62
25,36
24,15
24,21
24,21
24,23
24,29
24,30
24,03
24,04
24,09
24,09
2.5 m/s
24,48
120,00
120,00
27,11
27,44
27,89
28,45
28,82
33,11
25,09
25,49
26,17
26,74
27,11
27,64
24,69
24,91
25,19
25,13
25,49
25,63
24,66
24,72
24,82
24,97
24,98
25,50
24,76
24,66
24,67
24,59
24,60
24,60
24,54
24,47
24,53
24,52
3 m/s
24,95
120,00
120,00
27,07
27,34
27,77
28,20
28,57
32,43
25,34
25,67
26,21
26,73
26,99
27,48
25,03
25,20
25,33
25,37
25,64
25,71
25,05
25,06
25,13
25,22
25,23
25,64
24,96
24,97
25,00
25,00
25,04
25,11
24,90
24,92
24,93
24,93
3.5 m/s
24,91
120,00
120,00
26,93
27,18
27,60
28,00
28,30
32,01
25,33
25,63
26,13
26,60
26,86
27,31
24,99
25,17
25,33
25,28
25,57
25,63
25,03
25,04
25,09
25,20
25,20
25,58
25,08
25,01
24,95
24,95
24,93
24,92
24,94
24,89
24,93
24,87
CH1-3-8[°C]
CH1-3-9[°C]
CH1-3-10[°C]
CH1-3-11[°C]
CH1-3-12[°C]
CH1-3-13[V]
CH1-3-14[°C]
CH1-3-15[°C]
CH1-4-1[°C]
CH1-4-2[°C]
CH1-4-3[°C]
CH1-4-4[°C]
CH1-4-5[°C]
CH1-4-6[°C]
CH1-4-7[°C]
CH1-4-8[°C]
CH1-4-9[°C]
CH1-4-10[°C]
CH1-4-11[°C]
CH1-4-12[°C]
CH1-4-13[°C]
CH1-4-14[°C]
CH1-4-15[°C]
CH1-4-15[°C]
CH1-4-15[°C]
CH1-4-15[°C]
(150,75)
(180,75)
(30, 100)
(60, 100)
(90, 100)
(120, 100)
(150, 100)
(180, 100)
(30, 130)
(60, 130)
(90, 130)
(120, 130)
(150, 130)
(180, 130)
(30, 160)
(60, 160)
(90, 160)
(120, 160)
(150, 160)
(180, 160)
(30, 190)
(60, 190)
(90, 190)
(120, 190)
(150, 190)
(180, 190)
25,33
25,03
22,47
22,80
23,34
23,29
23,37
23,46
22,40
22,39
22,44
22,43
22,57
22,70
22,38
22,39
22,45
22,55
22,41
22,68
22,42
22,44
22,48
22,42
22,44
22,48
23,18
23,19
22,74
22,88
23,12
23,28
23,29
23,36
22,69
22,70
22,75
22,76
22,77
22,78
22,66
22,69
22,75
22,75
22,75
22,81
22,72
22,72
22,77
22,77
22,82
22,82
49
23,72
23,73
23,55
23,59
23,50
23,47
23,44
23,67
23,59
23,60
23,63
23,57
23,66
23,62
23,55
23,59
23,59
23,59
23,63
23,70
23,60
23,61
23,64
23,60
23,61
23,64
24,09
24,12
23,25
23,31
23,36
23,49
24,06
24,08
24,08
24,10
24,15
24,16
24,16
24,17
24,08
24,09
24,13
24,14
24,18
24,19
24,13
24,13
24,13
24,13
24,15
24,15
24,50
24,57
24,49
23,31
23,15
23,10
23,10
24,53
24,56
24,54
24,59
24,52
24,60
24,54
24,55
24,55
24,42
24,52
24,53
24,56
24,55
24,50
24,57
24,55
24,50
24,57
24,96
24,98
23,05
23,07
23,09
23,16
24,94
24,95
24,86
24,92
24,94
24,97
24,97
24,98
24,82
24,85
24,90
24,91
24,92
24,99
24,91
24,91
24,91
24,91
24,92
24,92
24,90
24,93
24,91
22,90
22,83
22,85
22,81
24,93
24,98
25,00
25,01
24,95
25,00
24,90
25,01
24,95
24,86
24,89
24,94
24,93
24,95
24,93
24,94
24,95
24,93
24,94
CH1-1-1[°C]
CH1-1-2[°C]
CH1-1-3[°C]
CH1-1-4[°C]
CH1-1-5[°C]
CH1-1-6[°C]
CH1-1-7[°C]
CH1-1-8[°C]
CH1-1-9[°C]
CH1-1-10[°C]
CH1-1-11[°C]
CH1-1-12[°C]
CH1-1-13[°C]
CH1-1-14[°C]
CH1-1-15[°C]
CH1-2-1[°C]
CH1-2-2[°C]
CH1-2-3[°C]
CH1-2-4[°C]
CH1-2-5[°C]
CH1-2-6[°C]
CH1-2-7[°C]
CH1-2-8[°C]
CH1-2-9[°C]
CH1-2-10[°C]
CH1-2-11[°C]
CH1-2-12[°C]
CH1-2-13[°C]
CH1-2-14[°C]
CH1-2-15[°C]
CH1-3-1[°C]
CH1-3-2[°C]
CH1-3-3[°C]
CH1-3-4[°C]
CH1-3-5[°C]
CH1-3-6[°C]
CH1-3-7[°C]
CH1-3-8[°C]
CH1-3-9[°C]
CH1-3-10[°C]
CH1-3-11[°C]
(X,Y) eksen
konumu
Isıl çift No:
20 PPI GÖZENEK YOĞUNLUĞU ĠÇĠN DENEY VERĠLERĠ
(100, -20)
(100, 0)
(100, 0)
(30,10)
(60,10)
(90,10)
(120,10)
(150,10)
(180,10)
(30,20)
(60,20)
(90,20)
(120,20)
(150,20)
(180,20)
(30,30)
(60,30)
(90,30)
(120,30)
(150,30)
(180,30)
(30,40)
(60,40)
(90,40)
(120,40)
(150,40)
(180,40)
(30,55)
(60,55)
(90,55)
(120,55)
(150,55)
(180,55)
(30,75)
(60,75)
(90,75)
(120,75)
(150,75)
(180,75)
(30, 100)
(60, 100)
Kanal Ġçi Hava Hızı
0.5 m/s
24,00
120,00
120,00
34,93
44,35
49,85
54,80
63,43
71,06
29,99
35,97
42,27
45,04
45,64
49,61
28,14
31,14
36,19
39,19
41,94
51,01
25,94
29,24
33,34
34,93
38,21
40,51
25,79
26,67
28,40
29,17
31,38
35,50
24,48
25,01
25,97
26,89
27,17
29,15
24,19
24,45
1 m/s
24,10
120,00
120,00
27,63
33,78
34,01
37,11
41,85
47,32
25,49
27,25
30,15
30,95
33,89
35,64
25,02
25,44
27,58
27,86
29,03
32,82
24,40
25,07
26,02
26,51
27,28
28,05
24,45
24,47
24,66
24,78
25,13
26,70
24,10
24,11
24,28
24,31
24,35
24,69
24,00
24,03
50
1.5 m/s
24,32
120,00
120,00
26,10
27,94
29,58
31,75
34,80
38,42
24,93
25,73
27,08
27,52
30,09
30,70
24,66
24,87
25,54
25,83
26,40
28,33
24,53
24,64
25,05
25,25
25,54
25,86
24,51
24,51
24,57
24,60
24,64
25,20
24,36
24,39
24,39
24,41
24,42
24,49
24,06
24,15
2 m/s
24,83
120,00
120,00
25,99
27,00
28,29
29,92
32,05
34,79
25,28
25,70
26,40
26,78
28,33
28,38
24,57
25,22
25,43
25,67
26,02
27,16
25,04
25,07
25,28
25,36
25,49
25,61
24,94
24,99
25,01
25,02
25,09
25,10
24,87
24,88
24,89
24,91
24,93
24,94
24,00
24,23
2.5 m/s
25,42
120,00
120,00
26,33
26,98
27,96
29,33
30,95
33,15
25,77
26,09
26,58
26,77
27,83
27,93
25,44
25,67
25,83
25,98
26,22
27,02
25,55
25,64
25,70
25,78
25,86
25,92
25,48
25,50
25,52
25,57
25,62
25,63
25,47
25,48
25,48
25,49
25,51
25,53
23,94
24,30
3 m/s
25,94
120,00
120,00
26,63
27,08
27,93
29,13
30,49
32,40
26,21
26,41
26,83
26,91
27,77
27,85
25,95
26,08
26,21
26,30
26,47
27,13
26,00
26,07
26,08
26,16
26,22
26,24
25,87
25,90
25,92
25,95
26,03
26,06
25,91
25,94
25,95
25,98
25,98
25,99
23,82
24,33
3.5 m/s
26,10
120,00
120,00
26,70
27,00
27,96
29,01
30,30
32,01
26,35
26,55
26,82
27,00
27,60
27,81
26,16
26,27
26,31
26,42
26,59
27,10
26,17
26,18
26,23
26,28
26,31
26,35
25,99
26,07
26,10
26,17
26,19
26,20
26,12
26,14
26,14
26,15
26,16
26,20
23,83
24,36
CH1-3-12[°C]
CH1-3-13[V]
CH1-3-14[°C]
CH1-3-15[°C]
CH1-4-1[°C]
CH1-4-2[°C]
CH1-4-3[°C]
CH1-4-4[°C]
CH1-4-5[°C]
CH1-4-6[°C]
CH1-4-7[°C]
CH1-4-8[°C]
CH1-4-9[°C]
CH1-4-10[°C]
CH1-4-11[°C]
CH1-4-12[°C]
CH1-4-13[°C]
CH1-4-14[°C]
CH1-4-15[°C]
CH1-4-15[°C]
CH1-4-15[°C]
CH1-4-15[°C]
(90, 100)
(120, 100)
(150, 100)
(180, 100)
(30, 130)
(60, 130)
(90, 130)
(120, 130)
(150, 130)
(180, 130)
(30, 160)
(60, 160)
(90, 160)
(120, 160)
(150, 160)
(180, 160)
(30, 190)
(60, 190)
(90, 190)
(120, 190)
(150, 190)
(180, 190)
24,47
24,50
24,73
26,72
24,03
24,08
24,13
24,20
24,44
25,84
24,01
24,10
24,17
24,23
24,97
25,24
24,02
25,15
24,44
22,42
22,44
22,48
24,06
24,09
24,11
24,54
24,01
24,02
24,03
24,04
24,05
24,49
24,02
24,02
24,04
24,09
24,20
24,31
24,02
24,25
24,12
22,77
22,82
22,82
51
24,32
24,33
24,34
24,43
24,24
24,27
24,27
24,29
24,30
24,31
24,18
24,23
24,23
24,27
24,29
24,32
24,25
24,20
24,29
23,60
23,61
23,64
24,84
24,85
24,85
24,86
24,80
24,82
24,84
24,86
24,89
24,90
24,76
24,77
24,78
24,86
24,87
24,89
24,82
24,73
24,83
24,13
24,15
24,15
25,39
25,44
25,46
25,52
25,36
25,50
25,51
25,51
25,53
25,58
25,52
25,49
25,47
25,47
25,36
25,25
25,48
25,19
25,44
24,55
24,50
24,57
25,87
25,92
25,96
25,97
25,77
25,87
25,88
25,90
25,91
25,93
25,60
25,76
25,82
25,84
25,85
25,86
25,84
25,46
25,74
24,91
24,92
24,92
26,07
26,10
26,11
26,16
25,92
26,06
26,06
26,07
26,09
26,12
25,74
25,92
25,99
26,02
26,06
26,07
26,01
25,60
25,89
24,95
24,93
24,94
CH1-1-1[°C]
CH1-1-2[°C]
CH1-1-3[°C]
CH1-1-4[°C]
CH1-1-5[°C]
CH1-1-6[°C]
CH1-1-7[°C]
CH1-1-8[°C]
CH1-1-9[°C]
CH1-1-10[°C]
CH1-1-11[°C]
CH1-1-12[°C]
CH1-1-13[°C]
CH1-1-14[°C]
CH1-1-15[°C]
CH1-2-1[°C]
CH1-2-2[°C]
CH1-2-3[°C]
CH1-2-4[°C]
CH1-2-5[°C]
CH1-2-6[°C]
CH1-2-7[°C]
CH1-2-8[°C]
CH1-2-9[°C]
CH1-2-10[°C]
CH1-2-11[°C]
CH1-2-12[°C]
CH1-2-13[°C]
CH1-2-14[°C]
CH1-2-15[°C]
CH1-3-1[°C]
CH1-3-2[°C]
CH1-3-3[°C]
CH1-3-4[°C]
CH1-3-5[°C]
CH1-3-6[°C]
CH1-3-7[°C]
CH1-3-8[°C]
CH1-3-9[°C]
CH1-3-10[°C]
CH1-3-11[°C]
(X,Y) eksen
konumu
Isıl çift No:
30 PPI GÖZENEK YOĞUNLUĞU ĠÇĠN DENEY VERĠLERĠ
(100, -20)
(100, 0)
(100, 0)
(30,10)
(60,10)
(90,10)
(120,10)
(150,10)
(180,10)
(30,20)
(60,20)
(90,20)
(120,20)
(150,20)
(180,20)
(30,30)
(60,30)
(90,30)
(120,30)
(150,30)
(180,30)
(30,40)
(60,40)
(90,40)
(120,40)
(150,40)
(180,40)
(30,55)
(60,55)
(90,55)
(120,55)
(150,55)
(180,55)
(30,75)
(60,75)
(90,75)
(120,75)
(150,75)
(180,75)
(30, 100)
(60, 100)
Kanal Ġçi Hava Hızı
0.5 m/s
22,80
120,00
120,00
57,93
86,43
87,01
103,47
115,01
119,16
42,17
64,93
75,03
83,03
91,16
98,10
34,50
51,31
59,96
68,56
71,48
74,20
29,11
36,62
47,70
59,52
63,32
65,33
26,71
30,94
36,80
42,10
45,30
50,30
24,18
26,04
30,10
35,00
35,19
36,82
23,83
23,94
1 m/s
22,88
120,00
120,00
34,13
56,00
58,27
68,17
79,18
84,00
26,83
36,51
43,22
52,25
55,85
62,68
24,20
29,16
33,97
38,48
39,85
44,21
23,39
24,38
27,36
33,50
34,92
36,91
23,44
23,82
24,84
27,19
28,26
29,50
22,95
22,98
23,48
24,87
25,33
27,48
22,95
23,23
52
1.5 m/s
23,70
120,00
120,00
29,14
44,83
47,83
53,93
63,92
68,66
24,99
29,75
33,86
40,69
42,80
48,42
23,90
25,70
28,25
30,40
31,12
34,12
23,73
23,91
24,86
27,69
28,17
29,24
23,86
23,92
24,25
24,60
24,67
25,40
23,59
23,61
23,82
23,83
23,96
24,09
23,58
23,61
2 m/s
24,00
120,00
120,00
27,33
39,76
42,81
46,39
55,20
59,80
24,68
27,39
30,07
34,70
36,51
40,97
24,15
24,93
26,49
27,44
27,91
29,98
24,03
24,15
24,47
25,85
26,14
26,72
24,21
24,26
24,33
24,33
24,39
24,60
23,99
24,00
24,03
24,07
24,07
24,12
23,95
24,01
2.5 m/s
24,70
120,00
120,00
26,93
36,88
38,92
42,29
50,26
54,52
25,11
26,80
28,67
32,25
33,60
37,29
24,71
25,19
26,00
26,72
26,95
28,44
24,70
24,71
24,95
25,63
25,87
26,17
24,68
24,72
24,74
24,79
24,85
24,90
24,50
24,53
24,56
24,60
24,62
24,64
24,02
24,42
3 m/s
25,21
120,00
120,00
26,88
34,92
37,13
39,82
47,14
51,04
25,43
26,69
28,05
31,04
32,03
35,19
25,22
25,54
26,11
26,57
26,80
27,88
25,25
25,26
25,39
25,87
25,96
26,19
25,20
25,22
25,22
25,25
25,30
25,30
24,99
25,00
25,13
25,13
25,17
25,23
24,66
24,78
3.5 m/s
25,64
120,00
120,00
27,13
34,59
36,56
39,29
46,50
50,29
25,95
26,95
28,22
30,97
31,77
34,82
25,71
25,96
26,45
26,90
27,01
28,22
25,69
25,71
25,84
26,23
26,36
26,57
25,66
25,69
25,69
25,79
25,80
25,81
25,43
25,56
25,58
25,60
25,62
25,64
24,20
25,37
CH1-3-12[°C]
CH1-3-13[V]
CH1-3-14[°C]
CH1-3-15[°C]
CH1-4-1[°C]
CH1-4-2[°C]
CH1-4-3[°C]
CH1-4-4[°C]
CH1-4-5[°C]
CH1-4-6[°C]
CH1-4-7[°C]
CH1-4-8[°C]
CH1-4-9[°C]
CH1-4-10[°C]
CH1-4-11[°C]
CH1-4-12[°C]
CH1-4-13[°C]
CH1-4-14[°C]
CH1-4-15[°C]
CH1-4-15[°C]
CH1-4-15[°C]
CH1-4-15[°C]
(90, 100)
(120, 100)
(150, 100)
(180, 100)
(30, 130)
(60, 130)
(90, 130)
(120, 130)
(150, 130)
(180, 130)
(30, 160)
(60, 160)
(90, 160)
(120, 160)
(150, 160)
(180, 160)
(30, 190)
(60, 190)
(90, 190)
(120, 190)
(150, 190)
(180, 190)
25,95
27,03
28,80
29,98
23,10
23,92
24,47
26,02
27,06
27,34
23,18
23,53
24,26
24,58
24,77
25,21
23,29
24,43
24,05
22,42
22,44
22,48
23,36
23,78
23,85
24,64
22,88
23,05
23,36
23,69
24,05
24,33
22,95
23,09
23,15
23,37
23,44
23,96
22,77
22,82
22,82
22,95
23,15
23,40
53
23,67
23,69
23,72
23,99
23,48
23,49
23,53
23,54
23,55
23,56
23,47
23,49
23,50
23,53
23,56
23,58
23,57
23,52
23,62
23,60
23,61
23,64
24,02
24,02
24,02
24,08
23,84
23,88
23,92
23,97
23,98
24,01
23,88
23,89
23,94
23,94
23,97
23,99
23,85
23,98
24,00
24,13
24,15
24,15
24,55
24,57
24,57
24,61
24,33
24,40
24,49
24,56
24,60
24,60
24,43
24,46
24,48
24,53
24,54
24,60
24,62
24,44
24,59
24,55
24,50
24,57
25,08
25,12
25,13
25,14
24,82
24,87
24,96
25,11
25,15
25,15
24,84
24,91
24,94
25,08
25,10
25,16
24,86
24,91
24,92
24,92
25,07
25,16
25,60
25,62
25,65
25,66
25,16
25,34
25,51
25,59
25,60
25,63
25,27
25,41
25,41
25,50
25,56
25,60
25,60
25,28
25,45
24,95
24,93
24,94
ÖZGEÇMĠġ
KĠġĠSEL BĠLGĠLER
Adı Soyadı
Uyruğu
Doğum Yeri ve Tarihi
Telefon
Faks
e-mail
:
:
:
:
:
:
Burak AKBABA
T.C.
KONYA-12.04.1983
541-6140461
332-2357310
[email protected]
EĞĠTĠM
Derece
Adı, Ġlçe, Ġl
Lise
: Ö.Büyükkoyuncu Anadolu Lisesi, Konya
Üniversite
: Cumhuriyet Üniversitesi, Sivas
Yüksek Lisans :
Doktora
:
Bitirme Yılı
2001
2008
Ġġ DENEYĠMLERĠ
Yıl
2004-Devam
ediyor
Kurum
Görevi
Mühendislik firması
ġirket Sahibi
UZMANLIK ALANI
Mekanik Tesisat Uzman Mühendis Belgesi, 2009, Belge No:09987
Binalarda Enerji Yöneticisi Sertifikası, 2010, Sertifika No:BEY-1350
YABANCI DĠLLER
İngilizce
BELĠRTMEK ĠSTEĞĠNĠZ DĠĞER ÖZELLĠKLER
YAYINLAR
1. Ahmet Ali Sertkaya, Burak Akbaba, Experımental and numerıcal analysıs of a
two dımensıonal heat transfer on open cell alumınum foams, İnternational
Journal of Arts & Sciences (Matijasevic-Lux ve ark.) Conference Gottenheim,
Germany (Dec 2-7, 2012).
2. Ahmet Ali Sertkaya, Burak Akbaba, Alüminyum köpüklerde iki boyutlu ısı
transferinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi, Journal of the Faculty of
Engineering and Architecture of Gazi University, Vol 31, No 2, 435-448, 2016.
54