Farklı amaçlar için hazırlanan kompozitlerin ısıl analizi

Son yıllarda, hızla gelişen bilim ve teknoloji, polimer ve farklı amaçlar için hazırlanan kompozitlerin araştırılmasını ve kullanımını yaygınlaştırmıştır. Polimer esaslı kompozit malzemeler otomotiv, inşaat, elektronik, mobilya, medikal ve paketleme gibi farklı endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çağımızın gereği ve hızla gelişen üretim zincirinin bir halkası olarak, yüksek ısıl performans istenen uygulamalarda uygun malzeme tedarik edilmesi büyük önem taşımaktadır. Giderek artan bu ihtiyacı karşılayabilmek için daha etkin ısı transferi sağlayan malzemelere gereksinim duyulmaktadır. Bu gelişmeler doğrultusunda, malzemelerin enerji verimliliği ve ısı transferini iyileştirme açısından çalışmalar hız kazanmaktadır. Bu sebeple, bu tür malzemeler üzerinde çalışılarak daha etkin bir ısı transferi sağlanıp, optimum enerji verimliliği hakkında veri elde edilmesi öngörülmektedir. Son yıllarda, ilgi çeken konulardan bir tanesi olan, polimer veya polimer esaslı kompozit malzemeler, diğer malzemelerle mukayese edildiğinde daha yüksek ısıl iletkenlik ve daha uygun fiziksel özelliklere sahip oldukları için ısıl verimi iyileştirmek amacıyla sektörde daha etken malzemeler olarak kullanımları düşünülmektedir. Bu çalışma kapsamında, yukarıda sayılan etkenler birlikte değerlendirildiğinde, %20-30-40-50-60 Polipropilen (PP), %20-30 Alçak yoğunluklu polietilen (AYPE) ve %20-30 yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) kompozit üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen bütün kompozitlerin kararlı rejim yöntemiyle ısı iletim katsayıları belirlenmiş ve sonuçlar literatürde bulunan seri, paralel, geometrik ortalama, Russel ve Maxwell metotlarıyla kıyaslanmıştır. Yapılan deneysel analizler sonucu kompozitlerin fiziksel özellikleri belirlenmiş ve Ansys R19 programında kompozitlerin termal analizleri yapılmıştır. Son olarak deneysel ve nümerik analiz sonuçları karşılaştırılmış ve üretilen kompozitler için kullanım alanları önerilmiştir. Temin edilen saf polipropilen malzemesinin 0.12 W/mK olan ısı iletim katsayısının, deney numuneleri arasında takviye fazı %60 olan polipropilen kompozitinde 0.054 W/mK değerine kadar kademeli olarak azaldığı gözlemlenmiştir. Takviye işlemi AYPE ve YYPE malzemeleri içinde uygulanmış ve elde edilen kompozitlerin aynı şekilde ısı iletim katsayıları belirlenmiştir. Deney sonuçlarından elde edilen verilere göre Ansys programında yapılan analizlerin, sonuçlarla uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Tez aşamasında yapılan bu çalışmaların, malzemelerin ısıl karakteristiklerinin belirlenmesi adına bilime, uygulamaya ve topluma yarar sağlayacağı düşünülmektedir.