Dergiler / Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2009 / Cilt: 22 - Sayı: 2

Isıl engelleyici kaplamaların etkin ısı iletim katsayısının teorik olarak belirlenmesi

Determination of effective thermal conductivity of thermal barrier coatings by analytical method

Sayfa
139–152
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Deneysel sonuçlar ile CFD analizi ile elde edilen sonuçlar arasında yaklasık % 17 oranında bir sapma olduğu tespit edilmistir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Isı geçis problemlerinde ısı iletim katsayısı önemli rol oynamaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Heterojen veya kompozit malzemelerin etkin ısı iletim katsayısının modellenmesi, ısı transfer uygulamalarında ilgi duyulan bir alandır.
💡
Sonuç & Katkı:Deneysel sonuçlar ile CFD analizi ile elde edilen sonuçlar arasında yaklasık % 17 oranında bir sapma olduğu tespit edilmistir.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Isı geçis problemlerinde ısı iletim katsayısı önemli rol oynamaktadır. Heterojen veya kompozit malzemelerin etkin ısı iletim katsayısının modellenmesi, ısı transfer uygulamalarında ilgi duyulan bir alandır. Literatürde etkin ısı iletim katsayısının modellenmesi için gelistirilen çok sayıda esitlik bulunmaktadır. Isıl engelleyici kaplamalarının ısıl özellikleri, kaplama malzemesinin ısıl özelliklerine, kullanılan kaplama tekniğine ve islem parametrelerine bağlı olarak değismektedir. Bu faktörler kaplama içinde bulunan gözeneklerin seklini ve yönünü etkilemektedir. Bu çalısmada ısıl engelleyici kaplamalarda ısı iletim katsayısı literatürde yer alan farklı analitik ifadeler kullanılarak tayin edilmistir. Hesaplanan etkin ısı iletim katsayısı değerleri, literatürden elde edilen deneysel sonuçlar ve CFD (Computational Fluid Dynamics) analizi ile hesaplanan değerlerle karsılastırılmıstır. Ayrıca % 12 gözeneklilik için CFD analizi ile hesaplanan etkin ısı iletim katsayısı değerleri, literatürde aynı gözeneklilik oranı için lazer-flas yöntemi ile elde edilmis deneysel sonuçlar ile kıyaslanmıstır. Deneysel sonuçlar ile CFD analizi ile elde edilen sonuçlar arasında yaklasık % 17 oranında bir sapma olduğu tespit edilmistir.

Abstract

Thermal conductivity plays a significant role in the heat transfer problems. Modeling of effective thermal conductivity of heterogeneous or composite materials is sensory areas of interest. There are a lot of developed expressions for modeling of thermal conductivity in the literature. Thermal characteristics of thermal barrier coatings (TBCs) are vary depending on the thermal characteristic of coating materials, coating technique and process parameters. These factors affect the pore shapes and directions. In this study, thermal conductivity of TBCs have been obtained by using different analytical expressions given in the literature. Effective thermal conductivity values obtained from analytical expressions have been compared to experimental thermal conductivity data given in the literature and the results of Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis. However, effective thermal conductivity values calculated by CFD analysis have been compared to experimental laser-flash method results given in literature for 12% porosity. 17% of deviation have been determined between the experimental and CFD analysis results.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ALTUN, Ö., BÖKE, E. (2022). Isıl engelleyici kaplamaların etkin ısı iletim katsayısının teorik olarak belirlenmesi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 22 - Sayı: 2, 139–152. https://ajindex.com/articles/505803

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (16)

  1. H.Yüncü, S. Kakaç, “Temel Isı Transferi”, Bilim Yayıncılık, 1999
  2. P.G. Klemens, “Thermal Conductivity of Inhomogeneous Media”, High Temperatures – High Pressures, Vol.3, pp.241-248 1991
  3. J.C. Maxwell, “A Treatise on Electricity and Magnetism”, 3d Edn., Clarendon Pres, Oxford, vol. 1, 1892
  4. S. Grangjean, J. Absi, D.S. Smith, “Numerical Calculation of The Thermal Conductivity of Porous Ceramics Based on Micrographs”, Journal of The European Ceramic Society, Vol.26, pp.2669-2676, 2006
  5. B. Nait-Ali, K. Haberko, H. Vesteghem, J. Absi, D.S. Smith, “Thermal Conductivity of highly porous zirconia”, Journal of the European Ceramic Society, Vol.26, pp.3567-3574, 2006
  6. R. Landauer, “The Electrical Resistance of Binary Metallic Mixtures”, J. Appl. Phys. Vol. 21, 779-784, 1952
  7. A. Bjorneklett, L. Haukeland, J. Wigren, and H. Kristiansen, “Effective Medium Theory And The Thermal Conductivity of Plasma-Sprayed Ceramic Coatings”, Journal of Material Science, Vol.29, pp.4043-4050, 1994
  8. P.G. Collishaw, J.R.G. Evans, “An assessment of expressions for the apparent thermal conductivity of cellur materials”, Journal of Material Science, Vol.29, pp.2261-2273, 1994
  9. X. Fu, R. Viskanta, and J.P. Gore, “Prediction of Effective Thermal Conductivity of Cellular Ceramics”, Int. Comm. Heat Mass Transfer, Vol.25, No.2, pp.151-160, 1998
  10. K.J. Singh, R. Singh, and D.R. Chaudhary, “Heat Conduction and a Porosity Correction Term for Spherical and Cubic Particles in a Simple Cubic Packing”, J.Phys.D. Applied Physics, Vol.31, pp.1681-1687, 1998
  11. P.K. Samantray, P. Karthikeyan, K.S. Reddy, “Estimating Effective Thermal Conductivity of Two-Phase Materials”, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol.49, pp.4209-4219, 2006
  12. A. Öztürk, H. Yavuz, “Uygulamalarla Isı Geçisi”, Çağlayan Yayınevi, 1995
  13. M. Kaviany, “Heat Transfer in Porous Media”, Third Edition Handbook of Heat Transfer, McGraw-Hill, 1998
  14. D.W. Richerson, “Modern Ceramic Engineering: Properties, Processing and Use in the Design”, 2nd Edn., CRC Press, 1992
  15. M.S.S. Baysal, “Silindirik Elyaf ve Tanecik Katkılı Karma Malzemelerin Efektif Isı Đletim Katsayısı”, Doktora Tezi, ĐTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Đstanbul, 126 s, 2001
  16. S. Raghavan, H. Wang, R.B. Dinwiddie, W.D. Porter, and M.J. Mayo, “The Effect of Grain Size, Porosity and Yttria Content on the Thermal Conductivity of Nanocrystalline Zirconia”, Scripta Material, Vol.39, No.8, pp.1119-1125,1998