Farklı karbon esaslı polipropilen nanokompozitlerin ısı iletim katsayılarının analitik ve deneysel olarak belirlenmesi
Analytical and experimental determination on heat transfer coefficients of different carbon based polypropylene nanocomposites
Yazar: SÜLEYMAN GÖRKEM CANKARA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ELA KATI SUNAY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Grafen = Graphene ; Grafitler = Graphites ; Isı geçişi = Heat transfer ; Isı iletimi = Heat conduction ; Nanotüp = Nanotube ; İletkenlik = Conductivity

Özet:
Bu tez çalışmasında; beş farklı grupta hazırlanmış olan karbon esaslı (katıksız, çok duvarlı karbon nanotüp katkılı, grafen katkılı ve iki farklı konsantrasyonda grafit katkılı) polipropilen (PP) kompozitlerin ısı iletim katsayılarının belirlenmesine yönelik literatürdeki modeller ve hesaplama yaklaşımları incelenmiştir. 
Polipropilen kompozit numuneler öncelikli olarak ısı iletim katsayısı ölçüm cihazına uygun olarak boyutlandırılmıştır. Daha sonra numunelerin ısı iletim katsayısı ölçülmüştür. Polipropilen kompozite uygun olan ve uygun olabileceği düşünülen efektif ısı iletim katsayısı modelleri seçilmiştir. Seçilen modeller için gerekli olan veriler bulunarak efektif ısı iletim katsayıları hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar çizelgeler halinde listelenmiştir. Modellerle hesaplanan efektif ısı iletim katsayıları ve ölçüm sonucu ile elde edilen ısı iletim katsayıları kendi içlerinde değerlendirilerek yorumlanmıştır. 
Yapılan çalışmada; numuneler için hesaplanan efektif ısı iletim katsayısı modellerinden Seri Model, Geometrik Ortalama Modeli, Maxwell Modeli 1, Jeffrey Modeli ve Sheldon ve Chawla Modeli'nin hem birbirlerine hem de dolgu malzemesi olan polipropilene yakın değerler verdiği görülmüştür. Tüm numunelerde Russel Modeli ve Babanov Modelinin birbirleri ile aynı değerleri verdiği görülmüştür. Deneme amacıyla seçilen Maxwell-Eucken modeli 2, Levy modeli, Efektif ortam modeli, Hill modeli ve Bauer modelinin ise hem aynı numunede diğer modellere göre farklı değerler verdiği hem de her numunede aynı model için farklı değerler verdikleri görülmüştür.  Çalışmamızda kullanılan üretim yöntemi ile elde edilen kompozit malzemelerde, özellikle ısıl iletkenliğin önemli olduğu durumlarda efektif ısı iletim katsayısı modellerinin kullanılmasının yerine; ısı iletim katsayısının ölçüm yöntemi ile bulunmasının daha uygun olacağı görülmüştür.

Abstract:
In this thesis study; literature models and computational approaches to determine the heat transmission coefficients of carbon-based (sheer, multi- wall carbon nanotube, two different concentrations of graphite and graphene) polypropylene (PP) composites prepared in five different groups have been studied.
Polypropylene composite samples have been primarily sized in accordance with the heat transfer coefficient measurement device. Then, the heat transmission coefficient of the samples has been measured. Effective heat transmission coefficient models have been selected that are suitable for the polypropylene composite and are thought to be appropriate. By getting the necessary data for the selected models, the effective heat transfer coefficients were calculated. The result has been listed as charts. Within themselves, the effective heat transmission coefficients computed with the models and the heat transmission coefficients derived from the measurement results are evaluated and interpreted.
In the study; it has been seen that Series Model, Geometric Mean Model, Maxwell Model 1, Jeffrey Model and Sheldon and Chawla Model, which were the effective heat transfer coefficient models calculated for the samples, gave close values to both each other and the filling material, polypropylene. It was seen that Russell Model and Babanov Model gave the same values in all samples. It was observed that Maxwell-Eucken model 2, Levy model, effective environment model, Hill model and Bauer model, which were selected for trial purposes, both gave different values in the same sample compared to other models and gave different values for the same model in each sample. Instead of using effective thermal conductivity coefficient models in the composite materials obtained by the production method used in our study, it was discovered that finding the heat transfer coefficient by measuring method would be more appropriate especially in cases where thermal conductivity is important.