bilimsel Şekil 1. İki fazlı sistem. f-fazı Şekil 2. Farklı geometrik hacimli elemanlar. rın sonucunda katkılı kompozit malzemelerin ısı iletkenlik katsayısının gözeneğin geometrik şekline ve oryantasyona bağlı olarak değiştiği ortaya konulmuştur (10,11,12]. Gözenekli malzemeler; gözenekli katı malzemeler, taneli malzemeler ve lifli malzemeler olarak sınıflandırılmaktadır. Bu malzemeler, karmaşık şekil ve boyuttaki katı partiküller ve boşluklardan oluşup, özellikleri yapılarında bulunan maddelerin özelliklerine ve hacimsel oranlarına bağlıdır [13,14]. Gözeneksiz yapı malzemelere uygulanabilen temel hidrodinamik ve termodinamik bağıntıları, gözenekle yapı malzemelerine uygulayarak analitik olarak incelemek zordur. Ancak bazı kabuller yapılarak malzemenin herhangi bir elemanter hücre yapısı incelenip, yapı7 8 YALITIM • AGUSTOS2003 Gözenek Elemanter hücre Katı fazı nın tümü hakkında fikir edinebilir. Bu çalışmada gözenekli katı malzeme esas alınarak, kompozit yapı malzemesi olarak uçucu kül ve poliporopilen atıkları kullanılmış ve yeni yapı malzemelerinin ısıl iletkenlik katsayısı incelenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar hesaplanan değerlerle karşılaştırılmıştır. Geliştirilen bağıntı yardımıyla elde edilen kompozit malzemenin ısıl iletkenlik katsayısının analitik bağıntılar yardımıyla belirlenebileceği gösterilmiştir. GÖZENEKLİ KOMPOZİT MALZEMELERİN iSi İLETİM KATSAYISININ TAYİNİ İÇİN KURAMSAL BİR MODEL Gözenekli katı malzemenin efektif ısı iletim katsayısı gözeneklilik, kompozit malzemenin ısı iletim katsayısı, gözenek içi gazın ısı iletim katsayısı gibi birçok parametrelerin bir fonksiyonudur [15]. Çalışmada kullanılan uçucu kül ve polipropilen atıklarından elde edilen kompozit malzemenin ısıl iletkenlik katsayısının belirlenmesi amacıyla aşağıdaki kabuller yapılmıştır. Buna göre; 1. Uçucu küllerin gözenek çapları 1 mm'den küçük olduğundan doğal ısı taşınımın olmadığı kabul edilmiştir (Ra<lO.J). 2. Gözeneklerin cidar sıcaklıkları birbirine çok yakın olacağından (Tl-T2), ışınımla ısı geçişi ihmal edilmiştir. 3. Gözenek şekilleri düzensiz bir halde kompleks geometrik şekle sahip olup, ısı akışı yönündeki kesiti sabit alabilmek için gözenek şekilleri kare şeklinde kabul edilmiştir. 4. Malzeme yapısında rutubet olmadığı kabul edilmiştir. Gözenekli katı malzemelerde genel olarak gözenek şekilleri ne kadar bilinen geometrik şekle uymuyorsa, malzemenin porozitesi de o kadar yüksek olur. Şekil 3'de ağırlıklı kül oranının % 30 olduğu numuneden alınan bir kesitin mikroskop altındaki görüntüsü verilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi gözenekler, yapıda gelişi güzel dağılmış olup, küresel bir şekle sahiptir. Gözeneklerin dışında ise kül ve polipropilenden oluşan katı cisim mevcuttur. Bu yapı için Şekil 4' deki gibi fiziksel model ve modeldeki bir tek elemanter hücre ele alınabilir. ··• ,. • e. -~· . . • ıı,;.t •.. ' ~ , Şekil 3. Kompozit numuneye ait optik mikroskop altındaki yapı görünümü (X500).
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=