Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HANDE GEZER
Danışman: ATİLLA BIYIKOĞLU
Özet:Bu tezde, püskürtme soğutma etkisi altında oksidasyon oluşumunun ısı transferi üzerindeki etkisi analitik yöntemle incelenmiştir. Çözüme yönelik olarak, öncelikle kartezyen koordinatlarda her iki tarafı konvektif sınır koşullarına maruz kalan n tabakalı bir boyutlu kompozit malzemenin zamana bağlı ısı difüzyon problemi, superpozisyon yöntemi uygulanarak zamana bağlı ve sürekli durum olmak üzere iki alt probleme dönüştürülmüştür. Zamana bağlı problem, değişkenlerin ayrıştırılması yöntemi kullanılarak konum ve zaman için iki alt probleme ayrılmıştır. Konuma bağlı problem, Sturm-Liouville karakteristik değer problemi olarak yapılanmış ve çözüm kapalı fonsiyonel formda elde edilmiştir. Konuma bağlı çözüm, zamana bağlı çözüm ile birleştirilerek değişken ayrıştırılması yapılmadan önceki zamana bağlı problem için analitik çözüm elde edilmiştir. Sürekli şartlardaki problemin genel çözümü ile zamana bağlı problemin genel çözümü birleştirilerek süperpozisyondan önceki orjinal problemin genel çözümüne ulaşılmıştır. Sonuçlar n-katmanlı bir ortam için genel halde ifade edilmiştir. Karakteristik değerlerin bulunmasına yönelik olarak kompozit malzemenin iç, arayüzey ve dış sınır şartları kullanılarak 2n x 2n boyutlu sınır şartları matrisi oluşturulmuştur. Her katman için sınır şartlarının uygulanmasıyla ortaya çıkan sabitler hesaplanarak karakteristik değerlere ulaşılmıştır. Sınır ve arayüzey şartlarının uygulanması sonucunda, her katman için elde edilen karakteristik değerler arasında ve genel çözümün içerdiği katsayılar arasında bir bağıntı olduğu tespit edilmiştir. Problemin modeli, Mathematica arayüzünde kurgulanmış ve çözülerek her katman için karakteristik değerler elde edilmiştir. Katsayı ve karakteristik değerler arasındaki bağıntılar kullanılarak elde edilen orjinal problemin katsayısı, başlangıç şartı kullanılarak fonksiyonların integrali şeklinde yazılmış ve Mathematica yazılımı kullanılarak sayısal olarak her bir katman için elde edilmiştir. Analitik modelin testi için, literatürde analitik çözümü mevcut olan problem kurgulanmış ve ± %1’den düşük sapma ile benzer sonuçlar elde edilmiştir. Su püskürtme soğutma etkisi altında oksidasyon sonucunda oluşan tabakanın 10 mm kalınlığına kadar yüzey sıcaklığına olan etkisinin alüminyum malzeme için 0,7°C olduğu ve bu sıcaklık farkının 0.2 mm oksit tabakası kalınlığı için östenit çelik kullanıldığında 100 °C’yi bulduğu tespit edilmiştir