BİLDİRİLER

BİLDİRİ DETAY

Aytuğ ÖNER, Mehmet ZOR
TERMOELEKTRİK JENERATÖRLERİN VERİMİ ÜZERİNDE FARKLI PARAMETRELERİN ETKİLERİ VE OPTİMİZASYONU
 
Bu çalışmanın amacı, termoelektrik jeneratörlerde kullanılan malzemelerin belirli mekanik ve termal özelliklerini değiştirerek daha yüksek sıcaklarda, daha verimli bir şekilde çalışabilecek termoelektrik modüllerin belirlenmesidir. Termoelektrik modüller n ve p tipi yarı iletken dirsekler ve bunların bağlı olduğu alümina yüzeylerden oluşur. Dirsekler ile yüzeylerin arasında ki bağlantıyı bakır parçalar sağlar. Bakırın malzeme özellikleri gerçek değerlerinde alınıp sabit tutulmuştur. Geri kalan parçaların elastisite modülleri ve ısıl genleşme katsayıları belirli değerler arasında alınarak değiştirilmiştir. Alümina yüzeyler arasında ki sıcaklık farkı da değişken bir parametre olarak seçilmiştir. Belirlenen bu değişken parametrelerin kombinasyonundan yapılabilecek 2187 farklı analiz bulunmuştur. R programı kullanılarak D-optimal design metoduyla, 150-200 analiz sınırı şartıyla bu kombinasyonlar arasından 176 tanesi seçilerek analizlerin optimum şekilde yapılabileceği hesaplanmıştır. ANSYS programı ile sonlu elemanlar analiz yöntemi kullanılarak kararlı rejim ısıl yapısal analizler yapılmış ve tüm parçalardaki gerilmeler hesaplanmıştır. Analizler sonucunda bulunan ısıl gerilme değerleri için regresyon analizleri yapılarak amaç fonksiyonları belirlenmiştir. Daha sonra belirlenen kısıtlamalar altında bu amaç fonksiyonlarının optimizasyon çalışması yapılmıştır. Bu analizler hem dikdörtgen kesitli dirsekler için hem de dairesel kesitli dirsekler için yapılmıştır. Böylelikle elastisite modülü, ısıl genleşme katsayısı ve sıcaklık gibi değişken parametrelerin termoelektrik modülde oluşan ısıl gerilmeleri nasıl etkilediği gözlemlenmiştir. Aynı çalışmanın dairesel kesitli dirseklerde yapılmasıyla da geometrik olarak parametre değişiminin ısıl gerilmeleri nasıl değiştirdiği gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Termoelektrik jeneratör, Isıl gerilmeler, Sonlu elemanlar analizi, regresyon analizi, optimizasyon



 


Keywords: