Bu çalýþmanýn amacý, termoelektrik jeneratörlerde kullanýlan malzemelerin belirli mekanik ve termal özelliklerini deðiþtirerek daha yüksek sýcaklarda, daha verimli bir þekilde çalýþabilecek termoelektrik modüllerin belirlenmesidir. Termoelektrik modüller n ve p tipi yarý iletken dirsekler ve bunlarýn baðlý olduðu alümina yüzeylerden oluþur. Dirsekler ile yüzeylerin arasýnda ki baðlantýyý bakýr parçalar saðlar. Bakýrýn malzeme özellikleri gerçek deðerlerinde alýnýp sabit tutulmuþtur. Geri kalan parçalarýn elastisite modülleri ve ýsýl genleþme katsayýlarý belirli deðerler arasýnda alýnarak deðiþtirilmiþtir. Alümina yüzeyler arasýnda ki sýcaklýk farký da deðiþken bir parametre olarak seçilmiþtir. Belirlenen bu deðiþken parametrelerin kombinasyonundan yapýlabilecek 2187 farklý analiz bulunmuþtur. R programý kullanýlarak D-optimal design metoduyla, 150-200 analiz sýnýrý þartýyla bu kombinasyonlar arasýndan 176 tanesi seçilerek analizlerin optimum þekilde yapýlabileceði hesaplanmýþtýr. ANSYS programý ile sonlu elemanlar analiz yöntemi kullanýlarak kararlý rejim ýsýl yapýsal analizler yapýlmýþ ve tüm parçalardaki gerilmeler hesaplanmýþtýr. Analizler sonucunda bulunan ýsýl gerilme deðerleri için regresyon analizleri yapýlarak amaç fonksiyonlarý belirlenmiþtir. Daha sonra belirlenen kýsýtlamalar altýnda bu amaç fonksiyonlarýnýn optimizasyon çalýþmasý yapýlmýþtýr. Bu analizler hem dikdörtgen kesitli dirsekler için hem de dairesel kesitli dirsekler için yapýlmýþtýr. Böylelikle elastisite modülü, ýsýl genleþme katsayýsý ve sýcaklýk gibi deðiþken parametrelerin termoelektrik modülde oluþan ýsýl gerilmeleri nasýl etkilediði gözlemlenmiþtir. Ayný çalýþmanýn dairesel kesitli dirseklerde yapýlmasýyla da geometrik olarak parametre deðiþiminin ýsýl gerilmeleri nasýl deðiþtirdiði gözlemlenmiþtir. (Bu bildiri birinci sýrada yer alan yazarýn yüksek lisans tez çalýþmasýndan üretilmiþtir.)
Anahtar Kelimeler: Termoelektrik jeneratör, Isýl gerilmeler, Sonlu elemanlar analizi, regresyon analizi, optimizasyon
|