İKİ KATMANLI TENCERE TABANININ ISIL ANALİZİ VE TASARIMI

Transkript

1 T.C. DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İKİ KATMANLI TENCERE TABANININ ISIL ANALİZİ VE TASARIMI BİTİRME PROJESİ MEHMET ALİ CANPOLAT SERHAT SAĞLAMCA Projeyi Yöneten Prof. Dr. Mehmet ZOR Mayıs, 2011 İzmir

2 TEZ SINAV SONUÇ FORMU Bu çalışma / /. günü toplanan jürimiz tarafından BİTİRME PROJESİ olarak kabul edilmiştir. Yarıyıl içi başarı notu 100 (yüz) tam not üzerinden (.. ) dir. Başkan Üye Üye Makine Mühendisliği Bölüm Başkanlığına,.. numaralı jürimiz tarafından / /. günü saat da yapılan sınavda 100 (yüz) tam not üzerinden. almıştır. Başkan Üye Üye ONAY 2

3 TEŞEKKÜR İki katmanlı tencere tabanının ısıl analizi projesinde bize Ansys programı hakkında yardımlarını esirgemeyen araştırma görevlisi Mehmet Emin DENİZ e ve Prof. Dr. Mehmet ZOR a teşekkürlerimizi sunuyoruz. Serhat SAĞLAMCA Mehmet Ali CANPOLAT 3

4 ÖZET Katmanlı bir yapıda, metal plakanın bir tarafı düzensiz olarak ısıtılırken diğer tarafında düzgün bir sıcaklık dağılımına ulaşmak istendiğinde ( çakma tabanlı tencerelerde olduğu gibi) katmanlı yapının kalınlıkları üzerinde bir düzenlemeye gitmek gerekir. Isıl genleşme katsayıları farklı, iki malzemeden oluşmuş bir katmanlı silindirik yapının, ortaya çıkacak sıcaklık değişimlerinde farklı genleşme göstermesi de üzerinde çalışılması gereken önemli bir problemdir. Bu çalışmada, bu ana fikir etrafında bu probleme çözüm arandı. Bu amaçla katmanlı yapının ısıtılan tarafına değişen kalınlıklarda Cu/Al yerleştirildi. Al/CrNi katmanlı yapısı Cu/CrNi katmanlı yapısına göre daha düşük ısı iletimi ve daha yüksek sıcaklık gradyenti gösterdi.iki farklı metalin arayüzeyindeki ısıl gerilmeler de imalatçının dikkatine sunuldu. Simülasyon sonucunda Cu/CrNi katmanlı yapısında Al/CrNi katmanlı yapısına göre daha düzgün bir sıcaklık dağılımı ve daha düşük gerilme değerleri ortaya çıktığı gözlendi. Bu amaç için sonlu elemanlar yöntemi (FEM) program paketi; ANSYS kullanıldı. 4

5 İÇİNDEKİLER 1.GİRİŞ Tencere Tabanının Ansys te Modellenmesi Eleman Tipi Seçimi Axisymetric (Dönel Simetrik) Özelliği Atanması Malzeme Özelliklerinin Girilmesi Elastisite Modülü ve Poisson Oranının Girilmesi Termal Genleşme Katsayısı nın Girilmesi Isı İletim Katsayısı nın Girilmesi Sıcaklık Birimi Seçimi Keypoint lerin Oluşturulması Line Oluşturulması Alan Oluşturulması Çizgilerle Alan Oluşturulması Ölçü Verilerek Alan Oluşturulması Alanların Yapıştırılması Malzeme Özelliklerinin Atanması Mesh Boyutu Belirleme Mesh Yapma Yükleme Ve Sınır Şartlarının Girilmesi Analiz Tipinin Belirlenmesi X Yönünde Ankastre Sıcaklık Yüklemesi Taşnım Katsayısı ve Sıcaklığın Girilmesi Çözdürme 24 2.SONUÇLAR VE DEĞERLENDİRME Sıcaklık Dağılımları Alüminyum Taban İçin Sıcaklık Dağılımları Bakır Taban İçin Sıcaklık Dağılımları Karşılaştırmalı Sıcaklık Grafikleri Gerilme Dağılımları Al (Alüminyum) İçin Gerilme Dağılımları Cu (Bakır) İçin Gerilme Dağılımları Karşılaştırmalı Gerilme Dağılımları 34 3.SONUÇLARIN YORUMLANMASI 36 4.KAYNAKLAR 37 Sayfa 5

6 ŞEKİL LİSTESİ Sayfa ŞEKİL 1.1 : ELEMAN TİPİ SEÇİMİ ŞEKİL 1.2 : ELEMAN TİPİ ŞEKİL 1.3 : AXISYMETRIC ÖZELLİĞİ ŞEKİL 1.4 : ELASTİSİTİE MODÜLÜ VE POİSSON ORANININ GİRİLMESİ ŞEKİL 1.5 : TERMAL GENLEŞME KATSAYISININ GİRİLMESİ ŞEKİL 1.6 : ISI İLETİM KATSAYISININ GİRİLMESİ ŞEKİL 1.7 : SICAKLIK BİRİM SEÇİMİ ŞEKİL 1.8 : KEYPOİNTLERİN OLUŞTURULMASI ŞEKİL 1.9 : ÇİZGİLERİN OLUŞTURULMASI ŞEKİL 1.10 : ALAN OLUŞTURULMASI ŞEKİL 1.11 : ÜST TABAN ALANININ EKLENMESİ ŞEKİL 1.12 : GLUE KOMUTU İLE ALANLARIN YAPIŞTIRILMASI ŞEKİL 1.13 : MESH ATTRİBUTES ŞEKİL 1.14 : MESH SİZE ŞEKİL 1.15 : MESH GÖRÜNTÜSÜ ŞEKİL 1.16 : ANALİZ TİPİ ŞEKİL 1.17 : X YÖNÜNDE ANKASTRE ŞEKİL 1.18 : SICAKLIK YÜKLEMESİ ŞEKİL 1.19 : TAŞINIM KATSAYISI VE SICAKLIĞIN GİRİLMESİ ŞEKİL 1.20 : PARÇANIN YÜK VE SINIR ŞARTLARI GİRİLMİŞ HALİ ŞEKİL 1.21 : SOLVE KOMUTU ŞEKİL 2.1 : AL 10MM SICAKLIK DAĞILIMI ŞEKİL 2.2 : AL 8MM SICAKLIK DAĞILIMI ŞEKİL 2.1 : AL 6MM SICAKLIK DAĞILIMI ŞEKİL2.1 : AL 4MM SICAKLIK DAĞILIMI ŞEKİL2.5 : CU 10MM SICAKLIK DAĞILIMI ŞEKİL2.6 : CU 8MM SICAKLIK DAĞILIMI ŞEKİL2.7 : CU 6MM SICAKLIK DAĞILIMI ŞEKİL2.8 : CU 4MM SICAKLIK DAĞILIMI ŞEKİL2.9: AL-CRNI TABAN SICAKLIK DAĞILIMI GRAFİĞİ ŞEKİL2.10: CU-CRNI TABAN SICAKLIK DAĞILIMI GRAFİĞİ

7 ŞEKİL2.11: AL-CRNI CU-CRNI TABAN SICAKLIK DAĞILIMI GRAFİĞİ ŞEKİL2.12: CU 10MM GERİLME DAĞILIMI ŞEKİL2.13: AL 10MM GERİLME DAĞILIMI ŞEKİL2.14: AL-CRNI TABAN GERİLME GRAFİĞİ ŞEKİL2.15: CU-CRNI TABAN GERİLME GRAFİĞİ ŞEKİL2.16: AL-CRNI VE CU-CRNITABAN GERİLME GRAFİĞİ

8 GİRİŞ Bir yüzeyinde düzgün olmayan bir sıcaklık dağılımına sahip düzlem bir levhanın diğer yüzeyinde de düzgün bir sıcaklık dağılımının ortaya çıkması istendiğinde, katmanlı olarak düşünülecek levhanın birden fazla malzeme çeşidinden oluşacak yapısında malzemeler arası geometride bazı düzenlemelere gitmek gerekir. Bir sistemin ısıtılmasını gerektiren durumlarda hem sistemi dolduran hemde sistemi sınırlayan malzemelerin ısıl iletkenliklerinin yanında ısıl genleşme katsayıları sistemlerin modellenmesinde önemli bir belirleyiciliğe sahiptir. Bir çok durumda düşük ısıl iletkenlikli malzemeler ısının iletilmesine karşı koymasıyla bir direnç olarak karşımıza çıkar ve bu durumun ortaya çıktığı ısıl sistemlerin tasarımında özellikle dikkate alınırlar. Sözü edilen malzemelerin ısıl özelliklerinin yanı sıra mukavemet özellikleri de bunların üretimlerinde sınırlayıcı etken olarak göz önüne alınır.isıl genleşme katsayıları farklı iki malzemeden oluşmuş bir katmanlı silindirik yapı ortaya çıkacak sıcaklık değişimlerinde farklı genleşme gösterir. Bu genleşme katmanlı yapı arayüzeyinde gerilmeler doğuracaktır. Tasarım aşamasında, arayüzey bu gerilmeleri taşıyacak yapıda düşünülmeli ve şekil değişimleri de gözönünde bulundurulmalıdır. Aksi durumda, çakma tabanlı tencere imalatçılarının ilk ürünlerinde karşılaştıkları, taban atma problemi benzeri durumlar ortaya çıkacaktır. Bu yüzden imalatta termal genleşme katsayıları birbirine yakın malzemeler kullanılması gerekir. Her iki özelliği birden taşıyan yani; hem ısıl iletkenliği iyi olan hem de ısıl genleşmelerden dolayı imalat zorluğu olmayan bir kompozisyon tasarlamak tasarımcının temel sorunudur. Isının istenilen şekilde iletilmesinin zorluğu, kanatlı tip ısı değiştiricisi kanat tasarımında ısının uç noktalara kadar iletilmesinde karşımıza çıktığı gibi, bir motor 8

9 bloğunda silindir içindeki yanmanın düzgün sıcaklık dağılımı sahip bir ortamda gerçekleşmesinde ve bir yüzeyinden düzgün olmayan bir şekilde ısıtılan levhaların, çelik tencere tabanlarında olduğu gibi, diğer yüzeylerinde düzgün bir sıcaklık dağılımına ulaşmada da karşımıza çıkar. Bu güçlüğün giderilmesi için, ısı değiştiricisinin kanat geometrisinde düzenlemelere gidilirken düzlem levhalarda veya benzer sistemlerde ısıtılmayan yüzeylerde düzenli bir sıcaklık dağılımına ulaşmak için ısıtılan yüzeyde düzenli bir sıcaklık dağılımı sağlanmaya çalışılır. Yapılan çalışmalarda etkin bir ısıl iletkenliğe ulaşabilmek için kompozit malzemeler üzerinde araştırmalar yapılmış ve yeni malzeme yapıları belirlenmiş, ayrıca katmanlı levhalar kullanılarak sıcaklık dağılımında sayısal optimizasyona gidilmiştir. Çelik gibi malzemelerin ısının iletilmesine büyük direnç göstermesi ve bunun sonucunda kararlı durumda ısının yayıldığı doğrultu üzerinde birbirine yakın noktalar arasında bile büyük sıcaklık değişimleri doğurmasına karşılık bakır ve alüminyum gibi malzemeler ısının iletilmesine fazlaca direnç göstermez ve birbirine uzak noktalar arasında bile düşük sıcaklık değişimleri ortaya çıkar. Günümüz teknolojisinin, farklı malzemelerin bir arada kullanıldığı, bir çok gelişmiş ürününde, bilgisayar işlemcilerinde olduğu gibi, düzgün sıcaklık dağılımı ve oluşan ısının dışarı atılması önemli bir problemdir. Ayrıca farklı malzemelerin tabakalar halinde kullanıldığı kompozit yapılarda düzgün sıcaklık dağılımı oluşacak gerilme ve şekil değişimlerini yenme açısından incelenmiştir. Bakır ve dökme demirden oluşmuş katmanlı silindirik yapı için eksenel ve eksene dik yönde ısı iletim değerleri bakır ve dökme demirin farklı oranları için incelenmiş ve bu yapıya ait ısı iletim katsayıları araştırılmıştır.çalışmalarda, bakır ve 304 çeliği 12 MPa basınç altında ve 800 C sıcaklıkta 30 dakika sıkıştırılarak difüzyon kaynaşması sağlanmıştır. Farklı malzemelerin ısıl iletkenliklerinin farklılık gösteriyor olması temelde problem olsa da, her iki malzemenin değişen kalınlıklarda kullanıldığı katmanlı yapıyla, malzemenin ısı iletim katsayısı bakır ve alüminyum için iletim çelik için direnç değeri gösterdiği düşünülerek oluşturulacak arayüzey düzenlemesiyle, ısıtılan yüzeye düzgün olmayan bir 9

10 sıcaklık dağılımı uygulanırken, ısıtılmayan yüzeyde nisbeten düzgün sıcaklık dağılımına ulaşılabileceği düşüncesini destekler. Bu çalışmada bu anafikir etrafında çelik tencere imalatçılarının temel problemlerinden birisi olan tencerenin taban alt yüzeyinde oluşan ısının taban üst yüzeyine akması ve üst yüzeydeki sıcaklık dağılımının düzgünleştirilmesi problemi incelendi. Ayrıca bu modelleme sonucu oluşan gerilme ve şekil değişimleri göz önünde bulundurularak en uygun malzeme ve bu malzemeye ait kalınlık tespit edildi. Model olarak, belirli bir kalınlıktaki düzlem bir silindirik levhanın bir yüzeyinden düzgün olmayan bir şekilde sıcaklık uygulanırken diğer yüzeyinde düzgün bir sıcaklık dağılımına ulaşılmaya çalışıldı. Bunun için Cu/CrNi ve Al/CrNi katmanlı yapılarının farklı kalınlıkları sonlu elemanlar yöntemi (ANSYS) ile incelendi. 10

11 1.1 Tencere Tabanının Ansys de Modellenmesi Tencere tabanı 2 katmanlı olarak modellenecektir. Bunun için ANSYS 12 programı kullanılacak ve dönel simetrik olarak(axysymetric) tasarlanacaktır. Bu yapı bize modelleme de çok büyük kolaylık sağlayacağı gibi 3 boyutlu modellemeye gitmemizi gerektirmeyecek ve bize zaman kazandıracaktır ELEMAN TİPİ SEÇİMİ Main Menu > Preferences den Structural ve thermal i seçilir. OK basılır. Main Menu > Preprocessor >Element Type>Add/Edit/Delete seçilir. Element Type penceresinden Add.. e tıklanır. Library of Element Types penceresinden coupled field ve quad 8 node 223 seçilir. OK basılır. 11

12 Şekil 1.1 Eleman tipi seçimi Şekil 1.2 : Eleman Tipi 12

13 Axisymetric (dönel simetrik) Özelliği Atanması Main Menu > Preprocessor >Element Type>Add/Edit/Delete seçildikten sonra options menüsünden element behavior u axisymetric seçilir. Şekil 1.3 :Axisymetric özelliği 13

14 1.1.1 MALZEME ÖZELLİKLERİNİN GİRİLMESİ Bakır ve Alüminyum için ısı iletim katsayısı sırasıyla; k cu =386 (W/mK) ve k Al =190 (W/mK), %18Cr, %8Ni içeren CrNi çeliği için ise k Cr-Ni =16,3 W/(mK), bu malzemeler için ısıl genleşme katsayıları sırasıyla; a cu = 1, / o C, a Al = / o C, a CrNi = / o C Elastisite Modülleri; E cu = 110GPa, E Al =70GPa, E cr-ni =200GPa Poisson Oranları n cu = 0.29, n Al =0.28, n cr-ni =

15 Elastisite Modülü ve Poisson Oranı nın Girilmesi Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural > Linear >Elastic > isotropic sekmesinden şekildeki değerler girilir. Şekil 1.4 :Elastisite Modülü ve Poisson Oranı nın Girilmesi 15

16 Termal Genleşme Katsayısı nın Girilmesi Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural > Thermal Expansion> Secant Coefficient>isotropic sekmesinden değerler girilir. Şekil 1.5 : Termal Genleşme Katsayısı nın Girilmesi Isı İletim Katsayısı nın Girilmesi Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material Models > Thermal > Conductivity sekmesinden değerler girilir. Şekil 1.6 : Isı İletim Katsayısı nın Girilmesi 16

17 1.1.3 SICAKLIK BİRİM SEÇİMİ Main Menu > Preprocessor >Temperature units sekmesinden Celcius ayarlanır. Şekil 1.7 : Sıcaklık Birim Seçimi KEYPOİNT LERİN OLUŞTURULMASI Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Keypoints>In active cs den koordinatlar metrik sisteme göre girilir ve line çizimi için uygun hale getirilir. Şekil 1.8 : Keypoint lerin Oluşturulması 17

18 1.1.5 Line Oluşturulması Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Straight Line komutuyla keypointlere tıklayarak istediğimiz çizgiyi oluştururulur ALAN OLUŞTURULMASI Şekil 1.9 : Çizgilerin Oluşturulması Çizgilerle Alan Oluşturulması Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>By Lines sekmesiyle bütün çizgileri seçerek ok lenir ve alanımızı oluştururulur. Şekil 1.10 : Alan Oluşturulması 18

19 Ölçü Verilerek Alan Oluşturulması Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions komutuyla istediğimiz ölçüler girilerek (metrik sistemde) alanımızı oluştururuz. Şekil 1.11 :Üst Taban Alanının Eklenmesi ALANLARIN YAPIŞTIRILMASI Main Menu>Preprocessor>Modeling>operate>Glue>Areas alanlar üstüne tıklanarak seçilir ve ok lenir.artık parçalar birbirinden ayrılamaz. Şekil 1.12 : Glue Komutu ile Alanların Yapıştırılması 19

20 1.1.8 MALZEME ÖZELLİKLERİNİN ATANMASI Main Menu > Preprocessor>Meshing>Mesh Attiributes>Picked Areas komutuyla özelliklerinin atanması için teker teker alanların üstüne tıklanır ve malzeme numarasına göre seçim yapılır. Şekil 1.13 : Mesh Attiributes MESH BOYUTU BELİRLEME Main Menu > Preprocessor>Meshing>Size Controls>Manuel Size>Global>Size komutuyla istenilen mesh boyutu girilir. Şekil 1.14 : Mesh Size 20

21 MESH YAPMA Main Menu > Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free komutuna asıldıktan sonra çıkan pencerede pick all seçeneği tıklanarak mesh işlemi tamamlanır. Şekil 1.15 :Mesh Görüntüsü 1.2 YÜKLEME VE SINIR ŞARTLARININ GİRİLMESİ Analiz Tipinin Belirlenmesi Main Menu >Solution>Analysis type> New analysis komutundan çıkan pencereden steady state seçeneği tıklanır. Şekil 1.16 : Analiz Tipi 21

22 1.2.2 X YÖNÜNDE ANKASTRE Main Menu > Preprocessor> Solution>Define Loads>Structural>Displacement>On Lines komutuyla ankastre yapılacak sınır seçilir ve ok e basılır SICAKLIK YÜKLEMESİ Şekil 1.17 : X yönünde Ankastre Main Menu > Preprocessor> Solution>Define Loads>Settings>Uniform temperature sekmesinden malzemenin ilk sıcaklığı girilir ve daha sonra Main Menu > Preprocessor> Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Temperature>On Lines komutuyla istenilen sıcaklık çizgiye yüklenir. Şekil 1.18 : Sıcaklık Yüklemesi 22

23 1.2.4 TAŞINIM KATSAYISI VE SICAKLIĞIN GİRİLMESİ MainMenu>Preprocessor>Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Convection>On Lines sekmesinden malzeme ile dış ortam arasındaki taşınım katsayısı metrik sisteme uygun olarak girilir ve dış ortam sıcaklığı girilir. Şekil 1.19 : Taşınım Katsayısı ve Sıcaklığın girilmesi Şekil 1.20 : Parçanın Yük ve Sınır Şartları Girilmiş Hali 23

24 1.3 Çözdürme Main Menu > Preprocessor> Solution> Solve> Current LS ye basılır ve analizin çözümü yaptırılır.bu işlem mesh sayısına ve büyüklüğüne göre biraz vakit alabilir. Şekil 1.21 : Solve Komutu 24

25 2. SONUÇLAR VE DEĞERLENDİRME 2.1 SICAKLIK DAĞILIMLARI Alüminyum Taban İçin Sıcaklık Dağılımları Şekil 2.1 : Al 10mm Sıcaklık Dağılımı Şekil 2.2 : Al 8mm Sıcaklık Dağılımı 25

26 Şekil 2.3 : Al 6mm Sıcaklık Dağılımı Şekil 2.4 : Al 4mm Sıcaklık Dağılımı 26

27 2.1.2 Bakır Taban İçin Sıcaklık Dağılımları Şekil 2.5 : Cu 10mm Sıcaklık Dağılımı Şekil 2.6 : Cu 8mm Sıcaklık Dağılımı 27

28 Şekil 2.7 : Cu 6mm Sıcaklık Dağılımı Şekil 2.8 : Cu 4mm Sıcaklık Dağılımı 28

29 2.1.3 Karşılaştırmalı Sıcaklık Grafikleri Şekil 2.9 : Al-CrNi Taban Sıcaklık Dağılımı Grafiği Şekil 2.10 : Cu-CrNi Taban Sıcaklık Dağılım Grafiği 29

30 Şekil 2.11 : Cu-CrNi ve Al-CrNi Taban Sıcaklık Dağılım Grafiği 30

31 10 mm taban kalınlıklı Al/CrNi katmanlı yapısı kullanılarak elde edilen yüzey sıcaklık dağılımlarına bakıldığında en üst ve en alt sıcaklık değerleri 293 C ve 115 C ve bunlar arasındaki fark 178 C iken, Cu/CrNi katmanlı yapısı kullanılarak elde edilen yüzey sıcaklık dağılımlarına bakıldığında en üst ve en alt sıcaklık değerleri 314 C ve 156 C ve bunlar arasındaki fark 158 C çıkmaktadır. Bu durumda Cu/CrNi, Al/CrNi göre hem sıcaklık gradyenti açısından daha düşük bir değer gösterirken hem de ortalama sıcaklığı yaklaşık 30 C yukarı çekmektedir. Al/CrNi ile Cu/CrNi katmanlı yapısı için aynı şartlarda elde edilmiş yüzey sıcaklık değerlerinin karşılaştırması verilmiştir. Çok farklı ısıl iletkenliklere sahip olan CrNi çeliği ve Cu nun geometrik yapıda uygun bir şekilde kullanılması, ısıtılmayan yüzeyde düzgün olarak kabul edilebilecek bir sıcaklık dağılımının elde edilmesiyle sonuçlanmıştır. Her ne kadar elde edilen bu değerler saf bakırla elde edilen yüzey sıcaklık değerlerine ulaşamamışsa da CrNi çeliğine göre bu ortalama yüzey sıcaklığı daha yüksek değere çekilmiştir. Bu ise, ısıtılan yüzeydeki daha düşük sıcaklık değerleri için suyla temas halinde olan yüzeyde CrNi çeliğine göre daha iyi sonuçlar elde edilmesi demektir. 31

32 2.2 GERİLME DAĞILIMLARI Al (alüminyum) İçin Gerilme Dağılımları Şekil 2.12 : Al 10mm Gerilme Dağılımı Şekil 2.14 : Al-CrNi Taban Gerilme Grafiği 32

33 2.2.2 Cu (bakır) İçin Gerilme Dağılımları Şekil 2.13 : Cu 10mm Gerilme Dağılımı Şekil 2.15 : Cu-CrNi Taban Gerilme Grafiği 33

34 2.2.3 Karşılaştırmalı Gerilme Dağılımları Şekil 2.16 : Al-CrNi ve Cu-CrNi Taban Gerilme Grafiği 34

35 Ortaya çıkan gerilme ve şekil değişimlerinin önüne geçmek için, tasarım safhasında arayüzey geometrisi dikkate alınmalıdır. Ele alınan arayüzey geometrileri Şekilde verilen gerilmeleri ortaya çıkarmaktadır. İki farklı malzeme, bu gerilmeleri taşıyacak bir yöntemle birleştirilmeli ve ortaya çıkan şekil değişimleri de gözönünde bulundurulmalıdır. Aksi durumda, Termik tabanlı tencere imalatçılarının alüminyum taban çaktıklar ilk ürünlerinde karşılaştıkları taban atma problemi benzeri durumlar ortaya çıkacaktır. Şu an kullanılan alüminyum tabanlı tencereler yerine bakır taban kullanılması durumunda yukarıda sözü geçen iyileşmelerin ortaya çıkacağı açıktır. Bunun yanında şekillerde verilen gerilme değerlerine bakarak şunu söyleyebiliriz: Al taban için en düşük gerilme değeri 6 mm taban kalınlığında ortaya çıkmaktadır. Bu değer Cu taban için en düşük gerilmenin ortaya çıktığı 10 mm kalınlıktaki gerilme değerinden oldukça yüksektir. 35

36 3. SONUÇLARIN YORUMLANMASI Sonuç olarak; 10 mm tabanlı, Cu/CrNi katmanlı yapısı; gerilme değerleri açısından en küçük gerilme değerlerini vermekte, düşük gerilme değerlerinden dolayı en düşük şekil değişimine maruz kalmakta, yüzey sıcaklık dağılımı olarak en düşük gradyenti vermekte ve son olarak en yüksek ortalama sıcaklığı sağlamaktadır. Bu durumda, kullanılan alüminyum taban yerine bakır taban kullanılması bir kez daha gözden geçirilmelidir.taban kalınlığının artması istenen durumları sağlamasına rağmen maliyeti arttıracaktır. Maliyet faktörü de göz önünde bulundurularak optimizasyon çalışması yapılabilir. Teorik hesaplamalarla bulunan taşınım katsayılarının gerçeğe daha fazla yakınlaştırmak için nasıl bir yöntem izlenebilir denilirse; Tencerenin belirli noktalarından sıcaklık ölçümleri alınır. Analizlerde aynı noktanın sıcaklığı ile karşılaştırılır. Deneysel ve Analiz değerleri birbirlerini tutana kadar taşınım katsayılarında düzeltmeler yapılır. Böylece sıcaklık dağılımı açısından gerçeğe en yakın sonuçlar elde edilir. Hatta bu ölçümler malzemelerin ısıl özelliklerinde olabilecek hataları bile elimine eder. Zira bu özellikleri girmemizin amacı sıcaklık dağılımının elde edilmesidir. 36

37 4.KAYNAKLAR ANSYS, The general purpose finite element software, (version 6.1). Houston, TX: Swanson Analysis Systems, Inc. MAKİNE TEKNOLOJİLERİ DERGİSİ, Cilt 7, (2004), Sayı 4, AYATA Tahir. Halıcı, F., Gündüz, M., Örneklerle Isı Geçişi, Sakarya,