Browsing by Author "Gökaslan, Mustafa Yasin"

Now showing 1 - 3 of 3

Experimental Investigation of Flow and Heat Transfer in Different Porous Media
(2023) Yıldız, Erdem; Gökaslan, Mustafa Yasin
Dünyanın ve ülkemizin gelişerek büyüyen sanayisine hem bilimsel hem de teknolojik alanlarda ciddi katkısının olacağı bu yapılan çalışmada literatürde deneysel olarak yeterince çalışma olmadığından daha sonra yapılacak birçok çalışmaya da kaynaklık ederek büyük katkı sağlayacaktır. Eklemeli imalat sayesinde küçük hacimli, hafif ve üretim maliyetlerinin düşük olduğu gözenekli ortamlar üretilebilir. 3D yazıcılar kullanılarak eklemeli imalat ile oluşturulan PLA ve ABS içerikli polimer parçalar kanal içerisine yerleştirilmiştir. Elde edilen gözenekli ortamların gözeneklilikleri sırasıyla %67 ve %78 olarak hesaplanmıştır. Hava akışı ile yapılan deneylerde, kanal hidrolik çapına göre Reynolds sayıları 2882.9 – 30990 ve geçirgenliğe göre hesaplanmış Reynolds sayıları 9.62 – 121.4 aralığındadır. Bu aralıkta yapılan deneyler gözenekli ortamın Türbülans akış rejimine karşılık gelmektedir. Basınç düşüşü ile hız arasındaki ilişki ikinci dereceden polinom olarak elde edilmiştir. Gyroid tasarımındaki göznekli ortamın geçirgenliği ve şekil sürüklenme katsayısı PLA için sırasıyla 2.79x10-8 m2 ve ABS için 5.52x10-8 m2 ve 0.09 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca gyroid şekilli gözenekli ortamlar için geçirgenliğe bağlı olarak sürtünme katsayıları sunulmuştur. PLA ve ABS malzemelerinden üretilmiş gözenekli ortamların alt yüzeyinden sabit ısı akısı uygulayarak ısı geçişi deneysel incelenmiştir. Kanalın içerisinin boş olması, PLA ve ABS malzemeli gözenekli ortam olması durumlarında Nusselt sayısı ile Reynolds sayısı arasındaki ilişki verilmiştir. Ayrıca deneyde kullanılan gözenekli ortamlar için de geçirgenliğe göre hesaplanmış Nusselt ve Reynolds sayıları arasındaki ilişki de araştırılmıştır. Bu çalışma sayesinde üç boyutlu yazıcılar ile üretilmiş gyroid şekilli gözenekli ortamların basınç düşüşü ve ısı geçişi hakkında bilgi verilmektedir.
Investigation of the Effect on Thermal Performance Using Organic Phase Change Material in Battery Cooling Systems
(2025) Gökaslan, Mustafa Yasin
The thermal performance of lithium-ion battery under passive cooling (organic PCM) is investigated experimentally. Coconut oil, soy wax and palm wax are used as organic PCM. This study investigates the temperatures at the anode, cathode and midpoint of the battery in natural convection and the effects of passive cooling method on three different organic PCMs located around Li-ion battery during different discharges (1C, 2C and 3C). The results with PCM are also compared with the cases without PCM and the effects of organic PCMs on battery thermal performance are determined. According to the experimental results, it is determined that at the highest discharge rate, coconut oil completely melted, palm wax is in mushy phase region and soy wax does not change phase. Depending on discharge rates, in the case without PCM, while the maximum battery surface temperatures range from 30.7 °C to 48.8 °C, these temperatures range from 25.5 °C to 42.6 °C for coconut oil, 24.8 °C to 41.8 °C for soy wax, and 25 °C to 40.5 °C for palm wax. Battery cooling performance is better in palm wax. In addition, when the surface temperatures of the battery are compared with organic PCMs temperature, it is identified that there is very little difference. These findings indicate that passive cooling can also reduce battery operating temperature and the use of organic PCMs can make positive contributions to battery thermal performance.
Investigation of Thermal Performance of Battery Inside the Structure Consisting of Phase Change Material and Porous Media
(2024) Altan, Simge; Gökaslan, Mustafa Yasin
Bu çalışmada, lityum iyon pillerin farklı deşarj oranlarında ve farklı soğutma tasarımlarında ısıl performansları deneysel olarak incelenmiştir. Lityum iyon pillerin batarya yönetim sisteminin iyi olması kadar ısıl yönetim sisteminin de iyi tasarlanması gerekmektedir. Lityum iyon pillerde yüksek sıcaklık istenmeyen bir durumdur. Pilin yüksek sıcaklıklarda çalışması içyapısının bozulmasına, kapasitesinin kaybına ve yüksek deşarj döngüsü ömrünün azalmasına sebep olmaktadır. Bu kapsamda pil ve pil paketlerinin farklı koşullarda soğutulması durumlarındaki batarya sıcaklıkları incelenmiştir. İlk olarak tekli pil için araştırmalar yapılmış olup farklı hava kalınlıklarında ve farklı deşarj oranlarında bataryanın ve batarya kutusunun sıcaklıkları belirlenmiştir. Hava kalınlığının artması batarya ısıl performansı açısından oldukça önemlidir. Daha sonra aynı hava kalınlarındaki batarya kutusuna iki farklı faz değiştiren malzeme (FDM) yerleştirmiş ve FDM'nin batarya ısıl performansına etkisi araştırılmıştır. Düşük deşarj oranlarında her iki FDM hemen hemen aynı ısıl özelliği göstermektedir. Fakat deşarj oranı arttıkça FDM 35 malzemesi daha iyi performans göstermiştir. Fakat FDM 35 malzemesi katı fazda oldukça sert bir malzeme olup, batarya modülü oluştururken dezavantaj oluşturmaktadır. Bu yüzden katı fazda daha yumuşak olan FDM 42 malzemesi daha uygun olduğu tespit edilmiştir. Dört seri ve iki paralel bağlantıdan oluşan iki özdeş batarya modülü oluşturulmuş ve batarya kutusunun içerisinin boş, FDM'li ve kompozit FDM'li deney şartlarında farklı deşarj oranlarında batarya modülünün ısıl performansı araştırılmıştır. Bu batarya modüllerinde piller arası mesafenin 2 ve 8 mm olduğu iki farklı batarya kutusu ele alınmıştır. Boş batarya modülünde en fazla 2C deşarj oranında deneylere imkân sağlamıştır. Daha yüksek deşarj oranlarında batarya modülünün tavsiye edilen sıcaklık değerini aşmaktadır. Fakat içerisine hem FDM hem de kompozit FDM yerleştirilmesi durumunda batarya deşarj oranı 5C'ye kadar çıkmıştır. 5C deşarj oranında en yüksek batarya sıcaklığı yaklaşık 60℃ olup pil için güvenli sıcaklık aralığındandır. Düşük deşarj oranlarında FDM ve kompozit FDM'li batarya modüllerindeki batarya yüzey sıcaklıkları hemen hemen aynıdır. Deşaj oranı arttıkça gözenekli yapının etkisi de görülmeye başlanmıştır. Bakır örgü ve metal yün gözenekli yapılarla oluşturulan kompozit FDM'ler sayesinde saf FDM'ye göre batarya yüzey sıcaklığı daha düşük olduğu saptanmıştır. Ayrıca gözenekli yapı sayesinde kompozit FDM'nin efektif ısı iletim katsayısı artmış ve batarya da üretilen ısıyı ortama daha hızlı aktarmıştır. Gözenekli yapılar sayesinde FDM daha erken süre de eridiği görülmüştür. Batarya yüzey sıcaklığı bakımından hemen hemen her iki metal gözenekli ortamlar aynı performansı sergilese de bakır örgülü FDM en iyi ısıl performansı sergilemiştir. FDM'li ve kompozit FDM'li batarya modülünde de piller arası mesafenin oldukça önemli olduğu görülmüştür. Piller arası mesafe arttıkça batarya yüzey sıcaklıklarının daha düşük olduğu görülmüştür. Bu piller arası mesafe arttıkça batarya kutusunun hacmi dolayısıyla FDM hacmi artmaktadır. Batarya kutusu içerisinde daha fazla ağırlıkta FDM'nin olması batarya ısıl performansı için önemli olduğu görülmüştür. FDM ve özellikle kompozit FDM sayesinde batarya modülünün içerisindeki pillerin sıcaklıkları da daha homojen ve birbirleri ile aynı sıcaklıklardadır. Anahtar kelimeler: Batarya ısıl yönetim sistemi, Faz değiştiren malzeme, Gözenekli ortam, Lityum iyon batarya, Pasif soğutma