ZnO Katkılı Greslerin Sıcaklık ve Soğurma Özelliklerinin Araştırılması

Yıl 2021, Cilt: 37 Sayı: 2, 240 - 248, 28.08.2021

Gökhan Gökdemir , Nimeti Döner , Zerrin Sert , Fatih Şen

Öz

Dış ortamlarda çalışan büyük iş makinalarının hareketli aksamlarını yağlamakta kullanılan greslerin iki tipi seçilerek, ısıl özellikleri hem deneysel hem sayısal yöntemlerle incelenmiştir. Gerçek çalışma şartlarını simule eden bir test düzeneği hazırlanmıştır. Katkısız ve mikroparçacık katkılı greslerin sıcaklık ve moment değişimleri bu test düzeneğinde analiz edilmiştir. Katkı maddesi olarak yüksek enerjili elektromanyetik radyasyona dayalı yarı iletken bir malzeme olan ZnO (çinko oksit) ağırlıkça farklı oranlarda greslere karıştırılarak test edilmiştir. Işınım özellikleri görünür dalga boyunda ve 2.5-20 μm’lik kızılötesi dalgaboyu aralıklarında analiz edilmiştir. Ayrıca deneysel sonuçlar, Ayrık Dipol Yaklaşımı (DDA) yöntemiyle soğurma verimlilik faktörleri bakımından değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar momentum, sıcaklık ve soğurma değerleri üzerinden sunulmuştur. Sıcaklık ve moment dağılımları, metalik mikroparçacıkların ağırlıkça katkı oranlarına ve gres tipine göre değişiklik göstermiştir. Kauçukla kalınlaştırılmış gres, lityumla kalınlaştırılmış gresten daha yüksek momentlere ulaşmaktadır. Katkılı greslerin soğurma değerleri, kızılötesi dalga boyundaki katkısız greslere göre daha küçüktür. Bu nedenle, katkılı greslerin büyük iş makinalarının hareketli aksamlarında oluşan ısıyı hızlı bertaraf edebilecekleri görülmektedir.

Anahtar Kelimeler

Gres, Mikroparçacık, Sıcaklık dağılımları, Soğurma, Işınım özelikleri

Kaynakça

• Referans1 Levinson R., Berdahl P., Akbari H. 2005. Solar spectral optical properties of pigments e part I: model for deriving scattering and absorption coefficients from transmittance and reflectance measurements. Solar Energy Material Solar Cells, 89, 319-349.
• Referans2 Xie G., , Xiong J.Y. , Liu H.T. , Xu B.P. , Zheng H.F., Yang Y.J. 2015. Experimental and numerical investigation on a novel solar still with vertical ripple surface. Energy Conversion and Management, 98, 151-160.
• Referans3 O. Behar O., Khellaf A., Mohammedi K. 2015. Comparison of solar radiation models and their validation under Algerian climate–the case of direct irradiance. Energy Conversion and Management, 98, 236-251.
• Referans4 Zhou Z., Cheng Q., Li P.P., Zhou H.C. 2014. Non-imaging concentrating reflectors designed for solar concentration systems. Solar Energy, 103, 494-501.
• Referans5 Cheng Q., Chai J. L, Zhou Z., Song J.L. , Su Y. 2014. Tailored non-imaging secondary reflectors designed for solar concentration systems. Solar Energy, 110, 160-167.
• Referans6 Cheng Q., Chai J., Zhang Z. 2016. Investigation of double-layer coating pigmented with CuO particles of different concentrations on aesthetic and thermal aspects. International Journal of Thermal Sciences, 105, 36-44.
• Referans7 Howell J.R., Siegel R., Mengüç M.P. 2010. Thermal Radiation Heat Transfer fifth ed., CRC Press, Taylor & Francis Group New York.
• Referans8 Kaneta M., Ogata T., Takubo Y., Naka M. 2000. Effects of a thickener structure on grease elastohydrodynamic lubrication films. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 214 (4), 327–36.
• Referans9 Lugt, P.M. 2013. Grease Lubrication in Rolling Bearings. Wiley & Sons., New York, NY.
• Referans10 Sanchez M. C., Franco J., Valencia C., Gallegos C., Urquiola F., Urchegui R. 2011. Atomic Force Microscopy and Thermo- Rheological Characterisation of Lubricating Greases. Tribology Letters, 41(2), 463–470.
• Referans11 Prasad B. K., Rathod S., M. S. Yadav M. S., O. P. Modi O. P. 2010. Effects of Some Solid Lubricants Suspended in Oil Toward Controlling the Wear Performance of a Cast Iron. ASME Journal of Tribology, 132(4), 041602.
• Referans12 Nicoletti R. 2014. The Importance of the Heat Capacity of Lubricants with Nanoparticles in the Static Behavior of Journal Bearings. ASME Journal of Tribology, 044502-1.
• Referans13 Goyal D., Dang R. K., Dhami SS, Chauhan A. 2017. Effect of Nanoparticles based Lubricants on Static Thermal Behaviour of Journal Bearings: A Review. Research Journal of Engineering and Technology, 8(2).
• Referans14 Peña-Parás L., García-Pineda P., Maldonado-Cortés D., Garza G. T., Taha-Tijerina J., 2017. Temperature dependence of the extreme-pressure behavior of CuO and TiO2 nanoparticle additives in metal-forming polymeric lubricants. Industrial Lubrication and Tribology, 69 (5), 730–737.
• Referans15 Hong H., Waynick A., Roy W. 2007. Heat transfer nanolubricant and nanogrease based on carbon nanotubes. ECS Transactions, 2 (12), 133–138.
• Referans16 Lee C.-G., Hwang Y.-J., Choi Y.-M., Lee J.-K., Choi C., Oh J.-M. 2009. A study on the tribological characteristics of graphite nano lubricants. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 10, 85–90.
• Referans17 Fikry RM, El-Adly RA, Ismail NA, El-Tabei AS., Al-Aidy H. 2013. Some azine and azole derivatives as antioxidant additives for lithium lubricating grease. Egyptian Journal of Petroleum, 22, 61–71.
• Referans18 Zhou Y., Bosman R., Lugt P.M. 2018. A model for Shear Degradation of Lithium Soap Grease at Ambient Temperature. Tribology Transactions, 61(1), 61-70.
• Referans19 Peña-Parás L., Taha-Tijerina J., García A., Maldonado D., Nájera A., Cantú P., Ortiz D. 2015. Thermal transport and tribological properties of nanogreases for metal-mechanic applications. Wear, 332, 1322-1326.
• Referans20 Peña-Parás, L., Gao, H., Cortés, D.M., Vellore, A., García-Pineda, P., Montemayor, O.E., Nava, K.L., Martini, A. 2018. Effects of substrate surface roughness and nano/micro particle additivesize on friction and wear in lubricated sliding. Tribology International, 119, 88–98.
• Referans21 Kandasamy, R., Muhaimin, I., Mohamad, R. 2013. Thermophoresis and Brownian motion effects on MHD boundary-layer flow of a nanofluid in the presence of thermal stratification due to solar radiation. International Journal of Mechanical Sciences, 70, 146-154.
• Referans22 Wang, N., Xu, G., Li, S., Zhang, X. 2017. Thermal properties and solar collection characteristics of oil-based nanofluids with low graphene concentration. Energy Procedia, 105, 194-199.
• Referans23 Ahlatli, S., Mare, T., Estelle, P., Doner, N. 2016. Thermal performance of carbon nanotube nanofluids in solar microchannel collectors: an experimental study. International Journal of Technology, 2, 78-85.
• Referans24 Doner, N., Pargan, A.R., Aygahoglu, A., Liu, F., Sen, F. 2019. Radiative properties of hematite particles in the UV-visible spectrum. International Journal of Thermal Sciences, 139, 79-87.
• Referans25 Demirpolat, A. B., Daş, M. 2020. CuO ve ZnO İçeren Nanoakışkanların Termofiziksel Özelliklerinin Belirlenmesi ve Yapay Sinir Ağı İle Modellenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 11 (1), 225-238.
• Referans26 Yoshikawa, H., Adachi, S. 1997. Optical Constants of ZnO. Japanese Journal of Applied Physics, 36, 6237-6243.
• Referans27 Draine, B. T., Flatau, P. J. 1994. Discrete-Dipole Approximation For Scattering Calculations. Journal of the Optical Society of America. Part A, Optics and Image Science, 1491-1499.
• Referans28 Ayranci, I., Vaillon, R., Selçuk, N. 2007. Performance of discrete dipole approximation for prediction of amplitude and phase of electromagnetic scattering by particles. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 103, 83-101.
• Referans29 Al-Hilli, S.M., Willander, M. 2006. Optical properties of zinc oxide nano-particles embedded in dielectric medium for UV region: Numerical simulation, Journal of Nanoparticle Research 8, 79–97.
• Referans30 Dombrovsky, L. A. Radiative properties of metal particles in infrared and microwave spectral ranges. Thermopedia (2010). Doi:10.1615/thermopedia.000148