| Ders Adı | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| Termoelektrik Sistemler | MKM 576 | 0 | 3 + 0 | 3 | 6 |
| Ön Koşul Dersleri | Makina Mühendisliği Bölümü Dersleri: Isı Geçişi ve Termodinamik |
| Önerilen Seçmeli Dersler | |
| Dersin Dili | Türkçe |
| Dersin Seviyesi | YUKSEK_LISANS |
| Dersin Türü | Seçmeli |
| Dersin Koordinatörü | Prof.Dr. YAŞAR İSLAMOĞLU |
| Dersi Verenler | Prof.Dr. YAŞAR İSLAMOĞLU, |
| Dersin Yardımcıları | |
| Dersin Kategorisi | Alanına Uygun Öğretim |
| Dersin Amacı | Termoelektrik sistemler, temiz enerji sağlarlayan çevre dostu enerji (güç üretimi ve soğutma) sistemleridir. Termoelektrik etki, 1800’lü yıllardan beri Seebeck etki olarak bilinmektedir. Seebeck etki, yarı iletken malzemede sıcaklık basamağından dolayı meydana gelen elektriksel gerilimdir. Sıcaklık ölçmek için kullanılan termoeleman çiftlerinin temelini oluşturan bu etkiyle, ısı enerjisi elektrik enerjisine (DC) dönüşmektedir. Aynı yarı iletken malzemeye gerilim uygulandığında ise Peltier etki sonucu soğutma meydana gelmektedir. Yani elektrik enerjisi (DC) ile doğrudan soğutma yapılmaktadır. Önerilen ders, termoelektrik modül ve ısıl enerji ile hem elektrik üretme, hem de soğutma yapma amacına yönelik çevre dostu enerji sistemlerinin tasarlanmasına, geliştirilmesine ve deneysel incelenmesine, termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi sağlayan cihazların ısıl (termal) tasarımı için gerekli ısı geçişi bilgilerinin verilmesine, ANSYS-Fluent sonlu elemanlar-CFD yazılım (paket) programıyla da termoelektrik modül ve termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi sağlayan cihazların ısıl (termal) tasarımının öğretilmesine ve deneysel incelenmesine de katkı sağlayacaktır. |
| Dersin İçeriği | Dersin içeriği 3 ana başlık altında özetlenebilir: 1. Termoelektrik malzemeler ve termoelektrik modüller: Termoelektrik malzemeler, termoelektrik modüllerin tasarımı, sonlu elemanlar ANSYS Workbench yazılım (paket) programıyla termoelektrik hücre ve modüllerin sayısal analizi. 2. Termoelektrik enerji sistemleri (güç üretimi-soğutma) ve uygulamaları: Isı geri kazanım sistemlerinde termoelektrik enerji uygulamaları, güneş enerjili termoelektrik enerji uygulamaları, motorlu araçlarda termoelektrik enerji uygulamaları ve medikal sektörde termoelektrik enerji uygulamaları. 3. Termoelektrik enerji sistemlerinin tasarımı ve deneysel çalışmalar: Isıl (termal) tasarımda karşılaşılan temel ısı geçişi denklemleri, ısı geçişinin termodinamik ile ilişkisi, termoelektrik enerji sistemlerinde ısı değiştiricileri, ısı alıcıları ve ısı boruları gibi ısı geçişi sağlayan cihazların ısıl hesapları. Termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi sağlayan cihazların geliştirilmesi ve deneysel incelenmesi. Termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi sağlayan cihazların ANSYS-Fluent yazılım programlarıyla bilgisayar destekli tasarımı. Termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi laboratuvarında, termoelektrik enerji (güç üretimi-soğutma) sistemlerinin ve bu sistemlerde ısı geçişi sağlayan cihazların deneysel incelenmesi. |
| # | Ders Öğrenme Çıktıları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
|---|---|---|---|
| 1 | Termoelektrik enerjinin önemini ve termoelektrik malzemeleri tanımlar | Anlatım, | Sınav, |
| 2 | Termoelektrik enerji (güç üretimi ve soğutma) sistemlerini tanımlar | Anlatım, | Sınav, |
| 3 | Termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi-termodinamik esasları uygular | Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Grup Çalışması, Bireysel Çalışma, | Sınav, Ödev, Proje / Tasarım, |
| 4 | Termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi sağlayan cihazları tasarlar | Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Grup Çalışması, Bireysel Çalışma, | Sınav, Ödev, Proje / Tasarım, |
| 5 | Termoelektrik modülleri ANSYS sonlu elemanlar yazılımı ile tasarlar | Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Grup Çalışması, Bireysel Çalışma, | Sınav, Ödev, Proje / Tasarım, |
| 6 | Termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi sağlayan cihazları ANSYS sonlu elemanlar yazılımı ile tasarlar | Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Grup Çalışması, Bireysel Çalışma, | Sınav, Ödev, Proje / Tasarım, |
| 7 | Termoelektrik enerji sistemleri için deneysel çalışmaları yapabilir. | Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Grup Çalışması, Deney / Laboratuvar, Bireysel Çalışma, | Sınav, Ödev, Proje / Tasarım, Performans Görevi, |
| Hafta | Ders Konuları | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Termoelektrik güç üretimi ve soğutma | |
| 2 | Termoelektrik enerji sistemlerinde termodinamik ve ısı geçişi | |
| 3 | Termoelektrik enerji sistemlerinde termodinamik ve ısı geçişi | |
| 4 | ANSYS Workbench ile termoelektrik modüllerin tasarımı | |
| 5 | ANSYS Workbench ile termoelektrik modüllerin tasarımı | |
| 6 | ANSYS Workbench ile termoelektrik enerji sistemleri için ısı geçişi sağlayan cihazların tasarımı | |
| 7 | ANSYS Workbench ile termoelektrik enerji sistemleri için ısı geçişi sağlayan cihazların tasarımı | |
| 8 | ANSYS Workbench ile termoelektrik enerji sistemleri için ısı geçişi sağlayan cihazların tasarımı | |
| 9 | Termoelektrik güç (jeneratör) ve soğutma sistemlerinin tasarımı | |
| 10 | Isı geri kazanımı için termoelektrik güç (jeneratör) sistemlerinin tasarımı | |
| 11 | Güneş enerjili termoelektrik güç ve soğutma sistemlerinin tasarımı | |
| 12 | Biyomedikal termoelektrik sistemlerinin tasarımı | |
| 13 | Termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi laboratuvarında deneysel çalışmalar | |
| 14 | Termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi laboratuvarında deneysel çalışmalar |
| Kaynaklar | |
|---|---|
| Ders Notu | Dersi veren öğretim üyesi tarafından hazırlanmış ders notları ve gerekli dokümanlar aşağıdaki internet adreslerinden temin edilebilir. http://ebs.sakarya.edu.tr https://sabis.sakarya.edu.tr |
| Ders Kaynakları | Rowe , D.M.,Thermoelectrics and its energy harvesting, CRC Press. Lee, H.S., Thermal design: heat sinks, thermoelectrics, heat pipes, compact heat exchangers ands solar cells, Wiley. Rowe , D.M., CRC handbook of thermoelectrics, CRC Press. Lee, Heui-Huang, Finite Element Simulations with ANSYS Workbench. |
| Sıra | Program Çıktıları | Katkı Düzeyi | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| 1 | Mühendislik alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşabilme, bilgiyi değerlendirme, yorumlama ve uygulama becerisi | X | |||||
| 2 | Sınırlı ya da eksik verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlayabilme ve uygulama becerisi; değişik disiplinlere ait bilgileri bütünleştirebilme becerisi | X | |||||
| 3 | Mühendislik problemlerini kurgulayabilme, çözmek için yöntem geliştirme ve çözümlerde yenilikçi yöntemler uygulama becerisi | X | |||||
| 4 | Yeni ve orijinal fikir ve yöntemler geliştirme becerisi; sistem, parça veya süreç tasarımlarında yenilikçi çözümler geliştirebilme becerisi | X | |||||
| 5 | Mühendislikte uygulanan modern teknik ve yöntemler ile bunların sınırları hakkında kapsamlı bilgi | X | |||||
| 6 | Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlama ve uygulama becerisi; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları analiz etme ve yorumlama becerisi | X | |||||
| 7 | Gereksinim duyulan bilgi ve verileri tanımlama, bunlara ulaşma ve değerlendirmede ileri düzeyde beceri | X | |||||
| 8 | Çok disiplinli takımlarda liderlik yapma, karmaşık durumlarda çözüm yaklaşımları geliştirebilme ve sorumluluk alma becerisi | X | |||||
| 9 | Çalışmalarının süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya dışındaki ulusal ve uluslar arası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarabilme becerisi | X | |||||
| 10 | Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetme yeterliliği | X | |||||
| 11 | Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamaları hakkında farkındalık; gerektiğinde bunları inceleme ve öğrenebilme becerisi | X | |||||
| 12 | Mühendislik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını anlama ve sosyal çevreye uyum becerisi | X | |||||
| Değerlendirme Sistemi | |
|---|---|
| Yarıyıl Çalışmaları | Katkı Oranı |
| 1. Ara Sınav | 10 |
| 1. Ödev | 30 |
| 1. Proje / Tasarım | 50 |
| 1. Performans Görevi (Seminer) | 10 |
| Toplam | 100 |
| 1. Yıl İçinin Başarıya | 60 |
| 1. Final | 40 |
| Toplam | 100 |
| AKTS - İş Yükü Etkinlik | Sayı | Süre (Saat) | Toplam İş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi (Sınav haftası dahildir: 16x toplam ders saati) | 16 | 3 | 48 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi(Ön çalışma, pekiştirme) | 16 | 2 | 32 |
| Ara Sınav | 1 | 10 | 10 |
| Ödev | 1 | 20 | 20 |
| Proje / Tasarım | 1 | 30 | 30 |
| Final | 1 | 10 | 10 |
| Performans Görevi (Seminer) | 1 | 5 | 5 |
| Toplam İş Yükü | 155 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (Saat) | 6,2 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 6 | ||