| 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 sistemlerde ısı geçişi sağlayan cihazların ısıl (termal) tasarımı için gerekli ısı geçişi bilgilerinin verilmesine, bilgisayar destekli termoelektrik modül ve termoelektrik sistemlerde 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, bilgisayar destekli 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 sistemlerin 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 sistemlerde ısı geçişi sağlayan cihazların geliştirilmesi ve deneysel incelenmesi. Termoelektrik sistemlerde ısı geçişi sağlayan cihazların bilgisayar destekli tasarımı. Termoelektrik-Isı 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, Bireysel Çalışma, Alıştırma ve Uygulama, Grup Çalışması, | Ödev, Proje / Tasarım, Sınav, |
| 4 | Termoelektrik enerji sistemlerinde ısı geçişi sağlayan cihazları tasarlar | Grup Çalışması, Alıştırma ve Uygulama, Anlatım, Bireysel Çalışma, | Sınav, Proje / Tasarım, Ödev, |
| 5 | Termoelektrik modülleri bilgisayar destekli tasarlar | Grup Çalışması, Alıştırma ve Uygulama, Anlatım, Bireysel Çalışma, | Sınav, Proje / Tasarım, Ödev, |
| 6 | Termoelektrik sistemlerde ısı geçişi sağlayan cihazları bilgisayar destekli tasarlar | Grup Çalışması, Alıştırma ve Uygulama, Anlatım, Bireysel Çalışma, | Sınav, Proje / Tasarım, Ödev, |
| 7 | Termoelektrik-Isı Geçişi Laboratuvarında deneysel çalışmalar yapabilir. | Deney / Laboratuvar, Bireysel Çalışma, Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Grup Çalışması, | Performans Görevi, Ödev, Sınav, Proje / Tasarım, |
| Hafta | Ders Konuları | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Termoelektrik güç üretimi ve soğutma | |
| 2 | Termoelektrik sistemlerde termodinamik ve ısı geçişi | |
| 3 | Termoelektrik sistemlerde termodinamik ve ısı geçişi | |
| 4 | Bilgisayar destekli termoelektrik modüllerin tasarımı | |
| 5 | Bilgisayar destekli termoelektrik modüllerin tasarımı | |
| 6 | Termoelektrik sistemler için bilgisayar destekli ısı geçişi sağlayan cihazların tasarımı | |
| 7 | Termoelektrik sistemler için bilgisayar destekli ısı geçişi sağlayan cihazların tasarımı | |
| 8 | Termoelektrik sistemler için bilgisayar destekli 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 sistemlerin tasarımı | |
| 13 | Termoelektrik-Isı Geçişi Laboratuvarında deneysel çalışmalar | |
| 14 | Termoelektrik-Isı 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. Incorpera-DeWitt, Isı ve Kütle Geçişinin Temelleri. 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 | ||||||
| 5 | Mühendislikte uygulanan modern teknik ve yöntemler ile bunların sınırları hakkında kapsamlı bilgi | ||||||
| 6 | Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlama ve uygulama becerisi; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları analiz etme ve yorumlama becerisi | ||||||
| 7 | Gereksinim duyulan bilgi ve verileri tanımlama, bunlara ulaşma ve değerlendirmede ileri düzeyde beceri | ||||||
| 8 | Çok disiplinli takımlarda liderlik yapma, karmaşık durumlarda çözüm yaklaşımları geliştirebilme ve sorumluluk alma becerisi | ||||||
| 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 | ||||||
| 10 | Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetme yeterliliği | ||||||
| 11 | Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamaları hakkında farkındalık; gerektiğinde bunları inceleme ve öğrenebilme becerisi | ||||||
| 12 | Mühendislik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını anlama ve sosyal çevreye uyum becerisi | ||||||
| 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 | ||