Makine MühendisliğiSoğutma Tekniği

Manyetokalorik Malzemeler ve Manyetik Soğutmanın Temelleri

Manyetik Soğutma sistemi Manyetik malzemeye manyeto vererek soğutulur. Isınma ve soğuma işlemlerinde ısı çekilerek soğutma elde edilebilir.

Dana önceki yazımızda sizlerle manyetik soğutma alanındaki bir haberi paylaşmıştık ve ülkemiz için özellikle umut vaat edici bir sistem olduğunu söylemiştik. Manyetik soğutmanın ne olduğunu merak edenler için detaylı bir yazı hazırladık.

Manyetik etki: Manyetik olarak tabir edilen malzemelerin sahip olduğu entropideki değişimlerin sebep olduğu adyabitk sıcaklıkların değişimine manyetik etki denilmektedir.

“Artan veya azalan bir manyetik alan altında bulunan, manyetik malzemenin entropisindeki değişimden kaynaklanan adyabatik sıcaklık değişimine Manyetokalorik etki (MKE) denir. MKE ilk defa E. Warburg tarafından 1881 yılında demir üzerinde gözlenmiştir. Ancak MKE’nin doğası ve kullanım alanları, birbirinden bağımsız bir halde Peter Debye ve William Giauque tarafından 1920’lerin ortasında bulundu. Manyetik Soğutucu kavramı ise yine Giauque ve MacDougall tarafından 1930’ların başında ortaya atıldı. MKE’nin kullanım alanları ortaya çıktıkça ve manyetik soğutuculara ilgiarttıkça, kullanılan paramanyetik tuzlar yerine, MKE’nin daha çok gözlemleneceği malzemeler araştırılmaya başlandı.” Kaynak wikipedia

Manyetik soğutma sistemi

Manyetik malzemeye manyeto vererek soğutulur. Manyetik malzemeye manyetik alan uygulandığında veya  manyetik alan kaldırıldığında sıcaklık değişimi olur. Isınma ve soğuma işlemlerinde ısı çekilerek soğutma elde edilebilir. İyi bir manyeto elektriğe sahip malzeme çok nadir bulunur. Kullanılan fenomanyetik malzemeler; Gadolium(Gd) ve alaşımları , Gd5(GexSiy) ,MnAs( magnezorselik Ve benzeri alaşımlar .

Manyetik Soğutma
Manyetokalorik Etkinin Fiziksel Açıklaması

Manyetik Soğutmanın Çalışma Prensibi

Manyetik Soğutucuların Kullanım Alanları

Manyetik soğutucular günümüzde pek çok alanda kullanılmaktadır. Ziraattan, endüstriyel alanlara kullanılan alanları şöyle genelleyebiliriz.

1. Gaz Sıvılaştırma

  • Hidrojen 20°K
  • Doğalgaz (metan) 109°K
  • Propan 231°K
  • Amonyak 240°K
  • Bütan 273°K

2. Oda Sıcaklığı Altında Soğutma

  • Süpermarket soğutucuları, gıda işleme fabrikaları, donmuş sebzeler, meyve, et, süt ürünleri 265°K , Soğutma 275°K
  • Kimyasallar (Cl2, NH3, etilen, polietilen) 170-250°K
  • Klima/Isı pompaları (Binalar, otolar, evler) 288-300°K

3. Endüstriyel Düşük Seviye Isı

  • Şeker arıtma, içki damıtma 300-470°K

4. Ziraat

  • Tahıl kurutma 295-315 K

5. Atık Ayıklama ve İşleme

  • Kimyasallar 70-370°K
  • Nükleer 250-370°K
  • Ziraat 70-295°K

Manyetik Soğutma Teknolojisi

Ankara Üniversitesi (AÜ) Manyetik Malzemeler Araştırma Grubu, manyetik soğutma teknolojisinde kullanılabilecek en üstün özellikli malzemeyi üretmeyi başardı. Dünyada, nanoteknoloji konusunda önde gelen bilim adamlarından biri olarak kabul edilen Prof. Dr. Yalçın Elerman başkanlığındaki Manyetik Malzemeler Araştırma Grubu, manyetik soğutma teknolojisinde büyük bir atılım sağlayacak ve bugüne kadar bilinen malzemelerden çok daha üstün özelliklere sahip malzemeler üretti.Laboratuvarda düzenlediği basın toplantısında konuyla ilgili bilgi veren Prof. Dr. Yalçın Elerman, yaklaşık 5 yıldır manyetik soğutma teknolojisi üzerinde araştırma yaptıklarını ve Mayıs ayında manyetik soğutma teknolojisinde kullanılabilecek en üstün özellikli malzemeyi ürettiklerini söyledi. Soğutucu malzeme konusunda birçok gelişmiş ülkenin araştırma yürüttüğüne değinen Prof. Dr. Elerman şunları söyledi:

Modern toplumun temel bağımlılıklarından biri olan soğutma teknolojisi, günümüzde buhar sıkıştırmalı kompresör teknolojisine dayanmaktadır. Buhar sıkıştırmalı kompresör teknolojisinin temel malzemeleri olan kloroflorokarbon ve hidroklorokarbon’un çevreye verdikleri önemli zararları nedeniyle şimdiye kadar arka plana atılmış alternatif soğutma teknolojileri giderek daha büyük bir önem kazanmaya başlamıştır. Bu nedenle son yıllarda dünya soğutma teknolojileri üzerine ve bu teknolojilerde kullanılacak malzemelerin geliştirilmesi üzerine yoğun araştırmalar yapılmaya başlanmıştır. Son yıllarda dünya soğutma endüstrisinin Ar-Ge harcamalarının önemli bir kısmı, orta ve uzun vadede buhar sıkıştırmalı sistemlerin yerine geçecek soğutma teknolojilerinin geliştirmesine harcanmaktadır.

KLİMA VE ARABA SOĞUTMASINDA KULLANILABİLECEK

Ürettikleri manyetik soğutma teknolojisinin hem çevre dostu olduğunu, hem de az enerji tüketme özeliğini sağladığını belirten Prof. Dr. Elerman,” Manyetik soğutma, doğaya önemli zararlar veren CFC ve CHFC gazlarını ürütmeyen çevre dostu bir soğutma teknolojisidir. Soğutma verimi, gaz sıkıştırmalı soğutuculardan oldukça yüksektir. Sıkıştırıcı kullanmadığı için sesiz bir teknolojidir. Bu, özellikle top uygulamaları için önemlidir. Düşük basınçla çalıştığı için, klimalarda ve araba soğutmalarında çok önemlidir. Daha az sayıda hareketli parçaya sahip olması ve düşük iletim frekansı nedeniyle daha uzun kullanım süresine sahiptir. Manyetik soğutma teknolojisi ile çok küçükten çok büyüğe soğutucular yapmak mümkün olacaktır” dedi.

SOĞUTMA TEKNOLOJİSİNDE YENİ BİR ÇIĞIR

Manyetik soğutma teknolojisinin gelişmesi ve ticarileşmesinin oldukça üstün manyetik soğutma özeliğine sahip malzemelerin üretilmesine bağlı olduğunu da kaydeden Prof. Dr. Elerman, “Bu nedenle son yıllarda tüm dünyada oda sıcaklığı yakınlarında üstün manyetik soğutma özeliğine sahip malzemelerin üretimine yönelik araştırmalar hır kazanmıştır. Manyetik malzemeler araştırma grubu olarak 5 yıldır manyetik soğutma teknolojisi üzerine araştırmalar yapmaktayız. Yaptığımız araştırmalar sonucu Mayıs ‘da manyetik soğutma teknolojisinde kullanılabilecek en üstün özellikli malzemeyi üretmeyi başardık. Bu üstün özellikli malzemeyi Ankara Üniversitesi Manyetik malzeme araştırma laboratuarlarında üretip, geliştirdik. Bu malzemenin üretilmesi manyetik soğutma teknolojisinin gelişimine çok önemli katkılar sağlayacaktır” dedi.

PANTENTİNİ ALACAĞIZ

Manyetik soğutmada kullanılacak malzemenin hammaddesinin büyük bölümünün Türkiye’de bulunduğunu ve dışa bağımlılık yaşanmayacağını kaydeden Prof. Dr. Elerman, soğutucu malzemenin yalnızca Türkiye için değil, dünya için çığır açacak durumda olduğunu, patentini almak için başvuru yapacaklarını söyledi. Prof. Dr. Elerman, büyük firmalar ve soğutma teknolojisinde öncü durumdaki şirketlerle görüşmeye hazır olduklarını ve anlaşma yapmaları halinde manyetik malzemenin üretimine hemen geçebileceklerini de sözlerine ekledi.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Reklam Engelleyici

Reklam engelleyici eklenti kullandığınızı fark ettik. Muhendisiz.Net web sitesini verimli kullanabilmek için lütfen reklam engelleyiciyi kapatınız.