Expanded polystyrene styrofoam (EPS) ısı yalıtım malzemelerinde gözenekliliğin ısıl iletkenliğe etkisinin deneysel ve sayısal incelenmesi

Abstract

Sürekli artan enerji kullanımı ve bu kullanım sırasında oluşan kayıpları önlemek açısından yalıtım uygulamaları kaçınılmaz bir hale gelmektedir. Özellikle enerji kayıplarının çok fazla olduğu yerler olan binalara uygulanacak yalıtım uygulamalarında düşük ısıl iletkenlik, yüksek mukavemet ve kolay uygulanabilirliği açısından sentetik bir yalıtım malzemesi olan Expanded Polystyrene Styrofoam (EPS) büyük oranda tercih edilmektedir. EPS üretim aşamasında içyapısında oluşan gözenekler sayesinde mükemmel bir ısı yalıtımı sağlamaktadır. Yalıtım malzemelerinin efektif ısıl iletkenlik değerleri gözeneklilik oranına ve gözeneklerin dağılımına bağlı olarak değişmektedir. Bu nedenle ısı transferi hesaplamalarında gerçek mikro ve makro görüntülerin kullanılması ısı geçişinin açıklanmasında önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada gerçek mikro ve makro görüntüler kullanılarak EPS?nin efektif ısıl iletkenlik değeri Fluent 6.3.26 paket programı ile tespit edilmiştir. Sayısal olarak bulunan bu değerler deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Sayısal olarak elde edilen efektif ısıl iletkenlik değerleri deneysel sonuçlara göre 18, 22 ve 32 kg/m3 için sırasıyla %8,1, %10,7 ve %11,6 hata payı göstermiştir. Bu hata oranı da malzemenin içyapısının homojen olmayışı ve modelin 3 boyutlu olarak tasarlanamamasından kaynaklanmaktadır. Bu çalışma ile EPS yalıtım malzemelerinin efektif ısıl iletkenlik değeri mikro ve makro görüntüleri kullanılarak sayısal olarak tespit edilebileceği, ayrıca EPS ısı yalıtım malzemelerinde gözeneklerinde ısı geçişinin hangi yollar ile gerçekleştiği bulunmuştur.

The ever increasing use of energy and in order to avoid these losses that occur during the use of insulation applications are becoming inevitable. In particular, there is a lot of energy losses in the buildings insulation to be applied in low thermal conductivity, high strength and easy in terms of the applicability of a synthetic Expanded Polystyrene Styrofoam insulation material (EPS) is highly preferred. EPS?s production stage, through the pores of the internal structure provides excellent thermal insulation. Effective thermal conductivity of insulation materials varies depending on the porosity ratio and the distribution of pores. Therefore the use of heat transfer calculations real micro and macro images play an important role. In this study, using real images of micro and macro effective thermal conductivity of EPS were determined by quantitative Fluent 6.3.26 software package. Also this values have been compared with experimental studies. Numerical experimental results of the effective thermal conductivity values showed for densities of 18, 22, 32 kg/m3 respectively 8,1%, 10,7% and 11,6% margin of error. This error is caused by the lack of homogeneous in the internal structure of the material and the lack of designing three dimensional the model. In this study, the effective thermal conductivity value of EPS insulation materials by using micro and macro images can be identified numerically, as well as ways in which heat transfer through the pores of EPS heat insulation materials has occurred.