Sirvi Autor "Priimägi, Priit" järgi

Nüüd näidatakse 1 - 3 3

listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Development and computational fluid dynamics (CFD) simulation of cryostat thermal shielding for a portable high purity germanium (HPGe) gamma spectrometer
(Taylor&Francis, 2020) Malgin, Vladislav; Tkaczyk, Alan H.; Yakovlev, Oleg; Jeltsov, Marti; Priimägi, Priit
The effect of vacuum degradation in cryostat of a gamma spectrometer on the steady-state temperature of thermal shield and its efficiency are analyzed in this study. Considering the thermal load due to radiation, the thermal conductivity of residual gases and shield supports, the steady-state temperature of the shield is determined based on the differential energy balance equation for a simplified thermal model of the cryostat. A more complex model corresponding to the design of a real cryostat is simulated using computational fluid dynamics. The obtained temperature distribution is presented. The simulated results are compared with experimental data measured on an operating cryostat with a cryocooler in the temperature stabilization mode. The same measurements were carried out for a cryostat with and without a thermal shield, as well as with multilayer insulation. The obtained results confirm that the thermal shield provides decreasing heat transfer even for a vacuum degradation in a cryostat
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Development and optimization of 3D-microbatteries
(2018-11-08) Priimägi, Priit; Zadin, Vahur, juhendaja; Kasemägi, Heiki, juhendaja; Brandell, Daniel, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Elektroonika ja tehnoloogia areneb ja täieneb väga kiires tempos. Samuti vajavad üha väiksemad ja võimsamad seadmed ka vastavaid energiaallikaid. Selles suunas nähakse aga palju vaeva, et välja töötada väiksemate mõõtmetega ja suurema energia sisaldusega akusid. Üheks uurimissuunaks on mikroakud, mis võiksid sobida väga väikeste elektroonika seadmete energiaallikaks. Siinkohal on välja pakutud kolmemõõtmelist mikroaku kontseptsiooni, et saavutada kõrgem energia- ja võimsustihedus, kui seda tavapärased planaarstuktuuriga akude tehnoloogia suudab pakkuda. Antud töös on arvutuslikult välja töötatud, disainitud ja optimeeritud nelja erineva 3D-liitium-ioon mikroaku kontseptsiooni kasutades lõplike elementide meetodit. Uurimistööde eesmärgiks on fundamentaalselt aru saada massitranspordi mehhanismist, mis esineb nendes keerulistes aku arhitektuurides, ning leida optimaalsed elektroodi geomeetrilised konfiguratsioonid ja mõõtmed, kasutades parameetrilisi simulatsioone, saavutamaks suuremat aku mahutavust, ühtlasemat ja sujuvamat elektroodide täitumist ja tühjenemist ning homogeenset elektrokeemilist aktiivsust elektroodide pindadel. Elektrokeemilis-soojus simulatsioonid antud erinevate mikroakude arhitektuuride kohta tõstavad esile just keemiliselt aktiivsed piirkonnad ja osutavad võimalikele soojusallikatele ja masstranspordi kitsaskohtadele. Leiti, et concentric arhitektuuri korral saavutati akus suurim energiatihedus 93 mAh/g, samas kui interdigitated ja trench arhitektuuriga akud näitasid energiatihedust vastaval 86 ja 80 mAh/g. Samuti täheldati trench süsteemis ka mõnevõrra kõrgemat töötemperatuuri kui teistes arhitektuurides. Concentric arhitektuuri sammastega positiivse elektroodi põhjalikum uurimine näitas, et LiCoO2 materjali kasutamine elektrokeemilistes rektsioonides oli efektiivsem, lühemate sammaste korral. Kõrgemad sambad omakorda aga näitasid mõnevõrra suuremat üldist energiamahtuvust, kuid samas esines kasutamata elektroodimaterjali piirkondi. Seetõttu võiks lugeda concentric arhitektuuri korral optimaalseks elektroodi sammaste kõrguseks umbes 70 μm ja sammaste vahekauguseks 12 μm. Lisaks koostati süsinik vaht-tüüpi komposiit-elektroodist aku mudel mida kalibreeriti edukalt eksperimentaalsete tulemuste põhjal. Parameetrilised simulatsioonid näitasid, et väiksemad makropoorid ja paksemad elektroodi materjali kattekihid pakuvad suuremat energia mahtuvust elektroodi pindala kohta. Sealhulgas ühtegi muud piiravat tegurit selles süsteemis ei täheldatud. Elektrokeemilised reaktsioonid eelistavad osakesi süsinik vahu struktuuri läheduses ja liitium ioonide väljumine elektroodist on väga homogeenne protsess. Kokkuvõttes võib öelda, et liitium-ioonakude elektrokeemilised simulatsioonid on väga tõhus vahend liitium-ioon aku arhitektuuride väljatöötamiseks ja arendamiseks. See võimaldab kergesti muuta elektroodi ja elektrolüüdi materjalide fundamentaalseid parameetreid ja geomeetrilisi mõõtmeid, et leida optimaalne elektroodide konfiguratsioon saavutamaks suurim energiatihedus akus. Siiski tuleb märkida, et selliseid teoreetiliselt toimivate keerukate 3D-elektroodidega akusid on suhteliselt raske eksperimentaalselt valmistada, mistõttu tuleks edasi arendada materjalide sünteesimise meetodeid ning akude koostamistehnikaid. Märksõnad: liitium-ioon mikroaku, 3-mõõtmeline, elektrokeemiline-termiline modelleerimine, lõplike elementide meetod, parameetrilised simulatsioonid, simulatsiooni kalibreerimine, optimeerimine, vaht-tüüpi elektrood, LiCoO2, LiFePO4, grafiit, polümeerelektrolüüt, vedelikelektrolüüt.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Development and validation of a CFD-enabled digital twin of a portable HPGe gamma spectrometer
(IOP Publishing, 2020-01-22) Jeltsov, Marti; Priimägi, Priit; Malgin, Vladislav; Takovlev, Oleg; Tkaczyk, Alan H.
This paper presents the design of an easily portable spectrometer using high purity germanium (HPGe) detector – HandSpec. The key challenge in the design of a lightweight spectrometer is to minimize its heat losses so that efficient electric cooling could be used instead of bulky dewars. The design process has been largely based on experimental investigations. In this study, a digital twin of the HandSpec cryostat using computational fluid dynamics (CFD) method is developed to support the design and optimization of the physical prototype.