Prof. Dr. Mustafa Özdemir danışmanlığındaki tezler
26 tez · İstanbul Technical University, Karadeniz Technical University, Sakarya University, Akdeniz University
Santrifüj kuvvet altında tekstil içerisindeki su hareketinin incelenmesi
Bu çalışmada, pamuklu tekstil katmanlarından oluşan gözenekli ortamdan, santrifüj kuvvet altında suyun uzaklaştırılması deneysel olarak incelenmiştir. Gözenekli ortamda bulunan su ve katı fazın davranışı ile ilgili parametreler ayrıntılı olarak ortaya konulmuştur. Gözenekli yapı içinde kalan su miktarının hesaplanmasına yönelik matematik model geliştirilmiştir. Santrifüj kuvvet altında tekstilde kalan su miktarını azaltmaya yönelik literatürde farklı çalışmalar bulunmaktadır. Devir, kuru katı faz ile su miktarı (yük miktarı) ve yüzey gerilimine bağlı deneysel çalışmalar mevcuttur. Ancak zamana bağlı sistematik bir çözüm yöntemine rastlanmamaktadır. Literatürde, sadece deneysel çalışmaların yapıldığı koşullarda geçerli yarı ampirik ifadeler sunulmaktadır. Diğer taraftan, çamaşır makinesinde sıkma sonunda tekstil üzerinde kalan su miktarını azaltmaya yönelik, D06F 35 patent sınıfı altındaki başvurularda ise genel olarak suyun ısıtılması, buhar kullanımı ve algoritma optimizasyonu gibi yöntemler ile karşılaşılmaktadır. Tez çalışması kapsamında literatürden farklı olarak kılcallık ve değişken gözeneklilik etkilerini de içine alan, santrifüj kuvvet altında gözenekli ortam akış modeli oluşturulmuştur. Pamuklu tekstil katmanlarından oluşturulan çeşitli gözenekli yapılarda su akışı ve katı fazın şekil değiştirmesi ile ilgili parametrelerin belirlenmesi için deney düzenekleri hazırlanmıştır. EN60456:2011 standardında tanımlanan pamuklu yapıdaki çarşaflar üst üste dizilerek gözenekli ortam oluşturulmuştur. Pamuklu dokumada kullanılan iplik ve çarşaf katmanı mikroskop altında incelenerek iplik çapı ve katman kalınlığı belirlenmiştir. Santrifüj kuvvet altında gözenekli yapı ezildiğinden toplam kalınlık azalmakta ve gözeneklilik de değişmektedir. Bu durumu simüle etmek için farklı sayıdaki katmanlardan oluşturulan gözenekli yapının basınç altında kalınlık ve gözeneklilik değişimi ölçülmüştür. Ölçüm değerlerinin analizi edilerek uygun boyutsuz sayılar belirlenmiş ve regresyon analizi ile gözenekliliğin basınçla değişimini veren ilişki elde edilmiştir. Santrifüj kuvvet altında gözenekli katmanın sıkılmasının deneysel olarak incelenmesi amacıyla çamaşır makinesi benzeri bir deney düzeneği hazırlanmıştır. Çarşaf katmanları farklı boyutlarda ve adetlerde kesilerek tambur çeperine monte edilebilecek şekilde deney setleri (yük) oluşturulmuştur. Bu yükler kullanılarak homojen yapıda bir gözenekli ortamdan su uzaklaştırma deneyleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sırasında yük miktarı, devir ve sıcaklık gibi parametrelerin su uzaklaştırma hızı ve gözenekli yapıda kalan su miktarına etkileri incelenmiştir. Deneyler sonunda elde edilen ham veriler literatürde tanımlı olan sıkma indeksi ve doyma sayısına dönüştürülerek analiz edilmiş ve literatür ile karşılaştırılmıştır. Deney sonunda elde edilen sıkma indeksi değerlerinin devir arttıkça azaldığı, yük miktarı azaldıkça arttığı görülmüştür. Sıkma indeksinin zamana bağlı olarak değişimine göre ivmelenme sırasında gözenekli ortamdan çıkan su miktarı artmakta ve sıkma indeksinde büyük bir düşüş meydana gelmektedir. Tambur hedeflenen devire ulaştığında, sıkma indeksinin düşme hızı azalmakta ve deneyin sonuna doğru asimptota oturmaktadır. Presle yapılan deneyden elde edilen gözeneklilik-basınç değişimi ilişkisinden doyma sayısının elde edilebilmesinde yararlanılmıştır. Tambur devir sayısına bağlı olarak gözenekli yapıda kalan su miktarının (indirgenemez doyum) azaldığı belirlenmiştir. İvmelenme safhası sonuna doğru, doyma sayısının birden küçük bir değere indiği görülmüştür. Gözenekli yapı boşluklarında bulunan su miktarını gösteren doyma sayısının birden küçük olması yapıdaki boşluklara bir miktar havanın dolduğunu göstermektedir. Hedeflenen tambur devir hızına ulaşıldığında ise doyma sayısı birden küçük bir değere asimptotik olarak yaklaşmıştır. Dönen eksen takımında gözenekli katı ve sıvı faz için ayrı ayrı süreklilik ve momentumun korunum denklemleri yazılmıştır. Katı faz için momentum denklemi integral formda çözümlenerek şekil değiştirme ile gerilme arasındaki ilişki belirlenmiş ve deneysel sonuçlar yardımıyla gerilme-şekil değiştirme denklemi elde edilmiştir. Bu denklem katı fazın santrifüj etki altındaki şekil değiştirme davranışını ortaya koymaktadır. Sıvı faz için süreklilik denkleminin integral ifadesi yardımıyla tamburdan atılan suyun ortalama hızını veren denklem belirlenmiştir. Bu denklemden yararlanılarak deneysel veriler analiz edildiğinde, tamburdan çıkan suyun ivmelenme sırasında maksimum değere ulaştığı görülmüştür. Yük miktarı arttıkça maksimum hız değerinin arttığı belirlenmiştir. Sıkma işleminin sonunda, gözenekli ortamdan su çıkışı durduğundan kılcal basınç santrifüj basınca eşit olmaktadır. Regresyon analizi yapılarak kılcal basınç, devir, yarıçap, katman sayısı ve kalan su miktarı boyutsuz sayılarla ifade edilmiş ve aralarındaki ilişkiyi veren bir korelasyon elde edilmiştir. Sıvı faz için hesaplanan Reynolds sayısı çok düşük değerde olduğu için akış rejiminin Darcy rejimi olduğu gösterilmiştir. İntegral formdaki momentum denkleminden ivme, kılcal basınç, santrifüj basınç ve Darcy terimleri arasındaki ilişki elde edilmiştir. Kılcal basıncın santrifüj kuvvete eşit olduğu kabul edilerek, bu ilişkiden geçirgenlik değerleri elde edilmiştir. Regresyon analizi ile geçirgenlik değerleri ve doyma sayısı arasında üstel bir ilişki olduğu ortaya konulmuştur. Matlab yazılımı kullanılarak gözenekli ortamda santrifüj kuvvetler altında su hareketi ve kalan su miktarıni belirlemek için bir hesaplama algoritması geliştirilmiştir. Korunum denklemleri ve deneysel olarak bulunmuş olan ortama ait ilişkilerle birlikte algoritmada beş adet denklem kullanılmaktadır. Bu denklemler gözenekli ortamdan santrifüj etki ile suyun uzaklaştırılmasını ve katının ezilme davranışını ortaya koymaktadır. Tambur çapı, tambur derinliği, sıkma algoritması, sıcaklık ve yük miktarı bu matematik modelin girdileridir. Bu modelin çözümünden hesaplanan sıkma indeksi değerleri deneysel değerlerle karşılaştırıldığında aradaki farkın en fazla ±%5 olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte modelden elde edilen zamana bağlı uzaklaştırılan su debisi ve sıkma indeksi değerleri de deneysel sonuçlarla oldukça uyumlu çıkmıştır. Deneysel sonuçlarımızla gerekli karşılaştırmaları yapılan Matlab yazılımı ile farklı boyutlara sahip tambur için hesaplamalar yapılmış ve literatürdeki deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Hesaplanan değerlerin deneysel sonuçlardan en fazla %±4 farklı olduğu tespit edilmiştir.
Analysis of 5 KW ORC system operating with R245FA and plate type evaporator and condenser
In today's world, the major part of the electrical energy is produced by consumption of hydrocarbon fuels in combined power plants. The thermal efficiency of these plants is higher, because of high source temperature that is occurred by burning of hydrocarbon fuels. Utilization of natural sources like solar and geothermal energies and industrial waste heat (flue gases, exhaust gases, etc.) had not been economically efficient because of their low temperature. However, through previous years by using hydrocarbon-based fluids instead of water, efforts are in progress on the utilization of a steam power system called ORC, which utilizes low-grade heat sources. Especially ORC systems are established for utilization of geothermal sources. In this study, a 5 kW ORC heat engine is modeled. Evaporator and condenser of the engine are chosen as plate type heat exchanger (HEX). The working fluid is selected as R245fa. This ORC system consists of evaporator, condenser, expander and the pump; in addition to these components, the expansion valve is added which is basically used in times of start-up and for adjusting the power output of the system. In this work, the heat source is specified as pressurized water of 125 C temperature based on Turkey's geothermal resources. Heat sink, however, is specified 25 C based on the climate of the country. Flow and heat transfer formulations are made for all of the units and coded in Mathcad program to parametrically perform thermal calculations. Working fluid is considered as compressed liquid at inlet, and superheated vapor at outlet in the formulation of the evaporator. Since the evaporator is considered as a single pass plate heat exchanger (PHE), starting points of boiling and superheating in the plate channels are calculated in analyzing of the evaporator. Suitable friction factor and Nusselt correlations are chosen for single and two-phase regions in the evaporator and condenser. Evaporation temperature of 75.2 C and condensation temperature of 40 C values are selected as design conditions for our system. Pump and expander efficiencies are set as 35.6% and 75% , respectively. Evaporator and condenser capacities are calculated as 80.10 kW, and 75.10 kW, respectively. The thermal efficiency of the ORC cycle is obtained as 6.242% while pump and expander powers are 0.3 kW and 5.3 kW. On the other hand, the final condenser power is calculated as 80.40 kW when the working fluid passes completely through the expansion valve. For two different chevron angles of 45 and 60 degrees, heat transfer coefficients (HTC) and pressure losses are compared with each other. Plates with 60-degree chevron angles have higher HTC and higher pressure loss then 45-degree chevron angle. Pressure loss in HEXs decreases cyle thermal effıciency by 0.444% for chevron angle of 45 degrees and 0.561% for chevron angle of 60 degrees. Evaporator and condenser calculations performed by taking into account the plate number and dimensions. Required hot water mass flow rate with 125 C temperature is 0.901 kg/s in evaporator. For condenser, however, required cold water mass flow rate with 25 C temperature is accuired as 2.55 kg/s and required cold water mass flow rate when fluid passes expansion valve is obtained as 2.62 kg/s. In design conditions, HEX efficiencies are obtained as 0.53 for preheat region, 0.3 for evaporator region, and 0.98 for superheat region. In case of the condenser, for desuperheater region efficiency is obtained as 0.85 and for condenser obtained as 0.6. Regarding the effect of cold water temperature change on condenser, results indicate that cold water temperature varies between 21-28 C. Fully condensed fluid at condenser outlet can be maintained by adjusting the mass flow rate of cold water in this range of temperature. However, extra condenser is required for water temperatures over 28 C, because of excessive required water mass flow rate to have fully condensed fluid at the condenser outlet. Increase in pump and expander isentropic efficiencies can positively affect cycle thermal efficiency. Increasing of evaporation temperature and decreasing of condensation temperature can also improve thermal efficiency. Overall area of HEXs for the same output power is decreasing by increasing of evaporation temperature until 95 C.
Bir kurutma makinesi prosesinin deneysel olarak incelenerek kurutma performansının analiz edilmesi
Çamaşır kurutma makinalarında enerji tüketimi ve kurutma süresi gibi kullanıcıyı etkileyen parametreler önemlidir. Çamaşır kurutma makinası üzerinde deneysel, teorik ve modelleme çalışmaları yaygın olarak yapılmaktadır. Bu tezde, çamaşır kurutma makinasındaki kurutma işleminin deneysel olarak incelemesi amacıyla bir deney tesisatı kurulmuştur. Tesisat çamaşır kurutma makinasının tamburu, elektrikli ısıtıcı, yoğuşturucu batarya, sirkülasyonu fanı ve filtre içeren kapalı bir hava çevriminden oluşmaktadır. Isıtıcı gücü, hava debisi, sıcaklıklar, basınç farkı, yoğuşan su kütlesi, nem oranları vb. ölçümler yapılarak yük miktarına bağlı olarak kurutma süreleri deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca yoğuturucu ünitesi için kütle ve enerji dengesi matematik olarak yazılmış ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Deneylerde standart ebattaki etamin dokulu pamuklu yük kullanılmıştır. Tambur eksenine paralel olarak konulan kuru yükler 2 kg, 4 kg ve 6 kg olarak değiştirilmiş ve hepsinde su miktarı kütlesel olarak %60 oranında sabit tutulmuştur. Aynı ısıtma gücü, fan devir sayısı, tambur devri, yoğuşturucu soğuk su debisi ve giriş sıcaklığı için zamana bağlı olarak anlık yoğuşan su miktarı ölçülmüştür. Yük miktarı arttıkça kurutma süreleride artmaktadır. 2 kg, 4 kg ve 6 kg yükler sırasıyla 75, 111, 147 dakikada kurumaktadır. Kurutma sonunda, başlangıçtaki %60'lık suyun tamamının buharlaştırıldığı görülmüştür. Kurutma süresi için, ısıtıcıda harcanan toplam enerjiye göre her yük için enerji tüketimleri belirlenmiştir. Birim kuru yük başına harcanan kurutma enerjisinin ve kurutma süresinin azaldığı gösterilmiştir. Yükün fazla olduğu durumlarda proses havasına geçen nem miktarı da arttığı için yoğuşan su hızı artmaktadır. Yoğuşturucu ünite için kütle ve enerji dengesi yazılmış, hesaplanarak elde edilen yoğuşan su debisi ile ölçülen su debileri karşılaştırılmıştır. Deneysel olarak ölçülen ve hesaplanan su debiler arasında %18'lık bir sapma olduğu görülmüştür. Yapılan deneylerde yükten çıkan havların filtreyi kısmen tıkaması sebebiyle hava debisi belirgin ölçüde azalmakta olduğu görülmüştür. Yük miktarına bağlı olmaksızın kurutma süreleri sonunda filtrede biriken havların miktarı yaklaşık olarak aynı olmuştur. Hava debisi ısıtıcı giriş ve çıkış sıcaklıkları ölçülerek belirlendiği için hava debisi değişimi kurutma süresi boyunca anlık tespit edilebilmiştir. Sonuç olarak; çalışılan sistemde kurutulan yük miktarının artması, yoğuşan su kütlesel debisinde de artış yaratmaktadır. Yoğuşan su kütlesel debisinin artması ise birim yük miktarının kurutulma süresini ve harcanan ısıtıcı enerjisini azaltmaktadır.
Yatay boru üzerindeki havuz kaynamanın incelenebileceği deney düzeneği tasarımı ve aseton için havuz kaynamanın deneysel olarak incelenmesi
Kaynama ısı geçişi, endüstriyel ürünlerde sıkça karşılaşılan bir ısı geçişi türüdür. Evaporatörler, buhar kazanları, ısı boruları kaynama ısı geçişin görülebileceği ticari ürünlere örnek verilebilir. Bu ürünler tasarlanırken, maliyet etkisinden dolayı, küçük yüzey alanından büyük ısı geçişi sağlanması hedeflenir. Bu nedenle de, tasarım için kaynama ısı taşınım katsayı oldukça önemli bir parametredir. Kaynama ve taşınım ısı geçişi arasında bazı benzer noktalar olmasına rağmen, kaynamadaki faz değişimi nedeni ile kaynamadaki ısı geçişi çok daha karmaşık bir yapıda gerçekleşir. Fakat, her iki ısı geçişi şekli de katı bir yüzey ile akışkan arasında gerçekleştiği için matematiksel olarak formule edilirken ısı taşınım katsayısı ifadesi kullanılır. Kaynama olayındaki faz değişimi ve faz değiştiren moleküllerin hareketleri, kaynamadaki ısı taşınım katsayısının teorik olarak ifade edilmesini zorlaştırır. Bu nedenle, kaynama için literatürde çoğunlukla deneysel çalışmalar sonucunda elde edilmiş ampirik bağıntılar yer almaktadır. Deneysel olarak, kaynama ısı taşınım katsayısı, temel olarak ısı akısının kızma farkına bölünmesi ile hesaplanır ve hesaplanan değer sadece yapılan deney şartlarında geçerlidir. Bu tez kapsamında, farklı basınçlar altında, boru üzerinde gerçekleşen kaynamanın incelebileceği bir deney tesisatı tasarlanmış ve sonrasında aseton için bazı sıcaklık ve basınç değerlerinde havuz kaynama incelenmiştir. Havuz kaynamanın önemli parametrelerinde bir tanesi de basınç değeridir. Bu nedenle deney düzeneği farklı basınçlar ile deney yapabilmek adına kapalı bir devre olarak tasarlandı. Deney düzeneği, temel olarak bir adet evaporatör tankı, bir adet su soğutmalı kondenser tankı olarak tasarlandı ve bu iki tank alt ve üst taraflardan borular bile birbirine bağlanarak kapalı bir devre oluşturuldu. Silindir şeklindeki evaporatör tankına içerisinde elektrikli ısıtıcı olan, üzerindeki kaynamanın inceleneceği boru yerleştirilmiştir. Boru içerisindeki elektrikli ısıtıcı 220 V gerilim altında 2300 W ısıl güç sağlayabilmektedir. Evaporatörde boru üzerinde kaynayan akışkan faz değiştirerek yükselmekte ve kondenser tankına girmektedir. Burada yoğuşan akışkan da kondenser tankının altında birikerek, bileşik kaplar prensibine göre tekrar evaporatör tankına geri dönmektedir. Evaporatörde verilen ısı ile kondenserde çekilen ısının birbirine eşit olduğu durumda, sistemde rejim halinde kaynama gözlemlenecektir. Farklı basınçlarda deney yapılması istendiğinde ise, deneye başlamadan önce vakum pompası ile sistemin içindeki hava ve akışkan buharı sistemden uzaklaştırılmalıdır. Deney tesisatı farklı borular ve akışkanlar için, farklı basınç ve sıcaklık değerlerinde kaynamanın incelenmesine olanak verecek şekilde tasarlanmıştır. Aynı zamanda evaporatör tankına eklenen gözetleme camı ile, boru üzerindeki kaynama görsel olarak da incelenebilmektedir. Deney sırasında evaporatördeki homojen sıcaklığının korunması için, kondenser tankına bir adet ön ısıtıcı eklenmiştir. Bu ön ısıtıcı evaporatör tankından aldığı sıcaklık sinyali ile çalışan bir PID kontrol devresi ile çalışmaktadır. Böylece, kondenserde yoğuşan ve aşırı soğuyan akışkan evaportör tankına doyma sıcaklığında dönecektir ve evaporatördeki sıcaklık dağımınını etkilemeyecektir. Bu sayede ana ısıtıcıdan sağlanan ısıl gücün tamamının kaynama için kullanılacağından emin olunmuştur. Bu tez kapsamında, asetonun düz çelik boru üzerindeki havuz kaynaması incelenmiştir. Rejim halinde istenilen basınç değeri elde edildikten sonra, çelik boru üzerine yerleştirilen termo elemanlar ile yüzey sıcaklığı belirlenmiş, evaporatör tankı üzerindeki basınç trasnmitterinden okunan baasınç değerine bağlı olarak da akışkanın doyma sıcaklığı belirlenmiştir. Evaporatördeki ısı güç de, ısıtıcıya sağlanan elektrik enerjisine eşit olduğu için, elde edilen verilerle kaynama ısı taşınım katsayısı hesaplanmıştır. Bu tez kapsamında aseton için yapılan havuz kaynama deneylerinde elde edilen ısı taşınım katsayısı ve Nusselt sayısı değerleri, ilgili deney şarlarında literatürdeki bağıntıların verdiği sonuçlarla karşılaştırılmış ve deneysel sonuçların Cooper ve Ribatski & Jabardo bağıntıları ile yakınsadığı görülmüştür. Deneysel çalışmada elde edilen kaynama ısı taşınım katsayıları farklı basınç değerlerinde elde edildiği için bu tez kapsamında yapılan çalışma sonucunda elde edilen verilere göre bir kaynama ısı taşınım katsayısı ya da Nusselt sayısı bağıntısı önermek doğru olmaz. Ayrıca 3 farklı ısı akısı için de rejim hali olmadan 40 kPa ve 100 kPa basınç değerleri arasında her 10 kPa basınç değişiminde kabarcık oluşumunun nasıl değiştiği görsel olarak incelenmiştir. Basınç ve sıcaklığın artması ile kabarcık boyutlarının küçüldüğü, kabarcık sayısının ise arttığı gözlemlenmiştir.
Analysis of thermal energy storage with pcm in cylindrical container filled by porous medium
Thermal Energy Storage has a significant role in heat recovery systems and energy uses optimization. For the thermal energy storage applications, the Phase Change Materials (PCM) are the main elements in the system. Paraffin waxes are the common materials and also are preferred as the phase change material for the low temperature thermal energy storage systems; however, the paraffin as an organic material has low thermal conductivity and this feature has a notable effect on the thermal energy storage process. As a matter of fact, there are many ways to improve the thermal conductivity of these materials, such as adding the nanoparticles to the material, using the finned heaters, utilizing porous medium and etc. In this project the impact of the porous medium on the melting process inside a cylindrical container has been investigated. By adding the porous medium, average of the melting time of the Paraffin has been reduced approximately about 7% to 20 %, relating to the pure paraffin average melting time. In the following chapters, the temperature profiles of the process, inside the container, with and without porous medium, has been assessed. It has been observed that, the temperature gradient inside the porous medium during the melting procedure is considerably lower than pure paraffin condition. Basically, in this experimental study, during the melting process, the temperature profile along the container is examined. Consequently, the outcomes helped to obtain a useful information to perceive the heat transfer physic which led to a comprehensive conclusion, that the heat transfer at the beginning of the experiments is controlled by conduction. Afterward, by the mixture of the conduction and convection, the heat transfer is purely done by natural convection.
Helisel kanatlı ısıtıcı bulunan silindirik kapta faz değiştiren madde ile ısıl enerji depolanmasının deneysel incelenmesi
Bu tez çalışmasında, faz değiştiren malzeme (FDM) ile ısıl enerjinin depolanması deneysel olarak çalışılmıştır. FDM olarak Rubitherm RT 64 HC marka parafin kullanılmıştır. Düz boru ısıtıcı ve kanatlı boru ısıtıcı kullanılarak deneyler yapılmış ve erime süreleri deneysel olarak tespit edilmiştir. Deney düzeneğinde, silindirik cam bir tüp FDM kabı olarak kullanılmış ve etrafı cam elyaf ile yalıtılmıştır. Deney düzeneğinin, ortam şartlarının anlık değişiminden etkilenmesini önlemek için, deney düzeneği büyük bir kutu içine konulmuştur. Isıtıcı, cam kabın merkezine monte edilmiş olduğundan FDM dolu hacim halkasal bir yapıda olmaktadır. Isıtıcı doğru akımlı güç kaynağı tarafından beslenmektedir. Elektrik gerilimi ve akımı ölçülerek sisteme verilen enerji belirlenmiştir. Deneyler, güç kaynağının farklı voltaj ve amper değerleri ile tekrarlanarak, FDM'nin farklı ısı akılarındaki erime davranışı araştırılmıştır. Isıtıcı, cam kap, ısıtıcı kanatları ve yalıtım yüzeylerinden, cam kabın tabanından K tipi termokupllar vasıtası ile zamana bağlı sıcaklık ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda halkasal haznenin merkezinde FDM içindeki sıcaklık değişimi ölçülmüştür. Bütün sıcaklık ölçümleri eş zamanlı olarak bir veri toplama sistemi (data aquasation system) kaydedilmiş ve bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Zamana bağlı sıcaklık ölçümleri ile FDM'nin erime sürelerinin analizleri yapılmıştır. Isıtıcı yüzeyinde, kanatlarda, cam kap yüzeyinde, FDM içindeki noktaların erime süreleri belirlenerek karşılaştırmalar yapılmıştır. Aynı ısıl güç ile düz boru ısıtıcıyla yapılan deney ile helisel kanatlı ısıtıcıyla yapılan deney karşılaştırıldığında; ısıtıcı yüzeyinde en üst nokta hariç diğer noktalarda erimeyi geciktirdiği, parafin kabı yüzeyinde ise erimenin %12 ile %25 arasında daha erken gerçekleştiği görülmektedir. Radyal yöndeki sıcaklık dağılımları incelendiğinde, helisel kanatlı ısıtıcılı sistemde ısının radyal yönde daha iyi iletilebildiği görülmüştür. Helisel kanatlı ısıtıcı ile farklı ısıl güçlerde yapılan deneylerde ise, ısıl güç arttıkça doğal taşınımın yükseldiği, bunun da lokal olarak sıcaklıkların yükselmesine sebep olarak, heterojen yüksek sıcaklık bölgeleri oluşturduğu görülmüştür. Isıl güç 11.5 W'tan 20 W'a yükseldiğinde, ısıtıcı yüzeyinde %59 ile %61, parafin kabı yüzeyinde ise %50 ile %56 arasında bir iyileşme görülmektedir. Isıl güç 20 W'tan 30 W'a yükseldiğinde ise, ısıtıcı yüzeyinde %18 ile %25, parafin kabı yüzeyinde ise %11 ile %18 arasında artmıştır.
Kompakt buhar sıkıştırmalı bir soğutma sisteminin deneysel ve matematik modelleme çalışması
Bu tez çalışmasında buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimine sahip harici bir soğutma sistemindeki ısı geçişi olayları; deneysel çalışmalar ve matematik modelleme çalışmaları dahilinde incelenmektedir. Bu soğutma sisteminde temel elemanlar olarak hermetik kompresör, kılcal boru, buharlaştırıcı, buharlaştırıcı fanı, yoğuşturucu ve yoğuşturucu fanı yer almaktadır. Buharlaştırıcı ve yoğuşturucu olarak kaydırılmış sıralı borulu düz kanatlı ısı değiştiricileri kullanılmaktadır. Bu ısı değiştiricileri üzerindeki hava hızlarının sistem performansına ve sistemdeki sıcaklıkların değişimlerine olan etkisi ele alınmaktadır. Öte yandan, soğutma hacmindeki soğuma davranışları tek bir hava hızı için incelenmektedir. Buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminin anlaşılabilmesi amacıyla öncelikle, çevrim elemanları ve çevre koşullarına ait termodinamik, akış ve ısı geçişi kısaca özetlenmektedir. Soğutma sistemi elemanlarının görevleri ve buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi hakkında genel bilgiler üzerinde durulmaktadır. İdeal ve gerçek buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimleri arasındaki farklara değinilmektedir. Soğutma sistemindeki bileşenlerin modellemesinde ve sisteme ait ısı kazancının belirlenmesinde kullanılabilecek denklemler, bileşenlerin çevrimde aldığı görevlere uygun olarak verilmektedir. Yoğuşturucu ve buharlaştırıcıda iç akış tarafında faz değişimi baskın olduğundan, ısı taşınım katsayıları bulunurken her iki eleman için farklı korelasyonlar verilmektedir. Dış taraftaki akış özellikleri benzer olduğundan tek bir korelasyon verilmektedir. Isı değiştiricilerindeki ısı geçişi hesaplamalarında kullanılanılan ε-NTU metodu kısaca açıklanmaktadır. Bunun yanı sıra, kaydırılmış sıralı borulu düz kanatlı ısı değiştiricilerinin kanat hesabına değinilmektedir. Aynı bölümde, kabin içindeki hava ile çevre ortamı arasında gerçekleşen ısı geçişine ait denklemler çıkarılmaktadır. Kabin içerisine bir maddenin yerleştirilmesi durumunda meydana gelen ısı ve kütle geçişi ifadeleri belirlenmektedir. Deneysel çalışmalar bölümünde; soğutma çevrimi elemanlarında, soğutma yapılacak olan hacimde ve soğutma sistemi ile hacim arasındaki bağlantıyı sağlayan hava kanallarında belirli noktalara termoeleman bağlanarak bu noktaların sıcaklık ölçümleri yapılmaktadır. Sıcaklık ölçümleri ile eş zamanlı olarak soğutma sisteminin performansını belirlemek için sistemin çektiği güç ölçümleri de yapılmaktadır. Bu ölçümler buharlaştırıcı ve yoğuşturucu fanının besleme voltajı değiştirilerek altı farklı kombinasyonda tekrarlanmaktadır. Soğutma sisteminin performansını etkileyen bir parametre olan buharlaştırıcı fanının debisi, soğutma sistemine uygun olarak tasarlanan bir düzenek ile 6V, 9V ve 12V fan besleme voltajı değerleri için ölçülmektedir. Bu deneysel çalışmaların dışında, soğutma sistemine bir yük yerleştirilerek tek bir fan hızı kombinasyonu için yükün ve soğutma hacminin sıcaklık değişimi incelenmektedir. Yükün kütle değişiminin de incelenmesi için sisteme yük olarak gıda maddesi konularak kütle kaybı deneyleri gerçekleştirilmektedir. Deneysel çalışmaları yapılan soğutma sistemine uygun olarak, soğutma çevrimi ve soğutma hacmi için matematik model kurulmaktadır. Soğutma çevrimi için oluşturulan modelde, her çevrim elemanı için uygun kabuller yapılarak elemanlar ayrı ayrı ele alınmaktadır. Her bir bileşen için yapılan uygun kabuller doğrultusunda meydana gelen özel durumlara ait korelasyonlar literatürden alınmaktadır. Bu bağıntılar yardımıyla oluşturulan matematik modellerin hesabı, bilgisayar ortamında oluşturulan bir program ile yapılamaktadır. Programdan elde edilen bileşen sıcaklıkları grafikler halinde verilmektedir. Soğutma hacmi için kurulan matematik modelde ise, soğutma hacmindeki havanın ve hacme yerleştirilen yükün sıcaklığının, zamana bağlı olarak tahmin edilebilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın son bölümünde, soğutma sisteminin farklı buharlaştırıcı fan debileri için deneysel çalışmalardan elde edilen; sistemin harcadığı enerji miktarları, çalışma oranları ve benzeri performans değerleri irdelenmektedir. Performans değerleri incelendiğinde, buharlaştırıcıdaki hava hızı arttıkça sistemin çalışma oranı (runtime) düşeceğinden soğutma hacminin istenilen sıcaklık değerine gelme süresi ve bu sürede harcadığı enerji miktarının azaldığı söylenebilmektedir. Benzer şekilde çalışma oranının, sistemlerin dengeye geldikten sonra harcadığı enerji miktarlarında da etkili olduğu görülmektedir. Ardından, soğutma hacmindeki yük paketi için deneyden ve modelden elde edilen soğuma eğrileri karşılaştırılmaktadır. Yük paketinin ve gerçek bir gıda maddesinin soğuma eğrileri ise modelden elde edilen sonuçlar kullanılarak karşılaştırılmaktadır. Oda sıcaklığında soğutma hacmine yerleştirilen yük paketinin 7 saat sonunda sıcaklığı yaklaşık 6°C'ye ulaşırken, aynı sıcaklıkta yerleştirilen gerçek bir gıdanın sıcaklığı, gıdadan soğutma hacmine geçen nem miktarının da matematik modele dahil edilmesi nedeniyle yaklaşık 9°C dolaylarına ulaştığı görülmektedir. Son olarak, soğutma çevrim elemanlarının üç farklı fan kombinasyonu için matematik modelden elde edilen sıcaklık değerleri ile deneylerden elde edilen sıcaklık verileri karşılaştırılmaktadır. Çevrim bileşenleri için yapılan kabuller nedeniyle bazı nokta sıcaklıklarında elde edilen iki veri arasında bir miktar fark görülse de büyük oranda benzer sonuçlara ulaşılmıştır. Her iki veri de incelendiğinde buharlaştırıcı üzerindeki hava hızı arttıkça sistemin çalıştığı sıcaklık aralığının arttığı gözlenmiştir.
Yeni tip magnetit temelli katı-hal kompozit pH sensör ve uygulamaları
Bu çalışmada, sentezlenerek ve doğal olarak elde edilen Fe3O4 (magnetit) bileşiği doğrudan ve sülfatlanmış olarak kullanılıp epoksi ve silikon temelli pH elektrotlar hazırlandı. Bu elektrotların durgun ortamda bilgisayar kontrollü potansiyometrik sistem kullanılarak performans özellikleri araştırıldı. En iyi performans gösterenin sülfatlanmış doğal Fe3O4 /silikon temelli pH elektrot olduğu belirlendi. Bu pH elektrodun matriks bileşimi araştırıldı ve en uygun bileşimin % 20 (a/a) sülfatlanmış doğal Fe3O4, % 40 (a/a) grafit, % 40 (a/a) silikon olduğuna karar verildi. pH 2-12 aralığında hazırlanan tampon çözeltilerle yapılan ölçümlerde doğrusal cevap sergileyen bu elektrot bir birimlik pH değişimi için 30.80±5.4 mV potansiyel fark vermektedir. Katı-hal kompozit pH elektrodun cevap zamanı asidik bölgeden bazik bölgeye doğru bir miktar artarak ortalama 15 sn ve kullanım ömrü ise bir yıldan daha uzun bir süre olarak tespit edildi. pH elektrodu için seçicilik katsayıları karışık çözelti metotlarından sabit girişim metodu kullanılarak, K+, Na+, Li+, NH4+, NO3-, SO42- ve CH3COO- iyonları yanında H3O+ iyonu için hesaplandı. Hazırlanan kompozit elektrodun bu anyon ve katyonların varlığında girişim olmaksızın çalıştığı ve H3O+ iyonlarına oldukça duyarlı olduğu gözlemlendi.Sülfatlanmış doğal Fe3O4/silikon temelli pH elektrodu ve referans pH elektrodu olarak cam elektrot kullanılarak durgun ortamda asit-baz titrasyonları ile çeşitli ticari süt ve içecek numunelerinde doğrudan pH ölçümü gerçekleştirildi. Kompozit pH elektrot ile elde edilen sonuçların cam elektrotla ölçülen değerlerle karşılaştırıldığında, tam bir uyum içinde çalıştığı gözlendi.pH' nın rutin tayini için kompozit pH elektrot ile hazırlanan mikro ölü hacime sahip hareketli ortam akış hücresi kullanılarak oluşturulan AEA sisteminin akış hızı ve enjeksiyon hacmi parametreleri optimize edildi. AEA sisteminde elektrotların tekrarlanabilirlikleri ve kararlılıkları test edildi. Ayrıca geliştirilen AEA sisteminde, potansiyometrik asit-baz titrasyonları ve çeşitli ticari süt ve içecek numunelerinde pH ölçümü gerçekleştirildi.
Bazı iyon değiştirici reçinelerin ağır metal iyonu tutma özelliklerinin incelenmesi
ÖZET İyon değiştirici gibi davranan sentetik polimerler ile sulu çözeltilerden metal iyonlarının sorpsiyonu üzerine çok sayıda incelemeler yapılmıştır. Polistiren divinilben- zenden türetilen böyle polimerler endüstriyel ve analitik uygulamalarda farklı metal iyonlarının biriktirilmesinde sorblayıcı materyal olarak oldukça faydalıdır. Çalışmalarımız da, çapraz bağlı iyon değiştirici blok kopolimerler elde etmek için çok yaygın olarak kullanılan çapraz bağlayıcı divinilbenzen yerine, polidimetilsilokzan-makro-azo inimer (MI-PDMS), polietilenglikol dimetakrilat (PEG-DM) ve polikaprolakton dimetakrilat (PCL-DM) çapraz bağlayıcılarını kullandık. Bu iyon değiştirici reçinelerin iyon değişim özellikleri birkaç farklı şekilde incelenmiştir. Çapraz bağlı iyon değiştirici reçinelerin su, toluen ve kloroformdaki şişmesi oda sıcaklığında incelendi. R-PDMS-PS (1-5). R-DM-(400-35000). R-MIM-1500, R-S-PS- PMMA ve R-PCL-DM-1250, 2000 iyon değiştirici reçinelerinin iyon değişim kapasitesi volumetrik ve potansiyometrik yöntem kullanılarak tayin edildi. Bu iyon değiştirici reçineler adsorpsiyon/ desorpsiyon incelemelerinde kullanıldı. Seçilmiş metal iyonları örneğin Pb*+, Cd~+, Co"+, Cr'^ iyonları için iyon değiştiricilerin adsorpsiyon kapasitesi ve denge derişimi, bu iyonların farklı miktarlarını içeren sulu ortamda (1-30 ppm) ve farklı pH değerlerinden (1-11) incelendi. Bu iyon değiştiricilerin dağılma oranı (D) ve yarışan iyon değişimi, sulu fazdaki metal iyon değişimindeki azalmadan incelendi. Metal iyonlarının desorpsiyonu. Pb"^, Cd~~, Coi+. CrJ+ iyonları için 0.1 M HNO3 (pH=l) kullanılarak incelendi. Anahtar Kelimeler : Polistirenpolietilenglikol dimetakrilat, Dağılma oranı. AAS, İyon değiştirici, Adsorpsiyon kapasitesi. VII
Makrosiklik grup içeren yeni vic-dioksim ve mononükleer Ni(II) kompleksinin sentezi, karakterizasyonu ve ekstraktör özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada l,3-Bis(benzo-7,10,13-tritiya-l,4-dioksa siklopentadekan)-2-tiya oksa- 4,5-Bis(hidroksimino)imidazol (5) ile gösterilen yeni bir vic-dioksim (LH2) bileşiği ve bu bileşiğin [Ni(LH)2] formundaki mononükleer nikel kompleksi sentezlenmiştir(ö). Sentezi gerçekleştirilen bileşiklerin yapısı elementel analiz, İR, 'H-NMR, 13C-NMR ve kütle spektral verileri ile belirlenmiştir. (5) ve (6) bileşiklerinin alkali, toprak alkali, geçiş metal ve ağır metal iyonlarını sulu ortamdan ekstraksiyonları donör atom türü, katyon büyüklüğü, pH ve çözücü etkileri gibi faktörlere bağlı olarak incelenmesi yapılmıştır. Ekstraksiyon çalışmalarında elde edilen sonuçlar tablolar ve grafikler halinde verilmiştir. vic-Dioksim (5) bileşiğinin Li, Na, K, Ca, Ba pikratlann ekstrakte edilebilme % değerleri ve (6) bileşiğinin Cu, Cd, Pb, Hg, Ni, Zn pikratlann farklı pH değerlerindeki ekstrakte edilebilme % değerleri UV- Vis spektrofotometeresi ile ve gümüşün en iyi ekstrakte edilebildiği pH değerinde, farklı çözücü ortamında ikili katyon sisteminden seçimli olarak ekstraksiyon % değerleri AAS ile ölçülmüştür. Ayrıca (5) ve (6) bileşiklerinin farklı pH değerlerindeki gümüş pikratlann kloroform ve diklormetandaki % ekstraksiyon değerleri UV-Vis ve AAS ile belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler : vic-Dioksim, Mononükleer Kompleks, Ekstraksiyon, Dağılma Oram, UV-Vis spektrofotometresi, AAS VII
Bazı yeni triazol türevlerinin potansiyometrik özelikleri
Bazı Yeni Triazol Türevlerinin Potansiyometrik Özellikleri" adlı çalışmada yeni sentezlenen potansiyel biyolojik aktif bileşikler olan 3,4 disubstutiye-lH-l,2,4-triazol-5-on bileşiklerinin potansiyometrik özellikleri incelendi. Sentezlenen bileşiklerin sudaki çözünürlükleri çok küçük olduğundan susuz ortam tercih edilmiştir. Bilindiği gibi son yıllarda susuz ortam titrasyonları giderek önem kazanmıştır. Çözücülerin seçiminde farklı çözücü gruplarından olmaları, susuz ortam çözücüsü olarak yaygın kullanımları, dielektrik sabitleri ve otoprotoliz sabitlerinin farklı olması önemli etken olmuştur. Susuz ortamda çözücü olarak amfiprotik nötral çözücülerden 2-propanol ve tert-butil alkol, dipolar aprotik çözücülerden asetonitril ve N,N-dimetilformamit tercih edilmiştir. Titrant olarak susuz ortam titrasyonlarında geniş kullanım alanı olan tetrabutilamonyum hidroksidin (TBAH) 2- propanoldeki çözeltisi kullanılmıştır. Asitlik tayininde titrimetrik analiz yöntemlerinde dönüm noktasının belirlenmesi için kullanılan potansiyometrik metot uygulanmıştır. Titrasyon sonucunda elde edilen sonuçlar tablolar ve grafikler halinde verilmiştir. Grafikler incelendiğinde S şeklinde tipik titrasyon eğrileri elde edilmiştir. Yarı nötralizasyon metoduyla elde edilen veriler ve grafikler kullanılarak bileşiklerin çözücülerdeki asitlik sabitleri hesaplanmıştır. Elde edilen bilgilere göre bileşiklerin asitlik kuvvetlerinin çözücülerde farklandırıldığı belirlenmiştir. Farklı R ve R' grupları içeren 3,4 disubstutiye-lH-l,2,4-triazol-5-on bileşiklerinin değişik çözücülerdeki asitlik kuvvetleri çözücünün dielektrik sabiti, otoprotoliz sabiti ve seviyeleme-farklandırma etkileri incelenmiştir. Anahtar Kelimeler : Susuz Ortam Titrasyonları, pKa Değerleri, Triazol Türevleri, Yarı Nötralizasyon Metodu VI
Karadeniz bölgesindeki konutların güneş destekli ısı pompaları yardımıyla ısıtılabilirliğinin incelenmesi
ÖZET Bölgemizde konutların güneş enerjisi ve ısı pompaları yardımı ile ısıtılabilirliğini araştırmak amacıyla güneş destekli ısı pompası de ney düzeneği kurulmuştur. Bu deney düzeneği, 18 adet su soğutmalı düzlemsel güneş kollektörü, güneş enerjisini gizli ısı şeklinde depolayan enerji depolama tankı, hava ve su kaynaklı ısı pompası, bir adet sudan havaya ısı eşanjörü, sistemdeki suyun dolaşımını sağlayan su sirkülas- 2 yon pompası, ısıtma ortamı olarak kullanılan 75 m lik laboratuar, ısıtma kanalları, ölçüm elemanları ve diğer yardımcı cihazlardan mey dana gelmiştir. Bu çalışmada; güneş enerjili ısıtma sistemi, güneş destekli ve enerji depolu seri ısı pompası sistemi, güneş destekli ve enerji depolu paralel ısı pompası sistemi ile bu sistemlerin birlikte kullanıldığı çift kaynaklı ısı pompası sistemi deneysel olarak incelenmiştir. Ekonomik analiz yapılarak sistemler birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Deneyler 1991 ve 1992 yıllarında ısıtma sezonu boyunca (Aralık ayından Mayıs ayına kadar) yapılmıştır. ölçümler bilgisayar programı yardımı ile değerlendirilerek incelenen sistemlerin kollektör verimleri, depolama verimleri, ısı pompa sının performans katsayıları, herbir ısıtma mevsimi için binanın ısı yükü ile sistemlerin bu ısı yükünü karşılama oranları hesaplanarak el de edilen sonuçlara göre sistemlerin karşılaştırılmaları yapılmıştır. Ayrıca literatürde verilen bir simulasyon programını (SOLS İM) sis temimize uygun hale getirerek deneysel verilerin teorik değerlerle karşılaştırılması yapılmıştır. Sonuç olarak, teorik, deneysel ve ekonomik değerlendirmelere göre Karadeniz bölgesindeki konutları ısıtmak için geleneksel ısıtma sis temlerine alternatif olarak güneş destekli ve enerji depolu seri ısı pompası sistemi önerilebilir.
Yeni bir makrosiklik ekstraksiyon aracının sentezi ve karakterizasyonu
Yeni Bir Makrosiklik Ekstraksiyon Aracının Sentezi ve Karakterizasyonu Bu çalışmada, V.S'-diamino benzo [15-Crown-5] ile N,N'-bis(2- karbometoksifenil) diaminoglioksim ile reaksiyona sokularak yeni bir dioksim olan 5,16:13, l4-dibenzo-9, 10-benzo[ 1 5-Crown~5]-2, 3-bis(hid- roksimino)-7,12-diokso-l,4,8,ll-tetraazosiklodekan (H2L) sentez edil miştir. Bu ligandın metal-ligand oranı 1:2 olan sadece kobalt (III) ve rutenyum (II) kompleksleri elde edilmiştir. Hidrojen bağlı kobalt (III) kompeksi, bortriflortir etil eter kompleksi kullanılarak BF2 köprülü kobalt (III) kompleksi hazırlanmıştır. BF2 köprülü kobalt kompleksi bis(benzonitril) palladyum (II) klortir kullanılarak trinük- leer kompleks hazırlanmıştır. Daha sonra bu kompleks, sulu ortamdan diklormetan ortamına bazı alkali metal katyonlarının ekstraksiyonunda kullanılmış ve ekstraksiyon kabiliyeti ölçülmüştür. Dioksimin ve komplekslerinin yapıları elementel analiz, spektrumları yardımı ile desteklenmiştir. 1 13 komplekslerinin yapıları elementel analiz, H ve C NMR, İR ve kütle Anahtar Kelimeler: Vic-Dioksim, Crown eter, Makrosiklik, ekst raksiyon. VI
Bazı endomik yabani buğdaygil ve baklagillerin B-D-glukan bakımından incelenmesi
Bu araştırmada bölgemizde doğal olarak yetişen bazı endemik yabani buğdaygiller ve baklagiller ile ülkemizde yetiştirilen kültür türü tahıl tanelerinin içerdiği (l-3),(l-4)-P-D- Glukanlar tayin edilmiştir. Çalışma materyalleri olarak seçilen endemik türler Trabzon, Gümüşhane ve Bayburt il sınırlan içerisinde bulunan çeşitli yerlerden 1994 yılının Nisan- Ekim aylan içerisinde toplanmıştır. Kültür türlerinden mısır, fasulye, bezelye, lafir Trabzon; çavdar Gümüşhane; yulaf ve arpa Ankara; buğday, Kırşehir ve nohut Çorum' dan temin edilmiştir. Aynca, arpa, buğday (beyaz, şahin, lanser), adi korunga, (Orabyehis sativa) ve adi yonca (Medicaga satiean) Erzurum Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bitki Araştırma Enstitüsünde yetiştirilen temin edilmiştir. Bu materyallerin içerdiği P-D-glukan miktarlan enzimatik yöntemle kantitatif olarak tayin edilmiştir.Bu amaçla ölçümlerde saf P-D-glukanaz ve P-D-glukosidaz enzimleri kullanılarak bitki tohumlan hücre duvan endospermindeki lineer polisakkaridlerde bulunan (1-3), (l-4)-glikozidik bağlan hidrolizlenmiş, oluşan 0-D- glukanlar Glukoz Oksidaz/Peroksidaz ayıraç çözeltisi kullanılamak suretiyle UV-VIS spektrofotometresinde 510 nıri de absorbanslar ölçülmüş ve tayinler yapılmıştır. Endemik türlerin P-D-glukan içeriği % 0.15 - % 6.15 arasında, kültür türlerinin içeriği ise % 0.49- % 5.35 arasında bulunmuştur. Endemik yabani buğdaygiller, baklagiller ve Türkiye'de yetiştirilen bazı kültür buğdaygillerindeki P-D-glukan tayini ilk kez bu çalışmada gerçeMeştirilmiştir. Anahtar Kelimeler : P-D-Glukan, Endemik Buğdaygiller ve Baklagiller,
Kalem imalatında kullanılan ağaç malzemelerin kimyasal yönden incelenmesi
ÖZET Bu çalışmada, kurşun kalem endüstrisinde kullanılan kavak odunun nem alışverişini Önlemek için uygulanan emprenye yöntemi sonunda ağaç malzeme üzerinde kimyasal ve fiziksel yönde bir değişikliğin olup olmadığı incelenmiştir. Denemelerde İtalya Servi Kavağı (Populus nigra subsp. nigra) radyal biçme yöntemiyle, 5x72x185 mm boyutlarında deneme örnekleri hazırlanmıştır. Örnekler, %8'lik parafin çözeltisi hazırlanarak Dolu Hücre Yöntemiyle emprenye edilmişlerdir. Emprenye öncesi ve sonrası ağaç malzemelerin İR spektrumları alınarak karşılaştırılması yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ağaç malzemenin kimyasal yapısında bir değişikliğin olduğunu göstermemesine rağmen, fiziksel özelliklerinde önemli değişmelerin olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Kavak odunu, parafin çözeltisi, Dolu Hücre Yöntemi, Odun emprenyesi, İR spektroskopisi.
Bazı organik asitlerin pKa değerlerinin tayini
Bu çalışmada organik asitlerden oktanoik asit, nonanoik asit, dekanoik asit, p-tolil nonanoik asit 2-propanoldeki çözeltilerinde Tetrabutilamonyum hidroksit ile titre edilmiştir. Titrasyonlar susuz ortamda ve potansiyometrik metod kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Organik asitlerin pKa değerleri çizilen titrasyon grafiklerinden belirlenmiştir. Bulunan sonuçlar şunlardır: Oktanoik asit 9.78±0.08, nonanoik asit 9.87±0.03, dekanoik asit 9.92±0.06, p-tolil nonanoik asit 9.80±0.02. Asitlerin molekül yapılan ile asitlik sabitierinin büyüklükleri uyum içindedir. Bu asitlerden p-tolil nonanoik asit yeni sentezlenmiş olup pKa değeri ilk kez tayin edilmiştir. Anahtar Kelimeler : Susuz ortam titrasyonlan, potansiyometrik titrasyonlar, organik asitler, pKa değerleri. VI
Toprak kaynaklı hava akışkanlı ısıtma ve soğutma için kaynak karakteristiğinin deneysel incelenmesi
Yenilenebilir enerjiler rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi, biyokütle, jeotermal enerji ve hidroelektrik santralleri olarak sıralanabilir. Yenilenebilir enerji kaynakları petrol, kömür ve gaza karşı temiz bir alternatif enerji kaynağıdır. Bununla birlikte tükenmez şekilde doğada bulunur. Yenilenebilir enerjilerin temel prensibi doğada yer alan süreçlerin kullanılmasıyla elektrik, yakıt ve ısı üretilmesidir Bu enerji kaynakları küresel ısınmanın önüne geçmede önemli rol oynar. Aynı zamanda enerji kaynakları için yaşanan savaşların önüne geçecektir. Bu prensiplerden yola çıkarak Sakarya Üniversitesi Esentepe kampüsündeki enerji laboratuvarında ısıtma ve soğutma deneyleri yapılmıştır. Bu çalışmada ise ısıtma deneyleri yapılmıştır. Toprak kaynaklı ısı değiştirici boruları, 80 m2 alana ve 2.5 metre derinliğe sahip yapay bir havuza yerleştirilmiştir. Bu deneylerde proses akışkanı olarak hava kullanılmıştır. Bu çalışmada kış aylarında ısıtma için gerekli enerji maliyetlerinin azaltılması hedeflenmiştir. Ocak ayında gündüz saatlerinde yapılan deneylerde hava debisi belirlendikten sonra hava giriş ve çıkış sıcaklıkları ile toprak sıcaklığı ölçülmüştür. Bu çalışmada toprağın ısıl karakteristiği deneysel olarak incelenmiştir. Toprağın ısıl veriminin büyük oranda topraktaki nem oranına bağlı olduğu görülmüştür. Bu sistemin sıcaklık farkının daha yüksek olduğu iklimlerde daha verimli çalıştığı tespit edilmiştir. Yapıların plan ve inşa aşamasında bu model kurulduğunda ısıtma maliyetlerinin düşürülebileceği görülmüştür.
Genelleştirilmiş dual sayılar kümesinde geometri
Bu tezde, standart dual sayı sistemine alternatif olarak önerilen genelleştirilmiş dual sayılar, genelleştirilmiş dual kuaterniyonlar ve genelleştirilmiş vida hareketi incelenmiştir. Çalışmada dual sayıların tarihsel gelişiminden bahsedilerek, literatürde yapılan genelleştirme ve genişletme çalışmalarına yer verilmiştir. Literatürde daha önce yapılmayan bir genelleştirme olan genelleştirilmiş dual sayılar, Yaglom ve Catoni gibi matematikçilerin kompleks sayılar üzerine yaptıkları genelleştirmelerden yola çıkılarak, parabolik sayılar üzerinden tanımlanmış bir sayı sistemidir. Bu bağlamda, genelleştirilmiş dual sayılar kümesi Dₖ = { z = x + yεₖ : x, y, k ∈ ℝ ve (εₖ − k)² = 0, εₖ ∉ ℝ } olarak tanımlanmış; bu sayıların cebirsel yapısı, genelleştirilmiş Galile düzlemi ve geometrisi incelenmiştir. Genelleştirilmiş dual sayılar için polar form ve dönme matrisi elde edilerek üç boyutlu genelleştirilmiş dual modül yapısı tanıtılmış; genelleştirilmiş Study teoremi ispatlanarak sonuçları belirtilmiştir. Genelleştirilmiş dual sayıların kuaterniyonlarla birleştirilmesiyle yeni bir cebirsel yapı oluşturularak genelleştirilmiş dual kuaterniyonlar tanımı verilmiştir. Bu yapı vasıtasıyla genelleştirilmiş vida hareketi oluşturulmuş ve sonuçları açıklanmıştır.
Genelleştirilmiş oskülatör ve rektifyan eğri çiftleri
Bu tezin amacı, Öklid uzayında tanımlanan paralel eğri Bertrand, Mannheim ve Backlund gibi bazı ünlü eğri çiftlerini genelleştiren yeni bir eğri çifti tanımı vermektir. Bunun için eğrilerin karşılıklı noktalarında rektifyan ve oskülatör düzlemlerin bazı koşullar altında kesiştirilmesi yardımıyla yeni bir tanım verilmiştir. Birinci bölümde paralel, involüt, evolüt, pedal, Bertrand, Mannheim ve Backlund eğri çiftlerinin her biriyle ilgili Öklid uzayında yapılmı¸s çalı¸smalar incelenip bu eğriler hakkında bilgi verilmiş ve tez çalışmasının ilerleyen bölümlerinde kullanılacak tanımlara ve teoremlere yer verilmiştir. İkinci bölümde Öklid uzayında oskülatör eğri çifti tanımlanmış ve bu eğri çiftinin Frenet vektör alanları, eğriliği ve burulması verilmiştir. Oskülatör düzlemlerinin kesişimlerinin karşılıklı noktalarından geçen eğri çiftinin teğetlerinin yaptığı açı Ɣ ve karşılıklı binormallerinin yaptığı açı Ɵ olmak üzere Ɣ ve Ɵ açılarının spesifik değerleri sonucu ortaya çıkan eğrinin hangi çok bilinen eğri çiftine karşılık geldiği ifade edilmiştir. Üçüncü bölümde rektifyan eğri çifti tanımlanmış ve benzer incelemeler yapılarak, çok bilinen eğri çiftlerine indirgenen durumlar ele alınmıştır.
Hibrit sayılar ve bazı geometrik uygulamaları
Bu tezde hibrit sayıların bazı geometrik uygulamaları incelenmiştir. Birinci bölümde kompleks sayılardan kuaterniyonlara kadar olan sayıların tarihi ve özellikleri hakkında kısa bir bilgi ve tezin ana hatları verilmiştir. İkinci bölümde, 2 boyutlu sayı sistemleri olan kompleks, hiperbolik ve dual sayıların genel özellikleri ve hibrit sayıların özellikleri verilmiştir. 4 boyutlu sayı sistemleri olan kuaterniyonlar ve split kuaterniyonların geometrik yorumları, E³ ve E₁³ uzayında dönme dönüşümü matrisleri verilmiştir. Ayrıca bu bölümde bir koniğe göre bir noktanın inversiyonu ve Möbius dönüşümü tanıtılmıştır. Son bölümde hibrit sayıların geometrisi tanıtılmıştır. 3 boyutlu hibrit uzay, vektörel çarpım ve düzlem tanımı verilmiştir. Eliptik, hiperbolik ve parabolik dönme dönüşümleri incelenmiştir. Ayrıca Rodrigues formülü ve Cayley dönüşümü yardımıyla dönme matrisleri elde edilmiştir. Hibrit sayılar yardımıyla bir noktanın bir koniğe göre inversi, bir koniğin bir koniğe göre inversi incelenmiştir. Son olarak hibrit sayı elemanlı 2×2 matrislerin determinantı ve hibrit sayılar üzerinde Möbius dönüşümü incelenmiştir.
2 × 2 türünden matrislerin karekökünün hesaplama yöntemleri
Matrisler, afin dönüşümlerle birlikte, bilgisayar ve mühendislik teknolojisinde önemli olarak kullanılır. Özellikle, 2x2 matrisler düzlemsel hareketlerin incelenmesi açısından önemlidir. Matrislerin ve özellikle 2x2 matrislerin köklerinin bulunması da lineer cebirin önemli problemlerinden biridir. Literatürde 2x2 türünden matrislerin kareköklerinin bulunması genel olarak Schur teoremi, Cayley Hamilton teoremi ve Newton teoremine dayanan yöntemlerdir. Bunun yanında dizisel yineleme bağıntıları yardımıyla da bulunabilmektedir. Bu çalışmada, öncelikle, literatürde bulunan yöntemlerin bazıları verilecek ve kullanışlı olup olmadıkları incelenecektir. Bunun yanında, kompleks sayılar, dual sayılar ve hiperbolik sayılar yardımıyla da bazı özel matrislerin köklerin bulunabileceği gösterilecektir. Son olarak hibrit sayılar yardımıyla bir matrisin köklerinin nasıl bulunacağı detaylı incelenecektir. Özellikle, hiperbolik hibrit sayıların idempotent tabanı yardımıyla bir matrisin karekökünün nasıl bulunacağı literatürde bulunmayan bir yöntemdir. Bu yöntem bu tez çalışmasında verilmeye çalışılacaktır.
Reel, karmaşık ve hiperbolik düzlemde afin dönüşümler ve uygulamaları
Bu tez üç bölümden oluşmuştur. Bu tezde reel, karmaşık ve hiperbolik düzlemdeki afin dönüşümler ve uygulamalarından bahsedilmiştir. Birinci bölümde, Öklidin beş aksiyomu ve afin dönüşümün üç aksiyomu ve afin dönüşüm kavramı ile ilgili tanımlar verilmiştir. İkinci bölümde, reel düzlemde afin dönüşümlerin temel özellikleri ve afin dönüşümün temel teoremi ispatlanmıştır. Ayrıca, reel düzlemdeki koniklerin merkezil koniğe çeviren bir afin dönüşüm ortaya konulmuştur. Karma¸sık düzlemde afin dönüşümler A;B;C karmaşık sayı olmak üzere, f(z) = Az + Bz + C ¸seklinde bir dönüşümle gösterilmiştir. f afin dönüşümünün türünün A, B, C katsayıları ile olan ilişkisi incelenmiştir. Karmaşık düzlemde afin dönüşümlerin bir uygulaması olarak fraktal örnekleri verilmiştir. Üçüncü bölümde, hiperbolik düzlemde afin dönü¸sümler A;B;C hiperbolik sayı olmak üzere, f(z) = Az + Bz + C şeklinde bir dönüşümle gösterilmiştir. f afin dönüşümünün türünün A, B, C katsayıları ile olan ilişkisi incelenmiştir. Hiperbolik düzlemde afin dönüşümlerin bir uygulaması olarak fraktal örnekleri verilmiştir.
Householder dönüşümü ve bazı geometrik uygulamaları
Bu tez üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm, giriş kısmına ayrılmıştır ve ileri bölümlerde gerekli olan temel tanım, kavram ve özellikler verilmiştir. İkinci bölümde, genel olarak bir V vektör uzayı ve bu uzayda verilen bir iç çarpım kullanılarak yansıma dönüşümünün tanımı yapılmış; özellikleri sunulmuştur; farklı vektör uzaylarında Householder dönüşümüne dair literatürde yapılan çalışmalara yer verilmiştir. Diğer yandan, Householder dönüşümünün n-boyutlu Öklit uzayındaki ve n-boyutlu, pozitif tanımlı ağırlıklı iç çarpım uzaylarındaki durumuna değinilmiştir. Benzer şekilde, Minkowski-3 uzayında Lorentz-Householder dönüşümü ve özellikleri ile reel tanımlı, genel iç çarpım uzaylarında hiperbolik-Householder dönüşümü de bu bölüm altında incelenmiştir. Bu bölümde ayrıca, Householder dönüşümünün n-boyutlu kompleks vektör uzayındaki durumu incelenmiş; eş normlu iki kompleks vektörün birbirine yansıtılmasındaki kısıtlamalar sunulmuştur. Son bölümde ise hiperbolik sayıların bir takım özellikleri sunulduktan sonra, hiperbolik sayı modülünde Householder dönüşümü ve özellikleri sunulmuş; ayrıca, henüz literatürde yeni bir alan olan hibrit sayılara ait bazı özellikler ve hibrit sayıların vektörel gösterimleri için Householder dönüşümünün tanımı ve özellikleri belirtilmiştir.
Hiperbolik sayılar ve hiperbolik sayı matrislerinin cebirsel ve geometrik uygulamaları
Bu çalışmada hiperbolik sayılar ile elemanları hiperbolik sayı olan matrisler incelenmiştir. Öncelikle genelleştirilmiş kompleks sayılar tanıtılmış ve genelleştirilmiş kompleks sayıların özel bir alt kümesi olan hiperbolik sayılar üzerindeki temel işlemler incelenmiştir. Hiperbolik sayıların karakterizasyonuna göre kutupsal, üstel ve matris formları gösterilmiştir. Ayrıca timelike, spacelike veya null bir hiperbolik sayının kökleri, hiperbolik sayılar için verilen De Moivre formülü yardımıyla ifade edilmiştir. Bunun yanında hiperbolik sayıların Lorentz düzlemindeki bazı geometrik uygulamaları da çalışılmıştır. Tezin ilerleyen kısımlarında, hiperbolik vektör kavramı verilerek, hermityen skaler ve vektörel çarpım verilmiştir ve hiperbolik üniter matrisleri tanımlanarak farklı yöntemler ile elde edilmiştir. En sonunda hiperbolik matrislerin exponansiyelinin bazı cebirsel özellikleri verilmiştir. Hiperbolik üniter matrisleri hiperbolik matrislerin exponansiyeli yardımıyla elde edilmiştir.