Theses supervised by Doç. Dr. Ahmet Koyun
11 theses · Yıldız Technical University
Pasif ısıtma sistemleri
Minimum enerjili bina tasarımı her geçen yıl yeni bina tasarımında yakıt tüketimmaliyetlerinin de göz önünde olmasıyla değer kazanmaktadır. Binayı kullananlar ve binasahipleri sağlıklı ve çevre için değerli çalışmaları talep etmektedirler. Her ne kadargünümüzde çok fazla sayıda bina gerçek hayata inşa edilmiş olarak geçmese de ve bubinaların faydaları hakkında çok az deneysel tecrübeler olsa da gün geçtikçe bu konu üzerineçalışmalar artmakta ve gerçek ürünler oluşmaktadır.Bu çalışmada yapılarda güneş enerjisinden yararlanma ekonomik ve çevreci çözümler ortayakoymaktadır. Güneş enerjisinden özellikle pasif yolla yararlanma uygulamaları, yapılardayapma enerji tüketiminin olabildiğince azaltılmasını sağlayacaktır. Bu çalışmada güneşenerjisinden pasif yolla yararlanma yöntemleri tanıtılmış ve yöntemlerin karşılaştırılmasıyapılmıştır. Ayrıca deneysel olarak kurulmuş stanbul'daki örnek okul sınıfı sistemindenalınmış veriler de kullanılmıştırAnahtar kelimeler: Pasif ısıtma, güneş enerjisi ile ısıtma, faz değiştiren malzemeler (PCM),doğal havalandırma, güneş bacası,
Mevcut bir fabrikada trijenerasyon uygulaması
Trijenerasyon sistemi kojenerasyon sisteminin gelismis bir halidir. Elektrik üretiminin yanı sıra ihtiyaç duyulan ısıtma enerjisi ve absorbsiyonlu sogutma ile sogutma enerjisi ihtiyaçları karsılanabilmektedir. Bu çalısmada; mevcut bir fabrikada trijenerasyon sisteminin kullanılabilirligi arastırılmıs, sistem fizbilitesi yapılmıstır. Anahtar Kelime: Trijenerasyon
Hava ayrıştırma tesislerinde oksijen, azot, argon'un üretimi ve karışım gazlı Joule-Thomson düşük sıcaklık soğutucusu
Bu tezin hazırlanması ile, kaynağa ulaşılması oldukça zor sanayi kolunda akademik açıdan enazından anlaşılır düzeyde bir kaynak oluşturulması amaçlanmıştır.Tezin 1. bölümünde düşük sıcaklıklarda hava ayrıştırma prosesinin temel blokları üzerindekısaca durulmuştur. 2 bölümde hava ayrıştırma tesislerine genel bir bakış açısı ile deyinilmişve hava ayrıştırma türleri belirtilmiştir. 3. bölümde düşük olmayan sıcaklıklarda havaayrıştırma konusuna deyinilmiş ve türleri belirtilmiştir. 4. bölümde düşük sıcaklıkta havaayrıştırna konusuna giriş yapılarak, tüm proses blokları detaylı olarak incelenmiştir. 5.bölümde düşük sıcaklıkta hava ayrıştırma tesisindeki ekipmanların ve tüm tesisin toplam güçtüketimi hesaplanarak birim ürün maliyeti çıkartılmıştır. 6. bölümde tesisin soğutma suyusistemi ile ilgili bilgi verilmiştir. Son bölümde ise karışım gazlı Joule-Thomson düşüksıcaklık soğutucusu hakkında izahat yapılmış, düşük sıcaklık uygulamaları ve diğer yeniteknolojik uygulamalarda kullanılması için temel bilgiler verilmiştir.
Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ve sera ısıtmasına uygulanması
Bu çalısmada yenilenebilir enerji kaynaklarının sera ısıtmasında kullanımından bahsedilmistir. Bu, genellikle ısı pompası uygulaması yapmayı gerektirir. Topragın yıl boyunca hemen hemen degismeyen özellikleri nedeniyle ısı kaynagı olarak kullanımı, hava ve soguk iklimler için suya göre daha caziptir. Bu yüzden tezimizde öncelikle toprak kaynaklı ısı pompaları ve toprak ısı degistiricilerinden bahsedilmistir. Tezimizde ayrıca günes enerjisinin sera ısıtmasında kullanım uygulamalarına da yer verilmistir. Ancak günes enerjisinin elde edildigi zamanlar ile yüksek ısıl yüklerin mevcut oldugu zamanlar genellikle birbirine uymadıgından günes enerjisinin depolanıp ihtiyaç duyuldugunda kullanılmasına imkan tanıyan ısıl enerji depolama sistemlerinden bahsedilmistir. Toprak özellikleri zamanla degismektedir. Ayrıca topraktan toprak ısı degistiricisinde dolasan suya ısı geçisi de toprak özelliklerini degistirmektedir. Bu sebeplerden dolayı topragın ısıl performansı zamanla azalmaktadır. Bu nedenle seranın toprak kaynaklı ısı pompası sistemiyle ısıtılması, ısıl yüklerin çok arttıgı dönemde özellikle geceleri sisteme büyük elektrik yükleri getirecektir. Bu büyük yükleri azaltmak için, günes ve ısıl enerji depo destekli toprak kaynaklı ısı pompası sistemi tasarlanmıstır. Yeterince hassas sonuçlar elde etmek için seranın saatlik ısı kayıpları, topraktan ve günesten saatlik olarak alınan ısı miktarları ve ısıl enerji deposunda depolanmıs halde bulunan enerjinin saatlik degerleri hesaplanmıs ve tablolarda verilmistir. Farklı toprak ısı degistirici modül boru boyları, modül sayıları ve gömme derinlikleri, farklı günes toplaç alanları ve ısıl enerji depo hacimleri için deponun ek kompresör isini karsılama oranları ve sistem yatırım ve isletme maliyetleri hesaplanmıstır. Sistem yatırım ve isletme maliyetleri toplamı, klasik bir ısıtma sisteminin yatırım ve isletme maliyetleri toplamıyla karsılastırılarak sistem geri ödeme süreleri hesaplanmıs, sonuçlar grafikler ve tablolar halinde gösterilmistir. Anahtar kelimeler: Sera ısıtması, ısı pompası, toprak ısı degistiricisi, günes enerjisi, ısıl enerji deposu
Su kaynaklı ısı pompası sisteminin Siirt'de bir uygulamayla incelenmesi
Genel olarak ısı pompalarını, kullandıgı ısı kaynaklarına göre isimlendirmekte ve çesitlendirmekteyiz. Buna göre ısı pompalarını hava kaynaklı, su kaynaklı, toprak kaynaklı, günes kaynaklı ve kimyasal kaynaklı olarak çesitlere ayırtmak mümkündür. Tezimizde daha çok su kaynaklı ısı pompalarına yer verecegiz. Konu ile ilgili olarak ikamet ettigim bölgenin yakınında bulunan Dicle Üni., Fırat Üni. ve Harran Üni.' ni, ayrıca stanbul'daki diger üniversiteleri dolastım. Çogu kaynakları taradım ve bu isle istigal eden ögretim görevlileri ile bizzat görüsmeler yaptım. Dünyadaki diger uygulamalar için ise ilgili makaleleri temin etme sansım oldu. Su kaynaklı ısı pompaları ile ilgili Siirt il merkezine 60 km uzaklıkta bulunan Kurtalan ilçesine baglı Saipbeyli Köyü'nde mukim bulunan yapay bir gölette uygulama yaptım. Bu tip ısı pompalarının dizaynı için gerekli bilgilerin bir kısmını Meteoroloji Siirt l Müdürlügü' nden temin ettim. Diger gerekli dataları da uygulama yaptıgım gölette ölçüm yapmak suretiyle temin ettim. Deney için, bir ısı pompasının dıs ünitesi görevini görecek bir serpantin hazırlayıp bunu gölete daldırdım. çinden ısıtıcı akıskan (su) dolastırmak suretiyle dolasan suyun giris-çıkıs sıcaklıklarını, debisini, göletten çekilen ısı miktarını elde ettik. Bu verilerle yıllık, aylık, günlük ve saatlik göletten çekebilecegimiz ısı miktarını, göletin ısıl kapasitesi ile yakın köyde kıs mevsiminde bu göletle kaç konutun ısıtılabilecegini, bunu yapmakla gölet suyu sıcaklıgında ne gibi degisiklikler oldugunu (ekolojik etki) ve sistemimizin rantabl olup olmadıgını gördük. Anahtar kelimeler : Su kaynaklı ısı pompası, Siirt' de ısı pompası uygulaması
Viskoz malzemelerin akışı ve modellenmesi
Plastik malzemelerden imal edilmekte olan çesitli parça ve mamuller günümüzde otomotivden beyaz esyaya, oyuncaktan elektronik sektörüne kadar tüm alanlara girmis ve yoğun bir kullanım alanına sahip olmustur. Böylesine çok talep edilen bir mühendislik malzemesi olması dolayısıyla, plastiğin biçimlendirilme yöntemleri üzerinde yoğun arastırmaların yapılması bir zorunluluk haline gelmis ve günümüze kadar bu alanda büyük gelismeler kaydedilmis bulunmaktadır. Halen bu gelismelerin sürdüğü; sık sık yeni malzeme türlerinin lanse edildiği ve plastik malzeme üretim prosesleri ile parça ve profil imalatında asamalar kaydedildiği bilinmektedir. Ergimis plastiğin akıs davranısının teorik olarak belirlenmesi ve akıs davranısının simülasyonu için gerekli olan viskozite ve yoğunluk değerleri kayma hızı, sıcaklık ve basınca bağlı olarak hesaplanabilmektedir. Bu çalısmada, Carreau, Cross, Cross-WLF ve Power Law viskozite modelleri kullanılarak viskozite değerleri elde edilmistir. Plastik enjeksiyon kalıplarında, kalıp bosluğu içerisinde ergimis plastiklerin akısının matematiksel modellenmesi, akıs burnu hareketlerinin tayini ve basınç, hız ve sıcaklık dağılımlarının belirlenmesi için kullanılan temel denklemler türetilmistir. Bu çalısmanın amacı, ergimis plastiklerin akısı ile ilgili temel denklemlerin detaylı olarak elde edilmesi, sayısal analizi, dikdörtgen ve dairesel bir kalıp bosluğu içindeki akıs simülasyonun yapılmasıdır. Anahtar sözcükler: Viskozite, Kayma Gerilmesi, Kayma Oranı, Enjeksiyon Basıncı, Reoloji
Hidrojen yakma sistemi dizaynı yakıt hücresi dizayn ve hesapları
Bu yüksek lisans tezi dünya'da enerji sorunun çözümünde önemli rol oynayan alternatif enerjikaynaklarından hidrojen enerjisini tanıtmayı ve yaygınlaştırmayı amaçlar.Bu tezde hidrojenin kimyasal yöntemlerle oksitlenmesi sonucunda elde edilen elektrikenerjisine dönüşmesi prensibiyle çalışan yakıt hücreleri anlatılmış ve bu doğrultuda yakıthücresi içinde enerji ve momentum denklemlerinden yararlanarak oluşan sıcaklık değişimi vebasınç kaybı hesaplanmıştır. Burada oluşan denklemler MATLAB de farklı debi ve basınçlariçin hesaplanmış, dizayn ve imal edilen yakıt pili ile deneyler yapılmış ve sonuçlarkarşılaştırılmıştır. Yakıt pilinin testleri için bir test düzeneği kurulmuş ve bu düzenekte testleryapılmıştır.Yapılan hesaplar kanal içindeki termodinamik ve ısıl dengelere göre yapılmıştır. Her katmaniçerisinde enerji, momentum, ve kütle korunumu denklemleri yazılarak sistem içindekisıcaklıklara ulaşılmış ve bu sayede sistemin verimi hesaplanmıştır.Özel bir dizayn yapılarak yakıt pili imal edilmiş bu imalat sırasında üst sıkma kısımlarıdöküm yöntemiyle imal edilmiş yakıt pilinin iki yanında kapatma görevi gören parçalar(endplate) saç malzeme alınıp frezede işlenerek hazırlanmıştır. Alt sıkma parçaları ise lamaalınarak frezede işlenmiştir.
Toprak ısı değiştiricisinin teorik ve deneysel analizi
Bu çalışma Yıldız Teknik Üniversitesi, Davutpaşa kampüsünde kurulmuş bulunan Toprak Kaynaklı Isı Popması sisteminin çalıştırılarak elde edilen deneysel verilerin analizini içermektedir. Deney düzeneği Plastik ve Alüminyum kanatlı olmak üzere iki tip borudan oluşan toprak altı borulama sistemi içermektedir. Her iki boru modelide toprak altında ayrı bir hattır. Isı pompası çalıştırılarak borulardaki ısı transferleri incelenmiştir. Sistemde her iki modelin karşılaştırılarak analizi gerçekleştirilmiştir. Boruların ısıl analizinde sabit yüzey sıcaklığı kabulü, Koyun modeli ve çizgisel kaynak teorisi kullanılmıştır. Başlangıçta YKIP'nın önemi açıklanmış ve YKIP sistemleri geniş bir şekilde tanıtılmıştır. Sonra deneysel düzenek tanıtılmış ve hesaplamalara geçilmiştir. Sonuç olarak boruların etkinlikleri karşılaştırılmıştır ve yatırım maliyetleri incelenmiştir.Anahtar kelimeler: Termoekonomik optimizasyon, yer kaynaklı ısı pompası, yer ısı eşanjörü, paralel borulu yatay toprak ısı değiştiricisi
Soğutucu bataryalar ve soğutucu bataryalarda yoğuşma
Bu çalısmada, sogutucu bataryalardaki ısı ve kütle transferini incelemek için ıslak rejimdedinamik bir andırım modeli çıkarılıp, farklı devre sayısına sahip bataryalar için programlaryazılarak degerlendirmeler yapılmıstır.Batarya sistemi üç enerji denklemi ve yogusma nedeniyle ilaveten bir de kütle dengesidenklemi ile andırım yapılmıstır. Diferansiyel denklemler için zamana baglı türevler açık(explicit) metotla; konum türevleri `upwind difference' metot ile ayrıklastırılıp nümerikolarak çözülmüstür. Yöntem piyasada kullanılmakta olan üç farklı tip bataryaya uygulanmısolup her batarya için, Matlab programlama dili kullanılarak farklı bir çözüm algoritmasıyazılmıstır.Elde edilen modellerde gerçekçi sonuçlar elde etmek için toplam kanat verimine paralelolarak kütle transfer verimi kullanılmıstır. Bu sayede kanatlar üzerinde her noktadayogusmanın olmadıgı göz önüne alınmıstır.Giris sartlarının degisimine göre sistemin cevabı dinamik olarak grafiklerle gösterilmis olupdegerlendirmeler yapılmıstır.Elde edilen sonuçlar batarya üretici firmanın kendi deney verilerine göre kullandıgı programsonuçlarıyla karsılastırıldıgında iyi bir mutabakat saglanmıstır.Anahtar Kelimeler: Sogutucu Bataryalar, Yogusma, Islak Model
Polimerlerde reolojik çalışma
Bu yapılan çalışmada genel olarak Polipropilen (PP), Polietilen (PE) ve Polivinil Klorür (PVC) gibi polimerlerde giderek yaygın bir şekilde dolgu maddesi olarak kullanılan ahşap tozu ile üretilen Polimer Ahşap kompozitlerinin üretimi, alternatif iyileştirme methodları, verim arttırıcı çalışmalar ve optimum hat tasarımında mevcut olması gereken özelliklerin tanımlanması üzerinde teorik ve pratik bazda uygulama ve deneyleri içine alan detaylı bir çalışma yapılarak üretim safhaları arasında önemli bir yeri kapsayan kurutma işleminde kullanılacak akışkan yataklı infrared ısıtıcılı kurutma sistemi SOLIDWORKS programında 3 boyutlu olarak modellenmiştir.Birinci bölümde geniş literatür çalışması yapılarak mevcut teknolojiler gözlemlenmiştir. Yapılan literatür araştırmasında üretici firmaların benzer çözümlerle sonuca gitmesine rağmen düşük nem altında çalışma, yüksek art basıncı ve düşük verim gibi uygulama güçlükleri ortaya çıkmıştır.İkinci bölümde ahşabın genel özellikleri ve bu özellikler üzerinde yapılabilecek iyileştirme çalışmaları tanımlanmıştırÜçüncü bölümde viskoz akış temel prensipleri ve bu prensiplerin ahşap polimer kompozitleri üzerindeki uygulamalarından bahsedilmiştir. Bu bölümün devamında ahşap polimer kompozit formülasyonları ve bu formülasyonların özelliklerine değinilmiştir.Dördüncü bölümde ahşap tozunun hidrofilik yapısından kaynaklanan düzensizliğin üretim verimi üzerinde büyük etkisi olması sebebiyle yüksek kurutma kapasitesine sahip akışkan yataklı kurutma sisteminin temel teorisi üzerinde duruldukta sonra pratik olarak üretimi yapılacak infrared ısıtıcılı akışkan yataklı kurutma sisteminin tasarım hesapları ve tasarımın 3 boyutlu modeli verilmiştirBeşinci bölümde yapılan pratik uygulama çalışması, deneyler ve temel analizler anlatılarak bu pratik uygulamaların temel prensiplerinden bahsedilmiştir.Son bölümde yapılan testlerin ve mekanik muayenelerin sonuçları verilerek optimum iyileştirme sistemi, talaş tozu ve üretim sisteminin nasıl olması gerektiğine dair yol gösterici veriler sonuç bölümünde sunulmuştur.
Damla sulama CAD yazılımı
Damla sulama sistemlerinin tasarımı çok sayıda değişkenin göz önüne alınmasını gerektirdiğinden dolayı oldukça karmaşıktır. Bu sebeple, tasarım aşamasında bilgisayar araçları kullanmak oldukça faydalı olacaktır. Bu çalışmada CAD tabanlı bir yazılım hazırlanmış ve damla sulama CAD yazılımı hazırlamak için anahtar bilgiler sunulmuştur. Damla sulama sistemlerinin tasarımında boru hatlarının düzeni önemli bir yere sahiptir. Yazılım lateralleri parsel üzerine kendiliğinden çizmektedir. Lateral ve dağıtım borusu boruları boyunca basınç dağılımı ve parseldeki tüm damlatıcı debileri hesaplanmaktadır. Damlatıcı girişindeki basınç yükü bilindiğinde buna bağlı olarak damlatıcı debisi bulunur. Sunulan teknik ile yapılmış çözümler, daha önce kabul edilmiş tekniklerle karşılaştırıldığında oldukça yakın sonuçlar bulunmuştur.