2,526
Archived Theses
6
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Günümüzde enerji politikaları ve yenilenebilir enerji kaynakları: Azerbaycan'da yenilenebilir enerji sektörünün gelişimi ve rüzgar enerji türbini
Enerji doğrudan doğruya gözlemlenemeyen ama konumundan hesaplanabilen fiziksel sistemin geniş ve korunmuş bir özelliğidir. Enerji, fizikte temel önemdedir. Pek çok biçime girebilmesinden dolayı enerjinin kapsamlı bir tanımını yapmak imkânsızdır ama en yaygın tanım şudur: Enerji, bir sistemin iş yapma kapasitesidir. Yüksek Lisans için yazdığım bu tez çalışması 3 bölümden oluşmaktadır: İlk bölümde enerji kavramının açıklanması yapılmıştır. Yenilenemez enerji kaynakları hakkında dünya genelindeki durumu incelenmiştir. Yenilenemez enerji kaynaklarının türlerine, yıllara ve ülkelere göre yapılmış araştırmalar tezde tablo olarak yer verilmiştir. İkinci Bölümde yenilenebilir enerji kaynaklarının tanıtımı yapılmış, dünyada ve Türkiye'de yenilenebilir enerji kaynaklarının çeşitleri hakkında araştırılma yapılmış ve incelenmiştir. Ayrıca yenilenebilir enerji kaynaklarının avantajları ve dezavantajları incelenmiştir. Tezin üçüncü bölümünde ise Azerbaycan'da mevcut yenilenebilir enerji durumu ve gelişimi, yenilenebilir enerji kaynakları hakkında araştırılma yapılmış ve aktarılmıştır. Ayrıca Azerbaycan'da üç kanatlı rüzgar türbini tasarımı hesaplamaları için Azerenerji ASC' ye giderek, hesaplamalar yapılmış, elde edilen bilgiler derlenerek bu tez çalışması ortaya konulmuştur. Bu tez çalışmasında nitel araştırma yöntemi ve literatür taraması yapılmıştır.
Impact characteristics of laminated composites
In this study, the influence of size and location of embedded delamination on impact behavior of laminated composite is investigated, experimentally. The fiber-reinforced composite materials used in this study was manufactured at Composite Laboratory in Dokuz Eylül University, and was prepared by cutting defined size for tests in Izoreel Firm, and they consist of 12 plies lamine is designed as defined orientation.The specimens were produced as for with and without delamination by vacuum assisted resin infusion molding method (VARIM). As matrix materials, the mixture of Durateks DT E 1000 epoxy and Durateks DT S 1105 hardener resin; and as reinforcement materials, unidirectional E-glass fabric were used. The experiments were performed by using Ceast-Fractovis Plus impact test machine. As a result of the experiments, the location of delamination on the impact behavior is seen to be more effective than the size of delamination.
TFT LCD panellerde termal analiz ve numerik bir çalışma
According to television or in short TV?s worldwide market surveys and sales figures show that passing from CRT (Cathode ray tube ) televisions to LCD (Liquid Crystal Display) televisions has been swiftly increasing. Producing of CRT televisions is decreasing and comes to an end gradually. New television technology in the design of LCD TV has swiftly improved in recent years. TFT (Thin Film Transistor) panels used in LCD television are divided into two panels as CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) panel and LED (Light Diffuser diode) panel.This project aims to provide solutions for the 32inc LED panel thermal problems which are the reasons of increasing expenses, reducting of the life-time of the panel, worsening the quality of the image by using computer aided analysis programme and experimental tools.LED Panel?s normal working conditions of temperature characteristic will be determined with the help of computerized analysis program, the experimental studies and the resulting values of analysis program are compared between each other. Which parts of the panel affected by the temperature is determined by uncovering of the temperature distribution in the Panel. Improvement works will be made on available design by taking into consideration of the affected parts.With this project, LED panel which will be produced in VESTEL by making the analysis of the heat, heat-source problems that may occur will be to minimize at the design phase. This project which is wanted to be carried out within the scope of a master thesis between VESTEL Electronics Inc. and Dokuz Eylul University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Mechanical Engineering Department, Energy Program
Failure analysis of bolted and pinned composite joints under temperature effects
In the first part of the study, experimental failure analysis has been carried out to determine the effects of high temperatures and tightening torques on the failure load and failure behavior of single lap double serial fastener glass fiber / epoxy composite joints. 40, 50, 60, 70, and 80 degrees centigrade temperatures were exposed to the specimens during tensile tests. It was seen that, the load-carrying capacity of the joint is decreased gradually by increasing temperature level. In proportion to the room temperature, the maximum decrease of failure loads occurs at 70 and 80 degrees centigrade with the rate of nearly 55 and 70 percent respectively, because of the heat damage to the resin matrix. In the second part of the study, experimental investigations were conducted on failure responses of single lap double serial fastener joints in glass fiber / epoxy composite laminates when subjected to low temperature environment. The results of experiments, implemented at five different low temperature levels ranging from 0 to -40 degrees centigrade, were evaluated in comparison with room temperature tests. Joints exhibited relatively higher load-carrying capacities with increased stiffness by decreasing temperature. Both in the first and second part of experiments, bolts were fastened under M= 6 Nm and M= 0 Nm (finger tightened) torques in order to examine tightening torque effects at each temperature condition. As expected, a greater amount of bearing load could be carried by the joints with pre-tightened fasteners. The results proved that, tightening torque is still effective at elevated and low temperature conditions, Furthermore, any reduction in temperature at subzero degrees centigrade is observed to lift the effectiveness of tightening torque on the joint strength. In addition, bearing mode, the most desirable failure type in mechanically fastened joints was monitored as the main failure mode, regardless of the temperature exposed.Keywords: glass fibers, composite joints, high temperature, low temperature
Glob valflerde trim geometrisinin akış karakteristiği ve basınç düşüşü üzerinde olan etkisinin incelenmesi
Bu tez, glob valflerin tasarım parametrelerinin akış performansı ve enerji verimliliği üzerindeki etkilerini incelemeyi amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında, glob valflerin akışkan kontrolündeki rolü ve mevcut tasarım zorlukları analiz edilmiştir. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ile farklı valf geometrilerinin basınç kaybı, akış düzenliliği ve türbülans davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen bulgular, optimize edilmiş valf tasarımlarının enerji tüketimini azaltırken hassas akış kontrolü sağladığını göstermektedir. Simülasyon sonuçları, valf gövdesinin ve diskin geometrik yapısındaki değişimlerin akış davranışını önemli ölçüde etkilediğini ortaya koymaktadır. Özellikle yuvarlatılmış kenarlar ve optimize edilmiş akış yolları, türbülansı azaltarak basınç kayıplarını minimuma indirmektedir. Azaltılmasına katkıda bulunacak yeni tasarım stratejileri sunmuştur.
Delaminasyonlu tabakalı kompozit plakaların burkulma analizi
Bu çalışmada, delaminasyonlu tabakalı kompozit plakaların burkulma davranışları araştırılmıştır. İki farklı sınır koşulu için üç boyutlu sonlu elemanlar modeli oluşturularak kompozit plakaların burkulma yükleri belirlenmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi ile burkulma yükleri üzerine delaminasyonun çapı ve konumu, fiber oryantasyonu ve farklı sınır koşullarının etkileri incelenmiştir. ANSYS programı kullanılarak, APDL (ANSYS Parametric Design Language) kodu geliştirilmiştir.Çalışmada kullanılan sekiz tabakalı kompozit plakaların fiber oryantasyonları; ? [0] ? _4s, ? [45/-45] ? _2s ve ? [90/-90] ? _2s olarak seçilmiştir. İlk olarak hasarsız tabakalı kompozit plakalardaki burkulma yükleri belirlenmiştir. Sonuçlar grafik ve tablolar halinde sunulmuştur.Anahtar sözcükler : Dairesel delaminasyon, burkulma analizi, tabakalı kompozit plaka.
Karbon çelik malzemelerin fırında sert lehimlemesine etki eden parametrelerin deneysel olarak optimizasyonu
Fırında sert lehimleme, benzer olmayan malzemelerin birleştirmesi, yüksek üretim hızı, farklı kalınlıktaki malzemelerin birleştirmesi ve çok sayıdaki diğer özelliklerinden dolayı, günümüzde çok sık kullanılan ve gittikçe yeni uygulama alanları bulan birleştirme metodlarından birisidir. Bu birleştirme yöntemini doğru uygulamak ve sağladığı avantajlardan tam olarak yararlanabilmek için, yöntem hakkında yeterli bilgi edinip ve elde edilen bilgileri praktikte uygulayabilmek gerekir.Fırında sert lehimlemeyi etkileyen parametreleri belirlemek ve parametreler hakkında yeteri kadar bilgi edinmek işlemin ilk adımlarındandır. Bununla beraber, sert lehim birleşmesinden istenilen özellikleri göz önüne alarak, parametrelerin optimizasyonu, sert lehimleme kalitesinin artışında ve işlemin maliyetinin düşürülmesinde önemli rol taşımaktadır.Fırında sert lehimleme, karbonlu çeliklerin birleştirilmesinde geniş uygulama alanına sahiptir. Bu çalışmada, karbonlu çelik malzemeler bakır pastası kullanarak, indirgeyici atmosferi olan fırında sert lehimlenmiştir. Farklı nümuneler farklı lehim parametreleri ile birleştirildikten sonra, çekme deneyi ve sertlik deneyine tabi tutulmuştur ve parametrelerin lehim kalitesi üzerinde etkisi tartışılmıştır. Lehim parametreleri arasından, lehim kalitesi üzerinde yoğun etkisi tespit edilen lehim aralığı, lehim sıcaklığı ve fırında bekletilme süresi araştırılmış ve deneysel olarak optimize edilmiştir.Anahtar sözcükler: Fırında sert lehimleme, fırın atmosferi, lehim aralığı, lehim
Auditory motivated discrete time frequency signal representation and its application to vowel classification
In this thesis the Auditory Motivated Discrete Time Frequency Signal Representation method is presented. The method is simple and independent from the window function, which affect the obtained time frequency resolution in classical methods. The numerical simulations with different SNR values show that the proposed method is applicable for time frequency signal analysis. The proposed method is applied to the speech vowel signals and similar spectral shapes are obtained from the same vowel signals independent from the speakers, which is good evidence for existing similar spectral shapes inside the same vowels. The vowel classification based on vowel patterns extracted from spectral peaks distribution is performed in order to test the existence of the similar spectral shapes, and the obtained results show that the proposed method can be used to extract additional vowel patterns in speech recognition applications to improve the speech recognition performance.
Core material effect on impact behavior of glass fiber sandwich composites
The objective of this thesis is to investigate the effects of core material and its thickness on impact behavior of sandwich composite plates subjected to low velocity impact, experimentally. Two PVC foams and PET foam were selected as the core material, having approximate density of 60 kg/m3 and thicknesses of 5, 10 and 15 mm. The stacking sequence of the sandwich composites are [+45/-45/0/90/core/90/0/-45/+45].Impact tests were carried out by using Fractovis Plus Impact testing machine under room temperature. Various impact energies were selected from 10J to 70J to analyze the impact energy level. The dimensions of the specimens are 100 mm x 100 mm. After the impact tests, absorbed energy, maximum contact time, maximum deflection and maximum contact force versus impact energy, contact force versus deflection and contact force versus time curves were obtained for mentioned impact energies for sandwich composites with PVC and PET foams, and [+45/-45/0/90] laminated composites.As a result, it is seen that the core material and its thickness have notable effects on the impact behavior of sandwich composite plates. Sandwich composites have also higher absorbed energy, penetration and perforation threshold.Keywords: Sandwich composite, PVC foam, PET foam, Core thickness, Low velocity impact
Numerical study on the optimization of process parameters in friction stir welding
Friction stir welding is a new solid-state joining process. This welding method is used widely in automotive, aerospace, shipping, railway rolling stock and machine industry. This method can be used to join high-strength aluminum alloys and other metallic alloys that are hard to join by conventional welding processes.The aim of this thesis is to model friction stir welding of 6061 and 7075 aluminum alloys using the finite element method. For this purpose, three-dimensional models were carried out by using HyperMesh and HyperXtrude commercial softwares. Temperature and stress distributions in the welded aluminum plate during the welding operation were obtained considering the mechanical properties changing with respect to the temperature. Effect of the transverse and rotational speeds of the pin on the temperature and stress distributions was examined.The results obtained by the finite element analyses were presented in tabular form and graphically. It was concluded that temperature increases during the welding as transverse speed decreases and rotational speed increases. It was observed that the results indicate good agreement with the results in the literature.Keywords: Friction stir welding, aluminum alloys, finite element method.
Planning of Manisa city environmental management with in the framework of Gediz basin protection action plan
The purpose of this study, the activities within the framework of the Gediz River Basin Conservation Action Plan is being addressed within the case of Manisa. Wastewater treatment plants within the province of Manisa, environmental management, solid waste, dangerous waste and special waste disposal activities, Provincial Agriculture Directorates, Provincial Directorates of Environment and Forestry and the State Water Management II Regional Directorate should be examined in the scope of environmental management. Accordingly, the final status of these study and whether or not have reached its goals, evaluated and described with the reasons.In the first part, the meaning and the importance of the study, purpose and the scope of the study are explained. In the second part, Gediz Basin?s general situation has been discussed. In the third part, Gediz Basin Conservation Action Plan has been examined. In the fourth part, within the framework of Gediz Basin Conservation Action Plan, Manisa province?s environmental management has been discussed. In the fifth part, the basis of the Gediz Basin Action Plan has been described including laws, regulations and guidelines. In the sixth part, according to Gediz Basin Action Plan, it is checked whether the targets have been realized or not, if not, the reasons behind it are discussed. Furthermore, in this part, suggestions have been made for unrealized targets. In the seventh part, according to Gediz Basin Action Plan, the results have been drawn from the studies have been conducted and the problems have been detected.Keywords: Water, basin, action plan, wastewater, environment, solid waste, Gediz Basin
Mekanik olarak bağlanmış kompozitlerin dayanımı
Bu çalışmada, pim ile zorlanan değişik dokuma sıklığında üretilmiş kompozit plakalardaki yatak mukavemeti ve hasar şekli deneysel olarak araştırılmıştır.Fiber malzemesi olarak cam lifi, matris malzemesi olarak epoksi seçilmiştir. 300, 500 ve 800 gr/m2' lik dokuma kumaşlar kullanılmıştır. Tüm malzeme kalınlıkları aynı olacak şekilde tabaka sayıları ayarlanmıştır. Vakum infüzyon yöntemi kullanılarak plakalar üretilmiştir. Üretilen her bir kompozitin malzeme özellikleri tespit edilerek dokuma sıklığının malzeme özelliğine etkisi araştırılmıştır. Plakalar, numune boyutlarında kesilerek 5 mm çapında delinmiş ve çelik bir pim yardımıyla çekme yükü uygulanmıştır. Pimli numunelerde, numune genişliği (W) ve delik çap merkezinden serbest kenara olan uzaklık (E) parametre olarak seçilmiştir. Her bir numune için yatak mukavemeti ve hasar şekilleri tespit edilmiş ve yorumlar yapılmıştır.Buna göre, E ve W parametrelerinin yatak mukavemetine etkilerinin büyük olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca dokuma sıklığının malzeme özelliklerinin değişiminde etkili olduğu görülmüştür.Anahtar sözcükler: Kompozit levhalar, hasar analizi, pim bağlantı
Response of laminated composites to the impact loading
The purpose of this thesis is the examination of damage and deformation of fiber reinforced laminated composites with varying stacking sequences under impact loading in order to figure out the best combination.Specimens were built in the Composite Research Laboratory at Dokuz Eylül University with vacuum infusion method. After the manufacturing process the thickness of the composite was measured as 2.2 mm and cut into as 100 x 100 mm dimensions. Specimens were placed inside the Fractovis Plus test machine to apply the impact loading with various impact energies.Conclusions were made according to Contact Force ? Time, Energy ? Time, Deflection ? Time, Contact Force ? Deflection graphs. Further, visual inspection was undertaken by photographs. Results indicated that fiber and ply orientation effects the resistance under impact loading.
Sonsuz vidalı redüktörlerde yapay zekâ teknikleri ile arızaların tespiti ve sınıflandırılması
Sonsuz vidalı redüktörler (SVR) endüstrinin birçok alanında kullanılmaktadır. SVR'ler çalışma prensipleri gereği diğer redüktörlerden farklıdır ve daha çok arızalanma riski altındadır. Bu nedenle SVR'lerde meydana gelebilecek arızaların tespiti ve buna göre önlem alınması kesintisiz çalışması istenen sistemler ve tesisler için özellikle önemlidir. Bu amaçla bu çalışmada SVR'lerin kestirimci bakımına yönelik dinamik çalışma koşullarını taklit eden bir deney düzeneği geliştirilmiştir. Deney düzeneği ile sağlam ve arızalı SVR'ler üzerinden toplanan titreşim, ses ve termal görüntü verilerinden öznitelikler çıkarılmış ve arıza tespiti ve sınıflandırılması amacıyla kullanılmıştır. Titreşim ve ses verilerine ait zaman ve frekans bölgesinden çıkarılan öznitelikler ve termal görüntülere ait öznitelikler tek tek, ikili ve üçlü kombinasyonlarda kullanılarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışmalarda, yapay sinir ağları (YSA), destek vektör makinesi (DVM), k en yakın komşu (k-NN), ANFIS (adaptif nöro-bulanık arayüz sistemi) ve derin öğrenme algoritmaları arıza tespiti ve arıza türünün sınıflandırılması amacıyla kullanılmıştır. Titreşim, ses ve termal görüntü verilerinden çıkarılan özniteliklerin tek tek ve ikili kombinasyonlarda kullanılmasının sınıflandırma başarısını düşürdüğü gözlemlenmiştir. En yüksek sınıflandırma başarıları ölçüm verilerine ait özniteliklerin tümünün beraber kullanılmasıyla elde edilmiştir. Sonuçlar öznitelik seçiminin sınıflandırıcı performansını en üst düzeye çıkarmak için önemli bir adım olduğunu göstermiştir.
Design and analysis of a scara robot
In this study, the design of a Scara type manipulator is done and the solid model of it is obtained by Solidworks and its static and frequency analyses was done by Simulation software which is add-on of Solidworks. Afterward, motion analysis of Scara robot is done by Motion software that is also Solidworks? add-on. The parts of the Scara robot which are designed and analyzed were manufactured and assembled if they are working properly.Classification of industrial robots, selection requirements and programing methods are also discussed in this thesis.Keywords: Scara, solidworks, static analysis, natural frequency
Yapı duvar malzemelerindeki boşluk geometrisinin ısı geçişine etkisi
Binaların ısı kaybı hesaplamalarının çoğu, binanın dış kabuğundan oluşan yapı duvar malzemesi esas alınarak yapılır. Binanın duvar malzemelerinin, bina enerji performansını artırmak ve binalardaki ısı kayıplarını azaltmak için düşük toplam ısı geçirme katsayısına sahip olmaları beklenmektedir. Bu beklentiyi karşılamak için, duvar malzemeleri ısı taşınım mekanizmasını zayıflatan içi boş veya düşük ısıl iletkenliğe sahip briketler ya da her ikisinin aynı anda kullanılması ile üretilir. Bu çalışmada, farklı iç geometrilerine sahip duvar malzemelerinin doğal taşınım mekanizmasını zayıflatmasıyla toplam ısı geçirme katsayısının azaltılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, içi boş duvar malzemesinin tek bir hücresinin iç geometrisinde değişiklikler yapıldı ve önerilen geometrilerin ısı geçiş analizi deneysel olarak üç farklı (7, 9, 12 W) ısıl güçte tekrarlanmıştır. Tez kapsamında kullanılmak üzere 300 mm x 300 mm x 300 mm ölçülerine sahip bina dış duvarı benzetiminde strafor kullanılarak yalıtımlı bir oda tasarlanmıştır. İçi boş duvar malzemesi elde etmek için, PVC (Dekota) malzemeden 160 mm x 160 mm x 50 mm ölçülerinde briket modeli üretildi ve deney odasının bir duvarına yerleştirildi. Bu çalışma, tasarlanan dört farklı iç geometriye sahip briket modelinde gerçekleştirilmiştir. Isı geçişi analizi için, sıcaklık ölçümleri briket modelerinin belirlenen altı noktasından alınmıştır. Çalışmanın sonuçları, deney örneklerinde toplam ısı geçirme katsayısının ısıl güce bağlı olarak değişimi sunulmuştur. Önerilen iç geometrilerde profillerin toplam ısı geçirme katsayılarının I profile göre oransal değişimi %3,7-11,5 arasında azaldığı görülmüştür.
Ayrık ve bitişik düzen konutlarda enerji ihtiyacının incelenmesi: Isıl bileşen etkisi
Türkiye'de enerji ihtiyacının önemli kısmı konut binalarda gerçekleşmektedir. Toplam ihtiyaç içerisinde konutların ısıtma enerjisi ihtiyacı ilk sırada yer almaktadır. Bu durum, konut ve konut ısıtma sistemi tasarımı yapan mühendislerin ve araştırmacılarının ilgisini çekmektedir. Bu ilgi, enerji ihtiyacı ile bu ihtiyacı etkileyen faktörler arasındaki ilişkinin araştırılması çalışmalarının yolunu açmaktadır. Bu çalışmalarda, ısıtma kaynaklı enerji ihtiyacına etki eden parametrelerin dış duvar ısıl direnci, bina katı ısıl kütlesi ve dış ortam sıcaklık genliği gibi ısıl bileşenlerin olduğu kabul görmüştür. Söz konusu ısıl bileşenlerden başka, binaların az ya da çok katlı olmasının; bitişik ya da ayrık düzenlenmesinin de enerji ihtiyacına etki ettiği bilinmektedir.Tez çalışmasında, ayrık ve bitişik düzenlenmiş tek katlı bağımsız bir konut dış duvarlarının iki farklı ısıl direnç ve iki farklı ısıl kütleye sahip olmasının ısıtma kaynaklı enerji ihtiyacı üzerine etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal çalışmada incelenen konut binanın ısıl analizi, EnergyPlus programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analiz bulgular, bir aylık zaman dilim için saatlik olarak iç ortam sıcaklık değerleri cinsinden sunulmuştur. Enerji ihtiyacı belirlenen sürede enerji biriminde ifade edilmiştir.Sayısal sonuçlar hem ısıl parametrelerin hem de düzenlemenin enerji ihtiyacı üzerinde etkili olduğunu göstermektedir. Isıl direnç enerji ihtiyacını azaltmakta, ancak ısıl kütle enerji ihtiyacı üzerinde etkili olmamaktadır. Diğer taraftan, ısıl kütle iç ortam sıcaklığının kararlı duruma gelmesi ve iç ortam sıcaklık genliği üzerinde etkili olmaktadır. Bitişik düzenleme ayrık düzenlemeye göre enerji ihtiyacı açısından üstün olmaktadır. İncelenen durumlar arasında enerji ihtiyacı en az olan Bitişik-Yalıtımlı konut ve enerji ihtiyacı en fazla olan Ayrık-Yalıtımsız konut olmaktadır. Anahtar Kelimeler:Bina enerji modellemesi, Isıl direnç,Isıl kütle,Enerji ihtiyacı,Ayrık düzen,Bitişik düzen
Su esaslı CuO nanoakışkan için plakalı ısı değiştirgecinde performans incelemesi
Çeşitli ısı tekniği uygulamalarında nano-parçacık katkılı akışkanların kullanılması konusunda son yıllarda belirgin bir artış olduğu görülmektedir. Konu ile ilgili literatürden de anlaşılacağı gibi; kısaca nanoakışkan olarak bilinen nano parçacık katkılı akışkanlar, sağlamakta oldukları bazı avantajlar nedeniyle çeşitli ısı transfer sistemlerinde kullanılmaktadırlar. En belirgin özellikleri ısı iletiminde iyileşme olup, ısı transferinin önemli olduğu mikro kanallarda, ısıtma tesisatlarında ve diğer çeşitli alanlarda aracı akışkan olarak klasik akışkanların yerini almaya başlamışlardır. Nanoakışkanların, nanoparçacık katkı oranındaki artış ile ana (baz) akışkana göre ısı transfer özelliklerinin iyileşmesine karşın; viskozite değerlerinde artış, özgül ısı değerlerinde düşme olduğu bilinmektedir. Ayrıca, artan çalışma sıcaklığı ile nanoakışkanların ısı iletkenliğinde artışın olduğu ve diğer özelliklerin de sıcaklıktan etkilenmekte olduğu çeşitli çalışmalar sonucunda ortaya konulmuştur. Bu çalışmada; su bazlı ve bakıroksitli (CuO) nanoakışkanın, hacimsel karışım oranına bağlı olarak ısıl iletkenliği, özgül ısı, yoğunluk gibi özelliklerinin yanı sıra mikro-yapı, çökelme süresi, topaklaşma ve katkı etkisi gibi işletme özellikleri incelenmiştir. Ayrıca model bir ısıtma tesisatında yer alan plakalı ısı değiştirgeci üzerinde yapılmış olan ısıl ve hidrodinamik performans incelemesi ile CuO nanoakışkan için yeni korelasyon bağıntıları önerilmiştir. Deneysel çalışmaların bir bölümü Karadeniz Teknik Üniversitesinin laboratuvarlarındaki kalibrasyonlu deney düzeneklerinde yapılmıştır. Nanoakışkanlar manyetik bir karıştırıcı ile hazırlanmıştır. Isı iletkenliği ölçümünde Fouirer yasasına uygun olarak çalışan ve dar bir aralıkta tutulan akışkanın farklı ortalama sıcaklıklardaki ısı iletkenlikleri ölçülmüştür. Mikro yapı incelemeleri uygun bir TEM mikroskop altında yapılarak mikro yapıya ait görüntüler üzerinde değerlendirme yapılmıştır. Nanoakışkanların diğer özellikleri çeşitli klasik ölçme yöntemleri ile ölçülmüş ve elde edilen bulgular literatürdeki mevcut bulgular ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Nanoakışkan, CuO, Isı değiştirgeci, Korelasyon
Çok cıvatalı kompozit bağlantıların çevresel aşınma altındaki performansları
Bu çalışmanın amacı, çok cıvatalı kompozit bağlantıların çevresel aşınma altındaki performanslarını araştırmaktır. Buna ek olarak ön gerilmelerin ve parça boyutlarının etkisi de incelenmiştir. Hasar analizi deneysel olarak yapılmıştır.Çalışmanın ilk bölümünde konu hakkında genel bir bilgi verilmiştir. İkinci bölümünde kompozit malzemelerin genel özelliklerinden bahsedilmiş, kompozit malzemeler sınıflandırılmış ve kullanım alanlarından bahsedilmiştir.Çalışmanın üçüncü bölümünde kompozit levha birleştirmeleri ile ilgili çalışmalar incelenmiştir. Dördüncü bölümde ise kompozit malzemelerin sayısal analizi anlatılmıştır. Beşinci bölümde hasar kriterleri açıklanmıştır. Altıncı bölümde cıvata bağlantılı kompozit yapılarda tasarım kriterleri anlatılmıştır.Çalışmanın yedinci ve sekizinci bölümlerinde deneysel çalışmalar verilmiş son bölümünde ise çıkan sonuçlar incelenmiştir.Anahtar sözcükler : Kompozit, hasar Analizi, ön Gerilme, cıvata, çevresel aşınma
Effects of moisture after injection on the mechanical properties of PA 6 and PA 66 materials
Polyamides are among the first engineering plastics which have a wide variety of usage in industrial applications. These materials are very sensitive to moisture which acts as a plasticiser. With the increasing of absorbed moisture, strength and stiffness reduces but toughness and elongation increases. Higher moisture levels improve the impact absorbtion ability and ductility. In this thesis, the effects of moisture absorbtion on mechanical properties of PA 6 and PA 66 materials were investigated using tensile test specimens which had the dimensions in accordance with ASTM D 618, which were prepared by using the injection molding method. The tensile test specimens were conditioned in 80 celcius degrees water with three different time periods. 10, 20 and 30 hours immersions were applied. After conditioning, specimens were isolated from the environment by the help of HDPE bags and tensile tests were conducted for every specimen at certain time periods. Stress ? strain curves were drawn for 10, 20, 30 hours test specimens and the results were compared with each other. It has been observed that after conditioning of PA 6 and PA 66 materials, the yielding and ultimate strength decreased; toughness, impact absorbtion ability and strain rates increased. The importance of production conditions of polyamide materials were realised with the help of tensile tests which consisted of same conditioned test specimens.Keywords: Polyamide, moisture content, mechanical properties
Raylı sistem klima cihazlarının performans analizi
Bu çalışmanın amacı, raylı sistem klima cihazının ilgili standartlara göre performansının değerlendirilebilmesi için test odası oluşturmak ve cihazların bu odada test edilmesi sonucunda tasarım hakkında net fikirler edinebilmektir. Çalışma kapsamında, raylı sistem araçlarının iklimlendirme üniteleri, çalışma prensipleri ve test metodları hakkında genel bilgiler elde edilmiştir. Raylı sistem klima cihazlarının ve test odasının tasarım koşulları için EN 14750-1 ve 2 standartları incelenmiştir. Bu standartlarda belirtilen test koşullarını sağlayabilecek şekilde bir test odası tasarımı yapabilmek için test odasının komponentlerinin kapasiteleri hesaplanarak en uygun komponentler belirlenmiştir. Test odası oluşturulduktan sonra, bir hafif raylı sistem aracının iklimlendirme ünitesinin tasarım koşullarına göre ve kullanıldığı araç tipine göre test odasında sağlanması gereken test parametreleri belirlenmiştir. Bu çalışmalar yapıldıktan sonra üzerinde klima cihazı bulunan araç test odasına alınarak test edilmiştir. Test sonuçları yorumlanarak; EN 14750-1 standardında belirtilen konfor parametrelerinin, cihaz tarafından hangi ölçüde sağlanabildiği ve cihazda kullanılan komponentlerin performanslarıyla ilgili gerekli bilgiler elde edilmiştir. Sonuç olarak, test edilen klima cihazının ilgili standartta belirtilen konfor parametrelerini belirtilen toleranslar içerisinde sağlayabildiği ve tasarımda belirlenen kapasite ve komponent çalışma koşullarının test esnasında da başarı ile sağlanabildiği görülmüştür. Ayrıca bu çalışma kapsamında oluşturulan test odasında da EN 14750-2 standardında belirtilen test koşullarının, mali yükü çok fazla olan kısımlar (Rüzgar tüneli, solar radyasyon panelleri) dışında tamamen karşılanabildiği görülmüştür. Anahtar sözcükler: Test odası tasarımı, EN 14750-1/2 standartları, performans, konfor parametreleri
Ardışık olarak üretilen farklı yapıdaki jetlerin çarpan jet ısı transferi üzerine etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada, hoparlör tipi aktüatör ile ardışık olarak üretilen sentetik jet akışının homojen olarak ısıtılmış düzlem levha üzerine çarptırılmasıyla meydana gelen ısı transfer dağılımları termal kamera kullanılarak incelenmiştir. Sinyal jeneratörü kullanılarak kare ve sinüzoidal formdaki sinyallerin farklı yapılarda modifiye edilmesi ile elde edilen sürüm sinyalleri kullanılarak ardışık jet akışları elde edilmiştir. İki yarım kare sinyal ya da yarım sinüzoidal ve yarım kare sinyalden oluşan sabit 10 Hz frekansındaki sinyallerin ürettikleri sentetik jetin akış alanı özellikleri ve ısı transfer dağılımları incelenmiştir. Bu bağlamda, T1'den T8'e kadar isimlendirilen 8 farklı sinyal yapısı için yerel Nusselt sayısı dağılımları ortaya konulmuştur. Hız ölçümlerinde kızgın tel anemometresi kullanılarak akış alanının anlık hız değişimleri jet ekseni boyunca y/D'nin 0-15 değerleri arasındaki konumlarda elde edilmiştir. Çarpan jet ısı transfer deneyleri jet çıkışı ile ısıtılmış plaka arasındaki boyutsuz mesafe olan y/D= 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 ve 16 mesafelerinde gerçekleştirilmiştir. Sabit 34mm çapa sahip dairesel lüle tipindeki jet deliği kullanılmıştır. Tekli kare sinyal yapısına sahip T2 ve ardışık iki kare sinyal yapısına sahip T1 karşılaştırıldığında, birleşmenin gerçekleştiği y/D=14 konumu için tekli T2 sinyaline göre ardışık T1 sinyali Nusselt sayısında %17,8'lik bir artış elde edilmiştir.
Darbeli yüklemenin TiN esaslı kaplamaların aşınma davranışına etkisi
Bu çalışma esas olarak darbeli yüklerin malzeme yüzeylerine tribolojik amaçlarla uygulanan TiN (Titanyum-Nitrür) esaslı sert ince kaplamaların aşınma davranışına etkilerini incelemektedir. Bu sayede TiN esaslı kaplamalarla endüstride darbeli yüklere maruz makine elemanlarının aşınma dayanımlarının geliştirilmesi ve böylece ilgili endüstriyel kuruluşların karşılaştığı aşınma kaynaklı olumsuzlukların giderilerek üretim süreçlerinin iyileştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu doğrultuda öncelikli olarak triboloji biliminin temel ilkeleri üzerinde durulmaktadır. Bu bilgiler ışığında darbeli yüklerin etkili olduğu endüstriyel uygulamalardaki makine elemanlarının aşınma davranışları ve bu etki altında meydana gelen aşınma mekanizmaları incelenmektedir. Çalışmanın amacına yönelik olarak yüksek güç yoğunluklu kapalı dengesiz manyetik alanda PVD sıçratma tekniği kullanılarak yüzeyleri TiAlZrN kaplanan 9 farklı DIN 1.2344 çelik numunenin yapısal incelemeleri ve deneysel çalışmaları yapılmıştır. Numunelerin kaplama işleminde 'bias gerilimi', 'zirkonyum hedef malzeme akımı' ve 'çalışma basıncı' değişken kaplama parametreleri olarak belirlenmiştir. Değişken kaplama parametrelerinin kaplamaların karakteristik özelliklerine ve dolayısıyla aşınma dayanımına etkisi ANOVA analiz yöntemi ile tespit edilmiştir. Aşınma deneyleri darbeli yüklerin etkili olduğu çalışma koşullarını temsil eden darbeli-kayma aşınma test düzeneğinde gerçekleştirilmiştir. Numunelerin yapısal özellikleri mikrosertlik, nanosertlik, adezyon dayanımı, tane boyutu, kaplama kalınlıkları, XRD ve EDS analizleri ile değerlendirilmiştir. Yapısal incelemeler, aşınma deneylerinden elde edilen bulgular ve SEM görüntülerinde gözlemlenen aşınma mekanizmaları değerlendirilerek numunelerin darbeli-kayma aşınma dayanımını iyileştirecek değişken parametrelerin belirlenmesi hedeflenmiştir.
Yer altı yatay mikserlerde kaynak hasarlarının incelenmesi
Bu çalışmada, bir yer altı madeninde kullanılan yatay mikserin şasisinde meydana gelen kaynak hasarlarının tespiti ve nedenlerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda gerçekleştirilen çalışmalarda öncelikle şasi üzerine gelen yüklerin gerilme analizi gerçekleştirildi. Yapılan analizden elde edilen sonuçlar ile tespit edilen hasarların belirlendiği yerlerin büyük ölçüde birbirleriyle örtüşmüş olduğu görüldü. Mikser şasisindeki kaynak dikişi içeren bölgeler öncelikli olarak gözle muayeneye tabi tutulmuş ve ardından penetrant sıvı ve manyetik parçacık yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Belirlenen hasarların gerilme analizinde en büyük gerilmelerin elde edildiği şasilerin en büyük yük ve momente maruz kalan hareketli bölgelerinde (dönüş sistemi, beton kazanı kaldırma sistemi vb.) oldukları tespit edilmiştir. Şasi çalışma koşulları dikkate alınarak ortaya çıkan hasarların büyüklüğü, gerilme analiziyle birlikte değerlendirilip, tespit edilen hatalar karakterlerine göre sınıflandırıldıktan sonra bu hataların onarım prosedürleri oluşturuldu. Belirlenen onarım prosedürleri doğrultusunda, gerekli şasi onarımları gerçekleştirildi. Yapılan onarımların sonucunda şasi üzerinde belirlenmiş olan kaynak hasarları giderilerek şasi üniform gerilme dağılımına erişildiği, şasinin onarılmış halini simule eden gerilme analizinden görüldü. Gerçekleştirilen çalışma sonucunda aracın güvenli iş yapabilme kabiliyeti ve operasyonel verimliliği arttı. Anahtar Kelimeler: Yer altı yatay mikser, Şasi kaynak hasarı, Tahribatsız muayene
Kompozitlerin kuru kaymadaki aşınma davranışlarının deneysel olarak araştırılması
Bu çalışmada, kuru kayma aşınması şartlarında örgü kumaş şeklinde biaxial cam elyaf (0/90 ve -45/45), triaxial cam elyaf (-45/90/45), quadriaxial cam elyaf (0/45/90/-45), biaxial karbon elyaf (-45/45) ve cam ile karbon elyaflardan oluşan biaxial hibrit elyaf (-45/45) takviyeli epoksi reçine matrisli kompozit malzemelerin aşınma davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Kompozit malzemelerin üretiminde vakum destekli reçine infüzyon yöntemi (VARIM) kullanılmıştır. Önceden kesilmiş ve katlanmış elyafların birbiri üzerine istiflenmesi ve vakum ortamında reçinenin elyaflara emdirilmesinin ardından 80 santigrat derecede 5 saat kürleme işlemiyle kompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Vakum destekli reçine infüzyon tekniği, kompozit yapı üretiminde, üretim sırasında uygulanan vakum sayesinde kompozit yapısal elemanlara gelişmiş mekanik özellikler kazandırması açısından avantajlıdır. Üretilen kompozit malzemelerin aşınma testleri TE53 çok amaçlı sürtünme ve aşınma deney cihazıyla yapılmıştır. Uygulanan aşınma test yöntemi disk üzerinde blok (block on roller) yöntemidir. Test parametreleri seçiminde ASTM 137-97 (2009) standardı referans alınmıştır. Aşındırıcı disk olarak AISI 52100, 65 HRC sertleştirilmiş rulman çeliği kullanılmış ve farklı iki yüzey pürüzlülük değerlerinde (Ra=0,16 mikron, Ra=0,32 mikron), her birinden ikişer adet olmak üzere toplamda dört adet aşındırıcı disk imal edilmiştir. Her bir test numunesi için farklı parametreler altında sekiz farklı test yapılmış ve her test aşaması için testler üç kere tekrarlanarak ortalama sonuç değerleri alınmıştır. Aşınma davranışlarını uygulanan yük, kayma mesafesi, aşındırıcı disk yüzey pürüzlülüğü ve kayma hızının bir fonksiyonu olarak incelemek için ayrıca SEM analizleri de yapılmıştır. Anahtar sözcükler: Polimer matrisli kompozitler, kuru kayma, aşınma, elyaf takviye, epoksi reçine, disk üzerinde blok.
The effects of building direction on the mechanical properties of Ti6Al4V parts manufactured by electron beam melting
In recent years, the additive manufacturing technology is used in many platforms like helicopters, airplanes, cars etc. The additive manufacturing technology has widespread advantages because of the low manufacturing costs and relatively short manufacturing time compared with the conventional manufacturing methods. The materials, the manufacturing technique and processes affect the material form that is used in proper platform. In the industrial sector, there are different additive manufacturing technologies such as Electron Beam Melting, Laser Beam Melting, Laser Metal Deposition, Laser Coating, and Additive Manufacturing. Among them, the manufacturing technique which uses powder bed technique like Electron Beam Melting technology is preferred in industry since the manufacturing technique is more suitable to produce parts having better surface quality, complicated geometric shaped products for the various designs. However, the additive manufacturing methods have some disadvantages such as the presence of the residual stresses and deformations of the end products. In this thesis, both the static and dynamic mechanical properties of Ti6Al4V parts that were produced in vertical and horizontal building directions by the electron beam melting method were carried out experimentally and the results were compared with the corresponding properties of Ti6Al4V parts produced by conventional methods. In order to investigate the mechanical properties; the surface roughness tests; tensile tests and the Split-Hopkinson high strain rate compression tests of the parts were carried out. The differences in the mechanical properties of the samples manufactured in different building directions were investigated and the effects of microstructure on these properties were studied by examining the internal microstructure texture with a microscope technology.
Paraşütlü kargo iniş sisteminin derin öğrenme yöntemleriyle modellenmesi ve kontrolü
Bu tez çalışmasında, günümüzde askeri operasyonlarda kargo teslimatı için kullanılan paraşüt kontrollü bir iniş sisteminin geliştirilmesi ve bilgisayar ortamındaki simülasyonları üzerine çalışılmıştır. İlk olarak sistem matematiksel olarak modellenmiştir. Bu model MATLAB simulink ortamına aktarılarak yönlenme kontrolleri ele alınmıştır. Geliştirilen kontrolcüler ile sistem istenilen sapma açısı ve sapma açısı hızlarında kontrol edilmiştir. Bir sonraki aşamada sistemin donanımsal ve yazılımsal testlerinin entegrasyonu için Döngüde Yazılım ve Döngüde Donanım çalışmalarına yoğunlaşılmıştır. Bu aşamada sistem Gazebo ortamında modellenmiş ve ROS entegrasyonu için gerekli yazılımlar geliştirilmiştir. Sistemde veri toplama, haberleşme ve motor kontrolleri için Pixhawk autopilot kartı kullanılmıştır. Burada PX4 olarak bilinen açık kaynak yazılımlar, sitemin simülasyon ortamına entegre edilerek gerçek uçuş testleri ilk olarak Gazebo'da simülasyonu yapılmıştır. Simülasyon sonuçları, sistem tanımlama ve model öngörülü kontrol çalışmalarında girdi olarak kullanılmıştır. Sistem tanımlama çalışmalarında NARX Sinir ağının parametrik olarak performansları elde edilmiş ve incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda tek katmanlı 5 nörondan oluşan modelin yeterli olduğu görülmüştür. Son olarak, simülasyon verileri ile geliştirilen algoritmalar gerçek uçuş verisi ile test edilmiştir. İki ayrı ortam ve sistem değişkenleri kullanılarak yapılan uçuş testleri gerçekleştirilmiştir. Kontrolcü algoritmasına çevrimiçi eğitim yöntemleri de eklenerek geliştirilen sistem modelinin sürekli güncel olması hedeflenmiştir. Bu doğrultuda, eğitilen model farklı çevresel durumların ve sistem ağırlığına ait uçuş verisi üzerinde hücum açısında ortalama 12 derecelik tahmin ortalaması tutturmuştur. Gerçek zamanlı kontrolcü çalışmaları yapılarak sistemin istenilen hedef konuma inişi rüzgarsız ortamda 3m, rüzgarlı ortamda ise 7m hata ile gerçekleştirilmiştir.
Maden transfer ekipmanlarının ayrık elemanlar yöntemi ile aşınma analizi
Taneli malzemelerin parçacık akış problemleri, endüstride aşınma, tıkanıklık, darboğaz, taşma, dökülme ve toz oluşumu gibi sorunlara yol açabilir. Bu katı parçacık akış problemleri, ekipman ömrünün azalmasına neden olurken malzeme transferini de olumsuz yönde etkiler. Ayrık Elemanlar Yöntemi (DEM), dökme katıların akış davranışlarını tahmin etmek, hareketli sınırları kolayca modellemek, malzeme taşıma sistemlerini tasarlamak, analiz etmek ve iyileştirmek için sıklıkla kullanılan sayısal bir tekniktir. DEM simülasyonları ile, parçacık-yüzey etkileşimleri sonucu ortaya çıkabilecek problemlerin tahmin edilmesi ve bu etkilerin azaltılması mümkündür. Böylece tesis üretim kapasitesinde artış sağlanırken ekipman bakım onarım maliyetleri de düşürülür. Bir katı parçacık akış sisteminin davranışı, parçacık-parçacık ve parçacık-yüzey etkileşimlerine bağlıdır ve bu nedenle DEM girdi parametreleri DEM simülasyonları için kritik bir rol oynar. Bununla birlikte, herhangi bir DEM modelinin doğruluğu, bir kalibrasyon süreci ile belirlenen parametrelere atanan girdi değerlerine bağlıdır. Bu parametrelerin büyük bir kısmı akış analizi gerçekleştirilecek olan bakır cevherinin, çarpma, serbest düşme ve parçacık ile yüzey üzerindeki etkileşimlerin incelenmesi ile elde edilebilmektedir. Bu çalışmada, katı yığın halinde bulunan ve belirli aralıktaki parçacık boyutlarında dağılım gösteren bakır cevherinin maden transfer ekipmanları üzerindeki aşınma etkisi DEM simülasyonları ile incelenmiştir. DEM yazılımı olarak Rocky-DEM kullanılmıştır. DEM simülasyonlarının gerçekleştirilebilmesi için malzemenin parçacık-parçacık ve parçacık-yüzey etkileşim parametreleri belirlenmiştir. Bu kapsamda malzeme parametrelerinin belirlenmesi amacıyla eğik düzlem, geri sıçrama katsayısı, yığın ve düşme açısı, ağırlık düşürme ve aşınma deney ve kalibrasyon test düzenekleri tasarlanmış ve bu ekipmanlar üzerinde testler gerçekleştirilerek test ile simülasyon sonuçları karşılaştırılarak girdi parametreleri doğrulanmıştır.
Çok yönlü dövme işleminin Al-9Si-0,6Mg-0,1Sr alaşımının yapı, mekanik ve tribolojik özelliklerine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada sıcak ardından da soğuk durumda uygulanan çok yönlü dövme işleminin Al-9Si-0,6Mg-0,1Sr alaşımının yapı, mekanik ve tribolojik özelliklerine etkisi incelendi. İlgili alaşım kokil kalıba döküm yöntemiyle üretildi. Çok yönlü dövme işleminden sonra alaşımın dendritik yapısının ortadan kalktığı, silisyum parçacıklarının yanı sıra sert fazların kırılarak yapı içerisine nispeten homojen bir biçimde dağıldığı gözlendi. Dövme çevrim sayısı arttıkça parçacıkların dağılımındaki homojenliğin arttığı görüldü. Çok yönlü dövülen alaşımın akma ve çekme dayanımı ile kopma uzaması değerlerinin arttığı, basma dayanımının ise azaldığı belirlendi. Alaşımın sertlik ve α-fazının mikrosertlik değerlerinin bir çevrim çok yönlü dövme işleminden sonra en yüksek değerine ulaştığı bu çevrim sayısından sonra azaldığı görüldü. Sıcak dövme işlemlerinin ardından uygulanan bir çevrim soğuk dövme işleminin alaşımın akma, çekme ve basma dayanımları ile sertliğini artırdığı, sünekliğini ise düşürdüğü belirlendi. Diğer taraftan dövme işleminden sonra alaşımın sürtünme katsayısının arttığı ve aşınma direncinin azaldığı gözlendi. Sıcak dövme işleminin ardından uygulanan soğuk dövme işleminin ise alaşımın aşınma kaybını nispeten artırdığı görüldü. Hem homojenize edilmiş hem de dövülmüş alaşımın kuru durumdaki aşınma mekanizmasının adezyon, delaminasyon ve abrezyondan oluştuğu ancak, adezyon ve delaminasyonun daha etkin olduğu gözlendi.
Yapıştırmalı ve kaynaklı bağlantıların deneysel ve nümerik olarak karşılaştırılması
Bu çalışmada yapıştırmalı ve kaynaklı bağlantıların deneysel ve nümerik olarak karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu karşılaştırmayı yaparken iki polimer türü kullanılmış ve bu polimerlerin hem birbirleriyle hem de kendi aralarında yapmış oldukları yapıştırma ve kaynaklı bağlantılarının incelenmesi hedeflenmiştir. İlk olarak projede kullanılmak üzere plastik enjeksiyon yöntemiyle polimer malzemeler üretilmiştir. Daha sonra bu malzemeler uygun ölçülere getirilmek üzere talaşlı işleme sokulmuştur. Uygun ölçülere getirilen malzemeler sıcak plaka kaynağı ve çözücüyle yapıştırma yöntemleri kullanılarak birleştirilmiştir. Birleştirilen malzemeler ise birleşme mukavemetleri ölçülmek üzere çekme testine tabi tutulmuştur. Sıcak plaka kaynağı yönteminde yapılacak deney sayılarının çokluğundan dolayı Taguchi deneysel metodu kullanılmıştır. Taguchi metoduna göre yapılan deneylerin sonuçları Minitab 16 programı ile analiz edilmiş, optimum sonuçlar ve parametrelerin etki dereceleri ortaya çıkarılmıştır. ABS-ABS kaynaklı bağlantısı için en etkili parametre sıcaklık, SAN-SAN ve ABS-SAN kaynaklı bağlantısı için en etkili parametre kaynak mesafesidir. Nümerik çalışmalar kısmında ise sonlu elemanlar programı olan ANSYS yazılımı kullanılmış ve hem yapıştırmalı hem de kaynaklı bağlantı tipi için dayanım sonuçları bulunmuştur. Anahtar kelimeler: Polimerler, sıcak plaka kaynağı, çözücüyle yapıştırma , Taguchi metodu, Ansys, Minitab.
Design of autonomous vehicle for greenhouses
The aim of this thesis is to produce a prototype mobile vehicle that can apply pesticides automatically in greenhouses. The vehicle consists of a chassis, rail wheels, removable pesticide tank, a battery and a pesticide spraying system. Vehicle velocity, energy consumption, pesticide spraying pressure are the significant design parameters. The vehicle is driven with a DC motor and required power is provided by the battery system. The pesticide spraying system and a small tank are located on top of the vehicle. The small tank is filled by pumping the fluid from the main tank where is in the hall. The vehicle moves along two pipelines, which are placed on the ground and also used for heating. After the vehicle is placed on the row, it sprays the pesticide by moving automatically with the small tank. The following automated movement is fulfilled through the connected sensors. Systematic movement of the vehicle inside the greenhouse starts after it is located on the line, in which the plants exist, and the movement covers a course until the end of the corridor and a comeback. The design and the assembly of all vehicle parts have been carried out in SolidWorks software. CosmosWorks, ANSYS and CosmosMotion software have been used for the machinery dynamics, static and frequency analyses. According to the analysis results, driving system has been chosen, and the thickness of the vehicle body and chassis have been determined. The final design has been obtained by evaluating the analyses results and optimizing the predesign. Production process has been started after design work. The control program has been integrated after completing the assembly of the vehicle. Automated movement of the vehicle has been achieved through inductive distance sensors and PLC unit. Both the velocity of the vehicle and the distance can be programmed, moreover the spraying pressure can be regulated. The pesticide spraying tests of the prototype vehicle has been successfully conducted in the Agrobay Greenhouse, Izmir-Dikili. Keywords : Static analysis, vehicle design, automatic spraying, greenhousev
Modelling and optimization of different hydraulic schemes of a heating appliance for domestic hot water (DHW) comfort and efficiency
In this study, dual function heating appliances, commonly known as combi boiler type heating appliances, have been investigated. Combi boilers are used for both space heating and cold usage water heating and generally use natural gas as their energy source. The hot water requested by the users is called as domestic hot water (DHW). Throughout this study, only DHW supply function of a combi boiler type heating appliance has been investigated from the comfort and efficiency points of view. Firstly, water heating appliances have been categorized generally. Gas-fired integrated space/water heating appliances which are one branch of this classification have been divided into different groups by considering the differences in their DHW supply function. From these groups, standard combi boilers and primary DHW concepts have been chosen for the efficiency and comfort comparison. Later on, a mathematical model of the standard combi boilers has been employed by taking all system parameters into consideration in terms of their DHW supply function. 1D energy equations of the heat exchangers in a standard combi boiler have been established using thermodynamic laws and solved simultaneously in Matlab. The numerical results obtained from the theoretical analyses have been compared with the experimental results and the constructed mathematical model has been verified for a standard combi boiler. After experimental verification, a similar mathematical model has been established for the primary DHW concepts. Through the constructed mathematical models, efficiency values and comfort levels of the appliance concepts have been compared theoretically. Besides, the effects of some common parameters on the system behavior have been investigated and optimized for each appliance concept. Finally, in the primary DHW concepts, DHW outlet temperature reaches the steady-state temperature more rapidly and they have higher efficiency in addition to lower wasted energy/useful energy ratio when compared to the standard combi boilers. Keywords: Water heating appliances, combi boiler type heating appliances, domestic hot water (DHW), DHW comfort, DHW efficiency, mathematical modelling
Anaerobik membran reaktörlerde akış hızı ve su sıcaklığının membran performansı üzerine etkilerinin sayısal olarak incelenmesi
Anaerobik membran biyoreaktörler (anMBR) atık su arıtmada kullanılan uygulamalardır. Bu reaktörler biyolojik arıtmanın gerçekleştiği tam karışımlı bir anaerobik reaktör ve bir ultrafiltrasyon (UF) membranından oluşur. Gözenekli yapıda olan bu membranlar plaka veya boru şeklindedirler ve atık su filtreleme aracı olarak işlev görürler. anMBR uygulamasında yaşanan en önemli sorunlardan biri, membran gözeneklerinden yeterli miktarda su geçişinin olmaması; yani su debisindeki azalmadır. Azalan akış hızı, işlemin kesintiye uğramasına ve arıtma kalitesinin düşmesine neden olabilmektedir. Mevcut çalışmada, düz plaka şeklindeki membranda akış hızlarının membrandaki su akısı ve çözelti birikimi üzerindeki etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla açık kaynak kodlu bir CFD analiz programı olan OpenFOAM yazılımı kullanılmıştır. Analizde, ileri osmoz (FO) olarak bilinen, membranın besleme ve emiş tarafları arasındaki kimyasal potansiyelin neden olduğu itme kuvvetine dayanan yaklaşımdan yararlanılmıştır. Ortalama giriş hızlarının membran performansı üzerine etkileri, emiş ve besleme tarafında hem eşit hem de farklı olması durumlar için, hız dağılımı, su akısı ve membranda çözelti birikimi cinsinden gösterilmiştir. Ayrıca, emiş tarafı ile besleme taraflarının birbirleri ile ısıl dengede olması durumunda sıcaklığın su akısı üzerine etkisi incelenmiştir. Sayısal sonuçlar, ortalama giriş hızlarının membran performansı üzerinde etkili bir parametre olduğunu göstermektedir. Artan ortalama giriş hızı ile su akısı arasındaki oransal ilişkinin, ortalama hızın 0,1 m/s değerinden sonra önemli ölçüde değiştiği görülmüştür. Ortalama hızın bu değerinden sonra su akısının ortalama hıza oranı öncesine göre yaklaşık 10 kat azalmaktadır. Ortalama giriş hızlarının farklı olması durumunda yüksek emiş giriş hızının su akısında artışa neden olduğu görülmüştür. Son olarak, fiziksel özelliklerin değişmesi nedeniyle sıcaklıkla birlikte arıtma performansının düştüğü görülmüş, uygulamada halen geçerli olan 35 0C'nin en uygun arıtma sıcaklığı olduğu sonucuna varılmıştır.
Kompozit malzemelerden üretilmiş otomobil ön tampon sisteminin tasarımı, bağlantı yerlerinin optimizasyonu ve darbe davranışının belirlenmesi
Otomobil hibrit ön tampon sistemi üzerine gerçekleştirilen bu çalışma üç aşama barındırmaktadır. İlk aşamada ön tampon sisteminde kullanılan ince cidarlı çelik enerji sönümleyici tüpün hem kalınlık dağılımı hem de geometrik şekli, plastik şekil verme yöntemleri kullanılarak elde edilmiş ve yüksek hızlar altında darbe performansı incelenmiştir. Böylece enerji sönümleyici tüpün darbe performansı, tüpün kalınlık dağılımı ve plastik şekil verme etkisi birlikte değerlendirilerek elde edilmiştir. İkinci aşamada ise, karbon fiber kompozit malzemeden üretilmiş tampon kirişinin tabaka kalınlığı ve yönelimi, çelikten imal edilmiş tampon kirişi referans alınarak, darbeli yükler altında optimize edilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşaması, kompozit tampon kirişi ve ince cidarlı çelik enerji sönümleyici tüp arasındaki bağlantıyı düzenleme üzerine yapılan çalışmaları kapsamaktadır. Bu bağlantı bölgesinde yapıştırıcı kullanılmış olup, farklı mekanik özelliklere sahip üç yapıştırıcı, darbe performansları açısından değerlendirilmiştir. Son olarak, seçilen yapıştırıcı ile oluşturulan hibrit ön tampon sisteminin geometrik özellikleri, yine darbe davranışı göz önünde bulundurularak optimize edilmiştir. Çalışma kapsamında elde edilen sonuçlar, kalınlık dağılımının ve plastik şekil verme işlemlerinin enerji sönümleyici tüpün darbe performansını önemli ölçüde etkilediğini ve bu ikili etki hesaba katılmaksızın elde edilen sonuçların yanıltıcı olduğunu göstermiştir. Tampon kirişinin optimizasyonu için kullanılan karbon fiber kompozit tamponun, en az çelik tampon kirişi kadar iyi darbe performansı sergilemesinin yanında, ağırlığının önemli ölçüde azaldığı belirlenmiştir. Yapıştırıcılar ile gerçekleştirilen çalışmalar ise, yapıştırıcı kalınlığı ve tampon kirişi yarıçapının, hibrit ön tampon sisteminin darbe performansını doğrudan etkilediğini göstermiştir. Böylece, ön tampon sisteminde farklı malzemelerden yapılmış tampon kirişi ve enerji sönümleyici tüpler arasındaki bağlantı bölgelerinde, yapıştırıcıların güvenle kullanılabileceği de gösterilmiş olmuştur.
Numerical investigation of condensation on horizontal flat plate
In this study, condensation of humid air is examined on a horizontal flat plate numerically. When the humid air flows on the cold surfaces, it begins condensation and then solidification on the surface. The condensation on surface reduces the heat transfer rate and increases pressure drop. Geometry of horizontal flat plate is generated in GAMBIT software. The geometry is divided into small parts with suitable mesh sizes. Initial and boundary conditions are used to solve governing equations which are continuity, momentum, energy and species equations. Using FLUENT software, temperature distribution, velocity distribution, condensation mass flux rate and net heat transfer rate are observed. A comparison between numerical results and analytical results are performed for condensation mass flux on flat plate. To solve condensation on flat plate User Defined Function code is used in FLUENT which is prepared with C++ software. Then condensation is calculated numerically which is from humid air to the flat plate. For the higher inlet velocity values, heat transfer rate increases. For the higher inlet temperature, the higher heat is transferred but lower mass flux is observed. For the lower mass fraction, the lower net heat transfer is observed. Keywords: Condensation, humid air, numerical modeling, UDF.
Ani daralma ile oluşan dairesel jet akışına kanal uzunluğu etkisinin incelenmesi
Bu yüksek lisans tezi kapsamında, farklı çıkış kesitlerine sahip dairesel jet akışında kanal uzunluğunun jet akışına etkisi incelenmiştir. Büyük kare kesitli bir kanal çıkışında ani bir daralma sonucu oluşan dairesel hava jetinde, jet akış alanında hem düşey yönde hem de jet ekseni boyunca hız taraması pitot tüpü kullanılarak yapılmıştır. Çıkış levhasına farklı kanal uzunluklarına sahip borular eklenerek bu kanalların jet akışı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Deneyler kenar uzunluğu 25,4 cm olan kare kesitli bir kanaldan aniden dairesel kesite dönüşen hava jetleri için gerçekleştirilmiştir. Dairesel jetin çapı 44 mm, 68 mm ve 102 mm olarak belirlenmiştir. Bu çaptaki jet akışlarında kanal boyu için L/D oranları 1, 2, 7 ve jet çıkışından olan uzaklık için x/D oranları 0, 1, 2, 5, 10 ve 20 olarak seçilmiştir. Deneysel ölçümlere ilaveten ANSYS FLUENT yazılımı kullanılarak jet akışı sayısal olarak da incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan, kanal uzunluğunun jet çıkışındaki hız profilini önemli derecede etkilediği ve jet çıkışından uzaklaştıkça bu etkinin azaldığı belirlenmiştir.
B-spline ve genetik algoritma ile helikopter pal tasarım ve optimizasyonu
Verimliliği artırmak, enerji tüketimini azaltmak, daha iyi uçuş performansı elde etmek ve helikopter operasyonlarının etkinliğini artırmak için helikopter kanadı optimizasyonuna ihtiyaç duyulmaktadır. Rotor kanadı, bir helikopterin verimliliğini ve kontrolü, performansı, manevra kabiliyetini arttıran, optimum uçuş özelliklerinin ve operasyonel yeteneklerin elde edilmesini büyük ölçüde etkileyen helikopter tasarımının hayati bir bileşenidir. Bu yüksek lisans tezi, B-spline modellemesi için Python tabanlı kodların oluşturulması, kanat elemanları momentum teorisiyle entegrasyonu ve optimizasyon için genetik algoritmanın uygulanması gibi konuları sistemli bir şekilde ele almaktadır. B-spline, kanat elemanı-momentum teorisi ve genetik algoritma metotları kullanılarak Pyton yazılımı ile helikopter pal tasarım ve optimizasyon aracı geliştirilmiştir. Beslenen noktalardan B-spline ile kanat kesit eğrisi oluşturularak genetik algoritma ile farklı geometrilere sahip iki boyutlu helikopter pal kesitleri oluşturulmaktadır. Elde edilen kesitler XFOIL akış çözücüsüne konularak aerodinamik parametreler elde edilmiş ve pal elemanları momentum teorisi ile belirlenen maliyet fonksiyonu genetik algoritma kullanılarak minimize edilmektedir. Helikopter palleri; B-spline ile kanat kesit eğrileri, dönme hızı, pal sayısı, veter uzunluğu, boyu, burkulma açısı ve sivrilme oranına göre optimize edilerek maksimum itkiyi sağlayacak pal kesit eğrisi ve pale ait geometrik parametreler belirlenmektedir. Oluşturulan kod deneysel çalışma sonuçları ile kıyaslanarak doğrulanmış olup geliştirilen algoritmaya beslenen parametre ve sınır koşullarına bağlı olarak itki (C_T) katsayısının %20, toplam itki kuvvetinin %48, toplam tork ve gücün ise %44 oranında arttığı anlaşılmıştır.
Faz değiştiren malzeme (FDM) içeren duvar bloklarının içyapı formlarının Türkiye'deki iklim bölgeleri için belirlenmesi
Tez çalışmasında, faz değiştiren malzeme (FDM) içeren boşluklu duvar bloklarının farklı iklim tiplerinde ısıl analizleri yapılmıştır. Üç aşamadan oluşan çalışmanın ilk aşamasında; on farklı bloğun boşluk oranı, geometrisi ve sayısının bloktaki sıcaklık dağılımına ve ısı akısına etkileri incelenmiştir. Bu aşamanın sonunda en düşük ısı geçiş katsayısına sahip blok belirlenmiştir. İkinci aşamada; dört farklı ilde olduğu varsayılan bir binanın duvarlarına farklı erime sıcaklığında ve katman kalınlıklarında FDM'ler uygulanması durumunda binaların yıllık birincil enerji kullanımı ve global maliyeti açısından bir optimizasyon yapılmıştır. Bu aşamanın sonunda Türkiye'de farklı derece gün bölgelerine göre optimum FDM özellikleri belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında; ilk aşamada belirlenen blok içine, ikinci aşamada belirlenen FDM'ler koyularak dört farklı il için FDM'lerin blok içinde en iyi performans gösterdiği konumlar belirlenmiştir. Tez çalışmasının sonunda FDM sıcak ve ılık iklimlerde bloğun orta kısmına yakın, soğuk iklimlerde ise iç ortama yakın olduğunda daha iyi performansı gösterdiğine ulaşılmıştır.
Civataların çinko nikel elektrokaplanması sırasında oluşan hidrojen gevrekliği ve kaplama parametrelerinin optimizasyonu
Günümüz üretim dünyasında parça üretmek kadar parçaların özelliklerini kaybetmeden fonksiyonel olarak çalışması da büyük önem arz etmektedir. Otomotiv ve savunma sanayide dış etkenlerden korunması için parçalara kaplama yüzey iyileştirme işlemleri yapılmaktadır. Özellikle çinko nikel kaplamalar, endüstriyel uygulamalarda geniş bir yelpazede kullanılan koruyucu kaplama malzemeleridir. Bu kaplamaların kalitesi ve dayanıklılığı, kaplama sırasında oluşan hidrojen gevrekliği gibi konular mühendislik sorunlarını ele almak açısından büyük önem taşır. Hidrojen gevrekliği, kaplamaların dayanıklılığını etkileyen ve kritik bileşenlerin çatlamasına yol açabilen bir sorundur. Bu tez, çinko nikel kaplamalarında hidrojen gevrekliği olgusunu incelemek ve kaplama parametrelerini optimize etmek amacıyla gerçekleştirilen çalışmaları sunar. Özellikle parça adedi olarak zırhlı araçlarda çokça kullanılan bağlantı elemanlarından biri olan cıvataların kaplama parametreleri alt yüklenicilerde bir standarda nail olmaması sebebi ile temin edilen firmaya göre değişiklik göstermektedir. Her ne kadar Tuz sisi testi gibi testlerde kaplama kalitesi ölçülse de zaman içerisinde gerçekleşen hidrojen gevrekliği için testler kapsamlı olmamaktadır. Bu tez kapsamında çeşitli kaplama parametreleri ile kaplanan numunelerin EN ISO 15330 standardına uygun olarak tork testine tabi tutularak düşük akım yoğunluğu, sıcaklık, kaplama süresi, banyo kimyasalları gibi parametreler değiştirilerek kaplanan parçaların standart içeriğince yapılan tork testi sonucu oluşan hidrojen kırılganlığı sebepli çatlakların mikro yapıda incelenmesi ile en uygun parametrelerin bulunması ile sonuçlanmıştır.
Kompozit yapılarda makro ve mikro hasar davranışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Bu tez çalışmasında, mühendislik uygulamalarında karşılaşılan kompozit yapıların mikro ve makro hasar davranışının ortaya çıkarılması ve yenilikçi yaklaşımlarla iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, ilk olarak, cam elyaf takviyeli polimer (CETP) kompozit, karbon elyaf takviyeli polimer (KETP) kompozit, ticari 3M-8663 kodlu poliüretan (PU) bant, 304 paslanmaz çelik ve saf nikel malzemelerde katı parçacık çarpması sonucu oluşan hasar (erozyon) davranışı deneysel ve sayısal olarak karakterize edilmiştir. Ayrıca bahsi geçen malzemelerin bir helikopter rotor pali aşınma kalkanındaki katı parçacık erozyon performansları 0º hücum açısı ve farklı çarpma hızları için (110 ,150, 190 ve 230 m/s) sayısal olarak belirlenmiştir. İkinci olarak, 3D yazıcılar kullanılarak düzlem içi ve düzlem dışı yönlü üretilen termoplastik çekirdek yapılar ile KETP kompozit yüzey plakaları birleştirilerek oluşturulan kompozit sandviç panellerin düşük enerjili darbe etkisi altındaki enerji sönümleme ve hasar davranışları incelenmiştir. Son olarak, KETP kumaşlar kullanılarak vakum torbalama yöntemiyle üretilen içi boş ve hücresel (kare, altıgen) dolgulu kare, altıgen ve silindir dış yüzeyli kompozit çarpışma kutularının statik basma yükü altındaki ezilme karakteristikleri ve hasar mekanizmaları deneysel ve sayısal olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak, yüksek çarpma hızlarında (190 ve 230 m/s) aşınma kalkanındaki ortalama erozyon oranı, PU bant malzemeye göre cam elyaf takviyeli kompozit malzemede 10 kat daha yüksek elde edilmiştir. Düzlem içi yönlü hücre deseni tasarımı açısından, ökzetik çekirdekli kompozit sandviç panel bal beteği çekirdekli kompozit sandviç panele göre daha iyi darbe dayanımı ve enerji yayma kabiliyeti göstermiştir. İçi boş kare tip kompozit çarpışma kutusuna altıgen hücreli dolgu ilavesinin, özgül enerji sönümleme performansını yaklaşık olarak %140 arttırdığı tespit edilmiştir.
Hava aracı kanatlarında topoloji optimizasyonu ile ağırlık azaltma
Havacılık sektöründe, ağırlık parametresi son derece önemlidir. Ağırlığın, hava aracı performansı ve faydalı yük kapasitesi gibi faktörlere doğrudan etki ettiği bilindiği için, tasarımların daha hafif ve aynı zamanda sağlam olacak şekilde yapılması amaçlanmaktadır. Bununla birlikte, en iyi geometriye ulaşmak zaman alabilmektedir. Belirlenen sınır koşulları ve yükler göz önünde bulundurularak topoloji optimizasyonu yöntemi ile istenen geometri içindeki ideal malzeme dağılımı daha kısa sürede bulunabilmektedir. Bu tez çalışmasında, ANSYS yazılımının sonlu elemanlar yöntemini kullanan, Structural Optimization modülü ile NACA 0012 kanat profiline sahip bir kanat kesiti ve 4 m kanat açıklığına sahip bir kanat için yapısal topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Geometriler üç boyutlu modelleme yöntemi kullanılarak modellenmiştir. Ardından, kanat kesiti için kararlı halde, deniz seviyesinde, sıkıştırılamaz akış koşullarında, 100 m/s hız ile HAD analizi çözümü sonlu hacimler yöntemini kullanan Fluent yazılımı ile viskoz ve türbülanslı akış koşulları altında yapılmıştır. Çözümler -15⁰, -10⁰, -5⁰, 0⁰, 5⁰, 10⁰, 15⁰ olmak üzere yedi farklı hücum açısında yapılmıştır. Optimizasyonlar için iki farklı durum kurgulanmıştır; ilk olarak kanat kesitlerinin ortasına rijit bir ana kiriş (spar) konumlandırılmıştır. Diğer senaryoda ise veter uzunluğunun 0.25 ve 0.5 noktalarında dikey nervürler (ribler) konumlandırılmıştır. Bütün hücum açılarındaki HAD analizi çözümleri bu iki senaryodaki kesitlere ayrı ayrı aktarılıp sırasıyla hacim oranları %20 ve %10 olarak tanımlanarak topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Ardından, eş zamanlı olacak şekilde yedi farklı hücum açısının çözümleri kullanılarak bu iki senaryo için çok noktalı (multi-point) topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Bu tez çalışmasını diğer çalışmalardan ayıran bir tarafı da bu olmuştur. Yedi farklı hücum açısı çözümünün eş zamanlı olarak çok noktalı optimizasyonda kullanılmasında literatür araştırmasında rastlanmamıştır. Ayrıca, kanat geometrisi için Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) çözümü ile hesaplanmış aerodinamik yük kullanan araştırmaların sayısının da fazla olmadığı görülmüştür. Kanat kesiti optimizasyonu tamamlandıktan sonra 4 m kanat açıklığına sahip bir kanadın 0.5 Mach akış hızında, kararlı halde ve 0⁰ hücum açısında Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizi yapılmıştır. Tam dolu kanat için %10 hacim oranı tanımlanarak en iyi geometri için sonuçlar incelenmiştir. Araştırma süresince optimizasyon sürecinin oldukça hassas olduğu, sonuçların özellikle topoloji optimizasyonu için kullanılan sınır koşullarına ve çözüm ağına bağlı olduğu görülmüştür. Bu nedenle de problemin oldukça dikkatli tanımlanması gerektiği gözlemlenmiştir ve ilgili önerilerde bulunulmuştur. Çözümlerin birçok farklı etmenden etkilendiği ve orijinal sonuçlar elde etmenin olası olduğu görülmüştür. Sonuç olarak yapısal topoloji optimizasyon sürecinin mühendislik tasarımları için oldukça efektif bir araç olduğu sonucuna varılmıştır. Üretim teknolojilerinin gelişmesi ile kompleks optimum sonuçlar çıkarabilen bu aracın kullanımının artması beklenmektedir.
Faz değiştiren malzemelerin parabolik güneş kollektörlerine entegrasyonu ve etkileri
Bu tez çalışmasında, parabolik oluk kollektörler için kullanılabilecek kaviteli, faz değiştiren malzemeli ve yalıtımlı yeni bir güneş alıcısı tasarlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, bir kollektör sisteminin genel verimliliğini ilk ölçüde etkileyen optik verimlilik üzerine çalışılmıştır. Optik verimliliği etkileyen en önemli parametre, güneş ışınımının yoğunlaştığı alıcı tarafından emilen net ısı miktarıdır. Bu bağlamda, optimizasyon parametreleri olarak üç farklı geometri (üçgen, dikdörtgen ve çokgen), üç farklı açıklık genişliği ve yüksekliği ve kavite alıcısının parabolik yansıtıcı yüzeye ilişkin üç farklı konumu alınmıştır. Bu parametrelerin etkilerini değerlendirmek ve aynı zamanda alıcı tarafından absorbe edilen radyasyon miktarı üzerindeki etkilerini incelemek için bir deney tasarımı yaklaşımı kapsamında Yanıt Yüzey Metodu kullanılmıştır. Optik analiz için, bu parametrelerin etkilerini araştırmak üzere Monte Carlo Işın İzleme yöntemiyle birlikte açık kaynaklı sayısal ışın izleme yazılımı SolTrace kullanılmıştır. Sonuçlar, optimum boşluk geometrisinin çokgen olduğunu ve boşluk derinliğinin ve açıklığının her ikisinin de 0,05 m'ye eşit olduğunu göstermektedir. Ayrıca en etkili parametrenin alıcının konumu olduğu ve optimum konumun parabolik yoğunlaştırıcının odak noktası olduğu bulunmuştur. Optimum boşluklu alıcı tasarımı için sistemin optik verimliliği %81,05 olarak bulunmuştur. Yeni alıcı tasarımında, yeni modelin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile doğrulama çalışmaları yapılmıştır. Yeni alıcı tasarımında, ilk olarak yeni modelin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ile doğrulama çalışmaları yapılmıştır. Bu kapsamda literatürden iki aşamalı doğrulama yapılmıştır. İlk olarak borulu bir güneş alıcısında unifor olmayan ışınım haritası entegre edilerek ısıl analizler deneysel bir çalışma doğrulanmıştır. Daha sonra Faz Değiştiren Malzeme (FDM) erime analizleri literatürdeki deneysel bir çalışma ile doğrulanmıştır. Doğrulama çalışmalarından sonra, FDM entegreli, kendinden yalıtımlıi kaviteli alıcı modellenmiş ve HAD analizleri yapılarak sonuçlar değerlendirilmiştir. FDM olarak erime ve donma sıcaklıkları sırasıyla 130 ve 120°C olan yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) kullanılmıştır. HAD sonuçlarına göre, FDM 13.dakikada erimeye başlamıştır. Tamamen erime süresi 31.dakikadır. Buna FDM depolama süresi de denilebilir. FDM tamamen eriyene kadar geçen sürede suyun çıkış sıcaklığı 437,52K olmuştur. Bu aşamadan sonra, güneş ışınımının kesildiği durum için kavite duvarlarındaki ışınım haritası kaldırılmış olup analizler yine zamana bağlı devam etmiştir. Bu analizlerde görülmüştür ki FDM 5.dakikadan itibaren katılaşmaya başlayıp 21. dakikada tamamen katı haldedir. FDM entegreli kendinden yalıtımlı kavitel igüneş alıcı, aynı sınır koşullarında FDM entegresiz yalıtım olmayan kaviteli alıcı ile karşılaştırılmıştır. FDMnin katılaşma süresince (16 dakika) su çıkış sıcaklığındaki dalgalanma yalnızca 17,5°C iken FDM entegresiz alıcıda bu değer 58°C olmuştur. Güneş alıcısına FDM entegresi özellikle gün içinde bulut geçişleri sırasında dakika boyunca düşük su çıkış sıcaklığı dalgalanmaları ile sistemin daha stabil çalışmasına olanak sağlamıştır. Ayrıca güneşin tamamen kesildiği akşam saatlerinde de FDM entegreli alıcıdan bir süre daha sıcak su veya buhar eldesinin devam edebileceğini göstermiştir.
Tek kademeli yağ soğutmalı çift vidalı hava kompresörlerinde yağ enjekte portundaki orifiz çap değişiminin performans üzerindeki etkisinin deneysel analizi
Vidalı kompresörler basınçlı hava sektöründe insan gücü ile elde edilemeyen işlerde kullanılmaktadır. Enerji tüketen cihazlarda tersinmezliklere bağlı verim düşüşleri işletme giderlerinin artmasına yol açmaktadır. Fosil yakıtların kullanımından kaynaklanan maliyet ve karbon salımı artışı, tüm sektörlerde olduğu gibi, kompresörlerde de enerji verimli çözümlerin araştırılmasına yol açmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, basınçlı hava üreten kompresörlerin verimlerinin arttırılması, böylelikle de enerji verimli kompresör tasarımı yönünde yağ enjekte portundaki nozul çapındaki değişimin debi, aktif güç ve özgül güç açısından deneysel analizleri yapılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Vidalı kompresör, Ekserji, enerji verimliliği, Yağ enjekteli, orifis, Hacimsel debi.
Lazer yüzey desenleme parametrelerinin ultra-yüksek moleküler ağırlıklı polietilen yüzeylerin tribolojik performanslarına etkisinin incelenmesi
Yüzey desenleme yöntemleri birçok endüstri dalında malzemelere; yağlayıcılık, hidrofobiklik, sürtünme ve aşınmayı azaltıcı etkiler oluşturma gibi farklı özellikler kazandırmak için kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında kalça implant bağlantılarındaki sürtünmenin dolayısı ile aşınma etkilerinin oluşturduğu yüzey hasarı ve sınırlı ömür gibi olumsuzlukların azaltılması amaçlanmıştır. Kalça protezi içerisinde eş çalışan parçalar arasında yer alan ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen yüzeylerine nanosaniye lazer ve femtosaniye lazerler ile desenlemeler yapılarak tribolojik testler ile sürtünme ve aşınma değerleri hesaplanmıştır. Tribolojik deney kapsamında 3 farklı malzeme kullanılmış ve bu malzemeler çapraz bağlı polietilen olan GUR 1020 XL (ÇUYMAPE), çapraz bağlı vitamin E katkılı polietilen olan GUR 1020 EXL (VE-ÇUYMAPE) ve standart polietilen (UYMAPE)'dir. Malzemelerin sürtünme katsayıları incelendiğinde VE-ÇUYMAPE en düşük sürtünme katsayısına ve aşınmaya karşı en dirençli olduğu tespit edilmiştir. Test edilen 3 farklı mikro-çukur alan desen yoğunluğu (%5, %10 ve %15) değerlerinden en düşük sürtünme katsayısı %10 alan desen yoğunluğuna sahip olan numunelerde ortaya çıkmıştır. Desenli UYMAPE, desensiz versiyonları ile karşılaştırıldığında malzemenin aşınmaya karşı direnci yaklaşık %20 oranında olmuştur. Ayrıca malzeme grupları için alan desen yoğunluğu aşınma üzerinde en etkili faktör olduğu tespit edilmiştir.
Ticari karayolu taşıtlarında kullanılan yavaşlatıcı (retarder) frenlerin aracın tahrik sistemine etkisinin araç dinamiği ve malzeme mukavemeti açısından incelenmesi
Bu çalışmada yavaşlatıcının (retarder) taşıt tahrik sistemi üzerine olan dinamik etkileri incelenmiştir. Taşıt aktarma organlarının (kavrama, tahrik mili, yavaşlatıcı, diferansiyel ve aks mili ) bir matematiksel modeli kurularak, oluşturulan hareket denklemleriyle yavaşlatıcı etkisi teorik olarak hesaplanmış ve bu sonuçlar test çalışmaları karşılaştırılmıştır. Hareket denklemlerinin sayısal integrasyonuna bağlı olarak elde edilen teorik sonuçların tahrik sistemindeki etkilerini incelemek üzere, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak aks dişlileri, diferansiyel dişli taşıyıcı ve aks millerinin malzeme mukavemeti ve işletme ömrü açısından incelemesi gerçekleştirilmiştir. Temassız gerilme ölçüm sistemi kullanılarak elde edilen ölçüm verileri ile teorik sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca yavaşlatıcının taşıt yönlenme davranışına olan etkileri test yöntemiyle tespit edilmiştir. Hareket denklemlerinin çözümü için MATLAB Simulink tabanlı program ve alt programlar oluşturulmuştur. Tahrik sistemi bileşenlerinin katı modellemesi Catia V5 R19, sonlu elemanlar analizleri için ANSYS V12.1 ticari programları kullanılmıştır.
Numerical and experimental investigations of heat transfer in a cross-flow heat recovery system
Nowadays, ventilation is obligatory in buildings where human beings spend a large part of their life. To maintain indoor air quality, dirty indoor air is exhausted and fresh air is taken from outdoors. In modern systems, dirty indoor air with high energy is not exhausted directly. By the help of air to air heat exchangers, fresh air from outdoors is pre-heated or pre cooled by the help of exhausted air thus decreases the energy used to condition indoor air. In HVAC Systems, between 35 percent and 90 percent ratio of waste heat energy recovery is possible. Plate type, rotary, heat pipe and coil heat exchangers are widely used as heat recovery exchangers. In this research, the efficiency of heat recovery exchanger was researched numerically. The dimensions of the exchanger which was designed by a manufacturer company are 600x600x600mm. This heat exchanger was investigated for the real boundary conditions and turbulent flow with the help of the program Ansys Workbench. According to fin characteristics and flow patterns, created models were analyzed. Heat exchanger which developed by manufacturer company was experimented on testing laboratory which was founded by the company. The results of the tests and theoretical research are shown compatibility of numerical analysis. As the results are compatible with each other, the finite element method for heat recovery efficiency of the exchanger was found to be a reliable method.
Yaşlandırma ve dövme işlemlerini içeren termomekanik bir işlemin Al-40Zn-3Cu alaşımının yapı, mekanik ve tribolojik özelliklerine etkisinin incelenmesi
Çok yönlü dövme işleminden sonra alaşımın sertlik ve mukavemeti azalmış sünekliği ise artmıştır. Yapılan işlemden sonra en uygun mukavemet ve süneklik değerleri üç çevrim dövme işleminden sonra elde edilmiştir. 200 °C sıcaklıkta yapılan yaşlandırma işleminin ardından üç çevrim dövülen alaşımın sünekliği yüksek oranda artmıştır. Ancak söz konusu işlemlerin ardından alaşımın tekrar aynı sıcaklıkta yaşlandırılması sonrasında sertlik ve mukavemeti artmış sünekliği ise azalmıştır. Üç çevrim dövme işleminden sonra 100 °C sıcaklıkta yapılan yaşlandırma işlemi alaşımın sertlik ve mukavemet değerlerini yüksek oranda artırmış ancak sünekliğini düşürmüştür. Diğer taraftan söz konusu alaşımın üç çevrim dövüldükten sonra 150 °C ve 200 °C sıcaklıklarda yaşlandırılmasının ardından sertlik ve mukavemeti azalmış sünekliği ise artmıştır. Bu koşullarda yapılan proseslerin üç çevrim dövülmüş alaşımın sertlik ve mukavemet değerlerini artırmış, sünekliğini düşürmüş, aşınma direncini ise iyileştirmiştir. Uygulanan proseslerden sonra elde edilen tüm bulgular proses-yapı-özellik kapsamında değerlendirilmiş ve açıklanmıştır. Yapı, mekanik ve tribolojik özellikler kapsamında yapılan karşılaştırmalar sonucunda üç çevrim dövme ve 150 °C sıcaklıkta yaşlandırma şeklinde uygulanan termomekanik prosesin diğer prosesler arasında ön plana çıktığı tespit edilmiştir.
Fabrication and characterization of polyethersulfone hollow fiber membranes
Membrane technology is employed in a variety of industries because of its versatility such as water treatment, petrochemical, medical, and biotechnological, beverages, food, and metallurgical separation processes. The current study aims to produce and characterize hollow fiber membranes from polyethersulfone (PES) and pore former polyvinylpyrrolidone (PVP) . To achieve these goals, a small-scale hollow fiber membrane production setup was designed. Box-Behnken design of experiment (DOE) was then used to understand the relationship between four independent input variables (polymer concentration, additive molecular weight, bore fluid composition, and the air gap) and the dependent output variables (morphology, membrane diameter, membrane thickness, pure water permeability, porosity, and pore size distributions). N, N-Dimethylformamide (DMF) was used as the solvent. Water and ethanol (96%) were used as bore fluids. It was revealed that the pure water permeability (PWP) of the membranes was reduced with increasing polymer concentration. The lowest permeability found was 24.8 L/m2.h.bar at 17% polymer concentration while the highest permeability value found was 452.2 L/m2.h.bar at 11% polymer concentration. SEM analysis of the fiber membranes revealed spongy morphologies for membranes containing K90 pore former additive. Water as a quenching medium produced intrusion cells while water and alcohol combinations produced spongy structures with varying degrees of pore sizes. The porosity results varied in the range of 46.6-72.2%. Increasing the polymer content results in a reduction of porosity while increasing the additive concentrations increases the porosity. The average pore sizes and their distribution showed a large operational range. The average pore sizes of the membrane with the highest PWP were 10 times larger than the membrane with the lowest PWP.
Poliamid esaslı malzemelerde cam elyaf katkısının sıcak plaka kaynağı üzerindeki etkisinin araştırılması
Bu çalışmada poliamid 6 (PA 6), poliamid 6 cam elyaf oranı ağırlıkça yüzde 15 (PA 6 GF 15) ve poliamid 6 cam elyaf oranı ağırlıkça yüzde 30 (PA 6 GF 30) poliamid 66 (PA 6), poliamid 66 cam elyaf oranı ağırlıkça yüzde 15 (PA 66 GF 15) ve poliamid 66 cam elyaf oranı ağırlıkça yüzde 30 (PA 66 GF 30) olan mühendislik plastiklerinin sıcak plaka kaynak yöntemi ile birleştirilmesinde, dört farklı kaynak parametresinin etkisi incelenmiştir. Bu parametreler plaka sıcaklığı, ısıtma süresi, birleştirme stroğu ve kaynak süresidir. Bu dört parametrenin her birinde üç farklı değer göz önüne alınmıştır. Numunelerin sıcak plaka kaynağı ile birleştirilme prosesinde Taguchi deney tasarımı yöntemi çerçevesinde L9 ortogonal dizisi kullanılmıştır.
AISI 4140 çeliklerinden üretilen hafif silah kapak bileşenlerinin yüzey özelliklerinin nitrokarbürizasyon yöntemi ile geliştirilmesi
Bu çalışmada, hafif silahlarda ateşleme esnasında ve sonrasında meydana gelen sürtünme, aşınma, yorulma, aşırı ısınma ve korozyon gibi olumsuz etkilerin nitrokarbürizasyon işlemi ile miminize edilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda temel tabanca parçalarından biri olan AISI 4140 kapak parçası yüzey hazırlık işlemleri optimize edilerek nitrokarbürizasyon prosesi öncesi en iyi yüzey durumuna getirilmiştir. Deney numunelerine farklı sıcaklık ve süre parametrelerinden oluşan on iki farklı nitrokarbürizasyon işlemi uygulanmıştır. Sonrasında ise tüm deney numunelerinin korozyon dayanımı artırmak ve estetik bir görünüm kazandırmak için numunelere oksidasyon ve kumlama işlemleri uygulanmıştır. Numunelere uygulanan her yüzey işlem sonrasında yüzey pürüzlülüğü ölçümleri yapılmıştır. Nitrokarbürizasyon sonrası yüzey işlemleri de uygulandıktan sonra sertlik değeri ölçümü, metalografik incelemeler, aşınma testi, yüzey topografyası incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kumlama en iyilemesi sonrası en kararlı ve homojen yüzey S70 çelik bilye ile kumlanan numunelerde elde edilmiştir. Bileşik tabaka kalınlığının sıcaklık ve süre ile birlikte arttığı, aşınma miktarının ise bileşik tabaka değeri arttıkça azaldığı görülmüştür. Difüzyon tabakasındaki artışın süre ve sıcaklık artışı ile doğru orantılı arttığı, fakat işlem süresi arttıkça kalınlık artış hızında düşüş meydana geldiği tespit edilmiştir. Difüzyon tabakasının belirli kalınlığa ulaştıktan sonra yavaş ilerlediği; sertliğin ise difüzyona bağlı olmaksızın arttığı görülmüştür.