23
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Aksaray'a inşaa edilcek yeni OSB için yeşil hidrojen üretimi
Enerji ihtiyacı her zamankinden daha önemli bir endişe kaynağıdır. Gerek artan talep gerekse sanayinin her alanında gelişen teknoloji enerjiye olan talebi artırmıştır. Bu nedenle uzun süredir enerji kaynağı olarak kullandığımız fosil yakıtların giderek tükenmesi bizi yeni enerji kaynakları aramaya itmiştir. Böylece alternatif enerji kaynakları her açıdan daha avantajlı hale gelmiştir. Geleceğin enerji kaynağı, ulaşımdan aydınlatmaya kadar enerjiye ihtiyaç duyulan her alana uyarlanabildiği için alternatif enerji kaynakları olarak görülüyor. Bu kaynaklar arasında en yüksek enerjiyi içeren gazın hidrojen olması ve yenilenerek üretilebilmesidir. Enerji kaynağı seçiminde ön plana çıkmaktadır. Yeşil Hidrojen olarak güneş enerjisi ile hidrojen üretimi ve üretilen hidrojenin Sanayi Bölgesinin ısıtılmasında kullanılması teorik olarak incelenmiştir. Sonuç olarak Eskil'de yapılması planlanan OSB'nin yakın çevresine kurulacak bir güneş enerjisi santrali ile sıfır emisyon ile hidrojen üretilebilir ve OSB'nin ısınması Yeşil Hidrojen ile sağlanabilir. Yapılması planlanan Organize Sanayi Bölgesi'nin ısınma için gerekli olan ihtiyacı alternatif enerji kaynakları ile temin edilebilir. Yeşil Hidrojen olarak sıfır emisyon değerine sahip fotovoltaik üretim ile hidrojen üretimi sağlanarak bölgenin ısınmasındaki ihtiyaç giderilebilir. Değerlerden okunduğu üzere güneş panellerinin ve sanayi bölgesinin Eskil ilçesi çevresinde olması bu konuda büyük avantajdır. Özellikle Konya Aksaray sınırında güneşe maruz açık alanların bulunması yerleşke için oldukça mühimdir. Bu da Güneş'ten hidrojen üretmeyi elverişli ve olumlu değerlendirilebilir olduğuna işarettir. Organize sanayi bölgesinin olası yer değişikliği tesis civarına kurulacak fotovoltaik tesisin yerini etkileyecektir. Tesis verimliliği bölgenin yüksek miktarda güneş almasından ötürü önemli ölçüde değişmeyecektir ancak elverişli arazinin sanayi bölgesine olan uzaklığı hidrojenin taşınması için önemli kalem oluşturacaktır. Ayrıca depolama konusunda Tuz Gölü doğalgaz tesisinde depolamak oldukça önemlidir. Yapılan hesaplamalar ve simüle edilen senaryolarda 10MW değerinde bir Güneş Enerjisi Tesisi kurmak ve enerjisi ile hidrojen üretip depolamak 2.1 yıl içeresinde kendi kendini ödeyen bir projedir. Yukarıda belirtilen Karbon Ayak İzi rakamları ve genel tasarruf miktarı yatırımın ve projenin mantıklı ve doğru olduğunu gösteriyor.
Global numerical model for the evaluation of the effect of geometry and operation conditions effects on hollow cathode insert and orifice region plasmas
Thermionic hollow cathodes have been widely used in wide variety of areas such as spacecraft electric propulsion systems, material processing and lasers for more than half a century as efficient electron sources. Especially in electric propulsion systems, hollow cathodes are being used as electron sources for propellant ionization and ion beam neutralization. Moreover, hollow cathode is also a promising candidate for utilization as a stand-alone propulsion system in microsatellites or nanosatellites due to its small physical size, low power consumption and ease of operation. On the other hand, the small geometry of the typical orificed hollow cathodes make the plasma diagnostics difficult which is why numerical studies become important for understanding the driving physical processes behind their operation, and the effects of the geometry and the operation parameters on cathode performance. In this thesis a global numerical model for the insert and orifice plasma of a hollow cathode is presented where volume averaged plasma parameters are considered for both regions. The results of this study show that the developed model can be used for designing and sizing orificed hollow cathodes as comparisons with the results of experimental and other numerical studies are in good agreement with the ones obtained from the developed model.
Ortaokul öğrencilerinin enerji okuryazarlığının bilimsel epistemolojik inançlar ve demografik değişkenler ile ilişkisinin incelenmesi
Bu tez çalışması, ortaokul öğrencilerinin enerji okuryazarlığının bilimsel epistemolojik inançlar ve cinsiyet, okul mevkii, anne-baba eğitim düzeyi gibi farklı değişkenler ile ilişkisinin incelenmesini amaçlamaktadır. Çalışmanın örneklemini 2020-2021 eğitim-öğretim yılında Muğla iline bağlı 13 İlçenin resmi okullarında, 7. sınıfta öğrenim gören 702 öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmada veri toplama aracı olarak "Enerji Okuryazarlığı Ölçeği" ve "Bilimsel Epistemolojik İnançlar Ölçeği'' kullanılmıştır. "Enerji Okuryazarlığı Ölçeği" DeWaters, Qaqish, Graham ve Powers (2013) tarafından geliştirilmiş ve Güven, Yakar ve Sülün (2019) tarafından Türkçeye uyarlanmıştır. "Bilimsel Epistemolojik İnançlar Ölçeği" ise Elder (1999) tarafından ilköğretim öğrencilerinin bilimsel epistemolojik inançlarını ölçmek amacıyla geliştirilmiş ve Acat, Tüken ve Karadağ (2010) tarafından Türkçeye uyarlamıştır. Araştırmada elde edilen verilerin analizinde bağımsız gruplar t testi, tek yönlü varyans analizi ve korelasyon analizi gibi farklı istatistiksel testler yapılmıştır. Araştırma sonucunda öğrenciler; enerji okuryazarlığı ölçeği alt boyutlarından kendini algılama, duyuşsal ve davranışsal boyutlardan yüksek, bilişsel boyuttan düşük puan ve bilimsel epistemolojik inançlar ölçeği alt boyutlarından en yüksek puan akıl yürütme, en düşük puan otorite ve doğruluk alt boyutundan almışlardır. Cinsiyet değişkeni açısından enerji okuryazarlığında; kız ve erkek öğrencilerin arasında kendini algılama ve davranışsal alt boyutlar arasında anlamlı fark görülürken bilimsel epistemolojik inançlarda kız ve erkek öğrenciler arasında; otorite ve doğruluk, bilginin kaynağı ve akıl yürütme alt boyutları arasında anlamlı farklılık olduğu gözükmektedir. Okul mevkisi değişkeninin etkisi incelendiğinde enerji okuryazarlığı merkez ve köyde öğrenim gören öğrenciler arasında bilişsel alt boyutta anlamlı farklılık olduğu ve bilimsel epistemolojik inançlarda otorite ve doğruluk alt boyutunda farklılık görülmüştür. Anne ve baba eğitim düzeyi değişkeni etkisi incelendiğinde, enerji okuryazarlığında bilişsel boyutta anlamlı fark görülürken, bilimsel epistemolojik inançlarda anne ve baba eğitim değişkeninde alt boyutlarda anlamlı farklılık tespit edilmiştir. Öğrencilerin enerji okuryazarlığı alt boyutları ile bilimsel epistemolojik inançların alt boyutları arasında ilişki incelendiğinde, öğrencilerin enerji okuryazarlığı alt boyutları ile bilimsel epistemolojik inançlar alt boyutları arasında istatistiksel olarak anlamlı pozitif bir ilişki olduğu tespit edilmiştir. Bilimsel epistemolojik inançlar alt boyutlarının enerji okuryazarlığı alt boyutlarını yordama düzeyine ilişkin sonuçlar incelendiğinde, bilimsel epistemolojik inançlar alt boyutlarının bir bölümünün enerji okuryazarlığı alt boyutlarının anlamlı bir yordayıcısı olduğu tespit edilmiştir.
Yüksek antibakteriyel, mekanik ve filtrasyon özelliklerine sahip hava filtresi üretimi
Hava kirliliği, insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri nedeniyle tüm dünyada artan bir endişe kaynağıdır. Havada olan partikül madde (PM) ve farklı gazlı kirleticiler astım, cilt tahrişi, yüksek tansiyon, kanser, doğum kusurları gibi birçok farklı hastalığın oluşmasına neden olmaktadır. Yapılan bir araştırmanın sonucunda her yıl dünyada 3.2 milyondan fazla insanın PM2.5 gibi zararlı maddelerden dolayı hayatını kaybettiği ortaya çıkmıştır. Türkiye de PM2.5 ve diğer hava kirleticilerinin neden olduğu erken ölüm vakalarının yüksek olduğu ülkeler arasındadır. Hava kalitesini yükseltmek için yapılabilecek en etkili yollardan biri, PM2.5 gibi zararlı maddelerin havada olan miktarının düşürülmesidir. Bu gibi sorunların giderilmesinde hava filtreleri önemli rol oynamaktadır, ama şuan mevcut ticari hava filtreleri bazı dezavantajlar nedeniyle, beklenen etkiyi yapamamaktadır. Nanolifler sahip olduğu özellikler nedeni ile bir çok farklı alanda kullanılmaktadır. Bu kullanım alanlarından biri de hava filtreleridir. Kullanılan nanolife bağlı olarak mekanik, antibakteriyel, filtrasyon ve diğer özelliklerde gelişme sağlanabilmektedir. Bu tez çalışmasında, toksik içeriği olmayan ve geri dönüşüm özelliğine sahip Polivinil Alkol (PVA), Sülüloz Asetat (CA) ve Kitosan (CS) polimerlerinden oluşan 3 katmanlı (PVA@Kitosan/PVA@Selüloz/PVA@Kitosan) nanofiber hava filtresi elektroeğirme yöntemi ile üretilmiştir. Elde edilen nanolif yüzeyler antibakteriyel, hava geçirgenlik özelliği ve filtrasyon verimliliği bakımından test edilmiştir. Bilgimiz dahilinde literatürde yer almayan ve ticari olarak bulunmayan yeni nanofiber tabanlı 3 katmanlı (PVA@Kitosan / PVA@Selüloz / PVA@Kitosan) hava filtresi ilk kez üretilmiştir. Yeni 3 katmanlı hava filtresi formülasyonu ile yüksek antibakteriyel, mekanik ve filtrasyon özelliklerine sahip, çevre dostu nanofiber hava filtresi geliştirilmiştir. Böylelikle havada bulunan bir çok zararlı partiküller yakalanabilecek ve hava kirliliğinin neden olduğu hastalıkların oranı düşürülebilecektir.
Kendi ekseni etrafında dönen ısıtılmış silindirin çarpan jet ile soğutulması
Bu tez çalışmasında dönen silindirik bir yüzeye jet çarpması deneysel olarak incelenmiştir. Çarpan jetlerde önemli olan; lüle geometrisi (dairesel, kare ve üçgen), jet-yüzey arası mesafesinin hidrolik çapa oranı (H/Dh = 3, 6 ve 9), Reynolds sayısı (Re = 2000–7000), silindirin dönme hızı (Ucr = 20, 40, 60 dev/dk ) ve dönen silindirin sabit yüzey sıcaklıkları (Ts = 45 °C, 60 °C ve 75 °C) gibi bazı parametrelerin ısı transferi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneysel çalışma Taguchi deneysel tasarım yöntemi ile tasarlanmıştır. Sonuç olarak, optimum çalışma koşullarının, en yüksek Reynolds sayısı, yüksek yüzey sıcaklığı ve yüksek dönme hızı kombinasyonunda sağlandığı görülmüştür. Doğrulama testleri, Taguchi tabanlı deneysel modelin tahminleri ile gerçek sonuçlar arasında yüksek bir uyum olduğunu kanıtlamış, bu da elde edilen bulguların dönen makine elemanlarının termal yönetim tasarımlarında güvenilir bir referans olarak kullanılabileceğini göstermiştir.
Novel semiconductor nano-structures for photocatalytic applications
The rapid decrease in fossil energy sources and the increase in carbon emissions in the world has led to the search for renewable, cheap, and environmentally friendly energy sources. Solar energy is the most researched energy source because it is clean, abundant, and sustainable. Photoelectrochemical (PEC) water splitting studies, which convert solar energy directly into electrical energy using semiconductor photocatalysts have been continuously researched since 1972. Recently, zinc oxide (ZnO) has emerged as one of the most promising semiconductors for photocatalytic applications among various metal oxides. In this study, two zinc-based photoanodes were fabricated in a star shape, and the PEC water splitting performance was investigated. Initially, PDA bridged ZnO@PDA/CeO2 Z-scheme ternary heterojunction were rationally synthesized. PDA was utilized as an electron transfer mediator, and its PEC performance was investigated under LED illumination. A low photocurrent density for ZnO@PDA/CeO2 heterostructures was obtained due to the low separation of electron-hole pairs under dark conditions (24 µA/cm2). However, thanks to the novel Z-scheme system, this rate has been increased by approximately ten times (251 µA cm2) under LED (30 mW/cm2) irradiation. In the second study, carbon-incorporated ZnO@MOF-5-C Z-scheme ternary heterostructures were fabricated. These novel synthesized nanoparticles PEC water splitting efficiency was investigated under Xenon (300mW/cm2) irradiation. The photocurrent density for the ZnO@MOF-5-C nanoparticle was measured under dark (0.27 mA/cm2) and light conditions (3.49 mA/cm2) at 2.50 V vs. RHE respectively. Moreover, the Z-scheme charge transfer mechanism within ZnO@PDA/CeO2 and ZnO@MOF-5-C ternary heterojunctions was verified using radical scavengers and trapping experiments as well as X-ray photoelectron spectroscopy methods. According to this thesis, the PDA and an N-doped carbon layer facilitated the separation and also pumping of photogenerated charge carriers for enhanced PEC H2 generation. Keywords: Z-scheme heterojunction, Electron transfer layer, PDA, ZnO/CeO2, N-doped carbon layer, ZnO@MOF-5, Water splitting, H2 generation
Dıesel otobüs motorlarında soğutma sisteminin modellenmesi, dizaynı ve ekonomik optimizasyonu
Motor parçalarının düzgün çalışması için en önemli etkenlerden biri uygun soğutma performansının elde edilmesidir. Özellikle arkadan motorlu otobüslerde yolda gelen havadan yararlanma oranı oldukça düşük olmaktadır. Tezin amacı motor dinamometresi üzerinde yapılan testler ve/veya oluşturulan matematik model yardımıyla araç üzerinde yapılan testlere göre uygun radyatör ve intercoolerın seçilebilmesidir. Tezin sonucunda üretici firmanın kullandığı bileşenlere göre araca uygun radyatör ve intercooler dizayn edilebilecek, bu sayede üretici firmaya olan bağımlılık ortadan kalkacaktır. Farklı firma alternatifleri oluşturup maliyetlerini azaltabilecektir. Bu kapsamda önden motorlu ve radyatörlü, ortadan motorlu ve radyatörlü, arkadan motorlu ve radyatörlü 3 araç grubu üzerinde 5 farklı motor, 6 farklı radyatör, 7 farklı intercooler ve 3 farklı fan ile klimatik odalı dinamometrede, yolda ve motor dinamometresinde deneyler yapılmıştır. Ayrıca 3 çeşit motor ve radyatör yerleşimi durumu için MATLAB programı yardımıyla birer model oluşturulmuştur. Tez çalışması sonucunda, yol testlerinin klimatik oda testleri ile örtüştüğü, hidrolik fan kullanılan sistemlerin viskoz fan kullanılanlara göre daha iyi soğutma performansı sağladığı, arkadan motorlu otobüslerde radyatördeki ısı sığasının önden motorlu otobüslerdeki radyatörlere göre yarı yarıya düşük olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca uygun tüp ve kanat boyutlar seçidiğinde aynı dış ölçülerdeki aluminyum malzemeli radyatörlerin soğutma performansının bakır olanlara göre daha yüksek olduğu, intercooler boyutlarının radyatör performansına % 20 oranında etki ettiği, motor dinamometresi deneylerinin önden motorlu araçların yol deneyleriyle örtüştüğü fakat arkadan motorlu araç testerinde intercooler sıcaklıkları sebebiyle uygun olmadığı ve CFD programı Fluent yardımıyla yapılan analiz yardımıyla fanın davlumbaz içinde 1/2 oranından fazla dışarda olmaması gerektiği sonuçları çıkmıştır. Model sonuçları da incelenerek kullanılabilir olduğuna karar verilmiştir.
Süpürme açisi küçük delta kanat üzerinde girdap oluşumu
In this work, vortical flow structure of a delta wing of low sweep angle was investigated both qualitatively and quantatively using dye visualization and a laser based Particle Image Velicimetry (PIV) technique. Firstly, the flow structure in close region of the stationary delta wing and formation of the vortex breakdown were studied by varying the angle of attack within the range of 7o? ? ?17o. Secondly, changes in flow structure were observed varying the yaw angle of the delta wing within the range of 0o? ? ?15o. In summary, patterns of time-averaged vorticity, < ? >, streamline, < ? >, distribution of velocity vectors,, and transverse velocity component, /U, for various angles of attack and yaw angles were obtained in order to reveal the flow mechanism in plan-view plane adjacent to the surface of the wing and over the crossflow planes.
Flow characteristics of diamond and lambda wings at different flight conditions
The aim of this study is to investigate the time-averaged flow structure around a nonslender diamond and lambda wing using a laser based 3-dimessional Particle Image Velocimetry (PIV) technique. The flow structure in close region of the stationary diamond wing surface and formation of the vortex breakdown were studied by varying the yaw angle of the wing within the range of 0 ? ? ? ?15 ? for the angle of attack of ????? and ??? .Secondly, the flow structure in the near-surface and other crosssections of the wing and formation of the vortex breakdown were investigated by varying the angle of attack of the wing within the range of 7o? ? ?17o.Finally, a lambda wing is subjected to small-amplitude perturbations over a range of periods to simulate leading-edge vortex control concepts. Perturbations near the inherent frequency of the predominantly unsteady flow event on the stationary wing yield substantial changes of the near surface flow structure. Experimental analyses are composed of time-average patterns of streamlines, contours of vorticity distributions, Reynolds stress correlations, transverse and streamwise velocity components, distribution of fluctuating velocities and turbulent kinetic energy.
Flow control downstream of a circular cylinder by perforated semi circular cylinder in shallow water
In this study, it was aimed to control the unsteady flow occurred in the near wake of a circular cylinder in shallow water. Outer cylinders of six different porosities (ß=0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7 and 0.8) and three different arc angles (?=120o, 150o and 180o) were used as control equipment. Nine different cylinder diameters (Di=25mm, 30mm, 40mm, 50mm, 60mm, 70mm, 75mm, 80mm and 90mm) were used in order to examine the effect of the diameter ratio. The depth-averaged free-stream velocity was also kept constant as U=100 mm/s which corresponded to a Reynolds number of ReDo=10,000 based on the outer cylinder diameter. The data obtained from the experiments showed that the arc angle of perforated cylinders affect flow control significantly and that the optimum arc angle was ?=180o. It was observed that although the outer cylinders with ?=120o and ?=150o arc angle were effective on smaller diameter ratios, they lost their effectiveness on the flow structure at higher diameter ratios. The time averaged vorticity contours and Turbulence Kinetic Energy statistics show that porosity is highly effective on the flow structure. It was concluded for ?=180o outer cylinder arc angle that the ideal porosities in moving away the unsteady flow in the near wake of cylinder and reducing the peak magnitude of Reynolds stress were ß=0.5 and 0.6. It was determined that the most effective diameter ratio with which unsteady vorticity move the point where Turbulence Kinetic Energy contours occur further downstream was Di/Do=0.5. Di/Do=0.75 was determined the most ideal diameter ratio in reducing Turbulence Kinetic energy value and the peak magnitude of Reynolds stress compare with bare cylinder case.
Energy and exergy analysis of a steam power plant
In this study, the energy and exergy analyses of the steam power plant have been performed with three different operating loads (100%, 70% and 40%). This steam power plant is designed to operate at a subcritical steam conditions and has a power capacity of 660 MW at full load. The primary objectives of this study are to analyze the system components separately and to identify and quantify the sites having largest energy and exergy losses. Influences of three different loads on the useful power, reversible power and irreversibility have been investigated for each component. In addition, the second law efficiency of system components and the overall efficiency of the plant have been computed. Energy losses mainly occur in the condenser and that exergy losses mainly take place in the boiler. According to these results, the exergy analysis is more significant compared to the energy analysis. It is found that if the exergy losses are reduced, the power plant efficiencies are positively affected. Key Words: Energy Analysis, Exergy Analysis, Operating Load, Second Law Efficiency
Türkiye'de rüzgar enerjisi sistem yatırımlarının ekonomik analizi
Gelişen dünyada, enerji sektörünün rolü ekonomik, sosyal ve politik olarak oldukça önemlidir. Artan nüfus ve gelişen sanayi dolayısıyla, enerji ihtiyacı günden güne artmaktadır. Son zamanlarda fosil kaynakların sınırlı olması, çevre dostu olmaması, gerek devlet teşviği gibi sebeplerden dolayı yenilenebilir enerji yatırımlarında önemli bir artış olmuştur. Ama fosil yakıtlar hala dünyanın enerji üretiminin birincil kaynağıdır. Bu çalışmanın temel amacı yenilenebilir enerji yatırımlarından biri olan rüzgar enerjisi yatırımları için karar alma sürecini desteklemek için bir çerçeve oluşturmaktır. Bu amaçla, yatırımcıların kararlarını etkileyen ana kriterler, kapsamlı bir literatür araştırması ve sektör uygulamasının araştırılmasına dayanarak belirlenecektir. İlgili kriterler çok kriterli karar verme yöntemleri ile ele alınmaktır. Bu araştırmada, politikalar ve düzenlemeler, yatırım maliyeti gibi ekonomik kriterler, rüzgar enerji yatırımlarının karar sürecinde en önemli faktörlere dikkat edilmektedir. Araştırma bulgularının, yatırımcıların yatırımlarının yetkinliklerini değerlendirmelerine çok kriterli karar verme yöntemleri ile yardımcı ve yön gösterici olması beklenmektedir.
Konutlarda enerji verimliliği ve derece gün bölgelerine göre farklı malzemelerde optimum yalıtım kalınlığının tespiti
Enerjinin pahalı olduğu ülkemizde enerji verimliliği, ön plana çıkmakta ve yasal düzenlemeler getirilmektedir. Enerji Verimliliği Kanunu ve buna bağlı olarak çıkarılan Binalarda Enerji Performans Yönetmeliği bu düzenlemelerden bazılarıdır. Binalarda Enerji Performans Yönetmeliği'nin amacı binalarda enerjinin verimli kullanılmasına ve çevrenin korunmasına ilişkin kuralları düzenlemektir. Dolayısıyla binalarda yalıtım uygulamaları söz konusu yönetmelikle zorunlu hale gelmektedir.Bu tezin amacı yalıtımın önemini vurgulamak ve ayrıca İzmir, İstanbul, Ankara ve Erzurum şehirlerinde seçtiğimiz örnek bina için farklı yalıtım malzemelerine göre optimum yalıtım kalınlıklarını ve enerji kazançlarını tespit etmektir. Optimum ısı yalıtım kalınlıklarını belirlemede TS 825 Isı Yalıtım Kuralları Standardı ile Ömür Maliyet Analizi yöntemleri kullanılmıştır. Yalıtım kalınlıklarının tespitinde İZODER (Isı Su Ses ve Yangın Yalıtımcıları Derneği) tarafından hazırlanan TS 825 Hesap programı kullanılmıştır. TS 825 standardında ülkemiz dört iklim bölgesine bölünmüş ve her bölge için ortalama sıcaklık değerleri belirlenmiştir. Bu çalışmada dört şehrin Devlet Meteroloji Genel Müdürlüğü'nden alınan 1975-2011 yılı ortalama dış sıcaklık değerlerine göre de hesaplamalar yapılmış alınan sonuçlar karşılaştırılmıştır. TS 825 standardı binanın yapısına ve çevre koşullarına göre ısı kaybını belirleyerek enerji ihtiyacını yıllık olarak hesaplayan bir metottur. Isı yalıtım kalınlıkları standardın izin verdiği ısı kaybı değerlerine göre belirlenir. Ömür Maliyet Analizi yönteminde ise ısı yalıtım kalınlıkları yakıt ve malzeme maliyetlerine göre belirli bir ömür süresi için hesaplanır. Bu iki yöntem ile yapılan hesapların sonuçları tablolarda ve grafiklerde gösterilmiştir.
Determination of heat transfer and flow characteristics of split air conditioners by infrared thermography and particle image velocimetry
In this thesis, velocity pattern inside and outside a split type air conditioner (SAC) indoor unit is visualized experimentally by Stereo Particle Image Velocimetry (SPIV) method. Furthermore, a novel method called Meshed Infrared Thermography (MIT) for determining and visualizing the temperature profile in an air flow field was introduced and used to investigate the temperature distribution at the outflow of the SAC indoor unit. The success of the MIT method was investigated by using it for the determination of the temperature distribution inside a cylindrical jet and it is shown that the MIT method is adequate for visualizing the temperature distribution at different flow sections. The outflow and some parts of the inner flow of the SAC indoor unit were experimentally investigated for the first time in the literature, and the complex flow structures and temperature distribution were visualized. The primary flow structure at the outflow of the device is a planar jet, and a transverse flow is shown under the planar jet which exists independently from the device type, Cross-flow fan (CFF) type, and CFF rotational speed; although the transverse flow?s behavior may change with these parameters. In addition, the effects of the device edges on the planar jet are shown.
Ev tipi dondurucularda vakum izolasyon panel kullanımının enerji tüketimi üzerindeki etkisinin bilgisayar destekli ve deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada günümüz teknolojisiyle üretilebilen, üstün özellikli ısı yalıtım malzemelerinden biri olan vakum izolasyon paneller ve bu panellerin ev tipi dondurucularda kullanıma yönelik yapılan araştırmalara yer verilmektedir. Bu amaçla ilk olarak enerji tüketimi ve beyaz eşyalarda enerji verimliliği, soğutma ve soğutma sistemleri, ısı transferi ve yalıtım malzemeleri ile vakum izolasyon panelleri hakkında genel bilgiler verilmektedir. Sonrasında, ısı yalıtım malzemesi olarak poliüretan ve vakum izolasyon panellerin birlikte kullanılması suretiyle çalışma kapsamında özel olarak üretilen ev tipi bir dondurucuda yapılan bilgisayar destekli analizler ve deneysel çalışmalar yer almaktadır. Son olarak, standartlarda belirtilen koşular altında yapılan enerji tüketim testlerinden elde edilen verilere ve bilgisayar analizleri sonucunda ulaşılan değerlere ait sonuçlar, yorumlar ve öneriler yer almaktadır.
Alüminyum alaşımlarda ısıl işlem etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada, ilk olarak ısıl işlem uygulanacak plakalar için kalıp dizaynı yapılmıştır. Kalıp dizaynı oluşturmak için Catia V5 dizayn programı kullanılmıştır. Kalıp oluşturulduktan sonra standarlarda yer alan alan A356 Aluminyum alaşımı kullanılarak ısıl işleme tabi tutulacak 36 tane plaka dökülmüştür. Plakaların dökümünde farklı magnezyum oranları kullanıldığı için döküm 2 süreçte gerçekleşmiştir. Döküm için 5M indüksiyon ocağı kullanılmıştır. Döküm yapıldıktan sonra plakaların besleyici ve yollukları kesilmiştir. Plakalar 3D ölçüm cihazı ile 20 noktadan ölçülmüştür. 20 nokta ölçüm cihazına kaydedilmiş ve diğer ölçümler yine aynı 20 noktadan yapılmıştır. Plakalar için Minitab R14 programı kullanılarak deney kriterleri belirlenmiştir.Belirlenen deney kriterlerine göre yapılan deneyler sonucunda; Otomotiv sektöründe yaygın olarak kullanılan A356 alüminyum alaşımının ısıl işlem sırasında (çözeltiye alma, su verme ve yaşlandırma süreçleri) düzlemselliğinin ne kadar etkilendiği ve en az düzlemsellik değişiminin hangi koşullarda olduğu belirlenmiştir.Ayrıca, ansys analiz programı kullanılarak 4 adet plaka ve 4 adet oluk açılmış plaka üzerinde Steady-State Thermal, Transient Thermal ve Flexible Dynamic ile analizler gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, 30 adet jant kullanılarak yapılan deney sonuçları ile mevcut plakalarla yapılan deneylerin sonuçları karşılaştırılmıştır.Anahtar sözcükler : Isıl işlem, A356, AlSi7, Jant
Sürekli elyaf takviyeli termoplastiklerin mekanik ve termal özellikleri
In this study the composite materials explained first. Then some general thoughts about thermoplastic and thermoset based composites were given. General information about the developments of production methods for the continuous fiber reinforced thermoplastic composites was given.The thermal conductivity and mechanical properties such as tensile strength, elongation at break, modulus of elasticity, flexural and impact properties of composites are investigated experimentally. After then the test results are compared with existing theories. First of all continuous fiber reinforced thermoplastic prepreg tape production process is developed to make these thermoplastic composite specimens. Unidirectional carbon and glass fiber reinforced polypropylene prepreg were produced using this process.Tests were grouped in two sections as mechanical and thermal. Tensile, flexural and impact tests were applied which are common tests for mechanical properties. Transverse thermal conductivity tests were made with the specimens for thermal tests. Test results were compared with theoretical models which are also explained detailed within the tests.In addition these tests, SEM photographs were taken both prepreg materials with different magnification to understand matrix-fiber interaction.
The removal of carbon monoxide by iron oxide nanoparticles in car exhaust
With the implementation of cars into our everyday life, a dangerous aspect of this luxury became apparent; exhaust gases. The oxidation of gasoline in the engine to CO2 and H2O is far from completely efficient. To fight with this problem, various laws and regulations were made. These emission standards limit the maximum amount of harmful substances a car exhaust can release. The pollutants that are limited today by these regulations are hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), oxides of nitrogen (NOx) and particulate matter (PM). Advances in engine and vehicle technology continually reduce the amount of pollutants generated, but this is generally considered insufficient to meet emissions goals. Therefore, technologies to react with and clean up the remaining emissions have long been an essential part of emissions control. This study focuses on the oxidation of soot in diesel exhaust gases using Fe2O3 as a model catalyst. The purpose is to establish a thermally stable nanosized Fe2O3 catalyst for use in diesel exhaust emissions. Nano-sized Fe2O3 was produced using sol-gel method. The synthesis of bulk Fe2O3 was carried out by polyvinyl alcohol (PVA) technique. Thermogravimetric analysis (TG) and temperature programmed oxidation analysis (TPO) were conducted. The effect of various dopants (Zr, Ce, Fe) and thermal aging were investigated. Also each sample was analyzed with X-Ray Diffraction (XRD) before and after each experiment. Our analysis show that, nano-sized Fe2O3 grants a temperature decrease in peak reaction temperature up to nearly 150ºC. Key words; Catalysis; Vehicle emissions; Autocatalysts; Nano iron oxide
Bor ilavesinin perlit esaslı ısı yalıtım malzemelerinin ısıl ve mekanik özelliklere etkisi
Teknolojik gelişmeler ve malzeme bilimimdeki ilerlemeler günlük hayatımızı kolaylaştıracak birçok malzemeyi kullanıma sunmaktadır. Kullandığımız bu malzemelerin birçoğu kolay şekil verilebilir, ucuz ve ham petrolün yan ürünleri olarak elde edilen hidrokarbon polimerleridir. Binalarımızda ısı yalıtımı yönteminden faydalanarak enerji tasarrufu sağlama amacıyla kullandığımız bu polimerler yanmaya karşı son derece dayanıksız olup olası bir yangın durumunda insan hayatını tehlikeye atabilecek şartlar oluşturabilmektedir. Bu çalışmanın amacı binalarımızda ısı ve ses yalıtımı sağlaması amacıyla kullanılan ve stirenden oluşan hidrokarbon polimerlerinin yerine geçebilecek ve ülkemizde bol bulunan bor bileşikleri ilavesinin perlit esaslı ısı yalıtım malzemesinin mekanik ve ısıl özelliklerine etkisini belirlemek ve bu alanda yapılan çalışmalara katkı sağlamaktır. Laboratuvar ortamında geliştirilen numunelere uygulanan testler sonucunda mekanik özelliklerde iyileşmeler görülmüştür. Malzemenin birim hacim ağırlık değerinde maksimum %34'lük bir artış sağlanırken tek eksenli basınç dayanımında %50, üç nokta eğme testinde %49 ve ısıl iletkenlik katsayısında maksimum %24'lük bir artış sağlanmış ve bu artışın olduğu numunenin ısıl iletkenlik katsayısı 0,066 W/mK olmuştur. Yanmazlık tutuşmazlık testi sonucunda ise 5 dakika boyunca pürümüz alevine 5 cm uzakta tutulan malzemelerin termal kamera görüntülerinde bir tarafı 900 C dereceyi bulurken diğer tarafı 38,6 C derecede kalmaktadır.
Küresel ısınmadan kaynaklanan dış hava sıcaklık değişimlerinin incelenmesi
Dış hesap sıcalıklarının değişiminin araştırıldığı bu çalışmada; yeni dış hesap sıcaklıklarıyla birlikte, etkilerinin ve tasarruf potansiyellerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Dış hesap sıcaklığı hesaplama yöntemlerinin örneklerle verildiği çalışmada; yaygın olarak kullanılan Amerikan, Alman ve ülke şartlarına göre önerilen yeni dış hesap sıcaklığı hesap yöntemleri ve sonuçları birbiriyle kıyaslanmıştır. Yeni hesaplanan sıcaklıkların uygulmaya geçirilmesiyle sağlanacak kazançlar detaylıca anlatılmıştır.
Yenilenebilir enerji sistemlerinde harmonik analizi
Güç devrelerine bağlanan bazı elemanlar özelliklerine bağlı olarak sinüsoidal dalga şeklini bozar ve bu sebeple sapmalar oluşturabilmektedir. Tam sinüsoidalden sapma harmonik olarak ortaya çıkar. Harmoniğin ortaya çıkmasının başlıca sebebi elektrik ve manyetik devrelerde lineersizliktir. Kaliteli elektrik enerjisinden bahsedebilmek için şebekenin belirlenen bir noktasında gerilimin, akımın, frekansın ve genliğin nominal değerinde kalması, dalga şeklinin ise tam sinüs biçiminde olmasıdır. Bu ifadenin tam tersi ise enerjinin kalitesiz olduğunu gösterir ve bunlar; dalga şeklinin sinüsten uzaklaşması, frekans değişimleri, gerilimin genliğindeki değişmeler, enerji kesintileri, gerilimdeki darbeler, gerilimin DC bileşen içermesi, üç fazdaki fazlar arası dengesizliklerdir. Enerji kalitesini daima çıkıştaki yükler ve alıcılar sinüs dalga şeklini bozararak etkiler. Elektrik enerjisi üretimini ve dağıtımında enerji kalitesi tüketiciler açısından son derece önemli bir unsurdur. Bu sebeple harmoniksiz enerji üretimi yapmak veya tasarlamak yeni ve gelişen teknoloji ile yapmak mümkündür. Yenilenebilir enerji kaynakları ile yapılan enerji üretiminde bazı sıkıntılar yaşanabilmektedir (Güneş enerji sistemlerinde güneş ışınlarının sürekli olmayışı ve ısı… gibi). Yenilenebilir enerji sistemlerinde denetim sisteminin cevabının gecikmesi, bozuk ve harmonikli enerji üretimi gibi sorunlar bu tezde giderilmeye çalışılmıştır. Öncelikle güneş enerji sisteminden elektrik enerjisi üretilmiş ve bu enerjinin şebeke gerilimine cevap süresi minimize edilmiştir. Üretilen bu enerji filtreler yardımıyla harmonik seviyeleri düşürülmüş kabul edilebilir seviyelerde tutulmuştur. Ayrıca sistemin çıkışından yaklaşık 50kW seviyesinde enerji çekilebilmektedir. Sistemi denetleyen kısımda ise klasik PID yanı sıra kesirli PID kullanılarak kıyaslama yapılmış en uygun çözüm yöntemi bulunmuştur.
Fosil yakıtlardan karbon yakalama ve depolama sistemleri kullanılarak düşük karbonlu hidrojen üretimi
Bu tez çalışması, fosil yakıtlardan hidrojen üretim yöntemlerini teknik, ekonomik ve çevresel boyutlarıyla değerlendirerek, hidrojen ekonomisinin gelişimine katkı sunacak stratejiler ortaya koymayı amaçlamaktadır. Geleneksel buhar reformasyonu ve doğalgazın yüksek sıcaklıkta hidrojen ve karbona ayrıştırılması yöntemleri ele alınarak, karbon yönetimiyle entegrasyonları incelenmiştir. Özellikle düşük karbon salınımlı veya karbon nötr hidrojen üretim yöntemlerinin uygulanabilirliği ve sürdürülebilir enerji dönüşümüne katkıları değerlendirilmiştir. Çalışmada, buhar reformasyonu yöntemi, karbon yakalama ve depolama (KYD) teknolojileriyle birlikte ele alınarak maliyet ve verimlilik açısından incelenmiştir. Ayrıca, doğalgazın yüksek sıcaklıkta katalitik olarak hidrojen ve karbona ayrıştırılması süreci ve yan ürün olarak üretilen karbonun sanayi sektörlerinde kullanım potansiyeli araştırılmıştır. Buhar reformasyonunun KYD ile entegre edilmesi karbon salınımlarını azaltabilmekle birlikte, bu sürecin yaygınlaşmasının önünde ekonomik ve altyapısal zorluklar bulunmaktadır. Diğer yandan, fosil yakıtların yüksek sıcaklıkta hidrojen ve karbona ayrıştırılması yöntemi, karbon depolama ihtiyacını azaltarak ekonomik bir alternatif sunmaktadır. Kısa ve orta vadede hidrojen üretiminde fosil yakıtlar önemli bir rol oynayacak olsa da, uzun vadede yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı üretim hedeflenmelidir. Türkiye'nin mevcut doğalgaz altyapısı hidrojen üretimi ve dağıtımı için önemli bir temel sunmaktadır. KYD teknolojileriyle entegre hidrojen üretimi, Türkiye'nin karbon emisyonlarını azaltma hedeflerine katkı sağlayabilir. Yan ürün olarak üretilen karbon, sanayi, tarım ve enerji sektörlerinde değerlendirilerek ekonomik fayda sağlanabilir. Ayrıca, orta vadede hidrojen üretiminin artırılması, enerji arz güvenliğini sağlamaya ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmaya yardımcı olabilir.
Fotovoltaik (PV) panellerde verim artırma yöntemlerinin incelenmesi
Dünya üzerindeki nüfusun hızla artması ve teknolojideki hızlı gelişmelere bağlı olarak yeryüzündeki enerji kaynakların hızla tükenmesi ayrıca fosil yakıtların insan sağlığına ve çevreye olumsuz etkileri alternatif enerji kaynaklarına yönelimi zorunlu kılmaktadır. İşte bu noktada doğal enerji kaynakları içerisinde dünya için en önemlisi olan güneş enerjisinden maksimum düzeyde faydalanmak için fotovoltaik paneller dediğimiz teknolojik sistemler geliştirilmekte ve bu sistemlerden en iyi şekilde faydalanmak için çalışmalar yapılmaktadır. Fotovoltaik sistemler güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren güneş enerjisi ile çalışan pillerden oluşur. Enerji tasarrufu ve çevresel kaygılar nedeniyle PV ve PV/T sistemleri büyük öneme sahip olmuştur. Bu sistemlerdeki gelişmelerin enerji tasarrufu, daha temiz yaşanılabilir bir çevre için büyük öneme sahip olacağı öngörülmektedir. Bu çalışmada genel olarak PV panellerin verimlerinin artırılması ile ilgili denenen yöntemler üzerinde geniş kapsamlı bir araştırma yapılmış olup verim artırma yöntemlerinin neler olduğu, hangi yöntemler üzerinde durulduğu uygulama teknikleri ve sonuçları derlenip sunulacaktır. Böylece PV panellerde verim artırma yöntemlerini genel hatlarıyla açıklayan bir tez çalışması oluşturulmuştur.