3,872
Archived Theses
6
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Flue gas waste heat recovery in a steam power plant
The aim of the study is to determine applicability of waste heat recovery system in a steam power plant. ORC (Organic Rankine Cycle) was integrated into existing steam Rankine cycle. Energy and exergy analyze were applied for each component of ORC. Different working fluid options was taken into account and compared with each other in graphs. On the basis of results steam powered circulating water pump has been adapted to system via engaged with ORC turbine. Economic analyzes of waste heat recovery system was carried out and the results were commentated. Full load (660 MW) parameters were considered in the calculation. Regarding design parameters, acquired results were discussed. Thermodynamic, economic and environmental facts, are the main restriction of the study. According to experienced results, the main criteria is to select a proper fluid for ORC. In order to shorten payback period either covered flue gas duct against acid dew point on the downstream of ORC evaporator thus possible to reduce more flue gas temperature or to supply loyal customer utilizing flue gas waste via any ORC component. Keywords: Energy, Exergy, Organic Fluids, ORC
The use of shrouded cylinder and splitter plate on controlling the vortex shedding in the annular region
The purpose of this work was to control flow structures in the area between the inner and outer cylinders, fluctuations of velocity components and the vibration generated by this flow structure on the cylinder. This study has three main components. The first component was the inner cylinder which has Di = 50mm diameter which kept constant for all experiments. The second component was the perforated outer cylinder which has three different porosities such as, βc =0.3, 0.5, 0.7. The third component was the splitter plate which has also three different porosities, βp =0.3, 0.5, 0.7. The splitter plate had five different plate angles as α = 60°, 90°, 120°, 150°, 180° taking the flow direction as a reference line. The Reynolds number was kept constant at Re = 5x103 based on the inner cylinder diameter. Quantitative and qualitative outcomes were obtained by dye visualization and PIV measurements to define the best combination of cylinders and splitter plate for controlling flow structure. The results showed that βc =0.3 outer cylinder causes a significant decrease in the TKEmax value and also the number of vortices in the annular region decreased to one instead of two because this outer cylinder caused a reduction in the amount of flow which goes into this inner region. In general, the outer cylinder with low porosities such as βc = 0.3 and βc = 0.5 cylinders were found to be better for diminishing the TKEmax than βc = 0.7 outer cylinders. The results indicated that the time average vorticity magnitudes increase by increasing porosity ratios of the splitter plate and the outer cylinder. It was concluded that α = 150° was the most effective plate angle for control flow structure when used with the βc =0.5 cylinder and βp =0.5 plate.
Genelleştirilmiş bir Newtonyen akışkanda entropi üretiminin analitik olarak incelenmesi, Cross modeli
Bu tezde Newtonyen olmayan bir akışkanın Sabit yüzey sıcaklığı ve sisteme giren sabit ısı akısı ortam şartları altında Nusselt sayıları bulunmuştur. Karşılaştırmaları yapılmıştır. Bunu gerçekleştirirken Cross akışkan modeli kullanılmış ve iki plaka arasındaki akışkan için momentumun korunum denklemi kullanılarak hız profili bulunmuştur ve bunun ardından öncelikle sisteme giren sabit ısı akısı ortam şartı altında hız profili kullanılarak sıcaklık profili elde edilmiştir. Sıcaklık profili sisteme giren sabit ısı akısı altında bulunduktan sonra bu şart altında ortalama hız ve ortalama sıcaklık bulunmuş ve Nusselt sayısına ulaşılmıştır. Sisteme giren sabit ısı akısı altında Nusselt sayısı bulunduktan sonra sıcaklık profili, ortalama sıcaklık ve ortalama hız bu sefer sabit yüzey sıcaklığı için bulunmuş ve bu şart için Nusselt sayısı tayin edilmiştir. Her iki şartta da Nusselt sayıları bulunduktan sonra bu iki Nusselt sayısı karşılaştırılmış ve aynı şekilde sonuçlarımız sayısal analiz çözümleriyle de karşılaştırılmıştır.
Assessment of an integrated system with coal fired power plant for multigeneration
In this thesis, a novel multigeneration energy system was introduced based on a conventional steam power plant. This system consists of four sub-systems, namely, waste heat recovery system using organic Rankine cycle, vapor compression refrigeration system, thermal vapor compression desalination system and greenhouse heating system. Energy and exergy analyzes were conducted for defining the efficiency of the sub-systems and the overall efficiency of the multigeneration energy plant. In order to better understand the system performance and to demonstrate the potential for improvement of the multigeneration system, exergoeconomic and environmental analyzes were also performed. The results revealed that the overall efficiency increased when a conventional steam power plant was converted into a multigeneration energy system. As a result, CO2 emissions were reduced because of the lower consumption of coal for the same amount of electricity generation. Fossil fuel consumption and global climate change increase the advantage and importance of an efficient multigeneration power plant.
Türkiye'nin biyokütle enerji potansiyeli
Genel olarak, ülkemiz fosil yakıtlardan enerji ihtiyaçlarını karşılamaktadır. Bu yakıtların ana dezavantajları çevreyi kirletmeleri ve ülkemizin yabancı ülkelere bağımlı olmasıdır. Biyokütle çok çeşitli yerlerde yetiştirilebilir, kolayca depolanabilir, sosyo-ekonomik gelişmelere yardımcı olur ve çevresel etkileri daha olumludur, günümüzde farklı endüstrilerde elektrik, kimyasal hammadde ve sıvı yakıt kullanılmaktadır. Bu özellikler nedeniyle biyokütle enerjisi Türkiye için önem kazanmıştır ve bu önem giderek artmaktadır. Bu çalışmada Türkiye'nin tarımsal ve hayvansal bazlı biyokütle enerji potansiyeli araştırılmıştır. Tarımsal ve hayvansal istatistiksel verileri Türkiye İstatistik Kurumu 2017 verilerinden elde edilmiştir. Çalışmaya göre, toplam ekilen alan 15.856.351 hektar ve bu alandan elde edilebilecek ortalama kuru biyokütle miktarı 436.049.652, 5 tondur. Bu alanın ortalama kuru biyokütle enerji değeri 176.600.109, 3 TEO. Bu kuru biyokütle 2.053.859 MW enerjisine eşdeğerdir. Biyokütle kaynağı için kullanılan toplam hayvan sayısı 408.561.087 sayıdır. Türkiye'de bulunan hayvan atıkları miktarı 96.655.868, 19 tondur. Bu atıklardan 4.309.771.357 m3 /yıl biyogaz elde edilebilir. Bu biyogaz, 2.03 x 1010 kWh/yıl elektrik enerjisine eşdeğerdir. Anahtar Kelimeler: Tarımsal Biyokütle, Hayvan Bazlı Biyokütle, Biyogaz, Türkiye, Yenilenebilir Enerji
Canlılardan esinlenerek minibüs tasarımı ve aerodinamik olarak incelenmesi
Bu çalışmada, kara ulaşım aracı olarak kullanılan çok sayıda minibüs modelinin akış analizi, sürüklenme kuvveti ve sürüklenme katsayıları araştırılmıştır. Sürüklenme katsayısı etkileyen en önemli unsur dış gövde tasarımıdır. Doğada yaşayan aerodinamik özellikleri yüksek olan canlılardan olan balıklar, su altında hareket ederken minimum direnç ve maksimum hız sağlayacak bir gövde yapısına sahiptir. Balıkların bu özelliklerinden ilham alınarak dış gövde tasarımları yapılmıştır. Seçilen balıklar özellikle kafa yapılarının diğer balıklara göre daha şişkin bir yapıda olduğu ve hareket kabiliyetlerinin de yüksek olması sebebiyle tercih edilmiştir. Yapılan incelemeler sonucu Napolyon balığı (humhead wrasse), Yeşil hörgüçlü papağan balığı (Hump parrot fısh), Çiçek boynuz balığı (Flowerhorn fish) örnek olarak alınmış ve minibüslerin gövde tasarımı yapılmıştır. Gövde tasarımlaru SOLIDWORKS programında yapılmıştır. Çizimler ağ yapısı oluşturmak için ANSYS HAD programına yerleştirilmiştir. Değişik tasarımlara ait sürüklenme kuvveti ve sürüklenme katsayıları Fluent programlarıyla belirlenmiştir. Ardından rüzgar tünelinde deneyler gerçekleştirilmiştir. Deney verileriyle analiz verileri kıyaslanmıştır.Yeni tasarımların karşılaştırılmasının yapılması için referans alınan Mercedes Sprinter 316 (uzun şasi ) modelinin benzeri tasarlanmış ve sürüklenme katsayısında yeni tasarlanan modelde % 13.94 düşüş görülmüştür. Bu düşüşün yakıt tasarrufuna katkısı % 7 olarak hesaplanmıştır. Yıllık ortalama 45000 km kullanılan bir araç için yılda yakut tasarrufu 283.5 litre olarak hesaplanmıştır.Çevresel etkiler incelendiğinde yıllık karbon emisyonuun 737 CO2e/kg daha az olduğu hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: sürüklenme katsayısı, aerodinamik, biyomimetik, rüzgar tüneli, napolyon balığı , yeşil hörgüçlü papağan balığı, çiçek boynuz balığı
Traktör dikey egzoz sistemindeki hasarların titreşim analizi ile tespiti
Egzoz sistemi, yanma sonrasında oluşan artık ürünlerin atmosfere atılması için kullanılır ve çalışırken farklı kuvvetler etki eder. Araç motorunun çalışması ve yol yüzeyi koşullarından kaynaklanan çeşitli uyarma kuvvetlerinin neden olduğu aşırı titreşim egzoza aktarılır. Bu durum egzoz sistemlerinin kullanım ömründen çok önce hasar görmesine neden olur. Bu nedenle egzozun titreşimlerinin hızlı bir şekilde değerlendirilmesi ve net bir şekilde analiz edilmesi gerekmektedir. Egzoz sistem parametrelerinin; bir kısmı araç çalışır halde iken ölçülebilir, bir kısmı ölçümler arası karşılaştırmalar ve sonlu elemanlar analizi (SEA) gibi nümerik analiz yöntemleri kullanılarak tahmin edilebilir. Bu çalışmada, 90 HP gücündeki HATTAT/290 marka/model traktöre ait dikey egzoz sisteminin titreşim probleminin çözümü için sonlu elemanlar yöntemi (SEY) temelli bir yaklaşım benimsenmiştir. ANSYS WB® yazılımı kullanılarak oluşturulan üç boyutlu modelde, egzoz sisteminin doğal frekansları ve mod şekilleri belirlenerek modal analiz gerçekleştirilmiştir. Traktör üreticisinin tasarım kriterleri doğrultusunda egzoz sisteminde iyileştirmeler yapılarak yeni bir tasarım oluşturulmuştur. Hem sayısal simülasyonlar hem de gerçek bir egzoz üzerinde yapılan deneysel çalışmalar ile yeni tasarımın performansı değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, yapılan geometrik modifikasyonlar sayesinde sistemin rijitliğinin arttığını ve dolayısıyla daha yüksek frekanslarda titreşim gösterdiğini ortaya koymuştur. Bu sayede, titreşim seviyelerinde önemli ölçüde azalma sağlanmıştır. Geliştirilen yeni egzoz modeli, üretime geçirilerek pratik olarak da doğrulanmıştır. Çalışma, sonlu elemanlar yönteminin traktör egzoz sistemlerinin titreşim analizinde etkin bir araç olduğunu ve tasarım iyileştirmelerinde önemli katkılar sunduğunu göstermiştir.
Geleneksel bilyalı dövme ve şiddetli bilyalı dövme yoluyla Al-Si alaşımları yüzeyinin şiddetli plastik deformasyonu ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Al-Si alaşımlarının geleneksel bilyalı dövme (GBD) ve şiddetli bilyalı dövme (ŞBD) işlemleri kullanılarak şiddetli plastik deformasyon (ŞPD) etkisi ile malzeme özellikleri ve aşınma performansı incelenmiştir. Al-Si alaşımları, yüksek özgül mukavemetleri, korozyon direnci ve hafif yapıları nedeniyle otomotiv ve havacılık sanayisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Çalışmanın amacı, farklı bilyalı dövme şiddetlerinin Al-Si döküm alaşımının mikroyapısı, mekanik özellikleri ve aşınma performansı üzerindeki etkilerini anlamaktır. Araştırma, Al-Si alaşımlarının fiziksel özellikleri ve endüstriyel uygulamalarına odaklanarak kapsamlı bir literatür taramasıyla başlamıştır. Deneylerde, A356 Al-Si alaşım numunelerine GBD ve ŞBD uygulanmış ve yüzey morfolojisi, mikroyapı ve mekanik özelliklerdeki değişiklikler incelenmiştir. Yüzey ve yüzey altı değişikliklerini analiz etmek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) gibi ileri karakterizasyon teknikleri kullanılmıştır.
Mikrodalga sinterleme ile üretilen alüminyum alaşımı esaslı sic ve gr takviyeli hibrit kompozitlerin tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Kompozit malzemeler iki veya daha çok malzemenin makroskobik boyutta birleştirilmesi ile oluşan ve yapılan tasarım ile benzersiz özelliklere sahip olabilen malzemelerdir. Metal matrisli kompozit malzemeler; yüksek mukavemet, düşük maliyet, yüksek aşınma ve korozyon direnci, tokluk, ısıl ve termal iletkenlik gibi mekanik ve fiziksel özelliklerinden ötürü otomotiv, havacılık ve uzay, denizcilik ve savunma sanayilerinde oldukça geniş bir kullanım alanına sahiptirler. Metal matrisli kompozit malzemeler içinde en yaygın kullanılan malzeme türü alüminyum metal matrisli kompozit malzemelerdir. Bu malzemelerin üretiminde genellikle tercih edilen üretim metodu toz metalurjisidir. Toz metalurjisi süreç olarak basit, maliyet açısından değerlendirildiğinde diğer tekniklere göre nispeten daha ucuz, üretim sırasında malzeme kaybı sıfıra yakın olan ve yüksek mekanik değerler elde edilen bir üretim yöntemidir. Toz metalurjisi yönteminde malzemeye mukavemet gibi özelliklerin kazandırıldığı işlem basamağı sinterleme aşamasıdır. Sinterleme parçacıklar arası kimyasal bağın oluşturulduğu ve bu sayede mukavemetin arttırıldığı bir ısıl işlemdir. Günümüzde; maliyet ve zaman açısından değerlendirildiğinde daha avantajlı olan sinterleme teknikleri üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Bu teknikler arasında en göze çarpan yöntem mikrodalga sinterlemedir. Bu çalışmada, toz metalurjisi metodu ile SiC-Gr takviyeli alüminyum metal matrisli kompozit malzemeler mikrodalga sinterlenerek üretildi. Alüminyum metal matris alaşım için ağırlıkça %0,4 Cu, %0,8 Mg ve %0,6 Si tozları kullanıldı. Takviye elemanlarından biri olan Gr oranı numunenin ağırlıkça %3' ü olacak şekilde sabit tutulurken, SiC ise ağırlıkça %0, 1, 3, 5 olarak dört farklı oranda kullanıldı. Homojen malzeme dağılımı oluşturmak için tozlar 2 saat boyunca karıştırıldılar. Karıştırılan tozlar 100 tonluk pres kullanılarak 600 MPa basın ile tek yönlü preslendi. Al-Mg- Si- Cu metal matrisli Gr- SiC takviyeli ham hibrit kompozitler 15 °C/dk ısıtma hızı ile 600 °C sıcaklıkta 30 dk. süre ile mikrodalga sinterlendiler. Üretilen hibrit kompozitlerin mikroyapısal özellikleri, mikrosertlik özellikleri ve tribolojik özellikleri incelenmiştir. Numunelerin mikroyapısal incelemeleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gerçekleştirildi. İncelemelerde ikincil elektron dedektörü (SED) ve geri saçılımlı elektron dedektörü (BSED) kullanıldı. Elementsel analizler için de enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) dedektörü kullanıldı. Tribolojik testler için ise tribometre kullanıldı. Gerçekleştirilen çalışmalar ve elde edilen sonuçlar Gr-SiC takviyeli hibrit kompozitlerin gelişmiş aşınma dayanımına sahip olduğunu göstermektedir.
Pirinç malzemede döküm prosesini etkileyen tasarım parametrelerinin magmasoft yazılımında incelenmesi ve bir örnek çözümün işlenmesi
Bu çalışmada, döküm işlemi sırasında oluşabilecek hataların döküm öncesinde tahmin edilmesi, iyileştirilmesi ve yüksek verim (daha az hurda) dökülebilmesini sağlayan simülasyon programının tanıtımı, yapılan çalışmaların kısa özetleri verilmiştir. dünya çapında ve yürüttüğümüz vaka çalışması sunulmaktadır. Dökümü yapılacak parçalar henüz tasarım aşamasındayken analiz çalışmaları yapılır. Analiz çıktılarına göre iyileştirme yapılacak detaylar belirlenir, tasarım yenilenir ve tekrar analiz yapılır. Bu döngü, döküm sürecinde en iyi verimi alana kadar devam eder. Bu çerçevede örnek bir tasarım için analiz ve iyileştirmeler yapılmış, deneysel olarak doğrulanmış ve ön seri üretim aşamasına geçiş sağlanmıştır.
Y25 tipi boji gövdesinin sonlu elemanlar yöntemi ile yapısal analizleri ve kaynak dikişlerindeki yorulmanın incelenmesi
Bojiler günümüzde raylı sistemlerde kullanılan araçları taşımaya yarayan ve birden fazla montaj parçasının bir araya gelmesiyle oluşan mekanik sistemlerdir. Bu montaj parçalarına boji süspansiyon sistemleri, teker setleri, fren donanım sistemleri ve aks kutusu örnek olarak gösterilebilir. Raylı sistemlerde kullanılan taşıtları taşıyan boji gövdesinin güvenli emniyet sınırları içerisinde tasarımının gerçekleştirilmesi önemli bir durum haline gelmiştir. Demiryolu ulaşımı sayesinde tek seferde ciddi ağırlıktaki yüklerin taşınması mümkün olabilmektedir. Bu nedenle boji gövdelerinin taşıma kapasitesini arttırmak için hafif olarak tasarlanması gerekmektedir. Gerek demiryolu ağ trafiğini aksatmamak gerek gecikmelerden kaynaklanacak olan maliyet zararlarını ortadan kaldırmak için yük nakil sürelerinin gerekenden fazla sürmemesi istenir. Bu nedenle boji gövdeleri üzerinde herhangi bir yapısal sorun olmaması istenmektedir. Boji ana gövdelerindeki temel yapılar kaynaklı birleştirme ile imal edilir. Bu nedenle kaynak dikiş bölgelerindeki çatlak oluşumu genel montaj bütünü açısından ciddi sayılabilecek sorunların oluşmasına sebep olacaktır. Bu tez kapsamında, Y25 boji gövdesinin yapısal analizlerinin testler ile doğrulanması yapılmış ve kaynak dikişlerindeki gerilmelerin etkisi incelenmiştir. Boji gövdesinin statik yükleme testleri Çek Akreditasyon Enstitüsü tarafından akredite edilen VZU Plzen'nin test laboratuvarlarında gerçekleştirilmiştir. Boji gövdesi üzerinde uygulanacak olan test yükleri EN 13749 standardı referans alınarak belirlenmiştir. Her bir test yükleri oluşabilecek karışıklıkları önlemek adına numaralandırılmıştır. Boji gövdesi üzerinde belirlenen bölgelere tek eksen ve üç eksen gerinim ölçerler yapıştırılmıştır. Test sonrası Ansys Workbench SE yazılımı ile gerinim ölçer bölgelerindeki gerilmeler hesaplanmış ve doğrulanmıştır. Kaynak dikişlerindeki sonuçların değerlendirilmesi için Limit CAE yazılımı kullanılmıştır. Gerilme sonuçları Ansys Workbench analiz programından Limit CAE yazılımına aktarılmıştır. DVS 1612 standardına göre kaynak dikiş bölgelerindeki sonuçlar değerlendirilmiş ve EN 15085-3 standardına göre yorumlanmıştır. Sonuçların gereksinimleri karşıladığı görülmüştür.
R-410a, R-32 ve alternatifi yeni nesil soğutucu (R-454b) ile soğutma çevriminde performans açısından karşılaştırılması
Küresel ısınma potansiyeli yüksek soğutucu gazlar ile yeni nesil soğutucu gazların bir rooftop klimadaki performanslarının teorik olarak karşılaştırılması, R-454 B gaz kullanım koşulları hakkında detaylı bilgi vererek üretici ve tedarikçi bakış açılarını değiştirmek bu çalışmanın öncelikli amacıdır. HFC-410A ile R-454B enerji ve ekserji verimliliği açısından karşılaştırılması teorik bir analizle, sunulacaktır.Yakın gelecekte (2025-2027) EU 517/2014 regülasyonuna göre kullanımı sınırlandırılacaktır, mevcut piyasa koşullarında fiyatlarında da artış sağlanarak alternatifi soğutucu gazların kullanımın teşvik edilmesi planlanmaktadır. Benzer çalışmalar geçmiş yıllarda R-22 ve R-134 gazların yerini günümüzde almaya başlayan R1234ze-(chiller) ve R1234yf(otomobil) yeni nesil gazlar içinde gerçekleşmiştir . Üreticiler yeni nesil soğutucu gazların kullanımına karar verirken sadece çevre koşullarını değil literatürde yapılan performans çalışmalarında dikkate almaktadır.
Silecek mekanizması tasarımı ve analizi
Cam s.leceğ. mekan.zması otomot.v endüstr.s. .ç.n öneml. b.r konudur. Bu mekan.zma hem öteleme hem de dönme hareket. serg.leyen özel b.r mekan.zmadır. Otomot.v sektöründe bel.rl. performans gereks.n.mler.n., regülasyonları karşılayan b.r mekan.zmanın tasarımının yapılması gerek.r. Bu mekan.zmalar anal.t.k yöntemler.n karmaşıklığı ve zorluğu neden.yle, genell.kle CAD yazılımları yardımıyla graf.k yöntemler .le gerçekleşt.r.l.r. Ancak bu deneme-yanılma yöntem. s.stem.n mafsal konumları, aktarma açısı g.b. öneml. tasarım parametreler. uygun oluncaya kadar tekrarlanır. S.lecek mekan.zmasının k.nemat.k anal.z. hayat. önem taşımaktadır. S.stem.n performansının değerlend.r.leb.lmes. amacıyla hareket boyunca oluşan hız ve .vme değerler. hesaplanmalı ve d.ğer tasarım ops.yonları .le değerlend.r.lmel.d.r. Graf.k anal.z .le mekan.zmanın sadece mevcut poz.syonu .ç.n gerçekleşt.r.lmes. sebeb. .le s.stem.n her b.r poz.syonu .ç.n .şlem.n tekrarlanması gerekmekted.r. Bu tekrarlar zaman ve .ş gücü kaybına neden olur. Bu nedenle s.stem .ç.n gerekl. g.rd.ler ve kısıtlar bel.rlend.kten sonra, gereks.n.mler. karşılayacak b.r mekan.zma tasarımını gerçekleşt.ren, tasarlanan s.stem.n performansını değerlend.reb.lmek adına k.nemat.k anal.z.n. yapan bas.t b.r algor.tma oluşturulmuş ve .ş akışına entegre ed.lmeye çalışılmıştır. Bu çalışmada, otomot.v sektörünün performans ve regülat.f gereks.n.mler. göz önünde bulundurularak, dört kol mekan.zması geometr.s.nden ve bu mekan.zmanın fonks.yon sentez. uygulamasından yararlanılarak b.r s.lecek mekan.zması tasarlanmıştır. Açısal hız/.vme, kuvvet .let.m. ve ağırlık bakımından en uygun çözüm elde ed.lmeye çalışılmıştır. Sentez aşamasında farklı yaklaşımlar .le çözümler üret.lmeye çalışılmış ve uygulamaya en uygun olan yöntem seç.lm.şt.r. Elde ed.len uygun çözüm .le b.r MATLAB algor.tması oluşturularak s.lecek konumları ve s.lme açıları bel.rlenen b.r s.stem.n boyutlandırılması ve boyutlandırılan mekan.zmanın III k.nemat.k anal.z.n.n gerçekleşt.r.lmes. sağlanmıştır. Bu şek.lde b.l.msel alt yapısı olmayan, sadece s.stem.n .ht.yaç duyduğu g.rd.ler ve kısıtlar .le karmaşık anal.t.k denklemler .le uğraşmadan bas.t b.r arayüz .le, kolay b.r şek.lde s.stem.n tasarımı gerçekleşt.r.leb.l.r. İht.yaç duyulan çıktılar, hızlı ve bas.t b.r şek.lde elde ed.leb.l.r, yorumlanab.l.r. Karmaşık ve mal.yetl. kalıp/f.kstür yatırımı, numune üret.m. ve test/doğrulama süreçler. g.b. aşamalara geç.lmeden s.stem performansının öngörülmes., olası problemler.n saptanması, ortadan kaldırmak .ç.n gerekl. aks.yonun alınab.lmes.ne olanak sağlamaktadır. B8r satır boşluk B8r satır boşluk
Piezoelektik etki ile titreşim yapan delikli yüzey üzerine yerleştirilmiş sıvı damlanın dinamik davranışının incelenmesi
Piezoelektrik etki ile titreşim yapan damla atomizasyonu, sıvıların bu titreşimenerjisini kullanarak daha küçük damlalara bölünmesini içerir. Bu yöntem, daha iyi verimlilik, homojenlik için birçok endüstri ve bilimsel çalışma için vazgeçilmezdir. Damla atomizasyonu yöntemi gıda sanayi, kumaş kurutma, elektronik soğutma, tarım,endüstriyel üretim, biyoteknoloji, tarım, havacılık, tıp alanı gibi çeşitli ilgi alanlarına ve kullanım alanlarına sahiptir. Bu tezin çalışmasında piezoelektrik etki ile yüksek frekansta titreşim yapan pirinç ve paslanmaz çelik malzemelerinin üzerine yerleştirilen su damlalarının dinamik davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Bu tez çalışmasının amacı, delikli ve deliksiz pirinç ve paslanmaz çelik özelliklerindeki plakaların yüzeyleri üzerine yerleştirilen, belirli hacimdeki su damlasının dinamik davranışının incelenmesi ve pirinç, paslanmaz çelik özelliklerinin ve gözenekli plaklarının gözenekler arası mesafesinin değişmesinin damla atomizasyon davranışı üzerindeki etkilerini ortaya koymaktır. Bir diğer amaç olarak frekans süpürme yöntemi, atomizasyonun daha etkili gözlemlenebilmesi için 15kHz ile 25 kHz arasında birçok frekansta çalışılarak süpürme yöntemi denenmiştir. Bu da tek bir frekansta çalışmak yerine, yüzeyin rezonans frekanslarını da denk gelen noktalarda çalışmaya deneyde olanak sağlamıştır. Bu deneyde, paslanmaz çelik ve pirinç plakalar lazer markalama yöntemi ile, aynı plaka üzerinde, gözenekler arası mesafelerin 1000, 1500, 2000 ve 2500 μm olacak şekilde delinmiştir. Gözenekli pirinç ve paslanmaz çelik plakalarının delik çaplarının gerçek ölçüleri mikroskopta ölçülmüştür. Damla atomizasyonu deneyleri için piezoelektrik disk, deney plaklarının alt yüzeylerine sabitlenerek sinüs sinyali ile uyarılmıştır. Plakaların üst yüzeyi ile temas eden su damlasının deney boyunca değişiklik gösteren görüntüsü üstten bir kamera ile kaydedilmiştir. Kaydedilen görüntüler analiz programı ile zamana göre değişimleri kaydedilmiştir. Aynı analiz programı ile damlaların alan ölçümleri yapılarak grafikler oluşturulmuştur. Diğer bir amaç ile bu çalışmada frekans süpürme yönteminin deney yüzeylerinde atomizasyona olan katkısı araştırılmıştır. Bu yöntemde, farklı frekanslarda süpürme uygulanarak sıvı damlaların atomizasyonu incelenmiştir. Sonucunda damla görüntülerinin zamanla değişimleri aynı analiz programı kullanılarak alan ölçümleri yapılmıştır. Frekans ivme grafikleri oluşturulmuştur. Bu çalışma ile, pirinç ve paslanmaz çelik olmak üzere iki farklı malzeme özelliklerine sahip, gözenekli ve gözeneksiz plakalar üzerinde belirli hacimde su damlacıklarının dinamik davranışı gösterilmiştir. Gözenekli plakaların iki gözenek arası mesafe boyu değiştirilerek damla atomizasyonuna olan etkisi incelenmiştir.Frekans süpürme yönteminin atomizasyon sürecini önemli ölçüde hızlandırdığı sonucu deneysel olarak gösterilmiştir. Elde edilen genel sonuçlar göre pirinç malzemelerin paslanmaz çelik malzemelere göre damla atomizasyonu daha hızlı gerçekleşmiştir. Anahtar Kelimeler: Titreşim Analizi, Atomizasyon, Mikro Delikli Pirinç Plaka, Mikro Delikli Paslanmaz Çelik Plaka, Gözeneksiz Mikro Kalınlıkta Plaka, Görüntü Analizi, Piezoelektrik dönüştürücü
Montreal Protokolü Kigali değişikliği kapsamında iklimlendirme sektöründe düşük küresel ısınma potansiyeline sahip soğutucu akışkanların araştırılması ve potansiyel emisyon azaltım tahmini
Bu çalışmada, Montreal Protokolü'nün uygulanması ve soğutma sektörünün iklim değişikliğiyle mücadeledeki rolü incelenmiştir. Ozon tabakasını incelten maddelerin azaltılmasını hedefleyen protokol, Kigali Değişikliği ile HFC kullanımının sınırlandırılmasını öngörmüştür. Küresel politikalar ve sera gazı emisyonlarının sektörel dağılımı değerlendirilerek, R410A ve R32 soğutucu akışkanlarının teknik ve çevresel özellikleri karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda, R410A ve R32'nin performansı farklı çalışma koşulları altında değerlendirilmiş; enerji verimliliği (EER), soğutma kapasitesi, enerji tüketimi ve kompresör deşarj sıcaklıkları analiz edilmiştir. Sonuçlar, R32'nin daha yüksek verimlilik sağladığını, daha az akışkan şarjı gerektirdiğini ve çevresel açıdan daha sürdürülebilir olduğunu göstermektedir. Ancak, hafif yanıcı olması nedeniyle ek güvenlik önlemleri gerektirdiği vurgulanmıştır. Sonuç olarak, R32'nin R410A'ya alternatif olarak kullanımı teknik performans ve çevresel etkiler açısından avantajlı bulunmuştur. Düşük GWP'li akışkanlara geçişin iklim dostu çözümler için kritik olduğu gösterilmiş, sektörün sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşması açısından R32'nin önemli bir seçenek sunduğu ortaya konmuştur.
Hava araçlarında kullanılan polimer kompozitlerin onarımı için proses geliştirilmesi ve üretilen kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmanın amacı, özellikle hava araçlarının gövde, kanat, kuyruk stabilizatörleri ve kapı gibi kompozit bileşenlerinin dış cephelerinde meydana gelen derin çizik gibi nispeten küçük hasarların onarımı için yeni bir proses geliştirmektir. Bu amaçla projenin ilk aşamasında, sürekli cam elyaf fitilleri önce epoksi reçineyle ıslatan daha sonra hasarlı bölgeye onarım dolgusu yapabilen el tipi prototip bir cihaz geliştirilmiştir. İkinci aşamada hava araçlarındaki gövdenin dış katmanına benzer şekilde 12 katmanlı ve 2–3 mm kalınlığında 6 adet kompozit plaka (Vf ≈ %55) üretilmiştir. Kompozit plaklar için Duratek® epoksi ve 300 g/m² alansal yoğunluğundaki cam-dokuma kumaşlar kullanılmıştır. Plaka üretiminde el yatırması ve sıcak presleme yöntemleri uygulanmıştır. Üçüncü aşamada, üretilen kompozit plakalardan standartlara uygun şekilde çekme ve eğme numuneleri kesilmiştir. CNC routerda numunelere kalınlıklarının %40'ı kadar derinlikte U ve V-kesitli çizikler açılmıştır. Çizikleri açmak için çapları sırasıyla Ø2 mm ve Ø1 mm olan iki farklı (3-ağızlı düz U-kesitli, 2-ağızlı üçgen V-kesitli) parmak freze kullanılmıştır. Açılan 0.8–1.2 mm derinlikteki bu çizikler sayesinde 12 katmanlı kompozit numunelerin bir kısmına ≈5. katmanına kadar yapay derin çizik hasarı oluşturulmuştur. Böylece aynı plakadan orjinal (hasarsız), U ve V-geometrili çizik hasarı olan üç farklı test numune grubu elde edilmiştir. Dördüncü aşamada, el tipi cihaz ile cam elyaf iplere (300 tex) epoksi reçine emdirilmiştir. Aynı cihazla epoksi reçineyle ıslatılmış elyaflar hasarlı bölgelere serilerek (6–9 kat) sıkıştırılmıştır. Üç farklı reçineyle aynı işlemler tekrar edilerek derin çizikler kompozit dolgu yamasıyla (Vf≈%40) kapatılmıştır. Beşinci aşamada, kompozit dolguyla onarımı yapılan numuneler laboratuvar ortamında 23 °C'de 24 saat, infrared lamba altında 40 °C'de 4 saat ve 60 °C'de ise 2 saat kürlenmişlerdir. Böylece üç reçine tipi, iki yama geometrisi ve üç kürleme şartı kullanılarak 18 farklı senaryo oluşturulmuştur. Her bir senaryo şartında hasarlı numuneler onarılmıştır. Altınca aşamada, orjinal (hasarsız) ve onarılan numunelerin çekme ve üç noktadan eğilme testleri yapılmıştır. Yedinci aşamada test sonuçlarının analizine geçilmiştir. Yama geometrisi, epoksi tipi, numune kalınlığı ve kürleme şartları gibi parametrelere bağlı olarak elde edilen tüm test verileri MS Excel'e girilerek kaydedilmiştir. Her senaryo için "orjinal mukavemeti karşılama oranı" veya "yama verimi" değerleri hesaplanmıştır. Onarılan numuneler bahsedilen parametrelere bağlı olarak orjinal numunelerle kıyaslanmıştır. Onarım ile orijinal çekme mukavemetinin %84–94, çekme modülünün %79–89, eğilme mukavemetinin %61–65 ve eğilme modülünün ise %84–99 oranında geri kazanıldığı tespit edilmiştir. Elde edilen verim değerleri ise yamanın ve sunulan prosesin başarı göstergesi olarak yorumlanmıştır. SPSS-24'te ise grafiksel ve istatiksel analizler yapılarak sonuçlar karşılıklı kıyaslanmıştır. Sayısal sonuçlar amaca yönelik olarak detaylandırılmıştır. Daha sonra Minitab-19'da hedef olarak maksimum mukavemet ve yama verimleri öncelenerek optimum parametreler elde edilmiştir. Sekizinci ve son aşamada genel değerlendirme yapılarak, hava araçlarının kompozit cephelerinde meydana gelen "derin çizik" tipi küçük hasarların pratik onarımı için; "U-yama geometrisi, ≈13 Pa.s'lık epoksi viskozitesi, 73,5 MPa'lık reçine mukavemeti, ≈46 °C kürleme sıcaklığı ve ≈18 saatlik kürleme süresi" optimum proses değişkenleri olarak önerilmiştir.
Yüzeyi modifiye edilen titanyum malzemenin elektroforetik biriktirme yöntemiyle HA-GO kompozitiyle kaplanarak biyouyumluluk ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
Biyomedikal alanda kaplamalarda en sık kullanılan altlık malzemeler grubunda titanyum ve alaşımları yer almaktadır. Osseointegrasyon sürecinin sağlıklı bir şekilde gerçekleşebilmesi için titanyum altlık malzemeler sıklıkla hidroksiapatit (HA) malzemesiyle kaplanarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, farklı yüzey işlemleri ile titanyumun yüzey özelliklerini geliştirmek ve grafen oksit (GO) katkısının HA-GO kompozit kaplamasındaki etkilerini incelemektir. Yüzey modifikasyon işlemleri sırasıyla; kumlama (K), asitle dağlama (D) ve son olarak da dağlama işlemi yapılan yüzeye anodik spark oksidasyon (ASO) işlemidir. Yüzey modifikasyon işlemleri uygulandıktan sonra titanyumun yüzeyi elektroforetik biriktirme (EPD) yöntemiyle farklı voltaj ve sürelerde (ağırlıkça %0, 2, 4 ve 6 GO) HA-GO süspansiyonları ile kaplanmıştır. Voltaj ve süre açısından bir optimizasyon çalışması yapılmıştır. Optimizasyon çalışması sonucu en ideal süre ve voltaj 20 V ve 5 dk olarak belirlenmiştir. Üretilen tüm numunelerin yüzey morfolojisi ve elementel içeriği incelenmiştir. Optimum parametrelere göre üretilen kaplamaların yüzey morfolojisi, elementel içeriği, temas açısı, faz yapıları, biyouyumluluğu ve biyoaktivetisi incelenmiştir. Sitotoksisite testi L929 (fare fibroblastları) hücre hatları ile %70 hücre canlılığı kriterine göre gerçekleştirilmiştir. Biyoaktivite analizi 14 gün süreyle yapay beden sıvısında (YBS) yapılmıştır. Temas açısı ölçümlerinde ASO işleminden dolayı arttırılan yüzey alanı sayesinde tüm numune yüzeylerinin süper hidrofilik davranış sergilediği görülmüştür. Zımparalanmış yüzeyin temas açısı ölçüm değeri 71.03° iken ASO ve kaplama işleminden sonra HA-GO kaplamalarında temas açı değerleri 5 derecenin altında ölçülmüştür. Biyoaktivite testi sonucunda apatit çekirdeklenmesinde en iyi sonucun %4 GO katkılı HA-GO kompozit kaplamanın yüzey morfolojisinde görüldüğü tespit edilmiştir. L929 hücreleri ile yapılan biyouyumluluk incelemesinde HA-GO kompozit kaplamalar içerisinde HA-GO (%4) kompozit kaplaması en başarılı sonuç olmuştur.
Flow control in the wake of a circular cylinder by means of perforated semi circular cylinder and splitter plate
The main purpose of the present experimental study was to control unsteady flow behaviors in the wake region of a circular cylinder (inner cylinder) by means of permeable semi circular cylinder (outer cylinder) and splitter plate. Inner and outer cylinder diameters and Reynolds number with respect to inner cylinder diameter were kept constant as 50 mm, 125 mm and Re=5000 respectively throughout the experiments. Two different porosity ratios were designated as cylinder porosity ratio (βC) and plate porosity ratio (βP). Three different cylinder porosity ratio and four different plate porosity ratio were determined as βC=0.3, 0.5, 0.7 and βP=0, 0.3, 0.5, 0.7 respectively. Also, plate angle (α) relative to the flow direction was defined to investigate the effect of splitter plate location to the flow behavior. And these plate angles were chosen as α=90°, 120°, 150°, 180°. For all configurations, dye visualization method was utilized initially, and then to have quantitative results PIV technique was applied. Results indicated that as the plate porosity ascends the TKEmax values has diminishing trend. Also cylinder porosity has remarkable influence on TKEmax values, TKEmax reduction was obtained for lower porous cylinders. And plate angles of 150° and 180° were found to be the most effective angles regardless of the plate porosity ratio. The highest TKEmax decrease was attained as 34% for the βC=0.3, βP=0.5 at 180°. On the other hand, βC=0.7 has insignificant control over flow by reason of its high permeability. Consequently, βC=0.3 and 0.5, βP=0.5 and 0.7, and plate angles of 150° and 180° were found as the most effective parameters in order to control the flow.
Investigation of effects of heat treatment parameters on mechanical properties and corrosion behavior in induction hardening of martensitic stainless steels
Martensitic stainless steels are widely used in industrial applications due to their high hardness and superior durability properties. The fundamental method that imparts these characteristics to these steels is the application of heat treatments. Traditionally conducted in heat treatment furnaces, these processes have long processing times and high energy consumption. To mitigate these drawbacks, alternative methods have been explored in recent years. Among these alternatives, induction heat treatment has emerged as a significant option due to its speed, energy efficiency, and suitability for automation. While induction heating has been predominantly utilized for surface hardening, recent advancements demonstrate that, when appropriate parameters are employed, it can also yield effective results in volumetric heat treatments. In the initial phase of this study, the objective was to determine the optimal induction heat treatment parameters that maximize hardness, corrosion resistance, and wear resistance for 440B martensitic stainless steel. To this end, the effects of austenitizing temperature, austenitizing duration, tempering, and cryogenic cooling processes were investigated. The tests and analyses revealed that a heat treatment conducted at 1110°C in 2 minutes, followed by cryogenic treatment and a single tempering cycle, resulted in a 30% improvement in wear performance and an 86% enhancement in corrosion resistance compared to conventional heat treatment methods, while also reducing the crystal grain size by 46%. Within the scope of this thesis, thermal cycling heat treatment applications were also conducted based on the optimized heat treatment parameters. The thermal cycling heat treatment process contributed to grain refinement in the austenitic phase and resulted in a more homogeneous martensitic microstructure. Additionally, thermal cycling reduced wear loss by 25%. Although corrosion loss showed a slight increase compared to single-cycle treatment, the pitting corrosion resistance improved by 60%. Considering the reliability analyses of the data obtained, the results indicate that the 4-cycle treatment is the most suitable heat treatment parameter.
Binek otomobil jantının viraj koşullarında mekanik davranışının sayısal ve nümerik olarak incelenmesi
Günümüz teknolojik gelişmeleriyle birlikte otomotiv sektöründe birçok aksam yapısal değişime uğramaktadır. Bu dönüşümden etkilenen kritik parçalardan biri de janttır. Jant, araç parçaları arasında işlevi göz önünde bulundurulduğunda hayati öneme sahip bir parçadır. Jant üzerine farklı disiplinler ile ilgili birçok araştırma ve geliştirme çalışması yapılmaktadır. Jant üzerinde yapılan araştırma faaliyetleri ve bunların doğrulanması için yapılan birçok farklı test bulunmaktadır. Bu testlerden en önemlilerinden birisi virajlı yorulma testidir. Yapılan çalışmalar kapsamında belirlenen jant modeli üzerinde nümerik ve deneysel araştırmalarda bulunulmuştur. Sürdürülen çalışmalarda modal analizler farklı şartlar için incelenmiş hem nümerik hem de deneysel olarak araştırılırmıştır. Virajlı yorulma testi düzeneğinde çalışma şartları altında ivme analizleri gerçekleştirilerek doğruluk oranları paylaşılmıştır. Çalışmalar sayesinde oluşturulan nümerik model ile gerilme değerleri tespit edilerek, deneysel gerilme analizleri ile karşılaştırılmış ve jant üzerinde ağırlık azaltılabilecek noktalar önerilmiştir. Bu çalışma deneysel ve nümerik analizler ile desteklenmiş olup, üniversite-sanayi iş birliği çerçevesinde uygulamaya dönük katkılar sunacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Literatürde bu konu farklı açılardan ele alınmış olsa da, bu çalışmada benimsenen kapsamlı analiz yaklaşımı, detay seviyesiyle dikkat çekici bir katkı sağlamaktadır.
Zırh çeliği içeren hibrit kompozit yapıların balistik davranışlarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Zırh çelikleri yüksek tokluk, iyi mukavemet, kaynak edilebilirlik ve şekil verilebilirlik gibi avantajlar sunmaktadır. Öte yandan aramid fiberler de molekülleri arasına güçlü zincir bağ yapısına sahip olması ve ağırlığına oranla yüksek çekme mukavemeti değeri sunması nedeni ile balistik zırh malzemesi olarak tercih edilmektedir. Bu çalışmada, Armox 500T ile Hardox 450 zırh çelikleri, Kevlar 29 /epoksi laminat kompoziti ve Alüminyum bal peteği malzemelerine yer verilmiştir. Bu malzemelerin farklı şekillerde dizilimi neticesinde oluşan tekli, ikili ve hibrit 23 farklı zırh yapısının balistik performansı incelenmiştir. Gerçek mermi testleri NIJ 0108.01 III koruma seviyesi standardı kapsamında 838 ± 15m/s namlu çıkış hızına sahip 7.62 tam metal kaplama mermi ile gerçekleştirilmiştir. Zırh yapılarına ait sonlu elemanlar analizleri ANSYS LS DYNA programında gerçekleştirilmiştir. Test levhaları 250×250mm boyutlarına sahip olup kalınlıkları ise 4mm ile 38.7mm arasında değişiklik göstermiştir. Balistik test uygulanacak Test levhaları dört kenarından sabitlenmiştir. 6mm monolitik zırh çeliği plakaların yerine ikame edilebilecek, ağırlık avantajı sunan 4mm zırh çeliği içeren hibrit zırh yapıları belirlenmiştir. Hardox 450 vurma yüzlü tüm hibrit yapılar başarısız olurken, Armox 500T ön yüzlü 4A14K plakası ile A12K10B plakaları ağırlık avantajı sunarak 6A monolitik plakasının yerine ikame edilebilir olarak belirlenmiştir.
Balistik füze tasarımı ve analizi
Füze teknolojileri, modern savunma sistemlerinin en kritik unsurlarından biri olarak, aerodinamik, malzeme bilimi, uçuş dinamiği ve itki sistemlerindeki gelişmelerle ülkelerin stratejik kabiliyetlerini şekillendirmektedir. Bu tez, R-27 (SS-N-6 Serb), DF-21, Agni-II ve Jericho II füze sistemlerinin aerodinamik tasarım, yapısal malzeme seçimi, uçuş dinamiği, itki sistemleri, yörünge analizi, titreşim stabilitesi ve kontrol yüzeyleri açısından kapsamlı bir analizini sunmaktadır. MATLAB tabanlı simülasyonlar ve mühendislik değerlendirmeleri ile her füze sisteminin güçlü ve zayıf yönleri detaylı bir şekilde ortaya koyulmuş, sistemlerin performansları somut verilerle karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, R-27 ve Jericho II'nin yüksek aerodinamik verimlilikleri sayesinde uzun menzilli uçuşlarda düşük sürtünme ve yüksek stabilite sunduğunu ortaya koymuştur. Buna karşın, DF-21 ve Agni-II kompakt tasarımları ve hızlı itki sistemleri ile kısa sürede yüksek hızlara ulaşmaktadır. Yapısal malzeme seçiminin füze performansına etkisi de belirgin bir şekilde görülmüş; R-27 ve Jericho II dayanıklı ve ağır malzemeler tercih ederken, DF-21 ve Agni-II hafif kompozit malzemeler kullanarak toplam ağırlığı azaltmış ve hız kabiliyetlerini artırmıştır. Ayrıca, Jericho II'nin geniş menzili ve çok yönlü yörünge kapasitesi stratejik esneklik sağlarken, diğer sistemler belirli görev profillerinde ön plana çıkmıştır. Bu çalışma, mühendislik yöntemleri ve tasarım kararlarının füze performansı üzerindeki etkilerini ortaya koyarak, savunma sanayiine yönelik gelecekteki füze geliştirme projelerine güçlü bir rehber sunmaktadır. Çalışmanın sunduğu detaylı analizler, yalnızca mevcut füze teknolojilerinin değerlendirilmesine değil, aynı zamanda yapay zeka, ileri malzemeler ve gerçek zamanlı simülasyonların entegrasyonu ile yeni nesil füze sistemlerinin geliştirilmesine de ışık tutmaktadır. Sonuç olarak, bu tez, füze teknolojilerinde mühendislik ve stratejik tasarım arasındaki etkileşimi derinlemesine inceleyerek, gelecekteki savunma projeleri için bir yol haritası niteliği taşımaktadır.
Miilux protection 600 zırh çeliğinin metal inert gaz kaynağı (MIG) ile birleştirilerek kaynak bölgesinin incelenmesi
Miilux Protection 600 zırh çeliğine ER 110 SG ve ER 307Si kaynak teli ile kaynaklı birleştirme, kaynaklı birleştirmeye ilave olarak gerilim giderme tavlaması ve ıslah etme ısıl işlem proseslerinin uygulanmasının mekanik özelliklere olan etkilerinin tespit edilmesi ve elde edilen verilerin karşılaştırmalı olarak analiz edilmesi bu çalışmanın ana hedefini oluşturmaktadır. Bu çalışmada, Miilux Protection 600 zırh çeliği, ER 110 SG ve ER 307Si olmak üzere iki farklı kaynak teli ile gaz altı MIG kaynaklı birleştirme işlemine tâbi tutulmuştur. İki farklı kaynak teli ile kaynaklanarak elde edilen numunelerin bir kısmına gerilim giderme tavlaması, bir kısmına da ıslah işlemi uygulanarak test numuneleri hazırlanmıştır. Tahribatsız muayene testleri olarak sıvı penetrant ve ultrasonik test, tahribatlı muayene testleri olarak da sertlik, çekme testi, çentik darbe testi ve mikroyapı inceleme yapılmıştır. Zırh çeliğinin kaynakla birleştirme işleminde kullanılan ER 110 SG ve ER 307Si kaynak tellerinin %C oranının düşük olmasından dolayı kaynak sonrası uygulanan ısıl işlem ile sertlik artışı söz konusu olmamaktadır. Karbon miktarının yeterli olmadığı durumlarda ısıl işlem uygulamasında sertlik artışı sağlayan martenzit mikroyapı dönüşümü elde edilememiş, bu nedenle düşük karbonlu kaynak metalleri için gerilim giderme ve ıslah etme ısıl işlem proseslerinin, mekanik özellikleri arttırmadığı belirlenmiştir.
Eklemeli imalat yöntemi ile üretilen titanyum ve kobalt bazlı alaşımlara uygulanan tek katmanlı ve çift katmanlı biyomedikal kaplamaların yüzey özelliklerinin incelenmesi
Biyomedikal uygulamalarda kişiye özel implant üretiminin önemi her geçen gün artmakta; bu bağlamda eklemeli imalat yöntemleri, bu alanda kritik bir üretim teknolojisi olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan seçici lazer ergitme yöntemi ile üretilen Ti6Al4V ve CoCrWMo alaşımlarına, biyouyumluluğu ve yüzey performansını artırmaya yönelik olarak tek katmanlı Titanyum (Ti), Hidroksiapatit (HA) ve çift katmanlı (Ti/HA) biyomedikal kaplamalar uygulanmıştır. Kaplama işlemi, ekonomik ve pratik bir yöntem olan toz alev sprey tekniği ile gerçekleştirilmiştir. Uygulanan kaplamaların mikroyapıları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılarak analiz edilmiş; elementel bileşimler Enerji Dağıtıcı Spektroskopi (EDS) ile belirlenmiştir. Kaplamaların kristal yapılarındaki değişim ve faz analizleri X-Işını Kırınımı (XRD) yöntemiyle değerlendirilmiştir. Kaplama kalınlığı ve yüzey pürüzlülüğü ölçülmüş, çizik testi uygulanarak kaplama ile altlık arasındaki yapışma mukavemeti belirlenmiştir. Ayrıca biyomedikal uygulamalar açısından önemli olan in vitro aşınma ve korozyon testleri, vücut sıvısını simüle eden Laktatlı Ringer çözeltisi içerisinde gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda hem Ti6Al4V hem de CoCrWMo altlık malzemeler üzerinde tek katmanlı Ti, HA ve çift katmanlı Ti/HA kaplamalar başarıyla uygulanmıştır. Kaplama sonuçları incelendiğinde çift katmanlı Ti/HA kaplamalar tek katmanlı kaplamalara kıyasla daha yüksek yüzey pürüzlülüğü göstermiştir. Bu artış, hücre tutunabilirliği açısından olumlu bir özellik olarak değerlendirilmektedir. Çift katmanlı kaplamalarda Ti ara katmanı sayesinde HA kaplamanın yüzeye daha güçlü tutunduğu ve bunun da aşınma ile korozyon direncini olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. Mikroyapısal olarak da çift katmanlı kaplamalarda makro çatlak oluşumunun azaldığı ve kaplama bütünlüğünün daha stabil olduğu tespit edilmiştir.
Investigation of wake flow characteristics of a splitter plate with different porosity behind a vertical cylinder
Researcher studies on flow over bluff bodies for understanding wake flow physic and the cylinders are widely used for experiments due to their basic geometry and large number of technical applications like heat exchanger tubes, cooling systems for nuclear power plants, power transmission lines, chimney stacks, bridges, buildings, radio telescopes, power lines, offshore drilling rigs, underwater pipelines, marine cables etc. Submerged hydrodynamics is a general term used to describe the hydrodynamics of floating or stationary structures that cause flow separation. A continuous flow causes periodic vortex fluctuations around the sinking object. When the vortex fluctuates behind the object, the drag force on the object increases and periodic forces are generated perpendicular to the flow direction on the object. These periodic forces cause structural vibrations and acoustic noise or resonance. At the same time vortexes increases the mixing behind the flow and in this way, the heat transfer also increases. Learning to control the vortex fluctuations can reduce the noise level by increasing energy efficiency. In this study, it is aimed to examine passive flow behind the cylinder passively with different permeability separator plates, using particle imaged velocity measurement (PIV) technique. Experiments have been carried out at Cukurova University, Mechanical Engineering Department, Fluid Mechanics Laboratories. According to the results obtained, the effects of the permeability ratio β, the separator plate length, the distance between the plate cylinder and the separator plate cylinder axis, the effects on the vortex formation behind the cylinder and the turbulence statistics of the flow (Turbulence Kinetic Energy) have been revealed.
Buzdolabı kompresör yağlarına nano partikül ve yüzey aktif madde ilavesinin enerji verimliliğine ve soğutma performansına etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Soğutma sistemlerinde soğutucu ya da yağların içerisine, soğutma performansını arttırmak ve enerji tüketimini düşürmek amacıyla kullanılan nano partikül ilavelerinin boyutunun olabildiğince küçük olması gerektiği, aksi takdirde çökelme ve sistem içerisinde tıkanmalara sebebiyet verdiği bilinmektedir. Bu çalışmada laboratuvar ortamında aynı tip, aynı model ev tipi buzdolapları üzerinde uzun süreli deneyler yapılmıştır. Buzdolabı kompresörlerinin yağlarına aynı ve farklı tip oranlardaki nano partiküller (%0,05, %0,2, %0,5 oranlarında, 3 nm, 13 nm ve 18 nm boyutlarında) ve aynı zamanda yüzey aktif madde (%0,5 oranında) eklenmiştir. Buzdolaplarının enerji performansları 15 günlük testlerle, kompresör yağında hiçbir değişim yapılmamış eşdeğer bir buzdolabıyla kıyaslanarak, aynı anda 5 buzdolabının, watt, wh, kWh/24 enerji değerleri ve soğutucu, dondurucu, kondenser, kompresör, oda sıcaklık değerleri birebir aynı ortam şartlarında izlenmiştir. Sonuçlar tüm günlerin ortalamaları şeklinde verilmiştir. Süreç boyunca tüm dolaplar birebir aynı şartlarda test edilmiştir. İlk olarak 2,5 saatlik kısa süreli deney yapılmış, tüm dolaplarda %37,5'e varan enerji verimliliği sağlanmıştır. Sonra uzun süreli deneylere başlanmış ve sonuçlar değerlendirildiğinde Al2O3 %0,5 + tx 100 0,5 ml oranındaki denemenin 4 kere tekrar eden testlerin ilk 30 günlük bölümünde %5,55 enerji verimliliği elde etmiştir. Bu 30 günden sonraki testlerde negatife dönen bir gidişat gözlenmiştir. Bu bağlamda, özellikle bazı nano partiküllerin ilave edildiği buzdolaplarında başta yüksek enerji verimliliği görülürken, sürecin ilerlemesi ile enerji performanslarında azalmaların olduğu saptanmıştır. Bu azalmalara nano partiküllerin çökelmesi, sistem içerisindeki kılcal hatlarda oluşturduğu tıkanıklıkların sebebiyet verdiği öngörülmüştür. Gerekli süreklilik ve stabilizasyonların sağlanması ve nano partiküllerin, soğutma kapalı çevrimine yaptığı negatif etkilerinin araştırılıp çözülmesi halinde ciddi bir enerji tasarrufu sağlayacağı düşünülmektedir. Bu deney, nano partikül ilaveli kompresör yağlarının bir ay boyunca buzdolabının enerji verimliliğini arttırabildiğini göstermiş ancak çökelme sorununun önüne geçilemediği için mevcut durumda sürdürülebilir olmadığı gözlemlenmiştir.
Lityum iyon bataryalar için daldırma tipi termal yönetim sisteminin incelenmesi
Lityum iyon bataryalar, yüksek enerji yoğunluğu ve uzun ömür gibi avantajlarıyla elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan enerji depolama sistemleridir. Ancak yüksek ısı üretme potansiyelleri, kapasite kaybı ve ısıl sürüklenme gibi sorunlara yol açabildiğinden etkin bir termal yönetim sistemi gerektirmektedir. Bu tez çalışmasında 14 seri ve 2 paralel bağlantıdan oluşan toplam 28 hücreli zarf tipi lityum iyon batarya modülünün ve doğrudan sıvı teması esasına dayalı daldırma tipi batarya termal yönetim sisteminin ANSYS-Fluent programında üç boyutlu sayısal modeli oluşturulmuştur. Model kapsamında, batarya modülünün maksimum sıcaklığının sınırlandırılması ve hücreler arası sıcaklık dağılımının homojen tutulması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda hücreler arası mesafe, farklı kütlesel debiler ve akışkan giriş-çıkış portlarının konumları dikkate alınarak parametrik analizler gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada batarya hücreleri arasına termal arayüzey malzemesi yerleştirilerek yapılan analizlerde, debi artışına rağmen maksimum sıcaklık 313.15 K sınırının aşıldığı ve homojenliğin sağlanmadığı ortaya konulmuştur. Bu olumsuzluğun önüne geçmek amacıyla termal arayüzey malzemesi çıkarılmış ve batarya hücrelerinin yüzeylerinin dielektrik akışkan ile doğrudan temas ettiği yeni bir yapı geliştirilmiştir. Bu ikinci modelde yapılan analizler sonucunda ise 313.15 K sıcaklık değeri altına düşürülmüş olsa da maksimum ve minimum sıcaklık farkı ortalama 13 K civarında kalmıştır. Bu nedenle hem sıcaklık homojenliğini sağlamak hem de maksimum ve minimum sıcaklık farkını azaltmak için beş farklı giriş-çıkış port tasarımı geliştirilmiştir. Geliştirilen tasarımlar arasında, U tipi akışa sahip Tasarım 3'ün en etkili sıcaklık homojenliğini sağladığı bulunmuştur. Bu tasarımda sıcaklık farkı yaklaşık 9 K'ye kadar düşürülmüş, debinin 0.21 kg/s'ye çıkarılmasıyla birlikte fark 5 K'nin altına indirilmiştir. Elde edilen bulgular daldırma tipi sıvı soğutmalı sistemlerin yüksek güçlü batarya modüllerinde hem sıcaklık kontrolü hem de termal homojenliği sağlama açısından etkili bir yöntem olduğunu göstermektedir. Bu kapsamda, çalışma batarya termal yönetim sistemlerinin tasarımında dikkate alınması gereken temel geometrik ve akış parametrelerine yönelik veriler sunmaktadır.
1.2436, 1.2379 ve CPOH soğuk iş takım çeliklerinin su verme ve kriyojenik işlem sonrasında aşınma ve yorulma davranışlarının incelenmesi
Bu tez çalışmasında, yüksek karbon oranına sahip 1.2436, 1.2379 ve CPOH soğuk iş takım çeliklerine su verme ve sıfır altı (kriyojenik) işlem uygulanarak malzemelerin sertlik, aşınma ve yorulma davranışlarının incelenmesi amacıyla bir araştırma gerçekleştirilmiştir. Deneyler kapsamında ilk olarak test çubukları standartlara uygun olarak imal edilmiştir. Daha sonrasında su verme ardından temperleme ısıl işlem parametreleri belirlenmiş ve su verme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmada çeliklerin su verme işleminden sonra çeliklere kalıntı östeniti gidermek amacıyla -196°C'de sıfır altı (kriyojenik) işlem uygulanmıştır. Su verilmiş ardından temperlenmiş ve kriyojenik işlem uyulanmış parçaların yorulma davranışları, aşınma kayıpları ve sertlik değerleri karşılaştırılmıştır. Son olarak malzemelerin mikroyapı incelemeleri, SEM ve XRD analizleri eklenerek tez çalışmasının sonuçları yorumlanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda kriyojenik işlemin tüm çeliklerde sertlik ve aşınma dayanımını arttırıcı olumlu bir etki yaptığının ayrıca 1.2379 ve CPOH soğuk iş takım çeliklerinin yorulma dayanımlarını da arttırdığı sonucu elde edilmiştir. Fakat kriyojenik işlem 1.2436 soğuk iş takım çeliğinin yorulma dayanımını olumsuz etkilemiştir.
Doğalgaz bölge regülatörlerinde basınç düşümünden elde edilen enerjinin elektrik eldesi analizi ve verimliliğe etkisi
19 bar basınca sahip orta basınç çelik şebekeden 4 bar basınca sahip düşük basınç polietilen şebekeye geçerken doğalgaz bölge regülatörlerinde basınç düşümü işlemi gerçekleştirilir. Bu basınç düşümünden elde edilen enerjiyi gaz genleştirme türbini ile elektrik enerjisine dönüştürerek doğalgaz bölge regülatörlerinin scada, haberleşme, aydınlatma vb. işlemleri için gerekli olan elektrik ihtiyaçlarını sağlamak üzere tasarlanması planlanan bir projedir. Belirtilen basınç düşümü sırasında gerçekleşen kısılma olayında Joule-Thomson etkisinin de enerji eldesinin verimliliğine katkısı incelenecektir. Ayrıca, bu çalışmada; İzmir Doğalgaz Dağıtım Şebekesinde yer alan ve bölge regülatörü olarak adlandırılan basınç düşürme istasyonlarında turbo gaz genleştirici kullanılması durumunda, elektrik enerjisi üretim potansiyeli incelenecek ve teknik-ekonomik analizler yapılacaktır.
Seçici lazer ergitme ile üretilen kobalt bazlı alaşımlara elektroforetik biriktirme yöntemi ile hidroksiapatit kaplama işlemleri ve kaplamaların yüzey özelliklerinin incelenmesi
Biyomedikal uygulamalarda kişiye özel implant tasarımı ve üretimi, son yıllarda giderek artan bir öneme sahip olmuş; bu doğrultuda eklemeli imalat teknolojileri, özellikle karmaşık geometrilerin ve hasta spesifik yapıların elde edilmesinde kritik bir rol üstlenmiştir. Günümüzde ortopedik ve dental implantlarda yaygın olarak kullanılan metal esaslı malzemelerin biyouyumluluğunu ve yüzey özelliklerini iyileştirmek amacıyla çeşitli seramik kaplama yöntemleri geliştirilmektedir. Bu çalışmada, hidroksiapatit (HA) kaplamaların biyomalzeme performansı üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla, seçici lazer ergitme (SLM) yöntemiyle üretilmiş CoCrWMo alaşımı yüzeyler üzerine elektroforetik biriktirme (EPD) yöntemiyle HA kaplamalar uygulanmıştır. Kaplama öncesinde, yüzey pürüzlülüğünü artırmak ve kaplamanın yüzeye tutunma dayanımını iyileştirmek amacıyla 250–500 µm boyut aralığındaki cam tozu kullanılarak kumlama işlemi uygulanmıştır. Kaplama solüsyonu, 0,25 g HA tozunun 50 mL bütanol içerisinde karıştırılmasıyla hazırlanmıştır. Kaplama işlemleri, 200, 250 ve 300 V gerilim değerlerinde ve sabit 60 saniyelik biriktirme süresiyle gerçekleştirilmiştir. Kaplama sonrası yüzeylerin mikroyapı, elementel bileşim ve faz analizleri sırasıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS) ve X-ışını kırınımı (XRD) teknikleriyle incelenmiştir. Ayrıca kaplama kalınlıkları, yüzey pürüzlülük değerleri ve elektrokimyasal korozyon dirençleri değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda, tüm parametrelerde kaplamalar başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Elde edilen bulgulara göre, 300 V gerilim ve 60 saniye biriktirme süresiyle elde edilen kaplamalar; 25,15 µm kaplama kalınlığı, 1,56 µm yüzey pürüzlülüğü ve 1,83 Ca/P oranına sahip olup, 0,0000135 mm/yıl korozyon hızı ile en üstün yüzey performansını göstermiştir.
Kelebek vanaların performanslarının hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemiyle incelenmesi ve karşılaştırılması
Bu tez çalışmasında, farklı nominal çaplara (DN50, DN150 ve DN300) ve farklı açıklık açılarına (10°, 50° ve 90°) sahip kelebek vanaların akış karakteristikleri Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmada akışkan olarak temiz su kullanılmış, giriş hızları 1 m/s, 3 m/s ve 5 m/s olacak şekilde belirlenmiş ve çeşitli sınır koşulları tanımlanmıştır. Analizler Autodesk CFD yazılımı aracılığıyla gerçekleştirilmiş, çözüm doğruluğunu sağlamak için mesh bağımsızlık testi yapılmış ve elde edilen sonuçlar literatür verileriyle karşılaştırılarak model doğrulanmıştır. Sayısal modellemelerde türbülans modeli olarak k-ε (standart) modeli tercih edilmiştir. Bu modelin türbülanslı rejimlerdeki performansı incelenmiş, hız vektör dağılımları, basınç kayıpları ve türbülans kinetik enerjisi gibi temel parametreler üzerinden değerlendirmeler yapılmıştır. Bu sayede akış alanının davranışı detaylı biçimde ortaya konmuş ve türbülans modelinin uygunluğu gerekçelendirilmiştir. Elde edilen bulgular, tüm vana çaplarında Reynolds sayılarının 5×10⁴'ün üzerinde olduğunu ve akışın tamamen türbülanslı rejimde gerçekleştiğini göstermiştir. Aynı hız değerlerinde vana çapının artması Reynolds sayısını ve debi katsayısını (Kv) yükseltmiş, küçük açıklık açılarında ise basınç kaybı (ΔP) ve kayıp katsayısı (K) artış göstermiştir. DN150'nin akış kapasitesi DN50'ye kıyasla yaklaşık 9.12 kat daha yüksek elde edilmiştir; DN300'ün kapasitesi ise DN150'ye göre yaklaşık 4.28 kat daha yüksek edilmiştir. Küçük açıklıklarda ise basınç kaybı (ΔP) ve kayıp katsayısı (K) artmış, açıklık büyüdükçe azalmıştır. Analizlerden elde edilen ΔP, K ve Kv değerleri literatürde bildirilen aralıklarla uyumlu çıkmıştır. Bu sonuç, kullanılan modelin geçerli olduğunu ortaya koymuş ve farklı çap ile açıklık açılarına sahip vanaların akış karakteristiklerinin mühendislik uygulamalarında optimum tasarım ve enerji verimliliği açısından önemli katkılar sağlayacağını göstermiştir. Anahtar Kelimeler: kelebek vana, hesaplamalı akışkanlar dinamiği, türbülans modeli, k-ε, basınç kaybı
Elektromanyetik hibrit retort sistemi tasarımı ve imalatı
Günümüz dünyasında nüfus artışı ve yoğun iş temposu nedeniyle hazır gıdalara olan talep gitgide artış göstermektedir. Gıda ürünlerine herhangi bir işlem uygulanmadığı taktirde hızlı bir şekilde bozulmakta ve insan sağlığı açısından hassas olabilmektedir. Hazır paket gıdaların uzun raf ömrü sağlaması ve insan sağlığı açısından uzun vadede tüketilebilir olabilmesi için gerekli ısıl işlemden geçmeleri gerekmektedir. Gıdaların korunması amacıyla gerçekleştirilen ısıl işlemler retort teknolojisi ile gerçekleştirilmektedir. Günümüzde gıda endüstrisi alanında yaygın olarak kullanılan retort sistemleri genellikle katı yakıt gibi fosil kaynakların kullanıldığı yoğun enerji tüketen sistemlerdir. Retort sistemlerinin de yer aldığı gıda sektöründe üretim aşamaları esnasında yüksek oranda enerji tüketilmektedir. Bu nedenle retort sistemleri karbon emisyonu açısından önemli bir paya sahiptir. Tez çalışmasında geleneksel olarak kullanılan buhar veya sıcak su ile çalışan basınçlı retort sistemlerinde aracı akışkan olan suyun elde edilmesinde kullanılan fosil yakıt tüketimine alternatif olarak elektrikle çalışan, retort sistemi tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında Comsol ve ANSYS/Maxwell programlarında eş zamanlı olarak yürütülen matematiksel model geliştirme çalışmaları ve analizleri gerçekleştirilmiştir. Sistem içerisinde ve ürün içerisinde meydana gelen manyetik alan dağılımı ve sıcaklık dağılımı değerleri incelenmiştir. Matematiksel modellerde sistem içerisinde kullanılacak frekans, amper değeri, bobin geometrisi ve sistem boyutları farklı değerlerde denenmiş ve optimum sistem değerleri alınmıştır. Frekans değerleri 10, 25, 100 kHz değerlerinde karşılaştırılmış ve optimum frekans değeri 25 kHz olarak belirlenmiştir. Bobin geometrisi hem dairesel hem de dikdörtgensel olarak analizlerde test edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Modelleme çalışmalarından elde edilen sonuçlar birbirine yakın elde edilmiştir. Sistemde ısıl işlemin gerçekleştirileceği ürünleri içeren konserveler 1, 3 ve 4 adet olarak tasarlanmış ve sıcaklık dağılımları incelenmiştir. Dört adet konserve içeren tasarımda sıcaklık homojen bir şekilde dağılım göstermiş ve konserveler arasında ısı alışverişi gerçekleşmiş ve dengeli bir ısıtma sağlanmıştır. Sistem gövde malzemesi polimer FR4 için matematiksel modellemeler sonucunda farklı kalınlıklarda sisteme etkisi incelenmiş ve üretimi matematiksel model doğrulama çalışmaları kapsamında gerçekleştirilmiştir. Tez kapsamında elektrikle çalışma prensibine dayalı retort sistemi tasarımı tamamlanmış ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Sistem içerisinde yer alan konservelerin ısıl işlemi için ön deneme yapılmış ve hedef yüzey sıcaklığı olan 120 °C sıcaklık değerine ulaşılmıştır.
Tekstil fabrikasında enerji ve ekserji analizi
Bu çalışmada tape üretimi sürecinde tapeye gerekli uzama ve mukavemeti kazandırma işlemi olan tapeyi ısındırma işleminde kullanılan ekstrüder silindir ile bu silindirin ısıtılması için kullanılan kızgın yağın istenilen sıcaklığa ulaştırıldığı yanma odasının enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. İlaveten; sıcaklık, ısıl kapasite, değişik referans nokta sıcaklıkları gibi parametrelerin analiz sonuçları üzerindeki etkileri incelenmiş ve sonuçların sunumu gerçekleştirilmiştir. Böylece sistemin daha verimli hâle gelmesinin olasılığı ve yollarının sunulması gerçekleştirilmiştir.
Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin tel erozyonu ile kesme performansının araştırılması
Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin (YKBDD) aşınma direnci ve tokluklarının iyi olduğu bilinmektedir. Bu özelliklerinden dolayı geniş bir kullanım alanına sahiptirler. Yapısında bulunan krom karbürden dolayı mekanik mukavemetleri ve aşınma dirençleri diğer dökme demir ve düşük kromlu beyaz dökme demirlere göre üstünlük göstermektedir. Bu özelliklerin talaşlı imalat ile işlenebilirliğe bir dezavantaj olarak döndüğü söylenebilir. Talaşlı imalat süreçlerinde özellikle krom karbürün yapısında bulunmasından dolayı işlenebilirliği çok zordur. Tez çalışmasında özel olarak kalıplanan YKBDD numuneler sırasıyla yumuşatma, döküm(ısıl işlem görmemiş) ve sertleştirilmiş ısıl işlem süreçlerinden geçirilmiştir. Elde edilen numunelere tel elektro erozyon (wire electrical discharge machining (WEDM)) ile kesme işlemi uygulanmıştır. Yapılan işlemler neticesinde numunelerin sertlik, mikro yapı, SEM ve işleme sonrası yüzey pürüzlülüğü belirlenmiştir. Tel erozyonu ile yapılan işleme neticesinde ise işlem parametrelerine göre iş parçası işleme hızı (İİH), akım (I) ve yüzey pürüzlülük (Ra) değişimi üç farklı numune için gerçekleştirilmiştir. Yapılan değerlendirme neticesinde ham, yumuşak ve sert numuneler içerisinde işlem hızı en yüksek ham numune olarak belirlenmiştir. Voltaj-akım oranında ise sert numuneler en yüksek özdirence sahip numuneler olarak hesaplanmıştır. Yüzey pürüzlülük sonuçlarına göre ise sertlik ve özdirenç ilişkisinin birlikte değerlendirilmesi önerilmektedir. Yapılan ANOVA analiz sonucu değerlendirildiğinde en önemli işleme parametrelerinin malzeme (sert, yumuşak ve ham) ve vurum süresinin olduğu tespit edilmiştir. Tel hızı, su basıncı ve vurum bekleme süresinin katkısının ise çok az olduğu görülmüştür.
Gaz yakıtlı kombi cihazlarının matematiksel modellemesi
Teknolojinin ve hükümetlerin zorlu talepleri, su ısıtma sektörünü sürekli olarak şekillendirmektedir; bu da yeni yüksek verimli kombiler içeren geniş bir ürün portföyünün ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Bu çalışmada hem merkezi ısıtma hem de kullanım sıcak suyu ısıtması için kullanılan çift fonksiyonlu ısıtma cihazlarının matematiksel modellemesi hem kararlı durum (steady-state), hem de kararsız durum (transient) için yapılmıştır. Kararlı durum analizlerinde LMTD ve e-NTU teknikleri kullanılmış, farklı Nusselt sayısı korelasyonlarının modele olan etkileri araştırılmıştır. Kararsız durum analizlerinde ise sistemin ısı transferi davranışını modelleyen 5 farklı kısmi diferansiyel denklem sonlu farklar metoduyla ayrıklaştırılarak çözülmüş, sonuçlar MATLAB programı ile hazırlanan bir arayüz aracılığıyla izlenmiştir. Bu matematiksel model fiziksel kombi sisteminin iki farklı dijital ikizinin oluşturulmasını sağlamıştır. Ayrıca çalışmada modele Oransal İntegral Türevsel Denetleyici (Proportional Integrative Derivative, PID) ve Model Öngörülü Kontrol (Model Predictive Control, MPC) olmak üzere iki farklı kontrol algoritması entegre edilmiş, bu algoritmalar optimize edilerek performansları karşılaştırılmıştır. Geliştirilen matematiksel model deneysel olarak doğrulanmıştır. Doğrulama çalışması sonucunda toplam ısı transferi sapması kararlı durum için %1.64, kararsız durum için %0.7 olarak hesaplanmıştır.
Hidrofor rotor tasarım parametrelerinin pompa performansına etkilerinin araştırılması
Günümüzde enerji kaynaklarının hızla tükenmesi, çevresel sorunları ve sürdürülebilirlik kaygılarını beraberinde getirmektedir. Bu kapsamda, gündelik yaşantıda yaygın olarak kullanılan pompaların enerji tüketimleri dikkat çekmektedir. Pompalarda performansı doğrudan etkileyen en kritik bileşenlerden biri çark (rotor) yapısıdır. Bu tez çalışmasında, performans artırmak amacıyla hidrofor pompa için yeni çark tasarımları gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında, 5 ila 8 arasında değişen ana kanat sayısının ve ara kanat ilavesinin (ana kanat boyunun %25, %50 ve %75 oranlarında) pompa çarkının verimine etkileri incelenmiştir. Bu çerçevede, ilk olarak 15 yeni çark tasarımı sunulmuş olup, yeni çark tasarımları ve mevcut çark için pompanın en verimli çalışma noktasında tekil çark simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Ardından, en yüksek verim değerine sahip yeni tasarım çark ile mevcut çark, hidrofor pompaya ayrı ayrı entegre edilerek, pompa içindeki performansları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu karşılaştırmalı simülasyonlar, deneysel verilerle doğrulanmış bir nümerik model kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tekil çarklara ait nümerik simülasyonlar sonucunda, tüm tasarımlarda %75 ara kanat ilavesinin basma yüksekliği ve verimliliği iyileştirdiği görülmüştür. Ara kanat ilavesi ile en yüksek verimlilik değeri %95,43 ile 7 ana ve %75 ara kanatlı tasarımda elde edilmiştir. Bu yeni tasarım çarkın, mevcut çarka göre basma yüksekliğinde %18,15 ve verimde %1,38 artışa neden olduğu sonucuna varılmıştır. Pompa simülasyonlarında ise yeni tasarım çark basma yüksekliği açısından avantajlı sonuçlar sunarken verim değerinde mevcut çarka kıyasla düşüş gözlemlenmiştir. Bu durumun temel sebebinin çark-difüzör uyumu olduğu ve yeni çark tasarımlarının difüzör ile ele alınması gerektiği tespit edilmiştir.
İkincil alüminyumun A356 döküm prosesinde kullanım oranının mekanik ve metalurjik testler ile doğrulanarak belirlenmesi
Bu tez çalışmasında, ikincil (sekonder) alüminyumun döküm prosesinde farklı oranlarda kullanılması ile elde edilen ürünlerin mekanik (çekme dayanımı, uzama vb.) ve metalurjik (mikroyapı, makroyapı, faz analizi vb.) özelliklerine olan etkisinin araştırılması hedeflenmiştir. İkincil alüminyum külçe tedarikçileri, üretim esnasında kimyasal kompozisyonları kontrol altında tutsa da bu külçeler, içerdikleri kirlilik sebebiyle birincil alüminyum ile kullanıldığında üretim kalitesi üzerinde olumsuz bir etki oluşturabilir. Amaç, külçe tedarikçilerinden hazır olarak gelen ikincil alüminyumunun, üretim prosesinde birincil alüminyum ile hangi oranda birlikte kullanıldığında mekanik ve metalurjik olarak bir risk teşkil etmeyeceğini bilimsel olarak ortaya koymaktır. Ayrıca bu çalışma, yeşil enerji ve sürdürülebilirlik açısından oldukça önemli bir yere sahiptir. Özellikle ikincil alüminyum kullanımı, enerji tüketimini azaltması ve çevresel etkileri düşürmesi bakımından yeşil üretim yaklaşımının bir parçasıdır. Bu çalışmada birincil alüminyum alaşımı içerisine sırasıyla, ağırlıkça %10, %20 ve %30 oranlarında ikincil alüminyum alaşım ilavesi yapılarak elde edilen bulgularda, %30 ikincil alüminyum ilavesi yapılan denemelerin; Mg, Ti, Sr elementlerinin alt limitlere yaklaştığı görülmüştür. Fe ve Cu oranındaki artış ise malzemenin mekanik ve korozyon dayanımı açısından olumsuz yönde etkilenmesine yol açabileceği düşünülmektedir. %30 ikincil alüminyum ilavesi yapılan denemelerde malzemenin yüksek kirlilik seviyesine çıktığı, buna bağlı olarak akışkanlık testinde ve çekme testi sonucundaki % uzama değerlerinde görülen düşüş tüm bu bulguları doğrular nitelik taşımaktadır. A356 alaşımının döküm yöntemiyle üretim sürecinde kullanımında, %30 ikincil alüminyum ilavesinin, malzemenin mekanik ve metalurjik açıdan riskler taşıdığı ortaya koyulmuştur. Mekanik limit değerler, alçak basınçlı döküm yöntemiyle alüminyum jant üretimi tesisindeki ısıl işlem görmemiş kabul kararlarına göre değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Birincil alüminyum alaşımı, ikincil alüminyum alaşımı, sürdürülebilirlik, mikroyapı, A356
Lazer ve gazaltı kaynak yöntemiyle birleştirilmiş S355 parçaların mekanik ve mikroyapı özelliklerinin incelenmesi
Kaynaklı imalat, günümüz endüstriyel üretim süreçlerinde yaygın olarak kullanılan bir birleştirme yöntemidir. Bu çalışmada, kaynaklı imalat sektöründe sıklıkla tercih edilen Metal Aktif Gaz (MAG) kaynağı ve lazer kaynağı yöntemleri kullanılarak, S355 kalite yapı çeliği plakalarının mekanik ve mikroyapı özellikleri incelenmiştir. S355 yapı çeliği, yüksek mukavemeti ve iyi kaynaklanabilirliği sayesinde otomotiv, savunma, inşaat ve ağır sanayi gibi birçok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır. Deneysel çalışmada, her iki kaynak yöntemi için farklı parametreler uygulanarak çekme mukavemeti, çentik darbe dayanımı, mikrosertlik, korozyon direnci ve mikroyapı özellikleri değerlendirilmiştir. Kaynak bölgesinin mikro ve makro yapısal analizi gerçekleştirilmiş, kaynak dikişi ve ısıdan etkilenen bölgenin (ITAB) mikroyapı değişimleri detaylı olarak incelenmiştir. Ayrıca, kaynak sonrası oluşan distorsiyon değerleri lazer tarama yöntemi ile belirlenerek, her iki yöntemin boyutsal stabilite üzerindeki etkileri karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, lazer kaynağının daha düşük ısı girdisi sayesinde daha az distorsiyon oluşturduğunu, yüksek mekanik performans sergilediğini ve içyapı özelliklerinin daha homojen olduğunu göstermiştir. MAG yönteminin ise kalın kesitli malzemelerde daha fazla nüfuziyet sağladığı gözlemlenmiştir. Çalışma kapsamında yapılan optimizasyon çalışmaları ile her iki yöntemin etkinlikleri artırılmıştır.
Bozulabilir gıdaların taze depolanması ve korunması için ön soğutma ve nemlendirme koşullandırması: deneysel çalışma
Bozulabilir gıda ürünlerine yetiştirme ve hasat mevsimleri dışında ve ekimin zor olduğu bölgelerde talebin yüksek olması ve bozulabilir gıda ürünlerinin hasat, toplama veya kesim sonrasında muhafaza edilmesi ihtiyacı, depolama ve ön soğutma teknolojisi dahil muhafaza tekniklerine olan ihtiyacı artırmıştır. Ön soğutma, hasat, toplama veya kesimden sonra ve depolanmadan ve pazarlara taşınmadan önce, tarla veya kesim ısısını uzaklaştırmak için gıda ürünlerinin düşük sıcaklıklara soğutulmasını içeren soğutma işleminin ilk adımıdır. Bu çalışmada, geri dönüşüm için kullanılan ikinci bir kanala bağlanan (25-200) mikrometre kalınlığında alüminyum tabaka ile kaplanmış poliüretan malzemeden yapılmış dikdörtgen bir kanalda gerçekleştirilen ön soğutma işlemi sırasında ısı transferi deneysel olarak analiz edilmiştir. Sonuçlar, kapalı hava giriş ve çıkış kapılarıyla hava geri dönüşümünün, hava hızının arttırılmasının ve 4,8m/s yüksek hava akışı hızında nemlendirme kullanılmasının, sarı karpuzun boyutsuz sıcaklığını azaltırken, soğutma katsayısını ve ısı transfer katsayısını arttırdığını göstermiştir. Kırmızı lahana için hava hızı, hava geri dönüşümü ve nemlendirme, boyutsuz sıcaklık değişimi üzerinde benzer bir etkiye sahip olmuş, boyutsuz sıcaklıkta bir azalmaya ve soğutma katsayısı ile ısı transfer katsayısında bir artışa neden olmuş, ancak bu etki sarı karpuzdakinden daha az düzeyde olmuştur. Patlıcan için yüksek hava hızı ters etki yaparak boyutsuz sıcaklık oranını artırırken soğutma ve ısı transfer katsayılarını azaltmıştır. Çıkış kapısının açılması ve hava geri dönüşümüne güvenmemek, boyutsuz sıcaklıkta çok yavaş bir düşüşe neden olurken, hava giriş ve çıkış kapıları kapalıyken en yüksek hızda nemlendirmenin kullanılması, gıda ürünlerinin tazeliğini korurken önemli ölçüde dengeli bir sıcaklık düşüşü sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Süreç, ön soğutma, sebze, meyve, muhafaza, soğutma
Bir rüzgar elektrik üretim tesisinin enerji, ekserji ve ekonomik analizi
Bu çalışmada seçilen rüzgar santralinin 2022 – 2023 yıllarına ait işletme verileri değerlendirilerek enerji ve ekserji verimlilikleri hesaplanmıştır. Ayrıca sıcaklık, nem ve basınç gibi meteorolojik parametrelerin performans üzerindeki etkileri incelenmiştir ve sonuçlar sunulmuştur. Yapılan analizler santralin uzun dönemli performansına ışık tutmakta ve benzer sistemlerin gelecekteki tasarım ve işletme stratejilerine yol gösterici nitelik taşımaktadır.
Optimization of GMAW process parameters for improving mechanical properties of DP1000 steel joint
Euro-6 norms for reduction of CO2 emissions and ECE-R66-01 regulation for safer passenger transportation became legislative obligations for bus builders. These two adaptations increase the weight of a bus as nearly 600kg which also increases the fuel consumption nearly 1.5-3%. Dual phase (DP) steels can compensate these increases by decreasing the thickness of the components. Because, ferrite provides the steel with good formability and martensite increases the hardness and ultimate tensile strength (UTS) in DP steels. But, the literature reviews showed that increase in heat input of Gas Metal Arc Welding (GMAW) can decompose the martensite islands and increase the ferrite grain size. As a result, hardness and UTS of the welded joint can decrease critically. Thus, this study focused on the optimization of GMAW process parameters for improving mechanical properties of DP1000 steel joint. In this aim, visual and microstructural inspections, Vickers hardness measurements and tensile tests were applied. As a result of the tensile tests, 100% of welded DP1000 samples fractured in subcritical (SC) region. The minimum decrease in UTS was calculated as 21,85% and the maximum decrease in UTS was defined as 26,55%. Increase in heat input (HI) also increased the martensite tempering effect and decreased the hardness and UTS. Welding speed, wire feed rate and voltage had 30.41%, 26.58% and 18,30% weightiness respectively on UTS. As a result, the optimum butt welding parameter combination of 1.20mm DP1000 steel was defined as 17.5V arc voltage, 380mm/min welding speed and 2.2m/min WFR and 45A arc current to provide the highest mechanical properties.
Parametric design of a semi-trailer chassis
This study examines the application of parametric design of a semi-trailer chassis with the purpose of adding flexibility to the design process required by fast evolving transportation technology. Parametric design allows the design of parts that are similar but have different geometric measurements to be made in a short time and to pass the designs onto production quickly. Catia V5 design software was used for software development. In Catia V5, parametric design is done by using VBA because user defined forms can be utilized in code writing. The design environment is a structure in which we can control the whole semi-trailer chassis within the framework of the designer specified rules. In the system, the basic parameters that make up the chassis are entered by the user and the chassis is dimensioned and then the drawing, modelling, static and dynamic analysis of the chassis can be performed automatically in the software environment. This work allowed a standard design that meets certain criteria for design, allowing the revision to be faster and more functional compared to conventional design techniques.
Prediction of various engine-out parameters by use of artificial intelligence techniques
Since experimental studies on internal combustion engines are both time consuming and costly, various modelling techniques can be used to predict experimental results. Artificial intelligence techniques are prominent among other techniques. These techniques can tackle complex, non-linear problems. In this study, four different engine models were handled which intended to estimate various engine-out parameters. In Model 1, performance and emission parameters of a diesel engine operated with biodiesel-alcohol mixtures were estimated. In Model 2, performance and emission parameters of a diesel engine operated with diesel fuel with nanoparticle additives were estimated. In model 3, various operational parameters of a spark ignition engine operated with 95 RON gasoline fuel were estimated. In model 4, vibration characteristic of a diesel engine operated with different diesel-biodiesel blends with HHO gas addition into intake manifold were estimated. Regression analysis, artificial neural networks and adaptive neuro fuzzy inference system methods were used to make predictions. In was concluded that, regression analysis is not capable of predicting the parameters accurately. On the other hand, artificial neural networks and adaptive neuro fuzzy inference system made more accurate estimations.
Aerodynamics and statistical analyses of conventional and diffuser augmented wind turbines
In this study; the wind energy production status of the World, Europe, and Turkey were reviewed in comparison with the other renewable energy sources. More specifically, wind energy situation of the World and Turkey was also examined in detail. Firstly, wind power estimation and analysis of a considered region in Turkey were conducted by statistical techniques. Secondly, the evaluation of the power generation and the efficiency of a wind farm located in Turkey were performed. Assessments of the aerodynamics of running wind turbines and evaluations of their operational procedure in the active wind farms in Turkey were conducted in the third and fourth stages of the study. The following three distinct studies include modeling and estimation of parameters such as aerodynamic structure, power output, and the power coefficient, utilizing artificial neural network (ANN) and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS). On the other hand, the comparisons by means of power generations and aerodynamics of currently operating selected wind turbines were reported in the eighth part of the study. In the following two parts of the study, it was focused on examining the increase of wind power output originated from the wind speed enhancement as a result of the innovative casing system of wind turbines. The most effective casing types and their related designs found in the literature are also evaluated within this thesis. Finally, the increase of wind speed in some designed wind turbine casing structures and flow characteristics inside these casing structures were investigated in detail, utilizing numerical and experimental methods. Keywords: Aerodynamics of conventional bare wind turbines, analysis of wind power, design parameters of diffuser augmented wind turbines, wind energy
Alüminyum alaşımlarında sürtünme karıştırma kaynağının mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Alüminyum alaşımları, üretim teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte hafif ve yüksek mukavemetli olmaları sebebiyle imalat endüstrilerinde oldukça popüler hale gelmiştir. Alüminyum malzemelerin artan kullanım alanları nedeniyle farklı imalat yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biri de sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) işlemidir. Geleneksel kaynak yöntemi füzyon kaynağıdır, ancak füzyon kaynağı sonucu kaynak dikişlerinde düşük mukavemet değerleri görülmektedir. Füzyon kaynağı sırasında ergime sıcaklığına ulaşan alüminyum, ısıl işlemle kazandırılan mukavemetini kaybeder ve bu nedenle kaynak dikişi dayanımı azalır. Katı hal birleştirme kaynağı yöntemi olan SKK, mukavemeti korumak amacıyla geliştirilmiştir ve sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaynak işlemi, karıştırıcı takımın malzemeye temas etmesi sonucu ortaya çıkan ısının malzemeyi yumuşatması ve dönen pim sayesinde iki iş parçası malzemesinin birbirine karıştırılmasıyla gerçekleştirilir. Malzemenin ergime sıcaklığına çıkmaması sayesinde, kaynak dikiş mukavemet değerleri ana malzemelerin mukavemet değerlerini büyük ölçüde koruyabilir. Ancak, bu yöntemde kaynak mukavemetinin birçok parametreye göre değişmesi en büyük sorundur. Bu çalışmada, 2.5 mm kalınlığındaki 5754-H111 ve 2024-T3 alüminyum alaşımlarının farklı kaynak parametreleri ile sürtünme karıştırma kaynağı yöntemi kullanılarak birleştirilmesi incelenmiştir. Kaynak edilen parçalar lazer tezgahında kesilerek çekme ve eğme numuneleri hazırlanmıştır. Farklı kaynak parametrelerinin mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Aynı tür ve farklı türdeki iki alaşım başarılı bir şekilde kaynatılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda kaynak parametrelerinin oldukça önemli olduğu ve detaylı olarak belirlenmesi gerektiği tespit edilmiştir. Fakat elde edilen mekanik değerler ana malzemelerin mekanik değerlerinin oldukça altındadır. Verimlilik istenilen seviyenin altında kalmıştır.
Development of a robotic system with hybrid locomotion for both indoor and outdoor fire detection operations
In this thesis; a robotic system with ladder & obstacle climbing and fire detection capabilities was developed. The robotic system was designed and produced as adaptable for both indoor and outdoor applications. An adaptive three wheel legged locomotion system to provide the obstacle climbing and straight motions was developed. The mathematical models were derived for the hybrid locomotion system. "Direction Based Angle Calculation" approach was proposed and the required experimental tests were applied to check the performance of the robotic system with the developed algorithm. A motion decision algorithm to classify the obstacles as ladder, negligible or negotiable according to the height and shape of the obstacle was structured. "Fire Search and Find" and "Fire Detection" algorithms were constructed to find the fire candidates and to determine the probabilities. Several experimental tests were applied to the mechanicals systems and algorithms of the ladder climbing fire detection robot (Performance tests of motion and transmission systems, local path planning and obstacle avoidance, motion mode decision, fire detection). The obtained test results showed that the transmission and motion systems are capable for both ladder climbing and linear motions. The direction based angle calculation approach is suitable and satisfactory for local path planning and obstacle avoidance applications. The developed fire detection algorithm using the Faster R-CNN deep learning model also determines the probability of a fire source with the accuracy of 93%. Key Words: Obstacle Avoidance, Faster R-CNN Deep Learning Model, Hybrid Locomotion, Local Path Planning, Fire Detection Robot, Fire Search and Find
Material optimization for ladder climbing robot
In this thesis, a robotic system that is capable of obstacle and ladder climbing was designed with utilization of analytical calculations and numerical analysis. Designed robotic system is suitable to work in both domestic and industrial environment. With this purpose, hybrid transitional locomotion mechanism that consists of three wheels and legs was developed. In analytical calculations, robotic system that some structural elements' (coupling, shafts) materials were defined as S235 and other structural elements materials as PLA was modelled to calculate power, acceleration and torque requirement. Same material configuration were modelled to obtain similar outputs and applied to numerical analysis software ANSYS Rigid Body Dynamics. That comparison process between analytical and numerical solutions was used as verification of models. Numerical analysis was applied for chassis of the robot with S235, Al6061, PLA and ABS materials. Obtained results were used to analyze critical components of robot such as inner shaft, main shaft and outer gear to investigate of strength of materials. According to the obtained results from computations & analyses and energy efficiency, it was observed that it was the most suitable and optimum to manufacture the chassis of the robotic system using PLA material. It was also found that the developed system was required 67.5 Watt power in the operation. Key Words: Analytical Calculations, Design Optimization Basis on Strength and Efficiency, Ladder Climbing Robot, Material Selection, Numerical Analysis.
Power consumption reduction studies and analysis for centrifugal separator
The factors affecting the power consumption of centrifugal separators can be grouped under four main headings. These are air friction on the outer surface of bowl group, mechanical losses due to friction on moving parts, electrical losses and flow losses. The parameters affecting the power consumption are examined in detail under these headings. It has been found that 32% of the total power consumption is spent to overcome the air friction on the outer surface of bowl group, 9% to mechanical losses, 10% to electrical losses and 49% to accelerate the flow and constitutes the biggest consumption among the other power components. The main factor for reducing power consumption due to angular momentum without reducing separation efficiency is the focus on centripetal pump design. With the optimized centripetal pump, the power consumption per cubic meter has been reduced to 0.99 kWh m-3 and 12% reduction in total power consumption was achieved. Key Words: Centrifugal separator, power consumption, centripetal pump
Yaprak yaylarda yorulma analizi
Bu çalışma, yaprak yayların bir diğer ismiyle makas yaylarının bilgisayar ortamında SolidWorks 2018 programından yardım alarak tasarlanıp ardından yine bilgisayar ortamında Ansys Workbench 18.1 programından yardım alarak yaprak yayların analizlerinin yapılması amaçlanmıştır. Yapmış olduğumuz bu çalışmada gerçekte üretilmiş (Tip – 1) olan parabolik yaprak yay numunesini bilgisayar ortamında tasarlayıp ardından sonlu elemanlar analizi yaparak gerekli incelemeler yapılmıştır daha sonra aradaki farkı daha net görebilmek amacıyla numunenin teknik ölçülerini değiştirilmiş versiyonuyla (Tip – 2)'de yapılmıştır. Yapılan incelemeler de alt başlıklar halinde yazılmıştır. Bu çalışmanın temel amacı kısa bir süre zarfında yaprak yayın hem tasarımını yapmak hem de üretilen yaprak yayların fiziki testlere ihtiyaç duymamıza gerek kalmadan seri üretime başlayabilmektir.
Theoretical and experimental investigation of potable water production from atmospheric air with an alternative device design with solar tracking system
This study was conducted to investigate clean water generation from atmospheric air theoretically and experimentally in the climatic conditions of Kirkuk City, Iraq. Blue Silica gel and a composite material were used as desiccant materials, and a single-slope apparatus composed of two identical sections isolated from each other, having dimensions of 56 x 68 x 82.5 cm3 for each, was employed. An acrylic sheet was used as a condensation surface, and an internal reflector was used to increase the desiccant temperature. Also, a solar tracking system was used to track the sunlight throughout the day, and a DC motor was employed to rotate the device with the sun's movement. The procedure involves humidity adsorption during the night and humidity desorption and vapour condensation to produce water droplets during the day. The results of the regeneration process were predicted theoretically using the fourth-order Rung-Kutta method in the MATLAB program, and the cost of water production was calculated using a cost analysis. The experiments were done for five months, and a comparison was made among the results of the months for both desiccants, between the results of Silica gel and the composite material, and between the theoretical and experimental results of Silica gel. The results showed that the theoretical accumulated productivity was notably higher than the collected one, the productivity of Silica gel was higher than the composite material, and the yearly cost of producing water was 2.54 $/L. Also, the highest productivity was found to be 160 g/m2 and 83 g/m2, with a system thermal efficiency of 19 % and 10 % for Silica gel and composite material, respectively.