533
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
HCCI (homojen şarjlı sıkıştırma ile ateşlemeli) bir motorda yanma analizi
İçten Yanmalı Motorlarda tasarım ve ürün geliştirmek amacı ile yapılan deneysel çalışmalar hem çok yüksek maliyetlere ulaşmakta, hem de çok zaman almaktadır. Bu çalışmada içten yanmalı motorların modellenmesinde kullanılan açık kaynak kodlu, çok boyutlu sayısal modelleme araçları açıklanmıştır. Farklı programlama dillerinde yazılmış, farklı sayısal modeller/yaklaşımlar içeren KIVA4 ve OpenFOAM kod sistemleri karşılaştırılmıştır.Caterpillar marka 3401E motor için ilk olarak çok boyutlu model kullanılmıştır. CFD koduyla elde edilen verilerin başlangıç değer olarak kullanıldığı tek bölgeli sayısal modelde yanma sürecinin modellemesi 29 bileşen ve 52 reaksiyon içeren n-heptan (RON0) mekanizmasının kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Yanma aşamaları incelendikten sonra farklı eşdeğerlilik oranlarındaki (0,01-0,5) çalışma sonucunda silindir içi sıcaklık ve emisyon değerine göre 0,3 eşdeğerlilik oranı optimum değer olarak tespit edilmiştir. 0,3 eşdeğerlilik oranında farklı EGR oranlarının (%0-%35) yanma sürecine etkisi incelenmiştir. EGR oranındaki artışa bağlı olarak yanma reaksiyonlarının süresinin uzadığı, silindir içi basınç ve sıcaklık değerlerinin azaldığı tespit edilmiş dolayısıyla sıcaklığa bağlı NOx emisyonlarının azaltılmasında olumlu bir etki elde edileceği sonucuna varılmıştır.RON0, RON20, RON40 ve RON60 yakıtlarıyla elde edilmiş olan modelleme ve deneysel verilerle karşılaştırma yapılmıştır. Deneyler, 2200 1/min motor hızında, beş farklı yükte (4, 8, 12, 16 ve 20 Nm) yapılmıştır. Ana referans yakıtlarının (PRF) yanma sürecinin modellenmesi için 6 farklı reaksiyon mekanizması kullanılmıştır. Motor modelleme yöntemlerinden tek bölgeli ve CFD modelleri kullanılmıştır. Tek bölgeli modelleme aracı olarak Chemkin yazılımı, 3 boyutlu geometrinin kullanıldığı CFD modelleme aracı olarak OpenFOAM kodları kullanılmıştır. Ayrıca farklı çalışma parametrelerinin homojen şarjlı sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) bir motordaki yanma sürecine etkileri nümerik modeller yardımıyla incelenmiştir.
AISI 6150 çeliğinin tornada işlenebilirliğinin incelenmesi
Bu çalışmada, 311 HB sertliğindeki AISI 6150 ıslah çeliği 38 mm çapında ve 220 mm boyunda hazırlanan deney numuneleri CNC torna tezgahında boyuna tornalama süreci esnasında farklı parametrelerin esas kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve talaş şekline etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda; deney numuneleri CVD yöntemi ile Ti (C,N) + Al2O3 + TiN kaplanmış kaplamalı karbür, kaplamasız karbür, PVD yöntemi Ti (C,N) kaplanmış kaplamalı sermet ve kaplamasız sermet olmak üzere dört farklı kesici takımla işlenmiştir. Deneyler karbür takımlar ve sermet takımlar için beş farklı kesme hızı değerlerinde yapılmıştır. Karbür takımlarda kullanılan kesme hızı değerleri 150, 200, 250, 300 ve 350 m/dak, sermet takımlarda kullanılan kesme hızı değerleri 150, 175, 200, 225 ve 250 m/dak'dır. Diğer işleme parametreleri bütün kesici takımlar için aynıdır. Bunlar üç farklı ilerleme hızı (0,12 ? 0,16 ? 0,20 mm/dev), üç farklı talaş derinliği (0,5 ? 1 ? 1,5 mm) ve üç farklı kesici takım uç yarıçapı (0,4 ? 0,8 ? 1,2 mm) dır. Bütün deneyler yeni bir kesici takımla, soğutma sıvısı kullanılmadan kuru şartlarda ve her deneyde iş parçası üzerinden 3500 mm3 talaş kaldırılarak yapılmıştır. Deneyler tam faktöryel tertibine göre yapılmış, sonuçlar OriginPro 8.5 programında çizilen grafikler ile yorumlanmıştır. Ayrıca deneysel çalışmalar sonlandıktan sonra kesici takımlarda meydana gelen aşınmalar takım mikroskobu ile incelenerek aşınmalar yorumlanmıştır. Deney sonuçlarına göre, sadece kaplamasız karbür takımda kırılma meydana gelmiştir. Bütün işleme parametreleri yüzey pürüzlülüğünü, esas kesme kuvvetini, takım aşınmasını ve talaş şeklini etkilemektedir. Yüzey pürüzlülüğüne en etkili parametre ilerleme hızıdır, esas kesme kuvvetinde en etkili parametre talaş derinliği, takım aşınmasına en etkili parametre kesici takım malzemesi, talaş şekillerinin oluşmasında en etkili parametre ise ilerleme hızıdır. Deneyler sonunda en iyi ortalama yüzey pürüzlülük (Ra) 0,298 µm, en düşük esas kesme kuvveti (Fc) ise 200,59 N olarak elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: AISI 6150, Tornalama, İşlenebilirlik, Yüzey Pürüzlülüğü, Esas Kesme Kuvveti, Kesici Takım Aşınması, Talaş Şekli
Kaplamasız, PVD tekniği ile TiN ve CrN kaplanmış dın 1.2550 soğuk iş takım çeliğinin aşınma davranışlarının deneysel incelenmesi
Bu çalışmada, bir çok endüstriyel uygulamada hızla gelişmekte olan PVD (Fiziksel Buhar Biriktirme) kaplama prosesinin tanıtımı ile kalıp sektöründe kullanılan DIN 1.2550 soğuk iş takım çeliğinin kaplamasız, PVD tekniği ile TiN ve CrN kaplamalı olanlarıyla karşılaştırılıp, aşınma davranışları incelenmiştir.Deney numuneleri Ø6x40 mm ebatlarında özdeş olarak hazırlanmıştır. Hazırlanan deney numuneleri ısıl işleme tabi tutulduktan sonra, PVD yöntemiyle TiN ve CrN kaplama işlemi uygulanmıştır. Aşınma testleri pin?on?disk tipi cihazda 2,7 m/s kayma hızında, 10, 20 ve 30 N yükler altında ve 8 m kayma mesafesinde gerçekleştirilmiştir. Deneylerde aşındırıcı olarak 400, 800 ve 1200 Mesh SiC zımpara kullanılmıştır. Numunelerin mikro sertlik gibi mekanik özellikleri ile SEM ve EDS gibi metalografik incelemeleri yapılmıştır.
Kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlemin ti-6Al-4V alaşımının delinebilirliği üzerindeki etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, Ti-6Al-4V titanyum alaşımının delinmesinde kesme parametreleri, kesme şartları ve kesici takımlara uygulanan işlemlerin; kesme kuvvetleri, moment, yüzey pürüzlülüğü, delik çapı, dairesellik ve silindiriklikten sapma ile takım aşınması ve takım ömrü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kesici takım olarak kaplamasız ve TiAlN/TiN kaplı M42 HSS ile tungsten karbür matkaplar kullanılmıştır. Her iki kesici takım malzemesinde de kaplamasız takımların bir kısmına -145 oC'de 24 saat bekletmek suretiyle kriyojenik işlem diğer bir kısmına ise kriyojenik işlem ardına 200 oC'de iki saat bekletmek suretiyle temperleme işlemi uygulanmıştır. Dolayısıyla her kesici takım malzemesinden kaplamasız, TiAlN/TiN kaplı, kriyojenik işlem uygulanmış (Kİ) ve kriyojenik işlem ardına temperleme işlemi uygulanmış (KİT) olmak üzere dört farklı takım test edilmiştir. Delme deneylerinde kesme parametreleri olarak HSS ve tungsten karbür takımlar için ayrı ayrı belirlenen dört farklı kesme hızı ve üç farklı ilerleme hızı kullanılmıştır. 5 mm çapında matkaplarla kuru ve ıslak kesme şartları altında CNC dik işleme merkezinde 15 mm derinliğinde boydan boya delikler delinmiştir. Ayrıca kriyojenik işlem ve kriyojenik işlem ardına uygulanan temperleme işleminin işlemsiz takımlara göre mikroyapıda meydana getirdiği değişimleri belirlemek amacıyla SEM analizleri yapılmıştır.Mikroyapı incelemeleri, HSS takımlara uygulanan kriyojenik işlemin, karbür boyutlarını küçülterek homojen karbür dağılımı sağladığını ve geleneksel ısıl işlem sonrası yapıdaki kalıntı östeniti martensite dönüştürdüğünü göstermiştir. Ayrıca kriyojenik işlem sonrası yapılan temperleme işlemi ile küçük ikincil karbürlerin yoğunluğunun arttığı görülmüştür. Tungsten karbür takımlarda ise kriyojenik işlem ve temperleme işlemi eta karbürlerinin yoğunluğunu artırmıştır. Mikroyapıdaki bu değişimler kesici takımların sertlik ve aşınma direncinin artmasında önemli bir rol oynamıştır.Delme deneyleri sonucunda, soğutma sıvısı kullanımının kesme kuvvetleri ve moment dışındaki tüm deney çıktıları üzerinde olumlu etkilere sahip olduğu görülmüştür. Özellikle her iki kesici takım malzemesinde de takım ömründe önemli artışlar sağlamıştır. Hem HSS hemde tungsten karbür takımlar için delik kalitesi ve takım ömrü açısından en iyi sonuçlar TiAlN/TiN kaplı takımlardan alınmıştır. Kriyojenik işlem ve kriyojenik işlem ardına yapılan temperleme işleminin HSS ve tungsten karbür takımların işleme performansını arttırmada önemli etkilere sahip olduğu görülmüştür. Islak kesme şartlarında KİT HSS ve tungsten karbür takımlar işlemsiz takımlara göre takım ömründe sırasıyla %87 ve %83 ömür artışı sağlamıştır. İşleme çıktıları üzerindeki etkileri göz önüne alındığında kriyojenik işlemin HSS takımlar üzerindeki etkisinin karbür takımlara göre daha fazla olduğu görülmüştür.
Ofset baskı tekniğinde baskı operatörlerinin kalite verimliliğine etkisinin değerlendirilmesi
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte matbaa sektöründe de birçok gelişmeler ile birlikte daha seri ve uygun fiyatlı baskılar gerçekleştirilebilir hale gelmiştir. Teknoloji ve basım sektörü hızla gelişirken sektör çalışanlarının kalite, kalite kontrol cihazları ve kalite standartları hakkındaki bilgi ve beceri eksikliğinden baskılar da kalite konusunda sıkıntılar yaşanmaktadır. Kaliteli bir baskı için standartlar belirlendiği halde ülkemizde baskı operatörleri baskı renklerinin canlı ve göze hoş gelmesini kaliteli olarak değerlendirmektedir. Kaliteli bir baskıda aranan şartlar ISO 12647:2' de belirlenmiştir. Bu çalışmada; ofset baskı operatörlerine eğitim verilmeden ve eğitim verildikten sonra olmak üzere iki ayrı baskı yaptırılmıştır. İlk baskılarda kaliteli bir baskı için gerekli fiziki şartlar ve uygun malzeme sağlandığı halde ISO standartları yakalanamamıştır. İkinci baskı denemesi, operatörlere ortam koşulları, malzeme uygunluğu, kalite kontrol cihazlarının kullanımı ve ISO standartları gibi konularda eğitim verildikten sonra yapılmıştır. Eğitim öncesi ve sonrası seçilen numunelerden elde edilen veriler ?t? testi ile değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonucunda, uygun fiziki şartların sağlanması ile birlikte malzeme bilgisinin, kalite kontrol cihazlarının kullanımının ve ISO standartlarının operatör tarafından bilinmesi ile normlara uygun baskılara ulaşılabileceği tespit edilmiştir. Bu çalışma kaliteli bir baskı için baskı operatörlerinin konu hakkında eğitilmeleri gerekliliğini ortaya koymuştur.
Bir DI dizel motorda etanol ön karışımlı kısmi-HCCI uygulamasının yanma ve emisyonlar üzerine etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada, tek silindirli, bir DI dizel motorda kısmi ön karışımlı yakıt dolgusunun yanma ve egzoz emisyon karakteristikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Düşük basınçlı bir port tipi yakıt enjeksiyon sistemi ile ön karışım odasına yakıt püskürtülmüştür. Ön karışımlı yakıt olarak, tek aşamalı tutuşma karakteristiğine ve yüksek oktan sayısı ile düşük kaynama noktasına sahip olduğu için etanol kullanılmıştır. Homojen dolgu emme stroğu boyunca oluşturulmakta ve pilot dizel yakıt enjeksiyonu ile ÜÖN'dan önce tutuşturulmaktadır. Bu kombine yanma şekli, ön karışımlı HCCI ile konvansiyonel DI dizel yanması arasında ortak özelliklere sahip olmakta ve HCCI-DI veya kısmi-HCCI olarak tanımlanabilmektedir. Deneyler, farklı dolgu giriş sıcaklıkları (20 ve 40 °C) ve EGR oranları (%0-30) altında, farklı ön karışımlı yakıt oranlarında 2200 1/min motor hızında ve dört farklı yükte (4, 8, 12 ve 16 Nm) yapılmıştır. Deneylerde, yüksek yüklerde duyulabilir vuruntu başlangıcına kadar, düşük yüklerde ise düzensiz çalışma limitine ya da tekleme oluşana kadar ön karışımlı yakıt oranı arttırılmıştır. Yapılan ön testlerde, kısmi yüklerde ön karışımlı yakıt oranının %90'a kadar çıkarılabildiği görülmüştür. Ön karışımlı yakıt dolgusunun artışı ile yanma başlangıcında dikkate değer derecede gecikme meydana gelirken, ön karışımlı yanma aşamasında ısı yayılım oranı giderek artış göstermekte ve difüzyon aşamasında azalmaktadır. Dolayısıyla, maksimum ısı yayılım oranı, maksimum silindir basıncı ve maksimum silindir basınç artış oranı artmakta ve böylece vuruntu eğilimi de artmaktadır. Yanma süresi kısalmakta ve ısı yayılımı orta noktası ÜÖN'ya yaklaşmaktadır. Tam yükte vuruntu oluşumu sonucunda, ön karışımlı yakıt oranı %30 ile sınırlandırılmıştır. Tam yükte meydana gelen hızlı ısı yayılım oranı, EGR ilavesi ile kontrol altına alınabilmiş ve motorun çalışma limitleri %50 ön karışım oranına kadar genişletilmiştir. Orta ve kısmi yüklerde, belli bir değerin üzerindeki ön karışımlı yakıt oranlarında, yanmadaki gecikme sonucu oluşan faz farkının etkileri üstün gelerek ısı yayılımı orta noktasında gecikme meydana gelmiştir. Böylece, indike özgül yakıt tüketimi artış göstermiş ve indike termik verim kötüleşmiştir. Düşük yüklerde, ön karışımlı yakıt oranının yanma karakteristiği üzerine etkileri ılımlı ölçüde gerçekleşmiştir. Giriş sıcaklığının arttırılması ile yanma başlangıcında meydana gelen gecikmenin etkileri azaltılmıştır. Özellikle orta ve kısmi yüklerde, maksimum ısı yayılımı oranının krank açı konumu yaklaşık olarak aynı kalarak, ısı yayılımı orta noktası ÜÖN'ya yaklaşmıştır. Kısmi yüklerde NOx ile duman emisyonlarında %26 ve %87 oranlarında eş zamanlı azalma görülmüştür. Fakat ön karışımlı yakıt oranının artışı ile tam yükte NOx emisyonlarında artış gerçekleşmiştir. Ön karışımlı yakıt ile EGR'nin birlikte uygulanması sonucu bu artış eğilimi önlenmiştir. Tam yükte ve %50 ön karışımlı yakıt oranında, %30 EGR oranı ile NOx ve duman emisyonlarında %62 ve %82 oranlarında iyileşme sağlanabilmiştir. Kısmi yüklerde EGR uygulaması ile bu eş zamanlı iyileşmeler %81 ve %64 oranlarında gerçekleşmiştir. Diğer yandan, giriş sıcaklığı arttırıldığında NOx emisyonları kötüleşmiştir. Genel olarak, ön karışımlı yakıt oranı ve EGR oranının artışı ile CO ve HC emisyonları artış gösterirken, dolgunun ön ısıtılması durumunda azalma meydana gelmiştir.
Çam fıstığı kozalağı kurutma sistemi tasarımı ve imalatı
Ülkemizde büyük potansiyele sahip tarım ürünlerinden çam fıstığının işlenmesinde çok büyük problemler görülmektedir. Bu problemlerin en önemlisi çam fıstığının kozalaklardan ayrılmasında yaşanan zaman veya haşlanmasıyla ürün kalitesindeki kayıplardır. Bu tez çalışmasında endüstriyel amaçlı çam fıstığının ısı pompası ve güneş enerji destekli bir kurutucuda kurutulması ve çam fıstığının kozalaklardan ayrılmasını sağlayacak sistem tasarımı ve imalatı yapılarak deneysel olarak enerji analizinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çam fıstığının son nem miktarına kadar kurutma işlemi gerçekleştirilerek renk, koku, tat ve aroması istenilen şartlarda olacaktır. Doğal kurutmadan hiçbir farkı olmadan, endüstriyel ölçekte yaz-kış şartlarında işlenmeye devam edilecek ve ekonomiye büyük katkı sağlayacaktır.Klasik kurutma sistemlerinde kurutulan ürün üzerinden geçirilen havanın nemi artmakta ve bu sıcak ve nemli hava sistemden dışarı atılmaktadır. Bu işlem kurutma uygulamalarında enerji kayıplarına yol açmaktadır. Bu tez çalışmasında, güneş enerjisi ve ısı pompası sistemi kullanılacak ve gerektiğinde de sistem havasının soğuk yüzeyde nemi alınacaktır. Aynı zamanda güneş enerji ve ısı pompası destekli kurutucuda performansa etki eden parametreler deneysel olarak belirlenecektir. Böylece sistem optimum şartlarda çalışacak buda enerji giderlerini azaltacak ve büyük enerji tasarrufu sağlanacaktır. Kurutulacak ürünün özellikleri dikkate alınarak bilgisayar yardımıyla sıcaklık, nem ve hava hızı kontrolü de yapılarak ürün standartlara uygun şekilde teknik kurutma yöntemiyle kaliteli olarak kurutularak çam kozalaklarının açılması sağlanmıştır. Bu maksatla 24 saat çalışma esasına dayalı kurutucu ve çam fıstığını işleyecek bir sistem tasarlanmış ve uygulanmıştır.Çam fıstığı teknik metotlarla kurutulamadığından bazı kalite bozulmaları söz konusu olmakta bu da ürün kalitesini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu araştırma kapsamında yapılacak olan bilgisayar kontrollü güneş enerjisi ve ısı pompası destekli kurutucuda teknik kurutma yöntemi ile; enerji tasarrufu ve yatırım maliyetlerinin düşürülmesi ve kurutulan ürünün de yüksek kalitede olması sağlanmıştır.
HK33E / G3 piyade tüfeği silah kurma mekanizmalarında aşınan parçaların çalışma performanslarının artırılması
Bu çalışmada MKE Kırıkkale tesislerinde üretilen HK33E piyade tüfeklerinde aşınan bazı parçaların kaplamasız ve AlTiN / CrN ince film ile kaplı olarak kullanılması sonucunda, aşınma performanslarında meydana gelen değişimlerin belirlenmesi amaçlanmıştır.Aşınarak silahların çalışma düzenini bozan, tutukluk yapmasına neden olan ve sıkça değiştirilen kurma kolu ve kovanın atılmasına neden olan tırnak malzemesine (16MnCr5 (AISI 5115) ve 32NiCrMo145 (UK Standardı 830M31)) Ark PVD (Physical Vapour Deposition) yöntemiyle Alüminyum Titanyum Nitrür (AlTiN) ve Krom Nitrür (CrN) kaplanmıştır. ASTM standartlarına göre aşınma deneyleri (model testi) ve ayrıca bileşen testi yapılmış, aşınma deneylerinin planlanması ve elde edilen sonuçların aşınma performansına etkisinin değerlendirilmesi Taguchi deney tasarım tekniği ile yapılmıştır. Deneylerde taban malzeme, kayma hızı, kayma mesafesi, yük, yüzey durumu ve çalışma ortamı değişken parametreler olarak kullanılmıştır.AlTiN ve CrN kaplanmış deney numuneleri üzerinde, kaplama kalınlığı, yüzey pürüzlülüğü, sertlik ve taban malzemeye olan yapışma kabiliyetlerinin belirlenmesi için çeşitli karakterizasyon deneyleri yapılmıştır.Aşınma deneyleri düz yüzey üzerinde bilye (ball on plate) deney düzeneğinde gerçekleştirilmiş, kaplamalı numunelerde ölçülebilir düzeyde aşınma elde edilemediğinden ASTM G133 standartlarına uygun olarak karşı malzemedeki hacimsel kayıp aşınma kriteri olarak seçilmiştir. Bileşen testleri, orijinal silah parçalarının (kurma kolu ve tırnak) çalışma ortamı benzetilerek (simülasyon) gerçekleştirilmiş, numunelerdeki ağırlık kaybı ve profil ölçülerindeki değişim kriter olarak alınmıştır.Laboratuar ve Performans (bileşen) testleri sonucunda AlTiN ve CrN kaplamalı numunelerde aşınma ömrünün 2-5 kat arttığı, aşınmaya karşı en iyi performansın AlTiN kaplı numunelerde gerçekleştiği görülmüştür. Elde edilen sonuçların literatüre uygun olduğu değerlendirilmiştir.Anahtar Kelimeler : PVD, Silah, Yüzey Kaplamaları, Triboloji
Traktörler için kanca tipi 3 noktadan pratik bağlanabilir askı düzeneği tasarımı ve imalatı
Bu çalışmanın amacı, tarımsal mekanizasyonda önemli bir yere sahip traktörlerin arkasına takılan ekipmanların, montaj sürecini kolaylaştırarak hızlandıran, daha uzun ömürlü ve daha ekonomik ?kanca tipi 3 noktadan pratik bağlanabilir askı düzeneği? tasarlayarak geliştirmek ve prototip üretimini gerçekleştirmektir. Bu amaçla, öncelikle ulusal ve uluslararası kullanımdaki askı düzenekleri incelenmiş ve konuyla ilgili patent araştırmaları da yapılarak mevcut durum belirlenmiştir. Tasarım ve ürün geliştirme süreci; tasarım, prototip üretim ve doğrulama (test) olmak üzere 3 temel aşamada gerçekleştirilmiştir. Alternatif tasarımlardan yola çıkarak belirlenen tasarımlar doğrultusunda prototip imalatı ile üretilen prototipin istenilen hedefleri karşılama yeterliliği tespit edilmiştir. Bu bağlamda, yeni alt kanca tasarımı CA 2 499 452 kodlu Kanada Patenti, EP 0 937 592 kodlu Avrupa Patenti ve TR 2008/01478 kodlu Türk Patenti ile benzerlik göstermiştir. Yeni üst kanca tasarımı ise EP 1 403 101 A1 kodlu Avrupa Patenti ve US 4 050 715 A ile US 4 023 822 A kodlu Birleşik Devletler Patentiyle benzerlik göstermiştir. Bu patenlerle karşılaştırıldığında alt kancada hareket kamı kullanımı, parçaların geometriksel olarak daha düzgün olması hem maliyette hem de da işlevsellikte fark yaratmıştır. Üst kanca mekanizmasının kilitleme sisteminin yapısındaki geliştirmeyle de her iki tasarımın da patent alınabilecek nitelikte olması sağlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda 4 kategoriden oluşan kanca sisteminde çalışmalar öncelikle Kategori 2 referans alınarak gerçekleştirilmiş ve yapılan çalışmalar neticesinde; imalatta kullanılan kalıp malzemesi olarak 2.344 sıcak iş takım çeliği kullanılmış, gövdede 1040 çeliği kullanılmış, işleme şekli olarak dövme işlemi yapılmış, kanca mekanizması içerisindeki yay mekanizmaları vb. sistemler geliştirilmiş, kilitleme, çözme vb. çalışma prensiplerinde diğerlerine üstünlük sağlayacak şekilde prototip imalatı gerçekleştirilmiştir ve bu ürün için patent alım işlemleri süreci başlatılmıştır. Elde edilen prototip ?3 nokta askı düzeneği? yukarıda belirtilen farklı özellikleri ile piyasada önemli bir ihtiyacı karşılayacak ve ticari olarak pazar payı bulabilecektir.Anahtar Kelimeler : Traktör ekipman bağlama düzeneği, 3 nokta askı düzeneği
Aısı 316L malzemesinin delinmesinde kesme parametrelerinin kesme sıcaklığı, kesme kuvvetleri ve deelik kalitesi üzerindeki etkisi
Bu çalışmada, delik delme esnasında farklı kesme parametrelerinin kesme bölgesi sıcaklığı, ilerleme kuvveti, moment, yüzey pürüzlülüğüne etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda; AISI 316L tipi östenitik paslanmaz çelik malzemesi iki farklı tipte (kaplamasız ve TiN/TiAlN/TiCN çok katmanlı kaplamalı) HSS kesici takımlarla delinmiştir. Deneylerde dört farklı kesme hızı (15 m/dak, 20 m/dak, 25 m/dak ve 30 m/dak) ve dört farklı ilerleme miktarı (0,15 mm/dev, 0,20 mm/dev, 0,25 mm/dev ve 0,30 mm/dev) değeri kullanılmıştır. Deneyler, sabit matkap-dönen iş parçası yöntemi ile, her bir deney için yeni bir kesici takım kullanılarak yapılmıştır. Delme işlemi esnasında oluşan kesme sıcaklıkları kaplamalı ve kaplamasız takımların soğutma kanalları içerisine yerleştirilmiş ısıl çiftler yardımıyla ölçülmüştür. Sıcaklık ve kesme kuvvetleri ölçümleri sırasıyla; K tipi ısıl çift uygulaması ve Kistler 9257 B model dinamometre yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneylerden elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde; kesme bölgesindeki sıcaklığın artan ilerleme miktarı ile azaldığı gözlenmiştir. Kesici takıma kaplama uygulaması neticesinde, kesme bölgesindeki sıcaklıklar önemli ölçüde düşmüştür. Takıma kaplama yapılması değerlendirilen bütün parametreler açısından önemli avantajlar sağlamıştır.
CAD datası olmayan parçaların tersine mühendislik metodu ile CAD datalarının oluşturulması
Tersine mühendislik, önceden üretilmiş veya mevcut olan bir model üründen faydalanılarak model ürünün üretimi için gerekli olan tasarım ve verilerini elde edilmesidir. Tasarım, üretim ve modernizasyonu imkansız olan ve hatta gözle görülemeyen model ürünlerde bile günümüz teknoloji gelişimiyle beraber tersine mühendislikle artık yapılabilmektedir. Örneğin insan vücudunun tomografi görüntüsünden faydalanılarak kişisel özelliklerine göre dış ve iç organlarının tasarımı ve kişiye özel protez üretimi yapılabilir duruma gelmektedir. Üretimi yapılan protezlerin robotik ve sanal cerrahi yöntemlerinden faydalanılarak çok daha hızlı ve başarılı bir şekilde ameliyathanelerde vücuda takılması sağlanmıştır. Tez çalışmasında uyluk (femur) ve kaval (tibia) kemik doku kaybı olan bir hastanın tomografik görüntüsünden faydalanılarak kişiye özel diz protezi ve protezin takılmasında kullanılacak kemik kesi kılavuz parçalarının tasarımı ve üretimi için kemik geometri dokusunun sayısallaştırıcı programlar kullanılarak 3B model görünümünün elde edilmesi çalışıldı. Ayrıca tasarımı ve teknik resim çizimi imkansız gibi görünen, insana ait prototipi üretilen bir uyluk (femur) kemiğinin, tekrar üretilmek istenmesi durumunda, üretimi için gerekli 3B model görünümünün ve teknik resminin elde edilebilmesi için tersine mühendislikte optik tarama yöntemini kullanılarak 3B CAD model görünümüne nasıl getirildiği gösterildi. Böylece elde edilen model ürünün 3B CAD model görünümleri ile modernizasyon ve tasarımları yapılarak tekrar üretilebilir.
Katılaşma sırasında kalıp sıcaklığının döküm-kalıp ara yüzey ısı transfer katsayısına etkisinin incelenmesi
Metal-kalıp ara yüzeyindeki ısı transfer katsayısı döküm parçada yapısal ve mekanik özellikleri belirleyen, katılaşma hızını kontrol eden önemli bir faktördür. Metal-kalıp ara yüzeyindeki ısı transfer katsayısı zamana bağlıdır. Ara yüzey ısı transfer katsayısı yüzey pürüzlülüğü, kalıp malzemesi, alaşım tipi, katılaşma yönü, kalıp ve döküm sıcaklıkları, kalıbın genleşmesi, metalin çekmesi ve ara yüzeyde oluşan hava boşluğu gibi birçok parametreden etkilenir. Bu çalışmada ara yüzey ısı transfer katsayısının kalıp sıcaklığı ile değişiminin araştırılması ve kalıp sıcaklığına bağlı ara yüzey ısı transfer mekanizmalarının belirlenmesi amaçlanmıştır.50 oC, 100 oC ve 150 oC ön ısıtma sıcaklığına sahip saf bakır soğutucudan ve 750 oC sıcaklıkta dökülen, soğutucuya karşı yerçekimine karşı yönde katılaşan ticari ETIAL?220 döküm alaşımından zamana bağlı sıcaklıklar ölçülmüştür. Ölçülen sıcaklıklar kalıp sıcaklığının döküm-kalıp ara yüzey ısı transfer katsayısına etkisini belirlemek için kullanılmıştır.Bu çalışmada aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir:1-Isı transfer katsayısı soğutucu sıcaklığının artmasıyla artmıştır.2-Isı transfer katsayısı metalin yüzeyden geç ayrılması nedeniyle 150 oC'deki bakır soğutucuda diğer soğutucu sıcaklıklarına göre daha yüksek bulunmuştur.3-50 oC, 100 oC ve 150 oC soğutucu sıcaklıkları için maksimum ısı akısı değerleri sırası ile 37 000 W/m2, 40 000 W/m2 ve 45 000 W/m2 ve maksimum ara yüzey ısı transfer katsayıları ise 12 000 W/m2K, 20 000 W/m2K ve 25 000 W/m2K olarak hesaplanmıştır
Katı yakıt yakan hareketli ızgaralı kazanların sayısal akışkanlar dinamiği ile analizi
Enerjiye olan ihtiyaç dünya nüfus artışı ile giderek artmaktadır. Artan enerji ihtiyacını karşılamak için en fazla kullanılan kaynaklar fosil yakıtlardır. Fosil yakıtlar içerisinde ise kömür, en geniş kullanım alanına sahiptir. Ancak özellikle endüstrilerde kömürün yanlış yakılması, hava kirliliğine neden olmakta ve atmosfere zarar vermektedir. Bu nedenle kömürden enerji elde edilirken çevreci, ekonomik, verimli yakıtların ve yakıcıların kullanılması gerekmektedir. Düşük kaliteli yakıtları yakan hareketli ızgaralı kazanlar kömürün yüksek ısı transferi ve düşük emisyon ile yanmasını sağlamaktadır. Bu çalışmada, hareketli ızgaralı kazanın sayısal modellemesi, ANSYS yazılımı içindeki FLUENT modülü kullanılarak yapılmıştır. Kazan gerçek çalışma koşullarına uygun şekilde üç boyutlu olarak modellenmiştir. Denklemler zamandan bağımsız olarak çözdürülmüştür. Modelde türbülans modeli olarak standart k-ε türbülans modeli seçilmiştir. Işınım modeli olarak, P1 ışınım modeli kullanılmıştır. Yanma modelinde ise Eddy Dissipation yanma modeli uygulanmıştır. Ayrık faz modeli kullanılarak gaz fazındaki türbülansın katı parçacıkların yörüngelerine olan etkisi göz önünde bulundurulmuştur. Yakıt olarak antrasit, linyit ve turba kömürleri kullanılmıştır. Bu doktora tezi çalışmasın da hareketli ızgaralı bir kazanda farklı kömürler yakılmış, akış, ısı transferi ve emisyon sonuçları verilmiştir. Ayrıca, Mimsan şirketin de faaliyette olan bir hareketli ızgaralı kazan ile karşılaştırılarak doğruluğu teyit edilmiştir.
Alüminyum matrisli B4C takviyeli ve grafit katkılı kompozitlerin üretilmesi, mekanik özellikleri ve frezede işlenebilirliğinin incelenmesi
Bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemiyle B4C parçacık takviyeli ve Gr katkılı metal matrisli (MMK) kompozit malzemeler üretilmiştir. Kompozitlerin üretiminde matris malzemesi olarak 200 ?m altı ön alaşımlı Alumix 123 tozu, takviye elemanı olarak ise ortalama 22~32 ?m boyutunda B4C ve ortalama 150 ?m boyutlarında nikel kaplı grafit parçacıklar kullanılmıştır. Matris malzemesi Alumix 123 olmak üzere ağırlıkça %5 B4C, %10 B4C ve %15 B4C parçacık takviyeli, ayrıca %10 B4C'e ilave olarak %1 Gr, %3 Gr, %5 Gr katkılı olmak üzere yedi farklı numune sıcak presleme yöntemiyle üretilmiştir. Üretilen tüm kompozitlere T6 ısıl işlemi uygulanarak mikroyapıları ve sertlik, yoğunluk ve çapraz kırılma dayanımları gibi mekanik özellikleri incelenmiştir. Mikroyapı incelemeleri sonrasında takviye parçacıklarının matriste homojen dağılım sağlandığı görülmüştür. T6 ısıl işlemin kompozitlerin sertlikleri üzerinde ciddi etkisi olduğu tespit edilmiş ve en yüksek sertlik değeri %15 B4C takviyeli numunede 173 BSD olarak belirlenmiştir. En yüksek Çapraz Kırılma Mukavemeti (ÇKM) takviyesiz numunede ölçülürken, en düşük ÇKM %5 Gr katkılı numunede ölçülmüştür.MMK numuneler, kaplamalı ve kaplamasız sementit karbür ve kübik bor nitrür kesici takımlar kullanılarak CNC freze tezgahında işlenebilirlik deneylerine tabi tutulmuştur. İşlenebilirlik deneyleri kuru kesme şartları altında gerçekleştirilmiştir. Deneyler dört farklı kesme hızında (50, 65, 85 ve 110 m/min), sabit kesme derinliği (0,5 mm) ve sabit ilerleme hızında (0,11 mm/rev) gerçekleştirilmiştir. Tüm numunelerin işlenebilirliğinde kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü ölçülmüş, takım aşınması deneyleri B4C+Gr katkılı numunelerde uygulanmıştır. Numunelerde artan B4C miktarına bağlı olarak kesme kuvvetlerinde bir artış görülmüş, kesme kuvvetlerinin en yüksek değerine %15 B4C takviyeli numunede ulaşılmıştır. B4C+Gr katkılı kompozitler için artan Gr miktarıyla birlikte kesme kuvvetleri azalmıştır. Yüzey pürüzlülüğü açısından değerlendirildiğinde en kötü yüzey kalitesine %15 B4C kodlu numunede ulaşılmıştır. Kesici takımlarda etkin aşınma mekanizmasının abrasiv aşınma mekanizması olduğu belirlenmiş, artan Gr miktarına bağlı olarak serbest yüzey aşınmasında azalma görülmüştür. Tüm işleme şartlarında en iyi performansı kübik bor nitrür kesici göstermiştir.Anahtar Kelimeler : Metal matrisli kompozit (MMK), toz metalurjisi, sıcak presleme, islenebilirlik, kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü
Değişik tiplerde tasarımı ve imalatı yapılan güneş ocaklarının performanslarının deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada, Ortadoğu ve Afrika ülkelerinde yaygın şekilde kullanılan ve üzerinde araştırmaların artarak devam ettiği güneş ocakları deneysel olarak incelenmiştir. Yansıtıcı yüzeyi parlatılmış krom nikel ile kaplanmış, derinlikleri sırasıyla 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm ve her biri 60 cm çapında olan 4 adet çanak tip güneş ocağı tasarımlanmış ve performansları test edilmiştir. Güneş ocaklarının yerden yüksekliği 1m olup, güneşi doğu-batı ve güney-kuzey yönlerinde izleyebilecek şekilde tasarlanmışlardır. Güneş ocaklarının odak ayarı elle yapılmıştır. Performans testleri sonucunda çanaklardaki derinliğin pişirme süresine olan etkisi irdelenmiştir. Çanak derinliği arttıkça odak noktası ile çanak arasındaki uzaklığın azaldığı, ancak pişirme süresinin de buna bağlı olarak arttığı gözlemlenmiştir.Çanak tip güneş ocağında yapılan deneyler, elektrikli ve doğalgazlı ocaklarda da yapılarak maliyet karşılaştırması yapılmıştır.Anahtar Kelimeler : Güneş ocağı, Tasarım, Performans
Nano parçacık katkılı manyetohidrodinamik akışın deneysel ve sayısal incelenmesi
Bu tez kapsamında, laminer akış şartlarında silindirik bir boru içerisinde ve manyetik alan etkisi altında tek fazlı sıkıştırılamaz, viskoz ve elektriksel iletkenliğe sahip farklı nano akışkanların davranışı deneysel ve üç boyutlu sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla, 1 Tesla manyetik alan üretebilen bir deney seti tasarlanmış ve imal edilmiştir. Ancak şebeke elektriği yüksek akımlarda çalışmaya müsait olmadığından maksimum B = 0.3T ile çalışma gerçekleştirilmiştir. Sayısal çalışma, ANSYS FLUENT 18.2 ticari yazılım programı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Gerekli doğrulama testleri yapıldıktan sonra sayısal model belirlenmiş ve çalışmanın büyük çoğunluğu sayısal olarak yapılmıştır. Sayısal çalışmadan nano hacimsel oranları (φ), Re sayıları ve uygulanan manyetik alan şiddetleri (Ha) sırasıyla φ = 0, 0.01, 0.03, 0.05, Re = 10, 100, 500, 1000, 2000 ve Ha = 0, 25, 50, 100 olarak seçilmiştir. Nano parçacık olarak Al2O3, CuO ve TiO2 tercih edilmiştir. Deneysel olarak yapılan çalışmadan elde edilen sonuçlar, sayısal çalışmada elde edilen sonuçlar ile kıyaslanarak sayısal modelin doğruluğu test edilmiştir. Deneysel ve sayısal çalışma arasındaki karşılaştırma, %2 nano parçacık içeren akışkana B = 0.1, 0.2, 0.3T manyetik alan uygulayarak ve manyetik alanın olmadığı durum için yapılmış ve sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda çalışma sonuçları literatürde verilen sonuçlarla karşılaştırılmış ve sonuçların oldukça benzer olduğu tespit edilmiştir. Yapılan sayısal analizde nano akışkanların hız, basınç, yerel ve ortalama Nu grafikleri ile sıcaklık ve hız konturları kapsamlı olarak ele alınmıştır. Nano parçacığın ve özellikle uygulanan dış manyetik alan kuvvetinin nano akışkan hızını düşürdüğü, Re sayısıyla birlikte basıncı ve ısı transferini arttırdığı belirlenmiştir. En yüksek nano akışkan hızı, en yüksek basınç ve en yüksek Nu sayısı Al2O3 için elde edilmiştir. En düşük akışkan hızı ve basınç ise CuO için elde edilirken ısı transferinin CuO ve TiO2 için benzerlik göstermiştir. Re = 10 hariç bütün parametrelerde manyetik alan şiddeti ve eklenen nano parçacıklar ısı transferini arttırmıştır.
Kaplamalı ve kaplamasız sementit karbür takımlar için takım ömrü modeli'ndeki "n" üstel değerinin deneysel olarak araştırılması
Talaşlı imalatı etkileyen en önemli unsurlardan bir tanesi kesici takımlardır. Kesici takımların ömürleri imalat maliyeti, iş parçası yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetini doğrudan etkilemektedir. Gerçekleştirilen bu tez çalışmasında, AISI 1050 malzemesinin tornalanması esnasında, SNMG formundaki kaplamalı ve kaplamasız sementit karbür takımların ömürleri araştırılmıştır. Yapılan deneylerle Taylor takım ömrü modelindeki ?n? üstel değeri belirlenmiştir. Deneyler, beş farklı kesme hızı (280, 315, 350, 390 ve 450 m/dak), 0,25 mm/dev sabit ilerleme hızı ve 2,5 mm sabit kesme derinliğinde kuru kesme şartlarında CNC torna tezgâhında gerçekleştirilmiştir. Deneylerde, Taylor takım ömrü modelindeki ?n? üstel değeri, ?C? sabiti, yan kenar aşınması, yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri araştırılmıştır. Taylor takım ömrü modeline göre ?n? üstel değerinin hesaplanması iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşama grafik yöntemi ile Kesme hızı ? Takım ömrü (Log V - Log T) grafiği çizilerek matematiksel hesaplamalar yapılmıştır. İkinci aşama ise regresyon hesaplama yöntemidir. Deneylerde, TSE 10329 referans alınmıştır. Sonuç olarak, kaplamalı ve kaplamasız takımlar için ?n? üstel ve ?C? sabiti hesaplanmıştır. Gerek grafik ve gerekse regresyon yöntemleriyle ?n? ve ?C? değerleri aynı bulunmuştur. Bunun yanı sıra kesme hızının takım ömrü üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir.
Kızılötesi ışınımlı ısıtıcı kullanan bir kurutucuda ısı ve akış analizi
Bu çalışmada, kızılötesi ışınımlı ısıtıcı kullanan bir kurutucuda ısı ve akış analizi Ansys Fluent 13.0 (CFD) bilgisayar programı kullanılarak incelendi. Araştırmaları gerçekleştirmek için kızılötesi ışınımlı ısıtıcı kullanan bir kurutucu tasarlandı ve imal edildi. Deneysel araştırmalar değişik sınır şartları altında gerçekleştirildi. Kızılötesi ışınımlı ısıtıcı kullanan bir kurutucuda iki adet kurutucu sıcaklığının kurumaya olan etkileri incelendi. Bayat ekmek dilimlerinin kurumaya olan davranışlarını elde etmek için altı farklı sınır şartlarında deneyler yapıldı. Hava akış hızı ve hava sıcaklığı kurutma süresini belirleyen temel öğelerdir. Deneyler, 40 ?C hava sıcaklığında 1.0 m/s, 0.75 m/s ve 0.5 m/s hava hızlarında ve 50 ?C hava sıcaklığında, 1.0 m/s, 0.75 m/s ve 0.5 m/s hava hızlarında yapıldı.Oransal kontrol ile kızılötesi ışınımlı (infrared) lambaların sıcaklıkları, kabin sıcaklığına göre artarak ve azalarak, ayarlanan kabin sıcaklığının sabit kalması sağlanmıştır. Kurutma deneylerinden sonra elde edilen tüm veriler, kayıt altına alınıp tablolar halinde hazırlanmıştır. Bu veriler kurutma kabini içerisindeki Ansys Fluent 13.0 programı kullanılarak, ısı ve akış analizi yapılırken kullanılmıştır. Kızılötesi ışınımlı kurutucuda analizlerin yapılması sonucunda, kurutma odasındaki hava dağılımının kurutmada çok önemli bir parametre olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Bayat Ekmek, Kurutma, Kurutucu, Kızıl Ötesi Enerji
Isı pompası destekli PLC kontrollü bir kurutucuda defne yaprağı kurutulması
Bu çalışmada, ısı pompası destekli PLC (Programlanabilir Lojik Kontrolör) kontrollü bir kurutucuda defne yaprağı kurutulması, analizlerinin yapılması amaçlanmıştır. Türkiye'de büyük bir potansiyele sahip olan defne yaprağı Akdeniz ve Ege bölgelerinde yetişmektedir. Kurutulmuş defne yaprakları kozmetik, gıda ve birçok endüstri alanında kullanılmaktadır. Isı pompası destekli PLC kontrollu kurutma fırını hava devresi ve soğutucu devre olmak üzere iki çevrim içermektedir. Isı pompası destekli kurutma fırının kontrolünü PLC ile sağlanmaktadır. İmal edilen ısı pompası destekli PLC kontrollu kurutma sisteminde 400C, 45oC ve 50oC kurutma havası sıcaklıklarında 400 m3/h ve 600 m3/h kurutma havası debilerinde 6 farklı deney yapılmıştır. Isı pompası destekli PLC kontrollu kurutucuda yapılan deneyler sonunda tüm sistem ısıtma tesir katsayısı (COPws) değeri 400 m3/h hava debisinde 40 oC de 2,41, 45 oC de 2,92 ve 50 oC de 2,34, 600 m3/h hava debisinde ise 40oC de 2,79, 45oC de 3,02 ve 50oC de 2,75 olarak hesaplanmıştır. Tüm sistem özğül nem çekme oranı (SMERWS) değeri 400 m3/h hava debisinde 40 oC de 12,61 g/kwh, 45 oC de 11,64 g/kwh ve 50 oC de 11,09 g/kwh, 600 m3/h hava debisinde ise 40oC de 13,54 g/kwh, 45oC de 10,55 g/kwh ve 50oC de 12,96 g/kwh olarak hesaplanmıştır.
Refinery systems and condensation heat transfer in heat exchangers
Distillation of crude oil is a process consisting of evaporation and condensation phenomena. The petroleum based liquid fuels are obtained via condensing the vapor of crude oil at different temperatures. Condensation occurs when the vapor particles contact to a cooler surface than the vapor itself. To keep the temperature of the surface at a constant value, the surface is cooled with a cooling water circulation. The heat exchangers involving large condensation surface inside itself are named as condenser. Condensers are designed at very different configurations. In a condenser having large enough capacity the vapor condensers at the inner or outer surface of a circular pipe.In this thesis a comprehensive literature review of the mathematical models devised for condensation is carried out and an application to the condensation of diesel fuel vapor is made. The simplest mathematical model is the Nusselt approximation where it is assumed that the vapor condenses on an isothermal surface and moves with the effect of gravity. In elaborated mathematical models the vapor shear, temperature variation of the surface on which the condensation occurs, acceleracting motion on the condensate, pressure variation with in the condensate, eddy viscosity, eddy heat transfer, turbulent flow on the condesate and effects of noncondesable gasses are taken into the consideration. In this thesis the results obtained from the Nicol-Wallace model, which is a elaborated model, is compared to the result obtained from the Nusselt model.Key Words : Condensation, Vapour Shear, Condenser, Refinery
Etanol katkılı kanola biyodizelinin bir dizel motorunda kulanılabilirliğinin deneysel araştırılması
Bu tez çalışmasında ilk olarak bitkisel yağların yüksek olan viskozitelerini düşüren transesterifikasyon yöntemiyle kanola yağı metil esteri üretilmiş ve etil alkol ile %5, %10 ve %15 oranlarında harmanlanmıştır. Harmanlama ile birlikte B100, BDE5, BDE10 ve BDE15 yakıt numuneleri elde edilmiş ve yakıt özelliklerinin tespit edilmesi amacıyla petrol analiz laboratuarında incelenmiştir. İkinci aşamada ise B100, BDE5, BDE10, BDE15 yakıt numuneleri standart dizel yakıtıyla karşılaştırılması bakımından dört silindirli, dört zamanlı, su soğutmalı, common rail enjeksiyon sistemli, turboşarjlı Renault 1.5 DCI marka bir dizel motorunda motor performans ve egzoz emisyon testlerine tabi tutulmuştur. Motor deneyleri sabit 1750 d/d'da %25-%30-%35-%40-%45-%50-%55 gaz kelebek açıklığında motor momenti, efektif motor gücü, özgül yakıt tüketimi ve egzoz emisyonlarından CO2, HC, PM ve O2 verileri alınarak yapılmıştır. Alınan veriler grafiklere dönüştürülerek değerlendirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda kanola yağının 31 mm2/s olan yüksek viskozitesi 4,7 mm2/s' ye düşürülmüştür. B100 yakıtının yoğunluğu 0,88 g/cm3 olarak ölçülmüştür. Biyodizel içine etanol karıştırılması ile kinematik viskozite, yoğunluk, setan sayısı ve ısıl değer gibi özelliklerinde azalmalar görülmüştür. Özgül yakıt tüketiminde minimum azalmanın meydana geldiği %45 gaz kelebek açıklığında B100, BDE5, BDE10 ve BDE15 yakıt numuneleri sırasıyla %8-%12-%17-%25'lik artışlar göstermiştir. Maksimum motor momenti %55 gaz kelebek açıklığında 103 Nm ile dizel yakıtından elde edilmiştir. Biyodizel içindeki etanol oranı arttırıldığında motor momenti, efektif motor gücü ve efektif verim değerlerinde azalmalara yol açtığı gözlemlenmiştir. Egzoz emisyonlarında ise en yüksek is emisyonları, standart dizel yakıtında gerçekleşmiştir. Biyodizel içindeki etanol oranı artışının is ve HC emisyonlarını azalttığı gözlemlenmiştir.
Taşıtlarda kullanılan fren balata malzemelerinde tanecik boyutunun frenleme performansı üzerine etkisinin deneysel olarak araştırılması
Başta Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ve Uluslararası Çalışma Konferansı (ILO)' gibi uluslararası örgütler asbestin türlerinin çevre ve insan sağlığı üzerine olan olumsuz etkilerinden dolayı tüm sektörlerde kullanımına son verilmesi çağrısında bulunmuşlardır. Bunun ötesinde asbestli balata imalatı ve kullanımı yasaklanmıştır. Bu amaçla asbestsiz balata geliştirilmesi ile ilgili literatürde ticari ve akademik amaçlı yapılmış pek çok çalışma bulunmaktadır. Literatürde yaygın olarak kompozit balataların malzeme içeriği, üretimi, maliyeti, frenleme performansları, mekanik özellikleri gibi konulara rastlanmaktadır. Gelişen dünyada teknolojiyle birlikte taşıt araçlarının çalışma şartları daha da zorlaşmaktadır. Bu sebeple frenleme esnasında balata yüzeylerinde birim alana karşılık sönümlenmesi gereken enerji miktarı artmakta ve balata yüzey alanları küçüldüğünden çalışma sıcaklıkları malzeme komponentlerinin sınırlarını aşmaktadır. Bu şartlar altında aracın emniyetli olarak yavaşlatılabilmesi veya tamamen durdurulabilmesi için yük, çalışma şartları gibi parametreler dikkate alınarak balata malzeme içeriğinin dizaynı yapılmalıdır. Bu tez çalışmasında toz haldeki Alümina (50 µm, 75 µm ve 125 µm) ve Cashew (50 µm, 75 µm ve 125µm) ile birlikte kullanılan dolgu ve sürtünme malzemelerinin parçacık boyutları değiştirilerek malzemelerin karıştırılması, ön şekillendirmenin yapılması ile presleme gibi bir dizi üretim süreçlerinden elde edilen numunelerin frenleme performansı, mekanik ve tribolojik özellikleri incelenmiştir. Elde edilen numuneler için balata malzemesi olarak en uygun parametreler tespit edilmiştir.
Benzin katkı maddelerinin motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkilerinin deneysel olarak belirlenmesi
Buji ile ateşlemeli motorlarda vuruntusuz bir yanma sağlanabilmesi, mümkün olan maksimum verimin alınabilmesi ve minimum egzoz emisyon değerlerinin elde edilebilmesi için benzinin, temiz ve oktan sayısının yüksek olması gibi bazı özelliklere sahip olması gerekmektedir. Bunun için petrol rafinerilerinde üretim esnasında ham petrolden elde edilen benzine piyasaya sürülmeden önce çeşitli katkı maddeleri katılarak özellikleri değiştirilmekte ve kaliteleri yükseltilmektedir.Bu çalışmada 95 oktanlı benzin içerisine, piyasada satılan benzin iyileştirici, motor gücü arttırıcı, motor temizleyici, yakıt tüketimini ve egzoz emisyonlarını azaltıcı özelliklere sahip olduğu iddia edilen B, C, D, E, F olarak isimlendirilen 5 farklı marka katkı maddesi firmalarca tavsiye edilen (TE) miktarlarda ve TE miktarların %50 eksiği ve %50 fazlası oranlarında karıştırılarak kullanıldı. Hazırlanan karışımlar 4 silindirli, 4 zamanlı direkt püskürtmeli bir motorda test edilerek sonuçlar belirlendi.Yapılan testler 7 farklı motor devrinde ve tam yükte gerçekleştirildi. Tüm katkı maddelerinin TE miktarın %50 eksiği oranında katılarak yapılan testlerde performans ve emisyon değerlerinde TE orana göre iyileşme olduğu ancak katkı maddesi ilave edilmeyen benzin ile yapılan testlerden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında yine benzine göre kötü sonuçlar elde edildiği belirlendi. Yapılan tüm testlerde tüm katkı maddelerinden elde edilen özgül yakıt tüketimi değerleri benzine göre daha yüksek oranda olduğu, termik verim değerlerinin de buna bağlı olarak benzine göre daha düşük kaldığı belirlendi.Yapılan deneysel çalışmalarda motor performansı ve yakıt tüketimi değerlerinin yanında CO ve HC emisyon değerleri de ölçüldü. Elde edilen egzoz emisyon değerleri incelendiğinde motorun maksimum tork devrinde katkı maddesi ilave edilmeyen benzine göre diğer 5 farklı katkı maddesinin TE-%50, TE ve TE+%50 miktarlarında kullanılması durumunda CO ve HC emisyonlarında kötüleşme olduğu, benzine göre daha yüksek oranda emisyon değerleri verdikleri tespit edildi.Anahtar Kelimeler : Benzinli motorlar, Katkı maddeleri, Motor performansı, Egzoz emisyonları
Eşit kanal açısal yoğunlaşma/presleme (EKAY/EKAP) yöntemi ile alüminyum tozlarda ince taneli yapıların üretilmesi ve bu malzemelerin deformasyonu
Bu çalışmada, toz metalurjisi ile üretilen alüminyum tozlarına, hidrolik pres bağlantılı ısıl işlem fırınında Eşit Kanal Açısal Yoğunlaşma/Presleme (EKAY/EKAP) yöntemi uygulanarak, çok düşük sıcaklıklarda ince taneli ve yüksek yoğunluklu malzemelerin üretilmesi ve bunların deformasyon özellikleri araştırılmıştır.EKAY/EKAP işlemleri; 90º'lik kanal açılı, yüksek tokluğa sahip bir kalıp kullanılarak, oda sıcaklığı, 50ºC, 100ºC ve 200ºC sabit kalıp sıcaklıklarında, farklı geçiş sayılarında, 1mm.s-1 pres zımbası ilerleme hızında ve rota C kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Üretilen numunelerden çekme test numuneleri hazırlanmış ve bu numuneler (10-3 s-1) hızında oda sıcaklığında çekme testlerine tabi tutulmuştur. Alüminyum tozlardan EKAY/EKAP ile üretilen numunelerden elde edilen sonuçları EKAY/EKAP yapılmadan üretilen numunelerle karşılaştırmak için kalıp içerisinde farklı sıcaklıklarda (200ºC, 100ºC ve 50ºC) alüminyum tozlardan numuneler üretilmiştir. Üretilen bu numuneler de aynı deformasyon şartlarında teste tabi tutulmuş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Yapı, işlem, özellik ilişkileri arasında bağlantı kurabilmek için üretilen numunelerin mikroyapısal kareterizasyonu, Taramalı Elekton Mikroskobu (SEM) ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) kullanılarak yapılmıştır.Sonuç olarak; alüminyum tozların EKAY/EKAP'ı ile oldukça yüksek mekanik özelliklere (yüksek yoğunluklu, ince taneli yapı, yüksek dayanım, yüksek sertlik) sahip malzemelerin elde edildiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler :Eşit Kanal Açısal Yoğunlaşma/ Presleme (EKAY/EKAP), Toz Metalurjisi, Alüminyum Tozlar, İnce Taneli Yapı, Mikroyapısal Karekterizasyon
AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin farklı kesici takım ve parametreler kullanılarak delinebilirliğinin araştırılması
Günümüzde üretim sektöründe yaygın olarak kullanılan malzemelerin işlenebilirliği popüler araştırma konularındandır. Yeni teknolojiler ve üretim proseslerinin gelişmesi ile üretim süreçlerinde daha kısa zamanlarda daha kaliteli ve ucuz üretim yapabilmek mümkün hale gelmiştir. Böylece rekabetin yüksek olduğu bu ortamda rekabet edebilir hale gelebilmek kolaylaşmaktadır. Bu çalışmada, kalıp uygulamalarında yaygın olarak kullanılan AISI D2 Soğuk İş Takım Çeliğinin delinmesinde oluşan kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü, delik daireselliği ve takım aşınma değerleri incelenmiş ve elde edilen bulgular değerlendirilmiştir. CNC delik işleme merkezinde kuru delme şartlarında yapılan delme işlemlerinde 5 mm çapındaki TiN, TiAlN, ve Fire kaplamalı takımlar kullanılmıştır. En iyi performans sırasıyla; en iyi sonuç Fire kaplamalı takımla elde edilmiş ve bunu ikinci olarak TiN kaplamalı takım, üçüncü olarak da TiAlN kaplamalı takım takip etmiştir. Ayrıca, kullanılan kesici takım türü, kesme hızı ve ilerlemenin delme performansında etkili olduğu gözlemlenmiştir.
AISI 316L çeliğin işlenmesinde kesici takım geometrisi ve kaplama tiplerinin yüzey bütünlüğü üzerindeki etkilerinin araştırılması
ÖZETBu çalışmada, AISI 316L çeliğin işlenmesinde kesici takım geometrisi (kesici kenar formu, talaş açısı ve burun yarıçapı) ve kaplama tiplerinin (CVD ve PVD) yüzey bütünlüğü üzerine etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Deneylerde, farklı burun yarıçapları, talaş açıları, kesici kenar formları ve iki farklı kaplama uygulanmış (CVD ve PVD) sementit karbür kesici takımlar ve ISO 3685'e uygun 75° yanaşma açısına sahip PSBNR 2525M12 formunda takım tutucu kullanılmıştır. Kesme parametreleri dört farklı kesme hızı (125, 150, 175, 200 m/dak), üç farklı ilerleme miktarı (0,1 - 0,2 - 0,3 mm/dev) ve iki farklı kesme derinliğini (1,25 ve 2,5 mm) kapsayacak şekilde seçilmiştir. Talaş kaldırma sırasında oluşan kesme kuvvetleri, işlenmiş yüzeylerin yüzey pürüzlülükleri değerleri ile işlenmiş parçalardaki kalıntı gerilmeler ölçülmüş ve işleme sonucu oluşmuş yüzey katmanlarının metalurjik yapısı (mikrosertlik ve mikroyapısal değişikler) değerlendirilmiştir. Yüzey bütünlüğü; yüzey pürüzlülüğü, kalıntı gerilmeleri, mikrosertlik ve mikroyapı analizleri açısından ele alınmıştır. Bütün kesme şartlarında, kesme derinliği ve ilerleme değeri arttığında yüzey bütünlüğünün kötüleştiği, buna karşın kesme hızındaki artışla birlikte yüzey bütünlüğünün iyileştiği görülmüştür. CVD kaplı, GC2025 kalitesinde, en iyi yüzey bütünlüğü sonuçları QM formlu kesici takımlarla, en kötü yüzey bütünlüğü sonuçları ise MR formlu kesici takımlarla elde edilirken PVD kaplı, GC1025 kalitesinde ise en iyi yüzey bütünlüğü sonuçları MF formlu kesici takımlarla, en kötü yüzey bütünlüğü sonuçları ise MM formlu kesici takımlarla elde edilmiştir. Kesici takım burun yarıçapı arttığında yüzey pürüzlülüğü değerleri azalırken yüzey bütünlüğünü oluşturan diğer parametrelerin değerleri artmıştır. Genellikle yüzey bütünlüğü açısından kaplama tipleri (CVD ve PVD) değerlendirildiğinde, en iyi performans PVD kaplı kesici takımlarla elde edilmiştir. Talaş açısı artıkça yüzey bütünlüğü iyileşmiştir. En iyi yüzey bütünlüğü kesme hızı 200 m/dak, ilerleme 0,1 mm/dev ve kesme derinliği 1,25 mm olduğunda, en kötü yüzey bütünlüğü ise kesme hızı 125 m/dak, ilerleme 0,3 mm/dev ve kesme derinliği 2,5 mm olduğunda elde edilmiştir.
Farklı standartlardaki paslanmaz çelik ve sade karbonlu çelikçiftlerinin sürtünme karıştırma kaynak yöntemiyle birleştirilmesi, mekanik özelliklerinin ve mikroyapılarının incelenmesi
Bu çalışmada, sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilen farklı kalitede östenitik paslanmaz çelikler (AISI 304 ve AISI 316) ile sade karbonlu çeliklerin (AISI 1010, AISI 1030, AISI 1050 ve AISI 1070) kaynaklı bölgelerinin mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiş, en iyi kaynak çifti belirlenmiştir. İlk önce AISI 304 ostenitik paslanmaz çelik ile AISI 304 ostenitik paslanmaz çelik farklı devir sayıları ve ilerleme hızları ile birleştirilmiş, mekanik ve mikroyapı özeliklerine bakılarak optimum kaynak parametreleri belirlenmiştir. Daha sonra, elde edilen optimum değerler ile AISI 304 ostenitik paslanmaz çelik, sade karbonlu çelikler olan AISI 1010, AISI 1030, AISI 1050 ve AISI 1070 kalite çeliklerle sürtünme karıştırma kaynağı yapılarak birleştirilmiştir. Aynı şekilde farklı devir sayıları ve ilerleme hızları kullanılarak AISI 316-AISI 316 ostenitik paslanmaz çelikleri sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmiş, AISI 304'te olduğu gibi mekanik ve mikroyapı özelliklerine bakılarak optimum kaynak parametreleri belirlenmistir. Optimum parametreler ile kaynaklanan AISI 304-AISI 10X0 ve AISI 316-AISI 10X0 çelik çiftlerinin mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Uygun kaynaklama koşullarında birleştirilen bu malzemelerin ara yüzey uyumlulukları incelenerek en iyi kaynak çiftleri elde edilmistir. Sade karbonlu çelik ve paslanmaz çeliklerin sürtünme karıştırma kaynakları, üniversal freze tezgâhında, freze pensine bağlanan, ucuna özel form verilmiş sert metal tungsten karbür uç ile gerçekleştirilmiştir. Kaynaklama işleminden sonra birleştirilen parçaların mekanik özelliklerine çekme, çentik darbe, mikrosertlik, kayma deneyleri yapılarak bakılmıştır. Kaynaklı bölgenin mikroyapıları ise; faz kaymalarını ve iç gerilmeleri belirlemek için XRD (X-ısını difraktometresi), dağlamalı kaba inceleme için OM (optik mikroskop) ve morfolojik yüzey incelemeleri için SEM (taramalı elektron mikroskobu) kullanılarak incelenmiştir. Sürtünme karıştırma kaynağı sonrası yapılan mekanik özellik ve mikroyapı incelemeleri sonucunda AISI 304-AISI 10X0 çelik çiftlerinde en iyi mukavemet ve mikroyapı değerlerine AISI 304-AISI 1050'nin, AISI 316-AISI 10X0 çelik çiftlerinde ise en iyi mukavemet ve mikroyapı değerlerine AISI 316-AISI 1010 'nın sahip olduğu görülmüştür.
Derin kriyojenik işlem uygulanan tungsten karbür matkap kullanılarak aısı d2 soğuk iş takım çeliğinin farklı parametreler ile delinebilirliğinin araştırılması
Üretim teknolojilerindeki gelişmelerle birlikte kesici takımların performanslarını arttırma çalışmaları da yaygınlaşmaktadır. Kesici takımların ömrünü ve iş parçasının daha hassas işlenmesini sağlamak amacı ile takımlara birçok işlem uygulanmaktadır. Yeni takım malzemesi geliştirme, takımlara kaplama yapma ve ısıl işlem ile takım performansını arttırma bunların en yaygın olanlarıdır. Takımlar ve imalatta kullanılan diğer parametrelerin geliştirilmesi ile ilgili yapılan araştırmalar sayesinde üretim maliyetleri ve iş kalitesi her geçen gün artmaktadır. Bu çalışmada, sıfır altı işlem olarak tanımlanan kriyojenik proses, karbür takımların takım ömrü ile aşınma direnci, kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğünde iyileştirme sağlanmıştır. Derin (-196 Cº) kriyojenik proses uygulanmış kaplamasız karbürle, temperleme uygulanmış kaplamasız karbür takımlarla, kaplamasız karbür takımların delme performansı, kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü, ovalite ve takım aşınması bakımından değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme sonucunda derin kriyojenik proses ve temperleme uygulamalarının, kesici takımın aşınma direncini, takım ömrünü ve diğer kesme parametrelerini olumlu etkilediği tespit edilmiştir.
Termal sürtünmeli delme işleminde kovanın geometrik ve fiziksel özelliklerinin araştırılması
Sürtünmeli delme, dönen konik uçlu bir takım ile iş parçasının temas ara yüzeyinde sürtünme sonucu oluşan ısının etkisiyle malzemenin yumuşaması ve akması sonucu gerçekleşen bir delik delme yöntemidir. Sürtünmeli delme işleminin amacı, ince cidarlı malzemelerde deliğin alt kısmında maksimum yükseklikte bir kovan ve üst kısmında da maksimum kalınlıkta bir çeper (pul) elde etmek, elde edilen kovan ve pul yardımıyla bağlantı uzunluğunu arttırmaktır. Bu çalışmada, 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm ve 10 mm kalınlıklarında, havacılık ve otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan A7075-T651 alüminyum alaşımı ve St37 çelik malzemeler kullanılmıştır. Deney çalışmalarında, hız çeliği (HSS) takımlar ve tungsten karbür (WC) takımlar, Ø5 mm, Ø10 mm, Ø15 mm ve Ø20 mm çaplarında özel olarak imal edilmişlerdir. Hız çeliği (HSS) takımlar, A7075-T651 alüminyum alaşımının ve tungsten karbür (WC) takımlar ise St37 çeliğinin delinmesinde kullanılmıştır. Kullanılan takımların takım koniklik uç açısı 36º ve takım silindirik delme boyu 20 mm dir. Sürtünmeli delme işlemleri 1120 dev/dak dönme hızı ve 25 mm/dev ilerleme hızında uygulanmıştır. Malzeme kalınlığının ve takım çapının kovan yüksekliği (ha), kovan çeper kalınlığı (hç), kovanın yoğunluğu (ρ), kovan malzeme hacminin delinen malzeme hacmine oranı, kovanın mikro yapısı ve mikro sertliği üzerindeki etkileri araştırılmıştır. A7075-T651 levhalarda kovan yüksekliği, hem malzeme kalınlığına hem de delik çapına bağlı olarak düzenli bir şekilde artmıştır. Böylece maksimum kovan yüksekliği Ø20 mm delik çapında ve 20 mm levha kalınlığında 13.40 mm, fakat minimum kovan yüksekliği ise Ø5 mm delik çapında 2 mm levha kalınlığında 3.43 mm olarak ölçülmüştür. Ayrıca en büyük kovan çeper kalınlığı 6 mm levha kalınlığında Ø20 mm delik çapında 4.25 mm, fakat 0.965 mm minimum çeper kalınlığı için ise 2 mm levha kalınlığında ve Ø5 mm delik çapında kaydedilmiştir. Kovan yoğunluğu delik çapı ile doğru orantılı olduğu kaydedilmiş, maksimum yoğunluk değerler 6 mm levha kalınlığında ve Ø20 mm delik çapında elde edilmiştir. Kovanın hacmi malzemelerin levha kalınlıklarına ve delik çaplarına bağlı olarak lineer bir şekilde artmıştır. Böylece maksimum kovan hacmi 6 mm levha kalınlığında ve Ø20 mm delik çapında elde edilmiştir. A7075-T651 alaşımlarında maksimum mikrosertlik değeri 82.3 HV, St37 çelik malzemede ise 183 HV olarak ölçülmüştür. Mikroyapının büyük oranda değiştiği, büyük tane sınırları ve yapılarının oluştuğu tespit edilmiştir. Numune levhalarının kalınlığının konik takımlar ile sürtünmeli delinmesinde, takım çapının kovan yüksekliği, kovan çeper kalınlığı, mikroyapı ve mikosertlik üzerinde önemli önemli oranda bir etkiye sahip olduğu tespit edilmiştir. Sonuçlar,6 mm levha kalınlığına sahip numunelerin Ø10 mm, Ø15 ve Ø20 mm , 4 mm levha kalınlığına sahip malzemelerin ise Ø5 mm çaplarında sürtünmeli delinmesinin uygun olduğunu göstermiştir.
Afşin-Elbistan B kömür santralinin ekserji ve termoekonomik analizi ve optimizasyonu
Çalışma, ekserji analizi olarak da nitelendirilen termodinamiğin ikinci kanunun linyit yakıtlı santrale belirsizlik analizi ve termoekonomi uygulamasıyla; santral ve bileşenlerinin tasarımsal/işletme koşullarında enerji ve ekserji verimlerini belirlemek, santralin birinci ve ikinci kanun verimindeki belirsizlik miktarını, bu belirsizliğe yol açan etmenleri saptamak, termoekonomik parametrelerin önem derecesini araştırma ve optimum çalışma koşullarını belirlemek gibi bir dizi amaca sahiptir.Çeşitli kriterlere göre belirlenen Afşin-Elbistan B Santrali uygulama çalışması olarak ele alınmıştır. Kömürün ekserjisinin belirlenmesinde literatürde kullanılan farklı model ve yöntemler ışığında, santralin yakabileceği en iyi, en kötü ve tasarım kömürleri incelenmiştir. Türkiye'nin en büyük kömür havzası olan Afşin-Elbistan linyitinin 7088 kJ/kg olarak hesaplanan kimyasal ekserjisinin ülkedeki diğer sahalar içerisinde en düşük değere sahip linyitlerden biri olduğu bulunmuştur.Kazan, tüm çıkış gücü seviyelerinde kömürle sağlanan ekserjinin %50'sinden fazlasını kullanmakta ve toplam ekserji yıkımının %70'nin fazlasından sorumlu olmaktadır. Santralin enerji ve ekserji veriminde belirsizliğe yol açan faktörler arasında en önemlileri, sırasıyla, kömürün kalorisi, elektrik çıkışının akım-gerilim trafosundaki ölçümü ve kömürün debisindeki belirsizliktir. Termoekonomik hesaplar ve optimum çalışma koşullarını belirlerken bir değere indirgenmiş elektrik üretim maliyetleri LevelizedCost of Electricity (LCOE) sınır şartı olarak kullanılmıştır.Türbinlerin ürettiği elektriğin birim maliyetini LCOE'ye eşitleyen ve belirli bazı kabullerle her noktadaki maliyeti belirleyen iki farklı yaklaşım karşılaştırılmıştır.Anahtar Kelimeler : Ekserji analizi, Afşin-Elbistan, belirsizlik,termoekonomi
Turbo döngüsel bir türbinde hilal paletteki sürtünme ve basınç kaçakları ile güç ilişkisinin deneysel olarak incelenmesi
Teknolojinin her geçen gün gelişmesi ve alternatif enerji kaynaklarının kullanımına duyulan ihtiyaç; yüksek devirli döngüsel motorlar üzerinde çalışmaları yoğunlaştırmıştır. Wankel motorlarının çalışma prensibine göre çalışan döngüsel motorlar, 1500?lü yıllardan günümüze kadar halen üzerinde tasarım ve geliştirme çalışmaları yapılan yüksek verimli motorlardır. Yeni birtasarıma sahip olan prototip aşamasındaki Turbo Döngüsel Pars Motor bu çalışmalardan biridir. Bu çalışmada, patenti alınmış olan Turbo Döngüsel Pars Motor için tasarımı yapılan dört farklı hilal palet ile palet yuvası arasındaki sürtünme kayıplarının ve basınç kaçaklarının türbin gücüne etkileri ve bu farklı palet tasarımlarının maksimum güce etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçlar doğrultusunda Turbo Döngüsel Pars Motor için 250 cc hacme sahip bir türbin ve dört farklı hilal palet imal edilmiştir. İmal edilen paletlerin her biri türbine uygulanarak ayrı ayrı deneyler yapılmıştır. Deneyler sonucunda sürtünmelerin en az olduğu destekli hilal palette; tek kademeli desteksiz-I hilal palete göre %8, tek kademeli desteksiz-II hilal palete göre %47, çift kademeli desteksiz hilal palete göre %91 oranında güç fazlalığı görülmüştür.Bilim Kodu : 708.3.026 Anahtar Kelimeler : Turbo döngüsel motor, içten yanmalı, türbin, hilal palet Sayfa Numarası : 64 Danışman : Yrd. Doç. Dr. Melih OKUR
Delik delme işlemlerinde kesme parametrelerine bağlı olarak oluşan sıcaklığın deneysel olarak incelenmesi
Makine imalat sanayinde delme işlemi en önemli talaş kaldırma işlemlerinden biridir. Son yıllarda delme işlemlerinde karşılaşılan problemlerin çözümüne yönelik çalışmalar ve bu işlemlerde oluşan ısıl ve mekanik yüklerin modellenmesi üzerine yapılan çalışmalar yoğunluk kazanmıştır. Bu çalışma ile delme işlemlerindeki bu problemleri bir bütün olarak ele alınarak araştırılmıştır. Bu amaçla, endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan AISI 1050 malzemelerin delinebilirliği; delik delme uygulama biçimleri (delik tipi, uygulama biçimi ve delik boyu), kesme parametreleri (kesme hızı ve ilerleme miktarı) ve kesici takım tipi (kaplamasız ve TiN/TiAl/TiCN kaplamalı solid karbür) girdileri baz alınarak; kesme kuvvetleri, moment, talaş kaldırma sırasında oluşan sıcaklık ve delik kalitesi (ölçü tamlığı, yüzey kalitesi) açısından değerlendirilmiştir. Matkap talaş yüzeyi boyunca meydana gelen kesme sıcaklıkları kaplamalı ve kaplamasız matkapların soğutma kanalları içerisine yerleştirilmiş ısıl çiftler yardımıyla ölçülmüştür. Sıcaklık ve kesme kuvvetleri ölçümleri sırasıyla; K tipi ısıl çift uygulaması ve Kistler 9257 B model dinamometre yardımıyla gerçekleştirilmiştir.Yapılan deneylerden elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde; kesme bölgesindeki sıcaklığın artan ilerleme miktarı ile azaldığı gözlenmiştir. Kesici takıma kaplama uygulaması neticesinde, kesme bölgesindeki sıcaklıkla önemli ölçüde düşmüştür. Takıma kaplama yapılması değerlendirilen bütün parametreler açısından önemli avantajlar sağlamıştır.
DP500 ve DP600 sac malzemelerin derin çekilebilirliğinin incelenmesi
Otomotiv sektöründe, güvenliğinin ön planda olduğu bölgelerde kullanılan kalın sac malzemeler yerini ince ve daha dayanıklı yüksek mukavemetli saclara bırakmaktadır.Çekme kalıplarında dişi kalıp kavis yarıçapı, zımba kavis yarıçapı, zımba ilerleme hızı ve yağlama üretilen parçanın kalitesini etkileyen önemli kalıp parametreleridir.Bu tez çalışmasının amacı, yüksek mukavemetli sacların şekillendirmesinde uygun kalıp parametrelerini kalıpların imalinden önce belirlemek, bu parametreleri kullanarak doğru kalıpların tasarımını, imalatını ve istenilen kalitede parça üretimini ekonomik olarak gerçekleştirmektir.Bu çalışmada; derin çekme kalıplarında çekmeyi etkileyen parametreler deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalar, 0,9 mm kalınlığında, DP500 ve DP600 kalite yüksek mukavemetli sac malzemeden çekilen numunelerle gerçekleştirilmiştir. Deneylerin tamamı Hounsfield marka çekme basma test cihazında yapılmıştır. Dişi kalıp kavis yarıçapı (2,3,4 ve 6 mm), zımba kavis yarıçapı (2,3,4 ve 6 mm), zımba ilerleme hızı (60, 150, 250 ve 350 mm/dk) ve yağlama (yağsız, strec film ve mineral yağlayıcı) parametrelerinin çekme işlemine etkileri incelenmiştir. Bu parametrelere bağlı olarak deney numunelerinde meydana gelen yırtılma, sac kalınlığı incelmesi, kalıplama kuvveti, parça yüksekliği ve kulak oluşumu incelenmiştir. Küçük kalıp kavis değerlerinde saç malzemenin yırtıldığı, çekme hızı, kalıp kavislerinin artışı ve yağlayıcı seçimine bağlı olarak kalıplama kuvvetinde azalmalar meydana gelmiştir. Strec film kullanılarak yapılan deneylerde en düşük kalıplama kuvveti elde edilmiş ve parça kalınlığındaki değişimler azalmıştır. Kalıp kavis yarıçaplarının artması ile parçanın kavislerinde, yan duvarlarında incelmeler ve parçanın üst kısmında kalınlaşmalar artmıştır.
Sıvı basıncyla sac metal şekillendirme (Hydroforming) işlem parametrelerinin deneysel olarak araştırılması
Bu tez çalışmasında, sıvı basıncı ile sac metal şekillendirme yöntemlerinden hidromekanik derin çekme işleminde etkili olan parametreler deneysel olarak incelenmiştir. Erdemir 6112, AISI 304 paslanmaz ve bakır sac malzemeler deney malzemesi olarak kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar; kare ve silindirik çekme olmak üzere iki farklı geometride ve değişik şekillendirme parametrelerinde gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar, tasarımı ve imalatı yapılan hidromekanik şekillendirme deney düzeneğinde gerçekleştirilmiştir. Şekillendirme esnasında oluşan kuvvetler yük hücreleri, kalıp içi basıncı da basınç transdüseri kullanılarak hassas olarak ölçülmüştür. Deney düzeneği, elektronik kontrol ve veri okuma kartı yardımıyla bilgisayar kumandalı olarak kontrol edilmiştir. Çekme hızı, kalıp kavisi, kalıp içi basıncı, sac malzeme türü ve kalınlığı gibi parametrelerinin hidromekanik şekillendirme işlemine etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Hidromekanik şekillendirme işlemlerinde etkili olan basıncın, sac malzemenin çekme oranını klasik çekme yöntemine göre arttırdığı gözlemlenmiştir. Deneysel çalışmalarda, sac kalınlığındaki incelmenin ürün üzerinde klasik çekme işlemine göre daha homojen dağılım gösterdiği, kırışıklık oluşumu gibi şekillendirme hatalarının azaldığı ve şekillendirilebilirliğin olumlu yönde etkilendiği görülmüştür. Klasik çekme işlemlerinde çok sayıda operasyon ile şekillendirilebilen parçaların hidromekanik derin çekme yöntemi ile tek seferde şekillendirilebildiği tespit edilmiştir.
Hızlı prototiplemede harç yığma yöntemi ile karmaşık parçaların üretilebilirliğinin araştırılması
Bu çalışmada, günümüzde en yaygın kullanılan Hızlı Prototipleme yöntemlerinden `` Harç Yığma Yöntemi '' kullanılarak karmaşık parça üretilebilirliği araştırılmıştır. Hedeflenen kapsamın, çalışma dahilinde olabilmesi için uygun modelin tasarlanması gerekmiştir. Tasarlanan modelin piyasada en çok kullanılan FORTUS 360 MC Hızlı Prototipleme Cihazı ile üretimleri gerçekleşmiştir. Parça üretimlerinde Harç Yığma Yönteminin etkili olan parametreleri tarafından üretim yapılmıştır. Bu parametreler inşa işlemini yapı olarak en çok etkileyen uç tipi, inşa yapısı, bu yapıyı oluşturan inşa açısı olarak üç temel etken altında incelenmiştir. Bu parametrelerle üretilen modeller dayanım analizi, yüzey kalitesi, ölçü tamlığı ve maliyet analizlerine tabii tutulmuştur. Bu analizler sonucunda üretim tekniklerinin yapısal dayanım, yüzey kalitesi, ölçü tamlığı ve maliyet açısından karşılaştırmalı olarak yorumlanarak en uygun üretim yöntemi hakkında bilgi verilmiştir. Bu çalışma ile Hızlı Prototiplemede kullanılan Harç Yığma Yöntemi ile planlanan üretimlerin en uygun üretim tipinin seçiminin doğruluğunu arttıracak verilerin endüstrinin bilgisine sunulmuştur.
İçten yanmalı motorlarda titreşimlerin incelenmesi
Pistonlu taşıt motorlarının titreşimlerinin minimize edilmesi hem taşıtın kalitesi, kullanışlılığı ve ömrü açısından hem de yolcuların veya sürücülerin rahatlık ve güvenliği açısından önem arz etmektedir. Bu çalışmada tek silindirli dört zamanlı bir dizel motorunun dinamik modellemesi yapılarak; motorun hızlanma sürecinde sergilediği davranışlar, motor bloğunun titreşimleri, krank milinin açısal hızının değişimleri, takozlarda oluşan dinamik kuvvetler, sürtünme kuvvetlerinin açısal hız değişimlerine etkileri ile hareketli parçaların kütle atalet kuvvetlerinin krank milinin açısal hız değişimlerine ve motor blok titreşimlerine etkileri incelenmiştir. Dinamik model; piston, biyel, krank mili ve motor bloğu hareket denklemlerinden oluşmaktadır. Model; atalet kuvvetleri ile momentlerini, hidrodinamik ve kuru sürtünme kuvvetleri ile momentlerini, marş momentini, harici yük momentini, gaz basıncı ve takoz kuvvetlerini içermektedir. Bloğun ve diğer dinamik elemanların hareketleri krank eksenine dik bir düzlemde tanımlanmıştır. Motor bloğunun hareketi üç serbestlik derecesine sahiptir ve bunlardan ikisi dikey ve yatay doğrultulardaki öteleme hareketleri, diğeri ise krank ekseni etrafındaki dönme hareketidir. Sunulan çalışmada sayısal çözümleme işlemleri, başlangıç koşulları altında zaman değişkenine göre yapılmıştır. Simülasyonda kullanılan gaz basıncı, tek silindirli dört zamanlı bir dizel motorundan deneysel yöntemle elde edilmiştir.Bloğun dikey titreşimlerinin doğrusal hareketli parçaların ataletinden kaynaklandığı, krank mili ekseni etrafındaki açısal titreşimlerinin çalışma gazı basıncının değişimlerinden kaynaklandığı görülmüştür. Biyel kütlesinin üçte ikisi krank mili ve volandan oluşan dönel parçaların kütlesine, diğer kısmı piston kütlesine katılarak analiz yapıldığında, piston kütlesinin sebep olduğu dikey blok titreşimlerini minimize etmek için piston kütlesi kadar bir balans ağırlığının kullanılması gerekli görülmektedir. Ancak bu durumda bloğun yatay titreşimlerinde artış olmaktadır. Sürtünme kuvvetlerinin daha çok bloğun açısal titreşimlerinde etkili olduğu görülmüştür. Dönel hareketli parçaların kütle atalet momenti artarken krank milinin açısal hız değişimleri azalmaktadır. Ancak krank milinin açısal hızındaki çevrimlik değişimlerin volanın kütle atalet momenti ile lineer olarak azalmadığı görülmüştür. Çevrimlik hız değişimleri belirli bir değerin altına düştükten sonra, volan kütle atalet momentinin daha da arttırılması belirgin bir iyileşme sağlamamaktadır. Farklı sertlik ve sönümleme sabitleri için bağlantı takozlarında oluşan iletim kuvvetlerinin bloğun doğal frekans bölgelerinde aşırı arttığı görülmüştür.
Fotovoltaik güç kaynaklı akıllı sensör tabanlı otomatik buğday biçme makinası tasarımı ve gerçekleştirimi
Çağımızın en büyük problemleri çevre kirliliği ve fosil yakıt kaynaklarının azalmasıdır. Teknolojinin gelişmesine paralel olarak günümüzde tarım faaliyetleri çok büyük oranda makinalarla gerçekleştirilmekte ve bu makinaların enerji ihtiyaçları çoğunlukla petrol ürünleri ile karşılanmaktadır. Bu ürünler tarım maliyetini artırmakta ve çevre kirliliğine sebep olmaktadır. Bu gelişmelere paralel olarak emisyon üretmemeleri ve sınırsız olmaları nedeniyle yenilenebilir enerji kaynakları da her geçen daha fazla ilgi çekmekte ve kullanılmaktadır. Bu çalışmada fotovoltaik dönüşümle enerjisini yenilenebilir enerji kaynaklarından en büyük potansiyele sahip olan güneşten alan, akıllı sensörler ile desteklenmiş buğday biçme makinası tasarlanmıştır. Panel, akıllı sensör ve genel sistem performansları ayrı ayrı ele alınarak incelenmiştir.
Güneş pili teknolojisi kullanılarak çardaklarda sisleme sisteminin uygulanabilirliğinin araştırılması
Bu çalışmada, güneş enerjisi destekli soğutma sistemi Elazığ (38.6775˚ K, 39.1707˚ D) ilinde bir sitenin çardağına uygulanmıştır. Her biri 150 W olan iki güneş pili sisleme sistemi için gerekli gücü sağlamıştır. Çardak bölgesinin sıcaklık dağılımı termal kamera ile gözetlenmiştir. Çalışmada kullanılan güneş pillerinin modellenmesi de yapılmıştır. Önceki soğutma çalışmaları ile kıyaslandığında, bu sistem çevreci, pahalı olmayan ve sağlıklı bir sistemdir.
Termal bariyer kaplanmış motorun yapay sinir ağları ile matematiksel modellenmesi
Bu tez çalışmasında içten yanmalı motorlara Termal Bariyer Kaplama (TBK) uygulanmıştır. TBK uygulaması ile motorların yakıt tüketiminin azaltılması, emisyonlarının iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Yapay sinir ağı (YSA) kullanılarak motorların matematiksel modelleri oluşturulmuştur. YSA ile deney tekrarlarının azaltılması ve deney maliyetinin düşürülmesi amaçlanmıştır. Dizel, benzinli ve LPG'li olmak üzere üç farklı motor üzerinde çalışılmıştır. Dizel motorun piston, egzoz ve emme supapları Yüksek Hızda Oksi Yakıt Püskürtme (HVOF) yöntemi kullanılarak Tungsten Karbür (WC) ile benzinli motorun piston, egzoz ve emme supapları ise Plazma Sprey yöntemi kullanılarak Krom Karbür (Cr3C2) ile 300 mm kalınlığındaki seramik malzeme ile kaplanmıştır. Kaplama öncesinde ve sonrasında dizel motorun NOx, CO, CO2, HC, duman yoğunluğu emisyon değerleri, egzoz gaz sıcaklığı (EGS) ve özgül yakıt tüketimi (ÖYT) değerleri ölçülmüştür. Benzinli motorun NOx, CO, CO2, HC emisyonları, EGS ve ÖYT değerleri ölçülmüştür. LPG'li motorun ise NOx, CO, CO2, HC emisyonları ve EGS değerleri ölçülmüştür. Bu değerler grafikler yardımıyla yüzdesel olarak karşılaştırılmıştır. Kaplanmış ve kaplanmamış (standart) motorun YSA ile matematiksel modellemesi yapılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlar YSA'ya giriş olarak uygulanarak motorların bütün hızlardaki değerleri tahmin ettirilmiştir. YSA'dan alınan sonuçlar ile gerçek deney sonuçları karşılaştırılmış ve sonuçların örtüştüğü görülmüştür. Normal motorlar (NM) ile kaplanmış motorlar (KM)'ın sonuçlarını görsel olarak karşılaştırmak, maliyet ve zaman kaybını azaltmak amacıyla YSA'dan alınan tahmini değerler kullanılarak MATLAB GUI'de ara yüz programı hazırlanmıştır. TBK ile dizel motor egzoz emisyonlarından HC, CO, duman yoğunluğu emisyonu ve ÖYT değerlerinde düşüş, CO2, NOx ve EGS değerinde ise artış olmuştur. Benzinli motor egzoz emisyonlarından HC, CO, ÖYT değerlerinde azalma, CO2, NOx ve EGS değerlerinde ise artış olmuştur. LPG'li motor egzoz emisyonlarından HC ve CO değerlerinde düşüş, CO2, NOx ve EGS değerinde ise artış olmuştur. Elde edilen sonuçlar TBK ile motorlarda egzoz emisyon, ÖYT ve EGS değerlerinde dikkate alınacak bir iyileşme olduğunu göstermiştir. Ayrıca YSA ile matematiksel modelleme yapılarak elde edilen sonuçların deney tekrarlarını azalttığı saptanmıştır. Böylelikle zamandan, yakıt sarfiyatından ve iş gücü kaybından tasarruf edileceği anlaşılmıştır. Anahtar Kelimeler: Termal Bariyer Kaplama, Yapay Sinir Ağı, Benzinli Motor Dizel Motor, LPG'li Motor, Matematiksel Modelleme
Geliştirilen ikincil dönel eksenli taşlama mekanizması ile düzlem yüzey taşlama işleminde kesme parametrelerinin araştırılması
Düzlem yüzey taşlama, günümüzde endüstride oldukça yaygın bir şekilde kullanılan son işlem yüzey temizleme yöntemlerden biridir. Bu yöntemde taşlama taşı radyal olarak kendi ekseni etrafında dönerek doğrusal ilerleyen iş parçası yüzeyinde talaş kaldırarak taşlama işlemini gerçekleştirir. Yapılan bu çalışmada, geleneksel düzlem yüzey taşlama yönteminde uygulanan ve yukarıda izah edilen taşın radyal, kendi ekseni etrafında dönme hareketine, taşın radyal eksenine dikey yönde olacak şekilde bir dönme hareketi vermek için yeni bir mekanizma tasarlanmıştır. Bu mekanizma ile taşlama taşı iki farklı yönde dönme hareketi elde etmiştir. Geliştirilen bu yeni yöntemle 3 farklı talaş derinliğinde, yeni dönme hareketinin 3 farklı devir uygulanmış ve ayrıca sistemde 5 farklı taş cinsi kullanılmıştır. Tüm bu farklı kombinasyonlar ile iş parçaları taşlanmış ve bunun yüzey pürüzlülüğüne (Ra) etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak geleneksel sistemde mevcut olan taşın ilerleme yönüne göre elde edilen farklı yüzey pürüzlülüğü (Ra) değerleri yeni yöntemle iyileştirilmiş ve taşın tüm ilerleme yönlerinde eşit sayılabilecek şekilde yüzey pürüzlülüğü (Ra) değerleri elde edilmiştir. Sistem maliyet açısından da oldukça düşük değerde olduğundan tüm freze ve CNC tezgâhlarına adapte edilebilecek niteliktedir. Ayrıca sistemin elde ettiği talaş kesiti incelenerek modellemesi yapılmış ve bu model ile yeni yöntemdeki kuvvet, güç, enerji ve hesaplamaları yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Taşlama Tekniği, Düzlem Yüzey Taşlama, Yüzey Pürüzlülüğü Taşlama Parametreleri
Frezelemede takım helis açısı ve kesme yüksekliğinin titreşim ve yüzey pürüzlülüğüne etkisinin deneysel araştırılması
Bu çalışmada, CNC freze tezgâhında 90º Yanal frezeleme de takım helis açısı ve bağlama yüksekliğinin, titreşim ve yüzey pürüzlülüğüne etkisi incelenmiştir. Deneylerde iş parçası olarak AISI 1040 çeliği ve GG30 malzemesi kullanılırken kesici takım olarak 20 mm çapına sahip ve helis açıları ( α ; 20º, 30º, 40º ) olan HSS parmak freze çakısı kullanılmıştır. Deneyler üç farklı kesme hızı (V; 15 m/dk., 20 m/dk., 25 m/dk.), Talaş Derinliği ( a ; 0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm) ve temas yüksekliğinde (h ;10 mm, 20 mm, 30 mm), freze çakısı L=70 mm uzunluğunda bağlanarak işlem yapılmıştır. Bu parametrelere bağlı olarak frezeleme esnasında oluşan titreşim ve yüzey pürüzlülük değerleri ölçülmüştür. Sonuç olarak kesicinin helis açısı arttığında titreşim değerinin önemli miktarda azaldığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, titreşimin yüzey pürüzlülüğü üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Anahtar Sözcükler: Alın frezeleme, Yüzey pürüzlülüğü, Titreşim
Delik delme işlemlerinde kesme parametrelerine bağlı olarak oluşan sıcaklığın modellenmesi
Bu çalışmada, Al6061 malzemesinin kuru kesme şartlarındaki delme performansı araştırılmıştır. Performans göstergesi olarak kesme hızı, ilerleme oranı ve kesici takım giriş parametreleri olarak belirlenmiştir. Çıkış parametresi olarakta kesme kuvveti ve takım talaş ara yüzeyinde oluşan sıcaklık değerleri analiz edilmiştir. Deneyler üç aşamada gerçekleşmiştir. İlk olarak deney çalışmasında deney seti Taguchi L18 ( 2*1-3*2) ortogonal dizini esas alınarak deney düzeneği hazırlanmıştır. İkinci olarak kaplamasız ve kaplamalı (TiN/TiAl/TiCN) kesici takımlarda üç farklı ilerleme oranı (0,1-0,2-0,3 mm/rev) ve kesme hızı (170-200-230 m/min) kullanılarak deneyler yapılmıştır. Kesme kuvvetleri Kistler 9257 B model dinamometre yardımıyla, takım talaş ara yüzeyinde oluşan sıcaklık da K tipi ısıl çift ile eş zamanlı olarak ölçülmüştür. Ölçüm sonucunda kesme kuvvetlerinin ortalaması, sıcaklıkların ise maksimum değerleri alınmıştır. Üçüncü aşama olarak; elde edilen deney verileri kullanılarak Taguchi, Regresyon, ANOVA (varyans analizi) ve Yapay Sinir Ağları (YSA) modelleri ile optimizasyon yapılarak yeni modeller geliştirilmiştir. Taguchi Metodu yardımıyla en uygun kesme parametreleri bulunmuştur. İstatiksel yöntemlerle kesme kuvveti ve sıcaklık için I. ve II. derece regresyon denklemleri ile modellenmiştir.Modelde faktörlerin etkinliği ANOVA ile tespit edilmiştir. YSA modeli ile de kesme parametrelerinin seçimini optimize eden modeller geliştirilmiştir. Deney sonuçları ile tahmin değerlerinin karşılaştırılmasında en iyi sonuç YSA modeliyle elde edilmiştir.
Pistonlu bir motorun basınçlı hava motoruna dönüştürülmesi ve performans analizi
Basınçlı hava motorları üretim maliyetleri düşük, yüksek tork üretebilen, egzoz akışkanını yeniden kullanabilen, içten yanmalı motorlara nazaran daha az yağlama yağı kullanan temiz enerji sistemleridir. Ayrıca, basınçlı hava motorları, fosil kökenli yakıtlarda dışa bağımlılığı da azaltabilecek alternatif bir çözümdür. Sözü edilen önemli avantajları sebebiyle bu çalışmada pistonlu 4 zamanlı benzinli bir motorun basınçlı hava motoruna dönüşümü gerçekleştirilmiş, performans deneyleri yapılarak 4 farklı egzoz supap zamanlamasından (EgAA 0°, EgAA 10°, EgAA 20°, EgAA 30°) optimum olanı belirlenmiştir. Dönüşümü yapılan motorda emme supabı olarak döner supap, egzoz sistemi olarak kam milli bir egzoz sistemi kullanılmıştır. Performans deneyleri sabit kelebek açıklığı ve farklı çalışma basınçlarında (10, 15, 20, 25, 30 bar) yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre en uygun egzoz supap zamanlaması EgAA 20° olarak belirlenmiştir. EgAA 20° egzoz supap zamanlaması, 25 bar çalışma basıncı, 800 1/min motor hızında 17,28 Nm motor momenti, 1,48 kW motor gücü ve %24,42 motor verimi elde edilmiştir. Motor performansının tahmini için yapay sinir ağı (YSA) kullanılmıştır. YSA için eğitim verileri deneysel ölçümlerden sağlanmıştır. Motor momenti için R2 değeri 0,999901 olarak bulunmuştur. Sonuçlar YSA'nın motor parametrelerinde kabul edilebilir tahminler sağladığını göstermektedir.
Alçı üretimi yapan bir tesisin enerji ekserji ve eksergoekonomik analiz yöntemiyle performansının değerlendirilmesi
Bu tez kapsamında, alçı üretimi yapan bir fabrikada ısıl işlemlerin gerçekleştiriği endüstriyel fırınların termodinamik ve döner fırının sayısal analizleri gerçekleştirilmiştir. Enerji, ekserji ve eksergoekonomik analiz yöntemleri, söz konusu işletmede bulunan perlit patlatma ve döner fırın proseslerine uygulanmıştır. Bu analizlere ilave olarak, döner fırının sayısal analizleri gerçekleştirilmiştir. İşletmedeki perlit fırını, yapılan bir ön analiz ile yeni bir perlit fırını ile değiştirilmiştir. Analizlerde eski ve yeni perlit fırını olarak adlandırılak, elde edilen sonuçlar tartışılmıştır. Eski perlit genleştirme fırınının enerji verimi % 66 iken, ekserji verimi ise % 26 olarak hesaplanmıştır. Yeni perlit fırının enerji verimi % 69, ekserji verimi ise % 37 olarak hesaplanmıştır. Döner fırının enerji verimi % 69 olarak belirlenmiştir. Döner fırının ekserji verimi ise % 16 olarak hesaplanmıştır. Doğal gazın birim ekserji maliyeti, eski perlit fırını için 13.601 $/GJ, yeni perlit fırını için 12.345 $/GJ olarak hesaplanmıştır. Her iki fırına giren yakıt ekserji maliyetleri, sırası ile 57.287 $/h ve 53.651 $/h olarak hesaplanmıştır. Ekserji kavramı temelinde üretim maliyeti, eski perlit fırını için 0.153 $/kg iken yeni perlit için 0.100 $/kg olarak hesaplanmıştır. Eski perlit fırınının eksergoekonomik faktörü % 45 iken, yeni perlit fırınının eksergoekonomik faktörü % 70 olarak hesaplanmıştır. Döner fırında tüketilen doğal gazın birim ekserji maliyeti 13.7606 $/GJ iken, ekserji maliyeti 218.1457 $/h olarak hesaplanmıştır. Döner fırının eksergoekonomik faktörü % 70 olarak hesaplanmıştır. Alçı tozunun üretim maliyeti, 0.03097 $/kg olarak belirlenmiştir. Döner fırının sayısal modellemesinden elde edilen sonuçlar gösteriştir ki, mevcut çalışma koşulları için döner fırın içerisindeki en yüksek sıcaklık 1868.64 K değerine ulaşmıştır. İkinci analizden elde edilen analizler göstermiştir ki, döner fırın içerisindeki en yüksek sıcaklık 2437.77 K değerine ulaşmıştır. Yeni, eski perlit fırınlarının ve döner fırının enerji ve ekserji analizleri göstermiştir ki, analizlerde göz önüne alınan proseslerden yüksek miktarlarda enerji verimliliği sağlanabilir. Ekserji analizlerinden elde edilen bulgular, eksergoekonomik analizden elde edilen bulgular ile de desteklenmiştir. Döner fırının gerçekleştirilen sayısal analizleri ile verimsiz çalışma koşullarında çalıştığı ortaya koyulmuştur.
Borlama yüzey kaplama teknolojisinin bir dizel motorun yanma odası elemanlarına uygulanması
Yapılan bu deneysel çalışmada 4 silindirli doğal emişli, 4 zamanlı, su soğutmalı, direkt enjeksiyonlu dizel bir motorun yanma odası elemanları olan silindir gömleği, piston üst yüzeyi ve supaplar bor içerikli tozlarla kaplanarak motora adyabatik özellik kazandırılmıştır. Kaplama yöntemi olarak katı ortam borlama yöntemi ve plazma sprey yöntemi kullanılmıştır. Silindir gömleği ve supaplar katı ortam borlama yöntemi ile 150 mikro kalınlığında Fe2B, piston üst yüzeyinde ise 300 mikron kalınlığında (CoNiCrAlYttra + NiCrBSi) tabakası ile kaplanmıştır. Ham fıstık yağı ve ham kabak çekirdeği yağlarından, transesterifikasyon yöntemi uygulanarak biyodizel yakıtlar üretilmiştir. Adyabatik özellik kazandırılmış motorda; D-2 yakıt ve biyodizel yakıtların D-2 yakıt ile karışımları, alternatif yakıt olarak kullanılmıştır. Standart ve kaplanmış motorda farklı yükler altında performans deneyleri ve emisyon ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Son olarak kaplanan motor parçaları optik mikroskop, SEM, EDAX, XRD, nano sertlik, adhesiv aşınma, yüzey pürüzlülüğü gibi malzeme muayene ve metalografik inceleme yöntemlerine tabi tutulmuştur. Yüzey sertlik değeri 6 kat artarken, aşınma direnci 3 kat artmıştır. Isı iletim katsayısı silindir gömleğinde 2,5 kat düşerken, piston üst yüzeyinde ortalama 10 kat düşmüştür. Testler neticesinde kaplanmış motorda D-2 yakıt için FÖYT değeri % 7,5 ve FÖET değeri % 7 azalırken, FTV değeri % 1,5 ve EGS değerinde ise % 15 artış meydana gelmiştir. CO değerinde % 10, HC değerinde % 47, İS değerinde ise % 14 azalma meydana gelirken NOx değerinde ise % 35 artış ölçülmüştür. Anahtar kelimeler: Borlama, plazma sprey, kaplama, motor, biyodizel, performans, egzoz emisyon
Motor yenileme sektörü için ağ tabanlı yerel bir yazılım geliştirilmesi
Bu çalışmada, motor yenileme sektörüne özel, kurumsal kaynak planlama (KKP) modeli, ağ tabanlı yerel bir yazılım geliştirilmiştir. Motor yenileme sektöründen örnek bir işletmede yazılıma uygun organizasyon yapısı oluşturulmuş, personelin bu yapı içerisindeki yetkinlik dereceleri belirlenmiştir. Geliştirilen yazılım, Microsoft Excel ara yüzü ile makro editöründe Visual Basic kodları yardımıyla ağ tabanlı bir yönetim programı olma özelliğine sahiptir. Bu özellik ile motor yenileme hizmetleri kapsamında atölye sahasında gerçekleştirilen motor revizyon süreci atölye planında girişten çıkışa kadar takip altına alınabilmiştir. Yerelde çalışan ağ tabanlı bilgisayar yazılımı sayesinde motor yenileme hizmetleri kurumsal bir yapıya ulaşmış ve sektör için geliştirilen bu süreç iyileştirme modeliyle örnek işletme şeffaf bir görünüme kavuşmuştur.
Taguchi deney tasarım yöntemi kullanılarak sementasyon çeliğinin teğetsel silindirik taşlama yöntemi ile işlenmesinde kesme parametrelerinin araştırılması
Taşlama işleminde genel olarak istenen amaç, işlenecek malzemenin istenen hassasiyet ve yüzey kalitesinde üretilmesini sağlamaktır. Taşlamanın genel olarak talaşlı imalatta son işlem olması veya daha sonraki işlemlere iyi bir geçiş sağlaması bakımından parametre kombinasyonunun isabetli oluşturulması gerekir. Son yıllarda taşlama işleminde kesme parametrelerinin etkisi endüstriyel alanda kendisine önemli derecede yer bulmuştur. Bu çalışmamızda Taguchi deney tasarım yöntemi kullanılarak sementasyon çeliğinin teğetsel silindirik taşlama yöntemi ile işlenmesinde kesme parametrelerinin ortalama yüzey pürüzlülüğü, titreşim ve talaş kaldırma oranı üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Kesme parametreleri olarak talaş derinliği, ilerleme hızı, kesici takım devri ve iş parçası parametrelerinin farklı seviyeleri kullanılmıştır. Ayrıca yapılan deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen sonuçlar Anova varyans analizi yöntemi ve Minitab 15 paket programı ile istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda teğetsel silindirik taşlama yönteminin geleneksel silindirik taşlama yöntemine göre daha iyi ve daha pratik olduğu belirli üstünlükler getirdiği tespit edilmiştir.
Farklı sıcaklıklardaki jetlerin akış ve ısıl karışım karakteristiklerinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada, farklı sıcaklıklardaki jet akışlarının sınırlandırılmış bir kanal içerisindeki termofiziksel özellikleri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmanın deneysel kısmı için bir deney seti imal edilmiş ve sayısal kısmı da Large Eddy Simulation türbülans modeli kullanılarak modellenmiştir. Akışkan olarak suyun kullanıldığı analizlerde paralel ve eş – merkezli olmak üzere iki tür jet modeli kullanılmıştır. Kanal içerisine farklı geometrik özelliklere sahip pasif engeller yerleştirilmiştir. Analizler jetler arası sıcaklık farkı ve momentum oranının fonksiyonu olan altı farklı sınır şartı için yapılmıştır. Deneysel ve sayısal veriler analiz edilirken üç tür yaklaşım uygulanmıştır. Birinci yaklaşımda farklı sıcaklıklardaki jet akışlarının kanal boyunca ısıl karışım davranışları irdelenmiştir. İkinci yaklaşımda ısıl karışımın etkin olarak gerçekleştiği türbülanslı bölgedeki ısıl salınım davranışları analiz edilmiş ve bu salınımların kanal duvarları için ısıl gerilme kaynaklı bir risk oluşturup oluşturmadığı tespit edilmiştir. Üçüncü yaklaşımda ise belirlenen çalışma parametrelerinin jetlerin akış davranışları üzerindeki etkileri kapsamlı bir şekilde ele alınmıştır. Sonuçlar, bütün çalışma parametrelerinde jetler arası sıcaklık farkı arttıkça ısıl karışımın iyileştiğini göstermiştir. Jet momentum oranları değiştikçe ısıl karışım davranışları önemli ölçüde değişmiştir. Kanal içerisinde pasif engel kullanımı genel olarak daha iyi bir ısıl karışım sağlamıştır. Gözenekli engellerde engelin geçirgenliği arttıkça ısıl karışımda bir iyileşme görülmüştür. Bütün durumlarda etkin karışım bölgelerindeki baskın sıcaklık frekansının 5 Hz civarında olduğu tespit edilmiştir. Yüksek genlikteki bu sıcaklık salınımları bazı engel yerleştirilmiş durumlarda kanal duvarlarına ulaşmaktadır. Bazı durumlarda ise kanal duvarlarına ulaşmadan yığın sıcaklık içerisinde sönümlenmektedir. Kanal içerisinde engel kullanımı, genel olarak jetlerin türbülans bölgelerinin küçülmesine neden olmuştur. Deneysel ve sayısal veriler büyük bir doğruluk ile birbiriyle uyuşmaktadır.
R407C soğutucu akışkan kullanılan düşey tip toprak kaynaklı ısı pompasının performansının deneysel incelenmesi
Isı pompası, dışarıdan enerji verilmesi ile düşük sıcaklıktaki bir ortamdan aldığı ısıyı yüksek sıcaklıktaki ortama veren bir makinadır. Toprak kaynaklı ısı pompalarının (TKIP), yıl boyunca toprak sıcaklığının sabit (kararlı) olmasından dolayı verimleri yüksektir. Bu yüzden TKIP sistemleri geleneksel ısıtma ve soğutma sistemlerine göre daha ilgi çekicidir. TKIP sistemleri, ısıyı kışın topraktan binaya yazın da binadan toprağa transfer ederler. Bilindiği üzere yakın zamana kadar, ısı pompalarında ve diğer soğutma ünitelerinde R12 ve R22 gibi ozon delme potansiyeli yüksek küresel ısınmaya neden olan soğutucu akışkanlar kullanılmaktadır. Son yıllarda, R12 ve R22 gibi soğutucu akışkanların yerlerine, R407c ve R410a gibi alternatif soğutucu akışkanlar geliştirilmiştir. Ancak geliştirilen bu soğutucu akışkanları soğutuculara nazaran, ısı pompalarındaki performansları hakkında çok detaylı bilgiler mevcut değildir. Bu çalışmada, Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Tesisat Anabilim Dalında 20,7 m3'lük hacme sahip bir odanın ısıtılması ve soğutulması için R407c soğutucu akışkanı kullanılan 40 m sondaj derinliğine sahip düşey tip toprak kaynaklı bir ısı pompası kurulmuştur. Kurulan TKIP sisteminin enerji analizi ve ekserji verimleri, sondaj derinliğinin fonksiyonu olarak hem soğutma hem de ısıtma sezonu için belirlenmiştir. Tezin son bölümünde, elde edilen deneysel verilerin kullanıldığı yapay sinir ağları yaklaşımı (YSA) ile sistem performansı hem ısıtma hem de soğutma amaçları için ampirik olarak verilmiştir.
Mikroalglerden yağ üretimi ve dizel motorlarda kullanılabilirliği
Geleneksel yakıtların motor yakıtları olarak kullanımından kaynaklanan hava kirliliği ve sera gazı etkisinin çoğalması gibi nedenlerin yanında petrol fiyatlarının yükselmesi, enerji maliyetlerinin de önemli ölçüde artmasına neden olmaktadır. Bu ve benzeri sebeplerden kaynaklı olarak yakıt alternatifleri üzerindeki çalışmalar yeni ve yenilenebilir yakıt olarak biyodizel üzerinde yoğunlaşmıştır. Ancak Biyodizel, hammaddesinin tarım arazilerinde gıda üretimi için ayrılan arazilerin bir kısmının daha çok kar elde edileceği düşünülerek yağ bitkisi tarımına ayrılması ile az gelişmiş ülkelerde gıda fiyatlarında artış ve gıda temininde zorluk yaşanmasına sebep olmuştur. Bundan kaynaklı olarak tarımsal amaçlı kullanılmayan alanlarda rahatlıkla yetişebilen üstelik hektar başına verimi diğer biyodizel kaynaklarına kıyasla çok yüksek olan mikroalgler yeni biyodizel kaynağı olarak görülmeye başlamıştır. Bu çalışmada da mikroalglerden yağ elde edilmiş tranesterifikasyon yöntemi ile biyodizel üretilmiş ve elde edilen mikroalg biyodizeli, dizel yakıtıyla ve etanol ile belirli oranlarda karıştırılarak tek silindirli bir dizel motorda ve bir jeneratör dizel motorda denenmiştir. Anahatar Kelimeler : Hava kirliliği, Biyodizel, Dizel motorlar, Mikroalgler.