Machinery

Karbon emisyonu açısından kömür yakıtlı termik santraller ile PV güneş enerji santralinin karşılaştırılması

Bu tezde, kömür yakıtlı termik santraller ile fotovoltaik (PV) güneş enerji santrallerinin emisyon oranları ve çevresel etkileri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Çalışmanın amacı, enerji üretiminde kullanılan iki farklı teknolojinin sera gazı salımları üzerindeki etkilerini ortaya koymak ve sürdürülebilir enerji politikaları açısından değerlendirmektir. Analizlerde temel yıl olarak 2024 dönemi seçilmiş ve kömür santrali için işletme aşamasına, PV santrali için ise kurulum aşamasına ait veriler dikkate alınmıştır. Metodoloji kapsamında hesaplamalar IPCC (2006) kılavuzları, GHG Protocol ve T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı MRV Yönetmeliği esas alınarak yapılmıştır. Emisyon faktörleri ise DEFRA (2023), ETKB-EVÇED (2024) ve Ecoinvent (2022) verilerine dayandırılmıştır. Çalışmada sera gazı emisyonları, doğrudan (Kategori 1) ve dolaylı (Kategori 2, 3 ve 5) kaynaklar altında değerlendirilmiştir. Sonuçlar, kömür santrallerinin toplam emisyon miktarının 1.221,5 tCO₂-eq, PV santralinin ise 167,67 tCO₂-eq olduğunu göstermektedir. Bu fark, kömürün yüksek karbon içeriği ve doğrudan yanma sürecinin baskınlığı nedeniyle ortaya çıkmıştır. PV sistemleri ise kurulum aşamasında sınırlı emisyon üretmekte, işletme sürecinde neredeyse sıfır doğrudan salım ile karbon nötr hedeflerine katkı sunmaktadır. Bu sonuçlar, Türkiye'nin yüksek güneşlenme potansiyeli göz önüne alındığında, PV yatırımlarının karbon azaltımı ve sürdürülebilir kalkınma hedefleri açısından stratejik bir öneme sahip olduğunu ortaya koymaktadır.

Hidrojenle zenginleştirilmiş yakma sistemleri ve seramik sektörü uygulaması

Pek çok inşaat malzemeleri alt sektörü enerji yoğun proseslere sahiptir. Türkiye'nin enerjide dışa bağımlı olması (petrolün %90'a yakın bir kısmı, doğalgazın %97'si ve kullanılan kömürün %20'si) ve enerji ? yatları açısından dünyadaki en pahalı enerjiyi kullanan ülkeler arasında yer alması, sektörün maliyetlerini oldukça artırmaktadır.Bu alt sektörlerden seramik sektörü, üretim prosesi içindeki pişirme ve kurutma işlemlerinden dolayı, oldukça yoğun enerji tüketen bir sektördür. Seramik sektörünün üretim maliyetleri içinde enerjinin payı diğer sektörlere oranla oldukça yüksektir. Katma değeri en yüksek sektörlerden biri olan seramik kaplama malzemeleri sektöründe enerji için genel maliyet içinde %30 gibi bir oran söz konusudur ki seramik sektöründe enerji fiyatları büyük bir önem taşımaktadır. Temel girdi maliyetleri ana kalem olan sektörde; Türkiye'deki sanayi doğalgaz kullanımının %20'sini, sanayi elektrik kullanımının ise %10'unu oluşturmaktadır.Bu çalışmada, doğalgazla çalışan bir seramik fırınının yakıt sistemine elektrolizle elde edilmiş hidrojenin farklı seramik üretimleri için farklı oranlarda, çok noktadan (her yanma hücresine-brulöre ayrı ayrı) ve tek noktadan (ana doğalgaz hattına doğrudan) ilavesinin verime ve doğalgaz tüketimine etkisinin deneysel sonuçları ile değerlendirilmesi, termodinamik ve ekonomik analizinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır.Çalışmada, Uşak ilinde faaliyet gösteren bir seramik fabrikasında bulunan 102 brülör içeren seramik fırınında hidrojenle zenginleştirilmiş doğalgaz yanma deneyleri gerçekleştirilmiş, birinci ve ikinci yasayı kapsayan enerji ve ekserji analizi ortaya konmuş, ?Net Bugünkü Değer? yöntemi izlenerek sistem ekonomik açıdan değerlendirilmiştir.40x40 yer karosu pişirme prosesinde minimum doğalgaz tüketiminin gerçekleştiği optimum hidrojen debisi; çoklu nokta enjeksiyonu için 1,0752 kg/h, tek noktadan enjeksiyon içinse 1,1592 kg/h olup, enerji ve ekserji verimliliği sırasıyla çoklu nokta enjeksiyonu için %63,13 ve %43,12, tek nokta içinse %62,63 ve %42,74'tür.25x40 yer karosu pişirme prosesinde minimum doğalgaz tüketiminin gerçekleştiği optimum hidrojen debisi ise ; çoklu nokta enjeksiyonu için 0,756 kg/h, tek noktadan enjeksiyon içinse 0,9576 kg/h olup, enerji ve ekserji verimliliği sırasıyla çoklu nokta enjeksiyonu için %65,08 ve %41,72, tek nokta içinse %63,53 ve %40,55'tir.Çalışma sonucunda hidrojenle zenginleştirme sisteminin ortalama 3. aydan itibaren yatırım maliyetini geri ödeyen verimli bir sistem olduğu sonucuna varılmıştır.

Working fluid ranking using cosmo and Refprop softwares for a mobile waste heat recovery system

A simulation methodology is developed for the working fluid assessment using COSMO and REFPROP softwares for a WHR system that employs Rankine cycle to generate useful work by utilizing waste exhaust heat of a heavy-duty internal combustion engine. The methodology has two distinct approaches for working fluid assessment compared to the methodologies in literature. First, it compares the working fluids in transient cycles rather than at a limited number of steady state operating points. Secondly, a fixed condensation pressure is used as a constraint rather than fixed condensation temperature. These two approaches enable a more realistic working fluid assessment. Two fluid properties are developed with COSMO and REFPROP softwares. These fluid properties models are interchangeable without any need to modify the main integrated model. A Rankine cycle model is developed in Simulink to carry out thermodynamic calculations. A cooling model is also developed in GT-SUITE in order to factor in the effect of pump and fan power consumption. These three models are integrated in Simulink model. A Matlab script is written for each fluid properties model to run the integrated model iteratively for different working fluids. Simulations are carried out for 146 working fluids that are commonly analyzed in literature. Simulation results show that ethenol provides the highest fuel economy benefit when working fluid properties are calculated with COSMO software whereas cyclopentane provides the highest fuel economy benefit when working fluid properties are calculated with REFPROP. Moreover, COSMO fuel economy results are compared to REFPROP fuel economy results and it is shown that COSMO results are in good agreement with REFPROP results. However, the use of predictive softwares such as COSMO affects the working fluid ranking. Hence, an empirical software or data should be used for fluid properties for a precise working fluid ranking. As a result, it is concluded that cyclopentane is the most suitable working fluid to be used in a WHR system for a heavy-duty engine for the best fuel economy and environmental safety.

Thermodynamic and economic analysis of ORC withoptimization of system components

Organic Rankine cycles (ORCs) are used to generate power from low temperature heat sources. There are two main chapters in this study. In both parts, 28 different working fluids are used for three different heat source temperatures (90, 120 and 150 oC). In the first part, a preliminary radial-inflow turbine (RIT) design with loss calculations is incorporated into the model to add dynamic turbine efficiency. The turbine model is run together with the ORC, and real gas properties are used. A genetic multi-objective optimization algorithm (NSGA-II) is used to obtain an ORC and design of system components according to minimum thermal conductance per net power output and maximum performance factor (PF). The decision variables are specific speed, condensation pressure, pressure ratio through turbine, radius ratio at the nozzle, degree of superheating and pinch point temperature difference (PPTD) in the evaporator. Pareto frontiers are obtained as a result, and a decision-making method (TOPSIS) is used to select an optimum solution for each working fluid. R1234yf, R1234ze(e) and isobutane are found to be the optimum working fluids for 90, 120 and 150 oC respectively. For each solution, turbine geometry, fluid velocities and rotor rotational speed are calculated. In the second part, a heat transfer model is added into the model used in the first part for the evaporator preferred as a plate heat exchanger (PHE). The first objective function is redefined, and evaporator heat transfer area is used instead of minimum thermal conductance. The length, the width of the plates and the spacing between the plates in PHE are added as new decision variables to optimize evaporator geometry. R1234yf is found to be the optimum working fluid for 90 oC source temperature, and butane is obtained to be ideal for both 120 and 150 oC unlike the first chapter.

Katı atıklardan enerji üretimi: Hakkari il örneği

Dünyada ve ülkemizde artan nüfus ve gelişen sanayi ile beraber atık miktarında da artış söz konusudur. Dünyada çevresel krize neden olan ve ekosistem için tehdit oluşturan atıklar, insanlığın temel ihtiyaçlarından olan enerji üretimini karşılamak amacıyla değerlendirilmeye başlanılmıştır. Küreselde atıkları sorun olmaktan çıkararak bir fırsat hammaddesi olarak enerji dönüşümünde değerlendirme çalışmaları yaygın şekilde devam etmektedir. Dünyada enerji taleplerinin karşılanmasında yenilenemeyen enerji kaynaklarının yetersiz kalması nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim hızlı bir trende girmiştir. Bu çalışmada katı atıklar incelenerek dünyada ve ülkemizde atık yönetimi ilgili genel bir değerlendirme yapılmıştır. Katı atıkların değerlendirilme aşamalarında öne çıkan yöntemlerden biri enerji geri kazanımıdır. Küreselde ve ülkemizde enerji hakkında genel bilgilere yer verilmiştir. Hakkâri ilinde yapım aşamasında olan düzenli atık depolama sahası ile bütünleşik enerji üretimi teknik açıdan değerlendirilmiştir. Hakkâri ili sınırları içinde ortaya çıkan katı atık miktarı, düzenli depolama sahasında çıkabilen depo gazı ve enerji üretimine geri kazanılması için öngörülen gaz miktarı hesaplanmıştır. Öncelikle Hakkâri'nin gelecekteki nüfusu iller bankası yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Hakkâri'nin kişi başı günlük ortalama katı atık miktarından yola çıkarak yıllık toplam atık miktarı bulunmuştur. Atık miktarı verisi kullanılarak ABD Çevre Koruma Ajansı (USEPA) tarafından geliştirilen LandGEM matematik modeli ile de gaz miktarı tahmin edilmiştir. Tahmin sonucu geri kazanımı sağlanan gazın içten yanmalı motorlarda yakıldığında elektrik üretim potansiyeli hesaplanmıştır. Ayrıca enerji üretim tesisi maliyet kalemlerine de yer verilmiştir. Anahtar Kelimeler: Hakkâri, depo gazı, yenilenebilir enerji, katı atık

Investigation of wear behaviour of gears under differentworking conditions manufactured by 3D printing and conventional methods

The main purpose of this research is to examine the wear behavior of thermoplastic gears produced by machining and additive manufacturing under different operating conditions. In this study, PA6 (Polyamide) plastic gear produced by machining method and Ultem 1010 gear produced by additive manufacturing method were used. These gears were tested for wear behavior at different cycles against the steel gear (1040 steel). These gears (Ultem 1010&PA6) were operated at 400 rpm, 800 rpm and 1200 rpm and completed 1 million revolutions. Temperature, noise, torque and surface roughness were measured during wear tests. The primary purpose of these tests is to reveal the wear differences of PA6 and Ultem 1010 gears. Ultem 1010 gear produced by additive manufacturing is an engineering thermoplastic with good mechanical properties and heat. When the temperature, wear, noise and torque results were examined, it was concluded that the PA6 gear performed better at low and medium speeds, while the Ultem 1010 gear performed better at high speeds.

Yan rüzgar etkisi altındaki ağır ticari bir araçta aerodinamik direnç katsayısının had ile analizi

Bu çalışmada, bir çekici-treyler araç modeli üzerinde hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemiyle çeşitli yan rüzgar hızları etkisi altında aerodinamik direnç katsayısındaki değişim araştırılmıştır. Geliştirme çalışmaları esnasında Fluent programı vasıtasıyla türbülans analizleri için realizable k-epsilon, Spalart Allmaras ve SST k-omega DES ve RANS çözüm modelleri incelenmiş ve en ekonomik ve mümkün olan en yüksek doğrulukta sonuç veren optimum modelin DES realizable k-epsilon olduğu görülmüştür. Ayrıca boyut kutularının genişletilerek rüzgaraltı yönünde ağ yoğunluğunun artırılmasının sapma açısının sıfırdan farklı olduğu durumlar için önemli olduğu gözlemlenmiştir. Sınır tabaka, zaman basamağı, ayrıklaştırma metodu, rahatlama faktörü ve Cdes sabiti üzerinde araştırmalar yapılarak yaratılan metodun kalibrasyonu yapılmıştır. TKD aerodinamik yol testi sonucu aracın sürüklenme direnci belirlenmiş ve burada bulunan sonuçlar ile uyumlu bir analiz metodolojisi yaratılmıştır.

Küçük hidroelektrik santrallerde türbin tasarımı

Küçük Hidroelektrik Santraller, Birleşmiş Milletler Sanayi ve Kalkınma Organizasyonu(UNIDO) sınıflamasına göre 1MW ile 10MW arası kurulu güçlere sahip santrallerikapsamaktadır. 1MW'dan daha küçük kapasiteli HES'lere Mini HES, 10MW'dan büyükkapasiteli HES'lere ise Orta Büyükle HES denilmektedir.şletme tarzlarına, yapılış şekillerine, hidrolik düşüye ve akımın rotordaki yönüne görehidrolik türbinleri çeşitli sınıflandırmalara tabi tutmak mümkündür. Ancak genellikle hidroliktürbinler `aksiyon türbinleri' ve `reaksiyon türbinleri' olmak üzeri iki ana gruba ayrılırlar.Bu çalışmada hidrolik türbin tasarımları incelenmiş ve 1996 yılından beri Alarko tarafındanişletilmekte olan Berdan HES'in mevcut Francis tipi türbinleri ve alternatif olarakseçilebilecek Kaplan tipi türbinlerin hesapları yapılmış. E E 2005 yıllık çalışma raporundakidüşü ve debi değerleri göz önüne alınarak aynı şartlarda Kaplan tipi bir türbin seçilmesihalinde üretilebilecek enerji hesaplanmıştır.Sonuç olarak mevcut Francis tipi türbinler yerine kısmi yüklerde daha yüksek verimler verenKaplan tipi bir türbin seçilmiş olsaydı 2005 yılı içinde 5974954 kWh daha fazla bir elektriküretimi gerçekleştirilmiş olacağı ortaya konmuştur.Anahtar Kelimeler: Küçük HES, türbin seçimi, türbin tasarımıJÜR1. Doç. Dr. Özgen Ümit ÇOLAK (Danışman) Kabul tarihi: 22.06.20062. Y. Doç. Dr. Zehra YUMURTACI Sayfa Sayısı: 1233. Y. Doç. Dr. Nur BEK ROĞLU

İstanbul'da örnek bir binanın dış cephe kaplamasının ekonomikliğinin araştırılması

` stanbul'da yüksek katlı bir binanın dış cephe kaplamasının ekonomikliğinin araştırılması'adlı yüksek lisans bitirme tezimde stanbul'da mevcut bir binada 1985 yılında yürürlükteolan TS 825 Binalarda Isı Kaybı Yönetmeliğine göre ısı kaybı hesabı ile 1999 yılındayürürlüğe giren yönetmeliğe göre ısı kayıpları bulunarak aradaki kayıp farkından her birizolasyon kalınlığına göre toplam maliyetler bulunarak en ekonomik izolasyon kalınlığıtespit edilmiştir.

Yalıtım malzemelerinin ısı iletim katsayılarının ölçülmesi

-92- 7. ÜZET însanoglu ma İşeme ler dek i ısı iletiminin farkına vardık tan sonra ısıl iletkenliği düşük malzemeleri çevre koşulla rından korunmak için kullanmaya başladı. Teknolojinin etkisi ile, yeni malzemeler geliştirildi ve ısı iletim katsayısının belirlenmesi ihtiyacının dogması pek cok ölçme yönteminin geliştirilmesine sebep oldu. Bu çalışmada, yalıtım malzemelerinin ısı iletim katsayı larının ölçülmesi için basit bir imalat ve ölçme yöntemine sahip bir deney düzeneği tasarlandı ve Türk Standartlarına uygun olarak geliştirildi, dlçme yöntemi olarak kararlı halde tek numuneli plaka metodu seçilmiştir. Sıcaklık ölçümü için bilgisayarlı kontrol sistemi kullanılmıştır. Deney düzeneği nin ve yönteminin yeterliliğini ve güvenilirliğini belirleye bilmek için ısı iletim katsayısı bilinen malzemelerle deney ler yapılmıştır. îlk numune olarak literatürde belirtilen ısı iletim katsayısı 0,14 W/m°C olarak verilen sunta kullanılmış ve bu değer deneysel olarak elde edilmiştir. İkinci numune ısı iletim katsayısı 0,04 W/m°C olan stro-Fordur. Fakat stro-forla yapılan deneyler istenilen sonuçları vermemiştir. Bundan dolayı, bu deney düzeneği ısı iletim katsayısı 0,15 W/m*C'den büyük olan malzemelerin ölçülmesi için kulla nılabilmektedir. Daha düşük ısı iletim katsayısına sahip malzemelerin ölçülebilmesi için bazı değişiklikler önerilmiş tir.

Düzlemde tek serbestlik derecesine sahip mekanizmaların kinematik sentezi

-X- ÖZ Bilinmeyen tasarım parametre sayısı beşin üzerinde olan mekanizmaların sentezinde karşılaşılan güçlüklerden en önemlisi, tasarım sürecinde ortaya çıkan ve kapalı olarak çözülemeyen doğrusal olmayan denklem kümelerinin varlığıdır. Çözümlerde genellikle ardışık tekrar gerektiren metodlar kullanıldığından herzaman çözüm bulma garantisi olmadığı gibi ardışık tekrarı başlatacak ilk tahmin değerlerinin de uygun seçilmesine gerek vardır. Bu çalışmada modüler yaklaşım adı verilen yeni bir metod yapılarında kayar eleman da bulunan mekanizmaların kinematik sentezine uygulanmıştır.Bu yaklaşımda, bilinmeyen parametre sayışım azaltmak için mekanizma modül adı verilen basit bileşenlere ayrıştırılmıştır. Modüllerde bilinmeyen kinematik boyut sayısı fazla olmadığından Kesin nokta, Altbölge ve Galerkin metodları modül tasarımlarına uygulanarak kapalı çözümler elde edilmiştir. Elde edilen modüller fonksiyon, yörünge ve hareket üretimi yapan çok uzuvlu mekanizmalar olarak birleştirilmiştir. Ayrıca modüler yaklaşımla oluşturulan 4-çubuk, 6-çubuk, 4-kol mekanizmalarının yapısal hataları en küçük kareler metodu kullanılarak minimize edilmiştir. Bu minimizasyon sürecinde ardışık tekrar kullanıldığından, ardışık tekrarı başlatacak ilk tahmin değerleri, mekanizmayı oluşturan modüllerin boyutları olarak seçildiğinden yakınsama her zaman mümkün olmuştur.

Basınçlı dökümde kaliteyi etkileyen faktörlerin araştırılması

Basınçlı döküm sistemlerinde ürün kalitesini etkileyen faktörler incelenmiştir. Basınçlı dökümde kullanılacak alaşıma göre makine seçimlerinin yapılması gerektiği belirtilmiş ve basınçlı döküm makineleri anlatılmıştır. Basınçlı döküm kalıplarındaki yolluk ve havalandırma sistemlerinin formül ve nomogramlar ile hesaplama yöntemleri açıklanmıştır. Isı transferinden yararlanılarak soğutma kanalları ve gerekli olan soğutma suyu hesaplanmıştır. Basınçlı döküm koşullarına karşı koyabilecek kalıp çeliğinin sahip olması gereken özellikleri hakkında bilgi verilmiştir. Basınçlı dökümde ortaya çıkan hatalar irdelenerek giderilmesi için çalışmalar yürütülmüştür. Kalıbı oluşturan yolluk, havalandırma, soğutma sistemleri ve kalıp çeliğinin kaliteye etkileri ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: Basınçlı döküm, kalıp, yolluk, havalandırma, soğutma sistemi, basınçlı dökümün kalitesi

Mekanik preslerde işlem hassasiyetini etkileyen faktörlerin incelenmesi ve pres elemanları üzerinde uygulanacak mukavemet analizleri ile konstrüktif iyileştirmeler sağlanması

Talassız sekil veren takım tezgahları içinde en büyük grubu olusturan preslerin endüstridekikullanımı gittikçe yaygınlasmaktadır. C formu ve kapalı form ( 0 formu ) olarak iki ana gruptatoplanabilen preslerden kapalı form presler biçim üstünlüklerinin sagladıgı yararlar nedeniyledaha büyük güçler için yaygınlasan bir biçimde kullanılmaktadır.Bu çalısmada pres gövdeleri ele alınarak tablası gövdesine kaynaklı olmayankonstrüksiyonların bir degerlendirilmesi yapılmıs ve boyutlandırma için formül ve tablolargelistirilmistir.Genis çaplı bir piyasa arastırmasının ısıgında, pres imalat sanayinin degerlendirilmesiyapılmıstır.slem hassasiyetini etkileyen faktörler incelenmistir.Sınıflandırılan pres tipleriyle ilgili olarak yapılmıs çalısmalar tanıtılmıs, hesap yöntemi eksikgörülen ve ülkemizde yaygın olarak imal edilen çerçeve tipi saç konstrüksiyon presleringövde konstrüksiyonlarının özellikleri ve boyutlandırma kriterleri verilmistir.Plak teorisinin ana baglantıları verilmistir.Çerçeve tipi gövdenin çökmelerinin elemanter mukavemet hesaplarıyla elde edilebilecegi veçerçevenin, pres konstrüksiyonlarında kullanılan geometrik oranlar için, iki ucundan basitmesnetli bir kirise indirgenebilecegi gösterilmistir. Dört kenarından elastik mesnetlidikdörtgen plakaların pres yükleri altında çökmelerinin Sonlu Farklar Yöntemi ilehesaplanmıstır.Boyutlandırma kriteriyle sınırlanan toplam sehim, gövdenin ve tablanın boyutlandırılması içinbu iki öge arasında paylastırılmıs ve parametrik olarak elde edilen sehimlere esitlenerekgövde ve tabla için boyutlandırma formülleri çıkarılmıstır. Bu formüllerin elde edilmesindegövde ve tabla kütlelerinin toplamını en aza indirecek boyutların elde edilebilmesi içinrijitligin seçimi gerçeklestirilebilir sınırlar arasında yapılmıstır.Son olarak çalısmada ele alınan konstrüksiyonlara örnek olabilecek iki çerçeve tipi sackonstrüksiyon presin tabla plakası üzerindeki çökmeleri ölçülmüs ve hesaplanan degerlerlekarsılastırılmıstır. Formül ve tablolarla, aynı anma büyüklüklerine sahip presinboyutlandırılmıs, elde edilen boyutlarda saglanan rijitlik ve malzeme tasarrufu gösterilmistir.Anahtar Kelimeler: Pres, mekanik presler, gövde, tasarım.

Ondüleli boru hidrodinamiğinin deneysel incelenmesi

Bu yüksek lisans tez çalışmasında, ondüleli dairesel kesitli borularda su akışının hidrodinamiği deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmanın ana amacı, farklı debi ve boru çaplarında yük kayıplarını maksimum yapan parametreleri belirlemektir.Tez çalışması beş ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri ve ulaşılmak istenen sonuçlar genel olarak açıklanarak konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde tez konusu kapsamındaki temel kavramlara değinilerek kullanılan analiz yöntemi açıklanmıştır. Üçüncü bölümde konu ile ilgili daha önce yapılmış araştırmacıların yayınları değerlendirilmiştir.Dördüncü bölümde Y.T.Ü. Makine Fakültesi Yıldız kampüsü laboratuarında gerçekleştirilmiş deneysel çalışmalar açıklanmıştır. Deneysel çalışmalar, iki ana kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda, üç farklı çaptaki ondüleli borular boru akımında (cazibesiz akış) incelenmiş, boru giriş ve çıkış kesitleri arasında oluşan basınç kaybı ve Darcy sürtünme katsayısı farklı hacımsal debilerde bulunmuştur. İkinci kısımda, üç farklı çaptaki ondüleli borular açık kanal akımında (cazibeli akış) incelenmiş, boru boyunca aralarında eksenel uzaklık yeterince büyük olan üç ayrı istasyondan elde edilen su seviye yükseklikleri ile Darcy sürtünme katsayıları farklı hacımsal debilerde ve farklı kanal eğim açılarında bulunmuştur.Deneysel veriler ışığında, hem boru akımı (cazibesiz akış) hem de açık kanal akımı (cazibeli akış) için Reynolds sayısı ?Re? nin Darcy sürtünme katsayısı ?f ? ile olan ilişkisi grafiksel olarak gösterilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre sürtünmeden dolayı oluşan yük kayıpları incelenmiş ve sonuçların literatür ile uyumlu olduğu görülmüştür. Boru akımında (cazibesiz akış) basınç kaybı ve hacımsal debi önemli parametrelerken, açık kanal akımında (cazibeli akış) hacımsal debiyle birlikte su seviye yükseklikleri ve kanal eğimi önemli parametrelerdir.Beşinci bölümde sonuçlar değerlendirilerek öneriler sunulmuştur.

Proton değişim membran yakıt hücrelerinde kullanılan polimerik membranın modellenmesi

Sanayi devrinden sonra teknolojinin gelişmesi ile artan talepler ve aşırı artan nüfustan dolayı meydana gelen enerji açığı fosil yakıtların kullanılmasıyla ortadan kaldırılmaya çalışılmış fakat dünyayı geri dönüşü olmayan bir çıkmaza sokmuştur. Tükenmeye yüz tutmuş fosil yakıtlar ve aşırı çevre kirlenmesi insanları yeni enerji yöntemlerine yöneltmiştir. Yenilenebilir enerji yöntemleriyle hem çevre kirliliğini engellemeye hem de fosil yakıtlara alternatif bulmaya çalışılmaktadır. Alternatif enerjilerden ve geleceğin yakıtlarından biri de hidrojen enerjisi olup, hidrojenden elektrik üretimini sağlayan yakıt hücre teknolojisi de geleceğin yenilenebilir, temiz ve yüksek verimli enerji çözümü olarak geniş kabul görmektedir. Elektrokimyasal reaksiyonlardan geçerek elektrik üretmek için hidrojeni kullanan polimer eletrolit membran (PEM) yakıt hücreleri, özellikle taşımacılıkta içten yanmalı motorlar yerine çevre dostu olarak kullanabilmek için geliştirilmeye çalışılmaktadır. PEM yakıt hücreleri, yüksek verimi, düşük sıcaklıklarda kullanılabilmeleri, sessiz çalşmaları ve çevre dostu olmalarından ötürü, geleceğin enerji üretim cihazlarıdır fakat yakıt hücreleri halen tam anlamıyla ticari olarak belli eksiklerinden dolayı kullanılamamaktadır. Bunların başında en önemli etken PEM yakıt hücresinin ana elemanı olan membranın istenilen ömüre ulaşamaması, yüksek sıcaklık ve nemde mekanik ve kimyasal hasar göstermesidir.Bu çalışmada proton değişim membran yakıt hücrelerinin ana elemanı olan membranın yakıt hücresi içindeki çalışma koşulları dikkate alınarak, membran malzemelerinden Nafion 112 kullanılarak çekme deneyi, DTA-TG deneyi, iklimlendirme deneyleri yapılmış ve akabinde elekron mikroskobunda (SEM) iklimlendirilen numuneler incelenmiş ve malzemede meydana gelen hasarlar belirlenmiştir. Literatür taramalarından elde edilen bilgiler dahilinde yapılan modelleme çalışmalarında polimerik malzemelerin davranışının tam anlamıyla modele yansıtılamadığı gözlemlenmiş ve bu eksiklik göz önüne alınarak modelleme çalışmalarına yönelinmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen veriler kullanılarak bu kapsamda polimerik malzemenin viskoelastik-viskoplastik davranış gösterdiği sonucu elde edilip, viskoplastisite teorilerinden biri olan `Viscoplasticity Theory Based On Overstress (VBO)' modeli kullanılarak oda sıcaklığı ve farklı yüksek sıcaklıklarda Nafion 112 polimerik membranın çekme davranışı modellenmiştir. Simülasyon sonuçları deneysel verilerle karşılaştırılmış, oldukça uyumlu sonuçlar elde edilmiştir.

Kayan kipli kontrol tekniklerinin teorik ve deneysel olarak incelenmesi

Kayan kipli kontrol, dış bozucular ve sistem modelindeki belirsizliklere rağmen istenilen dinamik davranışı sağlayabilen gürbüz bir kontrol yöntemidir. Son yıllarda, kayan kipli kontrol yöntemi uygulama basitliği ve gürbüzlüğünden dolayı gözde hale gelmiş, çok sayıda kayan kipli kontrol tekniği geliştirilmiştir. Ancak, bu kontrol tekniklerinin çeşitli gerçek sistemler üzerinde aynı anda uygulandığı kapsamlı bir çalışma bulunmadığı görülmüştür. Bu çalışmada, dünyada en çok kullanılan kayan kipli kontrol teknikleri çeşitli gerçek sistemler üzerinde teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla, tek giriş tek çıkışlı doğru akım motoru tahrikli doğrusal bilyalı kızak sistemi, doğrusal olmayan basit ters sarkaç, tek giriş çok çıkışlı dolaylı tahrikli doğrusal olmayan arabalı ters sarkaç sistemi olmak üzere üç farklı gerçek sistem kullanılmıştır. Bu sistemlerin kontrolleri, hem teorik hem de deneysel olarak tatmin edici düzeyde gerçekleştirilmiş, elde edilen çok sayıda simülasyon ve deney sonuçları değerlendirilerek karşılaştırmalar yapılmış, çeşitli sonuçlar çıkarılmış, ileriye dönük çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.

Fotovoltaik termal güneş (PV-T) panellerinin modellenmesi ve sayısal (CFD) analizi

Bu çalışmada fotovoltaik-termal (PV-T) hibrit panellerin enerji performansı hem deneysel hem de sayısal yöntemlerle incelenmiştir. Çalışmada, 25 W gücünde monokristal bir PV panel, bakır borulu su dolaşım sistemiyle PV-T panele dönüştürülmüş ve bu panelin elektriksel ve termal performansı standart PV panel ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Deneysel ölçümler sonucunda PV-T panelin, hücre sıcaklıklarını yaklaşık 8–10 °C daha düşük seviyelerde tutarak elektriksel verimde %3–4 iyileşme sağladığı ortaya konulmuştur. Ayrıca 1 saatlik deneysel çalışma sonunda PV-T panelin suya aktardığı ortalama termal güç deneysel veriler sonucu 33,31 W olarak hesaplanmıştır. Sayısal analizler ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak yürütülmüş ve deneysel bulgularla yüksek uyum göstermiştir. Gerçekleştirilen grid Independence testleri, sayısal modelin güvenilirliğini doğrulamış ve panel yüzey sıcaklıklarının yaklaşık 41,7 °C seviyesinde kararlı hale geldiğini ortaya koymuştur. Ayrıca farklı akış yolu geometrilerinin (silindirik, kare ve dikdörtgen) termal performans ve basınç kaybı üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda silindirik akış yollu panelin 30,6 W, kare akış yollu panelin 33,2 W ve dikdörtgen akış yollu panelin 38,7 W termal güç ürettiği belirlenmiştir. Bu bulgular, dikdörtgen akış yolu geometrisinin %49,8'e ulaşan termal verim ile en yüksek ısıl performansı sağladığını göstermektedir. Sonuç olarak, PV-T panellerin elektriksel verimliliği artırma ve ek termal enerji üretme kabiliyeti sayesinde sürdürülebilir enerji uygulamaları için güçlü bir alternatif oluşturduğu görülmüştür. Ayrıca akış yolu geometrisinin, panelin hem termal hem de hidrolik performansı üzerinde kritik bir tasarım parametresi olduğu ortaya konulmuştur.

Eksenel hareketli esnek kirişlerin sürekli ortam titreşimleri

Bu çalısmada, eksenel hareketli esnek kiris problemi ele alınmıstır. Hamilton Prensibikullanılarak hareket denklemleri ve sınır sartları çıkarılmıstır. Bu denklemler ve sınır sartlarıboyutsuzlastırılmıstır. Böylece denklemlerin geometrik yapıya ve malzeme özelliklerine olanbağımlılıkları ortadan kaldırılmıstır. Elde edilen kiris denklemlerinde kirisin enine direngenliğiküçük kabul edilerek esnek kiris problemi için uygun hale getirilmistir. Bir perturbasyon tekniğiolan çok ölçekli metot ile dıs açılım çözümü elde edilmistir. Bu çözümün basit mesnettemoment, ankastre mesnette eğim sınır sartlarını tam olarak sağlamadığı görülmüstür. Buproblemi ortadan kaldırmak için mesnete yakın kısımda farklı bir kabulle iç açılım yapılmıstır.Elde edilen dıs açılım ve iç açılım çözümleri birlestirilerek bütün sınır sartlarını tatmin edici birsekilde sağlayan kompozit çözüm elde edilmistir. Önce iki mesnetli sistemler ele alınmıs, basitbasitve ankastre-ankastre sınır sartları için çözümler elde edilmistir. Daha sonra üç mesnetlidurum incelenmis, basit-basit-basit ve ankastre-basit-ankastre mesnet durumları için çözümlerüretilmistir. Her bir durum için kiris katsayısının ve kiris hızının kirisin ilk iki tabii frekansınaetkileri incelenmistir.

Farklı seramik kesici takımlar için takım ömrü modellerinde üstel değerlerin deneysel olarak belirlenmesi

Talaş kaldırma esnasında ortaya çıkan en büyük problemlerden bir tanesi takım aşınmasıdır. Talaş kaldırma işlemi esnasında tüm takımlar aşınır ve bu aşınma takım ömrünü tamamlayıncaya kadar devam eder. Takım aşınmasına etki eden (kesme hızı, ilerleme, kesme derinliği, kesme sıvısı) faktörler kesme işlemine bağlı olan parametrelerdir. Kesme parametresi-takım ömrü ilişkisine dayalı modellerden yola çıkılarak takım ömrü belirlenmektedir. Takım ömrünü tayin etmede en yaygın kullanılan modeller Taylor, Gilbert, Krononberg modelleridir. Günümüzdeki takım malzemeleri için literatürde, takım ömrünü belirleyen modellerde kullanılan `?n?? üstel değeri ile ilgili yapılan çalışmaların yetersiz olduğu gözlenmiştir. Bu sebeple, bu araştırmada günümüzde kullanım alanı giderek yaygınlaşan Seramik takımlar için `?n?? üstel değerinin deneysel olarak belirlenmesi amaçlanmıştır. Taylor?un ömür modelinde (V.Tn=C) n üstel değeri, kesici takım malzemesi ve işleme biçimine bağlı olarak belirlenir. Gelişen kesici takım teknolojisine paralel olarak, farklı kesici takımlar için takım ömrü deneylerinin yapılmasına kılavuzluk eden TS 10329 (ISO 3685) baz alınarak işleme deneyleri yapılmıştır. Bu çalışmada elde edilen bulgular literatüre kazandırılmıştır. Grafik yöntemi ve regresyon analizi ile hesaplanan ?n? üstel değerleri literatürde belirtilen aralıkta tespit edilmiştir. Her iki yöntemde de aynı ?n? üstel değeri bulunmuştur.

Zincir mekanizmalarının bilgisayar destekli tasarımı

Bu çalışmada, kullanıcıdan alınan girdiler doğrultusunda makaralı, burçlu, gall, fleyer ve çelik pernolu zincirlerin tasarımı ve çizimi gerçekleştiren bir program yazılmıştır. Programlamada AutoCAD ortamında VBA (Visual Basic For Application) ve Autolisp programlama dili kullanılmıştır. Tasarım için grafik değerleri ve çizelgeler Excel sayfalarına veya VBA code pencerelerine aktarılmıştır. Zincirin taşıdığı güç, giriş devri, iletim oranı ve çalışma şartlarına bağlı olarak minumum dis sayılı tasarım otomatik olarak yapılmıştır. Programda alternatif diş sayılı veya çok sıralı tasarımlarda manuel olarak mümkün olabilmektedir. Seçilen zincir mekanizmasını tek tuş yardımı ile otomatik olarak VBA ve Autolisp yardımıyla, 2B olarak Autocad sayfasında çizimi sağlanmıştır.

Tuning pid controller design and analysis of an inverted pendulum system

Inverted Pendulum systems are one of the most important engineering systems used in the solution of many engineering problems and control analysis with the application of control techniques. Before real-time control, balancing obtained by running computer mathematical models of these systems has been very challenging and important for modern control theory. Studies on these systems shed light on the design and control algorithms of many systems ranging from automotive, aircraft, spatial vehicles, defense vehicles, missile launchers to human marches, load bearing robots and earthquake resistant building designs. Inverted-Pendulum is one of the most important basic systems used in control engineering. In this study, firstly, a mathematical model for the system was created. A mathematical model is a mathematical equation representing a process or the behavior of a system. The dynamic equations expressing these equations were obtained by using Newton's Second Law of Motion. Inverted-Pendulum is a nonlinear system. The dynamics equations of system have been obtained by linearization of the obtained equations. After all these studies, the control analysis of the system was made. In order to make the control analysis has been found transfer function, characteristic equation, state-space model, poles, zeros and singular points of Inverted-Pendulum system. In control analysis of system, Root-Locus, Nyquist and Bode diagrams of system were obtained and discussed and were also investigated the controllability and observability of the system depending on the state variables. In addition to the PID (Proportional-Derivative-Derivative) and LQR (Linear Quadratic Regulator) controls made in the literature, the control of the system was also carried out successfully by designing the Tuning-PID control algorithm. Here, PID control coefficients (k_p,k_i,k_d) were determined by using the Ziegler-Nichols method. Finally, the performance of these control methods designed and the necessary control analyzes were performed and the results were obtained. Keyword: Inverted pendulum, PID controller, LQR control, MATLAB Program, Root-Locus.

Bir stirling motoruna güneş enerjisi uygulanması

Bu çalışmada, güneş enerjisi uygulamaları için daha önce bir TUBİTAK projesi kapsamında geliştirilmiş olan beta tipi bir Stirling motorunun güneş enerjisi ile testleri yapılmıştır. Deney sistemi Stirling motoru, frensel mercek, platform ve test ekipmanlarından oluşmaktadır. Güneş enerjisi doğrudan doğruya displacer silindirinin sıcak ucunda bulunan bir kavitinin içerisine odaklanmıştır. Bakır, aliminyum ve paslanmaz çelik olmak üzere üç farklı malzemeden yapılmış kavitilerin performans testleri yapılmıştır. Bakır kaviti ile yapılan testlerde, displacer strok boşluğunun üst yüzey sıcaklığı 185 ºC olarak belirlenmiş, maksimum güç, moment ve toplam verim 4,7 bar şarj basıncında sırası ile 22 W, 1,09 Nm ve 2,95% olarak elde edilmiştir. Alüminyum kaviti ile yapılan testlerde, displacer strok boşluğunun üst yüzey sıcaklığı 425 ºC olarak belirlenmiş, maksimum güç, moment ve toplam verim 6 bar şarj basıncında sırası ile 64,37 W, 2,93 Nm ve %8,67 olarak belirlenmiştir. Paslanmaz çelik kaviti ile yapılan testlerde, displacer strok boşluğunun üst yüzey sıcaklığı 205 ºC olarak belirlenmiş, maksimum güç, moment ve toplam verim 5,4 bar şarj basıncında sırası ile 39,95 W, 1,67 Nm ve %5,45 olarak elde edilmiştir. Konik paslanmaz kaviti ile yapılan testlerde, displacer strok boşluğunun üst yüzey sıcaklığı 315 ºC olarak belirlenmiş, maksimum güç, moment ve toplam verim 5 bar şarj basıncında sırası ile 40,74 W, 2,26 Nm ve %5,79 olarak belirlenmiştir. Elde edilen performans değerleri beklentilerden düşük kalmaktadır. Performansın düşük çıkmasına odaklayıcı kayıpları, kavitideki geri yansıma kayıpları ve radyasyon kayıplarının sebep olduğu tahmin edilmektedir.

Güneş takip sistemine sahip düzlemsel kolektörün performansının deneysel olarak belirlenmesi

Ülkemiz, coğrafi konum itibari ile sahip olduğu güneş enerjisi potansiyel açısından diğer ülkelere nazaran şanslı ayrıca temiz ve tükenmeyen bir yenilenebilir enerji kaynağı olduğundan oldukça dikkat çekici bir enerji kaynağıdır. Hareketli düzlemsel kolektörler sistemlerin tek dezavantajı ilk kurulumun maliyetli olmasıdır. Güneş enerjili ısıtma sistemleri ülkemizde yaygın olarak evsel amaçlı kullanılmaktadır. Yaptığımız çalışmalarla evsel amaçlı dışında da özendirilmesi sağlamaktır. Son zamanlarda güneş enerjisinden elektrik de üretilmektedir.Bu çalışmada sabit düzlemsel kolektörler ve hareketli düzlemsel kolektörler aynı deney düzeneğinde uygulanarak ayrıca aynı saat diliminde yapılarak güneş enerjisi ile elde edilen verim analizi yapıldı. Elde edilen bulgular grafik ve şekiller üzerinde tek tek incelenerek verim karşılaştırılması yapıldı.Yaptığımız çalışma ile hareketli düzlemsel kolektörlerin sabit kolektörlere göre verim karşılaştırılması üzerinde ilerde yapılacak araştırmalara yardımcı olacaktır.Anahtar Kelimeler: Düzlemsel kolektörler, güneş takip sistemleri, güneş enerjisi.

Yerfıstığının kırılmasında yeni bir yöntem

66 ÖZET Türkiye yerfıstığı üretiminin tamamına yakını Akdeniz Bölgesinde, Adana, İçel, Hatay ve Antalya îl veya ilçelerinde yapıl maktadır. İşlenmiş ve ham yerfıstığı ürünleri arasında gözlenen açık fiyat farkı, bu ürünün ekonomik bakımdan değerlendirilmesinde teknolo ji girdisinin önemini işaret etmektedir. Hasat edilmiş yerf ıs tığını tohumluk, çerezlik ve yağlık gibi çeşitli biçimlerde kullanabilmek onun uygun bir şekilde kırılmasını gerektirir. Bu gerek en hızlı kırma makinalarıyla yerine getirilebilir. Yerfıstığı kırma makinaları üzerine litaratür taraması yapılmış ulaşılan kaynaklardan hiçbirinde iki ucundan eğilme moment leri uygulanmasıyla kırılmasını gerçekleştiren bir düzeneğe rastlan mamıştır. Bu çalışmada temizlenmiş ve sınıflandırılmış yerfıstıkla- rını yeni bir yöntemle kıran bir düzeneğin tasarlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla önoa boyut sınıflaması yapılmış TS-310 'da yer alan Anamur, Antalya, Osmaniye, Silifke türü yerfıstıklarının küme içerisinde en sık karşılaşılan orta boy yerfıstığı örnekleri üzerinde eğilire deney leri yapılarak kırılma davranışları yözUjıuııly vı> ba/.ı ııukanLk önlük leri saptanmıştır. Sonra deney verileriyle çizilen kuvvet-şekil değiş tirme eğrileri ve deney sırasındaki gözlemlerin ışığı altında yerfıstık larının ortasından yada uçlarından etkili eğilme momentleriyle kırılabi- leoaği belirlenmiştir. Bu esasa göre kırma işlemini gerçekleştirecek düzenek bes leyici ve kırıcı olmak üzere iki ana parça şeklinde tasarlanmıştır. Besleyici bir yürek-yay mekanizması aracılığıyla titreştirilen bir de po ve ona kaynaklı bir düzlem içinde yanyana sıralanmış borular kümesin den oluşmaktadır. Besleyicinin görevi yerfıstıklarını uzun eksenleri bor» yunca kırıcı levhalar üzerindeki çubuklar arasına sevketmektir. Yürek profilinin belirlenmesi amacıyla ivmeli eğik düzlem üzerinde yerf ıstı ğının hareketi.incelenmiştir. Yay tasarımı yapılmış; besleyici tahrik mili güç gereksinimi hesaplanmıştır.~ 6/ Besleyici borularından cxkan fıstığın hareketi sabit eğik levha üzerinde incelenerek krank devri belirlenmiştir. Bilinen, krank devrine bağlı olarak krank mili tahrik motorunun gücü hesaplanmıştır. Düzenek üzerinde çeşitli parametrelere göre besleme ve kırma deneyleri yapılmış, kırma veriminin yüksek olduğu değerler şöyle bulunmuştur: Besleyici-Kırıcı yataya göre 85 'lik konumda, levhalar arası uzaklık 30,5 mm' ı- iken besleyici ve kırıcı tahrik milleri sırasıy la 273 dev/dk ve 130 dev/dk'lık hızlarda dönmektedir. Kırma sonunda elde edilen zedesiz içler çimlenme deneyleri ne tabi tutularak zedesiz tüm tanelerin % 97' sinin çimlendiği saptanmış tır. Bu sistemin diğer sistemlere göre iyi yanı çıkan içlerin tohumluk olarak kullanılabilir olmasıdır. Sistemin iyileştirme bekleyen yanları debinin düşük oluşu ve yerfıstığı sınıflandırmasının sisteme girmeden önce özenle yapılması şeklindedir.

100Cr6 çeliğinin teğetsel tornalama-frezeleme yöntemi ile işlenmesinde kesme parametrelerinin deneysel araştırılması

Son zamanlarda hızlı bir gelişme gösteren Tornalama-Frezeleme yöntemi, silindirik ve eksantrik iş parçaların işlenmesine imkan sağlayan frezeleme ve tornalama yöntemlerinin birleşmesinden oluşan bir talaş kaldırma yöntemidir. Tornalama-Frezeleme yönteminde kesici takım ve iş parçasının eş zamanlı olarak kendi ekseni etrafında dönmesine imkân tanımaktadır.Yapılan bu çalışmada özellikle tezgâh motoru ve pompaları, ölçüm aletleri, kalıp parçaları, miller, kollu kılavuz ve birçok makine parçası yapımında kullanılan 100Cr6 rulman çeliği teğetsel Tornalama-Frezeleme yöntemi ile işlenmiştir.Tam faktöriyel deneysel tasarım yöntemi kullanılarak deneysel çalışmalar yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, iş parçası devri, kesici takım devri, eksenel ilerleme ve talaş derinliği gibi kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisi araştırılmıştır.Kesme parametrelerinden kesici takım devri ve iş parçası devrinin belirli bir değere kadar artırılması ile yüzey pürüzlülüğünün iyileştiği bu değerden sonraki değerlerde tekrar arttığı belirlenmiştir. Kesme derinliğinin ve eksenel ilerleme hızının artması ile yüzey pürüzlülüğünün arttığı tespit edilmiştir.Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda 100Cr6 rulman çeliğinin teğetsel Tornalama-Frezeleme yöntemi ile işlenmesinde kesme parametrelerinin etkili olduğu elde edilen yüzey kalitesinin taşlamaya yakın olduğu belirlenmiştir.

Atımlı giriş akışının akış ve ısı transferi üzerindeki etkisi

Bu çalışmada, bir boru içerisinde atımlı giriş akışının akış ve ısı geçişi üzerindeki etkisi deneysel, analitik ve sayısal olarak incelenmiştir. Atımlı akışın oluşturulmasına olanak sağlayacak bir deney düzeneği tasarlanarak, çalışma koşulları için hidrodinamik ve ısıl ölçümler yapılmıştır. Analitik çalışma kapsamında, cidarından sabit ısı akısı uygulanan bir boru içerisinde iki boyutlu, laminer, sıkıştırılamaz akışkan akışı ve ısı geçişi için ilgili korunum denklemleri tanımlanan sınır koşulları altında çözülerek hız, basınç ve sıcaklık dağılımları elde edilmiştir. Sayısal çalışma kapsamında, sonlu kontrol hacmi yöntemini esas alan ticari bir yazılım olan FLUENT paket programı kullanılmıştır. Aynı problem için kapsamlı parametrik çalışmalar yapılmış; farklı çalışma koşullarında hem gelişme bölgesindeki hız, basınç ve sıcaklık dağılımları hem de tam gelişmiş bölgede radyal hız ve sıcaklık dağılımları elde edilmiştir. Hidrodinamik incelemede, atımlı akışta akış mekanizmasının (esasen frekans ve genliğin) hidrodinamik gelişme uzunluğu ve sürtünme katsayısı üzerindeki etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca frekans değişiminin, basınç ve hız arasındaki faz kaymasını nasıl etkilediğinin belirlenmesi de amaçlar arasında yer almaktadır. Isıl inceleme kapsamında ise, literatürde çelişkili bilgilerin yer aldığı atımlı akışın ısı geçişi üzerindeki etkisi geniş bir çalışma aralığında incelenmiştir. Hem basınç kaynaklı akış hem de piston kaynaklı akış için frekans ve genliğin, hidrodinamik ve ısıl karakteristikler üzerinde önemli etkisi olduğu görülmüştür. Genel olarak, analitik, sayısal ve deneysel sonuçlar arasında iyi bir uyum elde edilmiştir.

Bolt-hole tightening effects in single-lap composite bolted joints

The weight and fuel savings offered by composite materials make them attractive not only to the military, but also to the civilian aircraft, aerospace, and automotive industries, where bolting joints are extensively used as a primary method of forming structural joints. Single-lap joints have good accordance with real conditions in comparison with other joint types. Therefore, the main objective of this paper is to investigate the behavior of single-lap joints in glass fiber reinforced epoxy (GFRE) composites under tension and pure bending loading conditions, with a constant W/D ratio (3) and variable the E/D ratios (3, 4, 5) and tightening torque values (0, 3 and 6 Nm). First, the mechanical properties of the composite were determined experimentally using the ASTM testing standards. Bending properties were determined using four-point bending test. Finally, special test fixtures were designed to facilitate the study of the effect of bending on the composite bolted joints.The experimental results show that in the tension tests, with increasing E/D ratio and tightening torque, the value of failure bearing stress increased. But, it seems that, this is not always true for continuous increase of these parameters. And in the bending tests, it is seen that at zero torque, with the increase of the E/D ratio the bending strength value increases, but this increase is small at T=3, 6 Nm torques. And in these tests, the joint failed at the center, near the bolt, because of the excessive delaminations on the compressive side.

Her diesel motoruna uygulanabilecek süper şarj sisteminin araştırılması

Genelleştirilmiş diferansiyel quadrature metodunun titreşim problemlerine uygulanması

ÖZET Bu çalışmada, ilk önce yapısal analizde kullanılan bazı metodlar tanıtılmıştır. Daha sonra Genelleştirilmiş Diferansiyel Quadrature Metodunu kirişlerin sehimi, çubukların burkulmaları ve serbest titreşim problemlerine uygulanmıştır. Değişik yükleme ve sınır şartlan için elde edilen sonuçlar, sistemin analitik ve/veya Rayleigh, Sonlu Elemanlar Metodu gibi diğer sayısal metodlardan elde edilen gerçek sayısal çözümlerle karşılaştırılmıştır. Bu çeşit problemlerde Genelleştirilmiş Diferansiyel Quadrature Metodununun uygulanması bize, çok kısa bir zamanda ve çok kısa bir çabayla, gerçek değere çok yakın sonuçlar bulunabileceğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Genelleştirilmiş Diferansiyel Quadrature, Doğal Titreşim, Sehim, Burkulma

Computer aided design of a macro-positioning robot for an hexapod

In this thesis, computer aided design of a macro-positioning robot for an hexapod is considered. The macro-positioning robot is designed to manipulate the hexapod precisely. Hexapod robots have micron-precision motion capability. On the other hand, their limited workspace is not enough for some applications. There are some solutions to extend this limited workspace. Combination of two different robots can be considered as a solution for having macro-positioning and micron precision features both in one system. These types of robot system combinations are defined as hybrid robots in the literature. In this thesis, integrated design approach is used to design, analysis and control of the macro-positioning robot. API (?application program interface?) capabilities of SolidWorks, CosmosMotion, CosmosWorks and PC-based motor control software are used to develop integrated software by VisualBASIC. After completing all the analyses, a prototype of the robot was built. This prototype consists of two axes. Most of the robot parts are manufactured except the actuators. Actuators of the robot are Harmonic Drive AC servo units. As an additional study, this thesis includes developing interface between a robotic system and a vision system.

Uzay araçlarında kullanılan çeşitli malzemelerde temas basıncının ısıl temas direncine etkisi

In this study, it is aimed to measure the thermal contact resistances of solid materials (esp. honeycomb cored composite panel samples and their interactions with metallic samples) that are used in spacecraft design by taking into account joint pressure under vacuum environment. It is needed to design a measurement device that does not exist in our country in order to measure the thermal contact resistances of solid materials. Thermal Contact Resistance (TCR) measurement device follows the similar approach that is mentioned in ASTM E1225 "Standard Test Method for Thermal Conductivity of Solids Using the Guarded-Comparative-Longitudinal Heat Flow Technique". Heat flux transducers are used on behalf of meter bars. Larger sample sizes are able to be exposed to the thermal properties specification measurement by the usage of heat flux transducers. Measurement device is also capable to obtain thermal conductivity of the samples subjected to the measurements. A reference stainless steel material was used to characterize the output of heat flux transducers. Stainless Steel Reference sample thermal conductivities were specified at three different pre-defined reference sample temperature (-30°C, 10°C & 50°C) in accordance with ASTM E1225. Measurements were conducted at three different temperatures to obtain characteristic function of heat flux transducers during commissioning of TCR measurement device. Thermal contact resistance measurement were conducted after commissioning of TCR measurement device. Aluminum face sheeted honeycomb-cored composite panel and Stainless Steel reference samples were subjected to the measurement. During the measurements, it was observed that uni-directional heat flow over samples was not obtained. As a consequence of detailed evaluation, thermal conductivity of each sample pays a crucial role to obtain uni-directional heat flow over samples.

Zımba boyutlarının, sabit ve değişken baskı plakası kuvvetlerinde derin çekilebilirliğe olan etkisinin belirlenmesi

Zımbadaki mekanik hareket sayesinde sac metale kalıp şeklinin verilmesini sağlayan plastik deformasyon işlemi derin çekme olarak ifade edilmektedir. İşlem sayesinde düzlemsel geometriye sahip iki boyutlu iş parçasının çekme kalıbı olarak nitelendirilen elemanları ile preste çökertilme işleminin gerçekleşmesiyle birlikte derinliği ve profili olan üç boyutlu parçalar elde edilmektedir. Çekme işleminin rutin olarak yapılabilmesi çekme işlemini etkisi altına alan parametrelerin doğru ve uygun seçimi ile paralellik göstermektedir. Bu noktada önemli olan husus, malzemenin plastik şekil bozukluğu ardından kalıp şeklini alacak şekilde akmasının doğru bir şekilde kontrol edilmesinin sağlanması ile yakından ilişkilidir. Bu çalışma kapsamında maliyeti oldukça yüksek olan derin çekme kalıplarının tasarımında, bilgisayarlar yardımıyla yapılan sayısal simülasyon işlemlerini kullanarak optimum zımba eğrilik yarıçapının elde edilmesi ve belirlenen yarıçapta, sabit ve değişken olarak uygulanan baskı plakası kuvvetinin etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda eksplisit sonlu elemanlar yaklaşımı ile bilgisayar ortamında simülasyonlar gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlarının tutarlılığı teyit edilmiştir. Tasarıma girdi oluşturacak parametreler belirlenerek üretim aşamasında ortaya çıkabilecek problemlerin giderilmesi için bir öngörü oluşturulması amaçlanmıştır.

Parametric foot design and model based optimization of YU-Bibot planar biped robot

In this thesis, the planar bipedal robot previously developed (YU-Bibot) is simulated, and an improved parametric foot design is proposed and studied. The anatomy of the human foot is investigated to better understand the operating mechanism. The experiments which include experiments to find important parameters of the human foot are researched. Also, other robot feet are studied in the literature to examine how the problems are solved. A common tendency to reduce impact forces while walking the robots is using elastic materials under the feet. So, elastic materials are designed and printed on a 3D printer. The materials are tested to find properties such as stiffness and damping coefficients. Elastic parts are studied to implement under the foot designs. For different situations, variables of the pads are optimized for both walking and dropping (free-fall) of YU-Bibot. A new generation simulation model is designed for YU-Bibot. Real human walking cycles are studied and simulated. The simulation is used to optimize parameters. The simulation will include different gait parameters concerning different ground angles. Based on the natural characteristics of the human foot, a mechanical design that can accommodate small bumps and irregularities of the ground is proposed. Two different methods are studied. One of them is implementing elastic pads under the existing feet of YU-Bibot. And the other method is designing parametric feet. For both methods, pad specifications are optimized via a simulation model. And for the second design, dimensions are optimized via the simulation model. Optimization criteria for the designs are found and developed from previous studies of YU-Bibot. One of the past studies found the maximum torque for the capacity of the motors on the joints of the current YU-Bibot. Considering these maximum torque values, an objective function is defined. The designs are optimized by this objective function using a genetic algorithm.

Tamamen esnek orijinal bir kol-kızak mekanizması analizi ve tasarımı üzerine

In the literature, authors have made contributions in the area of partially compliant slider-crank mechanisms those possess rigid joints that may cause backlash inherently. On contrary, fully compliant mechanisms offer no backlash which is a valuable property for the cases where high preciseness is required. In this paper, we proposed an original "fully" compliant slider-crank mechanism design. To the best of our knowledge, this is the first study in the literature on a compliant slider-crank mechanism without a rigid prismatic joint. An analysis and design procedure for this mechanism is proposed. Kinematic performance of the mechanism is investigated analytically. Dimensions of the mechanism are optimized to obtain maximum translational output, while keeping deflections of the flexible hinges equal to each other and as small as possible. A design table displaying relationships between output stroke, axis drift of the output segment in unitless form, and critical stresses at the compliant segments are presented. As an example, a compliant mechanism is designed by using rigid body replacement technique. Then, by using nonlinear finite element analysis technique, analytical results are verified. Finally, a real model is built to compare output stroke and axis drift with the derived analytical approaches. The results of experiments verified that the proposed theoretical approaches are consistent.

Damlalcık temelli mikroakışkan sistemde manyetik özellikli anizotropik janus parçacıkların sentezi

In the past decade Janus particles have been extensively utilized by the scientific community for potential uses such as cell encapsulation and assembly, DNA assays, biological multiplexing , targeted drug delivery, noninvasive imaging, theranostics , microlenses, reflection-mode displays, removal of organic and metal pollutants and water decontamination. Due to their multi functional characteristics, stemming from their anisotropy, they are superior to conventional monophase particles. Even though there are several established synthesis methods for Janus particles, microfluidics-based methods are by far the most convenient and reliable due to low reagent consumption, monodispersity of the resultant particles and efficient control over reaction conditions. Droplet-based microfluidics is the most popular technique for the reliable synthesis of Janus particles and even though it has been extensively explored there are many aspects of the conventional droplet-based microfluidics techniques that either result in poor anisotropy of the synthesized particles or involve off-chip processing. In this work a simple and novel droplet-based microfluidic technique is utilized to synthesize magnetically anisotropic Janus particles. Using this method magnetically anisotropic Janus particles are synthesized by using droplets as templates. The droplets contain magnetic nanoparticles and are exposed to ultraviolet radiation while passing through a magnetic field. The magnetic field renders the droplet anisotropic by attracting the magnetic nanoparticles to one hemisphere while at the same time the ultrviolet exposure initiates polymerization of the prepolymer phase. The microfluidic device was optimized by using numerical simulations and experimental observations. The magnetic flux density was optimized by using a magnetic flux density map. The synthesized particles were imaged under an optical microscope to observe their size distribution and scanning electron microscope to confirm complete polymerization and the magnetic anisotropy was confirmed by observing the motion of the particle in the presence of an external magnetic field. The synthesized particles were observed to be monodisperse and exhibited rotation about their own axis which is characteristic of magnetically anisotropic particles. Further another design was developed to merge droplets from two dispersed phase streams in a Janus orientation by optimizing the angle of merging. With this device the merged droplet was observed to contain the constituents of its two hemispheres distinct from each other. Using this device TiO2-Fe3O4 and SiO2-Fe3O4 magnetically anisotropic Janus particles were synthesized. The synthesized Janus particles were observed under the optical microscope and the scanning electron microscope. Moreover the magnetic response of the Janus particles was also observed using a permanent magnet. These types of Janus particles could be potentially used as micromotors for microcargo transport because of their magnetic properties or for DNA assay applications.

Bir atölye vincinin dinamik analizi ve inşaat sektörü için modifikasyonu

Lifting and carrying equipment have a considerable place among the construction equipment. Tower cranes, mobile cranes, crawler cranes, construction telehandlers, electric hoists, back hoe loaders and even excavators are examples of lifting and carrying machines. Scissor lifts, cherry pickers are also other machines. All these machines have variable power sources, variable lifting capacities and different work spaces. Floor cranes are also used on construction sites and this is for the applications of glass facade placements and such specific installation tasks. Floor cranes might have little lifting capacities from 200 kg and can reach up to a capacity of 1500 kilograms. The capacity depends on the required working load. The target of this study is to investigate the possibility of using mini floor crane of 250 kg lifting capacity on a multistorey building construction, specifically for carrying and lifting operations on reinforced concrete slabs or newly poured fresh reinforced concrete slabs in order to carry, load and unload rebar frames, formwork pieces and falsework pieces. A dynamic and a structural analysis are performed based on static and dynamic loads for modification of a shop crane in order to obtain a light crane assembly to be used in the construction environment.

A356 alaşımın dökümünde fe içeriğine bağlı mn ilavesinin etkisinin incelenmesi

Alüminyum döküm alaşımları, yüksek mukavemet, yüksek korozyon dayanımı, yüksek termal iletkenlik ve düşük yoğunluk gibi üstün özelliklerinden dolayı başta otomotiv olmak üzere birçok endüstriyel alanlarda yaygınca kullanılmaktadır. Ancak gelişen teknolojiyle birlikte alüminyum dökümlerinin kalitesinin artırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca alüminyum alaşımlarının dökümünde ikincil alüminyum kullanımı; çevre, maliyet ve hammadde kaynaklarının azalmasına bağlı olarak gerekli bir süreçtir. Ancak hurda kullanımında özellikle Fe içeriğine bağlı olarak çeşitli kırılgan fazlar ortaya çıkması ve mekanik özelliklerde olumsuz etkileri bilinmektedir. Alüminyum döküm alaşımlarında mekanik özellikleri (çekme mukavemeti, uzama, yorulma ömrü vb.) iyileştirebilmek için alaşımda bulunan gözeneklilik ve yapısal kusurların sayısının en aza indirilmesi gerekmektedir. Alüminyum döküm alaşımlarının mekanik özelliklerini etkileyen ez zararlı elementlerden biri Fe elementidir. Alaşım içinde bulunan Fe elementi alaşımdaki diğer elementler ile bağlanarak intermetalikler oluşturmaktadır. Oluşan bu intermetalik bileşiklerin mekanik özellikler, gözeneklilik, dökülebilirlik, korozyon direnci ve yüzey işlemlerine olumsuz etkileri olduğu bilinmektedir. Bu kapsamda Fe elementinin zararlı etkilerinin giderilmesi ve alaşımlarından kalite beklentisindeki artışa bağlı olarak farklı alaşım elementi ilaveleri ile dökümler yapılması ve üretimde yeni teknoloji kullanımları üzerinde çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmada farklı Fe içeriklerine sahip A356 hurda alaşımının içerisinde değişen oranlara Mn ilavesi yapılarak döküm deneyleri gerçekleştirilmiştir. Böylece alaşımda Fe ve Mn etkileri kapsamlı deneyler ile değerlendirilmiştir. Bu kapsamda sıvı metal temizleme yönteminin hurdadan kaynaklı etkiyi nasıl ve hangi oranda ortadan kaldırdığı belirlenerek akıcılık, mekanik özellikler ve mikroyapı özellikleri değerlendirilmiştir.

Metal levha takviyeli polimer kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması

Teknolojinin gelişmesiyle değişen ihtiyaçlar daha fonksiyonel ve farklı özelliklere sahip malzemelere ihtiyaç duyulmasına sebep olmuştur. Mukavemet, tokluk ve hafiflik gibi özelliklerde rekabet edilen uzay havacılık, otomotiv, savunma, rüzgar enerjisi, tekstil ve inşaat gibi birçok sektörde çok önemli bir yere sahip olan kompozit malzemelerin farklı hibrit dizilimlere sahip istenilen özellikte metal takviyeli polimer kompozit çalışmaları da gün geçtikçe artmaktadır. Bu bağlamda kompozit malzemelerin gelişen özellik ve performansları, talepte hızlı bir artış meydana getirmiştir. Bu çalışmada; AZ91/karbon elyaf, AZ91/cam elyaf, Al1050/karbon elyaf ve Al1050/cam elyaf takviye elemanı ve Hexion MGS LR 635 reçine/MGH LH 635 sertleştici (ağırlıkça 70:30) kullanılarak VARTM tezgahında metal takviyeli polimer kompozit üretimi yapılmıştır. Çekme ve üç nokta eğme testleriyle metal takviye elemanlarının kompozitlerin mekanik özelliklerine etkisi mukayese edilmiştir. Sonuç olarak AZ91 takviyeli karbon elyaf kompozitlerin cam elyaf kompozitlere kıyasla %28,8 daha yüksek ortalama çekme mukavemetine sahip olduğu, benzer şekilde Al1050 takviyeli karbon elyaf kompozitlerin cam elyaf kompozitlere kıyasla %17,2 daha yüksek ortalama çekme mukavemeti performası gösterdiği gözlenmiştir. Eğilme testi sonuçlarına bakıldığında ise AZ91 takviyesinin her iki elyaf için de daha yüksek ortalama eğilme mukavemetine sahip kompozitler meydana getirdiği anlaşılmıştır. AZ91 takviyeli kompozitlerde, cam elyaf kompozitlerine kıyasla, karbon takviyeli kompozitlerin % 32,6 daha yüksek ortalama eğilme mukavemetine sahip olduğu anlaşılmıştır. Al1050 takviyeli kompozitlerde tam tersi bir trend gözlenmiş ve cam elyaf kompozitlerinin karbon elyaf kompozitlerinden % 19,02 daha yüksek ortalama eğilme mukavemeti performası gösterdiği gözlenmiştir.

Fe-Si-B alaşımına ilave edilen Ni-Co-cr elementlerinin mekanik ve mikro yapı özelliklerine etkisinin araştırılması

Fe-Si-B Amorf alaşımlar, cama benzeyen şekilde alaşım oluşturmasından dolayı ticari ismi metalik cam olarak tanımlanır. Toz metalurjusi yöntemiyle, bor, silisyum elementleri ile demir tozları belirli oranlarda alaşımlandırılarak Fe-Si-B Alaşımlı Amorf Metalik Camlar üretilmekte ve çeşitli alaşım tozları katkılarıyla endüstride kullanım yeri bulmaktadır. Malzemenin üretim tekniği ve malzemenin bileşenleri, iç yapıyı ve özelliklerini etkilediği ortaya konulmuştur. Bunun sonucunda daha üstün özelliklere sahip malzeme üretmek için farklı üretim teknikleri ve farklı elementlerin değişik oranlarda kullanılması üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Mühendislikte komponentler inşa etmek için, metalik cam şeritler kumaş olarak dokunabilmekte, boru yapımında örülebilmekte, silindir yapımında sarılabilmekte ve levha yapımında yaprak yaprak biçimlendirilebilmektedir. Yapısal uygulamalar yüksek dayanıklılıkta kontrol kablolarını, elektrik ve optik kabloların blandajlarını, basınçlı kapları, roket gövdelerini, magnetik zırhlama malzemelerini kapsamaktadır. Krom esaslı camlar, korozyona karşı dayanıklı olmaları sebebiyle, denizcilik ve biyotıp alanlarındaki kullanımları bakımından caziptirler. Askeri sistemlerdeki cihazların kabloları, kimyasal filtreler ve reaksiyon kapları, elektrodlar, jiletler, bistüriler ve daha pek çoğu sayılabilir. Yapılan bu çalışmada, Fe-Si-B amorf metalik cam alaşımına Ni-Co-Cr alaşımları toz metalurjusi yöntemiyle belirli oranda ilave edilerek vakumlu art melting yöntemiyle imal edilen 8 adet numunenin (4 adeti ısıl işlemli ve 4 adeti normal) mikro sertliğinin alınması, aşınma deneyi, XRD, SEM ve EDS analizlerinin yapılması ve mikro yapı özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda mekanik özelliklerinde ve yapısal özelliklerindeki farklılıklar kıyaslanarak kullanılan alaşım elementinin malzemenin temel özelliklerini çok farklı seviyelerde değiştirdiği tespit edilmiştir. Daha farklı alaşım elementleri kullanılarak veya kullanıla nalaşım element oranları değiştirilerek yapılacak çalışmaların Fe-Si-B amorf metalik camlarının karakteristiklerini belirlemekte ışık tutacağı düşünülmektedir.

Structural, physical, elastic, optical and radiationshielding properties of hfo₂ doped boro-telluriteglasses

This thesis comprehensively investigates the structural, thermal, mechanical, optical, elastic, and radiation shielding properties of boro-tellurite-based glasses doped with varying concentrations of hafnium oxide (HfO₂), targeting advanced applications in medical and nuclear radiation protection. The glass system, composed of TeO₂–B₂O₃–WO₃–HfO₂, was synthesized using the conventional meltquenching technique with HfO₂ content ranging from 0 to 10 mol%. X-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared (FTIR) analyses confirmed the amorphous structure and the stability of the glass network. Raman spectroscopy further revealed a shift in the characteristic TeO₂ vibrational bands from 561 cm⁻¹ to 547 cm⁻¹, signifying structural reorganization through the formation of Hf–O bonds. The incorporation of HfO₂ induced a more compact structure, as evidenced by a reduction in molar volume from 33.20 cm³/mol to 31.85 cm³/mol and an increase in glass density from 4.48 g/cm³ to 4.83 g/cm³.Thermal properties were significantly improved with increasing HfO₂ concentration. The glass transition temperature (Tg) increased from 402 °C (T1) to 419 °C (T6), while the softening temperature rose from 773 K to 952 K. The Debye temperature also increased from 284 K to 314 K, indicating enhanced thermal stability. Mechanical performance was similarly enhanced, with microhardness rising from 3.74 GPa to 3.98 GPa and fracture toughness increasing from 0.26 MPa·m¹ᐟ², reflecting the strengthening of the glass matrix.Optical studies revealed a decline in the optical band gap from 2.99 eV to 1.95 eV with increasing HfO₂ content, indicating increased electronic polarizability and potential for optoelectronic use. Radiation shielding characteristics demonstrated a remarkable improvement due to HfO₂ doping. Gamma-ray shielding efficiency increased with HfO₂ content, particularly at lower photon energies. At 80.99 keV, the mass attenuation coefficient (MAC) increased from 2.746 cm²/g (T1) to 3.246 cm²/g (T6), while the mean free path (MFP) at 0.356 MeV decreased from 1.6299 cm to 1.4510 cm, enhancing photon attenuation capability. Additionally, neutron shielding was significantly improved; the fast neutron removal cross-section (ƩR) reached its maximum in the T4 sample, resulting in a 30.68% increase in neutron dose absorption compared to the undoped glass. In conclusion, the integration of HfO₂ into the TeO₂–B₂O₃–WO₃ glass matrix not only enhances structural compactness, thermal and mechanical resilience, and optical properties, but also markedly strengthens gamma and neutron radiation shielding efficiency. These results highlight the potential of HfO₂-doped boro-tellurite glasses as promising multifunctional materials for use in harsh environments requiring robust thermal, mechanical, and radiation resistance particularly in nuclear technology, radiation shielding systems, and biomedical applications. KEYWORDS: Mechanical properties, Structural properties, Boro-Tellurite glasses, Hafnium dioxide (HfO₂), Thermal stability, Gamma shielding