5,062
Archived Theses
6
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Neredeyse sıfır enerjili bir binanın sayısal, deneysel ve termodinamik analizi
Bu tez çalışması kapsamında, neredeyse sıfır enerjili bina konsepti doğrultusunda tasarlanmış ve inşa edilmiş deneysel bir yapının; yarı saydam fotovoltaik (PV), fotovoltaik-termal kolektörler (PV/T) ve faz değiştiren malzeme (FDM) destekli yerden ısıtma sistemleri, sayısal, deneysel ve termodinamik olarak kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir. Araştırmanın temel amacı, entegre yenilenebilir enerji sistemlerinin elektrik ve ısı üretim performansını ortaya koymak, iç ortam konforuna katkısını değerlendirmek ve enerji bağımsızlığı potansiyelini belirlemektir. Sistem, Elazığ ilinde gerçek iklim koşullarında bir yıl boyunca çalıştırılmış; ölçümler beş dakikalık aralıklarla alınmıştır. Elde edilen verilere göre, sistem yıllık 4335.8 kWh elektrik ve 8671 kWh ısıl enerji üretmiş, toplamda 3033 kWh'lik bir enerji tüketimi gerçekleşmiştir. Kış aylarında cephe kaplama sistemine entegre yarı saydam PV paneller sayesinde dış ortam sıcaklığına karşı iç mekânda pasif bir sıcaklık farkı oluşmuş ve bu durum, binanın soğuk iklim koşullarından korunmasını sağlamıştır. Ayrıca FDM destekli yerden ısıtma sistemi sayesinde, geçiş FDM etkisiyle FDM'siz duruma kıyasla iç ortam sıcaklığında 4 °C'ye kadar artış gözlemlenmiş; böylece ek enerji girdisi olmadan güneş destekli ısıtma sağlanabilmiştir. Sistem, yıllık bazda %143 oranında enerji öz yeterliliği sağlamıştır. PV'lerin ortalama enerji verimi %7.45; PV/T sistemin elektrik verimi %13.9, ısıl verimi %35.4, toplam verimi %49.3'tür. Ekserjiye dayalı verimlilikler PV için %6.89, PV/T için elektrik verimi %13.9, ısıl verimi %9.4 olarak hesaplanmıştır. Enerji geri ödeme süresi 3.5 yıl, finansal geri ödeme süresi ise 8.9 yıl olarak belirlenmiştir.
Yeni tip termal enerji depolamalı güneş kurutma sistemi kullanılarak kantaron bitkisinin kurutulması ve yağ eldesinin çok amaçlı tasarım optimizasyonu
Bu çalışmada, yalnızca kendi ürettiği yenilenebilir enerji ile çalışan, termal enerji depolamalı yeni nesil bir güneş kurutma sistemi geliştirilmiştir. Sistem, geleneksel enerji kaynaklarına olan bağımlılığı azaltmayı ve kurutulan bitkisel ürünlerin kalitesini artırmayı hedeflemektedir. Tıbbi özellikleriyle bilinen sarı kantaron (Hypericum perforatum) bitkisi, kurutma ve yağ eldesi süreçlerinde model ürün olarak seçilmiştir. Güneş ışınımının yetersiz olduğu zamanlarda kurutma sürekliliğini sağlamak amacıyla Faz Değiştiren Malzeme (FDM) olarak RT28HC kullanılmıştır. Çalışma kapsamında üç farklı hava hızı (1, 2 ve 3 m/s) altında, doğal güneşte kurutma, gölgede kurutma olarak deneysel ve sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Başlangıçta %82 olan nem oranı; 1 m/s hızda 7 saatte %10,2'ye, 2 m/s'de 6 saatte %9,1'e ve 3 m/s'de 5 saatte %8,7'ye düşürülmüştür. 3 m/s hava hızında kurutulan örneklerin renk analizinde L* = 32,56, a* = 8,12 ve b* = 17,03 değerleri ölçülmüş, bu durum ürünün görsel kalitesinin korunduğunu göstermiştir. Aynı hızda elde edilen yağ örneklerinde ise L* = 26,45, a* = 6,37 ve b* = 14,89 değerleri kaydedilmiştir. Enerji verimliliği %48,7 ile %62,9; ekserji verimliliği ise %4,13 ile %6,45 arasında değişmiştir. Sonuçlar, sistemin enerji verimli ve kesintisiz kurutma sağladığını, ürün kalitesini koruduğunu ve tarımsal kurutma uygulamaları için sürdürülebilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.
Tekrarlı yükler altında dairesel delikli tabakalı kompozit levhalarda ilerlemeli hasar analizi
Bu çalışmada, tekrarlı yükler altında cam fiber takviyeli dairesel delikli ve pim bağlantılı kompozit malzemelerin sayısal ortamda bir sonlu elemanlar modeli oluşturarak ilerlemeli hasar analizi yapılmıştır. Ayrıca deneysel olarak deliksiz düz, dairesel delikli ve pim bağlantılı levhalar yorulma testine tabi tutulmuştur. Deliksiz numuneler için S-N eğrisi oluşturulmuştur. Deneysel yorulma testlerinden çevrim sayısına bağlı olarak elde edilen kalıntı mukavemet ve kalıntı rijitlik eğrileri ilerlemeli hasar analizinde kullanılmıştır. Sayısal çalışmada APDL (ANSYS Parametric Design Language) kodları kullanılarak tekrarlı yükler altında ilerlemeli hasar analizi yapabilen bir program oluşturulmuştur. Bu programda Hashin ve Puck hasar kriterleri kullanılmıştır. Yorulma ilerlemeli hasar analizinde bir akış diyagramından faydalanılmıştır. Malzeme özellikleri, akış diyagramı temel alınarak, malzemede hasar oluşmuşsa ani olarak, hasar oluşmamışsa uygun rijitlik ve mukavemet azaltım formülleri kullanılarak kademeli olarak azaltılmıştır. Cam fiber takviyeli polimer kompozit levhalar 8 tabakalı ve toplam 2.5 mm kalınlığındadır. Levha ölçüleri 250x25 mm olup dairesel delikli ve pim bağlantılı numunelerin delik çapları 6 mm olarak belirlenmiştir. Elde edilen ortalama statik çekme yükünün %80'inden başlamak üzere farklı yükleme oran aralığı kullanılarak numunelere dinamik testler yapılmıştır.%30 yükleme oranı sadece deliksiz numunelerde kullanılmış olup bu yükleme oranında çevrim sonsuza (106≥) gitmiştir. Son aşamada sayısal ve deneysel çalışmalardan elde edilen hasar resimleri karşılaştırılıp, yükleme oranlarına bağlı hasar çevrim sayısı grafikleri elde edilmiştir. Delikli ve pim bağlantılı sonlu eleman modeli için ayrıca parametrik çalışma yapılmıştır. Parametrik çalışmada kalınlık ve delik çapları değiştirilmiştir. Sonuç olarak tekrarlı yükler altında çalışan, farklı fiziksel problemlere uygulanabilen, farklı hasar teorilerine uygun, ilerlemeli hasar analiz program kodları yazılmış ve deneylerle doğrulaması yapılmıştır.
Üç boyutlu hibrit kompozitlerin üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışma, üç boyutlu (3B) dokuma hibrit kumaşlardan üretilen kompozit malzemelerin çekme, eğilme ve kayma testleri yardımı ile mekanik performanslarını detaylı bir şekilde incelemeyi amaçlamaktadır. Yüksek mukavemet, deformasyon toleransı ve çok yönlü yük taşıma kapasitesinin kritik olduğu mühendislik uygulamaları için, dokuma yapı tiplerinin ve filament kombinasyonlarının performansa etkisi araştırılmıştır. Çalışmada üç farklı tip dokuma yapısı ile üç farklı tip filament kombinasyonu kullanılarak üretilen numuneler üzerinde mekanik testler gerçekleştirilmiş ve malzeme özellikleri kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir. Bu çalışmada kullanılan Tip I (düzenli ve simetrik yerleşimli temel yapı), Tip II (yoğun bağlantılı ve z-yönlü elyaf takviyeli yapı) ve Tip III (açılı elyaf yerleşimine sahip hibrit yapı) dokuma tipleri; kompozitlerin farklı yükleme senaryoları altında gösterdiği yapısal tepkileri analiz etmek üzere tasarlanmıştır. Cam-Cam (CC), Polyester-Cam (PC), Cam-Karbon (CK) ve Polyester-Karbon (PK) filament kombinasyonları ise, ilgili dokuma tiplerinin mukavemet, deformasyon kapasitesi ve enerji sönümleme davranışlarını hedef uygulamalara göre optimize etmek amacıyla seçilmiştir. Çekme testleri sonuçları, dokuma yapılarının ve filament kombinasyonlarının kompozitlerin çekme dayanımını önemli ölçüde etkilediğini göstermiştir. Tip I dokuma, homojen yük dağılımı sağlayarak çekme dayanımı açısından düzenli bir performans sergilemiştir. Tip II dokuma, tabakalar arası yerleşim stratejisi sayesinde en yüksek çekme mukavemetine ulaşmıştır; ancak elastikiyetinin sınırlı olması, deformasyon toleransını azaltmıştır. Tip III dokuma, yüksek enerji absorpsiyonu ve yük taşıma kapasitesi ile çekme testlerinde en dengeli ve üstün performansı sunmuştur. Cam-cam elyaf kombinasyonu, çekme dayanımı açısından en yüksek mukavemeti sağlarken, cam-polyester kombinasyonu, daha fazla deformasyon kapasitesi ile esnek yapılar için uygun bir seçenek olduğunu göstermiştir. Eğilme testleri, Tip III dokuma yapısının eğilme dayanımı açısından en yüksek performansı sergilediğini ortaya koymuştur. Bu yapı, açılı elyaf yerleşimi sayesinde eğilme yükleri altında mükemmel bir direnç ve deformasyon toleransı sağlamıştır. Tip II dokuma, eğilme testlerinde de yüksek mukavemet göstermiş ancak esneklik eksikliği nedeniyle yer değiştirme kapasitesinde sınırlı kalmıştır. Tip I dokuma ise eğilme dayanımı açısından daha düşük performans göstermiştir. Filament kombinasyonları arasında cam-cam elyaf, eğilme mukavemeti açısından en dayanıklı kombinasyon olarak öne çıkmış, cam-polyester elyaf kombinasyonu ise yüksek deformasyon kapasitesiyle darbe dayanımı gerektiren uygulamalar için uygun bir profil sunmuştur. Kayma testleri, dokuma yapılarının kompozit malzemelerin düzlem içi yük taşıma kapasiteleri üzerindeki etkisini değerlendirmiştir. Tip III dokuma, açılı elyaf yerleşimi sayesinde kayma yüklerine karşı yüksek direnç sağlamış ve dengeli bir yük dağılımı sunmuştur. Tip II dokuma, kayma mukavemeti açısından ikinci sırada yer almış, ancak gerilme altında oluşan lokalize deformasyonlar nedeniyle performans kaybı göstermiştir. Tip I dokuma, kayma dayanımı açısından en düşük performansı sergileyerek bu tür uygulamalar için daha sınırlı bir kullanım potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak, bu çalışma, çekme, eğilme ve kayma testlerinden elde edilen bulgular ışığında, üç boyutlu dokuma tipinin ve filament kombinasyonlarının kompozit malzemelerin mekanik performansını büyük ölçüde şekillendirdiğini ortaya koymaktadır.
Manyetik alanın Cu ve Al alaşımları üzerindeki etkisi
Dünyadaki nüfus artışı ve gelişen teknolojiyle birlikte enerji ihtiyacı da günden güne artmaktadır. Günümüzde dünya enerji gündemindeki en önemli konulara örnek olarak enerji verimliliği, alternatif yakıt seçenekleri ve uygulanabilirliği, yenilenebilir enerji kaynakları ve enerji kullanımının neden olduğu çevre sorunları gösterilebilir. Fosil yakıt rezervlerinin hızlı bir şekilde tükenmesi, alternatif enerji kaynaklarının kullanımını artırmaktadır. Isı da oldukça gerekli bir enerji türüdür. Bu çalışmada; hareket enerjisinden verimli bir şekilde ısı elde etmek amacıyla N35 neodyum mıknatıs, paramanyetik ve diyamanyetik malzemeler olan bakır ve alüminyum alaşımlarını içeren düzenekle deneysel çalışmalar yapılmıştır. Yapılan deneylerde değişken manyetik alana maruz kalan malzemelerin, manyetizmanın temel kanunları olan Lenz ve Faraday Kanunları ve bunlara bağlı oluşan Eddy Akımları sayesinde ısındığı gözlenmiştir. Devir sayısı, mıknatıs ile malzeme arasındaki mesafe ve mıknatıs dizilim şekilleri değiştirilerek, verimli ısı enerjisi elde etmek için optimum parametreler belirlenmiştir. Sonuç olarak yöntemin bakır ve alüminyum malzemeleri ısıtmada kullanılabilecek alternatif enerji kaynaklı ve ekonomik bir yöntem olduğu anlaşılmıştır. Çalışmanın bu konuyla ilgili ileride yapılacak çalışmalara yardımcı olması amaçlanmıştır.
Kaynak Sonrası Oluşan Gaz İçindeki Partiküllerin Işınım Özelliklerinin İncelenmesi
Bu çalışmada basınçlı alın kaynak (flash butt welding) işlemi sonucu oluşan gazların filtrelenmesi ile toplanan atık demir tozlarının parçacık büyüklük analizi ve soğurma özelliklerinin ölçümü ile kısa ve görünür dalga boyu aralığındaki ışınım özellikleri araştırılmıştır. Tez çalışmasında kullanılan iki çelik numunenin kimyasal bileşenleri farklı olduğundan, Durum 1 ve Durum 2 olarak isimlendirilmiştir. Kaynak işlemi sonrasında numunelerin XRD (X-ray diffraction) analizlerine göre, hematit özelliklerde olduğu görülür. Parçaçık büyüklük dağılım analizi hem lazer ışınımlı parçaçık büyüklük ölçüm cihazında hem de elek analizi ile yapılmıştır. Elek analizi ile çaplarına göre ayrıştırılan hematit parçacıkları, yaklaşık 100 adet SEM (Scanning Electron Microscope) görüntüsü ile içerik, parçacık çap ve yaşlanmadan kaynaklanan oksidasyon etkileri bakımından incelenmiştir. Yaşlanma sürecinden dolayı, parçacık üzerinde oksitlenme nedeniyle çeşitli kalınlıklarda kaplamalar oluşur. Discrete Dipole yaklaşımı (DDA) ile numunelerin ışınım (soğurma, saçılma ve yok olma) özellikleri dalga boylarına, büyüklüklerine ve yansıtma indekslerine göre araştırılmıştır. Buna göre, kaynak işlemi sonrasında numunelerin soğurma özelliklerinde 0.2 – 0.5 μm dalga boyu aralığında, belirgin bir bozulma görülür. En belirgin bozulma küçük çaplı numunelerdedir. Büyük çaplı hematit parçaçıklarının yüksek soğurma değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Hematit parçaçıklarının ışınım özellikleri parçaçık büyüklüğüne ve kaplamanın içeriğine göre değişmektedir. Durum 2 numunelerinin ışınım özellikleri Durum 1`in ışınım özelliklerinden daha fazladır.
Porselen tabak presinde servo pompa uygulaması
Yapılan çalışmada porselen tabak üretiminde kullanılan izostatik preslerin enerji verimliliğinin artırılması hedeflenmiştir. Bu hedef doğrultusunda izostatik preslerin hidrolik kısmı servo motorlu hidrolik pompa sistemiyle değiştirilmiştir. Hidrolik pompayı tahrik eden AC motor yerine servo motor kullanılmıştır. Hidrolik sistemde yer alan oransal valflerin yerine alternatif olarak söz konusu valflerin bulunmadığı bir servo motor tahrikli hidrolik devre şeması tasarlanmıştır. Çalışmanın sonunda, servo motor tahrikli hidrolik pompa sisteminin kullanımında ortaya çıkan avantajlar maddeler halinde ifade edilmiştir. Hedeflenen enerji verimliliği sağlanmıştır.
Sulama göletlerinin orta ölçekli hidroelektrik santrale dönüştürülmesi ve elektrik üretim potansiyelinin araştırılması
ÖZET Yenilenebilir enerji, ülkemizin enerji ihtiyacının hem yerli potansiyeller tarafından karşılanması hem de enerji üretimi ve tüketimi esnasında çevreye en az zarar veren enerji çeşidi olarak önemli bir yer tutmaktadır. Ülkemiz coğrafi konumu ve jeolojik yapısı nedeniyle yenilenebilir enerji kaynakları bakımından zengin bir ülkedir. Bu kaynaklardan azami ölçüde yararlanmak hem enerji arz güvenliğine katkı sağlayacak, hem temiz enerji oranını arttıracak hem de yeni istihdam alanlarının oluşumuna zemin hazırlayacaktır. 2017 yılı başı itibarıyla ülkemizin hidrolik enerji kurulu gücü, toplam yenilenebilir enerji kurulu gücünün %34'ü mertebesindedir. Sulama göletlerinin orta ölçekli hidroelektrik santrale dönüştürülmesi ve elektrik üretim potansiyelinin araştırılması kapsamında bu çalışmada Sakarya ili, Pamukova İlçesindeki yapımı devam eden Turgutlu Göleti ele alınmıştır. Öncelikli olarak gölet rezervuarı potansiyelinden yararlanılarak, gölet gövdesinin ve mansap sahasının bu yeni elemanların ilavesine uygunluğu incelenmiştir. Daha sonra göletin mevcut elemanlarına HES elemanları dahil edilerek çalışmalar tamamlanmıştır. Yapılan çalışmalar neticesinde gölet rezervuarının ve mansap sahasının bu yeni elemanların teşkili için uygun olduğuna kanaat getirilip, yeni elemanların tasarımına geçilmiştir. Bu bağlamda ilave edilmesi gerektiği düşünülen denge bacası, türbin, jeneratör, transformatör, şalt sahası, santral binası ve kuyruksuyu yapısı elemanlarıyla alakalı olarak çeşitli hesaplamalar yapılmıştır. Bu hesaplamalar sonucunda 2MW kurulu güce sahip orta ölçekli bir HES tasarlanmıştır. Sonuç olarak yapılan hesaplamalara göre maliyet analizi yapılarak projenin uygulanabilirliği hakkında karar verilmiştir. Anahtar Kelimeler : Elektrik Üretim Potansiyeli, Hidroelektrik Santral (HES), Sulama Göleti.
Gümüş üretim tesislerinde öğütmede kullanılan değirmenlerde performans analizi
Cevher hazırlamada malzemenin ufalama özelliklerinin belirlenmesinden sonra ufalama işlemi için doğru ekipmanın seçilmesi ve ekipman parametrelerinin amaca uygun bir şekilde belirlenmesi gerekir. Kullanılan cevherin, ufalama prosesindeki veriminin maksimum düzeye çekilmesi, enerji sarfiyatının azalışı ile ifade edilir. Bir ufalama işleminin amacı; uygun kırma ve öğütme boyutunda, kırma veya öğütme miktarı maksimum olurken, ufalanan malzemenin ton ya da kilogram başına harcadığı enerjinin minimum olmasıdır. Bu sebeple; mevcut prosesde, beslenen cevherin özelliklerine uygun değişen çalışma şartlarına bağlı olarak, öğütme devresinde esnek çalışmayı sağlayacak şekilde performans analizinin yapılması büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, bir gümüş üretim tesisi bünyesinde; gelen tüvanan malzemenin, istenilen inceliğe getirilmesi için kullanılan değirmenler incelenerek sorunlar araştırılmıştır. Yapılan analizlerde, bilyeli değirmenlere beslenen işlenmemiş malzeme miktarının, otomatik ya da manuel ayarlanabilir olması ile siklon (seperatör) ve pompa haznesine yapılan proses suyu ilavesi neticesinde, tane büyüklüğü ve katkı madde yoğunluğu istenilen düzeyde tutulabilmektedir. Öğütme için kullanılan bilyalı değirmenlerde; çelik bilya ile kauçuk astar ve çelik bilya ile çelik astar kullanılması durumunda performans analiz hesapları yapılmış ve öğütme için kullanılan değirmenin hacim ölçüsüne göre öneriler getirilmiştir. Ayrıca, altın ve gümüş üretim tesislerinde kullanılan mekanik aksam ile üretimin maksimum düzeyde gerçekleşebilmesi için kullanılan konik kırıcı ve öğütmede kullanılan değirmenin farklı tasarımları yapılmıştır.
Köpük metaller ve uygulama alanları
Alüminyum köpükler, yapısının çok büyük bir bölümü boşluklardan oluşan yapılardır. Boşluklu yapıda olması aynı hacimde daha hafif olmasını sağlar. Boşluklu yapısı darbe sönümlemesini arttırdığı, hafiflik sağladığı, titreşim sönümlediği, özelikle kapalı hücrelerde ses ve ısı yalıtımı sağladığı ve yanmazlık özelliği kazandırdığı için son zamanlarda yapılan özellikle uygulama araştırmalarına konu olmuştur. Bu çalışmada metal köpüklerin üretim yöntemleri ve kullanım alanları hakkında bilgi verilmiştir. Alüminyum köpüğün kamyonların üst yapılarında ve treylerlerde strafor köpük yerine kullanılması incelenmiştir. Bu sayede daha dayanıklı, yanmaz, ses yalıtımına sahip, daha seri imalat ve tamamı geri dönüştürülebilir karoserlerin üretilmesi hedeflenmiştir.
Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi (CSP) uygulamaları için bor katkılı eriyik tuzların termal özelliklerinin incelenmesi
Enerji talebindeki artış ve elektrik üretimi için kullanılan fosil yakıtların rezervlerinin azalması günümüzde enerji açısından en büyük endişe kaynağıdır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması bu sorunların üstesinden gelmek için en iyi seçenek olarak kabul edilebilmektedir. Güneş enerjisi, elektrik ve ısı üretmek için en önemli yenilenebilir kaynaklardan biridir. Güneş enerjisi kaynaklı elektrik üretimi, deniz suyunu tuzdan arındırma, bina iklimlendirme ve sıcak su temini için güneş enerjili termal sistemler kullanılmaktadır. Güneş enerjisi sistemlerinde ısı transfer sürecinin iyileştirilmesi, kompakt tasarımlı bu sistemlerin daha iyi performans gösterebilmesi için en önemli konulardan biridir. Bu amaç, gelişmiş termo-fiziksel özelliklere sahip çalışma akışkanları tasarlanarak ve üretilerek başarılabilir. CSP sistemlerinde en çok kullanılan akışkanlardan biri olan solar tuzun termal özelliklerini geliştirmek için yapılan bu tezde katkı malzemesi olarak amorf B2O3, camsı B2O3 ve hegzagonal bor nitrür kullanılmıştır. Solar tuz referans olarak kullanılmış ve %0,5, %1 ve %2 oranlarında katkı malzemeleri ayrı ayrı konularak erime noktası, kütle kaybı ve ısı kapasitesi analizleri yapılmıştır. En umut verici değerlere %2 hegzagonal bor nitrür içeren numunede ulaşılmıştır.
Dünyada kullanılan prototipleme teknolojileri ve kalıpçılıkta kullanımlarının talaşlı imalat ile karşılaştırılması
Günümüz ekonomik koşullarında maliyet ve zaman kavramları şirketler tarafından üzerinde durulan konular arasında yer almaktadır. Bu doğrultuda, şirketler pazardaki rekabet güçlerini korumak ve artırmak için sürekli yenileme ve iyileştirme çalışmaları yapmaktadırlar. Maliyet ve zaman kavramlarının ekonomik koşullara etkileri bu derece önemli iken, bu alanda yapılan çalışmalarının incelenmeye devam etmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, hızlı prototipleme teknolojileri açıklanarak karşılaştırmaları yapılmış ve teknolojilerinin günümüzdeki kullanım alanları açıklanmıştır. Yapılan yenileme ve iyileştirme çalışmaları sonucu bu teknolojilerin, otomotiv sektöründe ihtiyaç duyulan prototip kalıp imalatına uygulanabilirliği irdelenmiştir. Geleneksel yöntemler ile hızlı prototipleme teknolojilerinin üretim zamanı ve maliyet unsurlarını karşılaştırmaya uygun bir parça seçilmiştir. Parçaya ait prototip sac bükme kalıp plakaları SLS teknolojisi ile üretilmiş ve bu plakalar ile parça basım süreci gerçekleştirilmiştir. Basılan parçaların ölçüsel doğrulamaları yapılarak ölçüm sonuç grafikleri oluşturulmuş ve yorumlanmıştır. Son aşamada ise geleneksel yöntemler ve SLS teknolojisi ile üretilen prototip sac bükme kalıp plakalarının üretim maliyetleri ve üretim zamanları hesaplanmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Yapılan hesaplamalar ve değerlendirmeler sonucunda SLS teknolojisi; otomotiv sektöründeki prototip kalıp üretim aşamasında, uygun kriterlere sahip parçaların basımında kullanılabilmektedir. Ancak hızlı prototipleme teknolojilerinin, şuan ki üretim alanı boyutlarının kısıtlı olması, büyük parçaların basımı için gereken kalıpların üretimine imkan vermemektedir.
Katmanlı imalat ile hafif parça imal edebilmek için hücresel kafes yapıların geliştirilmesi
Metal eklemeli imalat teknolojileri, herhangi bir takıma gerek olmadan 3B CAD modelden direkt olarak hücresel yapılı metal parçalar üretme yeteneğine sahiptirler. Bu yetenek sayesinde medikal implant ve protez, uzay ve hava araçları gibi ulaşım sektöründe kullanılmak üzere hücresel kafes yapılarla hafif parçalar üretilebilmektedir. Açık gözenekli metal köpük yapılara benzeyen hücresel kafes yapılar, düşük yoğunluklara sahip olduklarından hafif yapıların üretimi için kullanılmaktadırlar. Bu çalışmada eklemeli imalat yöntemiyle üretilebilecek hafif mekanik parçalar tasarlanması hedeflenmiştir. Bunun için CATIA'da yeni birim hücreler geliştirilmiş ve bu birim hücreler bazı girdiler (eksen, düzlem gibi) tanımlanarak CATIA'da katalog dosyası içine şablon olarak yerleştirilmiştir. Tasarlanan hücresel kafes yapıların mekanik karakteristiklerini belirlemek için hazırlanan test parçaları Direkt Metal Lazer Sinterleme (DMLS) teknolojisi ile kobalt krom toz malzemeden üretilmiş ve basma testlerine tabi tutulmuşlardır. Hücresel kafes yapılarla hafif parçaların elde edilebilirliği ve elde edilen yapıların ağırlık ve mukavemet değerleri açısından incelenmesi amacıyla dört adet örnek parça seçilerek ANSYS analiz yazılımı ile statik yük altında eşdeğer gerilme, toplam deformasyon ve elastik birim şekil değiştirme değerleri incelenmiştir. ANSYS' den elde edilen analiz sonuçlarına göre parça üzerindeki gerilmelerin düşük olduğu bölgeler CATIA yazılımı ile boşaltılmış ve özgül mukavemet değeri en yüksek olan birim hücre ile doldurulmuştur. Orijinal parça ile hücresel kafes yapılı parçalar arasında kütle, dayanım ve maliyet yönünden karşılaştırılma yapılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda eklemeli imalat teknolojilerinden yararlanarak yeterli mukavemete sahip hafif parçalar yapılabileceği ve mekanik parçalara uygulanabilirliği sonlu elemanlar analizleri sonucunda tespit edilmiştir.
Karbon nanotüp tabanlı nanoakışkanların mikro kanallı ısı değiştiricilerinde kullanımının deneysel çalışması: Güneş uygulamaları
Birçok çalışmada, özellikle karbon nanotüpe sahip nanoakışkanlar ısı transferini artırmıştır. Başka çalışmalar ise nanoakışkanlar iyi bir absorbe edici olması nedeniyle güneş enerjisi sistemlerinde iyi bir aday olduğunu gösteriyor. Araştırmacılar burada gitgide daha küçük ve daha güçlü sistemlere yönelmekte olup, özellikle mikro-elektroniklerde yüksek ısı transferi ile minimal boyutta ısı değiştiricileri, mikrokanallı ısı değiştiricileri olarak adlandırılır (MCHS). Bu tez çalışmasında mikro-kanal güneş kollektöründe karbon nanotüp-su nanoakışkanı ısı transferi davranışları üzerinde çalışılmıştır. Mikro-kanallı güneş kolektörü bakır malzameden üretilmiş ve 1 × 1 mm kesitli (1mm hidrolik çapa sahip), 40 mm uzunluğunda, 16 adet mikro-kanal ve 15 adet kanatçıktan oluşmaktadır. Mikro-kanalın üzerinde ışık geçirgenliğini sağlayacak 50 mm çapında (19,625 cm2 alanında) normal cam ve kuartz cam kullanılmıştır. Çalışma akışkanı olarak saf su, % 0.05 ve % 0.5 kütle oranlı, 9.2 nm çapında ve 1.5 µm uzunluğunda karbon nanotüp/su nanoakışkanı, mikro-kanallı güneş kolektöründe kullanılarak kıyaslamalı performans çalışması yapılmıştır. Güneş ışığı olarak halojen lamba kullanılarak, güneş ışığı simule edilmiştir. Farklı konsantrasyonlarda ve toplamda gerçekleştirilen 250 deneysel çalışma ile deney düzeneğinde basınç kaybı, Reynolds sayısı, pompa gücü, sürtünme faktörü, Pousielle sayısı, gibi değerler incelenmiştir. Güneş kolektöründe kullanılan normal cam ile kuartz camın ışınım absorbsiyon özelliklerinin sistem ısı transferini etkileri degerlendirilmiştir. Ancak kanalların tıkanması ve nanoakışkan kütlesel oranlarının etkisiyle verimin düştüğü ve deneyler sırasında debinin zamanla azaldığı gözlenmiştir. Anahtar kelimeler: Absorbsiyon, Güneş ışınımı, Karbon nanotüp, Mikro-kanal, Nanoakışkan.
Jeotermal kaynaklı ısı pompasının bölgesel ısıtma sisteminde kullanımının araştırılması ve termodinamik analizi
Isı pompaları yüksek verime sahip alternatif bir ısıtma sistemidir. Isı pompasının kullanımı ülkemizde çok yaygın olmamasına rağmen son yıllarda toprak ve su kaynaklı ısı pompası uygulamaları artmaktadır. Bu çalışmada, jeotermal kaynaklı ısı pompasının bölgesel ısıtma sisteminde kullanımı araştırılmış ve farklı tasarım parametrelerine göre optimizasyonu yapılmıştır. Farklı soğutucu akışkanlar ve sistem parametreleri ele alınarak yapılan tasarımlarda; enerji ve ekserji analiz metodu yardımıyla kondenser, evaparatör, ısı merkezi, radyatör, pompa kapasiteleri ile ısıtma performans katsayıları (COP) ve ekserji verimleri hesaplanmıştır. Çalışmanın devamında; her bir tasarım için ayrı ayrı olmak üzere jeotermal kaynaklı ısı pompası destekli bölgesel ısıtma sisteminin maliyet analizi yapılmıştır. Önerilen sistemin faydalı ömrü 20 yıl olarak belirlenmiş olup net bugünkü değer (NBD) yöntemiyle sistemin ekonomikliği araştırılmıştır. Çalışmada son olarak; ekonomik olarak da değerlendirilen tüm tasarımlar Yapay Sinir Ağları (ANN) kullanılarak modellenmiştir. Jeotermal kaynaklı ısı pompası destekli bölgesel ısıtma sisteminin ANN modelleri, bilgisayar programı MATLAB vasıtasıyla, ileri beslemeli geri yayılımlı ağ tipi ve Levenberg-Marquardt (LM), Pola-Ribiere Conjugate Gradient (CGP) ve Scaled Conjugate Gradient (SCG) eğitim algoritmaları kullanılarak oluşturulmuştur. Oluşturulan ağ çıktılarına ait istatistiksel sonuçlar her model için değerlendirilerek en uygun ağ seçilmiştir. Çalışmanın bir sonraki aşamasında belirlenen en uygun ANN modeli kullanılarak jeotermal kaynaklı ısı pompası destekli bölgesel ısıtma sistemi optimize edilmiştir. Elde edilen optimum sistem analitik olarak hesaplanan sistemle karşılaştırıldığında, istatistiki açıdan kabul edilebilir olduğu tespit edilmiştir. Son olarak, ele alınan sistem mevcut kullanım şekli olan ısı pompasının olmadığı durumla karşılaştırılmış ve sistemin ekonomik açıdan uygulanabilir olduğu ispat edilmiştir.
Köpük metal üretimi ve mekaniksel özelliklerinin belirlenmesi
Günümüz teknolojisinde, malzemelerde mukavemetin yüksek olması istenirken aynı zamanda hafif olması beklenmektedir. Alüminyum metal köpükler, yüksek enerji absorbe etme kabiliyetleriyle birlikte aynı zamanda düşük yoğunluğa sahip oldukları için iyi bir alternatif olarak görülmektedir. Bu çalışmada, 7075 Alüminyum alaşımından vakumlama yöntemi ile açık hücreli köpük metal üretimi, bu malzemelerin çökelme sertleştirmesi işlemine tabi tutulması ve bu işlemler sonucunda numunelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Açık hücreli 7075 Alüminyum köpüğün üretilmesi için boşluk tutucu olarak kaya tuzu kullanılmıştır. Kullanılan yöntemde; 730 0C' de ergitilen alüminyum, önceden ısıtılmış tuzların üzerine dökülmüştür ve kalıp altından vakum yardımı ile ( Alçak Basınç Döküm Yöntemi) tuzların arasına nüfuz etmesi sağlanmıştır. Son adım olarak tuzlar, su da eritme yapılarak yapıdan uzaklaştırılmış ve açık hücreli köpük metal üretimi gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada, üç farklı gözenek boyutuna sahip açık hücreli köpük metal üretilmiştir. Üretilen bu numunelere çökelme sertleştirmesi aşamasında üç ayrı yaşlandırma işlemi uygulanmış ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Malzemeye uygulanan yaşlandırma işlemlerinin ve malzemenin sahip olduğu yoğunlukların basma dayanımına etkileri karşılaştırılmıştır. Anahtar Sözcükler: Açık hücreli köpük metal, Çökelme sertleşmesi, Kaya tuzu, Yoğunluk, Basma dayanımı, Replikasyon.
Doğal parmak hareketini gerçekleştirebilecek eksoskeleton geliştirilmesi
Bu çalışmada felç, inme gibi rahatsızlıklardan ötürü el fonksiyonelliği azalan veya tamamen kaybolan hastalar için parmak eksoskeletonu (dış iskelet) tasarlanıp, çalışması incelenmiştir. Tasarlanan sistem ve üretilen prototip pasif ve aktif destekli rehabilitasyon süreçlerinde kullanılabilecektir. Parmak eksoskeletonu tasarımında gövde ve uzuv parçaları malzemesi olarak kolay şekil alabilen ve tekrar şekillendirilebilen polimer malzeme kullanılmıştır. Tasarım, tek motorla tahrik edilen 3 mafsallı, eksik tahrikli (underactuated) parmak eksoskeletonudur. Tasarlanan parmak eksoskeletonu tahriği için mini servo motor kullanılmış olup, prototip işaret parmağı için uygulanmıştır.Fleksiyon hareketi için başlangıçtaki tahrik kablosunun 3 farklı açı değeri (20°, 27.5°, 35°) belirlenmiş ve her bir açı için hareket esnasındaki parmak uzuvlarının açısal değişimleri tespit edilmiştir. Eksoskeleton, 2 kadın ve 2 erkek olmak üzere 4 farklı kişi üzerinde çalıştırılmış ve sonuçları değerlendirilmiştir. Prototibin yaptırdığı fleksiyon hareketi ile elin doğal parmak fleksiyon hareketi karşılaştırılmış olup,kamera ile parmak uzuvlarının flkeksiyon hareketi sırasındaki açısal değişimleri ölçülmüştür. Ölçümler sonucunda 2 kadın için eksoskeletonun uygun tahrik kablosu açısı 27.5° olup gerçekleştirdiği fleksiyon hareketi, doğal parmak hareketiyle maksimum açısal bağıl hata %25, 2 erkek için uygun tahrik kablosu açısı 35° olup gerçekleştirdiği fleksiyon hareketi, doğal parmak hareketiyle maksimum açısal bağıl hata %24 olduğu tespit edilmiştir.
Karbon nano tüp ve SiO2 nano parçacık takviyeli üç boyutlu cam elyaf-epoksi kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada nano partiküllerle güçlendirilmiş 3 boyutlu (3D) cam elyaf/epoksi kompozit malzeme üretilmiş mekanik, termal ve mikroyapısal özellikleri incelenmiştir. 3D kompozit malzemenin yapısına ağırlıkça %0,3; %0,5; %1; %2 oranlarında çok duvarlı karbon nanotüp (ÇDKNT) ve ağırlıkça %0,5; %1; %2; %3 oranlarında nano SiO2 katılmıştır. 3D kompozitler en ideal üretim yönteminin bulunabilmesi için el ile tabakalama ve vakum infüzyon yöntemleriyle üretilerek reçine emilimi, hava kabarcığı oluşumu, ağırlık ve boyutsal kararlılıkları incelenmiştir. Daha homojen reçine emilimi, daha az hava kabarcığı oluşumu ve daha yüksek boyutsal kararlılık elde edilen vakum infüzyon yönteminin en verimli yöntem olduğu anlaşılmıştır. 3D kompozitler hem dokuma yönünde (çözgü) hem de dokumaya dik (atkı) yönde üretilmişlerdir. Nano partikül takviyesi yapılmış 3D kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi için sertlik ölçümü, üç nokta eğilme, düşük hız darbe ve çekme deneyleri yapılmıştır. Kırık yüzeylere uygulanan taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ve enerji dağılım spektroskopisi (EDS) ile kompozitlerde oluşan hasar mekanizması ve ilave nano partiküllerin dağılımı araştırılmıştır. Nano partikül ilavesinin 3D kompozitlerin termal özellikleri üzerindeki etkileri ise diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC), termal gravimetri (TGA) ve dinamik mekanik analiz (DMA) çalışmalarıyla incelenmiştir. Mekanik deneylerden elde edilen sonuçlara göre 3D cam elyaf/epoksi kompozit malzemelere eklenen ÇDKNT ve nano SiO2 partikülleri, kompozitin eğilme, darbe ve çekme dayanımlarını arttırmıştır. Elde edilen artış kompozitin hem çözgü hem de atkı yönünde tespit edilmiştir. En yüksek eğilme ve çekme dayanımları ağırlıkça, %1 oranında ÇDKNT ve %1 oranında nano SiO2 ilavesinde, en yüksek darbe dayanımı ise ağırlıkça %0,5 oranında ÇDKNT ve %2 oranında nano SiO2 ilavesinde tespit edilmiştir. Yapılan SEM-EDS incelemelerine göre 3D kompozitlere eklenen nano partiküller kullanılan ultrasonik karıştırma yöntemi sayesinde homojen dağıtılması sağlanabilmişir. 3D kompozitlerde görülen hasarın pile ile alt ve üst yüzey örgü bağlantılarında matris çatlağı ve ardından kompozitin kırılması şeklinde geliştiği anlaşılmıştır. Termal analizlerin sonuçlarına göre ise 3D kompozitlere ilave edilen ÇDKNT ve nano SiO2 partikülleri malzemenin camsı geçiş sıcaklığının ve termal bozunma başlangıç sıcaklığının yükselmesini sağlamıştır. Buna göre nano partikül ilavesinin 3D kompozitlerin çalışma sıcaklığı aralığını genişlettiği tespit edilmiştir. DMA incelemelerinde nano partikül ilaveli kompozitlerin elastikiyetlerinin iyileştiği görülmüştür. Aynı sonuç mekanik deneylerde de bulunmuştur. Referans sıcaklıklarda daha yüksek tanδ değeri veren takviyeli kompozitler malzemenin özelliklerini kaybetmeden daha yüksek sıcaklıklara dayanabildiğini ortaya koymuştur. Tez çalışması süresince yapılan detaylı üretim çalışmaları, deney ve analizler 3D kompozitlere eklenen ÇDKNT ve nano SiO2 partiküllerinin malzemenin mekanik, termal ve mikroyapı özelliklerini geliştirdiğini ortaya koymuştur. Çalışmalar sonucunda referans malzemesi üstün özellikler kazandırılmış daha nitelikli bir kompozit ürüne dönüştürülmüştür.
Üç boyutlu yazıcılar için polimer nanokompozit filamentlerin üretimi ve karakterizasyonu
Eklemeli imalat son yıllarda yaygınlaşarak endüstride de kullanılan bir üretim tekniği haline gelmiştir. Ergiyik Biriktirmeli İmalat (FDM) tekniği, eklemeli imalat teknikleri arasında en bilinen ve en yaygın kullanılan tekniklerden birisidir. Fakat bu cihazlarda inşa malzemesi (filament) olarak kullanılan polimer esaslı malzemelerin yetersiz mekanik özelliklere sahip olmasından dolayı, teknik genellikle model yapımı ve görsel prototiplerin oluşturulması gibi kısıtlı uygulama alanlarına sahiptir. Mekanik özellikleri iyileştirilmiş polimer esaslı malzemelerin geliştirilmesi ile tekniğin yaygınlaşması ve uygulama alanlarının artması sağlanabilir. Çalışmada, mevcut filamentlere nano/mikro partikül takviyesi yapılarak ticari üç boyutlu yazıcılarla uyumlu mevcut filamentlerden daha iyi özelliklere sahip kompozit filamentler üretilmiş ve bu filamentler "Üç Boyutlu Yazıcı" ile yazdırılmıştır. Matris malzemesi olarak Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) seçilirken takviye malzemesi olarak ise ZrB2, SiO2, Çok duvarlı karbon nano tüp (MWCNTs) ve Al partikülleri kullanılmıştır. Filamentler ve üç boyutlu yazdırılmış numuneler üzerinde malzeme karakterizasyonu işlemleri yapılmıştır. Eş dönmeli ikiz-vidalı bir ekstrüder kullanılarak üretilen filamentler üzerinde çekme testi ve yüzey pürüzlülüğü ölçümleri yapılmıştır. Takviye partiküllerin varlığının ispatlanması için filamentlerin çekme testi sonrası kırık yüzeyleri üzerinde Enerji-dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS) ve Taramalı elektron mikroskopu (SEM) çalışmaları yapılmıştır. Üç boyutlu yazdırılmış numunelerin karakterizasyonu için çekme testi ve üç nokta eğme testleri yapılmıştır. Testlerin ardından, kırık yüzeyler üzerinde SEM çalışmaları yapılarak numunelerin hasar davranışları incelenmiştir. Ek olarak, üç boyutlu yazdırılmış kompozit numuneler üzerinde sertlik testi yapılmış ve sonuçlar takviyesiz numune ile karşılaştırılmıştır. Netice olarak mikro-partikül takviyesinin 3 boyutlu yazdırılmış numunelerin birim uzama değerlerini en az %82,5 oranında iyileştirdiği görülmüştür. Bunun yanında nanopartikül takviyesi uzama değerlerini %76'ya varan oranlarda iyileştirirken, çekme değerleri en az %13,5 oranında iyileşmiştir.
Dikey eksenli çalışan pelet makinelerinde disk yayların kullanılması ve basınç regülasyonu
Günümüzde insanlığın enerji ihtiyacının karşılanmasında birincil olarak kullanılan yakıtlar fosil enerji kaynaklarıdır. Ancak bu rezervin gün geçtikçe azalması ve çevresel etkileri, insanları alternatif ve yenilenebilir enerji kaynaklarına artan bir hızda yöneltmektedir. Alternatif enerji kaynaklarından önemli birisi de biyokütledir. Biyokütlenin katı yakıt olarak kullanılabilmesi için hacimsel yoğunluğunun arttırılması gereklidir. Bunun için kullanılan en yaygın ve temel yöntem peletlemedir. Peletleme yönteminde, öğütülmüş biyokütle delikli bir kalıptan, üzerinde dönen ruloların yaptığı sıkıştırma basıncı ile çıkarıma zorlanır. Peletleme makinelerinde çalışma koşullarının değişkenliğinden kaynaklanan, basınç düzensizliği, aşırı yük altına girme ve tıkanma, kalıp/rulo deformasyonu gibi kullanım sorunları oluşmaktadır. Bu çalışmada peletleme makinelerine disk yaylar ilâve edilerek bu sorunun çözümü incelenmiştir. Çalışma kapsamında kullanılan, dikey eksende çalışan peletleme sistemine ilk durumda tek bir disk yay sonrasında paralel olarak iki disk yay ilâve edilmiştir. Her iki durumda disk yayların kuvvet-deformasyon, gerilme-deformasyon ilişkileri ve buna bağlı oluşan peletleme basınçları, disk yayların hesaplanmasında yaygın olarak kullanılan Almen-Laszlo hesaplaması ve sonlu elemanlar analizi yöntemleriyle tespit edilmiştir. Dış çapı 125 mm, iç çapı 71 mm, koni yüksekliği 2,9mm ve kalınlığı 8 mm olan disk yaylar peletleme makinesinde kullanılmıştır. Montajda koni yüksekliğinin 0,25 katı kadar deforme edilen disk yaylar, çalışma koşullarında koni yüksekliğinin en çok 0,75 katı kadar deforme olabileceği öngörülmüştür. Disk yayların pres rulolarına uyguladığı kuvvet üzerinden Hertz basınç değerleri hesaplamıştır. Tek disk yay kullanıldığı durumda ortalama peletleme basıncı yaklaşık 153-265 MPa, paralel iki disk yayda 222-390 MPa aralığında olduğu bulunmuştur.
Türkiye Ege bölgesi güneş enerjisi potansiyeli tekno-ekonomik analizi
Türkiye'de artan nüfus ve sanayileşme, enerji tüketiminde artışa sebep olmaktadır. Türkiye'nin enerji üretimi ve tüketiminin temelini fosil yakıtlar oluşturmaktadır. Fosil yakıtların rezervlerinin yakın gelecekte tükeneceği, enerji ithalatındaki artışlar ve küresel düzeyde görülen çevresel kirlilikler gibi nedenlerden dolayı, Türkiye yenilenebilir enerji potansiyellerini değerlendirmenin yollarını aramaktadır. Güneş enerjisi ise Türkiye'nin coğrafi konumunun getirdiği avantaj ile oldukça önem taşımaktadır. Bu çalışmada, Türkiye'nin enerji görünümü ve yenilenebilir enerji kaynaklarının genel durumu ele alınarak Ege Bölgesi güneş enerjisi potansiyeli detaylı olarak incelenmiştir. Bu kapsamda Ege Bölgesi'inde bulunan her il için 1 MW kapasitede şebeke bağlantılı fotovoltaik güç santrali RETScreen yazılımı ile tasarlanmıştır. Güç santrali kurulumu için gerekli teçhizat ve ekipmanların seçimi yapılmış, belirlenen konumun güneş enerjisi verileri NASA bünyesindeki Atmosferik Bilim Veri Merkezi'nden temin edilmiştir. Bölgedeki iller için oluşturulan tasarımın sonunda, aylara göre elektrik enerjisi üretim miktarları ve farklı yakıtlara göre sera gazı azaltım değerleri hesaplanmıştır. Buna ek olarak sera gazı azaltımı sonucu elde edilen kazanımlar gösterilmiştir. Güç santralinin elektrik enerjisi üretiminden elde ettiği yıllık gelirler, yıllık işletme giderleri ve ilk yatırım maliyetleri dikkate alınarak bölge illeri için maliyet analizi yapılmıştır. Maliyet analizi sonucunda Ege Bölgesi illerinin bu yatırıma uygun olup olmadığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Ege Bölgesi, Fotovoltaik, Güneş Enerjisi, Maliyet Analizi, Yenilenebilir Enerji Kaynakları.
Sera otomasyonunda fonksiyonel akıllı sistemlerin geliştirilmesi ve uygulanması
Günümüzdeki seralarda, bitkiler sebzeler yetiştirerek klasik durumlara göre daha verimli, düzgün, birim alan başına daha fazla ürün alınabilir hale gelmiştir. Bu verimi arttırma bitkiler üzerindeki etkisini bilinmemektedir. Bu bitkileri tüketen insanlarında sağlığına dair etkisi bilim tarafından halen tam olarak bilinememektedir. Sera iç ortamı içerisindeki sıcaklık, nem, toprak kimyası, ışıklandırma, sulama, sulama suyunun kimyası, havalandırma ısıtma gibi etkenlerin bitki üzerindeki etkileri incelemek istenmektedir. Özellikle yukarıda bassedilen sebepler ve ortam şartlarınınher bitki üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla sürekli çalışan ve sistemin oluşturduğu ortamdaki değişimlerin kontrol edilebileceği bir sera otomasyonu prototipi ihtiyacı doğmuştur. Bu ihtiyacı karşılamak için çeşitli sensörlerin bulunduğu havalandırma sulama ısıtma ışıklandırma yapabilen ve bunların ölçülerini zamanlayarak teknik veriler oluşturmaya yarDivcı olabilecek RTC saat devresi ile zaman karşılaştırıcı ve otomatik karar mekanizması oluşturan bir makine prototip tasarımı yapılmıştır. Böyle bir makine üzerinden analiz yapılması ve bu makine üzerinde oluşabilecek bütün hataları da teknik olarak idrak edilebilmesi istemektedir. Bu yüzden sera otomasyonu prototipinde, sistemin elektronik kart yazılımı ve tasarımı, dokunmatik ekran tasarımı sera mekanik parçalarının imalatı ve bazı plastik parçaların 3d yazıcıda üretimi olmak üzere bütün makine üretim basamakları oluşturulmuş ve imal edilmiştir.
Kütahya bölgesinde farklı soğutucu akışkan kullanılan hava, toprak ve güneş destekli toprak kaynaklı ısı pompalarının tekno-ekonomik analizi
Günümüzde, konutlarda ısınmanın büyük bir oranda fosil yakıtlar ile sağlanması, fosil yakıtların limitli rezervleri ve çevresel etkileri nedeniyle sıkıntılar doğurabilmektedir. Bu kapsamda, ısınma amacıyla ısı pompaları, konut ısınmasında önemli alternatiflerdendir. Bu çalışmada, Kütahya ilinde seçilen bir konutun TS825 metoduyla, ısınma sezonunda aylık ortalama ısı yükü belirlenerek, konutun ısıtılmasının toprak kaynaklı ısı pompası, hava kaynaklı ısı pompası ve güneş destekli toprak kaynaklı ısı pompası ile gerçekleştirilmesinin performansı incelenmiş, aynı zamanda 6 farklı soğutucu akışkanın performansları gözlemlenmiştir. Modellenen ısı pompalarının termodinamik analizi yapılmış ve SPECO metoduyla eksergo-ekonomik analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, GDTKIP sisteminin en yüksek ortalama COP değerine sahip olduğu görülmüştür. Evaporatör sıcaklığı yükseldikçe ve kondenser sıcaklığı düştükçe, COP değerinin yükseldiği görülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre en yüksek performansı R134a ve R600a, en düşük performansı R410A ve R507A akışkanlarının sağladığı belirlenmiştir. Kompresörlerin ekserji verimi %78 - %92 aralığında, kondenserlerin ekserji verimleri %94 - %98 aralığında, genleşme valflerinin ekserji verimleri %69 - %95 aralığında ve evaporatörlerin verimleri %28 - %86 aralığında bulunmuştur. Yapılan eksergo-ekonomik analize göre evaporatör ve genleşme valflerinin eksergo-ekonomik faktörleri oldukça düşük seviyededir. Bu elemanlarda yapılacak iyileştirmeler ile sistemlerin performans/maliyet oranının artırılabileceği düşünülmektedir.
Rüzgar güç santralleri konumlandırmasının sayısal olarak incelenmesi ve optimizasyonu
Bu çalışmada, Kütahya ili için rüzgâr santrali fizibilite çalışması gerçekleştirilmiştir. Dumlupınar Üniversitesi Evliya Çelebi Kampüsü yakınında Kızılbayır mevkiindeki bir rüzgâr ölçüm istasyonunda kaydedilmiş olan rüzgâr verilerinin bölge üzerindeki dağılımı WAsP yazılımı kullanılarak incelenmiştir. Araştırılan alan üzerindeki en rüzgârlı üç saha için rüzgâr enerjisi tekno-ekonomik analizi gerçekleştirilmiştir. Güncel pazar verileri ışığında yapılan seviyelendirilmiş enerji maliyeti analizine göre, rüzgâr enerjisi birim maliyeti türbin ve saha seçimine bağlı olarak 0,0248 ile 0,0372 ABD $/kWh olarak değişim gösterdiği hesaplanmıştır. Seçilen bölge üzerinde, üç farklı güç kapasitesi (25, 50, 75 MW) için rüzgâr santrali konumlandırma optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla MATLAB yazılımı kullanılması ile bir optimizasyon kodu hazırlanmıştır. Her olası türbin noktasındaki arazi yükseklik değeri ve Weibull parametreleri optimizasyon koduna tanımlanmıştır. Nihai optimizasyon kodu yapısını oluşturmadan önce iki farklı rüzgar santrali konumlandırma probleminin çözümlemesi yapılmıştır. Optimizasyon sonuçlarına göre, araştırılan arazinin en rüzgârlı bölgesinde kurulacak 25,3 MW'lık güce sahip bir santralin %35 kapasite faktörü ile 77,677 GWh yıllık enerji üreteceği hesaplanmıştır. Artan güç kapasitesi ile birlikte kapasite faktörünün düştüğü ve dolayısı ile birim enerji maliyetinin yükseldiği gözlenmiştir. Ayrıca Dumlupınar Üniversitesi Evliya Çelebi Kampüsü'nün bir yıl boyunca saatlik elektrik tüketiminin rüzgâr enerjisi ile karşılanabilirliği araştırılmıştır. Kampüs etrafındaki en rüzgârlı yerler WAsP yazılımı ile belirlenmiştir. Bu bölgelerin rüzgâr türbini kurulum uygunluğu, fiziki koşullar ve gürültü yayılımı açısından araştırılmıştır. Yapılan kabuller altında, anlık saatlik tüketiminin %38,9'unu karşılayacak bir türbin modelinin bir yıl boyunca kampüsün yıllık toplam tüketiminin %57,8'i kadar enerji üreteceği hesaplanmıştır.
Ayak hareketi esaslı robotik yürüyüş eğitim cihazı tasarım ve imalatı
Beyin yaralanmaları, omurilik felci ve inme gibi durumlardan sonra en önemli hedef, hastaya yürüme kabiliyetinin geri kazandırılmasıdır. Bu amaçla, fiziksel rehabilitasyon sırasında tedaviye destek amacıyla bazı yürüme simülatörleri de kullanılmaktadır. Mevcut yürüme simülatörleri, yürüme çevriminin tüm fazlarını gerçekleştirememektedir. Bu durum tedavinin başarısını sınırlandırmaktadır. İnsan yürüyüşünün tüm fazlarını destekleyebilecek bir yürüyüş simülatörüne ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında esas amaç ve motivasyon yürüme eğitimi (rehabilitasyonu) amaçlı yeni bir robotik cihaz tasarlayıp imal etmektir. Tez kapsamında tasarlanıp imalatı yapılan cihaz ile rehabilitasyon cihazlarında ayağın rijid bir yapı olarak kabul edildiği yaklaşım yerine ayak, iki eklemli bir yapıda, gerçek karakteristiğine uygun olarak modellenmiştir. Bu amaçla, cihaz ayak destek ünitesi metatarsal eklemde bükülmeyi gerçekleştirebilecek şekilde yapılandırılmıştır. Tez çalışmasının ikinci kısmında, "Zayıf Eyletimli Denek Modeli" ile dinamik analiz yapılmıştır. Bu sayede tedavi süreci ve gereklilikleri hakkında fizyoterapist ve doktorlara rehberlik edebilecek bir matematiksel ortam oluşturmak istenmiştir. Yürümenin dinamiği üzerine önceki yapılan çalışmaların neredeyse tamamında Lagrange denklemleri kullanılmıştır. Bu tez kapsamında ise, Newton – Euler denklemleri tercih edilmiştir. Bu sayede eklemlerde meydana gelen reaksiyon kuvvetleri de yürüme analizinin yanısıra belirlenebilmektedirler.
Kütahya Bölgesi Güneş ve Rüzgar Enerji Potansiyellerinin Tekno-Ekonomik Analizi
Özellikle sanayi devriminin ardından başlayan endüstrileşme yarışı Dünya'da ve Türkiye'de enerji talep ve arzını artırmış; gelişen ve sanayileşen toplumlar ise fosil kaynaklardan enerji üretiminin yanı sıra yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmiş ve potansiyeli etkin ve verimli kullanabilmek üzerine çalışmalar yapmışlardır. Enerji piyasasının büyümesi araştırmacıları yeni kaynaklar bulmaya ve yenilenebilir enerji kaynaklarını daha etkin ve verimli kullanmaya itmiştir. Bununla birlikte endüstrileşmeye paralel oranda artan hava kirliliği ve fosil kaynaklardan üretilecek enerji için emisyon değerlerinin artış göstermesi enerji üretiminde temiz ve sürdürülebilir kaynaklardan enerji üretimini kaçınılmaz hale getirmiştir. Bu çalışma kapsamında, Kütahya bölgesinde seçilen lokasyonda yenilenebilir enerji potansiyellerinin tekno-ekonomik analizi yapılmıştır. Türkiye yenilenebilir enerji potansiyelleri ve kullanımı incelenmiş, güneş ve rüzgar enerji potansiyelleri Kütahya ili için detaylı ele alınmış ve iki ayrı finansman senaryosu içerisinde muhtemel santral fizibiliteleri yapılmıştır. Ayrıca; sistemlerin maliyetlerinin belirlenmesi aşamasında HOMER yazılımı kullanılmış olup iklim verileri ve üretilebilecek enerji miktarlarının hesaplanması aşamasında RETScreen yazılımı kullanılmıştır. Çalışmada "Geri Ödeme Süresi", "İç Karlılık Oranı", "Net Bugünkü Değer" hesaplamaları yapılmış olup, RETScreen yazılımıyla yapılan hesaplar doğrulanmıştır. Ayrı ayrı fizibilite çalışması yapılan Güneş Enerji Santrali ve Rüzgar Enerji Santrali için ayrı maliyet analizleri yapılmış, iki ayrı öz sermaye senaryosu oluşturularak sistemlerin sürdürülebilirlikleri incelenmiştir. Çalışma içerisinde yapılan tekno-ekonomik analizler kapsamında güneş ve rüzgar enerji santralleri için 1MW kurulu güce sahip iki ayrı enerji santrali tasarlanmıştır. Tasarlanan santrallerin her biri için iki ayrı finansman senaryosu kurgulanmış ve bunun sonucunda; güneş enerji santralleri için; yatırım maliyetlerinin tamamının öz sermaye ile karşılanması durumunda geri ödeme süresi: 11 yıl, net bugünkü değer -13 642 $ ve iç karlılık oranı %9,8 iken yatırımın %50'sinin öz sermaye ile karşılanması durumunda geri ödeme süresi: 11 yıl, net bugünkü değer 56 467 $ ve iç karlılık oranı % 11,9 değerlerine ulaşılmıştır. vi Rüzgar enerji santrali tekno-ekonomik analizi kapsamında hesaplamalar yapıldığında yatırım maliyetlerinin tamamının öz sermaye ile karşılanması durumunda geri ödeme süresi: 15 yıl, net bugünkü değer -375 859 $ ve iç karlılık oranı %5,9 iken yatırımın %50'sinin özsermaye ile karşılanması durumunda geri ödeme süresi 15 yıl, net bugünkü değer 246 240 $ ve iç karlılık oranı % 6,3 değerlerine ulaşılmıştır.
Açık hücreli köpük metallerin darbe sönümleme özelliklerinin karakterize edilmesi
AÇIK HÜCRELİ KÖPÜK METALLERİN DARBE SÖNÜMLEME ÖZELLİKLERİNİN KARAKTERİZE EDİLMESİ Aykut Recep GÜLEÇ Makine Mühendisliği, Yüksek Lisans Tezi, 2018 Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Agah AYGAHOĞLU ÖZET Bu çalışmada açık hücreli köpük metallerin darbe davranışları ve darbe sönümleme özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla üretilen köpük metal numuneler üzerinde düşük hızlı darbe testleri ve basma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Darbe testleri için yüksekten ağırlık düşürme yönteminin kullanıldığı darbe test cihazı kullanılmıştır. Açık hücreli köpük metal üretimi için vakum yardımı ile boşluk tutucu malzeme üzerine döküm yöntemi kullanılmıştır. Matris malzeme Al7075 alüminyum alaşımıdır. Boşluk tutucu olarak kaya tuzu kullanılmıştır. Üzerinde darbe testleri ve basma deneyleri gerçekleştirilen numuneler 0,40, 0,44 ve 0,48 göreceli yoğunluklara sahiptir. Ayrıca numuneler üzerinde 1 saat, 1,5 saat ve 2 saat yaşlandırma süreleri ile çökelme sertleştirmesi işlemi yapılmıştır. Numunelere uygulanan testler sonucunda yoğunluğun ve çökelme sertleştirmesi işleminin darbe sönümleme özelliklerine etkileri incelenmiştir. Darbe testleri sonucunda yaşlandırma süresinin darbe sönümleme özelliklerine belirgin bir etkisi olmadığı görülmüştür. Yoğunluğun artması ile darbe sönümleme oranının azaldığı tespit edilmiştir. Yoğunluk ve yaşlandırma süresi arttıkça maksimum temas kuvvetinin (darbe kuvveti) arttığı belirlenmiştir. Basma deneyleri sonucunda yoğunluk ve yaşlandırma süresi arttıkça köpük metallerin basma eğrilerinde gözlenen plato bölgesinin genellikle daraldığı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Açık hücreli köpük metal, Alüminyum köpük metal, Darbe sönümleme özelliği, Düşük hızlı darbe testi, Vakum altında döküm, Yaşlandırma.
16 PA4 V185 tipi dizel lokomotif motorunda dolgu havası soğutucusunun modernizasyonu
Günümüzde ulaşım sektörünün hızla gelişen bir kolu olan raylı sistem araçlarında kullanılan dizel motor aşırı doldurma sistemlerindeki ara soğutucunun seçilmesi veya tasarlanması motor verimi ve yakıt tüketimi açısından önem arz etmektedir. Bu çalışmada, turbo şarjlı ve ara soğutuculu 16 silindirli dizel lokomotif motorunda kullanılmak üzere 12 farklı ara soğutucu tasarımı üzerinde Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizi yapılmıştır. Tasarımlar, mevcut ara soğutucu ile sıcaklık ve basınç kaybı açısından karşılaştırılarak optimum tasarımın prototip imalatı yapılmıştır. Mevcut ara soğutucu ile optimum tasarım ara soğutucusunun motor üzerine montajı yapılarak motorun maksimum gücünü elde ettiği devir sayısında, farklı yüklerde performans testleri gerçekleştirilmiştir. Mevcut ara soğutucusunun kullanıldığı duruma göre, optimum tasarım ara soğutucusunun kullanılması durumunda ara soğutucu çıkış sıcaklığının 7 ˚C daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Mevcut ara soğutucu için etkenlik değeri 0,88 optimum tasarım ara soğutucusu için etkenlik değeri 0,96 olarak hesaplanmıştır. Test motorlarında 1500 d/d sabit devir ve 4 farklı yük değerinde test verileri değerlendirildiğinde; maksimum yükte optimum tasarım ara soğutucusunun kullanıldığı durumda motorun yakıt sarfiyatının mevcut ara soğutucusunun kullanıldığı motora göre % 6,22 daha düşük değer aldığı görülmüştür. Mevcut ara soğutucunun kullanıldığı motorun efektif verimi % 31,6 optimum tasarım ara soğutucusunun kullanıldığı motorun efektif verimi ise % 33,74 olarak hesaplanmıştır.
Biyodizel yakıtlı bir dizel motorunda piston ve subaplarda seramik kaplama uygulamalarının motora etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada içten yanmalı dizel motorda yanma odası çevresinde oluşan yüksek sıcaklıkların farklı kaplama malzemeleri ile kaplanmış olan piston üzerindeki etkileri incelenmiştir. Gerçekleştirilen çalışmadan yakıt olarak biyodizel tercih edilmiştir. Piston başları ve supaplar plazma sprey kaplama yöntemi ile zirkonyum, nikel - krom ve nikel - alüminyum ara bağlayıcı malzeme ile alüminyum oksit kaplanmıştır. Her numune için motor yağı yenilenmiş olup kullanılmış yağ numuneleri içerisinden aşınan partüküllertin tespiti amacıyla elementel olarak analiz edilmiştir. Termal kamera ile motorlar gözlenmiş, ısı farklılıkları fiziksel olarak karşılaştırılmıştır. Kaplanmış ve kaplanmamış pistonların kullanım sonrası durumları SEM ve EDX analizleri ile değerlendirilmiştir. Piston özelinde gerçekleştirilen bu çalışmada ile yanma odası bileşenlerinin aşınma durumları incelenmiştir.
Doğal gaz basınç düşürme istasyonlarında enerji geri kazanımında turbo gaz genleştirici kullanımı ve teknik analizi
Ülkemizin enerji kaynakları açısından dışa bağımlı olması sebebiyle, enerjinin üretiminden tüketimine kadar tüm aşamalarında verimli kullanımı büyük önem arz etmektedir. Türkiye'nin lisanslı elektrik kurulu gücünün kaynak bazında dağılımı incelendiğinde; 2018 yılı mayıs ayı itibariyle doğal gazın % 32,03 değerine ulaştığı görülmektedir. Ayrıca, 2017 yılı doğal gaz tüketimi 53,5 milyar m³ olarak gerçekleşmiştir. Gittikçe artan doğal gaz talebine karşılık arz kaynaklarının ve güzergâhlarının çeşitlendirilmesi ile dağıtım şebekelerinin artırılması çalışmalarına devam edilmektedir. Bu kapsamda; doğal gaz, kaynağından çıkarılarak çeşitli fraksiyonlama işlerinin ardından uygun iletim basıncı ile ulusal ve uluslararası ağda iletilmektedir. Boru içerisinde meydana gelen kayıpların basınç düşümüne sebep olmasının etkilerinin ortadan kaldırılması için kompresör istasyonlarında basınçlandırılmakta ve güzergahı boyunca akışına devam etmektedir. Şehir giriş istasyonları aracılığı ile dağıtım basıncına düşürülen ve bazı ölçme, hazırlama işlemlerine tabi tutulan doğal gaz, dağıtım basıncına düşürülme işlemlerinin ardından da nihai tüketicilere ulaşmaktadır. Bu işlemler sırasında basınç kayıplarından herhangi bir kazanım sağlanmamakta ve doğal gaz, dağıtım şebekesinin ihtiyacı olan basınç değerlerine ulaştırılmaktadır. Doğalgaz iletim hattı üzerinde bulunan basınç düşürme ve ölçüm istasyonlarında, 'Turbo Gaz Genleştiriciler' yardımı ile enerjinin geri kazanımı mümkün olabilmektedir. Bu çalışmada; İzmir ilindeki basınç düşürme ve ölçüm istasyonlarında turbo gaz genleştirici kullanılması durumunda, elektrik enerjisi üretim potansiyeli incelenmiş ve teknik-ekonomik analizler yapılmıştır. Bu analizlere göre uygulanması enerji verimliliği açısından ekonomik olan istasyonlar belirlenmiş ve Türkiye geneli istasyonlarda kullanılabilecek bir seçim abağı da oluşturulmuştur. Keywords: Doğal gaz, Enerji geri kazanımı, Turbo gaz genleştirici.
Gaz atomizasyonu işleminin iki-fazlı sayısal modellenmesi ve parçacık boyutunun hesaplanması
Gaz atomizasyonu yöntemi ile metal tozu üretiminde gaz basıncı ve sıvı metal viskozitesi gibi değişkenler üretilecek tozların boyutu ve boyut dağılımı üzerinde belirleyici etkiye sahiptir. Toz boyutunu belirleyen parçalanma mekanizması hakkında bir çok model ortaya konulmuş olmasına rağmen bu etkilerin araştırılmasında Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yaklaşımı ile sayısal çözümleme çalışmalarının büyük bölümünde atomizasyon işlemi tek fazlı olarak modellenmiştir. Ergiyik metal akışının dâhil edildiği bazı çalışmalarda ise genellikle atomizasyon başlangıcı modellenebilmiş, sıvı metal-gaz etkileşimleri, parçalanma mekanizmaları ve toz oluşumları gösterilememiştir. Bu çalışmada gaz atomizasyonu işleminin iki akışkanlı olarak modellenmesi hedeflenerek parçacık boyutunun sayısal modelleme ile elde edilebileceğinin gösterilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda gaz atomizasyonu işlemi iki akışkanlı olarak modellenmiş, HAD çözümlemesi elde edilerek fazlar arası etkileşimler gösterilmiş, atomizasyon mekanizmaları açıklanmış ve toz boyutu tez kapsamında geliştirilen yeni bir yaklaşım ile elde edilmiştir. Geliştirilen yaklaşım ile sayısal çözümleme 1,0 MPa, 1,5 MPa, 2,0 MPa, 2,5 MPa, 3,0 MPa ve 3,5 MPa basınç değerlerinde uygulanarak gaz basıncının toz boyutu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Toz boyutu 1,0 MPa basınçta 43,24 µm, 3,5 MPa basınçta 35,69 µm olarak hesaplanmış, artan gaz basıncı ile birlikte ortalama parçacık boyutunun küçüldüğü tespit edilmiştir. Sıvı metal viskozitesinin toz boyutu üzerindeki etkisini incelemek için 2,5 MPa basınç altında farklı viskozite değeri ile sayısal çözüm tekrarlanmıştır. Sıvı metal viskozitesinin 0,00133 kg/m-s iken ortalama toz boyutunun 41,47 µm, aynı şartlar altında sıvı metal viskozite değerinin 0,00623 kg/m-s olduğunda ise ortalama toz boyutunun 45,97 µm olduğu belirlenmiştir. Yüksek viskoziteye sahip ergiyikte parçalanmanın daha zor gerçekleştiği dolayısıyla ince taneli parçacık elde etmenin zorlaştığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, geliştirilen yaklaşım ile üç-boyutlu olarak modelleme yapılarak sıvı metalde parçacık oluşumları gösterilmiştir.
İki farklı iş sağlığı ve güvenliği risk değerlendirme metodolojisinin bir işletmede uygulamalı karşılaştırılması
Her işyerinde çalışma şartlarından ve yapılan işten kaynaklanan çeşitli riskler bulunmaktadır. Bu risklerin ürünü olan kazalar, malzeme kaybına, iş ekipmanlarının hasar görmesine neden olabildiği gibi, şirketlerin en önemli varlığı olan çalışanlarının yaralanmalarına, hastalanmalarına, uzuvlarını kaybetmelerine hatta ve hatta ölümlerine de neden olabilir. İş kazalarının yaşanmaması için bu risklerin en kısa zamanda belirlenip analiz edilmeleri ve sonrasında da bu risklere karşı gerekli önlemlerin alınması gerekir. Risklerin analiz edilmesinde birtakım yöntemler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, bir mermer fabrikasında, tespit edilmiş 22 adet tehlike kaynağı, Risk Değerlendirme Yöntemlerinden 3T ve Fine&Kinney Risk analizi yöntemleri kullanılarak değerlendirilmiş ve çıkan sonuçlar karşılaştırılmış, ayrıca yöntemlerin kullanılabilirliği, kullanımdaki basitliği, uygulanabilme çerçevesi, sonuçların gerçekle örtüşüp örtüşmediği araştırılmıştır. Analizler sonucu karşılaştırılma yapılan iki yöntem de bir işyeri için tek başına yeterli görülmemiştir. 3T Risk değerlendirme yönteminin kullanım açısından daha kolay olduğu ve modüller içermesi sebebiyle herkes tarafından rahatça uygulanabileceği, Fine&Kinney risk değerlendirme yönteminin ise kullanacak ekibi deneyimli ve ulusal mevzuata hâkim bir kişinin yönlendirmesi gerekliliği, olasılıkların tahmin edilmesinin zorluğu da kullanımını zor kıldığı sonuçlarına varılmıştır. Kullanıcılar, yöntemlerin sonuçlarının ortaya çıkaracağı kaynak kullanımı konusunu iyi irdelemeleri gerektiği, maliyet ve insan sağlığı optimizasyonunu çok iyi tespit etmeleri gerekliliği bir başka sonuç olarak karşımıza çıkmıştır.
Pulverize kömür yakma kazanında sıcaklık dağılımı üzerine had çözümlemeleri
Türkiye'de termik santrallerde buhar üreten pülverize kömür kazanları yurtdışı firmaları tarafından kurulmaktadır. Türk linyitlerinin özeliklerinin farklı olması nedeniyle uygun olmayan tasarımlar, kazanlarda yapılan revizyonlar ve işletme şartlarının değişmesi gibi birçok neden bu kazanlarda verim, kapasite bakımından istenilen şartlarda enerji üretilmesinde sorunlar oluşturmaktadır. Tunçbilek Termik Santralinde (TTS) 4. ve 5. ünitelerinin kazanlarında alevin yanma odasında istenilen bölgede oluşmaması kazanda verim kayıplarına neden olmaktadır. İthal menşeli bu kazanlar benzer sorunlar nedeniyle geometrisinde revizyonlar yapılmış fakat sorunlar tam olarak çözülememiştir. Bu nedenle söz konusu problemlerin teşhis edilmesi ve öngörüde bulunarak, kazan davranışının belirlenmesini hedefleyen çalışmalara ihtiyaç duyulduğu görülmektedir. Bu amaçla; Tunçbilek Termik Santrali'nde pülverize kömür yakma sistemine sahip bu kazanlardan biri baz alınarak gerçek geometri ve çalışma şartlarında sayısal modelleme çalışmaları ANSYS-FLUENT 15.0 programı kullanılarak yapılmıştır. Kazanın gerçek geometri ve çalışma şartlarında yapılan modelleme çalışmasında; kazanın farklı yüksekliklerinden ölçülen sıcaklık değerleri ile sayısal modelleme sonuçlarının genel olarak % 10 luk bir yaklaşımda olması ve aynı karakteristik özellikleri vermesi nedeniyle sayısal modelin doğrulamasının sağlandığını göstermiştir. Doğrulanmış bu sayısal modelleme çalışmasında bazı bulguların alev oluşumu ve boru yırtılmaları üzerinde etkisi olabileceği yönünde tespitler yapılmıştır. Kazanın enine kesitlerindeki hız dağılımları incelendiğinde köşe brülörlerden çıkan hava ve yakıtın tam olarak merkeze yönlenemediği ve kazan duvarlarına yönlenen kömür partiküllerinin ekran borularına çarparak boru et kalınlıklarının azalmasına neden olabileceği tespit edilmiştir. Kazanın boyuna kesitindeki hız dağılımına bakıldığında; hooper bölgesinde oluşan girdapların bu bölgedeki boruların aşınmasına ve cüruflaşmaya neden olabileceği ve oluşan cüruflaşmanın kazan içindeki akışı etkileyerek alevin kaymasına neden olabileceği değerlendirilmiştir. Kazanda alev oluşum yeri ve boru yırtılmaları üzerinde kazanın işletme şartlarından (kömür hava debisi, partikül çapı vs) daha çok kazanın yapısal faktörlerinin etkili olduğu görülmüştür. TTS kazanında mevcut kazan geometrisinin optimum bir şekilde tasarlanamadığı görülmektedir. Proje süresince söz konusu problemlerin çözümüne yönelik kazan ana boyutları değiştirilmeden bazı küçük ekonomik tasarımlar yapılmış ve kazan içi akışta iyileşmeler görülmüştür. Fakat yine de Tunçbilek Termik Santrali kazanında kömür-kazan uyumunun optimum sağlanması amacıyla kazanın ana boyutlarında radikal değişiklikler yapılması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Yeni nesil temiz enerji kaynağı olarak hidrojen üretiminde nanomalzemelerin sentezi ve uygulamaları
Günümüzde, dünyanın enerji ihtiyacı giderek artmaktadır. Artan enerji ihtiyacı ve fosil yakıtların yanması ile ortaya çıkan toksik maddelerin zararlı etkileri nedeniyle, yeni nesil temiz enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır. Yeni nesil temiz enerji olarak hiçbir toksik atığının olmaması ve yüksek enerji içeriği gibi avantajları nedeniyle hidrojen enerjisine yönelim artmıştır. Hidrojen, doğada serbest halde bulunmadığı ve depolama konusunda da sorun yaşandığı için katı formdaki yapılardan hidrojeni çekmek, hem hidrojen üretimini sağlayacak hem de hidrojen depolanmasındaki güçlüğü ve maliyeti minimuma indirecektir. Bu düşünce ile yürüttüğümüz çalışmada; hidrojen üretiminde grafen oksit destek maddeli platin rodyum (PtRh@GO) nanoparçacıklarının dimetilamin boran (DMAB) dehidrojenasyonu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, ilk olarak katalizörün sentezlenmesi sağlanmıştır. Daha sonra, hazırlanan nanoparçacıklar Raman spektroskopisi, X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), X-ışını kırınımı (XRD), Geçirmeli Elektron Mikroskobu (TEM) ve Yüksek Çözünürlüklü Geçirmeli Elektron Mikroskobu (HRTEM) teknikleri ile yapısal özellikleri incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda, elde edilen malzemelerin nano boyutta olduğu ve yüzeyde homojen bir şekilde dağıldığı görülmüştür. Ayrıca, kullanılan nano boyuttaki katalizörün DMAB dehidrojenasyon tepkimesi için kinetik parametreleri incelendiğinde, aktivasyon enerjisi (Ea) 16.653 ± 1 kJ.mol-1 ve çevrim frekansı (TOF) değeri 274.6 h-1 olarak elde edilmiştir. Bu çevrim frekansı değeri literatürdeki en iyi TOF değerlerinden biridir.
Bilgisayar işlemcileri için sıvı soğutmalı ısı değiştirici HAD analizleri
Her geçen gün gelişen teknoloji sayesinde elektronik devre elemanlarının veya cihazların çalışma hızları veya kapasiteleri vs artarken kullanımları da bir o kadar artmakta fakat çoğu cihazın boyut kısıtlamalarından dolayı da farklı problemler ortaya çıkmaktadır. Bu tür gelişmelerin birbiri ardına geldiği sektörlerden birisi de bilgisayar sektörü olup, bu sektörde de özellikle de bilgisayar işlemcileri başı çekmektedir. Bilgisayarların hızlarının en yüksek seviyeye getirilmesi için yapılan çalışmalarda işlemcilerin içlerine yerleştirilen transistör sayısı, ki bu bilgisayar işlemcilerinin hızı ile doğrudan orantılıdır, artmakta fakat boyut problemleri ve transistörlerden akan akımlardan kaynaklı olarak ortaya çıkan ısının uzaklaştırılması bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Çoğu bilgisayar işlemcisi hava soğutmalı olarak tasarlanmakta fakat bilgisayarlarla uzun süreli çalışmalarda veya işlemcileri yoğun çalışan bilgisayarlarda hava soğutmalı sistemler yetersiz kalmakta ve ya bilgisayarlar kendilerini korumaya almakta veya arızalanmaktadırlar. Bu tür çalışan bilgisayarlardaki ısınma sorunları için günümüzde farklı çözümler üretilmiş olup bu çözümlerden birisi de sıvı soğutmalı işlemcilerin kullanılması olmuştur. Bu çalışmada halen piyasada bulunan sıvı soğutmalı bilgisayar işlemcilerinden biri olan Zalman ZM-WB3 Gold model ısı değiştiricisinin bilgisayar modeli oluşturulmuş, yapılan model önceki araştırmacıların modelleri ve deneysel verileriyle doğrulanmış, sonrasında da aynı ısı değiştiricinin kanatçık kalınlıkları ve yükseklikleri ile ısı değiştiricinin çalıştığı sıvı akışkanın cinsi değiştirilerek oluşturulan yeni modellerin Ansys Fluent 17.1 programı kullanılarak HAD analizleri yapılmıştır. Dikdörtgen kanatçıklı sıvı akışkanlı ısı değiştiricisinin 5 mm, 5,5 mm ve 5,7 mm kanatçık yüksekliklerinde, 1,2 mm, 1,6 mm, 1,8 mm ve 2 mm kanatçık kalınlıklarında, ayrıca akışkan olarak su, hacim oranları %2,25 ve %0,86 olan bakır oksit–su (CuO-H2O) nanoakışkanları ile hacim oranları %0,01 ve %0,02 olan grafen oksit (GO-H2O) nanoakışkanları kullanılarak yapılan modellemelerinin ardından model içinde üretilen ısıyı uzaklaştırma (soğutma) performansları incelenmiştir. Oluşturulan, çözümlenen ve elde edilen sonuçlar sonrasında en iyi işlemci soğutucu performansının, 5,7 mm kanat yüksekliğine ve 1,8 mm kanat kalınlığına sahip ısı değiştiricisinde, hacimsel oranı %2,25 olan CuO–H2O nanoakışkanı kullanılması durumunda elde edilebileceği sonucuna varılmıştır.
Paralel kinematik sistemli 6 aktuatörlü (hexapod) CNC tasarım, imalat ve kontrolü
aralel kinematik sistemli 6 aktüatörlü hexapod robot aynı zamanda Stewart Platformu diye de adlandırılır. Paralel yapılı sistemler, aynı maksimum yükü taşımak üzere oluşturulmuş olan seri yapılı bir sistemden daha yüksek bir rijitliğe ve daha düşük bir kütlesel atalet momenti değerine sahiptirler. Bu yüzden uçak ve araç simülatörleri, yüksek hassasiyetli takım tezgâhları ve işleme merkezleri, kazı makinaları gibi birçok alanda kullanım imkânı bulunmaktadır. Bunlara karşın, paralel mekanizmaların çalışma uzayları seri mekanizmalara kıyasla dardır, kısıtlı yönelim aralığına sahiptirler ve ileri kinematik hesabında mekanizmanın paralelliğinden dolayı zorluklarla karşılaşılmaktadır. Stewart Platform mekanizması temel olarak kendi içinde seri 6 adet lineer aktüatör ve biri sabit diğeri hareketli olmak üzere iki platformdan oluşmaktadır. Hareketli ve sabit platform 6 noktasından aktüatörler ile birbirine bağlanmıştır. Lineer aktüatörler aynı zamanda uzuv işlevi görmekte olduğu bu yapıda, aktüatörler bir taraflarından sabit diğer taraflarından ise hareketli platforma küresel mafsallarla bağlanmıştır. Bu çalışmada deneysel bir 6 aktüatörlü hexapod CNC sistemi tasarımı, imali ve kontrolü gerçekleştirilmiştir. Robotun mekanik tasarımı, kinematiği, analizi ve benzetimi bilgisayar ortamında Catia V5 CAD programında yapılmıştır. Sistemin statik analizi ise Ansys Workbench programında yapılmıştır. Sistemin ileri ve ters kinematik formüllerinin matematiksel ifadeleri çıkarılmıştır. Bu matematiksel ifadeler, Delphi ve Python dilleri ile modellenerek bilgisayar tabanlı kontrol yazılımı geliştirilmiştir. Bu yazılım sayesinde, geliştirilen mekanizma bilgisayar marifetiyle kontrol edilmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak, sanayide yaygın olarak CNC makinelerin kontrolünde kullanılan ISO G kodlarının, geliştirilen yazılım vasıtası ile yorumlanıp makinenin kontrolü sağlanmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda çok eksenli robotların çalışma hacmini daha iyi tanımlayabilecek "fındık" noktası tanımı geliştirilmiş, tasarım iyileştirmelerinin ortaya çıkması sağlanmış, matematik altyapının fiziksel yapıyla eşzamanlı çalışmasının doğrulukları araştırılmıştır.
Bir fotovoltaik güneş enerji santralinin tekno-ekonomik analizi; Kütahya - Simav Örneği
BİR FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SANTRALİNİN TEKNO-EKONOMİK ANALİZİ; KÜTAHYA – SİMAV ÖRNEĞİ Muhammed Said GÜNDÜZ Makine Mühendisliği, Yüksek Lisans Tezi, 2019 Tez Danışmanı: Prof. Dr. Mustafa Arif ÖZGÜR ÖZET Tüm dünyada ve ülkemizde fosil kaynaklara dayalı elektrik üretiminin yanı sıra son yıllarda yenilenebilir enerji kaynaklarına olan talep hızla artış göstermektedir. Fosil kaynakların sınırlı olduğu dünyamızda ve ülkemizde yenilebilir enerjiye olan talebin artış göstermesi kaçınılmaz hale gelmektedir. Özellikle güneş enerjisi açısından değerlendirildiğinde ülkemizin potansiyeli oldukça yüksektir. Ülkemizin konumu ve enerjiye olan ihtiyaç göz önüne alındığında güneş enerjisinden elektrik üretimi Türkiye için önemli seçeneklerden birisidir. Bu çalışmada; ülkemizdeki enerji üretim yöntemleri ve bu yöntemlerin toplam üretimdeki payları incelenmiştir. Ayrıca güneş enerjisinin ülkemizdeki yeri, payı ve potansiyeli değerlendirilmiş olup örnek bir güneş enerji santrali kurulumu için yapılması gereken işlemler anlatılmış ve bu santral için tekno-ekonomik analiz yapılmıştır. Çalışmada; PvSyst v6.6.8 Demo yazılımı ile belirlenen bölgede üretime geçmiş bir güneş enerji santralinin üretim verileri karşılaştırılmıştır. Yapılan hesaplamalar neticesinde PvSyst v6.6.8 Demo yazılımından elde edilen veriler ile gerçek üretim verileri karşılaştırıldığında %10.58 oranında bir fark elde edilmiş olup diğer bir deyişle üçüncü parti yazılımlar ile bir güneş enerji santralinin yaklaşık 25 yıllık analizi %89,42 lik bir doğruluk ile hesaplanabilmektedir. Bu oran diğer yenilenebilir enerji çeşitlerine göre güneş enerjisinin teorik hesaplamalarının gerçeğe en yakın oranda belirlenebildiğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik, Güneş Enerjisi, Kütahya, PvSyst Analiz, Simav, Yenilenebilir Enerji.
Endüstriyel bir üretim hattı için optimal bakım stratejisinin ve periyodunun belirlenmesi
Üretim yapan firmalarının performansı ve rekabet gücü, işletmelerindeki üretim sistemine ve bu sistemlerdeki makine ve ekipmanların beklenen fonksiyonlarının sürdürülebilirliğine, üretkenliğine, güvenirliliğine ve korunmasına bağlıdır. Bunların sürdürülebilir güvenli üretim performansını; bakım faaliyetleri, uygun bakım yöntemleri ve bakım stratejileri sağlar. Bakım yöntemleri genel olarak planlı ve plansız olmak üzere ikiye ayrılır. Planlı bakımın bir kolu da periyodik bakımdır. İşletmeler, düşük bakım maliyeti ve ekipmanların kullanılabilirliğini olumlu etkilenmesi gibi önemli avantajlar nedeniyle periyodik bakımlarını en uygun sürede gerçekleştirmeye çalışırlar. En uygun periyodik bakımın belirlenmesi için uygulanabilecek yöntemlerden bir tanesi de veri analiz yöntemidir. Veri analizi yöntemi ile makinelerin çalışma ömürleri boyunca ne kadar sıklıkla arıza yapabileceği ve bu arıza sayısını temel alarak ne kadar sıklıkla periyodik bakım yapılması gerektiği belirlenebilir. Bu çalışmada; bakımın önemi, işletmelerdeki bakım maliyetini etkileyen unsurlar ve bu maliyetlerin azaltılması için ne tür bir bakım yönetimi uygulanabileceği açıklanmıştır. Cam üretim sektöründe faaliyet gösteren bir işletmenin üretim hattında en uygun bakım periyodunu belirlenmesi için matematiksel model yardımıyla veri analizi yapılmıştır. Veri analiz modelinde iki kriterli matematiksel model belirlenmiş olup, bunlar; bakım maliyeti ve kullanılabilirliktir. Matematiksel modelden çıkan sonuçlar ile işletmenin uyguladığı bakım yöntemi kıyaslandığında maliyetlerin %53 azaldığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Planlı Bakım, Veri Analizi, Optimizasyon, Bakım Maliyeti, Kullanılabilirlik.
3D CAD yazılımları kullanarak üç boyutlu tarama verisi ile tersine mühendislik uygulaması
Tersine mühendislik, bir sistemin ya da objenin; tasarımının ve çalışma mekanizmasının, analiz edilmesidir. Tersine mühendislik işlemlerinde ilk olarak belirlenen nesnenin taraması optik ya da lazer tarama cihazlarıyla yapılır. Taramayla elde edilen veriler nokta bulutu ya da STL (Standard Triangle Language) formatında bilgisayar ortamına aktarılır, bu verilerden yola çıkılarak taranan nesnenin katı modeli oluşturulur. Programda oluşturulan katı modelden prototip veya nihai ürün üretilir. Klasik imalat yöntemlerinde, modelin üç boyutlu tasarımı bilgisayar destekli tasarım programlarında yapılır ardından bilgisayar destekli üretim metotlarından uygun olan seçilerek üretilir. Tersine mühendislikte ise üretimi yapılmış modelden başlanarak klasik imalatın tersi yönünde işlemler ilerletilir. Tersine mühendislik işlemleri genellikle tersine mühendislik için özel hazırlanan programlar ile yapılmaktadır. Günümüzde endüstride tasarım için yaygın kullanılan CAD programları ile de tersine mühendislik işlemleri yapılabilir hale gelmiştir. Ancak endüstride bu CAD programlarının tersine mühendislik için de kullanılabildiği pek fazla bilinmemektedir. Bu çalışmada amaç, endüstride tasarım için yaygın kullanılan CAD programlarının tersine mühendislik işlemleri için de kullanabileceğini göstermektir. Tek programla hem tasarım hem de tersine mühendislik işlemlerini yapmak tasarımcıya, aynı ara yüzü kullandığından, hız kazandırır ve firmalar tarafından tersine mühendislik işlemleri için özel olarak satın alınan ikinci programın maliyeti ortadan kalkar. Bu çalışmada tersine mühendislik işlemleri, endüstride tasarım için yaygın kullanılan CAD programlarından SOLIDWORKS programında yapılmıştır. Çalışma kapsamında, ilk olarak çeşitli firmalardan alınan örnek parçalar taranmıştır. Daha sonra taranan parçalar nokta bulutu ya da STL formatında CAD programına aktarılıp programın tersine mühendislikle ilgili modüllerinde düzenlenerek ilgili parçaların CAD dataları elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD), 3 boyutlu optik tarama, STL (Standard Triangle Language), Tersine Mühendislik
Seramik karolarda ısıl konfor ve enerji analizi
Seramik karolar yapılarda kaplama elemanı olarak sıkça kullanılmaktadır. Üstün özelliklerine rağmen seramik karoya dokunulduğunda soğuk bir yüzey olarak hissedilir. Bu tez çalışmasında seramik karoların ısıl dokunma konforu incelenmiştir. Bu amaçla dokunma sırasında gerçekleşen ısı geçişi için enerji çözümlemesi yapılmıştır. Bu çözümleme ile dokunma sırasında oluşan yüzey sıcaklığı hesaplanmıştır. Yüzey sıcaklığı hesaplanırken ısıl atalet olgusunun nasıl katkı sağladığı açıklanmıştır. Dokunma konforunun incelenmesi için insan vücudunun sıcaklıkla olan etkileşimi araştırılmıştır. İnsan derisinin yapısı ve sıcaklığı hissetme mekanizması gösterilmiştir. Isıl konforun temel şartları incelenmiş ve insan vücudu için kritik sıcaklıklar gösterilmiştir. Seramik karonun ısıl dokunma konforunun artırılması için bir ionomer malzeme ile kaplanabileceği değerlendirilmiştir. Buna göre 9 mm kalınlığındaki seramik karo 0,25 mm kalınlığındaki Surlyn® 1706 malzeme ile kaplanmıştır. Böylece seramik karonun ısıl ataleti % 4 oranında azaltılmıştır. Kaplanmış seramik karoya dokunulması sırasında oluşan yüzey sıcaklığı hesaplanmış, böylece ısıl konforunun ne kadar arttığı incelenmiştir. Böylece insanların günlük hayatta sıkça dokunduğu bu yapı elemanının ısıl konforu değerlendirilmiştir. Bununla beraber seramik karo dışında kullanılan diğer yapı elemanlarının ısıl dokunma konforunun hesaplanması için temel bir çalışma ortaya konulmuştur.
Otomobil egzoz sistemlerinde termoelektrik jeneratörlü (TEJ) atık ısı geri kazanım sisteminin irdelenmesi
Bu yapılan çalışmada yüksüz halde (herhangi bir güç aktarımı olmadan) çalıştırılan dizel bir motorun farklı motor devirlerinde (2000 d/d, 2500 d/d, 3000 d/d, 3500 d/d) motor tarafından egzozdan atık ısı olarak atılan yanmış gazların elektrik enerjisi üretme potansiyeli araştırılmıştır. Elde edilebilecek olan enerjinin çevre için faydalı ve ekstra güç sağlamasından dolayı öne mli bir potansiyeli olduğu anlaşılmaktadır. Burada gerekli deneyler yapılarak elde edilen sonuçlar ile matematiksel hesaplamalar sonucunda elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak, elde edilen enerjinin gerilim ve akıma bağlı olarak araç bataryasını şarj edebilme potansiyeli araştırılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda elde edilen verilere göre 3500 d/d' da 4 adet termoelektrik jeneratör kullanılarak maksimum 3,56 V gerilim ve 0,39 A akım elde edilmiş olup 12V 40Ah' lik bir bataryayı şarj etmek için 72 adet termoelektrik modül kullanılması gerektiği ortaya çıkmıştır. Deneysel sonuçlar ile matematiksel sonuçlar kıyaslandığında çıkış voltajı-yük direnci grafiklerinde %5 akım-yük direnci grafiklerinde %7,69 bağıl hata elde edilmiştir.
Küçük güçlü bir otonom rüzgar enerjisi çevrim sistemi ile elektrik eldesi
Bu tezde, bir evin yıllık ortalama elektrik enerjisi tüketimi hesaplanmış olup; şebekenin ulaşamadığı bir yerde, ihtiyacı karşılamak için gerekli türbin gücü ve depolama sisteminin belirlenmesi gibi hesaplamalar yapılmıştır. Bu amaçla en ekonomik türbin seçiminin belirlenmesi ve ihtiyacı karşılamak için gerekli türbin maliyetleri de değerlendirilerek; elde edilen elektrik enerjisi ile sistemin kendisini geri ödeme süresi hesaplanmıştır.Bir rüzgar türbininden elde edilebilecek enerjinin belirlenebilmesi için, rüzgarın temel parametreleri olan; rüzgar hızı, süresi ve yönünün belirlenmesi gerekir. İzmir ili için yapılan bu çalışmada, bölgenin 21 m deki 2006 yılının rüzgar ölçüm verileri temin edilmiş ve bu ölçüm verilerine dayanarak 30 m ve 40 m deki rüzgar hızları hesaplanmıştır. Elde edilen bu verilere dayanarak; 21 m, 30 m ve 40 m deki rüzgar potansiyeli ile, 2 kW, 3 kW ve 5 kW'lık türbinlerden elde edilecek teorik güç ve maksimum güç değerleri ayrı ayrı hesaplanmış ve bu değerlere göre rüzgar türbinlerinin verimleri belirlenmiştir. Türbinlerin maliyetleri de dikkate alınarak, şebekeden bağıntısız bir yerde bir evin elektrik enerji ihtiyacını otonom rüzgar enerjisi çevrim sistemi ile karşılayabilecek ekonomik türbin seçimi yapılmış ve kıyaslanan türbinlerin yıllık 21 m, 30 m ve 40 m yükseklikte üretecekleri enerji miktarları bulunmuştur.Çalışmalar sonucunda; İzmir bölgesindeki bir evin, belirlenen elektrik enerjisi ihtiyacının 3 kW'lık bir türbinle ekonomik olarak karşılanmasının uygun olduğu neticesine varılmıştır.Anahtar Kelimeler: Elektrik Enerjisi, Otonom Çevrim Sistemi, Rüzgar Enerjisi, Rüzgar Türbini
Yenilenebilir enerji kaynakları kullanımı ile bölgesel ölçekte sera gazı emisyonu azaltımı için örnek bir çalışma
Ana kaynağı yanma olayı olan küresel ısınma, modern hayatın getirdiği sorunlardan birisidir. Kentlerde yaşanan hava kirliliğinin, dolayısıyla küresel ısınmanın en önemli nedenlerinden biri de, konutların ısı ihtiyacını karşılayan cihazlardan, ayrıca kükürt, kül ve nem oranı yüksek, fakat ısıl değeri düşük olan kömürlerin kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Ülke çapında pek çok ilde olduğu gibi Kütahya ilinde de hava kirliliği yoğun olarak yaşanmakta, emisyonların yüksek olması sebebiyle şehrin küresel ısınmaya katkısı da yüksek olmakta, başta insan sağlığı olmak üzere tüm çevre olumsuz etkilenmektedir.Kütahya'da 365 gün 24 saat katı ve gaz yakıt kullanılarak elde edilen sıcak su kentin yoğun bir hava kirliliği ile karşı karşıya gelmesine sebep olmakta, dolayısıyla bu durum Kütahya'nın emisyon değerlerini arttırmaktadır. Kütahya'nın yıllık sıcak su ihtiyacının katı ve sıvı yakıtlar yerine; rüzgâr, jeotermal ve güneş enerjisi gibi yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarıyla karşılanması, bunların kullanımından doğan sera etkisi, küresel ısınma ve asit yağmurları gibi çevre sorunlarının önlenmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada; Kütahya iline ait 1940?2002 yılları arasında ölçülmüş sıcaklık değerlerine göre hazırlanmış aylık ortalama sıcaklık verileri kullanılarak, Kütahya ili yıllık sıcak su ihtiyacı belirlenmiştir. Buna göre mevcut ihtiyaç için seçilmiş farklı fosil kaynaklar temel alınarak Kütahya'da fosil kaynakların meydana getirdiği sera gazı salım miktarları hesaplanmıştır. Bu amaçla Kütahya'da bölgesel ölçekte sera gazı emisyonu azaltımına bir katkı sağlanması hedeflenmiş, alternatif enerji kaynakları kullanılarak sıcak su eldesi için elektrik üretimi yapılması durumunda, farklı yenilenebilir enerji kaynakları için kurulu güçler hesaplanmış ve ortalama enerji üretim maliyetleri karşılaştırılmıştır.
Tasarım ve imalatı yapılan punta kaynak makinesinde nesne yönelimli işlem planlama sisteminin uygulanması
Bu çalışma ile sanayide yaygın olarak kullanılmakta olan elektrik direnç kaynağı yöntemini verimli kullanmak amaçlanmaktadır. Bu düşünce çerçevesinde bir punta kaynak makinesi tasarım ve imalatı yapılarak, bu makine nesne yönelimli programlama mantığıyla bilgisayar kontrollü hale getirilmiştir.Sistem kaynak kalitesi, zamanı ve maliyetinde ciddi iyileştirmeler yapılabileceğinin göstergesi olmuştur.Çalışma, mekanik, pnömatik, elektronik, kontrol ve yazılımın bir birleşiminden oluşmuştur. Bu sistem tek bir mikrodenetleyici ile kontrol edilmekte ve tek noktadan merkezi bir kontrol ağı kurmayı mümkün kılmaktadır. Bilgisayar programı kolay anlaşılabilir ve görsel olarak hazırlanmıştır. Programdan seçilecek birkaç parametre ile sistem kaynak yapmaya hazır hale gelmektedir. Böylece ayar süreleri azalmakta, işçilik hataları en aza inmektedir.Sistem tasarımında, mekanik aksamdaki kayıpları en aza indirmek için minyatür arabalar tercih edilmiştir. Bu arabaların sürtünme katsayısı düşük ve hareket yeteneği yüksek olduğundan, triger kayış, kasnak sistemini step motorlar ile hareket ettirebilmek mümkün olmuştur. Step motorların tercih nedeni mikroişlemciler ile kolay kontrol edilebilmesidir.Yazılımda nesne yönelimli programlama kullanılmasından dolayı yeni özellikler eklenmesi de kolaydır. Kullanım sırasında ek özellik ihtiyaçları doğması durumunda basit işlemler ile kontrol sistemine eklenmektedir.
Elektroşok ısıtma sistem uygulaması ve kombi-kazan sistemleri ile karşılaştırılması
Çağımızda tüketimi hızla artan ve gelecekte de artmaya devam edecek olan en önemli ihtiyaçlardan biri hiç şüphesiz enerjidir. Bugün dünyanın ticari enerji talebinin % 90 kadarı fosil yakıtlardan; geri kalanı ise yenilenebilir enerji kaynakları ve nükleer enerji tarafından karşılanmaktadır. Halen hidrolik dışındaki yenilenebilir enerji kaynaklarından yakın bir gelecekte daha önemli bir katkı beklenmektedir. Türkiye yerli enerji kaynakları ile talebini karşılayamamaktadır.Elektrikle ısıtmabir çok konstrüksiyonla kullanılmaktadır.Elektrikle ısıtma uygulamaları için kullanılan önemli metotlar; rezistans ısıtması, ısı pompası ve her ikisinin kombinasyonudur. Bir elektrik rezistans elemanı, rezistans teli, taşıyıcı izole maddesi ve elektrik teli ile rezistans telinin bağlantı terminalinden oluşur. Rezistans ısıtması elektriği 860 kcal/kW seviyesinde ısıya dönüştürür. Teorik olarak elektrik ısıtması % 100 verimlidir. Isıtıcı elemana verilen her bir kalori için 1 kalori ısı kazanılmaktadır.Elektirikli ısıtma sistemleri hakkında yapılan ön araştırmalardan sonra, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü laboratuarına Elektroşok ısıtma sistemi tek borulu kalorifer sistemiyle sıcak sulu olarak kurulmuştur. Ortamda hesaplanan ısı ihtiyacını karşılamak üzere test düzeneği işletmeye alınarak ısı maliyetleri tespit edilmiştir. Aynı şartlarda doğalgazlı kombinin işletme maliyetleri karşılaştırılmıştır. Sistemin kurulumundan itibaren çeşitli ölçüm ve hesaplamalarla ekonomisi araştırılmıştır. Sonuç olarak gerek elektrikli kombinin verimliliği gerekse diğer sıcak sulu ısıtma sistemlerinin verimliliğinin arttırılması konusunda önemli bilgilere ulaşılmıştır.Anahtar Kelimeler: Elektroşok ısıtma sistemi, Kombi kazan sistemleri.
Bir otomotiv fabrikasında enerji tasarrufu çalışması
Toplumların kalkınmasında en önemli parametrelerden biri olan enerjinin, temiz, ekonomik, sürekli ve kesintisiz bir şekilde, güvenilir bir arz sistemiyle karşılanması tüm ülkelerin gündeminde olan bir konudur. Gelişmekte olan ülkeler arasında yer alan Türkiye'nin enerji tüketimi açısından günümüzdeki durumu dünya ortalamasının üzerindedir. Türkiye'de enerji girdi maliyetlerinin yüksek oluşu, var olan enerjinin daha tasarruflu kullanılmasını gerekli kılmakta olup, enerjinin %35'lik bir kısmının tüketildiği sanayi kuruluşlarında yapılacak bir enerji optimizasyon çalışmasının, firmaların rekabet gücünü arttıracağı gibi, ülkemizin var olan enerji açığına da önemli katkılar sağlayacağı kesindir.Bu çalışmada, atık enerjinin gerekli optimizasyon parametreleri ile geri kazanımının yapılması ve bir otomotiv fabrikasında tasarruf edilebilecek enerji ve bunun maliyet değerlerinin hesabı için gerekli prosedürler açıklanmıştır. Her bir tasarruf potansiyeli için gerçekleştirilmiş enerji tasarrufu çalışmalarından örnekler verilmiş olup, bu örneklerde tasarruf miktarları belirtilmiştir. Bu amaçla incelenen kuruluşta yapılan enerji optimizasyon çalışması neticesinde; tesisteki enerji tüketiminin yüksek, kayıpların fazla olduğu noktaların tespiti hususunda ve bu noktalarda yapılacak iyileştirmelerin belirlenmesine olanak sağlamıştır. Yapılan enerji optimizasyon çalışması kapsamında değiştirilen pompalar sonunda; tesis genelinde yıllık ve günlük çalışma süreleri, yaz ve kış ısı gereksinimleri dikkate alındığında; 2006 yılı olarak yaklaşık 130.000 kWh, yani %30,2 oranında bir enerji tasarrufu elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Enerji Optimizasyon, Isıl Kayıp, Kazan Verimliliği.
Epoxy cam elyaf kompozit levhanın darbe etkisinin incelenmesi
Bu tezin amacı düşük hızlı darbe etkisi altında epoxy-cam elyaf kompozit levhaların davranışını incelemektir. Bu amaçla epoxy-cam fiber malzemenin farklı bağlantı şartlarında dinamik davranışlarının etkileri deneysel olarak elde edilen grafikler üzerinde değerlendirilmeleri yapılmıştır.Deneyler TÜBİTAK kariyer projesi kapsamında tasarlanarak imal edilmiş düşey konumlu bir ağırlık düşürme test makinesinde Mekanik Laboratuarında gerçekleştirilmiştir. Darbe test cihazının düşen ağırlık kısmı ile vurucu uç arasına yerleştirilen bir piezoelektrik kuvvet sensörü vasıtası ile alınan veriler kuvvet-zaman grafiğine dönüştürülmüştür. Elde edilen bu veriler ile ayrıca hız-zaman, kuvvet-çökme ve enerji-çökme grafikleri hesaplanarak çizilmiştir. Darbe testleri sabit 3kg'lık ağırlıkta 0.5m, .75m, 1m, 1.5m ve 2m lik yüksekliklerde malzemenin delinme şartını göz önüne alarak yapılmıştır.Deney numuneleri 0/90, -45/45 ve -30/30 fiber oryantasyonunda 8 simetrik tabakalı olarak, ortalama 2mm kalınlıkta üretilmiştir. Deneyler numunelerin dört taraftan ankastre ve iki taraftan ankastre bağlantı şartlarında gerçekleştirilmiştir.Sonuç olarak, zamana bağlı dinamik yük etkisi altındaki kompozit levhaların bağlantı koşullarına göre dinamik davranışları üzerine deneysel çalışmalar yapılarak bağlantıdan kaynaklanan farklılıklar grafiklerin yorumları ile ortaya konmuştur.Anahtar Kelimeler: Düşük hızlı darbe, epoxy cam elyaf, dinamik davranış(deneysel yaklaşım).
Gaz atomizasyonu ile üretilen Al-Sn alaşım tozlarının özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Al-20Sn-3Si, Al-15Sn-1Cu ve Al-15Sn-4Si-1,5Cu Alaşımları Dumlupınar Üniversitesi Gaz Atomizasyonu Ünitesi kullanılarak alaşım tozu halinde üretilmiş ve özellikleri incelenmiştir. Alaşım ergitme işleminin yapılabilmesi amacıyla elektrik rezistanslı bir ergitme fırını tasarlanarak imal edilmiştir. Alaşımlar fırın içerisine yerleştirilen pota içerisine saf alüminyum, kalay, bakır ve Al-Si master alaşımı ilave edilerek hazırlanmış ve azot ile atomize edilerek toz haline getirilmiştir. Üretilen tozlar 200 mikronluk elekten elenerek plastik kaplarda muhafaza edilmiştir. Üretilen tozların boyut analizi, mikroyapı incelemeleri, sertlik ölçümleri ve XRD analizleri yapılmıştır. Üretilen alaşım tozlarının ortalama boyutları 42,40 ve 60,30 mikron arasındadır. Toz boyutunun atomizasyon gaz basıncı artışı ve Gaz/metal kütlesel debi artışı ile azaldığı görülmüştür. Üretimi gerçekleştirilen tozların çoğunluğunun küresel şekilde ve pürüzsüz bir yüzeye sahip olduğu tespit edilmiştir. İnce tozların daha iri tozlar üzerinde az miktarda uydulaşma oluşturdukları ve iri toz yüzeylerinde hücresel ve dendritik yapıların olduğu gözlemlenmiştir. Alaşım tozlarının hepsinde ana faz olarak Alüminyum ve kalay tespit edilmiştir.
İmal edilen ve ticari PEM tipi yakıt hücrelerinin performanslarının kıyaslanması
Yakıt pilleri elektrokimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren ve yüksek verime sahip temiz, çevreye zarar vermeyen enerji dönüşüm araçlardır. Bir yakıt pili temel olarak iki elektrot arasına yerleştirilmiş bir elektrolitten oluşur. Proton değişim Membran (PEM) yakıt pili elektrotları genellikle, platin katalizörlü veya karbon destekli platin katalizörden oluşur. Yakıt hücresi hazırlamak henüz standartlaşmış bir yöntem değildir yani maliyet/verim kıyaslandığında kritik noktaya gelinememiştir. Bu sonucu etkileyen çeşitli faktörler mevcuttur. Yakıt hücrelerinde seçilen katalizörün; hidrojeni enerjiye dönüştürme kapasitesi, yakıt pilinin performansını ve verimini doğrudan etkilediğinden bu sistemlerde katalizörün önemi çok büyüktür. Bu çalışmada, membran için Nafion 115, katalizör için elektrik iletkenliği yüksek olan bakır plaka ve anot-katot malzemesi olarak 304 paslanmaz iletken metalik tel kullanılarak PEM yakıt hücresi elde edildi. Bu yakıt hücresinin katalizör ve elektrotunun verime etkisi incelendi. Ayrıca elimizde kurulu bulunan PEM tipi yakıt hücresi deney seti ile imal ettiğimiz PEM yakıt hücresi verimleri karşılaştırıldı.Anahtar kelimeler: Farklı katalizör malzemeleri, Membran boyutunun etkileri, Pem yakıt hücresi.
Mg-SiO2 metal matrisli kompozıtlerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, SiO2 parçacık takviyeli magnezyum metal matrisli kompozitler toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiştir. Kompozit malzemeler ağırlıkça % 5, % 10 ve % 15 SiO2 ilave edilerek elde edilmiştir. Toz karışımlar koruma atmosferli glow-box içerisinde tartılarak hazırlanmış ve karıştırma kabı (vial'e) içerisine burada konulmuştur. Hazırlanmış tozlar TURBO SPEX 8000D cihazında karıştırılmıştır. Toz karışımlar 550 MPa'da tek yönlü bir kalıpta preslenerek blok numuneler halinde üretilmiştir. Elde edilen bütün numuneler, 45 dakika süreyle 550 oC vakum kontrollü difüzyon fırınında argon gazı ortamında sinterlenmiştir. Sinterleme sonrası numunelerin mikroyapı incelemeleri, sertlik, yoğunluk ve gözenek ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca, aşınma deneyleri farklı hız ve yüklerde pin-on-disk türü deney cihazında gerçekleşmiştir. Aşınmış yüzeylerin karakterize edilmesi için tarama elektron mikroskobu (SEM) incelemesi yapılmıştır.Sonuç olarak, üretilen kompozitin sertliği ve yoğunluğu artan ilave oranının artışına paralel olarak arttığı görülmüş ve kompozit malzeme içerisindeki seramiğin tane boyutu küçüldükçe aşınma miktarının arttığı kompozit malzeme içerisindeki seramiğin oranı arttıkça aşınma miktarının azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca yük artıkça hem matris hem de kompozitte aşınma miktarı arttığı görülmüştür.