593
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Küresel bir yakıcıda hidrojen yanmasının hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) kullanılarak modellenmesi
Bu tez çalışmasında hidrojen yakıtının yanma ve emisyon performansı sayısal olarak incelenmiştir. Küresel bir yanma odasında hidrojen yanması Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) kullanılarak modellenmiştir. Modelleme üç boyutlu olarak gerçekleştirilmiştir.Bu tez çalışması 6 bölümden oluşmuştur. 1. bölümde giriş ve literatür araştırması yapılmıştır. 2. bölümde hidrojen enerjisi, yanma, hava kirliliği, NOx oluşumu ve azaltma yöntemleri hakkında genel bilgiler verilmiştir. 3. bölümde CFD hakkında bilgi ve temel denklemler verilmiştir. 4. bölümde küresel bir yanma odası için CFD modellemesi açıklanmış ve gerekli model şartları tanımlanmıştır. 5. bölümde CFD modelleme sonuçları üç boyutlu olarak ve grafik halinde gösterilerek incelenmiştir. 6. bölümde de sonuç ve gelecek çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.Modelleme sonucunda sıcaklık dağılımları, hız dağılımları ve NOx dahil gaz konsantrasyonları detaylı olarak elde edilmiştir. Hidrojen yanması farklı hava fazlalık katsayılarında (?=0,9, ?=1,0, ?=1,1 ve ?=1,2) ve farklı güçlerde (40 ve 60 kw) gerçekleştirilmiştir. Bu sonuçlara göre sıcaklığın yüksek olduğu bölgelerde NOx emisyon değerinin, sıcaklığın düşük olduğu bölgelerdeki NOx emisyon değerinden daha fazla olduğu, dolayısıyla da sıcaklıkla NOx emisyonu arasında doğru orantılı bir ilişki olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca tüm ısıl güç şartlarında hava fazlalık değerinin artması ile alev sıcaklığı azalmıştır.
Sac metal kesme işleminin modellenmesi
Bu çalışmada Ansys programın explicit modülü yardımıyla sac metal kesme işlemindeki sac malzemenin kesilme yüzey bölgesinin tahminleri yapılmıştır. Kesme yüzeyine etki eden malzeme, kalınlık ve kesme boşluğu değişken alınarak sonlu elemanlar analizi yöntemiyle analizler yapılmıştır. Sac metal malzeme olarak 2, 3, 4 mm kalınlıklarında paslanmaz çelik, DKP sac ve alüminyum 1100 malzemeler kullanılmıştır. Kesme boşluğu değeri olarak malzeme kalınlıklarının % 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 değerleri kullanılmıştır. Kesme boşluğunun yuvarlanma değerine, kesme düzlüğüne, kopma düzlüğüne ve çapak değerlerine etkisi araştırılmıştır. Yapılan deney sonuçları literatüre ve teorik hesaplamalarla uyum göstermiştir. Analiz sonuçlarına göre kesme boşluğu arttıkça yuvarlanma değeri genişlik ve derinliği artmaktadır, kesme düzlüğü ve kopma düzlüğü değerleri azalmaktadır ve çapak değeri artmaktadır. Sonuçlar literatürdeki çalışmalarla kıyaslanmıştır.Anahtar Kelimeler : Sac metal, kesme yüzeyi tahmini, kesme analizi
Talaş açısının kesme kuvvetleri ve mekanik gerilmeler üzerindeki etkilerinin simülasyonu ve deneysel olarak doğrulanması
Bu çalışmada; talaş kaldırma (tornalama) sırasında oluşan kesme kuvvetlerinin deneysel olarak ölçülmesi ve aynı şartlar altında DEFORM 3D paket programı yardımıyla talaş kaldırma işleminin simülasyonu hedeflenmiştir. Bu amaçla, farklı kesme parametrelerinde, farklı talaş kırıcı formuna sahip kesici takımlarla, AISI 1050, AA 2011 ve AA 7075 Alüminyum alaşımları üzerinde çeşitli kesme deneyleri yapılmıştır. Talaş kaldırma sırasında oluşan kesme kuvvetleri 9257B Kistler dinamometre yardımıyla ölçülmüştür. Simülasyon sonucunda belirlenen kesme kuvvetleri deneysel sonuçlarla karşılaştırılarak takımda oluşan mekanik gerilmeler ve kesici takım üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Takım talaş açısı, talaş kırıcı formu, kesme hızı, ilerleme hızı ve diğer kesici takım geometrilerinin kesici takım gerilmeleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneysel ve DEFORM 3D simülasyonu sonucu elde edilen esas kesme kuvveti değerlerinin çok yakın bir dağılım sergilediği ve uygulamada kullanılabileceği görülmüştür. Analizler sonucunda; kesici takım geometrisi, talaş kırıcı formu, kesici uç burun yarıçapı ve kesme parametrelerinin, kesici takım üzerinde oluşan gerilmeler, gerilmelerin yeri ve değişimi ile ilgili gerçekçi bilgiler verdiği gözlenmiştir. Talaş kaldırma sırasında kesme kuvvetlerini belirlemek için deneysel çalışma yapmak karmaşık, zaman alıcı, pahalı ve özel takım gerektirmektedir. Bu zorlukların üstesinden gelmek için DEFORM 3D simülasyonunun kesme kuvvetleri ve mekanik gerilmelerin belirlenmesinde kullanılabileceği gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler : Talaş açısı, kesme kuvvetleri, kesici takım gerilmeleri, DEFORM 3D
Buji ile ateşlemeli bir motorda Miller çevrimi uygulaması, performans ve emisyon karakteristiklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, tek silindirli, dört zamanlı, buji ile ateşlemeli bir motorda emme supabının geç kapatılması (LIVC) yöntemiyle Miller çevrimi oluşturmak için 5. dereceden klasik spline metodu kullanılarak emme ve egzoz kamları yeniden tasarlanmıştır. Supap açılma-kapanma zamanlamasının değişimini sağlayacak şekilde imalatı yapılan kam mili motora adapte edilmiştir. İki farklı emme supabı kapanma zamanlaması (Miller A ve Miller B) için, kurşunsuz benzin (KB) ve MTBE10 (hacimsel olarak %10 metil tersiyer bütil eter (MTBE) + %90 KB karışımı) yakıtları ile deneyler yapılmış ve Otto çevrimi ile mukayese edilmiştir. Tam gaz kelebek açıklığında, 1700-3200 1/min motor devir aralığında yapılan deneylerde, motor devrine bağlı olarak, moment, güç, özgül yakıt tüketimi, termik verim, HC, CO ve NOx emisyonları ile egzoz gaz sıcaklığının değişimi incelenmiştir. Her iki yakıtla yapılan deneylerde, düşük motor devirlerinde, Miller çevrimi çalışma şartlarında emme supabının geç kapanmasına bağlı olarak motorun moment, güç, özgül yakıt tüketimi, termik verim, HC ve CO emisyonları kötüleşmiştir. Miller çevrimi çalışma şartlarında kurşunsuz benzin ile özellikle NOx emisyonlarında egzoz gaz sıcaklığındaki azalmaya bağlı olarak Otto çevrimine göre % 50'ye kadar azalma sağlanmıştır. Yüksek motor devirlerinde (3200 1/min) Miller çalışma şartlarında motor performansı ve egzoz emisyonları iyileşmiştir. Kurşunsuz benzin ile yapılan deneylerde, Otto çevrimine göre Miller çevriminde 3200 1/min motor devrinde moment ve motor gücü % 4,67, termik verim % 10,56 artmış, özgül yakıt tüketimi % 9,55, HC % 9,83, CO % 7,84, NOx ise% 14,16, azalmıştır. MTBE10 yakıtı ile yapılan çalışmada Otto ve Miller çalışma şartlarında moment, güç ve termik verim azalırken, MTBE içerisindeki oksijen içeriğine bağlı olarak egzoz emisyonlarında iyileşme sağlanmıştır.
Yeni bir inovatif kavramsal tasarım işlem modeli
Kavramsal tasarım, mühendislik tasarım işleminin en kritik aşamasıdır. Çünkü bu aşama inovasyon ve ürün maliyetini büyük oranda etkiler. Buna karşın mevcut tasarım yazılımları daha çok şekillendirme ve ayrıntılı tasarımı destekler. Genelde bu sistemler; çizim, analiz, simülasyon vb. hususları içerirler. Yeni nesil CAD/E sistemleri ise temelde inovatif kavramsal tasarım işlemine dayalı olacaktır. İnovatif bir kavramsal tasarım işlemi; kapsamlı, sistematik, yenilikçi ve işbirliğine dayalı bir yapıda olmalıdır. Ancak güncel araştırma çalışmaları bu tür inovatif kavramsal tasarım işlemlerini içermemektedir. Bu nedenle de inovatif ürün tasarlamada yetersiz kalmaktadır. Sorunu çözmek için bu tez kapsamında geliştirilen yeni bir inovatif kavramsal tasarım işlem modeli önerilebilir. Bu model, Pahl ve Beitz?in kavramsal tasarımı, QFD, TRIZ ve SysML yaklaşımlarından oluşmaktadır. Bu modelin yeterlilik ve güvenilirliği bazı örnek tasarım uygulamaları ile gösterilmiştir. Uygulamalar sonucunda yüksek düzeyde inovatif çözümler elde edilmiştir. Ayrıca tasarım çıktıları SysML diyagramları ile modellenmiştir. Bu modeller yeni CAD/E sistemleri geliştirmeye sağlam bir temel oluşturabilir. Anahtar Kelimeler : Kavramsal tasarım, SysML, QFD, TRIZ, inovatif tasarım
Bir elektronik sistemde kullanılan soğutucu elemanların (kanatçık) hidrodinamik ve ısıl performansının deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada, kanal içerisine yerleştirilmiş alüminyumdan yapılmış farklı tipteki kanatçıkların -plakalı düz kanatçık, plakalı dalgalı kanatçık, katı profil kanatçık ve kanatçısız boş kanal- Reynolds sayısının 4500 ? 7000 aralığı için ısı transfer performansları ve sürtünme faktörü değerleri deneysel olarak incelenmiştir. Kanatçıklar özgül olarak askeri elektronik sistemlerin soğutulmasına dair uygulamalara yönelik tasarlanmıştır. Bu amaçla bir deney düzeneği kurulmuştur. Akışkan olarak hava kullanılmıştır. Fan yardımıyla kanal içerisine hava akışı zorlanmıştır. Literatürdeki bir çok ampirik ifade araştırılmış ve deney düzeneğinin karakteristik yapısına en uygun bağıntılar seçilmiştir. Elde edilen deneysel verilerle, elde edilen Nusselt sayısı, sürtünme faktörleri ve literatürde bulunan ampirik ifadeler karşılaştırılmıştır. Deneysel verilerle ampirik ifadeler karşılaştırıldığında sonuçların birbiri ile uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler : Isı transfer iyileştirmesi, sürtünme faktörü, plakalı kanatçık, deneysel çalışma, elektronik soğutma
Kavramsal tasarımda fonksiyonel model oluşturma
Bu çalışmanın amacı, standart fonksiyonel dil yapısını kullanarak kavramsal tasarımın en kritik aşaması olan fonksiyonel modeli oluşturmaktır. Günümüz sanayisindeki uygulamalarda tasarımcılar tasarım süreci hakkındaki bilgi eksikliğinden dolayı doğrudan ayrıntılı tasarıma geçmektedirler. Bu durum tasarım verimliliği ve süresini olumsuz yönde etkileyebilir. Fonksiyonel dil yapısı, tasarımın sistematik aşamalardan geçmesini sağlayarak tasarımın tecrübe ve bireysel yeteneklere bağlı olmasını engeller. Bu çalışma, mekanik ya da makine tasarımı ile ilgilenen birimlerin ve kişilerin kavramsal tasarım sürecinde, fonksiyonel model oluşturmalarında yardımcı olmak amaçlı hazırlanmıştır. Fonksiyonel model oluşturmak için ihtiyaç duyulan standart fonksiyon sınıfları ve akış sınıfları detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Ayrıca soyut bir kavram olan fonksiyonel model yapısını gerçek örneklerle destekleyerek uygulanabilirliği gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler : Kavramsal tasarım, Fonksiyonel model oluşturma, Fonksiyonel dil yapısı
Sistematik yaklaşımla kolay montaj için tasarım
Son yıllarda ?Montaj İçin Tasarım? ile ilgili yoğun çalışmalar yürütülmüştür. Bu çalışmalarda montaj kaynaklı problemleri belirleme, önleme veya azaltma amaçlı farklı yöntemler geliştirilmiştir. Aslında bu yöntemler parça geometrisi ve boyutsal problemleri montaj açısından dikkate alıp azaltmaya çalışır. Sistem karmaşıklık seviyesine bağlı olarak parça birleştirme sırası ve tasarımı farklı şekillerde yapılabilir. Bunlardan en uygun olanını seçmek montaj sırası planlama veya montaj için tasarımın konusudur. Bu çalışma, kolay montaj için tasarımda bir yaklaşım sunmaktadır. Önerilen yaklaşım, geçerli montaj planlarının belirlenmesi ve montaj sistemlerinin tümüne karşılık gelen parçaların seçilmesi ile kolay montaj için tasarımı oluşturmaktadır. Bu çalışmanın amacı, sistematik yaklaşımla tasarlanan parçaların basit geometrilere sahip olması için tasarım unsurlarını kullanarak kolay montajı oluşturmaktır. Parça sayısını ve maliyetlerini azaltmak için çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Ayrıca farklı uygulama çalışmaları ile kolay montaj, tasarım verimliliği ve maliyet analizleri gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler : Tasarım unsuru, montaj yöntemi, sistematik yakla?ım
İmalat unsurlarının bilgisayarla bütünleşik yapay sinir ağları yöntemiyle tanınması
Bu çalışmada, Yapay Sinir Ağları yöntemi kullanılarak on adet standard imalat unsurunu (kanal, profil çıkıntı, cep, silindirik delik, silindirik çıkıntı, basamak, köşe, kör delik, profil delik, kör kanal) tanıyan bir sistem geliştirilmiştir. Bunun için ilk olarak Delphi 7.0 programla dili ile bir ara yüz oluşturulmuştur. Bu ara yüz kullanılarak CAD programı ile oluşturulan ürüne ait STEP dosya yapısı otomatik olarak alınmıştır. STEP dosyasının bu ara yüz ile analiz edilmesi suretiyle yapay sinir ağları için gerekli girdi vektörleri üretilmiştir. Üretilen bu girdi vektörleri EasyNN-plus yapay sinir ağı paket programına aktarılmıştır. Bu verilerle yapay sinir ağının eğitimi sağlanmış ve unsurların tanınmasını sağlayacak optimal yapay sinir ağı modeli geliştirilmiştir. Optimal yapay sinir ağı modeline ait bilgiler daha önce geliştirilen ara yüze aktarılmıştır. Böylece program güncellenmiştir. Güncellenen bu program aracılığıyla otomatik olarak üretilen girdi vektörleri, programda işlenmiş ve ürün üzerindeki imalat unsurunun önceden tanımlı unsurlardan hangisi olduğu saptanmıştır. Son olarak, geliştirilen modelin doğruluğunu test etmek için önceden ayrılmış olan ürünlere ait STEP dosyaları kullanılmıştır. Test için ayrılan ürünler üzerindeki imalat unsurlarının %80 üzerinde bir değerle doğru tahmin edildiği saptanmıştır. Sonuç olarak bu çalışma, tasarım ve imalatın otomasyonunu sağlamak açısından bir basamak teşkil etmiştir. Anahtar Kelimeler : Step veri yapısı, yapay sinir ağları, unsur tanıma.
The experimental investigation of performances of R134a and refrigerants mixtures based hydrocarbons
In this study, R134a/R290 mixtures which have various mass ratio (% 50-50, 60-40, 70-30, 80-20, 90-10) and a mix gas having different composition were used in water source heat pump compliant with R134a. The composition of the mix gas is R290-R600-R600a-R1270-R170 and the mass ratio of component gases are %44,7-45,6-9-0,35-0,35. The experiments are performed for 3 fan flow rates and 3 cooling water flow rates. The mix gas was prepared in 97,7% (mol/mol) rate of purity in accordance with TSE 6124 EN 27941 in AYGAZ CORPORATION. REFPROP 7,0 was used for the thermodynamics properties of R134a/R290 mixtures. The gas mixtures were analyzed according to the first and the second law of thermodynamics. The highest COP was obtained for R134a in the results of the experiments. The COP of R134a/R290 mixtures were equal to R134a. The exergy losses of R134a/HC are higher than R134a. As a result of the experimental study, R134a has a better performance than R134a/R290 mixtures and mix gas in the first and the second law analyses
Kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlemin DIN 1.2738 kalıp çeliğinin delinebilirliğine etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, DIN 1.2738 kalıp çeliğinin delinmesinde kesme parametreleri ve kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlemin; kesme kuvvetleri, moment, yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kesici takım olarak kaplamasız ve TiAlN kaplamalı HSS ve tungsten karbür matkaplar kullanılmıştır. Kesici takımların bir kısmına -145 ºC?de 24 saat bekletmek suretiyle kriyojenik işlem uygulanmıştır. Delme deneylerinde kesme parametreleri olarak dört farklı kesme hızı (HSS takımlarda 20 m/min, 22 m/min, 24 m/min, 26 m/min ve karbür takımlarda 50 m/min, 55 m/min, 60 m/min, 65 m/min ) ve üç farklı ilerleme hızı (0,06 mm/rev, 0,08 mm/rev ve 0,1 mm/rev) değerleri kullanılmıştır. 8 mm çapında matkaplarla CNC dik işleme merkezinde 24 mm derinliğinde boydan boya delikler delinmiştir. Yapılan deneyler sonucunda kriyojenik işlemin kaplamasız HSS, TiAlN kaplamalı HSS ve tungsten karbür takımların işleme performansını artırmada önemli etkilere sahip olduğu görülmüştür. Aşınma deneyleri sonucunda kriyojenik işlem TiAlN kaplamalı HSS takımlarda %15, kaplamasız HSS takımlarda %98 ve tungsten karbür takımlarda %115 performans artışına neden olmuştur. İşleme çıktıları üzerindeki etkileri göz önüne alındığında kriyojenik işlemin tungsten karbür takımlar üzerindeki etkisinin diğer takımlara göre daha fazla olduğu görülmüştür.
Enjeksiyonla kalıplamada kalsit katkılı polipropilen malzemelerde geri dönüşüm oranının mekanik özelliklerine etkisinin belirlenmesi
Plastik parçaların mekanik özelliklerinin korunabilmesi için nitelikli geri dönüşüm öneminden hareketle; bu çalışmada, sanayide kullanılan % 40 kalsit (kalsiyum karbonat) katkılı polipropilen (PP) malzemenin geri dönüşümlü olarak kullanımı deneysel olarak incelenmiştir. Hammaddenin geri dönüşümündeki mekanik özelliklerini inceleyebilmek numuneler hazırlanmıştır. %100 geri dönüşümsüz malzeme ile %5, %10, %15, %25, %50, %75 ve %100 oranında bir kez geri dönüştürülmüş malzeme karışımları ile hazırlanmış numunelere normal çekme, kaynak bölgesi çekme, üç nokta eğme ve izod çentik darbe testleri uygulanmıştır. Ayrıca, yapılan testlerin kulanım koşullarını simule etmesi için etüv kabinlerinde bekletildikten sonra da (yaşlandırılarak) aynı testler uygulanmıştır. Testler sonucunda malzemenin mekanik özelliklerindeki değişimler belirlenmiş ve plastik parçanın kullanım alanlarına göre kırma malzeme seçimi için bir uygunluk kitlesi elde edilmiştir. Sonuçlar geri dönüşümlü malzeme kullanımında darbe dayanımının azaldığını, eğme ve çekme dayanımlarında ise dikkate değer olumsuz bir değişim olmadığını ortaya koymuştur.
Yalın üretimin uygulanmasında karşılaşılan problemler
Yalın üretimin amacı ilk bakışta her ne kadar maliyet azaltmak gibi görünse de aslında üretim akış süreleri ile pazara sunma sürelerini azaltarak, aynı zamanda da kaliteyi iyileştirerek müşterinin istediği ürünleri onların istediği zamanda sunabilmektir. Bu çalışmada 16 işletmenin yalın üretim çalışmalarına başlama nedenleri ve yalın üretimi uygulamaları sırasında karşılaştıkları sorunlar anket yoluyla belirlenmiştir. Ankette toplam 28 adet soruya yer verilmiştir. Ankette çoktan seçmeli, önem derecesine göre sıralama ve yoruma açık olmak üzere 3 çeşit soru şekline yer verilmiştir. Bu çalışmadan çıkan sonuçlara göre yalın üretimin uygulamasındaki en büyük engel çalışanların yeni sisteme karşı direniş göstermeleridir. Diğer engeller ise stoksuz çalışılacağı için taleplere karşılık verilemeyeceği düşüncesi, çalışanların işten çıkartılacakları endişesi, yalın üretim sisteminin kendi firmalarına uygun bir sistem olmadığı düşüncesi, büyük boyutlu seri imalata uygun makinelerin değiştirilmesinin gerekliliği ve firma bünyesinde değişime uygun istekli bir lider bulunamaması olarak tespit edilmiştir. Yalın üretim ancak bütün çalışanların etkili bir şekilde katılımıyla gerçekleştirilebileceği için, sistemin sağlıklı bir durumda işlemesi bütün çalışanların huzurlu ve istekli bir şekilde sisteme adapte olması ile sağlanabilir. Bu da yalın üretimin sistemi mantığının çalışanlara doğru bir şekilde aktarılmasıyla gerçekleştirilebilir. Çalışanların, yalın üretimi fazla iş gücünü ortaya çıkarıp bu iş gücünü işten çıkarmak olarak görmesi engellenmelidir.
Sac metal şekillendirme işlemlerinde pres hızı ve malzemenin şekillendirmeye etkilerinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi
Yapılan çalışmada DP600 ve DP780 sac malzemenin şekillendirilmesinde deformasyon hızı ve malzemenin şekillendirme işlemine etkileri incelenmiştir. Öncelikle, DP600 ve DP780 sac malzemeye, farklı deformasyon hızlarında 0?, 45 ?, 90 ?hadde yönlerinde çekme testleri yapılarak malzeme davranışını belirlenmesi sağlanmıştır. Ayrıca, matematiksel bir model oluşturularak, Autoform sac malzeme şekillendirme simülasyon programı yardımıyla farklı deformasyon hızlarında sac malzemenin şekillendirilebilirlik analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda, farklı deformasyon hızlarının DP600 ve DP780 sac malzemelerin şekillendirmesine etkileri incelenerek, kullanılan sac malzemeler için en uygun şekillendirme hızı değerleri tespit edilmiştir.
Hidrolik silindirin bulanık mantık yöntemi ile konum kontrolü
Bu tezde, hidrolik silindirin hassas şekilde konumlandırılması amaçlanmıştır. Araştırmada, günümüz endüstrisinde kontrol tekniklerinin yeri ve önemi vurgulandıktan sonra, literatür taramaları yapılarak bulanık mantık ile yapılmış olan çalışmalar incelenmiştir. Hidrolik sistemde kullanılan temel parçalar tanıtılmıştır. Yapılan deneylerde solenoid ve oransal valf kullanılmıştır. Konum kontrolünde ise bulanık mantık kullanılmış ve kural tabanı geliştirilmiştir. Kural tabanı sözel ifadelerden oluşturulmuştur. Bulanık mantık algoritması (üyelik fonksiyonları) Matlab programının fuzzy modülünde yazılmıştır. Deneyler sonucunda yapısı nedeniyle çokta hassas olmayan solenid valflerin bulanık mantık yöntemi ile kontrol edilmesi sonucunda oransal valfle elde edilen değerlere yaklaştığı gözlemlenmiştir. Deneyler, birim basamak ve sinüsodial sinyalleri ile gerçekleştirilmiştir. Birim basamak sinyali deneyleri sonucunda solenoid valf %3 lük hata toleransına kadar sıkıştırılmış fakat en iyi sonuç %7?lik hata toleransı girişinde yakalanmıştır. Sinüs sinyali deneylerinde ise en iyi sonuç 0,4 mm?lik hata olarak karşımıza çıkmıştır. Bu deneyde kullanılan oransal valf yaklaşık olarak 3,5 volt ile rampa edilebilmiştir. Deneyleri incelediğimizde %3 hata toleransı çok rahat yakalanmıştır. Solenoid valf deneyleri ile karşılaştırdığımızda daha iyi sonuçların elde edildiği görülmüştür. Sinüs sinyalleri ile yapılan deneyleri incelediğimizde solenid valf ile yapılan deneylerden daha iyi bir sonuç elde edildiği görülmüştür. Sonuçlara bakıldığında 0,12 mm?lik hata toleransının kabul edilebilir sınırlar içerisinde olduğu görülmüştür.
Matbaa işletmeleri için bir malzeme ihtiyaç planlama yazılımı geliştirme ve uygulanması
Bir işletmede, sağlıklı bir üretim için malzeme tedariki ve üretimi zamanında yapılmalıdır. Değişken ve zor piyasa şartları, talepleri zamanında cevaplama amacı çözülmesi gereken sorunları da beraberinde getirmektedir. Taleplere karşılık tedarikin nasıl karşılanacağı, ihtiyaç fazlası stok oluşumunun nasıl engelleneceği, ürün teslim sürelerinin nasıl kısaltılabileceği gibi sorunlar bu aşamada karşımıza çıkacaktır. Bu gibi sorunların çözümünde malzeme ihtiyaç planlaması en büyük yardımcı olacaktır. Bu yüzden bu sistemin matbaa işletmelerinde de uygulanması yerinde olacaktır. Bu amaçla matbaa işletmelerine uygun olarak bir program geliştirilmiştir. Geliştirilen bu programda sipariş işlemleri, malzeme yönetimi ve üretim planlaması yapılabilmektedir. Program sayesinde stoklar ve verilen siparişler takip edilerek stok miktarları azaltılabilecektir. Program tüm küçük ve orta ölçekli işletmelerde uygulanabilecek düzeyde hazırlanmıştır.
Bir termik santralde entropi üretiminin enerji verimliliğine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada Muğla da 420 MW kurulu güç ile çalışan Yeniköy termik santralinin 210 MW gücündeki bir ünitesi için termodinamik analiz yapılmıştır. Her bir santral bileşeni için ve santralin tamamı için enerji kayıpları, tersinmezlikler ile birinci ve ikinci yasa verimleri hesaplanmıştır. Yapılan analiz sonucunda en yüksek enerji kaybı 180109 kW ile kondenserde meydana gelmiştir. En yüksek tersinmezlik ise 240506 kW ile yüksek sıcaklıkta yanmanın olduğu kazanda meydana gelmiştir. Termik santralin birinci yasa verimi %38,90 ikinci yasa verimi %32,21 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca değişen çevre sıcaklıklarının santralde ve bileşenlerinde oluşan tersinmezliklere ve ikinci yasa verimine etkisi incelenmiştir. Bunlara ek olarak santralde oluşan ısıl kayıpların ve tersinmezliklerin azaltılması için önerilerde bulunulmuştur.
Destek federli standart kiriş tipi tırnak yapılarında sonlu elemanlar analizi ile optimum tasarımın bulunması
Bu çalışmada, günlük hayatımızın neredeyse her alanında kullanmakta olduğumuz plastik ürünlerin birbirleri ile ya da plastik olmayan ürünler ile montaj edilme yöntemleri ve bu yöntemler içinde maliyeti en düşük, üretimi en kolay ve geri dönüşüme en müsait yöntemlerden biri olan tırnaklı geçme metodu incelenmiştir. Tasarım aşamasında tırnak performansına etki eden faktörler incelenmiş, bu parametrelerin montaj kuvveti ve malzemenin mekanik dayanımı ile olan ilişkisi denklemler vasıtasıyla açıklanmıştır. Verilen denklemler standart kiriş tipi tırnak kullanımı durumunda geçerliliğini korumaktadır. Bu çalışmada, en yaygın kullanılan tırnak tiplerinden biri olan feder ilaveli ve açılı tırnak tasarımı için farklı plastik malzemeler ile üretilmeleri durumunda gerekli montaj kuvveti ve esneme ile birlikte tırnakta plastik deformasyon meydana gelip gelmeyeceği incelenmiştir. Bu çalışmada `ANSYS Workbench 12? yapısal analiz modülü kullanılmıştır. Sonlu elemanlar analiz programında modelin ağ yapısı, programın otomatik hassas ayarları kullanılarak oluşturulmuştur. Yapısal analizi yapılacak ürün malzemelerinin seçimi esnasında piyasada en yaygın olarak kullanılan, mekanik dayanımları açısından birbirine benzemeyen malzemeler göz önünde bulundurulmuştur. Böylelikle farklı dayanımlara sahip malzemeler için hangi tırnak tasarımının kullanılması gerektiği daha sağlıklı olarak belirlenebilmiştir. Analiz için kullanılan malzemeler, %10 talk katkılı polipropilen (PP TD10), polikarbonat (PC), PC/ABS alaşımı ve %20 cam elyaf katkılı PBT?dir. Çalışmada gerçekleştirilen analizler, parçaların oda sıcaklığında (23°C) bulunduğu göz önüne alınarak gerçekleştirilmiştir. Analizi yapılacak tırnak tasarım parametreleri tırnak kalınlığı, tırnak genişliği, tırnak boyu ve esneme miktarıdır. Çalışmada toplam 108 tırnak tasarımı 4 ayrı malzemeden olmak üzere toplam 432 yapısal analiz gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarının yorumlanması aşamasında öncelikle meydana gelen uzamanın, malzemenin uzama sınırını geçip geçmediği incelenmiş, uzama sınırının aşılmadığı tasarımlar için her bir malzemede esneme için uygulanması gereken kuvvetlere göre sınıflandırma yapılmıştır.
Fotoğrafı çekilen parçaların CATIA CAD ortamında otomatik modellenmesi
Bu çalışmada, çeşitli parçalardan elde edilen fotoğraf görüntülerini kullanarak, CATIA CAD ortamında parçaların otomatik olarak modellenmesini sağlayan bir sistem geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem, fotoğraf makinesi ile çekilen prizmatik veya silindirik parçaların fotoğrafları üzerinden kullanıcı seçimine bağlı olarak geometrik eleman tanımlamalarını (doğru, daire, yay ve serbest eğri) yapabilmektedir ve belirlenen geometrik elemanlara ait bilgileri CATIA CAD programının anlayacağı formatta dosyaya kaydedebilmektedir. CATIA CAD program arayüzünde oluşturulan menüler yardımıyla CAD modelinin elde edilmesi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen CAD modeli parametrik özelliklere sahip olup CATIA?nın bütün imkânlarının kullanımına açıktır. Sistemin geliştirilmesinde grafik özellikleri, kullanım kolaylığı, CATIA içerisinde VBA kısmı uyumluluğundan dolayı Visual Basic 6.0 programı tercih edilmiştir.
Frezeleme işleminde takım talaş kırıcı formunun yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetlerine etkisinin deneysel araştırılması
Bu çalışmada, AISI 1040 imalat çeliğinden hazırlanmış numuneler üzerinde frezeleme işlemi yapılarak yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri ölçülmüştür. Deneyler, CNC dik işleme merkezine bağlanan dinamometre ve bu dinamometrenin üzerine bağlanan deney parçalarının işlenmesi ile gerçekleştirilmiştir. Deneylerde dört farklı talaş kırıcı geometrisine sahip (R390-11 T3 08E-PL 1030; R390-11 T3 08M-PL 1030; R390-11 T3 08M-PM 1030; R390-11 T3 08M-MM 2040) kesici takımlar kullanılmıştır. Kesme derinliği 1 mm, ilerleme miktarı 0,05; 0,10 ve 0,15 mm/diş olarak belirlenmiştir. Kesici takımlar ile belirtilen kesme şartlarında, dört farklı kesme hızında (150; 225; 300; 375 m/dak) frezeleme işlemi yapılmıştır. Her talaş kırıcı geometrisi için ayrı ayrı işlenen parçalarda talaş kırıcı geometrisinin yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda, en iyi yüzey pürüzlülük değerleri ve en düşük kesme kuvveti değerleri E-PL 1030 kodlu talaş kırıcı formuna sahip kesici takımlarla elde edilmiştir. Yüzey pürüzlülükleri bütün kesiciler için genel olarak ilerlemenin artışı ile artmış, kesme hızının artışı ile azalmıştır. Kesme kuvvetleri genel olarak ilerleme değerlerinin artmasıyla artmış, kesme hızlarının artmasıyla azalmıştır.
Farklı alternatif yakıtların motor performansı ve emisyonlara etkileri
Dizel motorları düşük yakıt tüketimlerinden dolayı hem kara hem de deniz taşımacılığında yaygın şekilde kullanılmaktadır. Ancak dizel motorlarından kaynaklanan zararlı azot oksit (NOx) ve is emisyonları insan sağlığını tehdit etmektedir. Dizel emisyonlarının azaltılabilmesi için pek çok araştırma yapılmıştır. Belirli oranlarda su içeren dizel emülsiyon yakıtları, zararlı egzoz emisyonlarını önemli ölçüde azaltabilmektedir. Bu nedenle emülsiyon yakıtlar son yıllardaki önemli araştırma alanlarından birisi olmuştur. Bu çalışmada %5 (E5) ve %10 (E10) su ihtiva eden dizel emülsiyon yakıtlarının,tam yükte ve üç farklı devirde (2500, 3250 ve 4000 min-1) farklı fren ortalama efektif basınçlarına bağlı motor performansı ve egzoz emisyonları üzerine etkileri incelenmiştir. Diğer çalışmalardan farklı olarak yakıtların elde edilmesinde su çözücü olarak %1 oranında yardımcı emülgatör mono etilen glikol kullanılmıştır. E5 emülsiyonu egzoz emisyonlarını kısmen azaltırken, motor performansına da önemli bir etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Tam yükte E10 emülsiyonunun kullanılmasıyla karbon monoksit (CO), NOx ve is emisyonlarında sırasıyla %44,7, %5 ve %47 oranlarında azalma görülmüştür. Motor yüküne bağlı olarak yapılan deneylerde 2500 min-1?deCO emisyonlarıortalama %6,02, NOx emisyonları %11,01 veis emisyonları %22,97 azalmıştır.
Ön karışımlı MTBE dolgusunun HCCDI-DI motorda performans ve egzoz emisyonlarına etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada tek silindirli, dört zamanlı, HCCI-DI dönüşümü yapılmış bir dizel motorunda ön karışımlı metil tersiyer bütil eter (MTBE) dolgusunun motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler, motorun maksimum moment devri olan 2200 d/d?da tam yük (16 Nm) ve yarım yük (8 Nm) çalışma koşullarında yapılmıştır. Ön karışımlı MTBE yakıtı düşük basınçlı bir enjeksiyon sistemi ile motorun emme manifolduna püskürtülmüş ve programlanabilir bir elektronik kontrol ünitesi ile kontrol edilmiştir. Deneylerde motorun klasik dizel çalışma şartlarında verdiği moment % 10 ? 50 arasında, % 10 aralıklarla azaltılmış, aynı moment değeri emme manifolduna püskürtülen MTBE yakıtı ile tamamlanmıştır. Deneylerde her bir ön karışımlı MTBE oranı için özgül yakıt tüketimi, termik verim ve egzoz emisyonlarının (THC, CO, NOx ve duman) değişimi incelenmiştir. Deneysel çalışma sonucunda, özgül yakıt tüketimi tam yük çalışma şartlarında % 10 ön karışımlı MTBE oranında azalmış bu oranın üzerinde belirgin bir değişim göstermemiştir. Yarım yük çalışma şartlarında ise ön karışımlı MTBE oranına bağlı olarak sürekli bir artış göstermektedir. Termik verim, tam yükte % 27,16 artmış, yarım yükte ise önce bir azalma ve ardından daha yatay bir seyir göstermiştir. Ön karışımlı MTBE oranındaki artışa bağlı olarak HC emisyonları tam yükte % 53,5 artmış, yarım yükte ise sürekli bir eğim ile % 243,97 artış ile göstermiştir. CO emisyonları, tam yük deneylerinde % 20 ön karışımlı yakıt oranına kadar artarken bu oranın üzerinde azalma göstermiştir. Yarım yükte ise CO emisyonları sürekli bir artış eğilimi göstermiştir. Tam yük çalışma şartlarında NOx emisyonlarında % 55,56?lık bir artış meydana gelirken, yarım yük çalışma şartlarında önemli bir değişim görülmemiştir. Kısmi HCCI çalışmasında her iki motor yükünde de ön karışımlı MTBE oranına bağlı olarak duman emisyonlarının azaldığı görülmüştür.
Silindirik taşlamada PLC kontrollü taş bileme aparatinin tasarimi, ımalati ve bileme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin ıncelenmesi
Bu çalışmada, silindirik taşlama tezgâhında kullanılan zımpara taşlarının taşlama yüzeylerini dönme eksenine paralel, konik ya da değişik yarıçapta iç bükey, dış bükey bilemek veya şekil vermek amacıyla PLC kontrollü aparat tasarımı, imalatı ve çalışma testleri yapılmıştır. Bu aparat ile taştaki silindiriklik hatası düzeltildikten ve kavisler için kaba şekillendirme yapıldıktan sonra, taş tane büyüklüğü dikkate alınarak bileme işlemi çok kaba, kaba, orta, ince ve çok ince olarak yapılabilmektedir. Taş bileme aparatının tahrik edilmesinde adım motoru, lineer cetvel, enkoder, sonsuz dişli, kaplin vb. elemanlar kullanılmıştır. Siemens S7-200 PLC ve Siemens EM 253 Pozisyonlama modülü kullanarak adım motoru kontrolü yapılmıştır. Bilgisayarda mevcut olan STEP 7-microWIN PLC derleyici programında EM 253 Pozisyonlama modülü programlama sihirbazından yararlanılmıştır. Sihirbazda yapılan ayarlar EM 253 pozisyon kontrol paneline yüklenmiş ve istenilen çıkışa gönderilmiştir. Ayrıca sihirbazda yapılan ayarlar kontrol panelinden değiştirilebilmektedir. Çalışmada, hibrid adım motor tercih edilerek ona uygun sürücü kullanılmıştır. Tasarımı ve imalatı yapılan aparat taşın tablasına kolayca bağlanıp hızlı bir şekilde taş bileme işlemi gerçekleştirilmiştir.
Manyetoreolojik (MR) sıvılı yarı-aktif bir amortisörün tasarımı ve prototip imalatı
Manyetoreolojik (MR) sıvılar yarı-aktif sönümleme sistemlerinde kullanılan manyetik alan bağımlı sıvılardır. MR sıvılar genellikle taşıyıcı bir sıvı içersinde dağılmış manyetik parçacıklardan oluşmaktadır. Bu çalışmada, karbonil demir ve manyetit esaslı beş farklı MR sıvı silikon yağı içersinde kütlesel olarak %25 ve %40 demir konsantrasyonunda hazırlanmıştır. Ayrıca, karbonil demir parçacıklarının çökelmesini azaltmak için katkı maddesi olarak silika dumanı kullanılmıştır. Hazırlanan MR sıvıların çökelme kararlılıkları incelenmiştir. Daha sonra, MR sıvıların yoğunluğu bir piknometre ile ölçülmüştür. MR sıvı üzerindeki manyetik alan etkisi ANSYS/Electromagnetics yazılımında sonlu eleman metodu kullanılarak modellenmiştir. MR sıvıların performans testleri orijinal bir binek araç amortisörünün dış boyutlarına göre tasarlanıp üretilen MR amortisör prototipi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Manyetik parçacık türü, konsantrasyon ve silika dumanı kullanımının MR sıvıların sönümleme performansı, çökelme kararlılığı ve dinamik kuvvet aralığı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Akımın arttırılmasıyla, 169,4N?luk en yüksek sönümleme kuvveti %40?lık bir artışla kütlesel olarak %40 karbonil demir ve %2 silika dumanı içeren MRF-5?ten elde edilmiştir. Yarı-aktif süspansiyon sisteminin sönümleme performansını pasif sistem ile karşılaştırmak için MR sıvıların farklı akımlardaki eşdeğer sönümleme katsayıları hesaplanmıştır. İki serbestlik dereceli çeyrek taşıt modeli kullanılarak süspansiyon sisteminin matematiksel modeli durum uzayı formunda elde edilmiştir. Daha sonra, bu matematiksel modele göre yarı-aktif ve pasif süspansiyon sistemlerinin simülasyonları MATLAB/Simulink?te oluşturulmuştur. Bu simülasyonlarda basamak, sinüs ve rastgele sinüs yol uyarıları kullanılmıştır. Sonuçlar, her iki sistem için zaman ve frekans alanı ortamında sunulmuştur. Yarı-aktif süspansiyon sisteminin pasif sistemle karşılaştırıldığında, sürüş konfor ve güvenliği açısından kayda değer bir gelişmeye sahip olduğu görülmüştür.
Basınçlı dökümde AM50 magnezyum alaşımına Ce ilavesinin mikroyapısal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Endüstride kullanılan mühendislik malzemeleri içerisinde hafifliği ve taşıt ağırlığını azaltarak zararlı gaz salınımlarını düşürücü etkileri dolayısıyla magnezyum ve alaşımlarına olan ilgi otomotiv ve havacılık sektörlerinde hızla artmıştır. Bu çalışmada, Mg-Al-Mn alaşımlarından olan ve yaygın kullanılan AM50 alaşımına, farklı oranlarda (ağırlıkça %0,5 ve %1 oranında) seryum (Ce) ilave edilmiştir. Elde edilen alaşımlar 680 °C?de farklı piston hızlarında (3 m/s, 4 m/s, ve 5 m/s) basınçlı döküm yöntemiyle şekillendirilmiştir. AM50 alaşımına Ce ilavesi ve farklı piston hızlarının mikroyapı, mekanik özellikler ve korozyon davranışı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışınları difraksiyonu (XRD) ile mikroyapı karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Sertlik, çekme ve basma testleri yapılarak mekanik özellikler tespit edilmiştir. Korozyon davranışı; hidrojen oluşumu, ağırlık kaybı ve elektrokimyasal test sonuçlarıyla değerlendirilmiştir. Ayrıca bilgisayar destekli basınçlı döküm analizleri yapılmış, teorik hesaplamalar ile de kıyaslanmıştır. Basınçlı döküm yöntemiyle AM50 alaşımının şekillendirilmesinde, 5 m/s piston hızının daha iyi mekanik özellikler sağladığı tespit edilmiştir. Artan piston hızı mekanik özelliklerin iyileşmesini sağlamıştır. Ayrıca AM50 alaşımında Ce ilavesiyle tane boyutunun küçüldüğü ve Al11Ce3 fazının oluştuğu tespit edilmiştir. Tane boyutunun küçülmesi ile birlikte oluşan yeni faz AM50 alaşımının yüksek sıcaklık dayanımını artırmıştır. Al11Ce3 fazı, yapı içerisindeki Mg17Al12 fazının miktarını azaltmış, böylelikle korozyon hızının düştüğü tespit edilmiştir. Ağırlıkça %1 Ce ilaveli AM50 alaşımının 5 m/s piston hızı ile basınçlı dökümü yapıldığında, AM50 alaşımına göre daha iyi mekanik özellikler ve korozyon direnci sağladığı sonucuna varılmıştır. Bilgisayar destekli basınçlı döküm analizinden ve teorik hesaplamalardan elde edilen bulgular ile deneysel bulgular iyi derecede uyumluluk göstermiştir.
AA 2024 ve AL 5754 sac metal malzemelerde bükme esnasında oluşan geri esneme miktarının deneysel verilerle matematiksel olarak modellenmesi
Sac metal kalıpçılığında önemli operasyonlardan olan bükme işleminde, bükülen malzemenin geri ve ileri esneme oranlarının iyi bilinmesi gerekmektedir. Gerçekleştirilen çalışmada 2 grup deney yapılmıştır. İlk olarak, özellikle otomotiv sektöründe kullanılan farklı kalınlıklardaki (1,0; 1,5 ve 2,0 mm) AL 5754 sac numuneler için 60°, 90° ve 120°'lik bükme işlemi gerçekleştirilmiştir. Her bir kalınlık ve açı değeri için farklı zımba uç kavisleri kullanılmıştır. Ayrıca 2 mm'lik sac numuneler için hadde yönüne paralel bükme işlemi uygulanmıştır. İkinci olarak, havacılık sektöründe çokça faydalanılan farklı kalınlıklardaki (1,0; 1,5 ve 2,0 mm) AA 2024 sac numuneler için 60°, 90° ve 120°'lik bükme işlemi gerçekleştirilmiştir. Her bir kalınlık ve açı değeri için farklı zımba uç kavisleri değerlendirilmiştir. Ayrıca 2 mm kalınlığındaki sac numuneler için hadde yönüne paralel bükme işlemi uygulanarak geri esnemeye olan etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda, AA 2024 ve AL 5754 sac parçaların geri esneme davranışları tespit edilerek, farklı parametrelerdeki geri esneme değerleri kıyaslanmıştır. Çeşitli bükme açılarında, her iki malzeme için de zımba uç kavisi arttıkça geri esneme miktarı azalmaktadır. Malzeme kalınlığının ve bükme açısının artması da geri esnemeyi azaltmaktadır. Her iki malzemenin yapıları kıyaslandığında AA 2024 sac malzemenin daha kırılgan olduğu ve bükmeye karşı yaklaşık 2 kat daha direnç gösterdiği, ancak mukavemetinin daha fazla olduğu tespit edilmiştir.
Pnömatik sistem elemanları ile hareket mekanizması tasarımı ve uygulanması
Bu çalışmada, motosiklet ve ATV gibi hafif araç motorlarına alternatif olarak kullanılabilecek, basınçlı hava ile çalışan bir hareket mekanizmasının tasarım ve üretimi yapılmıştır. Hareket mekanizması, hareket ünitesi ve güç ünitesi olmak üzere iki ana üniteden oluşturulmuştur. Çalışma sonunda geliştirilen mekanizma, 110 cc kapasitesine sahip bir ATV aracına monte edilmiş, dört farklı ağırlık (50, 75, 100 ve 150 kg), üç farklı basınç (4, 5, 6 bar) ve iki farklı hortum çapı (6 ve 8 mm) kullanılarak performansı test edilmiştir. Deneyler sonucunda tam dolu depo, 6 mm çapında hortum, 4 bar basınç, 50 kg ağırlık ve 0.45 m/sn ortalama hızdaki optimum şartlarda mekanizma 64 metre yol almıştır. Şarj deneylerinde ise en kısa şarj süresi 150 Watt güneş panellerle 2,5 saat olarak tespit edilmiştir. Deneysel sonuçlar ve tasarım kriterleri dikkate alınarak hareket mekanizmasının gücü 886 Watt olarak elde edilmiştir.
İnsan kolu humerus kemiği için sonlu elemanlar modeli ve analizi
Son yıllarda yapılan çalışmalarda, sonlu elemanlar modeli kullanılarak insan vücudunun yüke maruz kalan bölgeleri incelenerek, tedavi yöntemleri geliştirilmektedir. Ayrıca, kemik biyomekaniği üzerine yapılan çalışmalarda implant tasarımlarına ışık tutmaktadır. Bu çalışmada, yüke maruz kalan bölgelerden biri olan humerus kemiği incelenmiştir. Normal kemik bulunamayacağından ötürü bilgisayarlı tomogrofi cihazı sayesinde humerus kemiğinin 3B biyomodeli oluşturulmuştur. Oluşan modele, humerus kemiğine uygulanan sonlu elemanlar analizi yöntemi ile çekme, basma, burulma ve eğilme gerilmeleri; kuvvet, moment ve tork değerleri arttıkça gerilme ve gerinimlerin arttığı görülmüştür.
Bilgisayar destekli rulman hesabı ve sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Makine sanayinde dişli kutuları, miller ve rulmanlar önemli bir yere sahiptir. Dişli çark kullanılacaksa muhakkak yataklanması gerekir yataklama ise rulmanlar vasıtasıyla sağlanır. Mekanik olarak rulmanlı yatak hesaplamaları makine tasarımında önemlidir. Dişli, rulman ve rulman ömür hesaplamaları üzerinde durulan bu çalışmada, hesaplamalar VisualBasic 6.0 paket programı yardımıyla bir araya getirilerek bir düz, helis ve konik dişli sistemi için rulman seçme programı hazırlanmıştır. Bu programdan elde edinilen veriler yardımıyla farklı dişli, mil, rulman ve yük dizilimleri oluşturularak bu oluşumlara ANSYS programı yardımıyla statik analizler yapılmış, program ve analiz sonuçlarının birbirleri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Düz dişli parametreleri (güç, devir sayısı, modül, diş sayısı, mesafeler ve yük) için çoklu regresyon analizi yapılmış, elde edilen veriler yardımıyla anova analiz grafikleri çıkarılmış ve optimum dişli rulman sistem dizilimi için gerekli olan parametreler belirlenmiştir.
Östenitik paslanmaz çeliklerin işlenebilirliği üzerinde farklı kesici kenar formlarının etkisinin karşılaştırmalı olarak araştırılması
Bu çalışmada, östenitik paslanmaz çelik malzemelerin farklı kesici kenar formlarına sahip takımlarla tornalanması esnasında kesme parametrelerinin kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğüne olan etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda; AISI 303, AISI 304 ve AISI 316L tipi östenitik paslanmaz çelik malzemeler kullanılmıştır. Bu malzemeler üç farklı kesici kenar formuna (SNMG 12 04 08-MM, SNMG 12 04 08-MR ve SNMG 12 04 08-QM) ve üç farklı takım uç yarıçapına (0,8; 1,2; 1,6 mm) sahip kesici takımlarla tornalanmıştır. Deneyler kuru işleme şartlarında kesme derinliği (2 mm) sabit tutularak, dört farklı kesme hızı (125 m/dk, 150 m/dk, 175 m/dk ve 200 m/dk) ve üç farklı ilerleme miktarı (0,1 mm/dev, 0,2 mm/dev ve 0,3 mm/dev) seçilerek ISO 3685 standardına uygun olarak yapılmıştır. Kesme kuvvetlerinin ölçümleri Kistler 9257 B model dinamometre ile gerçekleştirilirken yüzey pürüzlülüğü değeri ise 9633 seri numaralı Mahr Perthometer M1 yüzey pürüzlülüğü cihazı yardımıyla ölçülmüştür. Deneylerden elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde; ilerleme miktarının artması, kesme kuvvetlerinin ve yüzey pürüzlülüğünün artmasına neden olmuştur. Kesici takım uç yarıçapının arttırılması ise kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğüne olumlu katkılar sağlamıştır. Malzemelerin karşılaştırılması durumunda işlenebilirlik açısından AISI 303 ve AISI 304 malzemelerden birbirine yakın veriler elde edilirken AISI 316L malzemenin ise daha zor işlendiği görülmüştür. Ayrıca esas kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü değerleri QM kesici kenar formunda düşük, MR kesici kenar formunda yüksek çıkmıştır.
Elektro erozyon ile işleme yöntemiyle mikro deliklerin delinebilirliğinin deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada Elektro Erozyon ile İşleme (EEİ) yöntemi ile farklı işleme parametreleri (boşalım akımı, vurum süresi, elektrot takım devir sayısı, dielektrik püskürtme basıncı) kullanılarak mikro deliklerin elde edilmesi için deneyler yapılmıştır. Bu kapsamda, elektrot takıma dönme hareketi ile birlikte içerisinden istenilen değerlerde basınçlı dielektrik sıvı püskürten bir basınç başlığı EEİ tezgahına monte edilmiştir. Deneylerde boru tipi pirinç elektrot takımlar kullanılarak deformasyon sertleşmesi nedeni ile alışılmış imal usulleri ile işlenmesi zor olan Hadfield çeliği ile imalat sanayinde oldukça geniş kullanım alanı bulan ve alışılmış imal usulleri ile işlenmesi kolay olan AISI 1040 çeliği aynı işleme parametreleri altında işlenmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Deneyler sonucunda en etkili işleme parametresinin boşalım akımı (I) olduğu belirlenmiş ve boşalım akımının artması ile iş parçası işleme hızı (İİH), elektrot aşınma hızı (EAH), bağıl aşınma (BA), yüzey pürüzlülüğü (Ra), boyutsal hata (% BH) ve ortalama radyal açıklık (ORA) değerlerinde artışlar meydana gelmiştir. Vurum süresinin artışı ile İİH, ORA, BH ve Ra değerleri artmıştır. Dielektrik püskürtme basıncının artması ile işleme sürekliliği sağlanmış, İİH artmış, BH ve Ra değerlerinde azalma görülmüştür. Elektrot takım devir sayısının artması ile delikler daha kolay delinir hale gelmiş, İİH artmış ve Ra değerlerinde azalma sağlanmıştır. Deneyler sonrası elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde bu yöntem ile elektriksel iletken olmak kaydıyla bütün metallere derin ve düzgün yapıda deliklerin açılabileceği görülmüştür.
Ti6al4v titanyum alaşımında kılavuz ile vida açma problemlerinin araştırılması
Kılavuz ile vida açma işlemi diğer kesici takımlar ile yapılan talaş kaldırma işlemlerine nazaran daha karmaşıktır. Ayrıca işlenebilirliği zor olan Ti alaşımları, süper alaşımlar vb. malzemelerde bu süreç daha da zorlaşmakta ve kesici takım (kılavuz) ömrünün azalmasına neden olmaktadır. Bu bağlamda, kılavuzun verimli olarak kullanılabilmesi için kesme şartlarının (kılavuz seçimi, kesme parametreleri, vb.) en iyi şekilde belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada, kaplamalı (TiAlN) ve kaplamasız 5 farklı tipte kılavuz kullanılarak Ti6Al4V alaşımına vida açma deneyleri uygulanmıştır. Bu deneyler 4 farklı kesme hızı (2, 3, 4 ve 5 m/dak) ve vida adımı miktarı kadar ilerleme (1,25 mm/dev) değeri ile ıslak ve kuru şartlarda gerçekleştirilmiştir. Vida açma işlemleri sırasında kılavuzların takım ömrü ve kesme kuvvetleri belirlenmiştir. Deneyler sonucunda tüm kesiciler için kesme torku bakımından en iyi sonuçlar eğik ağız bilemeli düz kanallı kılavuzlar ile elde edilmiştir. Kaplama işlemi uygulanmış kesici takımlarda kaplamsız takımlara göre kesme torkunda artışlar olduğu tespit edilmiştir. Islak kesme şartlarında kesme torklarında artışların olduğu gözlemlenmiştir. Eğik ağız bilemeli düz kanallı kılavuzların Ti6Al4V malzemesi üzerinde en iyi kesme performansını sergilediği tespit edilmiştir. Bu kılavuz ile yapılan deneylerde tüm kesme şartlarında diğer kılavuzlara oranla kesme torku açısından %10 ile %74 arasında iyileşmelerin olduğu tespit edilmiştir.
AISI 316 östenitik paslanmaz çeliklerin işlenmesinde kesici takıma uygulanan kriyojenik işlemin takım ömrü üzerine etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, AISI 316 östenitik paslanmaz çeliğin işlenmesinde kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlem bekletme sürelerinin takım ömrü üzerine etkileri araştırılmıştır. Kesici takım olarak kaplamasız, TiCN, TiAlN ve TiCN/Al2O3/TiN kaplı tungsten karbür takımlar kullanılmıştır. Kesici takımlar 12, 24, 36, 48 ve 60 saat olmak üzere beş farklı sürede -145ºC sıcaklıkta bekletilerek derin kriyojenik işleme tabi tutulmuşlardır. İşlenebilirlik deneyleri CNC torna tezgâhında kuru işleme şartlarında gerçekleştirilmiş ve işlenebilirlik kıstaslarından takım aşınması, kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü değişimleri incelenmiştir. Kesme derinliği bütün deneylerde sabit tutulmuş (2,4 mm) ve üç farklı ilerleme hızı (0,15, 0,3 ve 0,45 mm/dev) kullanılmıştır. Kesme hızı olarak, kaplamasız ve TiCN kaplı takım için 100, 120, 140 ve 160 m/dak, TiAlN ve TiCN/Al2O3/TiN kaplı takım için 120, 160, 200 ve 240 m/dak kesme hızı kullanılmıştır. Tüm işleme deneylerinde yan yüzey aşınması ve krater aşınması gözlenmiştir. Diğer yandan kesici takımların mikroyapı analizi ve mikrosertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sertlik ölçümleri sonucunda en fazla sertlik 24 saat (Kİ24) bekletme süresinde olmakla birlikte kriyojenik işlemin kesici takımın mikrosertliğinde artış sağladığı belirlenmiştir. Optimum kriyojenik işlem bekletme süresinin belirlenebilmesi için 0,3 mm/dev ilerleme ve dört farklı kesme hızında (100, 120, 140 ve 160 m/dak) gerçekleştirilen işleme deneylerinde, beş farklı bekletme süresinde kriyojenik işlem uygulanmış takımlardan en iyi aşınma direnci ve yüzey pürüzlülüğünü Kİ24 takımın sergilediği görülmüştür. Kesme kuvvetlerinde ise, Kİ24 takımı en yüksek kesme kuvvetleri sergilerken en düşük kesme kuvvetleri işlemsiz (İ) takımla ölçülmüştür. Bu veriler ışığında bu çalışmada kullanılan tungsten karbür kesici takımlar için optimum kriyojenik işlem bekletme süresi 24 saat olarak belirlenmiştir. 0,15 mm/dev ve 0,45 mm/dev ilerleme hızı ve dört farklı kesme hızında işleme deneyleri yalnızca 24 saat kriyojenik işlem uygulanmış ve işlemsiz takımlarla gerçekleştirilmiştir. Bütün deneylerde kriyojenik işlem uygulanmış takım daha düşük aşınma ve yüzey pürüzlülüğü sergilemiştir. Kesme kuvvetleri, kriyojenik işlem uygulanmış kaplamalı takımlarda kriyojenik işlem uygulanmış kaplamasız takımlara göre daha düşük çıkmıştır.
Boyler destekli vakum tüplü güneş kollektör sisteminin farklı parametrelere göre ekserji analizi
Bu tezde boyler destekli vakum tüplü güneş kollektörünün farklı çalışma debilerindeki enerji ve ekserji analizi, farklı ara akışkanlara göre yapılmış ve değerlendirilmiştir. Sistemin kapalı devre çalışmasında, iki farklı ara akışkan olarak, ısı transfer yağı ve % 40 antifriz-su karışımı kullanılmıştır. Deney sisteminin kapalı devresinde, ara akışkanlar üç farklı çalışma debisinde dolaştırılmıştır. Çalışma debileri 0,277kg/s, 0,383kg/s ve 0,494 kg/s'de gerçekleştirilmiştir. Deney sisteminde, debinin artmasıyla kollektör giriş sıcaklığının arttığı, kollektör sıcaklık farkının (giriş ve çıkış sıcaklık farkı) ve çıkış sıcaklığının azaldığı tespit edilmiştir. Deneyde, debinin artmasıyla sistemin ve kollektörün enerji ve ekserji verimleri artmıştır. Ara akışkan olarak ısı transfer yağıyla yapılan deneylerde, kollektörün enerji ve ekserji verimlerinin, %40 antifriz-su karışımına göre daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. Fakat sistem verimi açısından ise %40 antifriz-su karışımı, ısı transfer yağına göre daha iyi bir sonuç vermiştir.
Yürüme engelliler için destekleyici bir cihazın tasarımı ve imalatı
Bu çalışmanın amacı, yürüme engelliler için destekleyici bir cihazın tasarımı ve üretimidir. Dünyada birçok insan felç ya da başka hastalıklardan dolayı yürüme engellidir. Yürüme engelliler için dünyada birçok destekleyici cihaz üretilmiştir ve her bir cihaz birbirinden farklıdır. Cihazlar içerisinde en yaygın olarak tekerlekli sandalyeler kullanılmaktadır. Bu projenin diğer projelerden en önemli farkı tekerleksiz olmasıdır. Bu nedenle bu cihaz engelliler için daha yararlı olacaktır. Projenin yapım aşamasında yürüme engelli bir vatandaştan yararlanıp ve onun hareket sırasında hangi tür sorunlarla karşılaştığı belirlenmiş ve çalışma ona göre şekillendirilmiştir. Cihazın en önemli kısmı bir insanın yürümesini simüle yapan kısmıdır. Örneğin: Kalça, bacak, diz, topuk gibi kısımların hareketleri simüle edilmiştir. Bu cihaz bel kısmından engelliye bağlanmış ve insanın yere tutunmasını sağlayan iskelet görevini görmüştür. Cihaz yürüme engellinin ayaklarına paralel olarak dış taraftan kemerler yardımıyla bağlanmıştır. Yani dizle bel arası bir kısım, dizden topuğa kadar olan mesafe diğer bir kısım olmuştur. Sistemi oluşturan parçalar mafsallar yardımıyla birbirine bağlanmıştır. Bu mekanizmayı yürütmek için mafsallar arası motorlar kullanılmış ve sensör ile mekanizmayı dengede tutmak için PLC yazılımı ile özel programlar hazırlanmıştır. Bu parçalar birbiriyle montaj edildikten sonra motorlar ve sensörler bir PLC panosu yardımıyla yönetilerek sistem robot haline dönüştürülmüştür. Bu robot yürüme engelli bir kişiye bağlı olarak, onun dengede durmasına, adım atmasına, istediği zaman durmasına ve sandalye üzerine oturup kalkmasına destek olmaktadır. Tez kapsamında cihaz imal edilmiş ve bir engelli üzerinde denenmiş ve başarı elde edilmiştir.
Valf deney düzeneğinin tasarımı, imalatı ve kartriç valflerle test edilmesi
Valf Deney Düzeneğinin Tasarımı, İmalatı ve Kartriç Valflerle Test Edilmesi tezi ile daha önce ülkemizde üzerinde deneysel çalışma yapılmamış olan kartriç valfler incelendi. Oransal kartriç valf ve selenoid kartriç valfi deney çalışmalarında kullanılması hedeflendi. Tezde araştırılması planlanan valflerin matematiksel modellemelerinin yapılması ve modelleme sonucunda ulaşılacak olan sayısal çözümlerin deneysel sonuçlarla karşılaştırılması gerçekleştirildi. Deney çalışmalarında Oransal Kartriç Valf sinüs sinyali PID yöntemi ile sürülerek transfer fonksiyonu çıkartılacaktır. Selenoid Kartriç Valf ise kare dalga PWM yöntemi ile transfer fonkisyonu çıkartıldı. Matematisel modelleme ile çıkartılan transfer fonksiyonunun yakınsaması incelendi. Tez kapsamında Selenoid Kartriç Valf ve Oransal Kartriç Valfin matematiksel modelleri çıkartıldı, Matlab/Simulink ortamında yapılan deneyler ile Transfer fonkisyonu oluşturulacak ve çıkartılan Transfer Fonksiyonu ile Matematiksel Model karşılaştırılıp, yakınsaması belirlendi. Tezde üzerinde araştırma yapılacak olan valf çeşitleri aşağıda belirtilmiştir. Selenoid Kartriç Valfler. Normalde açık ve kapalı boşaltma ve yön valfleri olarak kullanılmaktadır. Akışkan hattının kontrolü, elektrik enerjisi verilmesiyle bobin üzerinde meydana gelen elektromanyetik kuvvetin bobin çekirdeğini hareket ettirmesiyle yapılmaktadır. Oransal Kartriç Valfler. Oransal valfler elektrik sinyalleri ile çalışır ve elektrik sinyallerini oransal olarak bir kuvvete dönüştürür. Valfe giren elektrik akımının artması veya azalması ile valfte meydana gelen bobin kuvvetine orantılı olarak artar veya azalır. Bunun neticesinde valf bobin kuvvetinin miktarına göre; açma-kapama, yön değiştirme, basınç ve akış ayarlaması yapar.
Bir gaz soğutmalı yüksek sıcaklık reaktörünün sayısal termal-hidrolik analizi
Bu çalışmada; Modüler Helyum Reaktörü'nün (MHR) normal çalışma durumunda yakıt sıcaklığını kabul edilebilir seviyenin altında tutarken, çıkış sıcaklığını 850°C üzerine çıkartmak için alternatif çalışma koşulları incelenmiştir. Parametrik ısıl akış simülasyonları Sayısal Akışkanlar Dinamiği yazılımı ANSYS CFD FLUENT kullanılarak yapılmıştır. Simüle edilen geometri Birim Hücre Modeli ve Eşdeğer Silindir Modeli olarak seçilmiştir. Eşdeğer Silindir Model ile simülasyonda korun içindeki komplex yapıyı modellemek için gözenekli ortam yaklaşımı kullanılmıştır. Çalışmaya şu anki 600 MWt GT-MHR (Gaz Türbinli Modüler Helyum Reaktörü) `nin analizi ile başlanmıştır. Nümerik model diğer çalışmalarla doğrulanmıştır. Daha sonra alternatif çalışma koşulları simüle edilmiştir. Sonuç olarak yakıt sıcaklığı kabul edilebilir seviyenin altındayken bazı çalışma koşulları için çıkış sıcaklığı ~1000 °C civarında olduğu görülmektedir.Anahtar Kelimeler :Modüler Helyum Reaktör, Sayısal Akışkanlar Dinamiği, Enerji, Nükleer Güç
Vermiküler grafitli dökme demirin frezelemedeki işlenebilirliğinin deneysel olarak araştırılması ve yapay sınır ağlarıyla modellenmesi
Bu deneysel çalışma ile vermiküler grafitli dökme demirin frezelemede işlenebilirliği ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Çalışmanın sonucunda araştırma sonuçları Yapay Sinir Ağları (YSA) ve regresyon analizi ile modellenmiştir. İşlenebilirlik parametreleri olarak farklı giriş açıları, kesme hızları ve maksimum talaş kalınlığı seçilmiştir. Deneylerde TiCN ve Al2O3 kaplamalı karbür uç ve silisyum nitrür esaslı seramik kesici uç kullanılmıştır. Her iki kesici uç için farklı giriş açılarında, kesme parametrelerinin; kesici takım aşınması, kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneylerde kullanılan malzemenin çekme dayanımı 508 MPa, akma dayanımı 284 MPa, sertliği 280 HV ve darbe dayanımı 8,6 joule olarak ölçülmüştür. Karbür kesici uçlarda, en düşük kesici takım aşınması (VB=0,12 mm) , 45° 'lik yanaşma açısında 215 m/dak kesme hızında ve 492 mm/dak tabla ilerlemesinde gerçekleşmiştir. En yüksek kesici takım aşınması (VB=0,87 mm), 88° yanaşma açısında 290 m/dak kesme hızında ve 704 mm/dak tabla ilerlemesinde olmuştur. Maksimum ve minimum kesici takım aşınması arasında %725,0 oranında bir fark oluşmuştur. Yanaşma açısının değeri 45°, 60°, 75°, 88° ye doğru yükseldikçe kesici takım ömrü azalmıştır. Seramik kesici uçlarla yapılan deneysel çalışmada en düşük kesici takım aşınması (VB= 0,11 mm), 45°'lik yanaşma açısında 400 m/dak kesme hızında ve 400 mm/dak tabla ilerlemesinde gerçekleşmiştir. En yüksek kesici takım aşınması (VB=1,1 mm), 88° yanaşma açısında 530 m/dak kesme hızında ve 540 mm/dak tabla ilerlemesinde olmuştur. Maksimum ve minimum kesici takım aşınması arasında %982,0 oranında bir fark oluşmuştur. Soğutma sıvısı kullanılarak yapılan deneylerde, 45° ve 60° 'lik giriş açılarında %1,0 -%15,33 oranında kesme kuvvetlerinde azalma olmuştur. 75° ve 88° 'lik giriş açılarında %1,0 ile %16,0 kesme kuvvetlerinde artma olmuştur. Karbür kesici uçlarda, yanaşma açısının değeri 45° 'den 88° 'ye doğru arttıkça yüzey pürüzlülük değeri iyileşmiştir. Seramik kesicilerde karbür kesici uçlarda oluşan yüzey pürüzlülük değerlerinin aksine, kesici takım yanaşma açısının değeri 45°'den 88° 'ye doğru arttıkça yüzey pürüzlülük değeri de artmıştır.Bu çalışma ile vermiküler grafitli dökme demirin (VGDD) işlenebilirliği için yeni ve farklı yaklaşımlar geliştirilmiştir. Sunulan metotlar ile VGDD için en uygun işleme yöntemlerini bulmak mümkün olacak, işleme süresi ve üretim maliyetleri büyük oranda azalacaktır.Anahtar Kelimeler : Vermiküler grafitli dökme demir, mekanik özellikler, işlenebilirlik, takım ömrü, takım aşınması, kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü, tahminsel modelleme, yapay sinir ağları, regresyon analizi
Bir yüksek sıcaklık nükleer reaktörünün farklı yakıtlar kullanılarak nötronik analizinin yapılması
Enerjiye her geçen gün daha fazla ihtiyaç duyan dünyanın kullanabileceği temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarından biriside nükleer enerjidir. Özellikle IV. nesil nükleer santrallerde farklı tipteki nükleer yakıtlarında kullanılabilmesi nükleer enerjinin ileriki yıllarda gerekliliğini artıracaktır. Yapılmış olan bu çalışmada bir Gaz Türbin - Modüler Helyum Reaktöründe (GT-MHR) alternatif yakıt kaynaklarının (Silah sınıfı plütonyum -WGrPu-, reaktör sınıfı plütonyum -RGrPu-, minör aktinidler -MA-) toryum ile karışımlarının nötronik performansları incelenmiştir. İlk basamak olarak uranyum kullanan orjinal yakıtın performansı incelenmiş ve bu yakıtın başlangıç değerine sahip efektif çoğalma katsayısı (keff) değeri saptanmıştır. Bu değere göre silah sınıfı plütonyum için %19 WGrPu - % 81 Toryum karışmının uygun olduğu, diğer tipteki yakıtların ise ilgili başlangıç keff değerine hiçbir şekilde ulaşamadığı görülmüştür. İstenen değere ulaşamayan yakıtların bazı karışımlarının (% 50 RGrPu - % 50 Toryum, %90 RGrPu - %10 Toryum ve %90 MA - %10 Toryum) nötronik performansları incelenmiştir. İnceleme için MCNP programı ile yakıtların zamana bağlı olarak yanmasını hesaplayan ve MCNP ile ORIGEN 2.2 arasında arayüz görevi gören MONTEBURNS kodu kullanılmıştır. Tüm zamana bağlı hesaplamalar keff değeri 1,05'e kadar yapılmıştır. Orijinal yakıt için çalışma süresi 475 gün ve yanma değeri 44,14 GWd/tHM olarak bulunmuştur. Bunun yanında %19 WGrPu - %81 Toryum karışımı için yakıtın çalışma süresi 975 gün, yanma değeri ise 99,17 GWd/tHM olarak hesaplanmıştır. Diğer alternatif yakıtlar için ise çalışma süresi ve yanma değerleri sırası ile %50 RGrPu - %50 Th için 175 gün ve 17,59 GWd/tHM, %90 RGrPu - %10 Th için 1895 gün ve 174,64 GWd/tHM ve %90 MA - %10 Th için 75 gün ve 10,08 GWd/tHM olarak hesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler : Gaz Türbin - Modüler Helyum Reaktörü, GT - MHR, alternatif nükleer yakıtlar, nükleer reaktörler
Duman borulu kazanlarda duman borularında ısı transferini iyileştirme yöntemlerinin deneysel olarak incelenmesi
Endüstriyel tip kazanlarda ve kalorifer kazanlarında ısı transferinin, dolayısıyla kazan veriminin arttırılması için akış saptırıcı kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Bu araştırmada içi içe borulu tip bir ısı değiştirici tasarlanarak deneysel bir sistem kurulmuştur. Eşmerkezli iç içe borulu ısı değiştiricisinin iç borusunda sıcak hava akışı, dış taraftaki boruda ise zıt akışlı su akışı olmaktadır. Burada kullanılan akış saptırıcılarla akıştaki tübülans arttırılarak ısı transferinde bir iyileşme gerçekleştirileceği araştırılmıştır.Anahtar Kelimeler : Kazanlar duman borulu, ısı transferi, akı? saptırıcı
Kalıp çeliklerinin freze tezgâhında işlenmesinde kesme parametrelerinin, takım talaş arayüzey sıcaklığı, kesme kuvveti ve yüzey pürüzlüğüne etkisinin araştırılması
Bu çalışmada, AISI H13 (DIN 1.2344) çeliğinin frezede tarama başlığı ile işlenmesi sırasında parça yüzey bölgesinde oluşan ısı oluşumu incelenmiştir. Ayrıca, kesme parametrelerine bağlı olarak oluşan kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü de tespit edilmiştir. Deneysel çalışma için bir bağlama kalıbı tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir.Oluşan sıcaklığı ölçmek için iki farklı yöntem kullanılmıştır. Bunlardan birincisi iş parçası üzerinde oluşan sıcaklığın ısıl çiftler kullanılarak ölçülmesidir. Diğeri ise talaş üzerinde oluşan sıcaklık değerinin temassız olarak kızılötesi (infrared) tekniği kullanılarak ölçülmesidir. Kızılötesi ölçüm tekniği ile çıkan talaşların sıcaklık değerleri ölçülmeye çalışılmış fakat talaşların sürekli olması ve yüksek hızda atılması nedeniyle verimli bir sonuç elde edilememiştir. Bu teknik değerlendirme dışı tutulmuştur. Bu nedenle gerçekleştirilen bu çalışmada, ısı oluşumunun belirlenmesi için ısıl çift ile ölçüm yöntemi kullanılmıştır. Isıl çift olarak çalışma sıcaklığı -200 oC ~ 850 oC değerleri arasında olan ?J tipi? kullanılmıştır.Deneylerde üç farklı kesme hızı (132, 220 ve 308 m/dak), dört farklı ilerleme hızı (0,125, 0,2, 0,315, 0,5 mm/diş) ve üç farklı kesme derinliği (1,78, 2,5, 3,5 mm) seçilerek toplam 36 (otuz altı) adet işleme deneyi gerçekleştirilmiştir. İşleme deneylerinde, parça yüzey sıcaklıkları, kesme kuvveti bileşenleri ölçülmüştür. Kesme kuvveti bileşenlerinin ölçülmesi için Kistler 9257 B tipi dinamometre kullanılmıştır. Ayrıca, işlenen yüzeyin pürüzlüğü ölçülmüş ve çıkan talaş biçimleri tespit edilmiştir.Gerçekleştirilen bu çalışmaya göre, yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvveti bileşenlerine ait değerlerin değişiminde ilerleme hızının en etkili parametre olduğunu tespit edilmiştir. Bu değerler ilerleme hızının artmasıyla doğru orantılı olarak artmaktadır. Sıcaklık ölçüm sonuçları ise ilerleme hızının artmasıyla ters orantılı olarak düşmüştür. En düşük sıcaklık değerleri 1,78 mm ve 2,5 mm kesme derinliklerinde, tüm ilerleme hızı değerlerinde 220 m/dak kesme hızında ölçülürken, 3,5 mm kesme derinliğinde ise aynı kesme hızında 0,125 mm/diş ilerleme hızı hariç diğer tüm ilerleme hızlarında en yüksek sıcaklık değeri tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler : Sıcaklık ölçümü, Isıl l çift, Kesme kuvvetleri,Yüzey pürüzlülüğü.
Termik santrallarda bakım yönetim sisteminin enerji verimliliğine etkileri
İnsan ve yaşam, yaşam ve enerji, enerji ve elektrik birbirini tamamlayan ve birbiri ile var olma ilişkisi içerisinde bulunan gerçekliklerdir. Ülkelerin kalkınma hızının ve gelişmişliğinin elektrik enerjisi tüketimi ile ve kurulu güç kapasitesi ile tanımlandığı günümüz 2011 dünyasında ülkemizin enerji ihtiyacı günden güne artmaktadır. Gelişmekte olan ülkemizin yıllık elektrik üretim ihtiyacındaki artışı 1990'lardan bu yana ortalama % 4,6 olurken bu oran Avrupa Birliği ortalaması olan % 1,6 `yı bile geride bırakmıştır. Bu bağlamda enerji üretimimizin ve üretirken kullandığımız metotlar ile verimliliğimizin arttırılması kaçınılmaz olmuştur. Bakım ve işletme, Elektrik Üretim Santrallarının düzgün bir biçimde yönetilebilmesi, güvenli ve kaliteli elektrik üretimi için vazgeçilmez iki unsurdur. Birinin başarılı olması ya da olmaması diğerini doğrudan etkilemekte ve bu iki vazgeçilmez öğe hiçbir biçimde birbirinden ayrılamamaktadır. Ayrıca, bakım veya işletme üzerinde yapılan iyileştirmeler diğerini de düzelmeye zorlamakta sonuçta santral için toplam iyileşmeye katkı sağlamakta olup bu sayede etkin ve verimli bir elektrik üretimi sağlanarak zaten az olan kaynaklarımızın efektif bir biçimde kullanılabilirliği sağlanmaktadır. Bu tez çalışmasında Seyitömer Termik Santrali için bakım faaliyetlerinin nasıl iyileştirilebileceği araştırılmış, bunun için bir bakım yönetim sistemi kurulması gerektiği çıkarımı yapılmıştır. Akabinde bakım yönetim sisteminin bileşenleri incelenmiş, bakım yönetim sistemlerinin tarihsel gelişimi ve hedef santrale kurulum aşamaları anlatılmıştır. Metodoloji olarak gerek santral gerçekleri gerekse Dünya uygulamaları üzerine çalışarak kabuller yapılmış ve kurulan sistem sayesinde enerji verimliliğinin ne kadar arttırılabileceği ifade edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Bakım yönetim sistemi, termik santral
CNC torna tezgâhları için kamera görüntüsü ile otomatik parça programlarının oluşturulması
Bu çalışmada, fotoğrafı çekilen iş parçalarının CNC torna tezgahlarında imalatının yapılabilmesine yönelik bir sistem geliştirilmiştir. TKNC (Tornalamada Kolay NC) adı verilen sistem, üç ana modülden oluşmaktadır. Birinci modül, bir kamera yardımı ile iş parçalarının fotoğraflarını alarak değerlendirmektedir. BMP formatında alınan fotoğraflar, işlenerek iki renk gurubuna ayrılır. Şekil-zemin ilişkisine göre pikselleri sıralar. İkinci modül, sıralı piksellerin arasındaki ilişkilere göre silindir, konik, kavis, vb. unsurlar belirlenir. Elde edilen iş parçalarının geometrisi üzerinde unsur ekleme, silme, değişiklik yapma gibi düzenlemeler yapabilmektedir. İstenildiğinde geometrik bilgiler, DXF veri formatına dönüştürülerek AutoCAD gibi CAD programlarında açılabilmesine imkan sağlanmaktadır. Son modül ise, iş paçalarının imalatı için gerekli olan CNC programlarını türetmektedir. CNC programları için, işlenecek unsur, uygulanacak operasyon, kullanılacak takım, malzeme, gibi bilgiler kullanılmaktadır. CNC programları, Fanuc sistemine ait temel kodlar ve çevrim kodları ile oluşturulmaktadır. Sistem, Visual Basic.Net bilgisayar dili kullanarak, tasarlanmıştır.Anahtar Kelimeler : Resim işleme, DXF, CNC parça programlama
Bir termik santralde termodinamik analiz ve ısıl süreçlerdeki tersinmezliklerin belirlenmesi
Bu çalışmada 160 MW termik güce sahip Çayırhan Termik Santralinin enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Öncelikle her bir ünite için enerji ve ekserji kayıpları hesaplanmıştır. En fazla enerji kaybı %45,8 ile kondenserde meydana gelirken kazanda meydana gelen enerji kaybı %8,43 olarak hesaplanmıştır. Maksimum ekserji kaybı ise %58,05 ile kazanda meydana gelirken türbinde oluşan ekserji kaybı %5,68 olarak belirlenmiştir. Yapılan birinci ve ikinci kanun analizi sonucunda santralin termal verimi %42,76 iken ikinci yasa verimi %33,48 olduğu görülmüştür. En fazla ekserji kaybının kazanda meydana gelmesinin en önemli sebebi ise yanma işlemi esnasında oluşan sıcaklık farklarının etkisiyle oluşan ısı transferi olarak gösterilebilir. Sistemde meydana gelen ekserji kayıpları ve ekserji verimliliği farklı çalışma koşulları altında değiştiği belirlenmiştir.
Bir pnömatik motor kontrol sisteminin teorik ve deneysel analizi
Bu çalışmada tek silindirli 2 zamanlı benzinli bir motor basınçlı hava motoruna dönüştürülmüş ve emme supabının istenilen zamanda açılıp kapanabilmesi için eksenel çalışan elektromanyetik bir supap mekanizması hazırlanmış ve prototipi yapılmıştır. Motorun çalışmasının yönetilmesi için Atmega8 mikroişlemcili bir elektronik devre imal edilmiş ve en uygun emme supap (Emaks 40°, Emaks 50°, Emaks 60° ve Emaks 70°) zamanlaması belirlenerek performans deneyleri yapılmıştır. Deneyler sabit kelebek açıklığı ve farklı çalışma basınçlarında (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 ve 22 bar) yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre en yüksek doldurma verimine sahip olması sebebiyle, bütün çalışma basınçları için en uygun emme supap zamanlaması Emaks 60º belirlenmiştir. Emme supap zamanlaması Emaks 60º, 20 bar çalışma basıncı, 1000 1/min motor hızında motor verimi %22,16, motor momenti 2,92 Nm ve motor gücü 306 W olarak elde edilmiştir.Deneylerden elde edilen motor perfomans değerleri kullanılarak motor momenti ve hava tüketim debisinin tahmini için MATLAB programı kullanılarak, R2 değeri 0,99858 olan YSA ile modellemesi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde kurulan YSA'nın yüksek doğrulukta tahminler yaptığı gözlemlenmiştir.
Doğal gazlı sürekli ısıl işlem fırınlarında brülör tasarımı, imalatı ve baca gazı analizleriyle doğal gaz tüketiminin optimizasyonu
Doğal gazlı sürekli yüklemeli, tel bant konveyörlü, azot-metanol atmosfer kontrollü, ısıl işlem fırınlarında kullanılmak üzere brülör tasarımı ve imalatı yapılmıştır. Tasarımı yapılan brülörde ki doğal gaz yanması, teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Değişken girdi olarak alınan brülör giriş doğal gaz ve hava basıncı değerlerine göre, hava fazlalık katsayısı, yanma (baca) gazı sıcaklığı, baca gazı emisyonları (oksijen, karbondioksit, karbonmonoksit, azotoksit, azotdioksit) ve doğal gaz tüketimi ölçülmüştür. Brülör girişi doğal gaz ve hava basıncı değerlerine göre hava fazlalık katsayıları tespit edilmiştir. Farklı hava fazlalık katsayıları için teorik olarak hesaplanan karbondioksit, oksijen ve azot emisyonları deneysel olarak ölçülmüştür. Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği'nde belirtilen emisyon değerleri dikkate alınarak, yanma deneyleri sonunda elde edilen hava fazlalık katsayıları, karbondioksit, karbonmonoksit, azotoksit, azot ve oksijen miktarları incelediğinde, en uygun emisyon değerlerinin hava fazlalık katsayısının 1,10 olduğunda ortaya çıktığı tespit edilmiştir. Hava fazlalık katsayısı tolerans değeri 1,10 +0,05 olarak alınmıştır. Hava fazlalık katsayısı 1,10 olduğunda kuru baca gazındaki hacimsel oksijen % 2,20?3,05, karbondioksit miktarı % 10,52?10,75, karbonmonoksit miktarı 0?10 ppm, azotoksitler ise 125?150 ppm aralığında ölçülmüştür. Yeni brülör tasarımıyla, doğal gazın yakılması sonucu ortaya çıkan baca gazı içerisindeki karbonmonoksit ve azotoksit emisyon değerleri yasal gerekliliklerin oldukça altında ölçülmüştür. Yeni brülör tasarımı için hava-yakıt oranı, çiğlenme noktası sıcaklığı, adyabatik alev sıcaklığı değerleri hesaplanmıştır. Yeni brülör tasarımı ve brülörlerde yanma için belirlenen hava fazlalık katsayısı 1,10 değeri için doğal gaz tüketim değerlerinde % 13,68 oranında bir iyileşme görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Isıl i?lem, brülör tasarımı, baca gazı analizleri, doğal gaz yanması
HCCI (homojen şarjlı sıkıştırma ile ateşlemeli) bir motorda yanma analizi
İçten Yanmalı Motorlarda tasarım ve ürün geliştirmek amacı ile yapılan deneysel çalışmalar hem çok yüksek maliyetlere ulaşmakta, hem de çok zaman almaktadır. Bu çalışmada içten yanmalı motorların modellenmesinde kullanılan açık kaynak kodlu, çok boyutlu sayısal modelleme araçları açıklanmıştır. Farklı programlama dillerinde yazılmış, farklı sayısal modeller/yaklaşımlar içeren KIVA4 ve OpenFOAM kod sistemleri karşılaştırılmıştır.Caterpillar marka 3401E motor için ilk olarak çok boyutlu model kullanılmıştır. CFD koduyla elde edilen verilerin başlangıç değer olarak kullanıldığı tek bölgeli sayısal modelde yanma sürecinin modellemesi 29 bileşen ve 52 reaksiyon içeren n-heptan (RON0) mekanizmasının kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Yanma aşamaları incelendikten sonra farklı eşdeğerlilik oranlarındaki (0,01-0,5) çalışma sonucunda silindir içi sıcaklık ve emisyon değerine göre 0,3 eşdeğerlilik oranı optimum değer olarak tespit edilmiştir. 0,3 eşdeğerlilik oranında farklı EGR oranlarının (%0-%35) yanma sürecine etkisi incelenmiştir. EGR oranındaki artışa bağlı olarak yanma reaksiyonlarının süresinin uzadığı, silindir içi basınç ve sıcaklık değerlerinin azaldığı tespit edilmiş dolayısıyla sıcaklığa bağlı NOx emisyonlarının azaltılmasında olumlu bir etki elde edileceği sonucuna varılmıştır.RON0, RON20, RON40 ve RON60 yakıtlarıyla elde edilmiş olan modelleme ve deneysel verilerle karşılaştırma yapılmıştır. Deneyler, 2200 1/min motor hızında, beş farklı yükte (4, 8, 12, 16 ve 20 Nm) yapılmıştır. Ana referans yakıtlarının (PRF) yanma sürecinin modellenmesi için 6 farklı reaksiyon mekanizması kullanılmıştır. Motor modelleme yöntemlerinden tek bölgeli ve CFD modelleri kullanılmıştır. Tek bölgeli modelleme aracı olarak Chemkin yazılımı, 3 boyutlu geometrinin kullanıldığı CFD modelleme aracı olarak OpenFOAM kodları kullanılmıştır. Ayrıca farklı çalışma parametrelerinin homojen şarjlı sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) bir motordaki yanma sürecine etkileri nümerik modeller yardımıyla incelenmiştir.
AISI 6150 çeliğinin tornada işlenebilirliğinin incelenmesi
Bu çalışmada, 311 HB sertliğindeki AISI 6150 ıslah çeliği 38 mm çapında ve 220 mm boyunda hazırlanan deney numuneleri CNC torna tezgahında boyuna tornalama süreci esnasında farklı parametrelerin esas kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve talaş şekline etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda; deney numuneleri CVD yöntemi ile Ti (C,N) + Al2O3 + TiN kaplanmış kaplamalı karbür, kaplamasız karbür, PVD yöntemi Ti (C,N) kaplanmış kaplamalı sermet ve kaplamasız sermet olmak üzere dört farklı kesici takımla işlenmiştir. Deneyler karbür takımlar ve sermet takımlar için beş farklı kesme hızı değerlerinde yapılmıştır. Karbür takımlarda kullanılan kesme hızı değerleri 150, 200, 250, 300 ve 350 m/dak, sermet takımlarda kullanılan kesme hızı değerleri 150, 175, 200, 225 ve 250 m/dak'dır. Diğer işleme parametreleri bütün kesici takımlar için aynıdır. Bunlar üç farklı ilerleme hızı (0,12 ? 0,16 ? 0,20 mm/dev), üç farklı talaş derinliği (0,5 ? 1 ? 1,5 mm) ve üç farklı kesici takım uç yarıçapı (0,4 ? 0,8 ? 1,2 mm) dır. Bütün deneyler yeni bir kesici takımla, soğutma sıvısı kullanılmadan kuru şartlarda ve her deneyde iş parçası üzerinden 3500 mm3 talaş kaldırılarak yapılmıştır. Deneyler tam faktöryel tertibine göre yapılmış, sonuçlar OriginPro 8.5 programında çizilen grafikler ile yorumlanmıştır. Ayrıca deneysel çalışmalar sonlandıktan sonra kesici takımlarda meydana gelen aşınmalar takım mikroskobu ile incelenerek aşınmalar yorumlanmıştır. Deney sonuçlarına göre, sadece kaplamasız karbür takımda kırılma meydana gelmiştir. Bütün işleme parametreleri yüzey pürüzlülüğünü, esas kesme kuvvetini, takım aşınmasını ve talaş şeklini etkilemektedir. Yüzey pürüzlülüğüne en etkili parametre ilerleme hızıdır, esas kesme kuvvetinde en etkili parametre talaş derinliği, takım aşınmasına en etkili parametre kesici takım malzemesi, talaş şekillerinin oluşmasında en etkili parametre ise ilerleme hızıdır. Deneyler sonunda en iyi ortalama yüzey pürüzlülük (Ra) 0,298 µm, en düşük esas kesme kuvveti (Fc) ise 200,59 N olarak elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: AISI 6150, Tornalama, İşlenebilirlik, Yüzey Pürüzlülüğü, Esas Kesme Kuvveti, Kesici Takım Aşınması, Talaş Şekli
Kaplamasız, PVD tekniği ile TiN ve CrN kaplanmış dın 1.2550 soğuk iş takım çeliğinin aşınma davranışlarının deneysel incelenmesi
Bu çalışmada, bir çok endüstriyel uygulamada hızla gelişmekte olan PVD (Fiziksel Buhar Biriktirme) kaplama prosesinin tanıtımı ile kalıp sektöründe kullanılan DIN 1.2550 soğuk iş takım çeliğinin kaplamasız, PVD tekniği ile TiN ve CrN kaplamalı olanlarıyla karşılaştırılıp, aşınma davranışları incelenmiştir.Deney numuneleri Ø6x40 mm ebatlarında özdeş olarak hazırlanmıştır. Hazırlanan deney numuneleri ısıl işleme tabi tutulduktan sonra, PVD yöntemiyle TiN ve CrN kaplama işlemi uygulanmıştır. Aşınma testleri pin?on?disk tipi cihazda 2,7 m/s kayma hızında, 10, 20 ve 30 N yükler altında ve 8 m kayma mesafesinde gerçekleştirilmiştir. Deneylerde aşındırıcı olarak 400, 800 ve 1200 Mesh SiC zımpara kullanılmıştır. Numunelerin mikro sertlik gibi mekanik özellikleri ile SEM ve EDS gibi metalografik incelemeleri yapılmıştır.
Kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlemin ti-6Al-4V alaşımının delinebilirliği üzerindeki etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, Ti-6Al-4V titanyum alaşımının delinmesinde kesme parametreleri, kesme şartları ve kesici takımlara uygulanan işlemlerin; kesme kuvvetleri, moment, yüzey pürüzlülüğü, delik çapı, dairesellik ve silindiriklikten sapma ile takım aşınması ve takım ömrü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kesici takım olarak kaplamasız ve TiAlN/TiN kaplı M42 HSS ile tungsten karbür matkaplar kullanılmıştır. Her iki kesici takım malzemesinde de kaplamasız takımların bir kısmına -145 oC'de 24 saat bekletmek suretiyle kriyojenik işlem diğer bir kısmına ise kriyojenik işlem ardına 200 oC'de iki saat bekletmek suretiyle temperleme işlemi uygulanmıştır. Dolayısıyla her kesici takım malzemesinden kaplamasız, TiAlN/TiN kaplı, kriyojenik işlem uygulanmış (Kİ) ve kriyojenik işlem ardına temperleme işlemi uygulanmış (KİT) olmak üzere dört farklı takım test edilmiştir. Delme deneylerinde kesme parametreleri olarak HSS ve tungsten karbür takımlar için ayrı ayrı belirlenen dört farklı kesme hızı ve üç farklı ilerleme hızı kullanılmıştır. 5 mm çapında matkaplarla kuru ve ıslak kesme şartları altında CNC dik işleme merkezinde 15 mm derinliğinde boydan boya delikler delinmiştir. Ayrıca kriyojenik işlem ve kriyojenik işlem ardına uygulanan temperleme işleminin işlemsiz takımlara göre mikroyapıda meydana getirdiği değişimleri belirlemek amacıyla SEM analizleri yapılmıştır.Mikroyapı incelemeleri, HSS takımlara uygulanan kriyojenik işlemin, karbür boyutlarını küçülterek homojen karbür dağılımı sağladığını ve geleneksel ısıl işlem sonrası yapıdaki kalıntı östeniti martensite dönüştürdüğünü göstermiştir. Ayrıca kriyojenik işlem sonrası yapılan temperleme işlemi ile küçük ikincil karbürlerin yoğunluğunun arttığı görülmüştür. Tungsten karbür takımlarda ise kriyojenik işlem ve temperleme işlemi eta karbürlerinin yoğunluğunu artırmıştır. Mikroyapıdaki bu değişimler kesici takımların sertlik ve aşınma direncinin artmasında önemli bir rol oynamıştır.Delme deneyleri sonucunda, soğutma sıvısı kullanımının kesme kuvvetleri ve moment dışındaki tüm deney çıktıları üzerinde olumlu etkilere sahip olduğu görülmüştür. Özellikle her iki kesici takım malzemesinde de takım ömründe önemli artışlar sağlamıştır. Hem HSS hemde tungsten karbür takımlar için delik kalitesi ve takım ömrü açısından en iyi sonuçlar TiAlN/TiN kaplı takımlardan alınmıştır. Kriyojenik işlem ve kriyojenik işlem ardına yapılan temperleme işleminin HSS ve tungsten karbür takımların işleme performansını arttırmada önemli etkilere sahip olduğu görülmüştür. Islak kesme şartlarında KİT HSS ve tungsten karbür takımlar işlemsiz takımlara göre takım ömründe sırasıyla %87 ve %83 ömür artışı sağlamıştır. İşleme çıktıları üzerindeki etkileri göz önüne alındığında kriyojenik işlemin HSS takımlar üzerindeki etkisinin karbür takımlara göre daha fazla olduğu görülmüştür.