5.319
Arşivlenen Tez
6
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Öngerilmeli tel halatların deneysel ve teorik analizi
Monotron tipindeki çelik halatlar günümüzde asma köprüler, teleferik hatları ve vinçler gibi pek çok yapıda kullanılmaktadır. Halatların montajı sırasında uygulanması gereken ön gerilme miktarı halatın doğal frekansının ölçülmesiyle hesaplanmaktadır. Bu çalışmada farklı tiplerdeki ve farklı büyüklükteki çaplara sahip monotron halatların doğal frekans analizi deneysel ve teorik olarak yapılmıştır. Teorik analizde analitik formüllerden ve sonlu elemanlar yönteminden faydalanılmıştır. Deneysel çalışmada, ön gerilmeli kablonun basit mesnetli sınır şartları oluşturularak çeşitli yükler altında darbe çekici ile doğal frekans analizi analizi gerçekleştirilmiştir. Halat modellerinin farklı ön gerilme yükleri altındaki doğal frekans değerlerinin karşılaştırılması yapılmıştır. Sonlu elemanlar analizi için gereken halat katı modelleri halat imalatçısı firmalardan alınan bilgiler ve halat numuneleri kullanılarak katı modelleme yazılımında oluşturulmuştur. Bu katı modeller sonlu elemanlar analizi için sonlu elemanlar programına aktarılmıştır. Katı modelin sonlu elemanlar ağına ayırma işlemleri, sınır şartlarının uygulanması ve sonlu elemanlar modelinin çözümü Ansys programında yapılmıştır. Deneysel ve teorik analizlerin sonuçları değerlendirilerek halatların doğal frekanslarının uygulanan gerilme kuvvetinde halat çapına ve türüne bağlı olarak nasıl değiştiği tablolar ve grafikler yardımıyla gösterilmiştir.
Saç kurutma makinesinde çıkış sıcaklığı dağılımının iyileştirilmesi ve kurutma oranı üzerindeki etkisi
Yaşlanma gibi doğal süreçlerin yanı sıra saç bakımında kullandığımız ürünler de saç sağlığı için önemlidir. Dengesiz beslenme, stres, aşırı gün ışığı, ağır metaller ve bazı kimyasallar saçın yapısını bozduğu için saç kurutma makinelerinin aşırı kullanılması da saç sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Saçların kurutulurken yıpranmaması çok önemlidir. Islak saç daha hassastır ve kurutma esnasında kolay deforme olur. Saç kurutma makinelerinden gelen yüksek sıcaklık saçların zarar görmesine neden olur. Bu nedenle saç kurutma makinesinde bulunan ısıtıcının, fanın, havanın çıkış sıcaklığının ve hava debisi parametrelerinin optimize edilmesi gerekmektedir. Yapılan tez çalışması kapsamında spiral yayların bulunduğu düz borunun ısı transferi ve sürtünme kaybı; yay çapı, adım aralığı, yay sayısı ve yay eğim açısı gibi farklı geometrik parametreler için yapılmış çalışmalar literatür araştırması kapsamında incelenmiştir. Hava akış debisi, kurutma mesafesi ve ısıtıcı gücü parametrelerinin kurutma oranı üzerindeki etkinliğinin belirlenmesi için deneysel çalışma yapılmış ve ampirik korelasyonlar oluşturulmuştur. Aynı zamanda ısıtıcı çapının makine çıkışındaki homojen sıcaklık dağılımı üzerindeki etkisini incelemek amacıyla HAD analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda 41 mm çapta ısıtıcı bulunan saç kurutma makinesi örnek alınmış ve HAD analizleri yapılarak deneysel veriler ile karşılaştırıldıktan sonra belirlenen türbülans modeli ve ağ elemanı sayısı kullanılarak ısıtıcı çapı için optimizasyon çalışması yapılmıştır. HAD analizlerinde devir sayısı ve ısıtıcı gücü parametreleri sabit tutularak ısıtıcı çapının sıcaklık dağılımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışmada 41 mm, 44 mm, 46 mm, 48 mm, 50 mm ve 52 mm çaptaki ısıtıcıların sıcaklık dağılım haritaları incelenmiştir. Bu çalışma ile saça daha az zarar veren ve kurutma oranı yüksek saç kurutma makinesi tasarımı için girdi oluşturulması hedeflenmiştir. Optimizasyon çalışması sonucunda, HAD analizlerinin sonuçlarını doğrulamak üzere belirlenen ısıtıcı ile performans testleri gerçekleştirilmiştir. Ölçüm sonuçlarına göre referans duruma kıyasla kurutma oranında %10 iyileşme görülmüştür.
Sanayi tipi brülör-kazan sisteminde yanma emisyonlarının incelenmesi
Bu tezde, sanayi tipi bir brülör-kazan sisteminde yanma emisyonlarını araştırmak için farklı brülör ısıl yüklerinde, hava fazlalık katsayılarında ve kazan boylarında deneysel testler gerçekleştirilmiştir. Sonrasında brülör-kazan test sonuçlarından elde edilen verilerle, yanma sisteminin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) modeli oluşturulmuştur. ANSYS FLUENT 16 yazılımında bulunan farklı yanma ve türbülans modelleri ile sayısal simülasyonlar gerçekleştirilip, deneysel sonuçlar ile uyumlu yanma ve türbülans modelleri belirlenmiştir. HAD modelinin doğrulanması sonrasında deneysel test parametreleri HAD yöntemiyle de incelenmiştir. Öte yandan aynı sistemde doğal gaz, metan, doğal gaza ısıl yükçe %25, %50 ve %75 oranlarında hidrojen eklenmesiyle oluşan yakıt karışımları ve saf hidrojen (% 100) yanmasıyla oluşan emisyonlar incelenmiştir. Son olarak brülör üzerinde bulunan girdap üreteci yerine yanma emisyonlarını düşürmek amacıyla yeni bir girdap üreteci tasarlanmıştır. Tasarlanan yeni girdap üretecinin kanat sayısı (7, 9, 11, 13, 15, 17) ve kanat açısı (15°, 20°, 25°, 30°) parametrik olarak incelenmiştir. Böylece kanat sayısı ve kanat açısının yanma emisyonları üzerindeki etkileri tespit edilmiştir. Brülör-kazan sisteminde farklı ısıl yükler ile farklı kazan uzunluklarıyla yapılan deneysel çalışmalarda, yanma sonu gaz emisyonları olan NOx, CO ve CO2 değişimleri sınırlı seviyede kalmaktayken farklı hava fazlalık katsayılarında değişimler daha belirgindir. Örneğin, NOx emisyonu 32 ppm, CO emisyonu 46 ppm ve CO2 % 24 oranında değişmektedir. HAD sonuçlarına göre, doğal gaz metan gazı ile de modellenebildiği görülebilir. Ayrıca doğal gaz-hidrojen yakıt karışımında hidrojen miktarı arttıkça alev boyu ve çapının arttığı CO2 ve CO emisyon seviyelerinin düştüğü belirlenmiştir. Yakıt olarak %100 H2 kullanıldığında ise CO ve CO2 emisyonların oluşmadığı fakat NOx emisyonun önemli derecede arttığı görülmüştür. Son olarak yeni tasarlanan girdap üretecinin 11 kanatlı uygulaması en düşük NOx emisyonuyla sonuçlandı. Ayrıca kanat açısının artması baca gazındaki NOx emisyonunun azalmasına neden olduğu saptandı.
Standart bir odanın radyant soğutulması durumunda havalandırmanın konfora etkisinin incelenmesi
Isıl konfor basit olarak insan ile ortam arasındaki enerji dengesine dayanmaktadır. İnsan vücudu sıcak bir ortamda bulunduğu sırada ısı kaybetmek için terleme durumuna, soğuk ortamda bulunduğu sırada ise ısınmak için titreme durumuna geçer. Bu nedenle günlük hayatta ısıl konfor insanların yaşam kalitesini oldukça etkilemektedir. Isıl konfor hesaplama metodu Fanger'in 1970 yılında geliştirmiş olduğu PMV-PPD yöntemine dayanmaktadır. Radyant panel sistemleri kullanılarak yapılan ısıtma ve soğutma diğer konvensiyonel sistemler kullanılarak yapılan ısıtma ve soğutmaya göre daha iyi ısıl konfor değerleri sunmaktadır. Taze hava ihtiyacı sağlamak ve odadaki hava kalitesini artırmak için ise havalandırma sistemleri radyant panel sistemleriyle birlikte kullanılmaktadır. Bu çalışmada, tüm bu durumlar göz önüne alınarak radyant panel kullanılarak yapılan soğutma durumunda havalandırmanın ısıl konfora etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla zemin alanı 24 m2 (6.00 m x 4.00 m) ve yüksekliği 3.00 m olan, iki yüzü dış duvar, iki yüzü iç duvar olarak kabul edilmiş standart bir oda modeli tasarlanmıştır. Tasarlanan bu model üzerinde pasif havalandırmasız sadece radyant panel sistemi kullanılarak soğutma ve farklı havalandırma durumlarıyla desteklenen radyant panel sistemli soğutma durumları ANSYS – Fluent yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Isı perdeli havalandırma sistemi kullanılarak yapılan soğutma, pencereden gelen ısı geçişini engellemiş, paneller vasıtasıyla çekilmesi gereken ısı oranını azaltmıştır. Panellere tanımlanan ısı akısının -16 W/m2 olduğu ısı perdeli havalandırma durumu, tavandan havalandırmalı -14 W/m2 ısı akılı durum, havalandırmasız -18 W/m2 ısı akılı olan durum ve yine havalandırmasız -22 W/m2 ısı akılı olan durum ASHRAE 55 ve ISO 7730 standartlarına göre konforsuz bulunmuşlardır. En iyi ısıl konfora sahip durumlar, ısıl perdeli havalandırmalı soğutma durumunda panellere tanımlanan -18 W/m2 ısı akılı ve -20 W/m2 ısı akılı olan durumlardır.
Fabrication of carbon nanotube reinforced plastic matrix composites using 3 dimensional printing
Recently, many breakthrough manufacturing methods begin to appear. One of the most common among these methods is 3 dimensional printing which is based on additive manufacturing method. 3 dimensional printing gives us advantage of manufacturing parts in single process. Despite its advantages 3 dimensional printed products have limited mechanical properties. Due to that disadvantage, 3 dimensional printing methods are rarely used for manufacturing final products. Carbon nanotubes are carbon based nano materials which have impressive mechanical properties. In literature, there are studies about polymer matrix carbon nanotube reinforced nano composites. In those studies, it is proved that if carbon nanotubes are functionalized and dispersed adequately, polymer matrix will have greatly enhanced mechanical properties. As these superior properties of carbon nanotubes are considered, carbon nanotubes reinforced nano materials have great potential to eliminate limitation of mechanical properties of 3 dimensional printing. The aim of this study is to produce carbon nanotube reinforced resin for stereolithography type 3 dimensional printers in order to improve mechanical properties of printed products to make them available for final products. In this regard, carbon nanotubes are functionalized properly by chemical methods in order to prevent agglomeration and create strong interface between carbon nanotubes and polymer matrix. Carbon nanotubes are dispersed in resin homogenously by ultrasonication method. As we prepared nano composite resin, we applied sedimentation test in order to determine stability of nano composite resin. As a result of test, sedimentation was not observed in short and long term in any ratio. Subsequently we manufactured tensile and wear specimens in order to evaluate mechanical properties of nano composite specimens. As a result of mechanical tests, we observe that tensile and wear properties of 3 dimensional printed products are enhanced dramatically. As a result, we managed to prepare nano composite resin and manufactured specimens from nano composite resin. Our reinforced specimens show superior properties than base specimens. This study shows us that limited mechanical properties of 3 dimensional printed products can surpassed by using reinforcement of carbon nanotube which is processed adequately. As one of the most important problem of 3 dimensional printed products have solved, 3 dimensional printings can find itself more field of applications. Key words: Nano composite, 3 dimensional printing, Carbon nanotube, Stereolithography, Mechanical properties.
Basınçlı kap konstrüksiyonlarına etki eden parametrelerin incelenmesi ve tasarımı
Basınçlı kaplar evlerde, endüstride, enerji santrallerinde yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Basınç altında akışkanların taşınmasını, depolanmasını ve prosese aktarılmasını sağladıkları için potansiyel olarak tehlikeler içerirler. Bunun için dünyada başta gelişmiş ülkelerde olmak üzere basınçlı kapların tasarımı için kodlar ve standartlar geliştirilmiştir. Bu çalışmada öncelikle basınçlı kaplar hakkında temel bilgiler verilmiş ve basınçlı kap kodlarının birbiriyle karşılaştırılmasını içeren önceki çalışmalar anlatılmıştır. Ardından dünya çapında en çok kullanılan ASME Kısım 8 Bölüm 1, ASME Kısım 8 Bölüm 2, EN 13445 ve AD 2000 kodlarına göre basınçlı kapların temel tasarım kuralları verilmiştir. Daha sonra örnek bir uygulama ile belli tasarım şartlarına ve geometrik özelliklerine sahip bir hava tankının 4 koda göre hesapları yapılmış, üç farklı başlık tipine göre (eliptik, torisferik ve yarı küresel) minimum et kalınlıkları bulunmuş ve bu kalınlıklara göre ağırlıkları hesaplanmıştır. Böylece bu alanda çalışan mühendislere ve araştırmacılara basınçlı kap tasarımı için uygun kod seçimi ve istenilen özelliklerde en düşük maliyetli kabın tasarımı konusunda fayda sağlanması amaçlanmıştır.
İçten yanmalı motorlarda su enjeksiyonunun motor performansı ve egzoz emisyonları üzerine olan etkisinin deneysel araştırılması
İçten yanmalı motorlar son yüzyılda insan hayatını kolaylaştırmıştır. Sağladığı önemli faydaların yanında; Dünyada 1 milyarı, Türkiye'de ise 20 milyonu aşan sayıları ile içten yanmalı motora sahip karayolu taşıtları, çevre kirliliğinin en önemli sebeplerinden biri haline gelmiştir. İçten yanmalı motorlar, atmosfere salınan zararlı egzoz gazlarından dolayı sera etkisine sebep olarak çevre üzerinde ve çeşitli kanserojen etkilerle insanlar üzerinde olumsuz etkilere sebep olmaktadırlar. Ayrıca çevre otoriterilerince belirlenen emisyon normlarının da gitgide daralması, hedeflenen değerlerin yakalanmasını zorlaştırmaktadır. Bu şartlar altında otomotiv üreticileri, performans değerlerinden ödün vermeden daha çevreci motorlar üretmek için çalışmalarını yoğunlaştırmışlardır. Bu çalışmada; bir içten yanmalı motorda fakir karışımlı işletme şartlarında benzin kullanımının neden olacağı NOx emisyonu değerlerinin azaltılmasına yönelik olarak tek silindirli direkt püskürtmeli bir Diesel motordan buji ateşlemeli motora dönüştürülmüş bir içten yanmalı motorda, benzin enjektöründen silindir içerisine gönderilen %3, 19, 52, 67, 75 miktarlarındaki suyun buharlaşma ısısının yüksek olmasından ötürü yaratacağı iç soğutma etkisi ile azot oksitlerin (NOx) kontrol altına alınması hedeflenmişitir. Silindir içine su gönderme, yanma sonrası iyileştirme sistemlerine kıyasla çok daha az maliyetli olan bir teknik olup emülsiyon ve enjeksiyon olmak üzere iki ana yönteme ayrılmaktadır. Bu çalışmada yanma odası içerisine su ilavesi, Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü'nün 2016-06-01-YL01 numaralı projesi kapsamında tasarlanan su enjeksiyon sistemi vasıtasıyla 90 bar yüksek basınçta benzin enjektöründen yapılmıştır. Referans olarak alınan benzin ile işletmelerden elde edilen emisyon değerleri, değişen kütlesel su oranlarında elde edilen değerler ile karşılaştırılarak doğrudan silindir içerisine gönderilen su miktarının motor performansı ve özelikle de NOx emisyonları üzerine olan etkisi ortaya çıkartılmıştır.
Mekanik özellikleri geliştirilmiş biyouyumlu implant malzemelerinin üretiminde aşırı plastik deformasyon tekniğinin uygulanma koşullarının araştırılması
Gerçekleştirilen tez çalışmasında alfa fazlı saf titanyum ve yakın beta fazlı Ti13Nb13Zr alaşımına eş kanal açılı presleme (EKAP) işlemi, beta fazlı Ti13Nb13Zr alaşımına hidrostatik ekstrüzyon (HE) işlemi uygulanmış ve ultra ince taneli biyouyumlu malzeme elde edilmiştir. Her iki teknik ile elde edilen Ti13Nb13Zr alaşımlarının mekanik ve mikro yapısal özellikleri kıyaslanarak aşırı plastik deformasyonun (APD) uygulama koşulları incelenmiştir. EKAP işlemi ile saf titanyum ve Ti13Nb13Zr malzemeleri farklı sıcaklık ve paso değerlerinde ekstrüzyon işlemine tabii tutulmuş, deformasyon sonrası meydana gelen değişimlerin sebep olduğu mekanik özellikler ve oluşan son mikro yapı incelenmiş ve tekniğin uygulama koşulları araştırılmıştır. Literatürde şimdiye kadar gerçekleştirilmemiş, ardışık pasolar için farklı sıcaklıklarda EKAP işlemi gerçekleştirilerek oluşan mikro yapısal değişimler değerlendirilmiştir. Çalışmada ilk halde 260 nm beta lamellere sahip Ti13Nb13Zr her iki teknik ile; 58 μm çaplı tanelere sahip saf titanyum EKAP tekniği ile ultra ince taneli (UİT) hale getirilmiştir. Nano boyutta incelemeleri gerçekleştirmek amacı ile Geri Saçılımlı Elektron Difraksiyonu (EBSD) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) kullanılmıştır. EBSD tekniği daha büyük bir alan üzerinden inceleme gerçekleştirmektedir. Bu sebeple tane boyutu ölçümü için EBSD kullanılmıştır. EBSD ve TEM analizlerinden faydalanarak sırası ile EKAP ve HE teknikleri ile elde edilen UİT numunelerin ortalama tanecik boyutu EKAP saf Ti için 550 nm, HE Ti13Nb13Zr için beta lamellerin genişliği 80 nm olarak tespit edilmiştir. EKAP ile elde edilen Ti13Nb13Zr'de HE'de elde edilen beta lamelli yapının olmadığı ardışık rotalar sebebi ile tanelerin yuvarlaklaştığı gözlemlenmiştir. EBSD analizlerinde 8 paso EKAP Ti13Nb13Zr ortalama tane boyutu yaklaşık 410 nm olarak belirlenmiştir. Tane boyutu ölçümü için her iki teknikte TEM incelemelerinden faydalanırken, EKAP ile elde edilen UİT saf Ti için XRD ölçümleri sonucundan yola çıkılmış, teorik olarak Williamson-Hall denkleminden faydalanarak hesaplanmış ve yaklaşık tane boyutu 420 nm olarak bulunmuştur. Mekanik dayanımlarını yükseltmek için gerçekleştirilen aşırı plastik deformasyon işlemleri sırası ile EKAP işlemi ile saf titanyumun dayanım değeri yaklaşık ̴1.5 katına yükselirken Ti13Nb13Zr'daki artış 60 MPa ( ̴1. 1 katı) gibi bir değerle nispeten daha az olmuştur. HE işlemi ile elde edilen Ti13Nb13Zr numunelerin dayanım değeri ise ̴1.41 kat artmıştır. HE ile imal edilen Ti13Nb13Zr'un süneklik değeri 19.56 mm'dan 9.032 mm değerine düşmüştür. EKAP ile imal edilen Ti13Nb13Zr'da 8 paso sonrası bu değer 6.91 mm olarak tespit edilmiştir. EKAP ile imal edilen saf titanyumun süneklik değerinin uygulanan EKAP işlemi sonrası Ti13Nb13Zr'da olduğu gibi azaldığı gözlemlenmiştir. Nitekim titanyumun kopma uzaması değeri 13.90 mm'den, 8 paso sonrası 8.34 mm'ye düşmüştür. Deneysel tasarım yapılarak en uygun imalat şartlarının araştırıldığı EKAP işlemi için 0.1 mm/sn pres iniş hızı, 300 ˚C işlem sıcaklığı ve ardışık pasolar arası Bc yönelimi homojen mikroyapı için ideal parametreler olarak tespit edilmiştir. Kalite karakteristiği olan mikro yapının homojenliği sertlik dağılımına göre tespit edilmiştir. Sıcak ve soğuk rotaların bir arada değerlendirildiği orijinal çalışmada ise EKAP işlem veriminde artış gözlemlenmiştir. 2 paso 450 ˚C ve 1 Paso 100 ˚C sonrasında 1 Paso 450 ˚C rotası takip edilerek elde edilen numuneler kıyaslandığında çekme dayanımı numunelerde sırası ile 758.40 MPa ve 792.34 MPa olarak tespit edilmiştir. EBSD incelemesinde 2 paso 450 ˚C'de basılan taneciğin tane boyutu 1.7 µm ölçülmüştür. 1 paso 100 ˚C+ 1 paso 450 ˚C rotası ile imal edilen numunenin tanecik boyutu 1.9 μm olarak tespit edilmiştir. Taneler arasındaki açı ise 2 paso 100 ˚C+1 450 ˚C, 2 paso 450 ˚C için sırasıyla %41 ve %36 olarak tespit edilmiştir. Elastiklik katsayısı 2 paso 100 ˚C+1 450 ˚C, 2 paso 450 ˚C sırasıyla 143.19 GPa ve 152.57 GPa olarak tespit edilmiştir. Bütün bu veriler incelendiğinde düşük ve yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilen EKAP işleminde işlem veriminin artırıldığı gözlemlenmiştir. Aşırı plastik deformasyon sonrasında elde edilen mukavemet artışına rağmen EKAP işlemi titanyumun aşınma davranışı üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı aşınma testlerinde tespit edilmiştir. Biyolojik uyumluluğa katkısını belirlemek amacı ile gerçekleştirilen hücre testlerinde yüzey modifikasyonunun ve ultra ince taneli yapının olumlu etkisi tespit edilmiş, EKAP ile elde edilmiş UİT kumlanmış saf titanyum yüzeyinde 96 saat sonra ölçülen hücre miktarı 53x102 olurken İR Saf titanyum yüzeyde 40x102 tane hücre gözlemlenmiştir. EKAP ile elde edilmiş UİT parlak Ti13Nb13Zr yüzeyde ise 72 saat sonra 116x103 hücre gözlemlenirken İT taneli parlak Ti13Nb13Zr yüzeyde bu değer 98x103'e artmıştır. Yüzey ıslanabilirlik testinde minimum açı kumlanmış UİT saf Ti için tespit edilmiştir ve bu değer 14.02˚'dir. Abutment implant sisteminde en küçük parça olan abutment vidası formunda imal edilen ultra ince taneli saf titanyum yorulma test standardında ifade edilen şartlara uygun olarak test edilerek biyomekanik dayanım özelliği incelenmiş ve abutment implant arasındaki açıklık konvensiyonel abutment vidasına göre 5.74 µm düşürülmüştür. EKAP işlemi ile saf titanyum ve TNZ'den elde edilen ultra ince taneli numunelerin mekanik, yüzey özelliklerinin değerlendirildiği incelemelerde biyomedikal uyumluluğunun iyileştiği gözlemlenmiştir. Mekanik testler ve mikroyapı incelemelerinde elde edilen sonuçlar doğrultusunda düşük ve yüksek sıcakta gerçekleştirilen EKAP işleminde işlem veriminin artırıldığı gözlemlenmiştir. HE ve EKAP APD işleminin uygulandığı TNZ için mekanik özelliklerin biyomedikal uygunluk için HE APD işlemi ile daha fazla iyileştirilmiştir. Saf Ti S4'ün homojen sertlik dağılımının araştırıldığı optimal işlem koşullarının incelendiği çalışmada 300 °C, 0.1 mm/sn pres iniş hızı ve Bc rotası olarak tespit edilmiştir.
Üretim sahasında gürültü kontrolü
Üretim sahasında mevcut olan makinelerin oluşturduğu gürültü, çalışanlar için önemli bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Üretim sahasında oluşan gürültünün azaltılması, kontrol edilmesi ve çalışanlar için zararlı olmaktan çıkarılması için çeşitli kontrol yöntemleri bulunmaktadır. Gürültünün kaynakta, yayılma ortamında ve en son olarak alıcıda kontrol altına alınması en önemli gürültü kontrol adımlarıdır. Gürültünün üretimde bulunan çalışanlar üzerindeki etkilerinden, sınır değerlerinden ve ilgili yönetmelik ve standartlardaki bilgilerden yararlanılmıştır. Üretim sahasında karşılaştığımız ekipmanların gürültü seviyeleri ve çalışanların kişisel maruziyetleri değerlendirildikten sonra gürültünün hangi yöntemler ile kontrol edilebileceği örnekler ile gösterilmiştir. Risk değerlendirmesi, üretim sahası yerleşimi, maruziyetin önlenmesi, kişisel koruyucu donanım kulak koruyucular, sessiz makine seçimi, işitme kaybı ve sağlık muayeneleri ile gürültü kontrolü için önem teşkil etmektedir. Bu tez çalışmasında üç farklı fabrika gürültü açısından incelenmiş, gürültü kaynakları belirlenmiş, ortam ve kişisel maruziyet ölçümleri yapılmış ve gürültüden korunmak için çeşitli uygulamalar yapılmıştır.
Motorlu taşıtlarda kullanılan fleks hortum incelemesi
Bu çalışmada ilk olarak hortumların genel yapısı ve standartlarından bahsedilerek hortum kullanım alanları ve detaylara yer verilmiştir. Daha sonrasında ise ağır ticari araçlarda kullanılan fren sistemleri ve burada kullanılan PTFE metal örgülü fleks hortum türleri incelenmiş ve detaylarına değinilmiştir. Test araçlarına takılan metal örgülü PTFE fleks hortumlarının zarar gördüğü görülmüş ve bunların sebepleri araştırılmıştır. Zarar görülen hortum numuneleri montaj konumu referans alınarak üç farklı hortum boy belirlenip çalışmalar yapılmıştır. Her bir hortum numunesine ait fiziksel 3D modeller Catia programı aracılıyla oluşturulup katı modeller hortumun tüm reel tasarımını kapsayacak şekilde Ansys programında yorulma analizine tabi tutulmuş ve bu analizler saha araç testleri, RIG simüle testleri ile doğrulanıp desteklenmiştir. Tez çalışmasında elde edilen sonuçların sektörde ve akademik çalışmalarda yararlanılması hedeflenmektedir.
Akıllı çubuk titreşimlerinin piezoelektrik eyleyiciler ile aktif kontrolü
Aktif kontrol teknolojilerinin, mekanik sistemlerde titreşim kontrolü amacıyla kullanılması hakkında önemli araştırmalar yapılmıştır. Piezoelektrik elemanları aktif titreşim kontrolünde kullanmak, son yıllarda oldukça dikkat çekmiş bir çalışma alanıdır. Bu tez çalışmasında, akıllı bir kirişin üretimi ve piezoelektrik malzeme ile aktif titreşim kontrolü amaçlanmıştır. Sayısal çalışmada, arka plandaki teoriler ve bilgilerin özetine yer verildikten sonra ele alınan sistem modellenmiştir. Kirişin hareket denklemi çözülerek mod şekil fonksiyonu ve doğal frekansları elde edilmiştir. Analitik ve sonlu elemanlar analiz programı ANSYS ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. ANSYS ve MATLAB yardımı ile oluşturulan akıllı kiriş modellerinin serbest ve zorlanmış titreşim kontrolü simulasyonları Simulink programı ile yapılmıştır. Deneysel çalışmada, alüminyum çubuk yüzeyine yapıştırılan piezoelektrik yamalar hem algılayıcı hem eyleyici olarak kullanılmıştır. Tasarlanan PID ve bulanık PID kontrolcüler ile ankastre akıllı kirişin aktif titreşim kontrolü MATLAB/Simulink yazılımları üzerinden gerçekleştirilmiştir. Teorik ve deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bulanık PID kontrolcü ile % 95.6'ya varan oranlarda titreşimler sönümlenebilmiştir.
Taşıt vites kutularındaki ısı transferinin matematiksel modellenmesi
Fosil enerji kaynaklarının giderek tükenmesi ve enerji arzında yaşanan güvenlik sorunları nedeniyle akaryakıt fiyatları sürekli olarak dalgalanmaktadır. Bununla birlikte artan çevre bilinci ve hükümetlerin egzoz emisyonlarıyla ilgili aldıkları ciddi önlemler neticesinde de tüketici cephesinde yakıt tüketiminin önemi artmıştır. Yeni regülasyonlar ve müşteri beklentileri otomotiv üreticilerini de daha düşük yakıt tüketimine sahip taşıtlar tasarlamaya teşvik etmektedir. Taşıt yakıt ekonomisi açısından önemli bir unsur olan aerodinamik dirençleri azaltmak için firmalar çok çeşitli tasarımlar ortaya koymaktadır. Bu noktada uygulanan gövde altı panelleri, vites kutuları etrafındaki hava akışını azaltmakta aynı zamanda artan motor güçleri ile soğutma ihtiyacı artmaktadır. Bu durum belirli bir seviyeye kadar yakıt tüketimi açısından faydalı sonuçlar verse de artan çalışma sıcaklıları kontrol altında tutulmadığında vites kutusunun mekanik ömrünü azaltabilen bir etki yapabilmektedir. Bu çalışmada hafif ticari bir aracın vites kutusu çalışma sıcaklıklarını, projenin ilk safhalarında hesaplayabilecek boyutsuz bir matematiksel modelin yaratılması hedeflenmiştir. Bu bağlamda modelin ihtiyaç duyabileceği teknik veriler için bazı araç seviyesi bilgisayar destekli akış analizleri yapılmış, üretici firmalardan gerekli teknik veriler toplanmış, model çıktıların desteklenmesi amacıyla tam boyutlu rüzgar tünelinde araç testleri yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucu oluşturulan matematiksel model sayesinde istenen test çevrimi, taşıt ve vites kutusu için zamana bağlı vites kutusu çalışma sıcaklıkları hesaplanabilmektedir. Bu sayede projenin bilgisayar destekli tasarım safhalarında vites kutusu sıcaklıkları tahmin edilebilmekte ve gerekli tasarım aksiyonları prototip - kalıp maliyetleri oluşmadan alınabilmektedir. Aynı zamanda motorla ilgili sağlanacak ek verilerle de vites kutusu sıcaklıklarının yakıt tüketimine yapacağı etkiler görülerek yakıt tüketimi ve termal sistemler ekipleri arasında fayda-zarar analizi yapılabilecektir.
Çok parçalı sac konstrüksiyonlarda kümülatif ölçü sapmalarının ölçme ve analizlere dayalı olarak belirlenmesi ve bir algoritma geliştirilmesi
Günümüzde herhangi bir endüstriyel ürünün ortaya çıkarılışında, tasarım, imalat, ölçme sistemleri ve kalite yönetimi süreçleri birbiriyle içi içe geçmiş olup sıkı bağlarla bağlanmış durumdadır. Bu bağlar zaman içinde daha da güçlenerek fonksiyonel hale gelmiş ve sağlanan gelişmeler son yıllarda ortaya çıkan Endüstri 4.0 devriminin de temelini oluşturmuştur. Sanayi kuruluşlarının söz konusu fonksiyonel bağları kurma ve veri tabanlarını güçlendirme yönündeki çabaları ne ölçüde amacına ulaşabilmiş ise, çağın gerisinde kalma tehlikesinden de o ölçüde uzaklaşmaları mümkündür. Bu bakış açısının baskın şekilde görüldüğü sektörlerden birisi de otomotiv olduğundan, tez çalışmasının uygulama alanı buradan seçilmiştir. Buna yönelik olarak, yapılacak çalışmalar için seçilen şasi grubunda, sac parçaların şartnamesi ile uyumlu tolerans ve istatistiksel tolerans analiz yöntemleri ile şekillendirme sonucu oluşan geri esnemeler ve kaynak sonrası distorsiyonlar ele alınmaktadır. Kaynak öncesi ve sonrasında ortaya çıkan tüm sapmalar ile parçaların tasarım kriterleri ve proses parametreleri hep birlikte değerlendirilerek bir yaklaşım metodu kurulmaktadır. Böylelikle ölçü ve biçim sapmalarının toplamının önceden tahmini hedeflenmiş bulunmaktadır. Kurulan yaklaşım metodu, analiz ve uygulamalardan gelecek yeni parametrik değerlerin yüklenmesi ile sürekli iyileştirilebilir bir zeminde akıllı sistemlere doğru terfi edebilecek yapıdadır. İşletme içinde de, seri imalattan alınacak sürekli geri beslemeler ile kurulan metodun sürdürülebilirliği ve aynı zamanda yeni grup ve parçalar açısından adaptasyonu sağlanabilecek durumdadır. Metodun, söz konusu çıkış noktasından hareketle; Endüstri 4.0 bağlamında diğer unsurlar ve yöntemler ile ilişkilendirilebileceği görülmektedir. Teknolojik ve finansal kısıtlamalardan dolayı, imalat proseslerinin uygulanışı esnasında nominal ölçüleri sağlamak mümkün olamamaktadır. Bu yüzden başarılı bir montaj için toleranslandırma çok büyük önem taşımaktadır. Kompleks parçalar ile montajlı gruplar için toleransları tasarım aşamasında belirlemek zor bir iştir. Çünkü, tasarım sırasında öngörülebilecek ve imalat sırasında realize edilebilecek olanları iyi belirleyebilmek; bilgiye olduğu kadar aynı zamanda tecrübeye de dayanmaktadır. Küçük ölçü ve biçim sapmaları kümülatif birikime uğrayarak, montaj sırasında ortaya çıkan son toleranslara uyulamamasına yol açabilmektedir. Bu tez çalışmasının yapılış amaçlarından başta geleni, gerek geometrik ve gerekse de kaynak prosesi tasarımları esnasında söz konusu son aşamayı önceden tahmin ederek tasarımcıya bir çıkış yolu bulmaktır. Günümüzde belirli yüzeyler için yaklaşım modelleri bulunsa da, montajda toleransı direkt olarak temsil eden bir matematiksel model henüz mevcut değildir. Tez çalışmasındaki uygulamalar için sac parçalar ele alındığı için sapmaları etkileyecek olan en büyük iki etken, şekillendirme sonrası geri esnemeler ile punta kaynağı sonrası distorsiyonlardır. Şekillendirme sonrası biçim sapmaları tarama yöntemi ile elde edilip bu veriye analiz yolu ile elde edilmiş kaynak distorsiyonları da eklenebilir. Bu safhada distorsiyonlar ile kaynak parametreleri arasında bulunacak matematiksel bağıntı kullanılacak olup bu parametre sınırları belirli testlerle tespit edilmiş bulunacaktır. Tez çalışmalarının ikinci kolu, hiçbir düzeltme çabasına girmeden, montajı oluşturan parçaların imalattan çıkan sapmalarını olduğu gibi kabul edip bunların optimum toplam sapmayı sağlayabilecek şekilde kendi aralarındaki eşlenmelerini sağlamaya dayanmaktadır. Dolayısıyla, parçaların ölçümlerinden elde edilecek tekil sapma dataları kullanarak bileşik (kümülatif) toleransı optimize edebilecek bir yazılım hazırlanmış bulunmaktadır. Bunu sağlayacak şekilde oluşturulan yazılım, tekil parçaları İstatistiksel Tolerans Analiz Yöntemlerine göre eşlendirmekte ve kaynak öncesinde montaja hazır gruplamalar ortaya çıkmaktadır. Tez çalışmalarının sonunda ortaya konan sistemin mekanizasyonu tasarlanıp prototipi de imal edilerek çalışır duruma getirilmiştir. Bu sistemin patent başvurusu yapılmış bulunmaktadır. Sonuç olarak, yapılan tez çalışması toleransları, geometrik ölçü ve biçim ile kaynak proses parametrelerini usulüne ve standartlarına uygun bir şekilde bütünleşik halde tasarlamayı sağlayacaktır. Bununla da kalmayıp, elde mevcut olan imalatın kalite realitesinden hareketle, mevcut tekil toleranslardan grupsal optimum bileşik toleransa geçebilmeyi de mümkün kılmaktadır. Yukarıda da belirtildiği gibi, teklif edilen bu sistemlerin doktora sonrasında sürdürülecek çalışmalar ile akıllı hale getirilmesiyle, ülkemiz imalat sanayisinin Endüstri 4.0 devrimini yakalaması yolunda yardımcı olması amaçlanmaktadır. Anahtar Kelimeler: Birleşik (kümülatif) tolerans, İstatistiksel Tolerans Analiz yöntemleri, punta kaynağı ve parametreleri, eşleme
Manyeto-reolojik sönümleyici ile demiryolu köprü titreşimlerinin kontrolü
Bu tez çalışmasında, parametreleri bilinen gerçek bir demiryolu köprüsünün hareketli yük altında titreşimleri analiz edilmiş ve bu titreşimler bulanık mantık kontrol algoritması tabanlı çalışan Manyeto‐Reolojik (MR) sönümleyici ile bastırılmıştır. Çalışmada parametreleri bilinen, tek kirişli (single‐span) gerçek bir demiryolu köprüsü seçilmiş ve buna ait yapısal parametreler kullanılmıştır. Dinamik titreşim analizlerini gerçekleştirmek için köprü, Euler‐Bernoulli kiriş teorisi kullanılarak basit mesnetli, homojen ve enine kesitli olarak modellenmiştir. Sürekli bir sistem olarak matematik modeli oluşturulan köprü Petrov‐Galerkin yöntemiyle ayrıklaştırılmıştır. Köprünün uçlarına simetrik ve çapraz pozisyonda iki adet MR sönümleyici yerleştirildiği düşünülerek titreşimlerin bastırılması hedeflenmiştir. MR sönümleyiciler ise bulanık mantıklı kontrol algoritması yardımıyla simülasyon ortamında kontrol edilmiştir. Köprü titreşimleri, taşıtın farklı hız ve yükleri için çeşitli senaryolarda analiz edilmiştir. Yapılan bu analizler sonucunda hareketli yüke maruz kalan köprü üzerinde yer değiştirme, hız ve ivme değerleri kontrolörlü ve kontrolörsüz olarak hem zaman hem de frekans alanında incelenmiştir. Her iki alanda elde edilen cevaplar, uygulanan yarı aktif kontrolün performansını ortaya koymuştur.
Klima ısı değiştirici manifoldunun iyileştirilmesi
Bu tez kapsamında, bir split klima ünitesinin dış ünite ısı değiştiricisine ait manifolt iyileştirmesi çalışılmıştır. İyileştirmenin amacı, split klimanın mevcut tasarımının kapasitesini sabit tutarak, daha az malzeme kullanacak yeni bir tasarım gerçekleştirmektir. Tasarım sonucu deney numuneleri hazırlanmıştır. Mevcut tasarım ve yeni tasarım manifoldların kullanıldığı split klima deney numunelerine, TS14511 standardına uygun ısıtma ve soğutma kapasitesi testleri yapılmıştır. Test sonuçları matematiksel model ve istatistik araçları da kullanılarak doğrulanmıştır.
Plastik enjeksiyon kalıplarının onarım kaynağında tungsten elektrot ile koruyucu gaz altı kaynağı ve lazer kaynak parametreleri ve etkileri
Otomotiv ve beyaz eşya başta olmak üzere pek çok sektöre seri imalat ile ürün temini sağlayan plastik enjeksiyon parça üreticileri, sürekli gelişen teknoloji ile birlikte zorlu rekabet koşullarında varlıklarını devam ettirmek zorundadırlar. Bunu sağlayabilmenin en önemli ayaklarından biride maliyet, dolayısı ile kaynakların verimli kullanılmasıdır. Bu sebeple plastik enjeksiyon kalıplarında aşınma, kırılma vb. nedenlerle ortaya çıkan problemlerde hasar meydana gelen kalıp parçasının yenilenmesi yerine onarım kaynağı ile tamir edilmesi zaman, işçilik, maliyet ve hammadde kazanımı bakımından son derece önem kazanmaktadır. Bu çalışmada önce onarım işlemlerinde kullanılan TIG ve lazer kaynak yöntemleri hakkında bilgiler verilmiştir. Deneysel çalışmada ise DIN 1.2738 (EN:40CrMnNiMo8-6-4) plastik enjeksiyon kalıp çeliğinden hazırlanan numunlere TIG ve lazer kaynakları farklı parametreler seçilerek uygulanmış ve ortaya çıkan sonuçlar ITAB genişliği ve Vickers sertliği yönünden değerlendirilmiştir.
Binalarda ısıtma ve soğutma sistemlerinde enerji verimliliği ve uygulamaları
Teknolojinin sürekli olarak gelişmesi ve artan dünya nüfusu, beraberinde yoğun bir enerji kullanımı getirmiştir. Gelişmiş ülkelerde kişi başına düşen enerji kullanımı gelişmekte olan ülkelere göre daha yüksektir. Daha doğrusu bir ülkede kişi başına kullanılan enerji miktarının büyüklüğü o ülkenin gelişmişlik durumuyla ilgilidir. Dünya üzerinde bulunan fosil kaynakların (doğalgaz, kömür, petrol vb.) sınırlı olduğu göz önüne alındığında enerji verimliliğinin öneminin büyük olduğu anlaşılmaktadır. Düzgün yapılan enerji verimliliği çalışmaları ile ülke bazında hem maddi yönden büyük bir tasarruf sağlanır hem küresel ısınmaya ve hava kirliliğine neden olan sera gazı emisyonu önemli ölçüde azaltılmış olur. Binalarda ve endüstride ısıtma ve soğutma amacıyla kullanılan enerji miktarı oldukça yüksektir. Bu sebeple iyi bir enerji verimliliği analizine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada santrifüj pompa-vana kombinasyonunda yapılan enerji verimliliği ve bunun için yapılan uygulamalar araştırılmış ve analiz edilmiştir. Isıtma-soğutma sistemlerinde enerji verimliliği analizi için en önemli cihazlar pompa- vana kombinasyonudur. Pompa sisteme gerekli debiyi ve DP'yi sağlar. Hat üzerindeki vanalar ise akışkan debisini ve DP'yi ayarlar. Dolaysıyla pompalar ve vanalar enerji verimliliğinin anahtar enstrümanlarıdır. Bu çalışmada öncelikle enerji verimliliği, Türkiye-Dünya enerji durumu ve enerji verimliliğiyle ilgili standartlar ile yasalar ele alınmıştır. Bunların yanında pompalarla aynı sistem içinde yer alan balans vanaları, motorlu vanalar, frekans konvertörleri ve elektrik motorları gibi ekipmanların verimliliğiyle ilgili araştırmalar yapılmıştır. Buna ek olarak santrifüj pompaların verimli çalışması için alınması gereken bir dizi önlem irdelenmiştir. Ayrıca bu tezde aynı enerji talebine sahip ve aynı şartlar altında çalışan bir binanın ısıtma- soğutma sisteminde kullanılan bir santrifüj pompa, sırasıyla sabit debili, sabit DP'li ve oransal kontrollü olarak çalıştırılmıştır. Santrifüj pompanın sabit DP'li ve oransal kontrollü olarak çalıştırılabilmesi için frekans konvertörü kullanılmıştır. Deney sonucunda 3 farklı pompa kontrol grubunda (sabit debili, sabit DP'li ve oransal kontrollü) harcanan elektrik enerjisi miktarlarının sayısal değerleri ayrı ayrı bulunmuş, bulunan bu değerler enerji verimliliği yönünden incelenmiştir. Bunun sonucunda frekans konvertörünün sağladığı enerji tasarruf miktarlarının yüzdesel değerleri hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalara göre frekans konvertörlü ve oransal kontrole sahip pompa sabit debili pompadan %53.8, frekans konvertörlü ve sabit DP'li pompa ise sabit debili pompadan %20.86 daha az elektrik enerjisi tüketmektedir. Böylece frekans konvertörlü ve oransal kontrollü pompaların kısmi yükler altında çalışan pompalarda kullanılması gerektiği ortaya çıkmıştır.
Kren kirişlerinin hareketli yük altındaki dinamik davranışlarının incelenmesi
Hareketli yük problemi pek çok mühendislik alanını etkileyen önemli bir konudur ve krenlerde dinamik etkilere neden olmaktadır. Günümüzde, krenler daha yüksek hızlarla çalıştığından, kren tasarımında hareketli yükten kaynaklanan dinamik etkilerin çok iyi incelenmesi ve analiz edilmesi gerekir. Bu nedenle, bu çalışmada hareketli yüke maruz kren kirişlerinin dinamik davranışları incelenmiştir. Bu amaçla, kren ana kirişini temsil eden basit mesnetli, homojen, izotropik bir Euler-Bernoulli tipi kiriş için hareketli yük problemi matematiksel olarak ifade edilmiş ve çözülmüştür. Hareketli yük kirişe tekil bir kuvvet şeklinde etki ettirilmiştir. Böylece, kren kirişleri için yer değiştirmeleri, eğilme momentini, kesme kuvvetlerini veren matematik modeller elde edilmiştir. Bu çalışmada, sönümlü durum için elde edilen matematik modeller literatürde önceki çalışmalardan sönümsüz durum için elde edilen matematik modeller ile karşılaştırılmıştır. Ardından, Matlab programında algoritmalar oluşturulmuş ve çeşitli çalışma senaryoları için benzetim çalışmaları yapılmıştır. Senaryolar, farklı hızlar ve farklı kütle oranları için belirlenmiş ve her senaryo için kirişte sönümlü ve sönümsüz durumda oluşan yer değiştirmeler, eğilme momenti, kesme kuvveti grafikler ve tablolar halinde verilerek değerlendirilmiştir. Ayrıca, sönümlü ve sönümsüz durumdaki matematik modellerden elde edilen sonuçlarda karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonuçları, yüksek hızlarda çalışan krenler için statik hesapların yetersiz kaldığını göstermektedir. Krenlerde, hareketli yükten kaynaklanan dinamik etkilerin çalışma senaryolarına göre analiz edilmesi ve tasarımın buna göre yapılması uygun olacaktır.
3 eksen kartezyen robotlarda konstrüktif iyileştirmeler
Bir makine tasarımcısının hedefi, amaçlanan işi yapacak olan sistemi gerekli mekanik parçaları bir araya getirerek en optimum şekilde yapmaktır. Bu yolda sistemin sınır değerlerinin doğru belirlenmesi, hedefe ulaşılma yüzdesini doğrudan etkileyen bir faktördür. Bu tez çalışması; pazar ihtiyaçları, mevcut robotların incelenmesi, ülke sanayi şartları, mekanik sistem optimizasyonu, alt sistemlerin ve komponentlerin hesaplamaları, Bilgisayar destekli analiz ile komponent optimizasyonu gibi konuları ele alarak, optimum şartlarda bir 3 eksen kartezyen tasarımı sunmaktadır. Son kullanıcıdan alınan geri bildirimler ve yapılan gerekli testlerle tasarım son halini almış ve en optimum seviyeye getirilmiştir.
Sonlu elemanlar yöntemi ile 1.2 MW''lık rüzgar türbini kanadının aerodinamik ve malzeme optimizasyonu
Rüzgâr türbinlerinin kullanımının daha da artırılması için fayda/maliyet oranının yükseltilmesi gerekmektedir, bu terimin rüzgâr türbinleri için karşılığı TL/kwh olarak adlandırılan enerji maliyetidir. Enerji maliyeti, rüzgâr türbininin ürettiği elektrik miktarının, rüzgâr türbini imal edilirken ki maliyetine oranıdır. Bu değerin artırılması rüzgâr türbini kullanımının daha da artmasına neden olacaktır. Kanadın ağırlığı ile doğrudan ilişkili olan malzeme ve montaj maliyetleri, türbin maliyetinin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Ülkemizin rüzgâr koşullarına uygun olarak aerodinamik açıdan optimize edilmiş rüzgâr türbini kanadı tasarlamak, bu kanadın ülkemizdeki rüzgâr koşullarında diğer ithal türbinlere göre daha fazla enerji üretimi yapabilmesi sağlayacaktır. Bu çalışma koşulları altında, benzer çıkış gücüne sahip olduğu belirtilen rüzgâr türbini kanatlarına göre daha hafif olması için malzeme açısından optimize edilmesi ve ağırlığı azaltılması enerji maliyetini düşürerek kullanım oranının daha da artmasını sağlayacaktır. Bu proje benzer ölçekte ki ithal rüzgâr türbinleriyle kıyaslandığında ülkemiz rüzgâr koşullarında daha fazla enerji üretecek aerodinamik açıdan optimize ve benzer ölçekteki rüzgâr türbinlerinden daha hafif olacak şekilde ağırlık açısından da optimize edilmiş 1.2 MW yatay eksen rüzgâr türbini kanadının tasarlanması ve prototip imalatıdır. Benzer ölçekteki ithal rüzgâr türbinleri, üretildiği ülkelerdeki rüzgâr koşulları baz alınarak tasarlandığı için, ülkemizde düşük oranda enerji üretimi yapmaktalar, bu sebeple tasarlanan kanat ülkemizdeki rüzgâr koşulları baz alınarak, düşük rüzgâr hızlarında dahi enerji üretimi yapabilmelidir. Proje sonucunda ülkemizdeki rüzgâr koşullarında yüksek enerji verimliliğine sahip olacak rüzgâr türbini kanadı tasarlanmıştır. Aynı zamanda benzer güçteki rüzgâr türbinlerine oranla daha hafif ve mukavemet açısından da sorunsuz rüzgâr türbini kanadı elde edilmiştir.
Kanatlı borulu ısı değiştiricileri hava tarafında ıslak yüzeyde ısı transferinin incelenmesi
Kanatlı borulu ısı değiştiriciler hava soğutma ve iklimlendirme sistemlerinde yoğun olarak kullanılırlar. Isı değiştirici yüzey sıcaklığı havanın çiğ noktası sıcaklığının altında olduğunda, hava içindeki su buharı yüzeyler üzerinde yoğuşmaya başlar. Bu durumda eşzamanlı ısı ve kütle geçişi söz konusu olur. Bu tez çalışmasında yukarıda sözü edilen durumda ısı geçişi deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde farklı devre ve sıra sayılarına sahip üç adet soğutucu batarya kullanılmıştır. Yoğuşma şartları altında kanatlı borulu ısı değiştiricinin hava tarafındaki hava giriş şartlarının, boru sıra sayısının ve devre sayısının ısı ve kütle geçişi karakteristikleri üzerine etkileri ile yoğuşan su kütlesinin zamanla değişimi incelenmiştir.
Ticari araçlarda egzoz gazının soğutulması için yeni bir tasarım
İnsan ve yük taşıma amaçlı araçlarda termal sistemlerin yönetimi, güvenlik ve standartlar açısından büyük önem taşır. Termal sistemlerin başında ısı kaynakları, bu ısı kaynaklarından yayılan ısının ve atık gazların yönetimi yer alır. Temel olarak hava ve yakıt bileşenlerinin motora içeresinde yakılıp ortaya çıkan ısı enerjisinin faydalı işe çevrilmesi sürecinde enerji çeşitli yollar ile motordan aktarılır ve alınır. Bu ısıl enerjini bir kısmı mekanik enerjiye çevrilir, bir kısmı motor çeperlerinden, bir kısmı soğutucu akışkanla alınır ve geri kalan kısmı da egzoz gazı olarak atmosfere atılır. Egzoz gazının sıcaklığı ve debisi aracın kullanım koşullarına, performansına, emisyon değerlerine, standartlarına ve enerji kullanım stratejilerin göre değişir. Temel ve kritik olarak üç farklı durum göz önüne alınabilir bunlar; maksimum güç, maksimum tork ve idle'dır. Bu durumlarda standart emisyon değerlerini tutturmak için farklı uygulamalar gerçekleştirilir. Ana yanma öncesi ve sonrası ateşlemeler, egzoz gazının tekrar sisteme geri alınıp soğutulduktan sonra temiz hava ile birlikte yanma odasına gönderilip tekrar yakılması, egzoz gazındaki partikülleri tutan DPF sisteminde biriken partiküllerin yakılması için yüksek sıcaklıklara çıkarılması gibi çeşitli işlemlerin yanında emisyon değerlerini düşürmek için çeşitli katalistler kullanılır. Bu durumların hepsi egzoz gaz sıcaklığını etkiler veya kimyasal tepkimenin verimli olması için motordan çıkan egzoz gaz sıcaklığı yükseltilir. Kamyonlarda egzoz gazlarının atmosfere atılma sıcaklıkları 500°C ve üstünde seyretmektedir. Bu yüksek sıcaklıktaki gaz; araçta ısıya hassas ve fonksiyonlarını yitirdiklerinde güvenlik riski taşıyan, aracın fonksiyonel olarak çalışmasını sağlayan parçalara zarar verebilmektedir. Bunun dışında araç çevresindeki insanlara ve diğer canlılara zarar verme riskiyle beraber, egzoz çıkışı çevresinde ot gibi tutuşma süresi ve sıcaklığı düşük maddelerin tutuşmasına ve alev almasına sebep olabilmektedir. Bu nedenle, egzoz sıcaklığının düşürülmesi kritik önem arz etmektedir. Bunun için yapılabilecek olanlar, ısı kaynağına müdahale etmek yanma sonucu çıkan ısıyı düşürmek, motorun çeperlerinden atılan ısıyı artırarak atılan egzoz gaz sıcaklığını düşürmek. Bu iki madde gerçekleştirilirse egzoz gazının atmosfere atılma sıcaklığı düşer fakat bununla beraber yanma performansı düşer, araçtan istenilen performans elde edilemez. Bu nedenden ilk durumun gerçekleştirilmesi uygun değildir. İkinci durumda ise eğer olması gereken değerin çok üstünde bir ısı çeperlerden atılırsa, yanma odasının sıcaklığı yanma için uygun sıcaklıklarının altına düşer ve bu yanma verimini direkt olarak etkiler, bunun yanında motor malzemeleri üzerindeki gerilme yüksek miktarda artarak, motor bloklarında ve pistonlarında ömrün azalmasına sebep olur. Bununla beraber iki madde içinde, yanma sonucu düşük sıcaklıkta egzoz gazı; emisyon değerlerinin sağlanması için tasarlanmış katalizörlerde sıcaklığın düşük olmasına sebep olur bundan ötürü kimyasal tepkimelerin verimli gerçekleşmemesine ve emisyon değerlerinin sağlanamamasına veya katalizör boyutlarının büyütülüp ek maliyet getirmesine sebep olur. Sayılan tüm bu nedenlerden dolayı, egzoz gazının sıcaklığının düşürülmesi gerekilen bölge motor ve yanma odasından ve emisyon işlemlerinin yapıldığı katalizör ve ayrıştırıcılardan sonra, egzoz gazı hemen atmosfere atılmadan önce yapılmalıdır. Bu şekilde araç performansına ve emisyona negatif bir etki yerine pozitif etki yaratılır. Bu çalışmada egzoz gazının atmosfere atılmadan hemen öncesinde yeni bir soğutucu sistem tasarımı yapılmıştır. Bu soğutucu tasarımdaki öncelikli hedefler, aktif enerji kullanmadan çalışabiliyor olması yani pasif ortamda var olan enerjinin kullanılması ve dolayısıyla araç işletim ve bakım masraflarına ek yapmamasıdır. Soğutucu tasarımın üzerinde haraketli parçalar olmaması, bu da yine enerji tüketimimi olmaması açısından parça ömrünün daha uzun olması ve bakım gerektirmemesi açısında önemlidir. Bu sebeplerden dolayı endüstride katı partikülleri taşımak için geniş alanda kullanılan ve ayrıca sıvı akışkanları taşımak ve sürüklemek için kullanılan jet pompası, kamyonlar ve egzoz sisteminde bir soğutucu sistem olarak tasarlanarak, geliştirilmiştir. Jet pompasının performansını etkileyen faktörler araştırılmıştır ve bunun yanında sıcaklıkla ilgili performans değerleri bu çalışma içerisinde geliştirilmiştir. Jet pompası performansı basınç düşüşü ve sürükleyebildiği akışkan değerlerinin fonksiyonu ile hesaplanır. Buna ek olarak daha önce çalışılmamış, sıcaklık düşüşü performansı bunlara eklenerek geliştirilmiştir. Jet pompası tasarımı için literatürde çeşitli analitik formülasyonlar mevcuttur. Bunlar detaylı şekilde incelenmiştir ve bu formülasyonların jet pompasının geometrik etkilerini tam olarak içermemesi, standart ampirik verilerin kullanılması, simetrik olmayan akışın etkisinin katılamaması ve akışa üç eksende üniform olmayan şekilde etkiyen unsurların eksikliğinden dolayı, gelişmiş çözüm mekanizması olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği programı kullanılarak parametreler incelenmiştir. Optimum geometri istenilen koşullar altında sağlanmıştır ve jet pompası tasarım prosedürü oluşturulmuştur. Çalışma içerisinde termodinamik olarak minimum teorik sıcaklık düşüş değerleri hesaplanmıştır. Bu değerlere had çalışmalarıyla uygun parametrelerle kısıtlar altında yaklaşılmıştır. HAD çalışmalarında k-e Realizable model ile çalışmalar yapılmış buna ek olarak LES ile karşılaştırılması yapılmıştır. Sonuç olarak en uygun geometrili jet pompası tasarımı üretilmiştir. Bu prototiple beraber testler gerçekleştirilmiştir. Test sonuçları ve yapılan hesaplamaların iyi bir şekilde uyuştuğu ortaya konmuştur. HAD ve test çalışmalarıyla tüm araç çalışma koşulları için geçerli olan, teorik olarak mümkün olan en yüksek verimli, en kısa mesafede en düşük sıcaklığa homojen şekilde düşürülebilen jet pompası tasarımı gerçekleştirilmiştir.
Mini insansız hava araçlarında kullanılan motorların performanslarının incelenmesi ve optimizasyonu.
İlk olarak 19. yüz yılda balon olarak kullanılmaya başlayan insansız hava aracı (İHA), günümüzde önemli bir yere sahip olan teknolojisinin kullanım alanları incelendiğinde sağladığı avantajların göz ardı edilemeyecek derecede büyük olduğu görülmektedir. Özellikle 1990'lı yıllardan sonra teknoloji alanındaki yüksek ivmeli gelişmeler, ülkelerin, askeri stratejilerini tekrar gözden geçirmelerine neden olmuştur. Gün geçtikçe ağır sanayi ürünlerinin yerini daha hafif, hızlı ve daha etkili araçlar almaya başlamıştır. Bu gelişmelerden birisi de özellikle istihbarat amaçlı yürütülen uzay çalışmaları ve insansız hava araçlarıdır. İnsansız hava araçları insan bünyesinin dayanamayacağı görevleri yapabilecek kapasiteye ulaşmıştır. Bu görevlerin icrası tasarlanan aracın karakteristiğine ve performansına bağlıdır. Bir insansız hava aracının göreve yönelik performansı birçok değişkene bağlıdır. Tasarım aşamasında aracın yapacağı görev göz önünde bulundurulmalı ve aracın tüm parçaları buna göre optimize edilmelidir. Bu bağlamda aracın parçaları arasında en kritik parça motordur. Aracın motorunun seçimi veya tasarlanması aşamasında motorun kriterlerinin ve performansının çok iyi incelenmesi bir şarttır. Bu çalışmada model bir İHA ile mevcut İHA'lar ve motorlarının itki, ağırlık, hız, kanat açıklığı ve havada kalış süresi gibi değerler göz önüne alınarak performans incelemesinde bulunulmuştur. Özellikle son dönemlerde ilgi odağı olmaya başlayan mikro jet motorlarının diğer insansız hava araç motorlarıyla performans kıyaslaması yapılmıştır. Bu çalışmada ayrıca model İHA'nın motor performansının incelemesinin devamında ise model İHA'da kullanımı amaçlanmış bir radyal akışlı mikro jet motor türbininin kanatlarının ısıya karşı gösterdikleri davranışları COMSOL bilgisayar analiz programıyla incelenmiştir. Sıcaklık değişiminin kanat üzerindeki etkilerini incelemek için, İHA'nın 7 farklı uçuş gerçek şartları göz önünde bulundurularak üç ayrı ısı taşınım katsayısı hesaplanmıştır. Türbin dış yüzeyi, türbin dış ve yan yüzeyi, türbin dış ve yan yüzey ile merkez kısmı için hesaplanan ısı transfer katsayısı sisteme tanımlanarak kanat üzerindeki sıcaklık analizi yapılmış ve değerlendirmelerde bulunulmuştur. İHA hızı ve yüksekliği arttıkça h değeri artacağından soğuma etkisinin de arttığı gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: İHA, jet motoru, radyal akışlı mikro jet motoru türbini, COMSOL, ısı taşınım katsayısı YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Analyses and assessments of three renewable energy based integrated systems for multigeneration
The modern world depends on the fossil fuel consumption as a primary energy source, and this is especially obvious in all industrialized countries. Due to the resource depletion and non-sustainable resources, fossil fuels are not capable of compensating the growing energy needs. In addition, the easily extractable fossil fuels are facing an increase in their prices. It is worth mentioning that greenhouse gases (mainly CO2) have been accumulated in the atmosphere by burning fossil fuels. Therefore, recently scientific research and academic studies as well as energy policies have been focused to find a permanent solution for the environmental issues by utilizing from the non-polluting resources such as renewable energy and hydrogen. Furthermore, one other way to reduce the greenhouse gases emissions is to design the energy systems in a more effective manner by producing multiple useful commodities from the system. Therefore, one of the main goals of the thesis is to design three different types of renewable based energy systems which provide higher energy and exergy efficiencies by producing electricity, heating, cooling, hot domestic water and hydrogen outputs, as useful outputs. One of the most important enviromental issues related to the using geothermal operating fluids to generate electricity is non-condensable gases (NCG) emissions. Hydrogen sulfide (H2S), which is one of these gases, has many adverse effects on the environment and human body. Therefore, another objective of the present study is to reduce the hydrogen sulfide emissions in the geothermal power plants. For this purpose, an AMIS (AMIS® - acronym for "Abatement of Mercury and Hydrogen Sulfide" in Italian language) unit and an electrolyzer system are integrated to the presently developed systems. In this way, not only the negative effects of hydrogen sulfide are reduced, but also hydrogen is generated as a clean fuel which has a vast potential to replace fossil fuels. To accomplish the specific objectives and evaluate the newly developed systems and their performance both energetically and exergetically, a detailed thermodynamic analysis is performed by using Engineering Equation Solver (EES) software. The results show that overall energy and exergy efficiencies for the studied systems becomes 67.95% and 60.94%, respectively. In addition, hydrogen sulfide emissions are reduced by 738.8 g/s, while the inlet mass flow rate of geothermal fluid is 60 kg/s. Also 6.234 MW additional power can be produced through hydrogen fuel from the geothermal power plants.
Sistem parametrelerinin hidrokarbon soğutucu akışkanlı ısı pompalı sistemin yoğuşma performansı üzerine etkisi
Son yıllarda küresel ısınma kritik seviyelere ulaştığı için bazı soğutucu akışkanların kullanımı sınırlandırılmıştır. Avrupa Birliği F-Gaz Yönetmeliği ile küresel ısınma potansiyeli (GWP) 150' den büyük olan soğutkanların kullanımlarına ilişkin kota getirilmiştir. Kullanımı sınırlandırılan soğutkanlardan hidroflorokarbonlar (HFC) ısı pompalı sistemlerde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu soğutkanların çevresel etkileri göz önüne alındığında F-gaz yönetmeliğine uyum sağlamak için uzun vadeli alternatifler aramak oldukça önemlidir. Hidrokarbonlu (HC) soğutkanlar ısı pompalı uygulamalar için uygun alternatifler arasında gösterilmektedir. HC soğutkanlardan R290 sıfır ODP ve düşük GWP sebebiyle mevcut HFC sistemleri için uygun potansiyel bir soğutucu akışkandır. Isı pompası sistemlerinde, buharlaştırıcıdan geçen havanın yoğuşmasında etkili olan birçok sistem bileşeni vardır. Bu bileşenlerin farklı tasarım durumlarında yoğuşma performansını ve yoğuşma verimini nasıl etkilediğini bilmek oldukça önemlidir. Bu çalışmada, R290 hidrokarbon soğutucu akışkanlı ısı pompalı sistemde kılcal boru boyu, soğutucu akışkan şarj miktarı, hava debisi ve buharlaştırıcı boru sayısı gibi farklı parametrelerin yoğuşma performansı ve yoğuşma verimi üzerine etkisi deney tasarımı yaklaşımı ile incelenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar teorik analizlerle karşılaştırılmıştır. Deneysel verilerden hareketle bir regresyon model oluşturulmuştur. Bu modelde, yoğuşma performansı üzerinde ikili ve üçlü etkileşim kombinasyonlarının, tekli ve dörtlü kombinasyonlara göre daha etkin olduğu tespit edilmiştir.
İmalat tesislerinde yangın tesisatlarının tasarım ve uygulama hatalarından kaynaklanan risklerin analizi
Yangın ölüm yaralanma ve büyük maddi kayıplara neden olan bir afettir. Yangın riskleri çok çeşitli olup bu risklerin bir kısmı yangın tesisatlarından kaynaklanmaktadır. İmalat tesislerindeki eski yangın tesisatları için, standartlara dayanan detaylı ancak geleneksel check-list şeklindeki yangın risk analizleri gerçekçi olmayan sonuçlar ortaya çıkarabilir. Bu sebeple, yeni ve daha bütüncül yaklaşımların da uygulanması gerekmektedir. Bu tez, Türkiye'de imalat tesisleri için "Yangın Güvenliği Risk Sıralama Sistemi" şeklinde bir risk analiz yöntemi önermeyi amaçlamaktadır. Bir yangın güvenliği risk sıralama sisteminin amacı mevcut binaların çeşitli yangın güvenliği özelliklerinin performansını değerlendirmek ve yangın risk seviyesini nicelleştirmektir. Bu amaçla 30 imalat tesisinde uygulama yapılmıştır. Uygulama yapılırken, risk skoru hesaplamada kullanılan yangın güvenlik kriterleri, ulusal ve uluslararası mevzuat ve standartlar dikkate alınarak oluşturulmuştur. Bu kriterler; yapı özellikleri, yangın güvenlik sistemleri ve yönetim sistemleri olmak üzere üç ana bölüme ayrılmıştır. Öncelikle, Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) yöntemi ile bu kriterlere ilişkin ağırlıklar belirlenmesi için 20 yıl ve üzeri tecrübesi bulunan yangın uzmanlarına anket uygulanmıştır. Aritmetik olarak hesaplanan her bir ağırlık, puanlanan risk skoru ile çarpılarak toplam risk skoru elde edilmiştir. Toplam risk skorundan elde edilen veriler ile tesislerdeki yangın güvenlik sıralaması skor çizelgesi oluşturulmuştur. Sonuçlara göre, uygulama yapılan 30 imalat tesisinde 100 tam puan alan 2 tesis bulunuyorken, 70 puanın altında kalan 18 tesis tespit edilmiştir. Bunlardan 2 tanesi 50 puanın altında çok düşük skorda kalırken, toplam 8 tesisin puanı 60'ın altındadır. Uygulama yapılan imalat tesislerinin %7'sinde yangın güvenlik önlemleri mevzuat ve standartlara uygun durumda olmasına karşın, yaklaşık %67'si kısmen ya da büyük çoğunlukla yangın güvenliği açısından yetersiz durumda olduğu tespit edilmiştir.
Termik santralin güneş destekli bir hibrit santrale dönüşümünün teknik analizi
Türkiye, özellikle son yıllarda, elektrik üretiminde yerli kömür ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını artırmayı hedef edinmiştir. Elektrik üretiminde kömürün daha fazla kullanılması çevreye zararlı olan emisyon gazlarının artışına neden olacaktır. Kömür kaynaklı bu problemlerin azaltılması için ise yenilenebilir enerji kaynakları kullanılabilir. Bu çalışmada, mevcut kömürlü bir termik santralin güneş destekli hibrit santrale dönüşümünün termodinamik ve ekonomik analizi yapılmıştır. Temel alınan santraller Yatağan ve Çan Termik Santralleridir. Çalışmada ilk olarak güneş alanının büyüklüğü optimize edilmiştir. Optimizasyon parametreleri olarak besleme suyu debisi ve modül sayısı alınmıştır. Optimizasyon yapılırken hibrit santralde güç artışının olmadığı, sadece yakıt tasarrufunun olduğu dikkate alınmıştır. Besleme suyu ön ısıtıcıları için çekilen ara buhar debisini sıfır yapacak güneş alanı değeri optimizasyonun sınır şartı seçilmiştir. Güneş destekli hibrit santral için tasarım şartları olarak kuzey yarım kürede en uzun günün yaşandığı tarih olan 21 Haziran, bu tarihte güneşin en yüksek noktada olduğu yerel saat olan 13.00, 900 W/m2 radyasyon değeri ve santralin %100 yük koşulları altında çalıştığı varsayımı kabul edilmiştir. Spesifik tarihler (21 Mart, 21 Haziran ve 21 Aralık), zaman, güneş radyasyon değeri, güneş alanı ve yük faktörü parametre olarak alınmıştır. Ele alınan parametrelere göre hibrit santralin enerji ve ekserji verimi ile özgül yakıt tüketimi hesaplanmış olup referans alınan santrallere göre değişimleri irdelenmiştir. Daha sonra %100, %75 ve %50 yük koşullarında ilk önce yıllık yakıt tasarrufu ve daha sonra yakıt tasarrufuna bağlı olarak yıllık karbondioksit emisyon azaltımı hesaplanmıştır. Son olarak ekonomik hesaplar için emisyon, güneş alanı ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Destekleme Mekanizması (YEKDEM) elektrik birim fiyatı parametre olarak alınarak yatırımların geri ödeme süreleri irdelenmiştir. Termodinamik analizler sonucunda, her iki santral için de güneş alanının yüksek basınç ön ısıtıcıların hepsine paralel olarak yerleştirilmesinin en uygulanabilir çözüm olduğu tespit edilmiştir. Güneş alanının yüksek basınç ön ısıtıcıların hepsine paralel olarak yerleştirildiği senaryolarda yıllık yakıt tasarrufu, Yatağan Termik Santrali için 16.513,3 t/yıl ve Çan Termik Santrali için 7.003,7 t/yıl değerini alarak en büyük değerine ulaşmıştır. Bu senaryolar için Yatağan Termik Santrali'nde %0,95'lik, Çan Termik Santrali'nde ise %0,61'lik yıllık yakıt tasarrufu ve yıllık emisyon azaltımı sağlanmıştır. Tasarım şartlarında, yıllık yakıt tasarrufunun en fazla olduğu senaryolar için termik verim Yatağan Termik Santrali'nde %8,9, Çan Termik Santrali'nde %7,2 düşüş göstermiştir. En iyi senaryolar için dahi güneş alanı birim fiyatının, Yatağan Termik Santrali için 138,9 €/m2'ye, Çan Termik Santrali için ise 127,1 €/m2'ye düşmesi durumunda yedi yıllık geri ödeme süresinin sağlanabileceği görülmüştür. YEKDEM elektrik birim fiyatı ise, Yatağan Termik Santrali için 0,24 €/kWh ve Çan Termik Santrali için 0,26 €/kWh olursa aynı şekilde yedi yıllık geri ödeme süresi sağlanabilir. Sonuç olarak, Türkiye'de uygulanacak bu hibrit sistemin finansal açıdan gelecek yıllarda çok daha ekonomik olabileceği görülmüştür.
Yeşil enerjinin ekonomik boyutunun incelenmesi
Günümüzde karşı karşıya kalınan birçok çevre sorunu sebebiyle, yenilenebilir enerji üzerine çevresel bir farkındalık oluşmaya başlamıştır. Bu çalışma, toplum için bu farkındalığa ek olarak; farklı bir bakış açısı kazandırmayı amaçlamaktadır. Yeşil enerji, yalnızca çevre sorunlarının çözümüyle ilişkilendirilip, ekonomik kazanımları göz ardı edilirse; sorunların çözümünde başarılı olunamaz. Çalışmanın birinci bölümünde yapılan girişin ardından; ikinci bölümde yenilenebilir enerji çeşitleri, bunların avantaj-dezavantajları ile Kyoto Protokolü ve diğer uluslararası anlaşmalardan bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde; Türkiye'nin genel enerji durumu, petrol ile gaz hatları verilmiş ve yenilenebilir enerji durumu ele alınmıştır. Dördüncü bölümde; enerji yatırımları ve ekonomik etkileri tartışılmış, enerji tüketimi ve büyüme arasındaki nedensellik ilişkisi irdelenmiştir. Beşinci bölümde; yenilenebilir enerjinin maliyet hesabının nasıl yapıldığı ve kaynakların birim enerji maliyeti karşılaştırmaları aktarılmıştır. Altıncı bölümde; yenilenebilir enerjinin çevreye bir zararı olup olmadığı araştırılmış ve üretimde kullanılan enerji kaynaklarının emisyon karşılaştırılmaları yapılmıştır. Yedinci ve son bölümde; elde edilen veriler yorumlanmış ve öneriler paylaşılmıştır.
Biyomalzemelerin araç kabin içi parçalar için kullanımı
Otomotiv endüstrisinde son yıllarda ağırlık hafifletme ve yenilenebilir malzeme kullanıma karşı olan talep hızla artmaktadır.Ağırlık hafifletme aynı zamanda araç için yakıt ekonomisi de sağlayacağından dolayı otomotiv endüstrisinde kabin içi parçalarda biomalzemenin kullanımı hergeçen gün artmaktedır. Otomotiv endüstrisinde ağırlıklı olarak keçe malzeme kullanılmaktadır. Ancak klimatik etkilerinden dolayı yoğuşan hava keçe bazlı malzemede koku problemi ve fonksiyon kaybına sebep olmaktadır. Bu duruma maruz kalan parça özelliğini kaybeder ve tekrar kullanılamaz. Bunu önlemek adına muadil olarak biomalzeme olan Kenaf malzeme ikinci malzeme alternatifi olarak değerlendirmeye alınacaktır. Kenaf malzemenin yapısı keçeye göre farklıdır bundan dolayı koku veya fonksiyon kaybı keçe malzemeye göre daha azdır. Bu tez de biomalzemelerin kabin içi parçalarda kullanılması mevcut durumda kullanılan malzemenin özelikleri ile karşılaştırmalı olarak incelenecektir. Referans olarak iki malzeme alınmıştır(keçe ve kenaf) ve bu iki malzemenin Mukavemet ve ses yutum özellikleri incelenip, ağırlık durumları karşılaştırılarak hangi malzemenin araç ömrü açısından kullanımının daha uygun olduğuna karar verilecektir.
Hibrit kompozit çubuklarda burkulma analizi
Bu çalışma, deprem etkileri altında burkulma riski yüksek kolonlarda epoksi esaslı fiber takviyeli polimer (FRP) kaplamaların taşıma kapasitesine etkisini sonlu elemanlar yöntemiyle incelemektedir. C30 beton çekirdek, dört adet S355 donatı ve altı tabakalı FRP kaplamadan oluşan kolonlar; 3 mm, 4 mm ve 5 mm donatı serilerinde modellenmiş, fiber yönelimi 0°–90° aralığında 15°'lik artışlarla değiştirilerek toplam 273 konfigürasyon analiz edilmiştir. Bu çalışma, FRP kaplamaların üç boyutlu kolon modelleriyle bütünleşik olarak incelenmesini sağlayan özgün bir modelleme stratejisi sunarak, literatürdeki klasik yüzey ve kabuk tabanlı uygulamaların ötesine geçmektedir. Kritik burkulma yükleri Static Structural–Eigenvalue Buckling çözümleriyle elde edilmiş ve tüm yüzdesel değişimler kompozit kaplamasız referans modellerle karşılaştırılmıştır. Ayrıca karbon, kevlar ve cam fiberli modeller üzerinde 2 mm deplasman kontrollü yükleme ile yapılan Force Reaction analizleri, FRP kaplamaların kolon rijitliği ve süneklik eğilimlerini belirgin biçimde değiştirdiğini göstermiştir. Sonuçlar, 0° fiber yöneliminde kapasite artışının 3 mm serisinde 3CCCCCC modeli için %172,2, 4 mm serisinde 4CCCCCC modeli için %160,7, 5 mm serisinde 5CCCCCC modeli için %145,8 seviyelerine ulaştığını göstermiştir. Tam karbon dizilimleri (CCCCCC) en yüksek dayanımı sağlarken, karbon ağırlıklı hibrit dizilimlerde (ör. ACACAC, CAGCAG, GCGCGC) %60–110 aralığında dengeli artışlar elde edilmiştir. Fiber açısı büyüdükçe kapasite azalmış ve 60°–75° aralığında karbon dizilimlerinde %5–7, hibritlerde %12–18, kevlar–cam tabanlı dizilimlerde %17–23 aralığında kayıplar ortaya çıkmıştır. Donatı çapının 3 mm'den 5 mm'ye çıkması ise genel rijitliği %8–12 artırmış ve maksimum kapasite 5CCCCCC modelinde 926,88 kN olarak elde edilmiştir. Sonuç olarak, karbon oranı yüksek ve fiber yönelimi 0°–30° aralığında olan FRP kaplamalar burkulma dayanımını en fazla artıran konfigürasyonlar olarak belirlenmiş; hibrit FRP sistemlerin deprem bölgelerinde kolon rijitliğini ve sünekliğini artırarak burkulma kaynaklı göçme riskini azaltan etkili bir güçlendirme yöntemi sunduğu gösterilmiştir.
Farklı uzunluklarda ara kanatçıkların çift girişli radyal vantilatörlerin performansına etkisi
Vantilatörlerde genel verimin artırılmasında etken parametreler çark çapı, kanat açıları, kanat eni ve kanat sayılarıdır. Enerjinin verimli kullanımı için vantilatörlerde çarklara ara kanatçıkların ilavesi alternatif çözüm olabilir. Ara kanatçıklar, optimum tasarım sağlamak ve en iyi çalışma bölgesini belirlemede etkendirler ve genelde kanat kanallarının geometrik ortasına, çark girişinden çıkışa veya çark çıkışından girişe doğru yönlendirilerek yerleştirilir. Ara kanatçıkların en önemli özelliği, akış ayrılması kontrolünün kolay olmasıdır. Sınır tabaka ayrılması, akış yönünde kalınlığı artan tabakanın, dıştaki akış nedeniyle statik basınç yüklemesi yaptığı akış bölgesinde meydana gelir. Bu bölgede, sınır tabakası cidardan ayrılır ve uzaklaşır. Durgun akış bölgesindeki basınç, sürtünme direncinden daha fazla olduğundan, sınır tabakadaki ayrılma, toplam akış direncinin artmasına neden olur. Ara kanatçıklar ile ayrılma kayıpları azalacağından kanat yüzeylerine gelen yükler azalacaktır. Dolayısıyla kanatta birim alana gelen yükü düşürmek için en iyi çözüm, mevcut yüzeylere ek yeni yüzeyler oluşturmaktır. Büyük debili vantilatörlerin kaplayacağı alan büyük olacağından daha küçük alanda aynı debiye ulaşmak için daha küçük alan kaplayacak çift girişli radyal vantilatörlerin tasarımı öngörülür. Buradan hareketle yapılan bu çalışmada çift girişli radyal vantilatör çarkına eklenen 3 farklı uzunluktaki ara kanatçıkların vantilatör karakteristiklerine etkisi araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Çift Girişli radyal vantilatör, Çark, Ara kanatçık, Kanat sayısı, Kanat uzunluğu, Vantilatör karakteristikleri, HAD analizi
Gizli ısı depolama sistemlerinde erime ve katılaşma proseslerinin farklı geometrilerde incelenmesi
İspanya'da 2011'den ve Arizona'da 2013'ten beri kurulan güneş enerjisi santrallerinde eriyik tuzlu ısıl enerji depolama sistemleri vardır. Eriyik tuzda depolanan enerji, ısı eşanjörleri vasıtasıyla suya aktarılmakta ve buhar türbinlerinin ihtiyaç duyduğu buhar üretilmektedir. Bu sistem sayesinde santraller hava karardığında bile elektrik enerjisi üretebilmektedir. Isıl boşaltım denilen bu süreçte her faz değiştiren malzeme gibi eriyik tuz katılaşmakta böylece doğal taşınım yerine sadece ısı iletimi ön plana çıkmaktadır. Faz değiştiren malzemelerin (FDM) katılaşması üzerine yapılan deneysel çalışmalar gövde tek borulu gizli ısı depolama ünitesinde çoğunlukla parafin gibi erime noktası 80ºC'nin altındaki malzemeler üzerinde yoğunlaşmaktadır. Bu çalışmada, altı farklı üç boyutlu geometriye sahip gizli ısı termal enerji depolama sistemindeki (GITED) solar tuzun FDM olarak performansı, ANSYS FLUENT kullanılarak test edilmiştir. Birinci örnek, gövde tek borulu GITED'in (eş eksenli iki borulu) performansı için test edilmiştir. İkinci örnekte gövde iki borulu GITED'in performansı test edilmiştir. Üçüncü örnekte üçgen gövde üç borulu GITED eğimli yüzeylerin etkisini araştırmak amacıyla analiz edilmiştir. Dördüncü örnek olarak, ikizkenar yamuk(trapez) gövdenin altı borulu durumu performans bakımından test edilmiştir. Daha sonra, aynı sayıdaki boruya sahip trapez ters çevrilip test edilmiştir. Altıncı örnek olarak da solar tuzla dolu eşkenar altıgen gövdenin yedi boruludaki performansı test edilmiştir. Yedinci örnekte, parafinle dolu kanatçıklı iki boyutlu tripleks GITED'deki erime incelenmiştir. Son olarak ilk altı örnekteki üç boyutlu GITED'lere solar tuz yerine Hitec tuzu kullanılmış ve bu iki FDM arasındaki performans farkı çıkış suyu sıcaklığına ve FDM'nin sıvı-kütle kesrine göre incelenmiştir
Farklı titanyum alaşımlarının tel ark katmanlı imalat yöntemiyle üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Katmanlı imalat, geleneksel imalat yöntemlerine alternatif olarak geliştirilmiş üç boyutlu (3D) yazıcı teknolojisi olarak da adlandırılan yenilikçi bir imalat yöntemidir. Tel hammaddenin kullanıldığı Tel ark katmanlı imalat (TAKİ) yöntemi yüksek birikim oranları, net şekle yakın imalat ve ucuz kurulum maliyetleri ile önemli araştırma konusu olmuştur. Bu çalışmada düşük yoğunluğu ve yüksek mukavemeti sebebiyle havacılık endüstrisi ve biyomedikal sanayi alanlarında önemli kullanım alanlarına sahip titanyum alaşımları çalışılmıştır. Saf titanyum (Gr2), Ti6Al4V (Gr5) ve Ti15V3Cr3Al3Sn olarak üç farklı tip (α, α+β ve β) titanyum alaşımı Plazma tel ark katmanlı imalat (PTAKİ) yöntemi ile üretilerek mikroyapıları ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Büyük parçaların imal edilebildiği tel beslemeli katmanlı imalat yöntemlerinde birikimin yapıldığı altlık, tasarım aşamasında elde edilmesi planlanan model ile beraber düşünülmektedir. Altlığın katmanlı imalat bölgesi ile kullanımının araştırılması için saf titanyum (Gr2) ve Ti6Al4V (Gr5) alaşımlarında altlık ve katmanlı imalat geçiş bölgeleri mekanik özellikleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Ti15V3Cr3Al3Sn alaşımı için PTAKİ imalat yönteminin uygulanabilirliği ile imalat sonrası ısıl işlem etkileri araştırılmıştır. PTAKİ yöntemi ile saf titanyum (Gr2) imalatında çekme dayanımı altlık malzemeye göre %60 oranında daha iyi olarak tespit edilmiştir. Ayrıca sertlik değeri artmış ancak aşınma direnci değişmemiştir. Ti6Al4V alaşımında PTAKİ yöntemi ile elde edilen malzemenin sertliği altlığa göre %80 daha iyi olmasına rağmen imalatta oluşan titanyum oksitler sebebiyle çekme dayanımı ve aşınma direnci düşük olarak belirlenmiştir. Ti15V3Cr3Al3Sn alaşımında imalat sonrası çözeltiye alma ısıl işlemi ile çekme dayanımının arttığı ve çözeltiye alma + yaşlandırma ısıl işlemi ile sertlik değerinde ~50 HV artma sağlandığı tespit edilmiştir.
Farklı APS kaplama tabakalarının mikro yapısal ve tribolojik özelliklerinin araştırılması
Atmosferik plazma sprey (APS) yöntemi, kaplama tozlarının elektrik arkı ile ergitildiği ve bir plazma jeti ile hızlandırılarak altlık malzemeye püskürtüldüğü bir termal sprey kaplama teknolojisidir. Bu çalışmada, AISI 304 paslanmaz çelik altlık malzeme üzerine Al2O32.5TiO22SiO2Fe2O3 (Metco 101-NS), Al12Si (METCO 52C-NS) ve WC12Co (Metco 71- NS) içeren üç farklı kaplama tozu püskürtülerek numuneler oluşturulmuştur ayrıca Metco 101- NS ve Metco 52C üzerinde APS işleminden önce kaplamanın daha iyi yapışması için AlNi içerikli bir ara katman eklenmiştir. Kaplamaların mikroyapı, mikro sertlik ve tribolojik özellikleri incelenmiştir. Mikroyapı görüntüleri optik ve tarama elektron mikroskobu (SEM) ve EDS analizleri yapıldı. Mikrosertlik ölçümleri kaplama tabakasından içe doğru alınmış ve ortalama mikro sertlik değerleri hesaplanmıştır. APS kaplama katmanlarının sürtünme ve aşınma davranışını belirlemek için ASTM G99 standartlarına uygun olarak kuru kayma aşınma testleri gerçekleştirildi. Metco 101-NS, Metco 52C-NS ve Metco 71-NS kaplama katmanlarının kalınlığı sırasıyla 350 um, 450 um ve 200 um olarak ölçüldü. Mikroyapı muayeneleri, altlık malzemesi üzerinde katmanlı bir yapıda biriken kaplama tozlarının ve beklendiği gibi boşluklar, çatlaklar vb. gibi az mikroyapısal kusurların oluştuğunu göstermiştir. Kaplamaların ortalama mikro sertlik değerleri sırasıyla 908.2 HV0.1, 204.4 HV0.1,, 947.7 HV0.1, olarak hesaplandı. En yüksek mikrosertlik değerleri WC12Co içeren Metco 71-NS APS kaplamasında elde edildi. Spesifik aşınma oranları, bir yüzey profilometresi ile aşınma kanallarının ölçülmesiyle hesaplandı. Kuru kayma aşınma testlerinden sonra, aşınma kanalları SEM ve EDS analizi ile incelendi ve aşınma mekanizmaları belirlendi. Anahtar Kelimeler: APS, Mikroyapı, Mikrosertlik, Aşınma.
Ti6Al4V alaşımının yüzeyinde plazma transferli ark (PTA) yöntemi ile üretilmiş kompozit kaplamaların tribolojik özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmada Ti6Al4V alaşımı yüzeyi plazma transferli ark (PTA) kaynak yöntemiyle hacimce farklı oranlarda karıştırılmış TiC ve C tozları ile alaşımlandırılmıştır. Kaplanmış ve işlemsiz numunelerin mikroyapıları optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spektrometresi (EDS) ve X-ışınım kırınımı (XRD) analizleri ile incelenmiştir. Mikrosertlik değerleri yüzeyi alaşımlandırılmış numunelerde kaplama bölgesinden altlık malzemeye doğru ölçülmüş ve bu veriler ile mikrosertlik-mesafe grafiği oluşturulmuştur. Aşınma ve sürtünme yüzey özellikleri ASTM-G99 standartlarına göre pim-disk aşınma test metodu kullanılarak belirlenmiştir. Aşınma testi yapılan numunelerin yüzeyleri SEM ve EDS analizi ile incelenip aşınma mekanizmaları belirlenmiştir. Bu çalışma sonucunda PTA kaynak yöntemi ile yüzey özellikleri değiştirilen numunelerde kaplama bölgesi ile altlık malzeme arasında metalurjik açıdan iyi bir bağ oluşturulduğu ve yüzey mikroyapısının değiştiği bulgulanmıştır. Numuneler arasında sertlik değeri en fazla TiC tozu ile kaplanan numunede ölçülmüştür ve mikrosertlik değeri ana malzemeye göre ortalama 2 kat artırılmıştır. Sürtünme katsayısı en düşük numune grafit tozu ile kaplanan numune iken en yüksek aşınma direncine sahip numune ise titanyum karbür tozu ile kaplanmış numune olduğu tespit edilmiştir. Titanyum karbür ile kaplanan numunenin aşınma direncinde ana malzemeye göre yaklaşık 11.5 kat artış sağlanmıştır
Eklemeli imalat ve döküm ile üretilmiş ti-6al-4v alaşımının sürtünme ve aşınma davranışının karşılaştırılması
Titanyum alaşımları düşük yoğunluğa karşılık yüksek mukavemeti sebebiyle havacılık, m edikal ve otomotiv sektörleri başta olmak üzere birçok sektörde tercih edilmektedir ve havacılık sektörü başta olmak üzere otomotiv gibi sektörlerde de titanyum alaşımları yüksek sıcaklıklarda kullanılmaktadır. Ti 6Al 4V alaşımı günümüzde en çok tercih edilen titanyum alaşımıdır ve üzerine en çok çalışma yapılan titanyum alaşımıdır. Havacılık, otomotiv ve medikal sektörlerinde kullanılan titanyum alaşımları parçaların görec eli olarak birbirlerinden farklı yönlerde hareketleri sonucunda aşınmalara maruz kalmaktadır. Bu çalışmada döküm ve eklemeli imalat yöntemleri ile üretilmiş Ti 6Al 4V alaşımındaki numunelerde ilk olarak mikroyapı incelemeleri için yüzeyleri hazırlanmıştır. Emisyon Taramalı Elektron Mikroskopu (FESEM) ve optik mikroskop altında yüzeyleri incelenen n umuneler üzerinden mikrosertlik ölçümleri alınmıştır. Numuneler oda sıcaklığı, 300°C ve 600°C sıcaklıklarda 10 N yük altında 500 m mesafe boyunca küre disk aşınma testlerine maruz bırakılmışlardır. Testler sırasında sürtünme katsayıları anlık olarak kayded ilmiştir. Testler sonrasında aşınma kanalları FESEM ile incelenmiş ve belirlenen bölgelerde Enerji Dağılımlı X ışını Spektroskopisi (EDS) analizleri gerçekleştirilmiştir. Testler sonucunda sıcaklık arttıkça her numunede aşınma oranlarının arttığı gözlemlen irken, eklemeli imalat numunesinin aşınma oranları döküm numuneye göre her sıcaklık testinde daha yüksek ölçülmüştür. Sürtünme katsayıları incelendiğinde oda sıcaklığından 300°C sıcaklığa çıkılırken ortalama sürtünme katsayılarının arttığı, 600°C sıcaklığa çıkıldığında ise düşüş olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Eklemeli imalat, Ti 6Al 4V, Sürtünme Katsayısı, Mikrosertlik, Aşınma
Yenilenebilir enerji kaynak tabanlı hibrit sistemlerde elektrik enerjisi üretiminde tesisin toplam verimliliği ile kapasite kullanım oranının incelenmesi
Bu çalışmada yenilenebilir enerji kaynaklarının kesintili ve mevsime bağlı olmasından kaynaklanan enerji üretim eksikliğinin kapatılması amacıyla iki kaynağın birleştirilerek santralin hibrit sisteme dönüşmesinin önemine değinilmiştir. Bu çalışmada örnek hibrit santral olarak Balıkesir'de tesis edilmiş ve işletilmekte olan Çaypınar Rüzgar/Güneş Hibrit Enerji Santrali seçilmiştir. Bu santralin seçilmesinin sebebi ülkemizde ana kaynak ve yardımcı kaynak olarak kurulan tüm ünitelerin işletmeye alınarak tam kapasitede üretime başlamasının üzerinden bir yıl geçmiş tek santral olmasıdır. Bu yönüyle tez çalışmasının yenilenebilir enerji sektörüne önemli bir bakış oluşturacağı düşünülmektedir. Bu santralin teorik olarak üretebileceği değerler rüzgar ve güneş için ayrı ayrı hesaplanarak gerçek zamanlı üretim verileriyle kıyaslanmıştır. Ayrıca rüzgar ve güneş için verimlilik ve kapasite faktörü hesabı yapılmıştır. Rüzgar için verim %44,69 ve güneş için verim %81,49 olarak hesaplanmıştır. Rüzgar için kapasite faktörü %37,62, güneş için kapasite faktörü %14,58 olarak hesaplanırken hibrit santralin verimi %46,48 ve kapasite faktörü %33,61 olmuştur. Yani santral, hibrit santrale dönüştükten sonra veriminin arttığı ancak kapasite faktörünün düştüğü görülmüştür. Saat bazlı inceleme yapıldığında ise hibrite dönüşerek yıl içinde santralin hiç çalışmadığı saat sayısının azalarak santrale işlerlik kazandırıldığı görülmektedir.
Tekne motoru şaft pervane sisteminde balanssızlık etkisi ile oluşan titreşimlerin sonlu elemanlar analizi
Dönel makine elemanlarının dönme hareketini aktarmaları esnasında tüm kuvvetlerin sorunsuz iletilmesinin sağlanması dengeli bir sistemin varlığı ile gerçekleşecektir. Söz konusu denge durumunun ortadan kaybolması sonucu balanssızlık problemleri meydana gelecektir. Balanssızlık problemleri dönel makine elemanlarında titreşimlere sebep olmaktadır. Bu çalışmada, balanssızlık etkisi ile meydana gelebilecek arızaları tespit etmek amacıyla yapılan örnek bir deneyde ortaya çıkan veri setleri kullanılmış, kullanılan veri setleri ile öncelikle ölçüm alınan noktalarda zaman alanında ortaya çıkan titreşim genlikleri elde edilmiştir. Deneyin yapıldığı farklı devir hızlarında ortaya çıkan zaman alanındaki titreşimlerin modlarını belirlemek için titreşim sinyallerinin FFT dönüşümü yapılmıştır. Sonrasında, deneyi yapılan sistemin yalnızca dönel ekipmanları dikkate alınarak sistem modellenmiş ve sonlu elemanlar analizi ile yapının modal analizi gerçekleştirilmiştir. Diğer bir aşamada, modellenen sistemdeki şaftın ucuna bir pervane eklemesi yapılmış ve sistemin bu halinin küçük teknelerde harici olarak kullanılan bir elektrik motoru görevini üstlenebileceği varsayımı yapılarak sistemin su içerisinde çalışması esnasında aynı ölçüm noktalarında ortaya çıkabilecek titreşim modları incelenmiştir. Söz konusu inceleme farklı şaft boyutları ve pervanenin hasarlı olup olmaması gibi çeşitli konfigürasyonlar göz önüne alınarak yapılmıştır. Ele alınan motor şaft pervane sisteminin farklı devir hızlarında modal analizleri yapılarak ve pervaneye suyun da etki etmesiyle yapıda ortaya çıkan modlardan hangilerinin gerçek deney sisteminde daha tutarlı olduğu değerlendirilen ölçüm noktasında etkili olduğu incelenmiştir. Sonuç olarak deney sistemine pervane eklenmesi sonrası modal analiz testleri aracılığıyla ortaya çıkarılan doğal titreşim modları vasıtasıyla hasara uğratılan pervane ile çalışan sistemde ortaya çıkan balanssızlık etkilerinin sonuçları yorumlanmıştır.
Konvektör kalınlık ve yüksekliğinin panel radyatör ısıl performansına etkisinin nümerik ve deneysel olarak araştırılması
Panel radyatörler, yüksek verimlilik, düşük maliyet, kolay kurulum ve bakım gibi avantajları nedeniyle binalar, ofisler ve diğer yapılar için yaygın olarak tercih edilen ısıtma elemanlarıdır. Ancak, 2020 yılında başlayan küresel pandemi ve ardından gelen ekonomik kriz, yakıt, elektrik ve doğalgaz fiyatlarını önemli ölçüde artırarak, panel üretiminde kullanılan sac metal maliyetlerini ve nakliye ücretlerini zirveye çıkarmıştır. Panel radyatör üreticileri, arz ve talep dengesini korumak için çeşitli önlemler almak zorunda kalmıştır. Bu çalışmada, 7 farklı modelin ısıl performansı ANSYS Fluent 2020 R1 yazılımı kullanılarak incelenmiştir. Tüm radyatörler, 1000 mm uzunluğunda ve 600 mm yüksekliğinde PKKP tipi (Panel-Konvektör-Konvektör-Panel) olup, farklı konvektör şekilleri, kalınlıkları ve uzunluklarına sahiptir. Bu modeller, panel radyatörün ısıl performansına önemli ölçüde katkıda bulunan ve ağırlık açısından panel sacından sonra ikinci sırada yer alan konvektörlerin boyutlarının ve sac kalınlığının azaltılmasıyla elde edilmiştir. Ayrıca, sadece konvektör kalınlığı azaltılarak elde edilen iki PKKP tipi model (Panel-Konvektör-Konvektör-Panel) için deneysel çalışmalar yapılmış ve analiz sonuçlarının tutarlılığı doğrulanmıştır. Bu modeller, 1000 mm uzunluğunda ve 600 mm yüksekliğinde olup; 1-Model a (kesme tasarım konvektör şekli → konvektör kalınlığı 0,32 mm, boyu 560 mm) ve 2-Model N (kesme tasarım konvektör şekli → konvektör kalınlığı 0,28 mm, boyu 560 mm) şeklindedir. Elde edilen analiz ve deneysel test sonuçları, konvektör sacı kalınlığı ve yüksekliğinin azaltılmasının ısıl performansta bir düşüşe yol açtığını ortaya koymuştur. Ayrıca, bu çalışma, konvektör yüzey alanının ne kadar büyükse, panel radyatörün ısıl performansına o kadar olumlu katkıda bulunduğunu göstermiştir.
Kondenser fan tipinin ev tipi bir derin dondurucunun enerji tüketimine etkisi
Dünya enerji regülasyonu değişiklikleri ev tipi soğutma sistemleri endüstrisini yoğun bir şekilde etkilemiştir. Literatürde ev tipi soğutma sistemlerinin performansının artırılması ve enerji tüketimlerinin azaltılması ile ilgili soğutucu akışkan tipi, soğutucu akışkan miktarı ve kapileri uzunluğu üzerine yapılmış optimizasyonlar, evaporatör ve kondenser geometrisinde yapılan iyileştirmeler, buz çözme (defrost) performansının artırılması için yapılan çeşitli uygulamalar gibi farklı perspektifler dikkate alınarak yapılmış birçok çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmada, eksenel ve kare fan olmak üzere iki farklı kondenser fan tipi, üç farklı fan devri (800, 1200, 1600 rpm) ve üç farklı soğutucu akışkan miktarının (40, 44, 48 g) ev tipi bir derin dondurucunun performansına etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Ev tipi buzdolabı/derin dondurucu ve fonksiyon sistemleri üzerinde enerji tüketimi azaltma çalışmaları kapsamında gerçekleştirilen bu çalışmada tek kapılı dondurucu bölmeli, tek evaporatör ve kompresörlü, 70 cm genişlikte ve 420 litre brüt hacminde ve soğutucu akışkan olarak R600a kullanılan bir derin dondurucu kullanılmıştır. Yapılan tüm deneylerde VNTZ130 model ASHRAE standartlarına göre 1.75 COP'ye sahip hermetik tip kompresör tercih edilmiştir. Soğutma çevriminde kısılma işlemini sağlayan kılcal borunun toplam uzunluğu 3000 mm ve iç çapı 0.66 mm olacak şekilde bakırdan imal edilmiştir. En düşük enerji tüketimine sahip kombinasyonun eksenel kondenser fanı ile 1600 rpm kondenser fan devri ve 44 gram soğutucu akışkan miktarı olduğu bulunmuştur.
Standart entegrasyon sürecinde veri analizi uygulamaları ve havacılık mevzuatlarına uyum yönetimi
Havacılık ve uzay sektörü, şirketler için sürekli olarak müşteri beklentilerini karşılamayı veya aşmayı, aynı zamanda geçerli yasal düzenlemelere de uyumluluk göstermeyi gerektirmektedir. Uluslararası Havacılık Kalite Grubu (IAQG), endüstrideki temsilcilerle birlikte, tedarik zinciri boyunca kullanılacak Kalite Yönetim Sistemi (KYS) gereksinimlerini standartlaştırmak amacıyla AS9100 Serisi kalite yönetim sistemi standartlarını geliştirmiştir. Genellikle kuruluşların, KYS dışında, havacılık emniyeti ve çevresel korumayı sağlayan sivil havacılık otoritesi düzenlemelerine de (örnek olarak Avrupa Havacılık Emniyeti Ajansı EASA) uymaları gerekmektedir. Bu düzenlemelere uyum sayesinde uçuşa elverişli parçaların, montaj gruplarının ve hava araçlarının üretimi ve satışı mümkün olmaktadır. Bu çalışma, AS9100 KYS ve EASA Part 21 POA düzenlemeleri arasındaki benzerlikleri ve farkları ele alırken, bütünleşik bir uygulama metodolojisini ortaya koymaktadır. Bu sayede hem AS9100 KYS hem de EASA Part 21 POA için sertifikasyon sürecinde olan kuruluşlar için maliyet ve zaman açısından etkili, hızlı ve sürdürülebilir bir yaklaşım sunmayı amaçlamaktadır.
Dikdörtgen kanatlarda düşük reynolds sayılarında ısıl performansın incelenmesi
Elektronik ekipmanların daha hızlı ve verimli soğutulması oldukça önemlidir. Ekipmanların verimleri ve güçleri çalışma sıcaklığına bağlıdır. Yüksek sıcaklıklarda çalışma, performans düşüklüğüne ve sistem arızalarına sebep olmaktadır. Sistemlerin soğutulması aktif ve pasif ısı transfer yöntemleri ile gerçekleştirilmektedir. Aktif yöntemler harici bir güç gerektiren yöntemlerken, pasif yöntemlerde ise harici güce ihtiyaç duyulmamaktadır. Verimli aktif soğutma sistemleri tasarlanırken, minimum fan gücü ve minimum soğutucu boyutu için ısı transferini maksimuma çıkaracak şekilde akış ve kanat geometri parametreleri arasında bir ilişki kurmak gerekir. Hızlı ve verimli soğutma istenildiği durumlarda bu ekipmanların soğutulmasında kullanılan ısı çukurlarında aktif yöntem olan zorlanmış taşınımla soğutmanın yaygın olduğu görülmektedir. Dairesel, kare, dikdörtgen gibi farklı kanat geometrilerinde ısı transferi ayrıntılı olarak çalışılan bir konudur. Son yıllarda, üretim kolaylığı ve maliyetlerinin düşüklüğü, yüksek verimlilikleri nedeniyle dikdörtgen kesitli kanatçıklar en çok tercih edilen kanat profilleri olmuştur. Çalışmada zorlanmış taşınım şartları ve düşük Reynolds sayılarında dikdörtgen kesitli kanatların ısıl performansları incelenmiştir. Düşük Reynolds sayılarının birçok endüstriyel uygulamanın tipik bir özelliği olduğu görülmüştür. Bu nedenle düşük Reynolds sayılarında çalışılması hedeflenmiştir. Hidrolik ve ısıl olarak tam gelişmiş akış şartları için analizler yapılmıştır. Bu kapsamda kanat uzunlukları ve kanat ısı transfer yüzey alanı sabit olacak şekilde kanat sayısı ve kanat yüksekliği değiştirilerek farklı Reynolds sayılarında analizler yapılmıştır.
Bir yük transfer mekanizmasının dinamik analizi
Mekanik sistemlerde, mekanizmalar hareket ettikçe dinamik kuvvetler ortaya çıkar ve bu durum, mekanizma ile gövde arasındaki eklem noktalarında kuvvetlere neden olur. Gövdeye iletilen toplam kuvvet sarsma kuvveti olarak adlandırılır ve olumsuz sonuçlara yol açabilir. Bu kuvvetlerin dengelenmesi, mekanizma ömrünü artırmak, titreşimleri azaltmak, titreşime bağlı aşınmayı önlemek ve ergonomik performansı iyileştirmek açısından hayati öneme sahiptir. Sarsma kuvvetlerini dengelemek için çeşitli yöntemler mevcuttur; bu çalışma kapsamında bir çift sarkaç mekanizması üzerinde, karşı dengeleme kütleleri kullanımı ve toplam ağırlık merkezinin minimizasyonu olarak literatürde yer alan en popüler iki yönteme ait dinamik simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Analizler, hem MSC Adams simülasyon yazılımı kullanılarak hem de Newton-Euler yöntemiyle elde edilen hareket denklemlerinin çözülmesiyle gerçekleştirilmiştir. Karşı ağırlık yöntemi, kütle merkezinin ivmesini sabit bir seviyede tutmayı amaçlar. Analizler, sarsma kuvvetlerini dengelemek için karşı ağırlıkların kullanılmasının kütle merkezi ivmesinde yaklaşık % 21.5'lik bir azalmaya yol açtığını göstermektedir. Ancak, bu yaklaşım karşı ağırlıkların eklenmesi nedeniyle mekanizmanın toplam kütlesini önemli ölçüde artırır. Diğer yöntem ise Bang-Bang hareket yasasının uygulanmasıyla sarsma kuvvetlerini azaltmaya odaklanmaktadır. Bu yöntemin uygulanması, sarsma kuvvetinde yaklaşık % 36'lık bir azalmaya yol açmıştır. Önemli olan, bu yöntemin ek karşı ağırlıklar gerektirmeksizin sarsma kuvvetini dengelemesidir. Bu bulgular, mekanik sistemlerde sarsma kuvvetlerinin yönetilmesinde her iki yöntemin de etkinliğini vurgulayarak, sistem dinamikleri ve tasarım düşünceleri üzerindeki etkilerine ışık tutmaktadır.
İnsansız hava araçlarında iniş takımı optimizasyonu
İniş takımları hava araçlarındaki en önemli yapısal bileşenlerinden birisidir. İniş takımları yerle temasta olduğu anlarda hava araçlarının ağırlığını taşırken aynı zamanda iniş-kalkış sırasında oluşan ilave yükleri azaltarak sönümler. İnsansız hava araçlarında ihtiyaçlar doğrultusunda çok farklı tiplerde iniş takımları kullanılabilmektedir. İniş takımı tasarımında en önemli parametre ana ve burun iniş takımlarına gelecek yüklerdir. Bu tez çalışmasında sabit kanatlı bir insansız hava aracı için katı yaprak yaylı bir iniş takımlarının tasarımı ve yapısal analizi gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda öncelikle burun ve ana iniş takımının ön tasarımı gerçekleştirilmiştir. Katı modeli oluşturulan iniş takımları üzerlerine gelen yükler karşısında meydana gelen Von-Mises gerilmeleri ile deformasyon değerleri bir sonlu elemanlar programı vasıtası ile bulunmuştur. Ardından iniş takımlarında kullanılan katı yaprak yaylar için topoloji optimizasyonu yapılarak kütle azaltımı gerçekleştirilmiş ve sonuçlara göre tasarım güncellenmiştir. Yeni tasarım için de yine sonlu elemanlar analizi ile Von-Mises gerilmeleri ile deformasyon değerleri hesaplanmıştır. Elde edilen değerler ile dinamik bir analiz olan modal analize bağlanarak oluşacak frekans modları elde edilmiştir. Değerlendirilen tasarıma ait emniyet değerlerinin havacılık için kabul edilen sınırlar içerisinde olduğu doğrulanmıştır.
Elektron ışını ile ergitme katmanlı imalat yöntemi ve geleneksel imalat yöntemiyle üretilmiş Ti6Al4V malzemelerin frezelenmesinde kesme parametrelerinin kesme kuvvetlerine, takım aşınmasına ve yüzey pürüzlülüğüne etkisinin incelenmesi
Bu tezde, Elektron Işını ile Ergitme katmanlı imalat yöntemiyle ve sıcak haddeleme yöntemiyle imal edilmiş Ti6Al4V deney numunelerinin yanal frezeleme yöntemiyle frezelenmesinde yüzey pürüzlülüğü, kesici takım aşınması ve kesme esnasında kesici takıma etkiyen kesme kuvvetleri incelenmiştir. Hem sıcak haddelemeyle üretilmiş plakadan kesilerek hem de elektron ışını ile ergitme katmanlı imalat yöntemi kullanılarak beşer adet numune üretilmiş ve toplamda on adet numunenin farklı kesme hızlarında ve farklı radyal derinlik değerleriyle yapılan kesme testlerinde diş başına ilerleme ve eksenel derinlik sabit tutulmuştur. Kesme testlerinde iş mili devri olarak 3000 dev/dk, 4000 dev/dk ve 4500 dev/dk'lık değerler, radyal derinlik olarak 0,5 mm, 0,75 mm ve 1 mm'lik değerler uygulanmıştır. Eksenel derinlik olarak 6 mm ve diş başına ilerleme olarak 0,08 mm/diş kesme parametreleri kullanılmıştır. Kesici takım olarak 8 mm çapında, 0,5 mm uç yarıçapı olan 4 ağızlı karbür parmak freze takımı kullanılmıştır. Kesme esnasında kesici takıma etki eden kesme kuvvetleri dinamometre ile ölçülmüştür.
Seçici lazer ergitme prosesinde Inconel 718 aşınma davranışı
Bu çalışmada, nikel esaslı süper alaşım olan Inconel 718'in Seçici Lazer Ergitme (SLE) yöntemi ile üretimi ve uygulanan farklı ısıl işlemlerin mikroyapı, sertlik ve aşınma performansına etkisi incelenmektedir. Katmanlı imalat ile üretilen numunelere farklı sıcaklıklarda ve sürelerde vakum fırınında solüsyon ısıl işlemi uygulanmıştır. Tüm numuneler solüsyon ısıl işlemleri sonrası vakum fırınında havada soğutmaya bırakılmıştır. Numunelerin mikroyapısı optik ve SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ile incelenmiş ve EDS (Enerji Dağılım Spektrometresi) analizleri yapılmıştır. Mikrosertlik ölçümleri 100gf yük ve 10sn bekleme süresinde ölçülmüş ve ortalama mikrosertlik değerleri hesaplanmıştır. Aşınma deneyleri kuru şartlar altında gerçekleştirilmiş, aşınma oranları hesaplanmış ve aşınma mekanizmalarının belirlenmesi için aşınma kanalları SEM ve EDS analizi ile incelenmiştir. Mikroyapı incelemelerinde, SLE ile üretilen numunede ergime havuzları ve parabolik yay şeklinde mikroyapı belirlenmiştir. Uygulanan ısıl işlemlerin etkisi ile parabolik yay şeklindeki mikroyapının kaybolmaya başladığı ve daha homojen bir mikroyapı elde edildiği tespit edilmiştir. SEM incelemelerine göre, tüm numunelerde δ (Delta) ve γ (Gamma) fazları belirlenmiş ve uygulanan ısıl işlemin fazların dağılımına etki ettiği tespit edilmiştir. En yüksek mikrosertlik değeri ısıl işlem uygulanmamış numunede tespit edilmiştir. Solüsyona alma ve vakum fırınında havada soğutma işlemi sonrası numunelerin mikrosertlik ve aşınma direnci değerlerinde azalmaya neden olduğu tespit edilmiştir. Numunelerin aşınma kanalı SEM ve EDS analizi incelemeleri ile abrasif ve oksidatif aşınma mekanizmaları belirlenmiştir.
Türkiye'de elektrik talebinin karşılanmasında güneş enerjisinin rolü ve güneş enerjisinin kullanımındaki yapısal sorunların incelenmesi
İnsan nüfusunun artışı, endüstrideki ilerlemeler, ekonomik büyüme ve gelişen teknolojinin günlük yaşamda artan kullanımına paralel olarak dünyadaki elektrik ihtiyacı hızla artış göstermektedir. Türkiye'de de, hızlı kentleşme ve sanayileşmeyle birlikte elektrik talebinde artış yaşanmış olup, nihai elektrik tüketimi 1990 yılına göre 2 kattan fazla artış göstermiştir. Türkiye'de enerji ihtiyacı büyük oranda petrol ve doğalgaz gibi fosil yakıtların ithal edilmesi ile karşılanmaktadır. Bu durum bir yandan çevre ve insan sağlığı üzerinde olumsuz etkilere, diğer yandan da enerjide dışa bağımlılığa ve cari açıkta artışa neden olmaktadır. Hem bahsedilen bu olumsuz etkiler hem de enerji ihtiyacının büyük bir ivmeyle artışı nedeniyle enerji arzının sürdürülebilir ve çevre dostu kaynaklardan sağlanması, her zamankinden daha önemli hale gelmiştir. Güneş enerjisi, yenilenebilir ve çevre dostu bir enerji kaynağıdır. Türkiye, coğrafi konumu ve yıllık güneşlenme süresinin uzunluğu gibi avantajları nedeniyle büyük bir güneş enerjisi potansiyeline sahiptir. Türkiye'nin halihazırda güneş enerjisi kurulu gücü 11 Gigawattın (GW) üzerinde olup, bu değerin 2050 yılında 52,9 GW'ye ulaşması hedeflenmektedir. Bu hedefe ulaşmak için yıllık 3,5 GW'lik kapasite kurulması gerekmektedir. Enerji depolama teknolojileri, şebeke entegrasyonu ve finansman gibi alanlardaki yapısal sorunlar; Türkiye'de bu sektörün ilerlemesini kısıtlamaktadır. Bu çalışmada, Türkiye'nin elektrik talebinin karşılanmasında güneş enerjisinin oynadığı rol ile güneş enerjisinin bu amaç için kullanımında karşılaşılan yapısal sorunlar ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Çalışma, Türkiye'de güneş enerjisinin kullanımını artırmak için gerekli olan yasal ve kurumsal düzenlemelere, finansman eksikliklerine ve teknolojik zorluklara odaklanarak, bu sorunların çözümüne yönelik öneriler geliştirmektedir.
S520 model dikey soğutucularda farklı komponentler ile enerji optimizasyonu
Dünya genelindeki toplam enerji sarfiyatı içerisinde soğutucu sistemlerden kaynaklanan enerji sarfiyatı önemli bir yer işgal etmektedir. Son yıllarda artan enerji maliyetlerine paralel olarak, enerji talebine olan artışa nispeten, enerji arzında istenilen düzeylere ulaşılamamış olması, üzerine Rusya - Ukrayna savaşı sonrası Avrupa kıtasındaki enerji krizi, her sektörde olduğu gibi soğutma sektöründe de enerji tasarrufunu zorunlu kılmaktadır. Dolayısı ile enerji verimliliği yüksek ve bununla birlikte çevreye olan zararları asgari düzeyde olan yeni soğutma sistemlerinin geliştirilmesi bir zorunluluk olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu maksatla, dört farklı konfigürasyonda üretilen dolapların COP (Coefficient of Performance) değerleri ve günlük enerji tüketimleri karşılaştırılmıştır. Bu konfigürasyonlar, sabit devirli ve değişken kapasiteli iki farklı kompresörün sırasıyla poliüretan (PU) köpük malzemelerle yalıtılmış bir soğutucuya daha sonra yine sırasıyla vakum yalıtım paneli (VYP) ile yalıtılmış alternatif bir soğutucuya montajı ile elde edilmiştir. Çalışma sonucunda, değişken kapasiteli bir kompresörle çalışan ve VYP ile yalıtılmış bir soğutucu sistemin COP katsayısının en yüksek, günlük enerji tüketiminin ise en az olduğu tespit edilmiştir. Sabit devirli kompresör ve PU ile yalıtılmış sistemin ise bu dört konfigürasyon içerisinde COP değeri en küçük, günlük enerji kullanımının da en fazla olduğu görülmüştür. PU ile yalıtılmış ve değişken kapasiteli kompresöre sahip sistemin ise VYP ile yalıtılmış ve sabit devirli kompresöre sahip sistemden, COP değeri daha büyük olmasına karşın çalışma oranın fazla olması nedeniyle günlük enerji tüketiminin daha fazla olduğu görülmüştür. Test sonuçları değerlendirildiğinde, soğutma sistemlerinin kalbi niteliğinde olan kompresörlerin seçiminde kompresör veriminin yüksek olduğu seçeneklerin tercih edilmesi gerekliliği ve PU köpük yalıtım yerine VYP malzemelerin kullanımının da enerji sarfiyatını düşürme adına oldukça olumlu sonuçlar doğurmakta olduğu tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Soğutucu sistemler, kompresör, poliüretan köpük, vakum yalıtımı, soğutucu performansı, enerji verimliliği
Nanokristalin selüloz takviyeli lattice dental greftlerin tasarımı,3B üretimi, mekanik karakterizasyonu ve biyolojik etkinliğinin araştırılması
Alveolar kemik ogmentasyonundaki defektlerin onarılması ve mekanik bütünlüğün sağlanması için biyouyumlu ve yüksek dayanımlı greft kullanımı kritik öneme sahiptir. Doğal bir polimer olan selüloz üstün mekanik özellikleri ve hidrofilik karakteri sayesinde kemik doku mühendisliği uygulamalarında umut verici bir takviye malzemesi olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada hurma çekirdeğinden saflaştırılan nanokristalin selüloz katkılı 3B lattice greftler; BCC, FCC ve Kelvin birim hücre geometrileri kullanılarak MSLA yöntemiyle üretilmiştir. Karakterizasyon analizleri (FTIR, XRD, TGA/DTA, DSC) sonucunda, elde edilen selülozun ticari formlarla uyumlu yapısal ve termal özellikler gösterdiği belirlenmiştir. Mekanik testler ise selüloz oranının artmasıyla sertliğin ve yük taşıma kapasitesinin arttığı, BCC15 greftinin yaklaşık 51 MPa ile en yüksek basma dayanımını ve en iyi termal kararlılığı sergilediği saptanmıştır. Kelvin15 greftinin ise en yüksek Shore D sertlik değerlerini ve en dengeli gerilme dağılımına sahip olduğu görülmüştür. Biyolojik analizlerde selüloz katkısının yüzey ıslanabilirliğini artırarak hidrofilik karakteri güçlendirdiği, BCC15 ve FCC greftlerinde hücre tutunmasının en yüksek düzeyde olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, BCC15 greftinin Enterococcus faecalis'e karşı %48 oranında antibakteriyel etki gösterdiği saptanmıştır. Sonuç olarak, hurma çekirdeğinden elde edilen selülozun lattice greftlerde kullanımı alveolar kemik rejenerasyonu için gerekli olan mekanik dayanım, biyouyumluluk ve antibakteriyel korumayı bir arada sunan başarılı bir strateji olarak değerlendirilmektedir. Anahtar Kelimeler: Alveolar kemik ogmentasyonu, BCC/FCC/Kelvin geometrileri, Lattice greft tasarımı, Nanokristalin selüloz.
Eklemeli imalat ile üretilen gözenekli omurga implant tasarımı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Amaç: Bu çalışmanın amacı, biyomimetik yaklaşım temel alınarak geliştirilen HMK, YMK ve elmas gözenek yapılı lomber interbody füzyon kafeslerinin mekanik ve biyomekanik performanslarını incelemek, parametrik ve genetik algoritma destekli polar latis tasarımlarının spinal implant uygulamalarındaki potansiyelini değerlendirmektir. Materyal ve Metot: Kafes yapılar parametrik modelleme ve genetik algoritma optimizasyonu kullanılarak tasarlanmıştır. İlk aşamada yapılar Eriyik filametli üretim yöntemi ile üretilmiş ve basma testleriyle mekanik performansları değerlendirilmiştir. Daha sonra aynı yapılar Stereolitografi tabanlı Anycubic Photon Mono M7 Pro yazıcı kullanılarak hidroksiapatit (HAp) katkılı denture pembe reçine ile yeniden üretilmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Mekanik davranışlar sonlu elemanlar analizi ve deneysel testler ile incelenmiştir. Ayrıca üretilen malzemenin FTIR ve termal analizleri yapılmıştır. Bulgular: Deneysel sonuçlar, gözenekli yapıların gerilme dağılımını düzenlediğini, stres koruma etkisini azalttığını ve biyomekanik uyumluluğu artırdığını göstermiştir. YMK yapılar düşük deformasyon ve kontrollü gerilme dağılımı ile en dengeli mekanik performansı sergilemiştir. YMK-Core yapısı 168,1 MPa elastik modül, 13,41 MPa plato gerilimi ve 14,96 MJ/m³ enerji absorbsiyonu ile en yüksek performansı göstermiştir. YMK-Petal darbe emici davranış sergilerken, YMK-Leaf yüksek sünekliği sayesinde yumuşak doku geçiş bölgeleri için avantaj sağlamıştır. Stereolitografi üretim yöntemi, Eriyik filametli üretime kıyasla daha hassas geometri ve daha kararlı mekanik davranış sağlamıştır. %0.5–1 HAp katkılı numunelerde mekanik performans artarken, %3 HAp oranında kırılgan davranış gözlemlenmiştir. Malzemenin termal analizlerinde %0,5 ve %1 HAp katkılı numunelerde bozunma piki daha geniş bir karakter göstermekte, bu da termal ayrışmanın daha kontrollü gerçekleştiğini düşündürmektedir. Sonuç: Parametrik genetik algoritma destekli polar YMK latis yapılarının hafiflik, yüksek enerji absorbsiyonu, optimize gerilme dağılımı ve biyomekanik uyumluluk özellikleri sayesinde hasta-özel spinal ve ortopedik implant uygulamaları için yüksek potansiyele sahip olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyomimetik tasarım, Sonlu Elemanlar Analizi, YMK, Lomber interbody füzyon kafesi, Genetik algoritma optimizasyonu