110
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Reaktivite kontrollü sıkıştırma ateşlemeli motorlarda ozon kullanımının yanma kontrolü ve egzoz emisyonları üzerine etkilerinin incelenmesi
Hazırlanan bu çalışmada amaç, dizel motorlardan yayılan emisyonların verdiği zararları en aza indirmektir. Yapılan çalışmalar incelenip, RCCI konseptinin uygun olduğu görülmüştür. Bu tez çalışmasında ozon gazının RCCI motorlarda kullanımının etkileri deneysel olarak çalışılmıştır. Deneylerde tek silindirli dizel motor kullanılmıştır. Düşük reaktiviteli yakıtın kullanılması için, RCCI konseptine uygun bir şekilde, emme manifolduna port tipi yakıt enjektörü yerleştirilmiştir. Çalışmalarda HRF olarak dizel, LRF olarak izooktan kullanılmıştır. Çalışmanın konusu olan ozon gazı bir ozon jeneratörü tarafından üretilip, emme portu üzerinden silindire gönderilmiştir. Aynı zamanda ozon jeneratörü bir oksijen tüpü tarafından saf oksijen ile beslenmiştir. Deneylerde motor devri 2400 d/d sabit tutulup, motor yükü ise %20, %40 ve %60 oranlarında gerçekleştirilmiştir. Her yük için ozon miktarı 0, 100, 200 ve 300 ppm olarak çalışılmıştır. Verilen tüm parametrelerde %15, %30 ve %45 RCCI oranlarında çalışılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, tüm yüklerde RCCI'nin kullanılmadığı deneylerde ozon miktarının artmasıyla CO emiyonunun azaldığı, LRF ve ozonun birlikte kullanılmasıyla arttığı, ancak %60 yükte hem RCCI hem de ozon kullanılmasıyla CO miktarında azalma olduğu görüşmüştür. Yine yapılan çalışmalarda LRF kullanımında HC emisyonunun arttığını ancak artan ozon oranları neticesinde HC emisyonlarının azaldığı gözlenmiştir. NO emisyonunun orta ve yüksek yüklerde hem ozon hem LRF kullanımıyla arttığı fakat %20 yükte LRF kullanımının NO emisyonunu azalttığı belirlenmiştir. Son olarak LRF oranının artmasıyla tüm yüklerde is emisyonunda azalma görülmüş olup, ozonun gerek LRF gerek ise LRF kullanımı olmadan is emisyonunu azaltmada etkili olduğu belirlenmiştir. Son olarak RCCI konsepti kullanılarak, belirgin şekilde silindir içinde düşük sıcaklıklı yanma sağlanmıştır.
Balık yağı etil esterinin dizel motorlarda yakıt olarak kullanılmasının araştırılması
İçten yanmalı dizel motorlarda biyodizel yakıt kullanılarak emisyon değerleri, motor güç karakteristikleri ve motor elemanları üzerindeki etkilerin incelenmesi amaçlanmıştır. Ham balık yağına etil alkol ilave edilip transesterifikasyon metoduyla etil esteri (biyodizel) üretilmiştir. Katalizör olarak güçlü bir asit olan Sülfirik Asit (H2SO4) kullanılmıştır. Transesterifikasyon metoduyla balık yağı etil alkol ile esterleşerek, vizkozitesi düşürülüp motorda kullanıma uygun hale getirilmiştir. Elde edilen biyodizel %50, %75 oranlarında dizel yakıt ile harmanlanmış ve bunun yanı sıra saf biyodizelde kullanılmıştır. Bunun sonucunda B50, B75 ve B100 yakıt numuneleri elde edilmiştir. Elde edilen bu yakıt numunelerinin özellikleri ölçülerek standart değerleri belirlenmiştir. İkinci aşamada, üretilen biyodizel yakıtlar tek silindirli, direkt püskürtmeli, hava soğutmalı, 8,5 HP güçte Antor 6LD 400 tip motor üzerinde test edilmiştir. Bu testlerde D100, B100, B75, B50 olmak üzere 4 farklı yakıt denenmiştir. Testler %100 ve %50 yüklerde 1600, 1900, 2200, 2500 ve 2800 d/d motor devirlerinde gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu testlerde motordaki CO, CO2, NOX, HC emisyonları ve is ölçümleri alınmıştır. Aynı zamanda motorun güç, moment değerleri ve özgül yakıt tüketim değerleri ölçülüp, bütün bu ölçümler grafikler halinde sunulup yorumlanmıştır. Ayrıca motor testlerden önce ve testlerden sonra sökülerek incelenmiş ve kullanılan biyodizel yakıtın motor elemanları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyodizel, Transesterifikasyon, Balık Yağı, Etil Alkol, Emisyon
Bütanol katkılı dizel yakıtının motor performans ve emisyonlarına etkisi
Günümüzde petrol rezervlerinin teknolojik gelişmelerle ve hızlı nüfus artışıyla azalmaya başlaması alternatif yakıt arayışını hızlandırmıştır. Dizel motorlarda metanol, etanol ve bütanol gibi yüksek oksijen içeriğine sahip birçok alkol, kirletici emisyonları azaltmasından dolayı yakıtlarda katkı maddesi olarak tercih edilmektedir. Bu çalışmada, bütanol yakıtı %10, %20 ve %30 oranlarında dizel yakıtı ile karıştırılarak tek silindirli bir dizel motorda deneyler yapılmıştır. Deneyler 1600 d/d, 1900 d/d, 2200 d/d, 2500 d/d ve 2800 d/d olmak üzere 5 farklı motor devrinde test edilmiştir. %50 ve %100 motor yükü şartlarında oluşturulan deney yakıtlarının motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkisi incelenmiştir. Ayrıca deneylere başlanmadan önce kullanılan dizel motor elemanları temizlenip deneylerden sonra oluşan kurum ve değişiklikler gözlemlenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda n-bütanol katkılı yakıtların karbonmonoksit (CO), azot oksit (NOx) ve is emisyon değerlerinin dizel yakıtına göre azaldığı görülmüştür. Karbondioksit (CO2) ve hidrokarbon emisyonları ise saf dizel yakıtına kıyasla artmıştır. Önemli motor performans parametrelerinden biri olan efektif motor gücü ve motor moment değerleri bütanol yakıt içeriği arttıkça azalmıştır. Düşük ısıl değere sahip olan bütanol yakıtı, özgül yakıt tüketimi (ÖYT) değerlerini arttırmıştır. Yapılan deneyler sonucunda dizel motorda bütanol kullanımı motor performansını düşürmüştür fakat egzoz emisyonlarını iyileştirmiştir. Anahtar Kelimeler: Bütanol, Alternatif Yakıt, Dizel yakıt, Emisyon
Bir dizel motorda farklı enjeksiyon stratejileri altında dietil eter katkılı etanol/biyodizel yakıtlarının düşük sıcaklıklı yanmasının araştırılması
Bu tez çalışması kapsamında dizel bir motorda alternatif yakıtlardan olan biyodizel, etanol ve dietil eter kullanımının yanma ve kirletici emisyonlara etkileri farklı enjeksiyon stratejileri ve düşük sıcaklıklı yanma şartları altında deneysel olarak araştırılmıştır. Yapılan deneylerde tek silindirli dizel bir motor kullanılmıştır. Biyodizel motora yüksek basınçlı yakıt enjeksiyon sistemi ile direkt enjekte edilirken, etanol veya dietil eter katkılı etanol hem port hem de direkt enjeksiyon yöntemleri ile enjekte edilmiştir. Bu durum farklı enjeksiyon zamanlamalarının da incelenmesine olanak sağlamıştır. Yapılan deneylerde motor %25, %50 ve %75 motor yüklerinde, 2400 d/d sabit motor devri ile çalıştırılmıştır. Bu şartlarda öncelikle port enjeksiyon stratejisi kullanılarak sırasıyla biyodizel (BD%100), biyodizel-etanol (BDE) ve biyodizel-etanoldietil eter(BDE%10DEE-BDE%30DEE) karışımları farklı enerji içeriklerine göre hazırlanarak deneyler yapılmıştır. İkincil yakıtın toplam enerji içeriği %30 oranında sabit tutulmuştur. Ardından aynı işlemler aynı sıralama gözetilerek direkt enjeksiyon stratejisi kullanılarak yapılmıştır. Sonrasında farklı enjeksiyon zamanlamalarının etkilerini görebilmek için direkt enjeksiyon stratejisi kullanılarak diğer deneylerde sabit tutulan -340 krank mili açısı değiştirilerek -260, -180 ve -100 krank mili açısıyla etanol veya %20 dietil eter katkılı etanol enjeksiyonu sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre biyodizele eklenen yakıtların enjeksiyon stratejisi ve oran gözetmeksizin %25 ve %50 motor yükünde CO emisyonlarını artırdığı ancak %75 motor yükünde düşürdüğü görülmüştür. HC emisyonları için yine enjeksiyon stratejisi ve oran gözetmeksizin tüm motor yüklerinde etanole eklenen dietil eter oranının artması ve motor yükünün artmasıyla düşük sıcaklıklı yanma şartları için önemli azalmalar elde edilmiştir. NO emisyonu için %25 ve %50 motor yüklerinde biyodizele kıyasla düşüş yaşansa da %75 motor yükünde artış görülmüştür. Duman opaklığında, genel olarak tüm motor yükü ve yakıt oranları için biyodizele göre düşüş gözlenmiştir. CO, HC emisyonları, enjeksiyon zamanlaması üst ölü noktaya yaklaştıkça genel olarak düşüş eğilimi göstermiştir. Elde edilen sonuçlar düşük sıcaklıklı yanma konseptlerinin geliştirilebilmesi bakımından umut verici olarak değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Alternatif yakıtlar, Düşük sıcaklıklı yanma, Biyodizel, Etanol, Dietil eter
Ön ısıtma uygulanmış nanopartikül katkılı alternatif yakıtın bir dizel motorunda etkilerinin araştırılması
Günümüzde insan nüfusu artışı ve beraberinde artan enerji ihtiyacının aksine bu ihtiyacı karşılayan fosil kaynakların azalması sonucu alternatif enerji kaynaklarının artışı hızlanmıştır. Bu kaynakların başında bitkisel yağlardan, hayvansal yağlardan ve atık yağlardan elde edilen biyodizel gelmektedir. Çalışmada, badem ve havuç ham yağlarından transesterifikasyon yöntemi ile badem metil ester (BME) ve havuç metil ester (HME) üretimi yapılmıştır. Üretilen metil esterler dizel yakıt ile farklı oranlarda (%20, %60, %100) karıştırılarak, nanopartikül katkısı ve ön ısıtma yapılarak sabit devir ve farklı yük (1kw, 1.5kw, 2kw, 2.5kw, 3kw) koşulları altında test edilmiştir. Deneyler, tek silindirli hava soğutmalı bir dizel motorda yapılmıştır. Ayrıca aynı ham yağlar dizel yakıtı ile farklı oranlarda (%10, %20, %40) karıştırılarak nanopartikül katkısı ve ön ısıtma yapılarak aynı deney şartları uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; metil ester kullanımında motor performansında düşüş ve emisyonlarda iyileşme görülmüştür. Ancak yapılan ön ısıtma işlemi ve nanopartikül katkıları sayesinde motor performansında artış olduğu gözlemlenmiştir.
Elektrikli araçlarda nano parçacık katkılı batarya soğutma sistemlerinin sayısal olarak incelenmesi
Elektrikli araçlar, evrimini neredeyse tamamlamış ve üzerinde sayısız araştırmaların yapıldığı içten yanmalı motorların aksine gelişmekte olan, dünyanın her yerinden bilim insanlarının ilgisini çeken ve onları bu konuda araştırmaya teşvik eden dinamik bir araştırma alanıdır. Henüz yeni gelişmekte olmasından dolayı elektrikli araçlar üzerine yapılan her çalışmanın literatüre önemli bir katkısı vardır. Elektrikli araçların enerji kaynağı olan elektriği depolayabilmesi için bataryaya ihtiyacı vardır. Bataryalar elektrik depolama kapasitesi, şarj/deşarj oranı ve hızı, araçta kapladığı alan ve ağırlığıyla elektrikli araçların performansını en çok etkileyen faktörlerin başında gelir. Özellikle yüksek deşarj oranlarında, lityum-iyon pillerdeki aşırı ve düzensiz sıcaklık artışıyla ısıl sürüklenme denilen, batarya içerindeki elektrokimyasal ve ekzotermik tepkimelerin sürekli devam etmesine yol açan olay gelişmektedir. Bu durumda daha da artan sıcaklığın etkisiyle bataryanın yanması ya da patlaması kaçınılmaz olabilir. Aynı şekilde araç kaza yaptığında, bataryanın delinmesi durumunda anot ve katot arasındaki yüzey ortadan kalkacağı için aynı şekilde ısıl sürüklenme gerçekleşecektir. Araç performansını arttırmak temel amaç olarak görünse de araç dizaynında en önemli konu olan güvenliği arttırmak amacıyla da elektrikli araçlarda bataryaların soğutulması için batarya termal yönetim sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Elektrikli araçların batarya sistemlerinde görülen ısınma sorunları doğrultusunda, bu tezin temel amacı, elektrikli araçlarda kullanılan ve elektrikli aracın performansını doğrudan etkileyen lityum-iyon bataryalardaki kimyasal reaksiyonların ekzotermik olmasından dolayı oluşan ısıl sürüklenmeyi önceleyecek soğutucu sisteme sahip batarya termal yönetim sistemlerinin nümerik olarak modellemesini yapmaktır. Böylece literatüre alternatif bir batarya termal yönetim sistemi kazandırılması amaçlanmaktadır.
Piston ve supapları cr2o3 kaplanmış ve farklı yakıt katkıları kullanılan bir dizel motorda performans ve emisyon değerlerinin yapay sinir ağları ile belirlenmesi
Bu tez çalışmasında içten yanmalı motorların; egzoz emisyon ve performans parametrelerinin, Yapay sinir ağı (YSA) kullanılarak, istenilen motor devrindeki değerleri belirlenmiştir. Yapay sinir ağı ile deneysel olarak elde edilen verilerin, matematiksel modeli oluşturularak, deneylerin tekrar edilmesine gerek kalmaksızın sonuçların elde edilmesi ve bu şekilde; vakit, insan iş gücü ve maliyet kazancının sağlanması amaçlanmıştır. Deneylerde, Kaplamalı Motor (KM) ve Normal Motor (NM) olmak üzere 2 farklı dizel motor üzerinde çalışılmıştır, kaplamalı (KM) olarak adlandırılan motorun, yanma odası elemanlarından piston ve supaplarının yanma odasına bakan yüzeyleri kaplanmıştır. Kaplama maddesi olarak; termal bariyer olma özelliğine sahip seramik madde olan Krom oksit (Cr2O3) kullanılarak, Plazma Sprey yöntemi ile kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Her iki motorda dizel yakıt katkıları olan; Dibutil Maleat %3, %6, %9, Dietilen Glikol Dimetil Eter %3, %6, %9, etilheksil nitrat %3, %6, %9 ve bütanol ise %6, %12, %18, oranlarında karıştırılarak, KM ve NM' de yakıt katkısı olarak kullanımlarının, emisyon ve performans parametreleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kaplamalı Motor (KM) ve Normal Motor (NM)'da, NOX, CO, CO2, HC, duman yoğunluğu emisyon değerleri, egzoz gaz sıcaklığı (EGS) ve özgül yakıt tüketimi (ÖYT), titreşim verileri alınmıştır. Ardından, Dibutil Maleat %3, %6, %9, Dietilen Glikol Dimetil Eter %3, %6, %9, Etilheksil Nitrat %3, %6, %9 ve Bütanol ise %6, %12, %18, oranlarında karıştırılarak, Kaplamalı Motor (KM) ve Normal Motor (NM)'dan, NOX, CO, CO2, HC, duman yoğunluğu emisyon değerleri, egzoz gaz sıcaklığı (EGS) ve özgül yakıt tüketimi (ÖYT), titreşim, verileri alınmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen veriler YSA' ya giriş verileri olarak uygulanarak, MATLAB Programı yardımı ile matematiksel model oluşturulmuştur. YSA' dan elde edilen veriler ile deneysel veriler karşılaştırılıp, programın doğruluğu kontrol edilmiş ve sonuçların örtüştüğü görülmüştür. YSA' nın, kullanıcı dostu ve pratik bir kullanıma sahip olması amacıyla, MATLAB GUI'de ara yüz tasarımı yapılmıştır. Krom oksit (Cr2O3) Kaplamalı motorda (KM), Kaplamasız motora (NM) göre; HC, CO, duman yoğunluğu gibi emisyon değerlerinde ve ÖYT değerlerinde düşüş görülmüştür, CO2, NOX emisyonları ve EGS değerinde ise artış görülmüştür. Bütanol katkısı NM ve KM' de CO, NOX, Duman, EGS değerlerini düşürmüştür. Buna karşın HC, CO2, Titreşim, ÖYT değerlerinde artış gözlemlenmiştir. Dibütil Maleat katkısı NM ve KM' de CO, HC, duman yoğunluğu, EGS, titreşim değerlerinde azalma göstermesine karşın, diğer parametrelerde artış göstermiştir. Dietilen Glikol Dimetil Eter katkısı, NM ve KM' de CO, HC, duman yoğunluğu, titreşim değerlerinde azalma göstermesine karşın, diğer parametrelerde artış görülmüştür. Etilheksil Nitrat katkısı, NM ve KM' de CO2, duman yoğunluğu, ÖYT değerlerinde azalma göstermesine karşın, diğer parametrelerde artış görülmüştür. Çalışma sonunda elde edilen sonuçlara göre, TBK uygulaması ile dizel motorlarda performans kaybına uğramaksızın, emisyon değerlerinde azalma sağlanabileceği görülmüştür. Buna ek olarak, çeşitli dizel yakıt katkı maddeleri kullanılarak, egzoz emisyonlarında azalma sağlanabildiği görülmüştür. Ayrıca YSA yöntemi ile matematiksel modelleme yapılarak elde edilen sonuçlar yardımı ile tekrar deney yapmaya gerek kalmadan, düşük hata oranlarında sonuçlar elde edilmiştir. Bu şekilde, deneysel çalışmalarda harcanan maddi kayıplardan, zamandan ve insan iş gücünden tasarruf edilebileceği görülmüştür.
Kademeli dolgulu bir benzinli motorda doğalgaz kullanımının motor performansına etkisinin incelenmesi
Dünya nüfusunun artışına bağlı olarak giderek artan araç sayısı ve bu araçların büyük kısmının fosil kaynaklı yakıtlara bağlı olması çevre için ve dünyamızın geleceği için bir tehdit oluşturmaktadır. Bundan dolayı alternatif yakıtların kullanımı ve motor verimini artırmaya yönelik çalışmalar bilim insanlarının ilgisini çeken bir araştırma alanını oluşturmaktadır. Alternatif yakıtlar arasında doğalgazın bu tez çalışmasında seçilmesinin nedeni oktan sayısının yüksek olması, çevreci olması ve benzinli motorlarda herhangi bir modifikasyona gerek duyulmadan kullanılması gibi öne çıkan özellikleridir. Motor verimini artırmaya yönelik çalışmalarda ise yakıtın silindir içerisine gönderim şekli önemli bir parametredir. Yakıtın silindir içerisine kademeli şekilde püskürtülmesi ile yanma verimini iyileştirmek mümkündür. Bu tez çalışması kapsamında kademeli dolgulu bir benzinli motorda doğalgaz kullanımı üç boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı olan ANSYS Forte 19'da incelenmiştir. Model olarak gerçeğe en yakın sonuç vermesi adına tam port modeli tasarlanmış, enjektörden püskürtülecek yakıt olarak ise doğalgazın büyük çoğunluğunu oluşturan CH4 seçilmiştir. İnceleme iki aşamada yapılmış olup ilk aşamada her bir kademede püskürtülecek yakıtın miktarı, ikinci aşamada ise ikinci kademede püskürtülecek yakıtın zamanlaması incelenmiştir. Yapılan inceleme sonucunda ikinci kademede az miktarda yakıtın püskürtülmesi ve ikinci kademenin zamanlamasının geç olmasının motor performansına, yanma verimine ve emisyonlara olumlu bir etkisi olduğu görülmüştür.
İçten yanmalı motorlarda yağ analiz yöntemiyle yapılan kestirimci bakımın araştırılması
Kestirimci bakım tekniği, makine parçalarının arızalanmadan önce çeşitli uyarılar vermesi esasına dayanmaktadır. Kestirimci bakım ile maliyet tasarrufu sağlanması, zamana dayalı önleyici bakımdan veya alışılmış bakımlardan daha yararlıdır. Çünkü sadece gerektiğinde yapılır. Titreşim analizleri, yağ analizleri, termal kamera analizleri ve ekipmana özgü yapılabilecek tahribatsız analizler, ekipmanın durumunu değerlendirmek için kestirimci bakım ile ulaşılabilecek önemli verilerdir. Yağ analizlerinin uygulaması ucuz, çabuk ve kolay olduğu gibi, aynı zamanda çok önemli tasarruf sağlayabilmektedir. Yağ analizi, tıpkı bir kan tahlili gibi, makine ve motorların içinde neler olduğunu görmenin en hızlı, en kesin ve en güvenilir yoludur. Aslında temiz görünen bir yağda bile aşınmaya sebep olabilecek binlerce parçacık bulunabilmektedir. Bu parçacıklar, aşınmayı hızlandırır, sistem verimliliğini düşürüp, ünitenin performansını azaltabilmektedir. Bu çalışmada öncelikle deney motorundan belli periyotlarla yağ numuneleri alınacak ve laboratuvarda incelenecektir. Yağ ile çalışan her sistemde, normal çalışma sonucu aşınma elementleri meydana gelmektedir. Aşınma elementleri analizi ile ünite arızalanmadan önce problem bulunmuş olur. Aşınma elementleri analizi ile çok küçük parçacıklar tespit edilebilecektir. Yağ analizlerinde bazı elementlerin varlığı ve kombinasyonu değerlendirilecektir. Bunlar; bakır (Cu), demir (Fe), krom (Cr), kurşun (Pb), alüminyum (Al), silisyum (Si) ve sodyum (Na) gibi elementler olacaktır. Yağ numunelerinin düzenli aralıklarla alınması gerekmektedir. Bu yüzden, yağ numuneleri dizel deney motorundan belirlenen bir yöntem ve periyotta alınacaktır. Numunelerde aşınmış parçacık analizi, su miktarı, viskozite, yoğunluk gibi değerler incelenecektir. Analiz sonuçlarına göre motor parçalarındaki değişiklikler belirlenecek ve deney motoru hakkında gerekli yorumlar yapılacaktır.
Ultrasonik atomizer kullanılan benzinli bir motorda benzine alternatif yakıtların kullanılmasının araştırılması
Bu çalışma, buji ile ateşlemeli motorlarda, gelecekte benzinin yerine kullanılması muhtemel olan biyoetanol benzin karışımının ve ultrasonik yakıt enjeksiyon sisteminin saatlik yakıt tüketimi ve egzoz emisyonları üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Yakıt, yüksek frekanslı ses dalgası ile atomize edilerek, motorun yakıt tüketimi ve egzoz emisyon sonuçları belirlenip, günümüzde kullanılan benzin püskürtme sistemi ve eski teknoloji olan karbüratörlü sistem ile karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılarak konu ile ilgili mevcut literatür çalışmaları incelenmiştir. İkinci bölümde, deneysel yöntem tanıtılmış, üçüncü bölümde elde edilen veriler sunulmuştur. Dördüncü bölümde, elde edilen sonuçlar tartışılarak yorumlanmış ve ilgili literatür ile ilişkilendirilmiştir. Beşinci ve son bölümde öneriler verilerek çalışma tamamlanmıştır. Sonuç olarak ultrasonik yakıt sisteminin diğer yakıt sistemleriyle benzer özellik gösterdiği gözlenmiştir. Benzine biyoetanol eklendikçe bütün yakıt sistemlerinde yakıt tüketiminin arttığı, egzoz emisyonlarının iyileştiği görülmüştür. En düşük yakıt tüketimi ultrasonik yakıt sisteminde görülmüştür. Diğer yakıt sistemlerine kıyasla ultrasonik yakıt sisteminde egzoz emisyonların tamamında ciddi miktarda iyileşme olduğu görülmüştür.
Alkol katkılı aspir yağı biyodizelinin bir dizel motorunda kullanılabilirliğinin araştırılması
Sera gazı etkisinden kaynaklanan küresel ısınma, günümüzde dünyanın en önemli ortak çevre sorunu olarak gösterilmektedir. Sera gazı etkisi; buzulların erimesi ve buna bağlı olarak deniz seviyesinde yükselmeler, küresel ölçekli ısınma ve iklimsel değişikliklere neden olmaktadır. Oluşan sorunlara çözüm bulabilmek amacıyla yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi artış göstermektedir. Bu kaynaklar arasında en kullanışlı en ideal olanlarından biri de biyodizeldir. Biyodizel, dizel motorlarda kullanılabilen bitkisel yağlar gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilen sürdürülebilir, çevre dostu, toksik etkisi olmayan ve dizel motorlarda modifikasyona gidilmeden kullanılabilen bir alternatif yakıttır. Bu çalışma mevcut dizel motorlarında önemli bir değişikliğe gidilmeden motorda petrol esaslı yakıtlar yerine bitkisel yağlardan üretilen biyoyakıtların kullanılmasını sağlamaktadır. Bitkisel kökenli yağların petrol kökenli dizel yakıta yakın özelliklerinin olması bu çalışmaların yapılmasında önemli bir faktördür. Çalışmada bir bitkisel yağ olan aspir yağından piroliz yöntemi ile elde edilen biyoyakıtın dizel motorlarında kullanım olanakları test edilmiştir. Ayrıca petrol kaynaklarındaki azalma ve fiyat artışlarına önlem olarak, dizel motorlarda kullanılabilecek yenilene bilirlik payı bulunan ve çevre ile daha uyumlu olan bir alternatif yakıtın tespiti sağlanmıştır. Bu tez çalışmasında bitkisel yağ olan ham aspir yağından piroliz yöntemi ile biyodizel yakıt elde edilmiştir. Elde edilen biyodizelin fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiştir. Biyodizel ve mentollü karışımlarının, dizel motora sahip bir deney düzeneğinde farklı devir aralıklarında deneyleri yapılmıştır. Performans ve emisyon sonuçları dizel yakıt ile karşılaştırılıp sonuçlar değerlendirilmiştir. Araştırma sonucunda, biyodizel karışımlarının alternatif yakıt olarak kullanılmasının çevre açısından olumlu olduğu sonucuna varılmıştır.
Atık taşıt lastiklerinden elde edilen pirolitik yağın reaktivite kontrollü sıkıştırma ateşlemeli motorlarda kullanımının deneysel olarak araştırılması
Bu çalışmada, atık taşıt lastiklerinden elde edilen pirolitik yağın reaktivite kontrollü sıkıştırma ateşlemeli bir motorda düşük reaktiviteli yakıt olarak kullanımı deneysel olarak araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar düşük reaktiviteli yakıtların kullanımına uygun olacak şekilde modifiye edilmiş tek silindirli, dört zamanlı ve direk püskürtmeli bir dizel motorda yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda yüksek reaktiviteli yakıt olarak petrol kökenli dizel yakıtı, düşük reaktiviteli yakıt olarak ise benzin ve atık lastik yağı (ALY) kullanılmıştır. Test yakıtları hacimsel olarak, %70 dizel-%30 benzin, %70 dizel-%30 atık lastik yağı, %40 dizel-%60 benzin ve %40 dizel-%60 atık lastik yağı olacak şekilde kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda, ilk aşamada 2500 d/d motor devrinde ve %20 motor yükünde düşük reaktiviteli yakıtların %30 oranında kullanıldığı şartlarda değişen püskürtme zamanları incelenmiştir. İkinci aşamada ise 2500 d/d motor devrinde ve %0, %20 ve %60 motor yüklerinde düşük reaktiviteli yakıtların %30 (RCCI30) ve %60 (RCCI60) oranında kullanıldığı şartlarda motor performans ve emisyon değerleri araştırılmıştır. Deney sonuçları incelendiğinde, üst ölü noktadan önce -160 püskürtme zamanında %20 yük koşulunda ve RCCI30 durumunda benzin ve ALY yakıtlarının motor performansını ve yanma karakteristiklerini belirli ölçüde değiştirerek bazı egzoz emisyonlarını iyileştirdiği görülmüştür. RCCI30 ve RCCI60 durumlarında oluşan silindir içi basınçların geleneksel dizel sonuçlarına yaklaştığı, ısı salınımının ise belirgin bir şekilde değişmediği görülmüştür. RCCI60 durumunda vuruntu yoğunluğunun dizele göre benzin yakıtı kullanımı durumunda daha düşük çıktığı, ALY kullanımında ise yaklaştığı görülmüştür. Egzoz emisyonlarında ALY'nin HC ve NOx emisyonlarında, benzinin ise NOx ve is emisyonlarında düşüş yaşanmasına belirgin şekilde etki ettikleri tespit edilmiştir. Özgül yakıt tüketiminin benzin için en düşük, ALY yakıtı için ise en yüksek olduğu görülmüştür. Fren termal veriminin benzin için %0 yük ve RCCI30 durumlarında düşük, %60 yük ve RCCI60 durumlarında ise yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Bunun yanında, ALY yakıtı için ise genel olarak düşük değerlerde olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, deneysel çalışmalarda ALY ve benzinin RCCI motorda başarılı bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür.
Plazma sprey yöntemiyle kaplanmış dizel ve benzinli motorun dinamiksel titreşim analizinin kestirimci yöntemiyle araştırılması
ÖZET Bu tez çalışmasında içten yanmalı motorlara Termal Bariyer Kaplama (TBK) uygulanmıştır. TBK uygulaması ile motorların yakıt tüketiminin azaltılması, emisyonlarının iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada kullanılan benzinli ve dizel motorların kaplanma yöntemi plazma sprey yöntemidir. Plazma sprey kaplama yönteminin seçilmesinin başlıca nedenleri; uygulanmasının kolay olması, basit donanım gerektirmesi, ekonomik, güvenli ve kullanılan toz karışımın kimyasal kompozisyonunda değişiklik yapılabilirliğidir. Benzinli motorun kaplanma malzemesi olarak krom karbür (Cr3C2 ) kullanılmıştır. Dizel motorun kaplama malzemesi olarak krom oksit (Cr2O3 ) kullanılmıştır. Bu motorların piston ve supapları kaplanarak; titreşim ve termografi analizleri yapılmıştır. Ayrıca ham aspir yağı ve ham çitlembik yağlarından, transesterifikasyon yöntemi uygulanarak biyodizel yakıtlar üretilmiştir. Adyabatik özellik kazandırılmış motorda; D-2 yakıt ve biyodizel yakıtların D-2 yakıt ile karışımları, alternatif yakıt olarak kullanılmıştır. Kaplama öncesinde ve sonrasında dizel motorun NOx, CO, CO2, HC, duman yoğunluğu emisyon değerleri, egzoz gaz sıcaklığı (EGS) ve özgül yakıt tüketimi (ÖYT) değerleri ölçülmüştür. Benzinli motorun NOx, CO, CO2, HC emisyonları, EGS ve ÖYT değerleri ölçülmüştür. Bu değerler grafikler yardımıyla yüzdesel olarak karşılaştırılmıştır. Hem dizel hemde benzinli motorun kaplama öncesi ve sonrası kestirimci bakım yöntemleri olan titreşim ve termografi analizleri yapılmış ve yorumlanmıştır. TBK ile dizel motor egzoz emisyonlarından HC, CO, duman yoğunluğu emisyonu ve ÖYT değerlerinde düşüş, CO2, NOx ve EGS değerinde ise artış olmuştur. Benzinli motor egzoz emisyonlarından HC, CO, ÖYT değerlerinde azalma, CO2, NOx ve EGS değerlerinde ise artış olmuştur. Elde edilen sonuçlar TBK ve yakıt olarak biyodizel kullanımının motorlarda egzoz emisyon, ÖYT ve EGS değerlerinde dikkate alınacak bir iyileşme olduğunu göstermiştir Anahtar Kelimeler: Termal Bariyer Kaplama, kestirimci bakım, Benzinli Motor Dizel Motor, titeşim, termografi, biyodizel
Dizel motorda ön ısıtma uygulanmış biyodizel yakıtı kullanımının etkisinin araştırılması
ÖZET İnsanların ulaşım sorunlarına yardımcı olmak amacıyla üretilen araçlar günümüzde kara ulaşımının yanında, hava ve deniz ulaşımında da kullanılmaktadır. Günümüzde ulaşım ile beraber motorlu araçların kullanılmadığı alan hemen hemen yok gibidir. Kullanılan bu araçların insan refah düzeyini artırdığı gibi insan ve çevreye zararlı yönleri mevcuttur. Bu zararlı etkilerin başında ekzoz emisyonları gelmektedir. Fosil yakıt kullanan bu motorlu araçların her geçen gün sayıları artmakta ve çevreye bıraktıkları emisyon miktarının artmasını da kaçınılmaz kılmaktadır. Bu çevre kirliliğini azaltmak ve insan sağlığına olan zararları minumuma indirmek amacıyla bu tez çalışması yapılmış ve emisyon değerlerinin iyileştirilmesine yönelik deneysel çalışmalar uygulanmıştır. Bu deneyler çok çeşitli olmakla beraber araçların ekzoz emisyonlarının azaltılması çalışmaları hız kazanmıştır. Fosil yakıtların yanması sonucunda meydana gelen zararlı gazların azaltılması ile beraber son yıllarda fosil yakıtlara alternatif yakıtların kullanılması da ön plana çıkmıştır. Bu tez çalışmasında üç ham bitkisel yağ dizel motorda yakıt olarak kullanımştır. Siyah hardal yağı, Acı badem yağı ve biber çekirdeği yağlarından laboratuar ortamında trensesterifikasyon yöntemi ile elde edilmiş biyodizel kullanılmıştır. Biyodizel olarak kullanılan yakıt normal şartlarda %20, %60 ve %100 olarak dizel yakıt ile hacimsel olarak karıştırılmış tek silindirli, içten yanmalı bir dizel motorunda kullanılarak egzoz emisyon değerleri kaydedilmiştir. Aynı bitkilerden elde edilmiş biyodizel aynı oranlarda dizel yakıt ile karıştırılmış ve motorda kullanılmadan önce fırında ön ısıtmaya tabi tutulmuş akabinde motorda kullanılmış ve egzoz emisyon değerleri tekrar alınmıştır. Deneyler her karışım ve oran için tekrarlandığı gibi ön ısıtma uygulandıktan sonra da tekrarlanmıştır. Deneylerde, karışım yakıtlarının kullanımında ÖYT(Özgül Yakıt Tüketimi), EGS(Egzoz Gaz sıcaklığı), CO(Karbonmonoksit), CO₂(Karbondioksit), HC(Hidrokarbon) ve NOx(Azotoksit) emisyonlarının sonuçları bulunmuş ve normal şartlar ile ön ısıtma uygulanmış karışım sonuçlarından alınan değerler karşılaştırılmıştır. Deney sonuçlarına baktığımızda farklı yağlardan farklı değerler alındığı görülmüştür. Aynı zamanda ön ısıtma uygulanmış biyodizel yakıtların emisyon üzerindeki etkileri bazı değerlerde yaklaşık %10 bir düşüş görülse de bazı değerlerin yükseldiği tespit edilmiştir. Ön ısıtma uygulanmış biyodizel karışımlarının normal şartlarda kullanılan karşım sonuçlarını kıyasladığımızda belli bir oranda yükseliş göstermiştir.
Bir dizel motorda zeolit maddesinin emisyon ve performans üzerine etkisinin yapay sinir ağları (YSA) ile araştırılması
İçten yanmalı motor egzozundan yayılan toksik maddelerin insan sağlığına ve doğal çevreye negatif etkisi giderilmek istenen bir konudur. Bu çalışmada, Basınç Salınımlı Adsorpsiyon prensibi ile çalışan bir zeolit filtre tasarlanarak havanın oksijence saflaştırılması ve bu saf oksijenin, bir dizel motorun emme hattına beslenmesi ile motorun egzoz emisyon ve performans parametrelerinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Zeolitin, yüzey alanını genişletmek, iyon değişimi, adsorpsiyon ve moleküler elek özelliklerini iyileştirmek amacıyla, 2N HCl ve 4N NaOH ile modifikasyonları yapılmıştır. Filtre sisteminde, doğal zeolit, sentetik zeolit, baz modifiyeli zeolit ve asit modifiyeli zeolit kullanılmıştır. ZF'nin zenginleştirdiği oksijen motorun emme manifolduna montaj edilmiş olan oksijen giriş rekoru vasıtasıyla yanma odasına beslenmiştir. Yapılan motor deneylerinde CO, CO2, HC, NOx, duman yoğunluğu, titreşim, gürültü, EGS, ÖYT, FTV değerleri, standart dizel motorda ve 4 farklı zeolit tipinin kullanıldığı koşullarda kayıt altına alınmıştır. Deneysel ölçümler sonucunda, elde edilen veriler YSA'ya eğitim ve test verileri olarak girilerek MATLAB R2016a programında modelleme yapılmıştır. YSA'nın tahmin ettiği değerler ve deneysel sonuçlar kıyaslanarak programın güvenilirliği kontrol edilmiştir. Bu amaçla, her bir egzoz emisyon ve performans parametresi için tahmin edilen değerler ve deneysel değerlerin kıyaslandığı grafikler, regresyon grafikleri ve ortalama karesel hata verileri dikkate alınmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda, ZF'nin havadaki azotu PSA prensibi ile absorbe ederek büyükten küçüğe, SZ, BMZ, DZ, AMZ olarak oksijen zenginleştirmesi sağladığı tespit edilmiştir. İşlem sonucunda, CO, HC, duman yoğunluğu ve ÖYT değerlerinde düşüş sağlanmıştır. Buna karşın CO2, NOx, EGS, titreşim, gürültü, değerlerinde artış gözlenmiştir. Deneysel ölçümler sonucunda oluşturulan YSA'nın performansı incelenmiş, YSA'nın tahmin ettiği sonuçlarının kabul edilebilir hata oranlarında olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Zeolit, Basınç Salınımlı Adsorpsiyon, Dizel motor, Yapay Sinir Ağları
Otomotiv cam uygulamaları için kobalt katkılı nikel oksit ince filmlerin üretimi, karakterizasyonu ve optiksel özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışmada, ITO camlarının yüzeyleri farklı oranlarda kobalt (Co) katkılı nikel oksit (NiO) ince filmleri ile sol-jel döndürerek kaplama yöntemi kullanılarak kaplandı. ITO camlar ilk olarak 15*15 mm ölçülerinde kesildi. Kesilen camlar sırasıyla ethanol ve methanol banyosunda ultrasonik temizleyicide temizlendi. Daha sonra saf su ile durulama işlemi yapıldıktan sonra azot gazıyla kurutuldu. Camlar temizlendikten sonra saf ve Co katkılı NiO sol-jel solüsyonları ile döndürerek kaplama cihazıyla kaplandı. Kaplama işlemi 1000 d/dk da 30 saniye süreyle gerçekleştirildi. Kaplama işlemi bittikten sonra manyetik ısıtıcıda 15 dk süreyle 150 °C de buharlaştırma işlemi yapıldı. Yapılan bu işlemler her katman için ayrı ayrı uygulanarak ITO cam yüzeyleri 3 kat kaplandı. Kaplanan cam yüzeyler 600 °C de 2 saat süreyle tavlandı. Elde edilen numunelerin kaplanmış yüzey tabakalarının yapısal özelikleri X-ışını kırınımı (XRD), alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ve enerji dağılımlı X-ışınları (EDX) ile analiz edildi. Optiksel özellikleri ultraviyole spektrometresi (UV-vis) yöntemi ile belirlendi. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, Co katkı oranının artmasıyla X-ışını kırınım zirvelerinde değişimler gözlemlendi ve Co katkısına bağlı olarak ilave zirve noktaları gözlemlenmedi. Buna bağlı olarak Co katkısının NiO' in yapısına uygun olarak yerleştiği sonucuna varıldı. FE-SEM analizleri sonucunda tüm numunelerin kaplama tabakalarının nano boyutlu yapılardan oluştuğu tespit edilmiştir. UV-vis spektrometresi analizleri sonuçlarına göre Co katkı oranının artmasıyla soğurma, yansıtma ve geçirgenlik değerleri değişmiştir.
Bir binek aracın aerodinamik etkinliğinin modellenmesi
Binek taşıtların aerodinamik etkinliğini modellemek için rüzgâr tünel testleri ve sayısal çalışmalardan yararlanılmaktadır. Sayısal ve deneysel çalışmalar sayesinde binek taşıtların aerodinamik etkinliklerinin arttırılmasına yönelik olarak taşıtların, dış gövde tasarımında iyileştirmeler yapılmaktadır. Böylece, taşıtların zararlı egzoz emisyonları azaltılmakta, yakıt ekonomileri, yol tutuşu ve manevra kabiliyetlerinde önemli artışlar sağlanmaktadır. Rüzgâr tünel testleri sayısal çalışmalarla karşılaştırıldığı zaman çok zaman alıcı ve maliyetlidir. Bu yüzden, son yıllarda bilgisayar teknolojisindeki hızlı ilerlemelere paralel olarak sayısal çalışmalara olan ilgi sürekli artmaktadır. Bu çalışmada, taşıt aerodinamiğiyle ilgili kapsamlı literatür araştırması yapılmış, taşıt etrafındaki hava akışı nedeniyle taşıt üzerinde oluşan aerodinamik kuvvetler ile bu aerodinamik kuvvetleri oluşturan temel parametreler incelenmiştir. Daha sonra, günümüzde kullanılan bir taşıt modelinin aerodinamik etkinliğiyle ilgili temel parametrelerini tespit etmek için sayısal ve deneysel çalışmalar yapılmıştır. Her iki çalışmadan elde edilen verilerden yararlanarak ilgili taşıt modelinin aerodinamik etkinliğini arttırmak için dış tasarımına yönelik iyileştirme çalışması yapılmıştır. Bunun için, taşıtın bagaj bölmesinin alt tarafına açılan bir difüzör kanalı sayesinde taşıtın sürükleme katsayısının % 2 azaldığı ve yol tutuşunun önemli ölçüde arttığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, 1:24 ölçekli Audi A4 taşıt modeli ile yapılan sayısal ve deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçların birbiriyle uyum içerisinde olduğu tespit edilmiştir. Sayısal çalışmalar için kullanılan taşıt modelinin boyutları 1:1 ölçeğe kadar büyültülerek aerodinamik direnç katsayısının Reynolds sayısı bağımsızlığı sağlanmıştır. Ancak, deneysel çalışmalar için kullanılan taşıt modelinin çok küçük olması ve rüzgar tüneli setinde maksimum giriş hızına çıkılamamasından dolayı aerodinamik direnç katsayısının Reynolds sayısı bağımsızlığı sağlanamamıştır. Anahtar Kelimeler; Taşıt Aerodinamiği, Yakıt Tüketimi, K- ε Türbülans Modeli
Plazma sprey yöntemiyle seramik kaplamanın egzoz borusu üzerine etkisi
İçten yanmalı motorlar birçok sistemlerden oluşmaktadır. Bu sistemler büyük oranda birbirileri ile ilişkili ve bağlantılıdır. Bu sistemlerden bir tanesi de egzoz sistemidir. Egzoz sistemini oluşturan parçalar motor stop ettirilinceye kadar sürekli egzoz gazlarına maruz kalmaktadır. Egzoz sisteminin sürekli bir şekilde egzoz gazlarına maruz kalması, egzoz sisteminin ömrünü azaltmaktadır. Egzoz sistemi ayrıca; yağmurlu havalarda oluşan su, çamur, kış aylarında buzlanmayı önlemek için yollara dökülen tuz vb. gibi olumsuz etkenler dolayı deformasyona uğrar. İçten yanmalı motorlarda egzoz sistemi kullanıldıkları bölge ve şartlara göre belirli bir süre sonra değiştirilmeleri gerekir. Bu parçaların ömürlerinin arttırılması, hem bireysel hem de ülke ekonomisine ciddi kazanımlar sağlayacağı düşünülmektedir. Bu çalışmada, egzoz borusu plazma sprey yöntemiyle krom karbür (Cr3C2) malzeme ile yaklaşık 100 mikron kalınlığında kaplanmıştır. Kaplama işlemi iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada, egzoz borusunun sadece dış kısmı 100 mikron kalınlığında kaplanmıştır. İkinci aşamada, egzoz borusunun iç ve dış kısmı aynı kalınlıkta kaplanmıştır. Birinci ve ikinci aşamada yapılan çalışma, standart egzoz sistemi ile karşılaştırılmıştır. Egzoz borularının krom karbür (Cr3C2) malzeme ile kaplanmasıyla hem iç hem de dıştan etki eden, kimyasal ve fiziksel çözücü ve deformasyona uğratıcı faktörlerin etkisi azaltılmış olunacaktır. Böylece egzoz borusunun ömrünü azaltıcı faktörler kaplama malzemesi tarafından karşılanmış olacaktır. Egzoz gazlarının kimyasal tepkime işlemi gaz sıcaklığı manifold çıkışından itibaren azalarak da olsa devam etmektedir. Yanma odasında meydana gelen yanma sonu sıcaklığı yaklaşık 2700 oC dir. Susturucuya gelince gaz yaklaşık 300 oC civarındadır. Dolayısıyla egzoz borularının kaplanması gazın soğumasını geciktirerek zararlı emisyonların CO2 ve H2O gibi zararsız emisyonlara dönüşmesine yardımcı olacaktır. Bilindiği gibi katalitik konvertör, EGR ve çeşitli katalizörler yüksek sıcaklık altında verimli çalışmaktadır. Böylece emisyon kontrollerinin daha verimli çalışmasına da katkılar sağlanacaktır. Elde edilen sonuçlar, plazma sprey yöntemi ile egzoz borusunun kaplanması sonucunda egzoz emisyon ve egzoz gaz sıcaklığı değerlerinde dikkate değer bir iyileşme olduğunu göstermiştir. Ayrıca yapılan deneyler kaplanmış egzoz borusunun malzeme ömrünün standart egzoz borusuna göre arttığını göstermiştir.
Nano akışkanlı bir dizel motor radyatörünün performansı
Son zamanlarda yapılan çalışmalar sonucunda içerisinde 10-50 nanometre büyüklükte katı partiküllerin, geleneksel soğutucu akışkanların içerisine katılarak ısı transferi performansları iyileştirilmeye çalışılmıştır. Soğutma sistemlerinde kullanılan antifriz/su karışımları çok yüksek ısı transferi kapasitesine sahip değildir. Nanoakışkanlar kullanılarak bu akışkanların ısıl kapasiteleri daha etkili hale gelebilecektir. Nanoakışkanlar kullanılarak tasarlanmış ısı değiştiricilere sahip motorlar daha uygun sıcaklıklarda çalışabileceklerdir. Bu tez kapsamında, motor soğutma sisteminde kullanılan soğutucu akışkanların içerisine nanobileşikler ilave edilerek ısıl iletkenlikleri artırılmaya çalışılmıştır. Soğutma sıvısına SiO2, Al2O3, TiO2, Fe3O4, ZnO, ZrO2 nanobileşikleri katılarak karışım hazırlanmıştır. Yeni karışımların termofiziksel özellikleri belirlemek için ısıl iletkenlik ölçüm cihazı kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, nanoakışkanların ısı iletim katsayılarının yüksek olmasından dolayı soğutucu akışkan içerisine katılmasıyla, geleneksel soğutucu akışkanlara göre soğutma sisteminden birim zamanda daha fazla ısıyı transfer ettiği gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Soğutma sistemi, Isıl iletkenlik, Nanoakışkan
Nano akışkanlı bir benzinli motor radyatörünün performansı
Endüstrinin her alanında kullanılan ısı değiştiricilerde, enerji ekonomisi açısından ısı transferini iyileştirmeye yönelik çalışmalar önem arz etmektedir. Isı transferini iyileştirmeye yönelik çalışmalar genel olarak "pasif", "aktif" ve "karma" yöntemler olarak sınıflandırılmaktadır. Pasif yöntemler, dış güç kullanılmasını gerektirmeyen yöntemlerdir. Dönmeli akış cihazları, pürüzlü yüzeyler, borunun içine yerleştirilen iyileştirme elemanları vs. pasif yöntemlere örnek olarak verilebilir. Aktif yöntemler, dış güç kaynağının kullanılmasını gerektiren yöntemlerdir ve mekanik karıştırıcılar, akışkan titreşimi, yüzey titreşimi, elektrostatik alanlar vs. bu yöntemler arasında sayılabilir. Karma yöntemlerde ise aktif veya pasif yöntemlerden iki veya daha fazlası birlikte kullanılmaktadır. Konvansiyonel ısı değiştiricilerinde ısı transferi performansları düşük olan su, motor yağı ve etilen glikol gibi ısı transferi akışkanları kullanılmaktadır. Ancak sıvı fazındaki bu akışkanların ısı transferi kabiliyetleri çok iyi düzeyde değildir. Bu nedenle son yıllarda nano teknolojinin de gelişmesi ile birlikte, ısı transfer performansları yüksek olan ve mikron boyutunda üretilebilen nano partiküller sayesinde, nano akışkanlar elde edilmeye başlanmıştır. Elde edilen bu nano akışkanlar, soğutucu akışkan olarak birçok uygulama ve bilimsel çalışmada kullanılmış, netice olarak ısı transferini artırmada daha etkili oldukları tespit edilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında; Al2O3, Fe3O4, ZnO, ZrO2, SiO2, ve TiO2 gibi nano bileşikler ile suyun birbirine karıştırılmasından elde edilen nano akışkanlar; dört zamanlı ve dört silindirli içten yanmalı benzinli bir motorun soğutma sisteminde ayrı ayrı soğutucu akışkan olarak kullanılmıştır. Motor soğutma sistemine ait radyatör fanı çalıştığı zamanlarda, her bir nano akışkanın ısı transferi üzerine olan katkısı ölçülmüştür. Yapılan deneysel çalışmalar neticesinde, denenen nano akışkanların su ve antifrizli suya göre daha iyi bir düzeyde ısı transferine etki ettikleri tespit edilmiştir. Ancak, suda çözünmeyen ve zamanla çökelmeye maruz kalan mevcut nano akışkanların bu yönü itibariyle önem arz eden bir dezavantaja sahip oldukları gözlemlenmiştir. Anahtar kelimeler: Benzinli motor, nano akışkan, motor soğutma sistemi, radyatör.
Homojen dolgulu bir benzinli motorda doğalgaz kullanımının motor performansına etkisinin incelenmesi
Alternatif yakıtların kullanılmasında hedeflenen iki önemli amaç vardır. Yakıtın çevreci olması ve enerji verimliliği sağlamasıdır. Doğalgaz, diğer alternatif yakıtlara göre daha çevreci ve daha ekonomiktir. Bu sebeple taĢıt motorlarında kullanılması açısından oldukça avantajlıdır. Doğalgaz, sahip olduğu yüksek oktan değeri ve özelliklerinden dolayı buji ateĢlemeli motorlar için ideal bir yakıttır. Buji ateĢlemeli bir motorun doğalgazla çalıĢmasını sağlamak için, motorda esas bir değiĢikliğe gerek yoktur. CNG yakıt dönüĢüm sistemini motora uygulamak ve sistemin ECU konfigürasyonunu gerçekleĢtirmek yeterlidir. Bu çalıĢmanın amacı; benzin yerine doğalgaz kullanılması durumunda motor performans karakteristiklerindeki değiĢimleri deneysel olarak belirleyip karĢılaĢtırmaktır. Homojen dolgulu buji ateĢlemeli bir motora, CNG yakıt dönüĢümü uygulanmıĢtır. DönüĢüm iĢleminde, çok nokta enjeksiyonlu sıralı tip CNG yakıt dönüĢüm sistemi kullanılmıĢtır. Deney motoru; hem benzinle çalıĢabilir duruma, hem de doğalgazla çalıĢabilir duruma getirilmiĢtir. Deney motorunun, benzinle çalıĢtırılması ve doğalgazla çalıĢtırılması Ģartlarında deneysel ölçümler yapılmıĢtır. Motor momenti, yakıt tüketim miktarı, egzoz gazı emisyonları, egzoz gazı sıcaklığı, hava fazlalık katsayısı, titreĢim yoğunluğu ve gürültü Ģiddeti ölçümleri gerçekleĢtirilmiĢtir. Deneysel ölçümlerle birlikte; motor gücü, hava/yakıt oranları, özgül yakıt tüketimi, efektif verim ve özgül enerji maliyeti hesaplanmıĢtır. Elde edilen veriler, karĢılaĢtırılmıĢ ve yorumlanmıĢtır. Doğalgazla çalıĢmada; motor gücünün ve momentinin azaldığı görülmüĢtür. CO, CO2, HC ve NO emisyonlarında önemli oranda azalma olduğu, egzoz gazı sıcaklıklarında ise artıĢ meydana geldiği görülmüĢtür. Daha ekonomik yakıt tüketimi sağladığı görülmüĢtür. Efektif verimde azalma belirlenmiĢtir. Motor titreĢimin yoğunluğunda kayda değer oranda bir değiĢim görülmemiĢtir. Gürültü seviyesinde ise azalma tespit edilmiĢtir. Anahtar Kelimeler: CNG, Doğalgaz, Homojen Dolgu, Buji AteĢlemeli Motorlar, Motor Performansı, Egzoz Gazı Emisyonları
Etanol katkılı kızartma yağlarının bir dizel motorunda kullanılabilirliğinin araştırılması
Son yıllarda petrol kaynakları azalmaya başlamıştır. Bununla beraber alternatif enerji kaynaklarına yönelmeye başlanmıştır. Bu kaynaklar arasında en kullanışlı en ideal olanlarından biri de biyodizel yakıtlardır. Bu anlamda biyo yakıt elde etmek için çeşitli yağlar özellikle de bitkisel yağlar kullanılmaktadır. Bitkisel kökenli yağların petrol kökenli dizel yakıta yakın özelliklerinin olması bu çalışmaların yapılmasında önemli bir faktördür. Özellikle atıl duruma gelen, artık gıda işlemlerinde kullanılmayacak yağların biyo yakıt elde edilmesinde kullanılması hem çevre hem de ekonomi açısından bir katma değer olarak görülmektedir. Bu çalışmada atık kızartma yağlarından transesterifikasyon yöntemi ile biyodizel yakıt elde edilmiştir. Elde edilen biyodizel önce saf olarak ardından %5 etanol katılarak (BE5), %10 etanol katılarak (BE10) ve %15 etanol katılarak (BE15) fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiştir. Biyodizel ve etanollu karışımlarının, dizel motora sahip bir araçta farklı devir aralıklarında deneyleri yapılmıştır. Performans ve emisyon sonuçları dizel yakıt ile karşılaştırılmış ve değerlendirilmiştir.
Dizel motorlarda atık taşıt lastiklerinden elde edilen pirolitik yağın yanma ve emisyon karakteristiklerine etkilerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Bu tez çalışmasında dizel motorlarında atık taşıt lastiklerinden elde edilen pirolitik yağının yanma ve emisyon karakteristiklerine etkilerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi konu edilmiş ve uygulamada gerçekleştiriliştir. Deneysel çalışmalar 4 silindirli 4 zamanlı 1.9 litre hacme sahip multijet bir dizel motorunda yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda yakıt olarak saf dizel(%100 dizel), B10(%90 dizel + %10 benzin), B20(%80 dizel + %20 benzin), B30(%70 dizel + %30 benzin), P10(%90 dizel + %10 pirolitik yağı), P20(%80 dizel + %20 pirolitik yağı) ve P30(%70 dizel + %30 pirolitik yağı) karışım yakıtları kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar iki aşamada yapılmıştır. İlk aşamada 2000 d/d sabit motor devrinde değişen motor yüklerde, ikinci aşamada ise %0 ve %25 sabit yük durumunda değişen motor devirlerinde motor performans ve emisyon değerleri analiz edilmiştir. Sayısal çalışmalar ise motor performans ve emisyon analiz programı olan AVL FIRE isimli programda saf dizel, B10, B20 ve B30 yakıt karışımları tanımlanarak gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları incelendiğinde motor yakıt sisteminde herhangi bir değişikliğe gidilmeksizin standart dizel yakıta %30'a kadar pirolitik yağı ilavesinin motor performansı ve yanma karakteristiklerini önemli ölçüde etkilemediği görülmüştür. Ayrıca bazı emisyon değerlerinde olumlu değişimler, bazılarında ise olumsuz değişimler gözlenmiştir. Dizel yakıta ilave edilen pirolitik yakıtın silindir basıncını ve ısı açığa çıkısını geciktirdiği anlaşılmıştır. Sonuç olarak, mevcut deneysel çalışmalarda atık lastik yağının standart bir dizel motorunda başarılı bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür.
Etanol katkılı mikroalg yağının bir dizel motorunda kullanılabilirliğinin araştırılması
Ülkemizin yakıt ihtiyacı için dışa bağlılığını en aza indirecek pek çok çalışmalar mevcuttur. Mikroalglerin yüksek verimlilikte biyodizel sunması ve çevreye duyarlı oluşu bu tez çalışmasında tetikleyici unsur olmuştur. Ülkemizin petrol ihtiyacını azaltmak, yerli üretimi geliştirmek ve ülkemiz ekonomisini daha da artırmak için yapılan pek çok çalışmalara ek katkı sağlanması amaçlanmıştır. Bu çalışmada transesterifikasyon yöntemi ile Chlorella protothecoides türü mikroalg yağından metil ester elde edilmiştir. Optimizasyon çalışmaları yapılıp, yüksek verimli uygun biyodizel üretimi için analizler yapılmıştır. Hammadde olarak mikroalg yağı, katalizör olarak sodyum metilat ve metanol kullanılarak transesterifikasyon reaksiyonu ile biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. En düşük %99.8 saflıkta etanol %5, %10 ve %15 oranlarında biyodizel (Chlorella protothecoides mikroalg metil esteri) ile harmanlanmıştır. Mikroalg metil esterinin yakıt özelikleri TS EN 14214 biyodizel standartlarına uygun olarak test edilmiştir ve biyodizel-etanol karışımları da analiz edilmiştir. Biyodizel ve biyodizel etanol karışımlarının egzoz emisyonlarına ve dizel motor performansına etkileri araştırılıp, dizel yakıtı ile karşılaştırmalar yapılmıştır. Biyodizel-etanol yakıt karışımlarının kullanımı ile genel olarak tork ve motor gücü değerlerinde bir artış, mikroalg biyodizeli ve yakıt karışımları kullanımı ile de egzoz emisyon değerleri iyileştirilmiştir.
Borlama yönteminin volan, krank ve kam mili üzerine etkisinin araştırılması
Metaller ve alaşımları içten yanmalı motorlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Metallerde oluşan aşınma, oksidasyon, yorulma, kırılma ve yüzeylerde oluşabilecek korozyon gibi deformasyonlar içten yanmalı motorların performanslarını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu olumsuz etkenler düşünüldüğünde, metal alaşımlı malzemelerde iyileştirilme ihtiyacı duyulmaktadır. Borlama işlemiyle metallerde sertlik artışı, aşınma, korozyon ve oksidasyon direnci yüksek yüzeyler elde edilebilmektedir. Bu çalışmada içten yanmalı motorlarda bulunan krank mili, kam mili ve volan kutu borlama yöntemiyle 950 ℃ sıcaklıkta, 4 saatte Ekabor-2 tozu ile kaplanmıştır. Kaplama kalınlığı ~150 mikrondur. Krank ve kam mili için muylulardan, volan için sürtünmeye maruz kalan bölgelerden numuneler alınmıştır. Borlama işlemi sonunda kaplanmış ve kaplanmamış numunelere; spektrometre, optik mikroskop, SEM, EDAX, XRD, mikrosertlik, aşınma, TGA ve korozyon deneyleri uygulanmıştır. Aşınma sonunda yüzeylerdeki deformasyonların etkisiyle oluşabilecek fazlar ve görüntüler için XRD ve SEM analizi tekrar yapılarak kıyaslanmıştır. Optik ve SEM görüntülerinde borlanmamış muylularda ferrit+perrit fazları, volanda ise dökme demir lamel grafit formu görülmüştür. Borlanmış numunelerde ise Fe2B ve FeB fazlarına rastlanmıştır. EDAX analizinde noktasal ve bölgesel olarak ana tabaka, geçiş bölgesi ve borür tabasından kimyasal malzeme kompozisyonları ölçülmüştür. XRD analizinde borlanmış ve borlanmamış numunelerdeki faz farkları incelenmiştir. Mikrosertlik analizinde HV0,05 için borlanmış numunelerde, borlamamış numunelere göre sırasıyla krank mili muylusu için 6,7 kat, kam mili muylusu için 6,9 kat ve volan için 5,8 katlık sertlik artışı görülmüştür. Aşınma analizinde 30 N kuvvet ve 3000 m mesafe sonucu borlanmış numunelerde, borlanmamış numunelere göre sırasıyla; krank mili muylusunda 4 kat, kam mili muylusunda 4,3 kat ve volanda 4,8 katlık aşınma direnci görülmüştür. Artan kuvvet etkisinde bu oranların arttığı görülmüştür. Aşınma sonrası tekrar SEM görüntüleri alınmış borlanmış numunelerde aşınma direncinin arttığı bu görüntülerden de tespit edilmiştir. Aşınma sonrası faz değişimlerini gözlemlemek için tekrar XRD analizi yapılmış fazların şiddetinin düştüğü ve fazlardaki titreşimin yüzey pürüzlülüğünden dolayı arttığı tespit edilmiş ve değişen fazlar incelenmiştir. TGA deneyinde 1000 ℃ sıcaklık sonunda borlanmış numunelerde, borlanmamışlara göre sırasıyla krank mili muylusunda % 2,3, kam mili muylusunda % 5 ve volanda % 7,5 kütle artışında fark tespit edilmiştir. Bu kütle artışına göre borlanmış numunelerde, borlanmamışlara göre sırasıyla krank mili muylusunda 300 ℃, kam mili muylusunda 100 ℃ ve volanda 60 ℃ oksidasyon gecikmesi görülmüştür. Korozyon direncinde borlanmış numunelerde, borlanmamış numunelere göre krank mili muylusunda % 85, kam mili muylusunda % 21 ve volanda % 12'lik artış tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, borlama yöntemi kullanılarak volan, krank mili ve kam mili muylularının kaplanmasıyla aşınma direnci, korozyon direnci, sertlik ve oksidasyon değerlerinde dikkate değer bir iyileşme olduğunu göstermiştir. Ayrıca yapılan deneyler borlanmış malzemelerin ömrünün artmasıyla milli ve bireysel ekonomiye katkı sağlayacağını göstermektedir.
Seçici katalitik indirgeme sisteminde farklı parametrelerin NOx emisyonlarına etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada tek silindirli bir dizel motora SCR sistemi kurularak farklı parametrelerde NOx dönüşüm verimliliğini incelemek amaçlanmıştır. SCR sistemleri genel olarak motor elektronik kontrol ünitesi ile iletişim halindedir. Motorun o anki çalışma şartlarına bağlı olarak üreticinin belirlediği şartlarda DEF püskürtülüp sistem verimliliği kontrol edilmektedir. Bundan dolayı kurulan deney sisteminde motordan bağımsız SCR elektronik kontrol ünitesi ve yazılımı oluşturulmuştur. Sisteme istenildiği şekilde müdahale edilebilmesi bu çalışmanın önemini ortaya çıkarmaktadır. Bu amaçla belirlenen deney motoruna uygun egzoz sistemi tasarlanmış ve DEF enjektör karakteristiği çıkartılmıştır. Hazırlanan deney sisteminde DEF enjeksiyon miktarının, egzoz gazı sıcaklığının, DEF sıcaklığının, farklı DEF oranlarının ve SCR karıştırıcısının NOx emisyonları üzerine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Enjeksiyon miktarının 400 mg/s debide ve egzoz sıcaklığının 300 °C üzerindeki sıcaklıklarda iken en iyi NOx dönüşümü gerçekleşmiştir. Farklı DEF sıcaklıklarında yapılan deneylerde DEF sıcaklığı 40-45 °C iken maksimum NOx dönüşüm verimliliği elde edilmiştir. Farklı DEF oranlarında ise en iyi dönüşüm verimliliğinin DEF32 oranında olduğu görülmüştür. Aynı zamanda sisteme karıştırıcı eklendiğinde NOx dönüşüm verimliliğinde %16'ya kadar artış olduğu gözlemlenmiştir. Sonuç olarak yapılan deneyler ile SCR sistemlerinde optimum şartların belirlenmesi ile en iyi NOx dönüşümünün sağlandığı, minimum DEF tüketiminin elde edilebildiği ve sistemde üre birikmesi gibi olumsuz durumları azaltarak sistem verimliliğini artıran veriler elde edilmiştir.
Farklı yoğunluklardaki elyaf takviyeli polimer köpük çekirdekli kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Son yıllarda otomotiv sektöründe, artan araç sayısıyla birlikte çevresel sorunlar ve güvenlik konularını öne çıkarmıştır. Günümüzde otomotiv endüstrisi, yüksek güvenlik seviyelerine sahip, düşük yakıt tüketen araçların geliştirilmesi ve düşük maliyetli üretim yöntemlerine odaklanmıştır. Araç ağırlığının azaltılması, şasi ve gövde gibi alanlarda da gerçekleşmektedir. Bu çalışmada, hafiflik ve dayanıklılık özellikleri nedeniyle tercih edilen cam elyaf takviyeli polimer köpük çekirdekli tabakalı kompozit malzemeler üretilmiştir. Kompozit malzemelerin üretiminde vakum torbalama yöntemi kullanılmıştır. Üretilen kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin araştırılması için basma testi, üç nokta eğme testi ve düşük hızlı darbe test yöntemleri uygulanmıştır. Yapılan deneylerin sonuçlarına dayanarak elde edilen grafikler, fotoğraflar ve tablolar değerlendirilmiştir. Darbe testlerinde 200 gr/m2 özelliğindeki cam elyaflı kompozitlerin 8 katlı numunelerde (XPS, EPS) delinme 12 katlı olanlarında ise geri sekme meydana gelmiştir. 300 gr/m2 özelliğindeki cam elyaflı kompozitlerin (XPS, EPS) 8 katında 12 katlı olan numunelere göre daha fazla deformasyon meydana gelse de her iki katmanlı numunede de deneyler geri sekme olarak sonuçlanmıştır. XPS ve EPS köpük çekirdekli numuneler kıyaslandığında XPS köpük çekirdekli numuneler EPS ye göre daha iyi performans sergilemişlerdir. Basma ve üç nokta eğme testlerinde de darbe testlerine benzer sonuçlar elde edilmiştir. 12 katlı olan numuneler de 8 katlı olan numunelere göre daha yüksek dayanımlar elde edilmiştir. 300 gr/m2 özelliğindeki elyaf tabakalı kompozit numuneler 200 gr/m2 özelliğindeki numunelere göre daha iyi performans sergilemiştir. Çekirdek malzemeleri karşılaştırılmasında da XPS ve EPS köpük çekirdekli numuneler kıyaslandığında XPS köpük çekirdekli numuneler EPS ye göre daha iyi performans sergilemişlerdir.
Sıvı gübre tankerinde kompozit malzeme kullanımı ve imalat yöntemlerinin optimizasyonu
Günümüzde tarım sektöründe yer alan sıvı gübre tankerlerinin kullanımı oldukça yaygındır. Sıvı gübre tankları tıpkı bir vagon gibi bir traktörün arkasında çekilir veya bir kamyona montaj edilir. Sıvı gübre tankerleri genellikle gübreyi tankın arkasından toprak yüzeyine boşaltmak için kullanılır. Başlıca kullanım nedenlerini sıralayacak olursak sıvı gübrenin tarla yüzeyine homojen bir şekilde dağıtılmasını sağlamak, tanker üzerinde bulunan pompa yardımı veya dışarıdan bir ekipman yardımı ile sıvı gübrenin aktarımı ve yer değiştirilmesi gibi işlemlerin yapılmasını sağlamaktır. Yapacak olacağım bu tez çalışmasında günümüzde imal edilen gübre tankerlerinde imalat kolaylığı, maliyet avantajı, dayanım, uzun ömürlülük gibi konuları ele alarak imalat şekli açısından hangi malzemeden imal edilmesi, kullanılacak olan malzeme ebatlarının uygunluğu, imalat kolaylığı sağlayacak malzeme seçimi , seçilen malzemenin korozyona karşı dayanımı, hangi malzemenin tanker ağırlığını azaltacak yönde bize avantajı olacağını hangi malzemeden imal edilirse maliyette ne tür değişikler meydana geleceğini araştırarak bu karşılaştırmaları yaptıktan sonra en optimize ettiğim tankerin 3d çizimini gerçekleştirip imal edilebilir hale getirilmesini amaçlıyorum. Bunun ile beraber cam elyaf takviyeli kompozit malzemenin sıvı gübre tanker imalatındaki avantajlarını ve dezavantajlarını detaylı bir şekilde ele almayı amaçlıyorum.
Araç muayene istasyonlarında muayeneden kalan araçların ağır kusurlarının araştırılması
Bu araştırmada araç muayene istasyonlarında yapılan ilk muayene sonucu, muayene tekrarına kalan araçların ağır kusurları incelenmiştir. Ülkemizde her yıl milyonlarca araç muayene edilmekte ve bu muayeneler sonucu yine milyonlarca araç muayene tekrarına kalmaktadır. Bu tezin amacı bu ağır kusurların araştırılıp muayene öncesi en çok karşılaşılan veya tekrarlanan ağır kusurlara dikkat çekip bilinç oluşturmaktır. 2016–2021 yılları arası yapılan araç muayeneleri toplam sayısı, muayene tekrarına kalan araçların sayısı ve tekrar muayeneden geçemeyen araçların sayıları belirlenmiştir. 2008 yılında özelleştirilen araç muayene sistemi verileri Ulaştırma Bakanlığı sisteminde depolanmaktadır. Ulaştırma Bakanlığından bilgi edinme hakkı ile elde edilen bilgiler ile ve bireysel kullanıcılarla yapılan bilgi alışverişi ile kısıtlı verilerle 2021 yılı boyunca en çok karşılaşılan on ağır kusur belirlenmiştir. Bu kusurlar sırasıyla; fren sistemi, fren ve geri vites lambaları, emniyet kemerleri, egzoz emisyonu ve sıvı gaz sistemi gibi sistemlerden kaynaklı kusurlar öne çıkmıştır.
Doğal elyaf takviyeli polimer köpük çekirdekli tabakalı kompozitlerin enerji sönümleme yeteneklerinin incelenmesi
Kompozit malzemelerin gelişimi, farklı endüstriyel uygulamalarda büyük bir ilerleme kaydetmiştir. Bu gelişim, daha iyi mukavemet, düşük ağırlık, yüksek sertlik, kimyasal dayanıklılık gibi özelliklere sahip malzemelerin üretilmesine olanak tanımıştır. Bu özelliklerinden dolayı uçak ve uzay endüstrisi, otomotiv sektörü, denizcilik, gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Bu çalışmada otomotiv sektörü için, doğal elyaf takviyeli polimer köpük çekirdekli tabakalı kompozitlerin üretimi yapılmıştır. Doğal elyaf olarak koyunyünü kullanılmıştır. Çekirdek malzemesi olarak XPS ve EPS köpük olmak üzere iki farklı yapıda polimer köpük kullanılmıştır. Üretimlerde polimer köpükler ile elyaflar, köpüklerin alt ve üst tarafına reçine yardımı ile birleştirilmiştir. Her iki tarafına da bir ve iki kat olmak üzere toplamda iki ve dört katlı olmak üzere numuneler üretilmiştir. Üretimler, el ile yatırma yöntemi kullanılarak vakum torbalama metodu ile gerçekleştirilmiştir. Üretimler tamamlandıktan sonra standartlara uygun boyutlarda kesilerek deneyler yapılmıştır. Üretilen numunelerin enerji sönümleme yeteneklerinin analiz etmek için basma testleri, üç nokta eğme testleri ve düşük hızda darbe deneyleri yapılmıştır. Deneyler sonucunda toplam dört katlı olan numunelerin iki katlı olanlara göre daha iyi performans sağladığı tespit edilmiştir. Diğer bir sonuç ise XPS köpük numunelerin EPS ye göre daha iyi performans sergilediği görülmüştür. Darbe testlerinde çift katlı olan numunelerde 10 J darbe testlerinde geri sekme meydana gelmiş, 20 J olan deneylerde ise delinme veya saplanmalar tespit edilmiştir.
Balata üretiminde basınç değişim etkilerinin incelenmesi
Fren sistemleri, hareket halindeki aracı durdurmak veya yavaşlatmak için tasarlanan mekanizmalardır. Frenleme, kinetik enerjinin ısı enerjisine sürtünme yoluyla dönüştürülmesi sonucu oluşmaktadır. Günümüzde yaygın olarak binek araçların ön tekerleklerinde diskli, arka tekerleklerde ise kampanalı fren sistemi kullanılmaktadır. Yeni model binek araçlarda ve motosikletlerde ön ve arka olmak üzere tüm tekerleklerde diskli fren sistemi tercih edilmektedir. Bu araştırmada, farklı basınç parametrelerinde üretilen fren balatası numuneleri incelenmiştir. Çalışmadaki temel amaç, çevre şartlarına uygun materyaller ile TS555 (2019) standardında, farklı basınç parametrelerinde balata numuneleri üretilerek incelenmesidir. Balata numuneleri 15, 20, 25, 30, 35, 40 MPa basınçlarında 6 farklı numune geliştirilmiştir. Üretilen balata numunelerinde sürtünme katsayısı, aşınma oranı, yoğunluk, sertlik, SEM analizi ve diskte yüzey pürüzlülüğü ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda balata numunelerinin sürtünme katsayısı ve aşınma oranları uygun bulunmuştur.
Araç muayene istasyonlarında muayene süresinin iyileştirilmesi.
Yalın üretim ilk olarak Toyota fabrikasında ortaya çıkmıştır. Doğuş sebebi ise Toyota'nın 1950 yılında tarihinin ilk ve tek greviyle karşı karşıya kalmasıdır. Bunun sonucunda yöneticiler bir arayış içerisine girmişlerdir. Bu arayışı kısa sürede çözüme kavuşturan dahi mühendis Taiichi Ohno'nun öncülüğünde sistemin temeli atılmış, o tarihten bu yana Toyota'da bir daha grev yaşanmamış ve Toyota otomotivde dünya devi haline gelerek diğer şirketlere örnek bir model olan "yalın üretim" anlayışını kabul ettirmiştir. Yalın üretim mevcut durumdaki gereksiz israf (Japonca'da muda) oluşturan, diğer bir ifade ile sürece değer katmayan tüm faaliyetlerin belirlenmesi ve bu israfların ortadan kaldırılması için yapılan faaliyetlerin tümüdür. Bu tez çalışmasında otomotiv alanında araç muayene istasyonundaki süreçler ele alınmıştır. Otomotiv alanında trafik güvenliği açısından dünyada önemli yer tutan araç muayene istasyonları, araçların belli zaman sonrasında yol şartlarından, meydana gelen kazalardan ve aracın zamanla yıpranmasından dolayı oluşan sorunların kontrol edildiği ve aracın trafikte seyretmesinde sakınca olmadığını onaylayan yerlerdir. 2008 yılının başından bu yana Türkiye'de de artık araçların uluslararası standartlarda kontrol edilmeye başlanmasından dolayı oluşan sıralar, beklemeler ve süreçteki kayıp zamanlar mevcut durum haritasıyla analiz edilip yalın çözümlerin uygulandığı bir çalışma yapılmıştır. Araç muayene istasyonundaki uygulama çalışmasında süreç hakkında yapılabilecek iyileştirmelerin olduğu ortaya çıkmıştır. Muayene süreçlerinden, fren testi, alt kontrol, far testi başta olmak üzere süreçlerdeki kayıp zamanlar azaltılmıştır. Müşterilerin işlerini daha çabuk tamamlandığı ve bekleme sürelerinin azaltıldığı sonuçları elde edilmiştir. Çalışanların da daha mutlu bir çalışma ortamına sahip olduğu görülmüştür.
Ağır ticari bir araçta farklı yan ayna modellerinin aerodinamik yapıya etkilerinin nümerik olarak incelenmesi
Bu çalışmada, basitleştirilmiş bir ağır ticari araç modelinin 4 farklı ayna modeli ile 10, 15, 20 ve 25 m/s hızlarda aerodinamik analizi gerçekleştirilmiştir. Aerodinamik direnç katsayıları (CD), Ansys Fluent programında tespit edilmiştir. Analizlerde ağdan bağımsızlık çalışmaları yapılmıştır ve hata payının kabul edilebilir olduğu seviyede olduğu eleman sayısı ile farklı ayna tasarımlarının incelenmesine geçilmiştir. Kamera ayna (model 1) üzerinde aerodinamik direnç oluşturan bölgeler tespit edilmiş ve pasif akış kontrolü yöntemleri ile aerodinamik iyileşme elde edilmiştir. Aerodinamik direnç katsayısı model 2'de geleneksel aynalı modele göre %4,24, model 1'e göre %0,96 azalmıştır. Model 3'de ise geleneksel aynalı modele göre %6,24, model 1'e göre ise %1,13 azalmıştır.
Otomotiv taşıyıcı parçalarında kullanılan elyaf takviyeli keten kompozitlerin birleştirme yöntemlerinin araştırılması
Otomotiv sektöründe artan konfor isterleri, mühendisleri yeni arayışlara sürüklemiş; taşıtlarda maliyet düşürme ve ağırlık azaltma gibi çalışmalar, kompozit malzemelerin taşıtlarda kullanımının artmasına yol açmıştır. Kompozit malzemeler hafifliklerinin yanı sıra dayanıklılıkları ve görsel hitabetleri ile de öne çıkmasından dolayı taşıtlarda; dış trim, taşıyıcı gövde, direkler ve kapı panelleri gibi bölgelerde yoğun olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışma kapsamında, keten fiber destekli kompozit numuneler vakum torbalama yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen numuneler gerekli hizalamalar yapıldıktan sonra plakalar üretilmiş ve ASTM5868 standardının belirlemiş olduğu ölçülere uygun olacak şekilde kesilerek birleşimleri de yine bu norma uygun şekilde yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre; mekanik birleştirme türü olan pop perçin ve ezme perçin metodunun çekme mukavemetleri 97,4 ve 96,9 MPa olarak hesaplanmıştır. Üçüncü birleştirme metodu olan yapıştırıcı ile birleştirme prosesinin çekme dayanımı ise 2,78 MPa olarak hesaplanmıştır.
Düşük hızlı darbe test cihazı tasarımı imalatı ve kompozit plakaların darbe testleri
Mühendislik uygulamalarında, özellikle üretim, montaj ve kullanım süreçlerinde beklenmedik şekilde darbeler oluşabilir. Bu yüzden darbe testleri, malzemelerin hasar alma şekillerini ve dinamik deformasyonlarını belirlemek için kullanılır. Darbe testleri özellikle kompozit malzemelerin kullanıldığı uçak ve uzay endüstrisi, otomotiv sektörü, denizcilik, gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Yapılan bu tez çalışmasında düşük hızlı darbe test cihazı tasarlanmış ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Tasarımda Solidworks programı kullanılmıştır. Üretimi tamamlanan darbe test cihazı ile akredite bir cihaz ile kıyaslama yapılmıştır. Cihaz kıyaslamalarında farklı elyaflar kullanılarak tabakalı kompozit üretimleri gerçekleştirilmiştir. Numunelerde çekirdek malzemesi olarak XPS ve EPS polimer köpük kullanılmıştır. Üretimlerde polimer köpükler ile cam ve karbon elyaflar, köpüklerin alt ve üst tarafına reçine yardımı ile birleştirilmiştir. Her iki tarafına da 4 ve 6 kat olmak üzere toplamda 8 ve 12 katlı olmak üzere 200 gr/m2 ve 300 gr/m2 özelliğindeki cam elyaf takviyeli numuneler üretilmiştir. Üretimler, el ile yatırma yöntemi kullanılarak vakum torbalama metodu ile gerçekleştirilmiştir. Üretimler tamamlandıktan sonra standartlara uygun boyutlarda kesilerek deneyler yapılmıştır. Kıyaslama sonunda benzer kuvvet deformasyon grafikleri elde edilmiştir.
Elyaf takviyeli alüminyum kompozit panellerinin üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Alüminyum kompozit paneller hafif olmaları, yüksek mukavemet sunmaları ve estetik bir görünüm sağlamaları nedeniyle birçok sektörde kullanım alanı bulmuştur. Bu sektörler arasında inşaat sektöründe dış cephe kaplamalarında, reklam ve tabela uygulamalarında, otomotiv sektöründe dış paneller ve iç mekân kaplamalarında, havacılık ve uzay sektöründe ise uçak gövdeleri ve iç mekân kaplamalarında başlıca kullanım alanları olarak sayılabilir. Özellikle otomotiv sektöründe aracın genel ağırlığını azaltarak yakıt verimliliğini artırır ve daha iyi bir performans sağlaması sebebi ile her geçen gün kullanım alanı artmaktadır. Panellerin dayanımları nispeten iyi olsa da yüzeyleri çizilmeye ve darbelere karşı hassastır. Bu sebeple bu çalışmada alüminyum kompozitler cam elyaf ile kaplanarak mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında iki yüzeyi 0,25 mm kalınlığında alüminyum toplam kalınlığı 4 mm olan hazır paneller kullanılmıştır. Panellerin her iki yüzeyi 100 gr/m2 ve 300 gr/m2 özelliğinde cam elyaf kumaşlar ile takviye edilmiştir. Üretimlerde el yatırma ve pres kalıplama yöntemleri kullanılmıştır. Üretimler tamamlandıktan sonra standartlara uygun boyutlarda hassas olarak kesilmiştir. Deney numuneleri darbe, üç nokta eğme ve çekme testleri yapılmıştır. Darbe testlerinde maksimum dayanımları test edebilmek için her numune faklı enerjilerde test edilmiştir. Takviyesiz paneller 20-40-60 J, 100 gr/m2 kaplanmış numuneler 35-50-65 J, 300 gr/m2 kumaş takviye edilmiş numuneler ise 70-100-130 J enerjilerde test edilmiştir. Darbe deneylerinde, ilk enerjilerde geri sekme, ikincisinde saplanma ve üçüncü enerjilerde ise delme gözlemlenmiştir. Darbe testleri sonucunda, elyaf yoğunluğunun artırılmasıyla malzemenin darbe dayanımının arttığı görülmektedir.
Doğal taşların otomotiv sürtünme malzemesi olarak kullanımının araştırılması
Taşıtlarda kullanılan en önemli sistemlerden birisi de fren sistemleridir. Sistem hidrolik sıvı, pedallar, bağlantılar, fren üniteleri ve balatalardan meydana gelmektedir. Bir fren sisteminin içindeki frenleme bileşenleri güvenli ve verimli çalışması için çok önemlidir. Fren sistemi aracın hızını azaltmak veya durdurmak için kullanılan mekanizmaları içermektedir. Otomotiv sektöründe taşıtların gelişmesi ile birlikte fren sistemlerinde de yeni araştırmalar ortaya çıkmıştır. Özellikle son yıllarda fren balatalarında tribolojik yöntemlerle maliyeti en aza indirebilmek amacıyla birçok farklı bileşenli kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Tez çalışması kapsamında ülkemizde bulunan doğal taşlardan pomza ve garnet içerikli kütlece farklı oranlarda sekiz adet kompozit fren balatası üretilmiş ve deneysel analizi yapılmıştır. Pomza ve garnet elek analizi yapılarak 75-125 µm arasındaki tane boyutundaki tozlar kullanılmıştır. Üretilen kompozit malzemelerin içerisinde sürtünme düzenleyici alümina, cashew, pirinç tozu, bağlayıcı reçine, yağlayıcı grafit, takviye edici çelik elyaf ve dolgu maddesi barit bulunmaktadır. Belirlenen reçeteye göre tozlar hassas tartım yapılmış olup kinetik karıştırıcı da karıştırma işlemine tabi tutulmuştur. Homojen olarak karışan tozlar numune üretim kalıbında sıcak presleme yöntemiyle birleştirilerek daha sonra kürleme işlemi yapılmıştır. Üretilen numunelerin sertlik, yoğunluk, sürtünme katsayısı, aşınma oranı ayrıca deney öncesi ve sonrası disk pürüzlülüğü deneysel olarak ölçülmüştür. Yapılan deneyler sonrasında aşınma yüzeylerinin mikroyapısı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), 3D profilometre ile yüzey pürüzlülükleri üç boyutlu olarak ölçülmüştür. Sonuç olarak, otomobiller için pomza ve garnet içerikli fren balata kompozitlerinin balata standartlarına uygun olduğu ayrıca literatürdeki çalışmalara benzer sonuçlar sergilediği görülmüştür.
Metalik cürufların otomotiv sürtünme malzemesinde dolgu maddesi olarak kullanımının araştırılması
Bu araştırmada, otomotiv fren balatalarının üretiminde dolgu maddesi olarak metalik cürufların kullanımı araştırılmıştır. Birinci aşamada içerik optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. İçerik optimizasyonu aşamasında kütlesel farklı oranlarda; fenolik reçine, bronz tozu, pirinç talaşı, cam elyaf, çelik yünü, barit, grafit ve alümina kullanılmıştır. Farklı oranlarda hazırlanan 46 içeriğin ortalama sürtünme katsayısı, özgül aşınma oranı, sürtünme stabilitesi, yoğunluk, sertlik ve bazı fiziksel özellikleri belirlenmiştir. İkinci aşamada, üretilen 46 numune kullanılarak ortalama sürtünme katsayısı, özgül aşınma oranı ve sürtünme stabilitesi değerleri modellenmiştir. Modelleme için genetik programlama yöntemlerinden biri olan çok genli genetik programlama kullanılmıştır. 46 deney numunesinin 39 tanesi eğitim için, kalan 7 tanesi ise validasyon için kullanılmıştır. Bütün model veri sonuçlarına göre ortalama sürtünme katsayısı, özgül aşınma oranı ve sürtünme stabilitesi R2 değerleri sırasıyla %95, %93 ve %86 olarak elde edilmiştir. Üçüncü aşamada üretim parametrelerinin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Soğuk presleme süresi ve basıncı, sıcak presleme süresi-basıncı ve sıcaklığı, kürleme sıcaklığı ve süresi değerleri optimize edilmiştir. Üretim optimizasyonuna göre soğuk presleme süresi 3 dk., soğuk presleme basıncı 12 MPa, sıcak presleme süresi 15 dk., sıcak presleme basıncı 12 MPa, sıcak presleme sıcaklığı 150 °C, kürleme süresi 8 s ve kürleme sıcaklığı 150 °C olarak belirlenmiştir. Son aşamada içeriği ve üretim parametresi optimize edilmiş fren balatalarının içerisine dolgu malzemesi olarak yüksek fırın, bakır ve alüminyum cüruf malzemelerinin kullanımı araştırılmıştır. Numune içerisinde %40 oranında barit kullanılırken, her bir cüruf malzeme için bu oran %10 oranında azaltılmış ve cüruf malzemesinin oranı %10 arttırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre fren balatası kompozisyonunda yüksek fırın cürufu oranının %10, bakır cürufu oranının %30 ve alüminyum cürufu oranının %20 değerine kadar kullanımının uygun olduğu çalışma sonucunda önerilmiştir.
Ticari araçlarda kullanılan ABS performansının incelenmesi
ABS araçlarda frenleme esnasında tekerleklerin kilitlenmesini önleyen ve araçlarda yaygın olarak kullanılan sistemdir. Araçların trafiğe çıkabilmesi için bazı mevzuat ve regülasyonlar ile homologasyon süreçlerinin tamamlanması gerekmektedir. Homologasyon süreçlerinde araçların fren uygunlukları BM AEK R13 regülasyonuna göre, ABS fren performansları ise ilgili regülasyonun Ek 13'üne göre belirlenebilmektedir. ABS'li araçlarda fren modülatörlerindeki farklılıklar, araç tipi, araç cinsi, araç kütlesi, araç yakıt cinsi, lastik ölçüleri gibi farklılıkların fren performansına etkisi ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, ticari araçlarda kullanılan ABS performansları incelenmiştir.
Dizel motorda emülsifiye yakıt kullanımının araştırılması
Bu araştırmada, dizel çevrime sahip içten yanmalı motorlar için emisyon değerlerini düşürücü farklı yöntemler incelenerek, emülsifiye yakıt teknolojisinin kullanımı incelenmiştir. Genel kabul olarak %1-2 surfaktan ve %5-30 diğer madde seviyelerinde yakıt karışımlarının emisyonları düşürücü ve motor performansını iyileştirici etkilere sahip olduğu kanıtlanmıştır. Fakat deneyler belirli surfaktan çeşitlerinde sınırlı kalmıştır. Standart bir dizel çevriminde standart yakıt ile Tween80 (Polisorbat 80) ve NP10 (Nonifenol etosiklat) surfaktanlar ile ayrı ayrı bağlanmış farklı oranlarda yakıt karışımlarının yakıt karakteristikleri belirlenerek gerçekleştirilen deneyler sonucunda NP10 tipi surfaktanın yüksek viskozitesi nedeniyle bağlayıcı olarak kullanılamayacağı gözlenmiştir. Motor performans değerlerinde emülsifiye yakıtların güç, moment değerlerinde düşme olduğu ÖYS (özgül yakıt sarfiyatı) değerlerinde ise düşük ve yüksek devirlerde düşüş olmasına rağmen yaklaşık 1800-2700 d/dk motor devirlerinde dizel yakıta göre yüksek olduğu gözlendi. Dizel yakıt baz alınırsa T15 yakıtı 3000 d/dk hızda; 〖NO〗_x azalma oranı Bosch marka emisyon cihazına göre %14,7, Bilsa marka emisyon cihazına göre % 34,56 değerlerindedir. Bunun yanında O_2, 〖CO〗_2 değerleri emülsifiye yakıt kompozisyonu sayesinde artmıştır.
Dizel motorda SRC sisteminin CFD analizi
Bu araştırmada üre SCR (Seçici Katalitik İndirgeme) yoluyla dizel motorlardan kaynaklanan NOX emisyonlarının azaltılması similasyon analizinde incelenmiştir. Avrupa standardı emisyon seviyeleri sürekli olarak sıkılaştırılıyor ve bu da atık arıtma sistemine yüksek talepler getirmiştir. Bu tezde, SCR sisteminin çalışmasında yanma sonrası gazlarının üre-su-hava karışımı ile tepkimesinden kaynaklı gaz dağılımı, katalizör öncesi ve sonrası basınç, sıcaklık ve gaz akış hızı analiz edilmiştir. Amaç, CFD simülasyonları aracılığıyla üre spreyi ile egzoz gazının karıştırma borusundaki karışımını incelemekti. Sprey ve türbülanslı akış alanı arasındaki etkileşim incelenmiştir.
Plazma ark kaynağı ile stellite kaplanmış supaplardaki aşınmaların incelenmesi
Supap açı kısımlarına plazma sprey yöntemiyle toz stellite kaplanmaktadır. Bu kaplamanın amacı baga yüzeyine sürekli temas eden, supap açı yüzeylerinin güçlendirilmesidir. Özellikle LPG'li araçlarda kullanılan supaplar için stellite kaplama supap ömürlerinde ciddi artış sağlamaktadır. LPG'de yanmanın direkt temas ettiği parçalarda ciddi aşınmalar söz konusudur. Bu aşınmalar da motorun kalbi olarak tabir ettiğimiz supaplarda çok fazla olmaktadır. Aşınmaların önüne bir nebzede olsa geçebilmek için supap açı yüzeylerine stellite kaplanmaktadır. Stellite kaplanmış supaplarda ki kaplama hataları ve aşınmaların yorumlanmasını sağlayabilmek için literatür araştırması yapılacaktır.
Mikrodalga ısıtma ile aspir yağından üretilen biyodizelin motor performans ve emisyonlarına etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, ev tipi bir mikrodalga modifiye edilerek transesterifikasyon reaksiyonu ile aspir yağından biyodizel üretimi yapılmıştır. D100 (%100 dizel yakıtı) ve B15 (%85 dizel yakıtı + %15 biyodizel) kullanılarak motor performans ve emisyon testleri gerçekleştirilmiştir. Maksimum momentin elde edildiği 1800 d/d motor devrinde ise yanma analizi gerçekleştirilmiştir. 1800 d/d motor devrinde, B15 yakıtı kullanımı ile motor momenti dizel yakıtına göre %2,66 daha düşük elde edilmiştir. B15 yakıtı kullanımı ile dizel yakıtına göre özgül yakıt tüketiminde ortalama olarak %9,28 artış elde edilmiştir. Dizel ve B15 yakıtları ile maksimum efektif verim sırasıyla %26,86 ve %26,27 olarak belirlenmiştir. B15 yakıtı için silindir basıncı ve ısı dağılımı değerleri dizel yakıtına göre daha az elde edilmiştir. B15 yakıtı kullanımı ile dizel yakıtına göre tutuşma gecikmesi süresinde azalma, yanma süresinde ise artış gözlenmiştir. Maksimum silindir içi basınç artış oranı dizel ve B15 yakıtları ile sırasıyla 7,118 ve 6,313 bar/KA olarak belirlenmiştir. CO ve HC emisyonları B15 yakıtı kullanımı ile dizel yakıtına göre daha az elde edilmiştir.
Aspir ve ayçiçek yağından elde edilen biyodizelin motor performası ve egzoz emisyonlarına etkileri
Bu araştırmada, aspir ve ayçiçek yağlarından transesterifikasyon yöntemi kullanılarak biyodizeller üretilmiştir. B10 (%5 aspir, %5 ayçiçek biyodizelleri) ve B20 (%10 aspir, %10 ayçiçek biyodizelleri) hacimsel olarak oluşturulmuştur. Dizel, B10 ve B20 yakıtlarının yakıt analizleri yapılmıştır. Deney yakıtlarının motor performansına etkileri ve SCR'nin NOx emisyonları üzerindeki etkisi incelenmiştir. B10 ve B20 yakıtlarının kullanımı ile motor gücünde dizel yakıtına göre sırasıyla ortalama olarak %1,80 ve %3,24 azalma gözlenmiştir. Efektif gücün B10 ve B20 yakıtları ile sırasıyla dizele göre %0,62 ve %1,75 oranında azaldığı gözlemlenmiştir. Özgül yakıt tüketimi incelendiğinde 2000 d/d'da B10'da %3,37 ve B20 de %5,54 artış gözlemlenmiştir. SCR sonrasında 2400 d/d'da sırasıyla dizel, B10 ve B20 yakıtlarında %71,4, %89,4 ve %93,1'lik düşüş gözlemlenmiştir.
Hibrit elyaf takviyeli kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Günümüzde giderek artan dayanıklı ve hafif malzeme ihtiyacını karşılamaya yönelik kompozit malzemeler üzerine yapılan çalışmalar önem kazanmıştır. Özellikle, sentetik ve doğal elyaf kaynaklarının farklı dizilim açılarıyla oluşturdukları kompozit yapılarının mekanik özellikleri üzerine yoğunlaşılmaktadır. Doğal elyaf olan kabak elyaf çevre dostu ve sürdürülebilir malzeme olması sebebi ile tercih edilmiştir. Yapay elyaf olarak ise yüksek mekanik özellikleri ve dayanımı sebebi ile karbon elyaf kullanılmıştır. Çalışmada, farklı yönlendirme açılarıyla dizilmiş karbon elyaf kumaş ile kabak elyafları hibrit şekilde kullanılmış ve bu yapının mekanik özellikleri araştırılmıştır. Yapılan bu çalışmada, kompozit tabaka üretimi için üst-alt katmanlar olarak karbon fiber kumaşların [0°], [90°] ve [45°] dizilim açıları kullanılmıştır. Çekirdek malzemesi olarak doğal kabak elyafı kullanılmıştır. Üretimlerde el yatırma ve sıcak pres kalıplama yöntemi kullanılmıştır. Hazırlanan test numuneleri standartlara uygun boyutlarda hassas masa üstü şerit testere ile kesilmiştir. Hazırlanan deney numunelerinin düşük hızlı darbe, üç nokta eğme ve çekme testleri yapılmıştır. Darbe testlerinde maksimum dayanımları test edebilmek için her katman farklı enerjilerde test edilmiştir. Dört ve altı katmanlı numuneler sırasıyla 5-15 joule ve 10-20 joule faklı enerjilerde test edilmiştir. Dört katmanlı (0°, 45°, 90°) 5 J ve 15 J darbe enerjisi uygulanmış, 0° yönlendirme 5 J'de 3500 N, 15 J'de ise 6000 N ile en yüksek kuvvet kapasitesini göstermiştir. İki farklı yönlendirme kombinasyonlarına (45°-0°, 90°-0°, 90°-45°) ise 10 J ve 20 J darbe enerjisi uygulanmıştır. 45°-0° kombinasyonu, 20 J darbe enerjisinde 7200 N ile en yüksek kuvvet kapasitesine ulaşırken, 90°-45° kombinasyonu aynı enerjide 4000 N ile en düşük kuvvet kapasitesini sergilemiştir. Üç nokta eğme ve çekme test sonuçları, düşük hız darbe test sonuçlarını doğrulamaktadır. Elyaf takviyeli kompozitlerde elyaf dizilim açısının ve katman sayısının malzeme performansını önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Bu sonuçlar, fiber yönlendirme açısının kompozit malzemelerin darbe dayanımı üzerindeki belirleyici etkisini ortaya koymaktadır.
Fren disklerinin HVOF Yöntemi ile kaplanması ve taşıtlarda fren performansına etkisinin araştırılması
Bu çalışmada; binek araçlarda kullanılan fren diskleri üzerine çalışılmıştır. Bu disklerin frenleme sırasındaki davranışları, kaplamalı ve kaplamasız yüzeylerin frenleme sürecindeki aşınma performansları değerlendirilmiştir. Ticari olarak üretilen disklerin yüzeyine HVOF (High Velocity Oxy-Fuel) kaplama yöntemi ile CoNiCrAlY seramik tozu, WC-Co (88/12) seramik tozu, NiCrBSi seramik tozu ve MoNiCrBSiFe (Mo%25) seramik tozu ile yüzeyleri kaplatılmıştır. Kaplama işlemi 1 mm kalınlıkta Plazma Teknik Sert Metal ve Seramik Kaplama A.Ş tarafından yapılmıştır. Kaplamalı ve kaplamasız disklerin aşındırma işlemleri Otomotiv Mühendisliği Uygulama ve Araştırma Laboratuarında bulunan fren test cihazında 15 saniye zaman aralığı ile 20 kez tekrarlı yapılan test sonuçlarına göre değerlendirme yapılmıştır. Yapılan fren testinde, disklerin yüzey pürüzlülükleri, ağırlıkları, sıcaklıkları ve deney esnasında disklere uygulanan fren kuvvetlerine bağlı olarak disk yüzeylerinde meydana gelen aşınma değerleri belirlenmiştir. Disklerde en çok aşınma 0,4 gr ile CoNiCrAlY seramik tozu ile kaplanmış diskte olurken, en az aşınma 0,2 gr ile NiCrBSi seramik tozu ile kaplanmış diskte meydana gelmiştir. Fren testleri bittikten sonra deneyde kullanılan disklerden CNC tezgâhı ile işleme yapılarak numuneler kesilmiş ve SEM (Scanning Electron Microscope) mikro yapı görüntüleri alınmıştır. Numunelerin mikro yapıları incelendiğinde, kullanılan seramik tozların fren diski ile iyi bir seviyede bağ oluşturduğu gözlemlenmiştir. Mikro yapı çalışmalarından sonra numunelerin her birinin termal (ısıl) iletkenlik katsayıları belirlenmiştir. Kaplanmış disklerin kaplama kalınlığının sertlik değerleri mikro sertlik yöntemi ile ölçülerek karşılaştırılmıştır. Çalışmada kullanılan disklerin korozyon davranışları araştırılarak deney sonuçları tartışılmıştır.
Atık zeytinyağından elde edilen biyodizelin motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkileri
Bu tezde atık zeytin yağından transesterifikasyon yöntemi ile elde edilen biyodizel hacimce %30 oranında dizel yakıt ile karıştırılmış bu karışım tek silindirli direkt enjeksiyonlu bir dizel motorda test edilerek yanma, motor performansı ve egzoz emisyon değerleri dizel yakıtla karşılaştırılmıştır. Test motoru 2200 d/dk sabit devirde çalıştırılmış ancak, deney 3,25 Nm, 7,5 Nm, 11,25 Nm, 18,75 Nm gibi farklı motor yüklerinde yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre biyodizelin ısıl verimi %1-%5 oranında dizelden daha düşüktür. 18,75 Nm yükte CO oranı biyodizel de %37,5 oranında dizel yakıttan daha düşüktür. CO2 oranı 11,25 Nm yükte dizel yakıttan %41 daha fazladır. 18,75 Nm yükte NOX oranı dizel yakıttan %9,5 fazladır. İs emisyonları dizel yakıta göre %37,5 azalmıştır.
Fındık kabuğundan pirolitik yakıt üretiminin optimizasyonu
Bu çalışmada fındık kabuğu biyokütle kaynağı olarak değerlendirilmiş, sabit yataklı reaktörde pirolizi gerçekleştirilmiştir. Deneylerde piroliz ürünlerinin verimleri üzerine sıcaklık ve pirinç kabuğu ilavesi gibi parametrelerin etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneyler 400, 450, 500, 550°C sıcaklıklarında, 10°C/dk ısıtma hızında ve 1 L/dk akış hızında sürükleyici azot gazı (N2) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Belirlenen optimum sıcaklık değerinde %5, %10, %15, %20 pirinç kabuğu ilave edilerek katı, yakıt, su ve gaz ürün verimlerindeki değişimler incelenmiştir. %15 pirinç kabuğu ilavesinin F10 yakıtına göre verimde %85,09 bir artış sağladığı gözlemlenmiştir. Dizel yakıtla karşılaştırıldığında motor momenti ve motor gücünde azalma olduğu, özgül yakıt tüketiminde ise artış olduğu görülmüştür. İs yoğunluğu, CO ve HC emisyonlarında F10 yakıtı kullanımı azalmış, NO ve CO2 emisyonlarında ise artmıştır.
Beta tipi bir Stirling motorunda rejeneratör uygulamaları
Stirling motorları her türlü ısı enerjisiyle çalışan ısı makineleridir. Dünyada var olan temiz enerji kaynakları olan güneş enerjisi ve jeotermal enerji kaynakları Stirling motorlarının çalıştırılmasında kullanılmaktadır. Stirling motorlarının temel işleyiş prensibi sıcaklık farkı sayesinde mekanik enerji elde etmeye dayanır. Stirling motorlarında ısı enerjisinden mekanik enerji dönüşümü yapılmasında en başta gelen etkenler ısı kayıplarının giderilmesi ve mekanik kayıpların azaltılmasıdır. Bu çalışmada sıcak ve soğuk bölge arasında bulunan soğutucu kanatçıkların etrafına rejeneratör sargılarının yerleştirilmesiyle motor momenti ve motor güçlerinin değişimleri incelenmiştir. En yüksek motor momenti ve güç değerleri sık sarımlı rejeneratörlü uygulamada alınmıştır. En yüksek motor gücü 8 bar şarj basıncında, 940 d/dak.'lık motor devrinde 64,715 W olarak ölçülmüştür.
Rhombic hareket mekanizmalı bir Stirling motorunda farklı çalışma akışkanlarının motor performansına etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada, rhombic hareket mekanizmasına sahip bir beta tipi Stirling motorunun performans testleri, LPG yakıcı bir ısıtıcı kullanılarak hava ve helyum olmak üzere iki farklı çalışma akışkanı ile gerçekleştirilmiştir. Motorda sürtünmeleri azaltmak amacıyla rhombic hareket mekanizması kullanılmıştır. Deneyler 700±10 °C sıcak uç ve 27±5 °C soğuk uç sıcaklığında 2, 3, 4, 5, 6 ve 7 bar şarj basınçlarında gerçekleştirilmiştir. Çalışma akışkanı olarak hava ile yapılan deneylerde maksimum motor momenti ve motor gücü 6 bar şarj basıncında 455 dev/dk motor devrinde sırasıyla 12,13 Nm ve 578,32 W olarak ölçülmüştür. Helyum ile yapılan deneylerde ise maksimum motor momenti ve motor gücü 7 bar şarj basıncında sırasıyla 552 dev/dk motor devrinde 11,76 Nm ve 640 dev/dk motor devrinde 684,39 W olarak elde edilmiştir.