4.649
Arşivlenen Tez
7
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Geleneksel türk okçuluğunda telek şekillerinin aerodinamik davranışlarının incelenmesi
Geleneksel Türk okçuluğunda, oklar atıldıktan sonra uçuş anında yön değiştirmemesi için arka kısmına telek takılır. Bu takılan telekler okun atıldıktan sonra düzgün bir rotada uçmasını sağlarken, havayla olan sürtünmesinden dolayı okun hareketini etkileyen aerodinamik etkenlerin oluşmasına neden olur. Yapılan çalışmada geleneksel Türk okunda bulunan teleklerin geometri parametrelerinin aerodinamik faktörler üzerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu maksatla deneysel çalışmalarda kullanılmak üzere; Parabolik, Shield ve M1 tipindeki 3 ayrı şekle sahip, 3, 4 ve 5 inç uzunluklarında teleği olan oklar üretilmiştir. Üretilen oklar, bilzek (yüksük, zihgir) kullanılmadan ve bilzek kullanılarak 30 libre gerilim kuvveti yüklenebilen geleneksel yay ile toplamda 54 atış gerçekleştirilmiştir. Her bir atış üçer defa tekrarlanmış ve yapılan atışlardan kronograf yardımı ile okların yaydan ayrılış hız değerlerleri ortalamalarına bağlı tablolar oluşturulmuştur. Bilzek kullanarak ve bilzek kullanmadan yapılan atışların kıyaslanmasında, bilzek kullanılan atışlarda, ok hızını yaklaşık %10 daha fazla olduğu görülmüştür. Ek olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (Computationel Fluid Dynamics) kullanılarak her bir atış için sürüklenme katsayısı değerlerindeki değişimleri dikkate alan aerodinamik analizler gerçekleştirilmiştir. Akustik güç düzeyi desibel birimi ile modellenerek okların yaydan çıkış performansları değerlendirilmiş ve CFD aracılığıyla varılan sonuçlar kıyaslanmıştır.
Tungsten lantanitin farklı deney koşullarında tornalama ile işlenebilirliğinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, literatürde sınırlı sayıda araştırmaya konu olan Tungsten Lantanit alaşımının tornalama işlemine yönelik işlenebilirlik performansı, farklı kesme parametreleri ve kesme ortamları altında deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, kuru işleme, bor yağı katkılı işleme ve Minimum Miktarda Yağlama koşulları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş; yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması temel işlenebilirlik kriterleri olarak ele alınmıştır. Tam faktöriyel deney tasarımı esas alınarak kurgulanan deneysel çalışmada, kesme hızı, ilerleme miktarı ve talaş derinliği parametrelerinin işlenebilirlik performansı üzerindeki etkileri sistematik biçimde analiz edilmiştir. Deneylerden elde edilen verilerin grafiksel olarak değerlendirilmesinin yanısıra yüzey pürüzlülüğü sonuçları için S/N oranları analizi yapılmış ve istatistiksel güvenilirliği artırmak amacıyla varyans analizi uygulanmıştır. Çalışma sonucunda, farklı kesme ortamlarının performans üzerinde belirgin etkileri olduğu, özellikle Minimum Miktarda Yağlama ortamında gerçekleştirilen uygulamanın yüzey kalitesini iyileştirdiği ve takım aşınmasını azalttığı gözlemlenmiştir. SEM ile gerçekleştirilen incelemelerde, yine yanı ortamda gerçekleştirilen deneylerde kesici takım yüzeyinde daha az aşınma meydana geldiği saptanmıştır. Bu sonuçlar, Tungsten Lantanit alaşımının tornalama operasyonlarında optimum işleme koşullarının belirlenmesine katkı sağlamakta olup sürdürülebilir üretim açısından ileri imalat teknolojilerine yönelik önemli bulgular ortaya koymaktadır.
Gelişmiş sinyal işleme yöntemleri kullanılarak yüzey pürüzlülüğünün veri odaklı tahmini
Talaşlı imalat süreçlerinde, işlenen parçaların yüzey kalitesinin iyi olması, ürün performansı, üretim süresi ve maliyetlerini doğrudan etkilemektedir. Özellikle tornalama gibi hassas işlemlerde, kesme parametreleri ve işleme ortamının, kaliteli yüzey oluşumu üzerinde ekisi büyüktür. Çalışmada, SAE-AISI 5140 çeliği kullanılarak 16 farklı koşulda kesme kuvveti ve titreşim verileri toplanmıştır. Kuvvet verileri dinamometre, titreşim verileri ise MPU6050 MEMS sensörü ile gerçek zamanlı olarak kaydedilmiştir. Elde edilen veriler segmentlere bölünmüş, her segment için zaman, frekans ve zaman-frekans analizleri uygulanmıştır. Ayrıca her segmente ait veriler sinyal niteliğinde işlenmiş ve bu sinyallerden toplam 63 öznitelik çıkarılmıştır. Ayrıca sonuç olarak her segment için yüzey pürüzlülüğü ölçülmüştür. Çalışmanın ilk aşamasında, öznitelikler kullanılarak kesme parametreleri ve işleme ortamı sınıflandırılmış; model başarımları karşılaştırılmıştır. Sınıflandırma sonuçları, sensör verisinin işlem koşullarını yüksek doğrulukla tanımlayabildiğini göstermiştir. İkinci aşamada ise aynı öznitelikler regresyon modellerinde kullanılarak yüzey pürüzlülüğü tahmini yapılmıştır. Hem sınıflandırma hem regresyon modellerinin eğitiminde MATLAB programı kullanılmıştır. Bu iki aşamalı yapı sayesinde sistem, sensör verileriyle hem işlem koşullarını bağlamsal olarak tanımlayabilmekte hem de bu koşullar altında oluşacak yüzey kalitesini tahmin edebilmektedir. Geliştirilen yaklaşım, çevrimdışı ortamda gerçekleştirilmiştir. Bununla beraber gerçek zamanlı izleme ve kontrol sistemlerine uyarlanabilir yapıdadır. Bu yönüyle çalışma, veri temelli üretim izleme, akıllı karar destek sistemleri ve kestirimci kalite kontrol uygulamalarına bilimsel katkı sağlamaktadır.
Makine öğrenmesi ile 6082-T6 alüminyum alaşımının yorulma ömrünün tahmini
Alüminyum alaşımları otomotiv ve havacılık başta olmak üzere birçok sektörde ilgi gören malzemelerdendir. İlgi görmelerinin en temel nedenlerinden biri çeliğe oranla hafif olmalarıdır. Özellikle 6082-T6 gibi alüminyum alaşımlarının önemli tercih sebeplerinden biri de otomobillerin birçok parçası için yeterli mekanik özellikleri karşılamalarıdır. Çevrimli yüklerde çalışan makine parçaları zamanla yorulmaya maruz kalarak kırılırlar. Özellikle havacılık ve otomotiv sektöründe sık kullanılan alüminyum alaşımlarının yorulma kırılmasına maruz kalacağı çevrim sayısının bilinmesi can güvenliği açısından büyük önem taşır. Yorulma testleri yorulma kırılmasının gerçekleşeceği çevrim sayısını belirlemek için endüstride sürekli olarak tekrarlanır. Makine parçalarının çalışma ortamlarını simüle edebilmek için gerçekçi yüklerle yapılan deneyler çok uzun sürerek zaman kaybına yol açmakta ve enerji kullanımını artırmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, endüstride tekrarlanan yorulma deney sürelerinin kısaltılmasıdır. Yorulma deneylerinde kullanılmak üzere otomotiv sektöründe sıkça kullanılan 6082-T6 alüminyum alaşım malzemesi seçildi. 6082-T6 alüminyum alaşımı kullanılarak yapılan yorulma deneylerinden eksenel kuvvet, eksenel uzama ve yorulma çevrim sayısı verileri toplandı. Ayrıca, DCPD (Doğru Akım Potansiyel Düşüşü) yöntemi ile numune üzerinden elektriksel veriler de eş zamanlı olarak toplandı. Bu yöntemle numuneye sabit 1 amper akım verilerek numune üzerindeki 4 noktadan voltaj ve akım değeri verileri zamana bağlı olarak kaydedildi. Çalışmanın diğer aşamasında, toplanan veriler kullanılarak makine öğrenmesi modelleri geliştirildi ve geliştirilen modellerle tahminler yapıldı. Çalışmanın ilk aşamasındaki tahminlerde karar ağacı, ekstra ağaçlar, rastgele orman, KNN ve XGBoost algoritmaları kullanıldı. İlk aşamadaki tahminler numune temelli tahminler yapıldı. Seçilen girdi değişkenlerine göre hedef değişken olarak belirlenen numunenin çevrim sayısı tahmin edildi. Daha sonra numunelerden biri test numunesi olarak ayrıldı. Kalan 4 numune kullanılarak, LSTM ve LGBM tabanlı bir yaklaşımla oluşturulan topluluk modeli eğitildi. Çalışma ortamını simüle edebilmek için test numunesi verilerinin ilk %50'lik kısmı eğitilen modele verildi ve numunenin ömür tahminini yapması istendi. Çalışmanın son aşamasında fizik temelli bir yaklaşım ile LSTM ve PINN modeli geliştirildi. Fiziksel sınırlandırmalar için Paris-Erdoğan çatlak ilerleme yasası kullanıldı. Bu yaklaşımla, geliştirilen model veriye dayalı tahminler yaparken, aynı zamanda fizik yasalarına da uyması için zorlandı. Sonuçlar değerlendirildiğinde, numune temelli tahminlerde en iyi sonucu karar ağacı algoritması gösterirken en kötü sonucu KNN algoritması verdi. Çalışmanın asıl amacına yönelik diğer aşamalarda ise LSTM ve LGBM topluluk modeli ile R2 değeri yaklaşık olarak 0,896 olarak hesaplandı. Fizik temelli bir yaklaşımla geliştirilen model ise R2 değeri 0,942 olarak bulundu ve yaklaşık olarak %4'lük bir iyileşme sağlandı. Sonuç olarak alüminyum alaşımlarda yorulma deneyi ve DCPD tekniği ile toplanan verilerin, makine öğrenmesi yöntemleri kullanılarak, yorulma kırılması çevrim sayılarının tahmin edilmesinde etkili bir yöntem olduğu ve bu yöntemle yorulma deneylerinin kısaltılabileceği gösterildi. Ayrıca fizik temelli makine öğrenmesi modellerinin gürültülü ve az verideki başarısı da vurgulandı.
Elektrikli araçlarda lastik basıncının batarya ve fren performansına etkisi
Bu tez çalışmasında, elektrikli araçlarda kullanılan Lastik Basınç İzleme Sistemi (TPMS) ile lastik basınç seviyelerinin frenleme performansı ve batarya enerji tüketimi üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Araştırma, farklı lastik basınçlarında (20 psi, 25 psi, 28 psi, 30 psi, 32 psi, 35 psi) gerçekleştirilen testleri kapsamaktadır. Deneysel çalışmalarda, L7e sınıfı dört tekerlekli bir elektrikli araç üzerinde, (EU) 168/2013 ve (EU) 134/2014 yönetmeliklerine uygun şekilde testler yapılmıştır. Frenleme performansı ölçümleri kuru zemin, ıslak zemin ve ısıl sönümleme koşullarında ECE R78 yönetmeliğine göre yürütülmüş; batarya enerji tüketimi ölçümleri ise (EU) 134/2014 Ek 7'ye göre gerçekleştirilmiştir. Frenleme mesafesi ve yavaşlama ivmesi (MFDD) ölçümleri VBOX Sport veri toplama cihazı ile yapılmış, lastik basıncı TPMS aracılığıyla sürekli izlenmiştir. Test sonuçlarına göre, 28 psi basınç seviyesinde hem frenleme performansı hem de batarya verimliliği açısından en iyi sonuçlar elde edilmiştir. Kuru ve ıslak duruş testlerinde 28 psi seviyesinde durma mesafesi minimum, yavaşlama ivmesi maksimum değerleri göstermiştir. Isıl sönümleme testlerinde tüm basınçlar mevzuat kriterlerini sağlasa da 28 psi seviyesinde fren performansı en stabil değerde kalmıştır. Batarya tüketimi testinde de 28 psi basınç seviyesinde yuvarlanma direncinin azalmasıyla enerji tüketimi en düşük seviyede gerçekleşmiştir. Sonuç olarak, elektrikli araçlarda 28 psi nominal lastik basıncının hem güvenli frenleme hem de enerji verimliliği açısından optimum değer olduğu belirlenmiştir. TPMS sisteminin bu değerin korunmasına katkısı, sürüş güvenliği ve batarya ömrü açısından kritik öneme sahiptir.
Otomotiv rotil parçalarının servis ömrünün belirlenmesinde sonlu elemanlar analizi ve deneysel ömür testleri
Otomotiv endüstrisi, sanayileşen ve gelişmekte olan ülkelerin ekonomik kalkınmasında temel yapı taşlarından biri haline gelmiştir. Sektördeki sürekli teknolojik ilerleme ve müşteri taleplerinin çeşitlenmesi, yenilikçilik ve sürekli iyileştirme faaliyetlerini zorunlu kılmaktadır. Süspansiyon sistemlerinin temel amacı; yol tutuşunu iyileştirerek sürüş güvenliğini artırmak ve aynı zamanda konforlu bir sürüş sağlamaktır. Sistem içerisinde yönlendirme fonksiyonu sağlayan küresel mafsallı bileşenler, yüksek yük altında çalışan ve yapısal güvenlik açısından kritik öneme sahip emniyet parçalarıdır. Bu tür parçaların araç sistemine entegre edilmeden önce gerekli testlerden geçirilmesi, güvenilirlik ve performans açısından zorunludur. Küresel mafsala sahip rotiller, tekerlek ile şasi arasındaki mekanik bağlantıyı sağlayan ve hem emniyet hem de sürüş konforu açısından kritik öneme sahip parçalardır. Bu bileşenler, araç altında oluşan kuvvetler ve yön değişimlerine bağlı olarak mekanik yüke ve aşınmaya maruz kalmaktadır. Rotil performansını etkileyen temel aşınma parametrelerinden biri, plastik yatak ile küresel mafsal arasındaki boşluk miktarıdır. Söz konusu boşluğun tasarım sınırlarının altında olması durumunda kısa sürede işlev kaybı ve parça deformasyonu; fazla olması durumunda ise sesli çalışma ve darbe kaynaklı titreşim problemleri gözlemlenmektedir. Yeni ürün geliştirme sürecinde, optimum performans için tasarım doğrulama ve dayanım testleri, sistemin kritik adımlarını oluşturmaktadır. Mevcut uygulamalarda, her yeni tasarımın prototip üretimi tamamlandıktan sonra testlerden geçirilerek onay süreci yürütülmekte ve uygun bulunan parçalar üretim sürecine dahil edilmektedir. Ancak, tasarımın yetersiz olması durumunda, kalıp hazırlığı, malzeme kullanımı, işçilik ve zaman açısından ciddi maliyet artışlarıyla karşılaşılmaktadır. Bu çalışmada, küresel mafsallı rotil bileşenlerinin performansını değerlendirmek ve tasarım doğrulama sürecini optimize etmek amacıyla hem deneysel testler hem de sayısal simülasyon yöntemleri birlikte kullanılmıştır. Öncelikle, fiziksel prototipler üzerinde radyal boşluk statik testi gerçekleştirilmiş; eş zamanlı olarak, sonlu elemanlar analizi (FEA) uygulanmıştır. Gerçekleştirilen analizler sonucunda, deneysel veriler ile sayısal modelleme sonuçları arasında yüksek düzeyde bir korelasyon tespit edilmiş ve iki yöntemin eş çalışabilirliği doğrulanmıştır. Bu doğrultuda, sonlu elemanlar analizlerinin, fiziksel testlerin öncesinde uygulanarak öngörülemeyen tasarım hatalarının üretim öncesi belirlenmesine olanak sağladığı, böylece test sürelerinin ve üretim maliyetlerinin önemli ölçüde azaltılabileceği ortaya konmuştur. Ayrıca, çalışmada kullanılan küresel mafsallı rotil numuneleri yorulma testlerine tabi tutularak, yatak tasarımının dayanımı ve performansı doğrulanmıştır. Laboratuvar testleri ile FEA analizlerin entegre şekilde yürütülmesi; ürün güvenilirliğinin artırılması, prototipleme sayısının azaltılması ve ürün geliştirme döngüsünün kısaltılması açısından etkili bir mühendislik yaklaşımı olarak öne çıkmaktadır.
Atıksu arıtma tesislerinde çamur çürütme ve susuzlaştırma sistemlerinin, termodinamik ve termoekonomik analizi ve optimizasyonu
Bu tez çalışması, Konya Atıksu Arıtma Tesisi'nin işletme verileri kullanılarak çamur çürütme ve susuzlaştırma sistemlerinin termodinamik ve termoekonomik analizini ve optimizasyonunu kapsamaktadır. Atıksuyun tesise girişinden çamur kurutma sürecine kadar olan tüm analizler Engineering Equation Solver (EES) programında hesaplanmış; verimlilik kayıpları ve iyileştirme alanları belirlenmiştir. Belirlenen kayıplara yönelik iyileştirme önerileri ile sistemin ekserji veriminin optimize edilmesi hedeflenmiştir. Ekserji analizleri sonucunda biyogaz motor veriminin %30,8 olduğu ve kojenerasyon sistemiyle toplam verimliliğin %39,8'e ulaştığı görülmektedir. Tesisin genel ekserji verimi %34,3 olarak hesaplanmış, stabilize çamurun yakıt olarak kullanımı durumunda verimliliğin %56,9'ya yükseldiği görülmüştür. Eksergoekonomik analizler, özgül maliyet yöntemine (SPECO) dayanmaktadır ve buna göre en yüksek eksergoekonomik faktör değerine sahip bileşenin desülfürizasyon ünitesi olduğu tespit edilmiştir. Bu durum bileşenin maliyetinin büyük bir kısmının ilk yatırım ve işletme masraflarından kaynaklandığını göstermektedir. Eksergoekonomik analiz sonuçları maliyet ve verimlilik açısından değerlendirilerek sistemin genel performansının artırılması hedeflenmiştir. Optimizasyon kapsamında çamur kurutma sistemleri incelenmiş ve hibrit kurutma sistemleri üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Optimum maliyetleri hesaplamak için performans ve alan kısıtlamalarının dikkate alındığı analizler yapılmış ve en uygun maliyetli kurutma modelinin güneş panelleriyle desteklenmiş sera tipi hibrit kurutma olduğu belirlenmiştir. Analizler, bölgesel şartlarda sera tipi kurutmanın erişebileceği maksimum kuruluk değerinde (%70), hibrit kurutma maliyetinin en düşük olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Atıksu arıtma, Çamur kurutma, Eksergoekonomik analiz, Ekserji Termodinamik
Finite element analysis of beam-to-beam eccentric end plate connections
This study presents a broad investigation on eccentric end plates used for beam-to-beam connections by utilizing finite element analysis. This investigation is based on previous experimental work on beam-to-beam connections conducted by a supervisor of this thesis. These connections are vitally essential in the modeling of lightweight structures. For beam to beam joints, there are numerous varieties of joints, including shear plate, clip angle joint, and eccentric end plate, along with T-stub joints, that are frequently used in frame structures. Understanding the rotational attitude of the joints is a fundamental aspect of design. A practical way of evaluating their response is to generate moment-rotation curves and investigate the effects of several parameters graphically. It is concluded that the stiffeners and the end plate are the critical components for failure.
indexliAçık ErişimTRBluetooth kontrollü keşif aracı projesi
Günümüzde hızla gelişen teknoloji ile birlikte robot kullanımına ihtiyaç artmıştır. Kullanım alanları çeşitlilik gösteren robotlardan sanayi dalında, endüstriyel uygulamalarda, askeri sahalarda, güvenlik sistemlerinde ve daha birçok alanda faydalanılmaktadır.Yapılan çalışmada bluetoothla kontrol edilebilen bir robot araç tasarlanmıştır. Bluetooth kontrol sayesinde robotla direkt iletişim imkânı sağlanarak, yapılacak uygulamalarda daha hızlı kontrol edilmesi sağlanır. Proje üç kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda güneş takip sistemidir. Bu sistem güneş ışınlarına göre kendini dik bir şekilde ayarlamaktadır. İkinci kısım ise bluetooth yardımı ile hareket ettirdiğimiz keşif aracıdır. Bu sistemde ise üzerinde sensörler bulunan ve sensörler yardımı ile çevresini keşfeden araçtır. Üçüncü kısım ise keşif aracımızın üzerine monte edeceğimiz üç eksenli robot kolumuzdur. Bu robot kolunun amacı ise belirlediğimiz eşyaları belirlediğimiz noktalara götürmesidir.
Analysis and modeling of a naturally fragmenting warhead
A naturally fragmenting 81mm mortar round's effectiveness was investigated. During this investigation sustainable new methods were tried. The fragmentation of the round by explosives were examined by tests, modelled theoretically and supported with numerical analysis. In the end models were found on the interaction of the shell with the explosive within and a table was made used in the effectiveness index of the munition. At the end the table was compared with real world test results for consistency.
Investigation of plastic deformation and residual stresses occurred after deep rolling process on aluminum 6082 alloy using finite element analysis
The purpose of this study is to investigate the directional dependency of residual stresses on different sample geometries occurred just after deep rolling using finite element analysis (FEA). One of the most effective way to increase the fatigue strength in the parts subjected to dynamic loading is to create compressive residual stresses on the part surface and at a certain depth of the material. Deep rolling is the most effective process in terms of ability to produce compressive residual stresses. During this process, a local plastic deformation is generated on the surface of the parts by means of a hydraulic sphere or cylinder. The main purpose of deep rolling is not to change the geometry of the workpiece but to improve the mechanical properties of the material by plastic deformation of the surface only. During this investigation, aluminum alloy EN AW-6082 (AlSi1MgMn), which is frequently used in the manufacturing of suspension parts, will be examined. During this examination, different specimens were manufactured. Firstly; the aluminum samples were heat treated as T4 and T6. Despite T4 and T6 heat treated samples were prepared, only T6 was used for investigations, due to the fact that T6 is the commonly used material in the industrial fatigue applications. Secondly; T6 heat treated samples were subjected to tensile test to obtain flow curve of the material. During the tensile test; material was designed according to the tensile test standards of DIN 50125. Ultimate tensile and yield stress of the material were determined by tensile test. Additionally, in the recent studies showed that the compressive residual stresses in transverse direction are twice as high as in rolling direction on prismatic samples after deep rolling. However, residual stresses were not examined on both the tangential and longitudinal directions of cylindrical parts (Ø8 mm, Ø14 mm). Due to these reasons, it is aimed to model different sample geometries (prismatic, cylindrical) to investigate directional dependency of residual stresses on these samples. Also, distribution of residual stresses was examined with respect to three different feed parameters (0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm). Subsequently, the results of residual stress distribution in these samples were compared with each others.
Basınçlı döküm kalıp imalatında yeni malzeme başarısızlık analizi
Yüksek basınçlı döküm, sıvı metalin kısa döngü süreleri üzerinden çok parçalı yeniden kullanılabilir kalıplarda preslendiği bir tekniktir. Diğer döküm yöntemlerinin aksine doldurma eylemi, ağırlığı etkilemez; bu nedenle de döküm süreçleri yüksek hızda sıvı akışları ile meydana gelmekte ve bu sürecin sonunda, bu kinetik enerji ısıya ve de basınç enerjisine dönüşmektedir. Dolayısıyla da yüksek kalitede ve de keskin köşe ve kenarlara sahip olan yüksek hassasiyetli ve ince cidarlı dökümler, burada bahsedilen basınçlı döküm yöntemi kullanılarak özel koşullar altında üretilmektedir. Basınçlı döküm yöntemi kullanılarak işlenen demir dışı alaşımlar, alüminyum, magnezyum ve çinkoyu içermektedir. Basınçlı döküm, alüminyumun bir kalıba enjeksiyonu esnasında yüksek termal ve mekanik basınç altındadır. Prensip olarak döküm kalıbın kullanım süresi, kimyasal kompozisyonun, imalat yönteminin ve termal operasyonların yanı sıra kalıp materyali özelliklerinin seçimine de bağlıdır. Termal basınçlar, kalıp malzemesinin yapısında hasara neden olabilecek sıcaklık değişiklikleri ile oluşmaktadır. Dış yüzeyde ince çatlaklar şeklinde görünen bu hasar tipi, sıcaklık değişikliklerinden kaynaklanmaktadır. Oluşan bu derin çatlaklar aşamasal olarak büyümekte ve boşluklar şeklinde çatlaklar oluşmaktadır. Çatlaklar nedeni ile oluşan hasar, basınçlı döküm kalıbın kullanım süresinde kritik bir rol oynamaktadır. Basınçlı döküm kalıplarında ısı kontrolü, tipik başarısızlık mekanizmasıdır. Bu başarısızlık girişimini azaltan parametrelerin optimize edilmesi, çeliklerin tasarlanması ve ısıl işlemde göz önünde bulundurulmalıdır. Bu araştırma, farklı deneysel döngülerden sonra basınçlı döküm kalıp numunelerine uygulanan geleneksel materyallerin 1.2343 (X38CrMoV5-1) H11 ve 1.2344(X40CrMoV5-1)H13 ve yeni çeliklerin (Dievar & Toloox) özelliklerini incelemektedir. Ayrıca bahsedilen materyallerin mikro yapıları da, Optik Işık Mikroskobu ve Tarayıcı Elektron Mikroskobu (SEM) testi ile analiz edilmiştir. Krom-molibden-silikon-vanadyum çeliği, yağ ve havada iyi sertleşme özelliğine sahiptir. Dolayısıyla da sıcak işlenmiş çelikler, hem düzenli hem daha yüksek sıcaklıklarda makul sertlik ve plastik özelliklerine sahiptir. Bu nedenle de, oldukça iyi bir geleneksel basınçlı döküm materyalidir. Buna rağmen, Dievar gibi diğer bir özel kalıp çelikleri de özellikle bu çelik sınıfı ile geliştirilmektedir; Dievar, hem sıkı bir tokluk hem iyi bir sıcak dayancının neticesi olarak iyi bir ısı kontrolü ve azami kırınımına sahiptir. TOOLOX 44 isimli yeni sertleştirilmiş bir takım çeliği olan ek bir malzeme, ısı kontrol başarısızlıklarını azaltabilecek olan çarpma tokluğu parametrelerinin optimize edilmesi ile yukarıda tanımlanan başarısızlığı kontrol etmektedir. Isı işlemlerindeki çeşitlilik sorunu, TOOLOX 44 ile çözülmektedir.
Yeşil binalarda tasarım parametrelerinin belirlenmesi ve termodinamik analizi
Bu çalışmada, yeşil bina kavramı detaylı bir şekilde tanımlanmıştır. Yeşil binaların tasarım süreçlerinde izlenmesi gereken yollar ve termodinamik parametreler açıklanmıştır. Yeşil binaların yerel çevre ile olan etkileşimi ve LEED ölçütleri de belirtilmiştir. Tasarımı yapılan binanın termodinamik analizleri hesaplanmıştır. Binanın enerji ihtiyacının ne kadarının yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanabileceği incelenmiştir. Binanın yeşil bina kriterlerine uygunluğu LEED ölçütleriyle incelenmiş ve uygun olduğu tespit edilmiştir. Bulunan sonuçlar yeşil binanın işlerliğini göstermektedir.
Eşit kanallı açısal presleme kalıplarının geliştirilmesi ve alüminyum malzemede uygulanması
1970'den beri uçak, otomotiv, medikal ve pek çok sektörde alüminyum kullanımı artmıştır, böylece hayatımızda daha fazla yer almıştır. Alüminyumun kullanım sıklığının artması uzmanları bu konuda daha fazla çalışma yapmaya yöneltmiştir. Bu çalışmalarda Alüminyumun atomik yapısını küçülterek dayanıklılığını arttırmak amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda Eşit Kanallı Açısal Presleme (EKAP) yöntemine önem verilmiştir. Bu çalışmada ise ilk olarak bu zamana kadar yapılan Eşit Kanal Açısal Presleme (EKAP) yöntemi ve kalıpları incelenmiş, günümüze kadar gelen EKAP prosesinde ki sorunlar ve kalıbın problemleri analiz edilmiştir. Çalışmamızda kullanılan kalıp soğuk basmada oluşan problemler, zaman kaybı ve diğer aksaklıkların giderilmesi için tasarlanmıştır. CNC torna, freze, düz ve silindirik metal taşlamalar ve ısıl işlemlerle birlikte kalıbın imalatı günümüze kadar yapılanların aksine farklı bir dizayn barındırmaktadır. İç içe geçen kalıp dizaynı, çekirdek ve dış kalıbın belirli bir eğimle birbirine kenetlenerek kalıbın 360° sıkması için yapılmıştır. Aynı zamanda çekirdek kalıbın 4 parçası birbirini tamamlayarak kalıbın 90° bir malzeme yolu oluşturmasını sağlamıştır. Kalıbın dayanımının artması için çekirdek kalıbın malzemesinde 1.2344 imalat çeliği kullanılmış ve ısıl işlem yoluyla 54 HRC sertlik derecesine kadar sertleştirilmiştir. Kalıpta kullanılan dış kalıp 5° ters açı ile çekirdek yüzeyindeki yardımcı parçaları sıkarak presleme esnasındaki kalıbın tek parça gibi olmasını sağlamıştır. Kalıbın üst ve alt kapakları çekirdek kalıbın sıkılması ve çıkarılması esnasında oluşacak herhangi bir olumsuzluğa karşı yapılmıştır. Çıkarma pimleri ve aparatları yoğun bir kuvvet altında sıkışan kalıbın yine preslemenin uyguladığı kuvvetle serbest kalmasına yardım etmektedir. Çalışmamızda yeni bir EKAP kalıbı imal etmek amaçlandığı için, tasarım öncelikle oyun hamuru ile denenmiştir. Bu aşamada herhangi bir problem ile karşılaşılmamış ve çalışmanın devamında 6063 Alüminyum kullanılmıştır. Alüminyum ile ilk basımda dakikada 2 mm ilerleme test edilmiş ve olumsuz bir sonuç ortaya çıkmamıştır. Bir sonraki adımda dakikada 10 mm ilerleme ile seri şekilde basıma devam edilmiştir. Sonuç olarak; 6063 alüminyum malzemede EKAP yönteminden elde edilen numunelerin, artan geçiş sayısına bağlı olarak aşınma direnci, yüzey sertliği ve malzemenin mukavemetinin arttığı gözlemlenmiştir.
Eşit kanallı açısal presleme yönteminin incelenmesi ve 6063 alüminyum alaşımına uygulanması
Aşırı Plastik Deformasyon (APD) işlemleri ultra ince taneler oluşturmak için metal kütlesine ultra büyüklükte bir plastik gerilmenin uygulandığı metal şekillendirme prosesidir. APD sürecinin temel amacı çevreye uyumlu, yüksek mukavemetli ve hafif parçalar üretmektir. Eşit Kanallı Açısal Presleme (EKAP) yöntemi düşük sıcaklıklarda mikron altı, ve nano boyutta tane yapısına sahip malzemelerin üretildiği Aşırı Plastik Deformasyon (APD) işlemi ile tane inceltme yöntemidir. EKAP yöntemi uygulanan malzemelerde üstün fiziksel ve mekanik özellikler elde edilmektedir. EKAP işlemi uygulanan malzemeler yüksek mukavemet, iyi süneklik ve düşük sıcaklıklarda süperplastik davranışı göstermektedir. İşlem sürecinde malzeme aynı şekle ve kesit boyutuna sahip iki kanaldan oluşan bir kalıpta preslenmektedir. EKAP işlemi kalıp açıları, presleme hızı, presleme sıcaklığı, işlem rotaları, geçiş sayısı, geri presleme ve preslenecek malzeme kesiti olmak üzere çeşitli işlem parametrelerini içermektedir. Bu çalışmada altı ana bölüm bulunmaktadır. Çalışmanın birinci bölümünde Aşırı plastik deformasyon ve Eşit Kanallı Açısal Presleme yöntemi hakkında genel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümünde Aşırı Plastik Deformasyon işlemleri, üçüncü bölümünde Eşit Kanallı Açısal Presleme yöntemi ve işlem parametreleri, dördüncü bölümde Alternatif EKAP yöntemleri ve Paralel Kanallı EKAP yöntemi anlatılmıştır. Beşinci bölümde Alüminyum ve Alaşımları hakkında açıklamalar yapılmıştır. Altıncı bölümde EKAP deneyinin uygulanacağı malzeme, EKAP kalıbı, EKAP deneyi, presleme kuvveti, sertlik ölçümü, deney sonuçları ve öneriler konuları incelenmiştir. Deneysel bölümünde daha önce yapılan EKAP kalıplarından daha farklı özelliklere sahip yeni bir kalıp tasarımı kullanılmıştır. Kalıbının imalatı ve numunenin hazırlanması sırasında kullanılan malzemeler hakkında bilgiler verilmiştir. EKAP işlemi için tasarlanan kalıp 90° kanal açısına ve 0° dış kavis açısına sahip kanallardan oluşmaktadır. Uygulama işlemi sırasında rota A kullanılmıştır. İşlem kalıba ve numuneye herhangi bir sıcaklık uygulamadan 10 mm/dak pres zımbası ilerleme hızında gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu yeni kalıpta 10 mm x 10 mm x 54 mm ölçülerindeki 6063 Alüminyum alaşımı malzemeye arka arkaya 2 presleme işlemi uygulamıştır. Numunenin ilk halinin, 1. presleme sonrası halinin ve 2. presleme sonrası halinin Brinell sertlik değerleri ölçülmüş ve değerlendirilmiştir. Ayrıca 1. presleme sırasında uygulanan kuvvet ile 2. presleme sırasında uygulanan kuvvet belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: EKAP, APD, Ultra ince tane, 6063 Alüminyum Alaşımı, Sertlik, Mekanik özellikler
Bilgisayar destekli 1 kW' lık rüzgar türbini tasarımı ve prototip üretimi
Dünya hızlı bir şekilde yenilenebilir enerji kaynağı kullanımına geçmektedir. Özellikle son yıllarda bu konuda yatırımlarında artması yenilenebilir enerjinin önemini göstermektedir. Rüzgâr enerjisi de son zamanlarda göstermiş olduğu gelişimlerle çokça bahsedilen yenilenebilir bir enerji çeşididir. Rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbin makineleri vasıtasıyla ilk önce mekanik, daha sonra elektrik enerjisine dönüştürülür. Üretilebilecek enerji miktarını etkiyen en önemli faktörler; rüzgâr türbini bıçak sayısı ve bıçak yapısı, türbin tasarımı, dişli yapısı kısacası sistemin her bir faktörü üretilecek enerji miktarını etkilemektedir. Bu yüzden her yıl rüzgâr türbini ile ilgili yatırım miktarları da artmaktadır. Rüzgâr enerjisinde ilk sermaye yatırımı makine ve destekleyici altyapı için kullanılmaktadır. Türbin tasarımı, tesisin kurulumu ve işletilmesi gibi enerji maliyet fiyatının artmasına sebep olan faktörler rüzgâr gücünü bir alternatif enerji kaynağı yapma anahtarıdır. Bir rüzgâr türbinin matematiksel modellenmesi, işlem alanı üzerinde, rüzgâr türbinin davranışının anlaşılması için gereklidir. Çünkü rüzgâr türbinin optimum değerlerde çalışmasına yardımcı olacak kapsamlı kontrol algoritmaların geliştirilmesine izin verir. Modelleme, rüzgâr türbini performans değerlerinin kontrol edilmesini sağlar. Model sonuçları, türbin tasarımını optimize etmek ve rüzgâr enerjisi fiyatının artmasına yol açacak faktörleri minimize etmek isteyen yeni nesil türbin araştırmacıları ve tasarımcıların yararlanabileceği bir bilgi olacaktır. Bu tezde rüzgâr enerji sistemleri üzerinde çalışılmış ve rüzgâr türbin sisteminin matematiksel modellemesi yapılmıştır. Çevre şartları ve rüzgâr türbini için belli parametreler dikkate alınarak simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Uygulamalı görmek için mini rüzgâr türbini imal edilmiştir.
Enjeksiyon kalıplarında keskin geometrilerin oluşturulması için mekanik bilezik geliştirilmesi
DURSUN, Özgür, Enjeksiyon Kalıplarında Karmaşık Geometrilerin Oluşturulması İçin mekanik bilezik Geliştirilmesi, Yükseklisans Tezi, İstanbul, 2017 Proje konusu enjeksiyon kalıplarında ters açılı formların oluşturulabilmesi için mekanik bir bilezik geliştirerek üreticilere düşük yatırım maliyetleri ile üretim yapmalarının önünü açmaktır. Özellikle sezonluk üretim yapılan kalın etli ek parça ürünleri enjeksiyon kalıpları ile üretimi yapılmaktadır. Üreticilerin sezonluk üretim yaptıklarından dolayı yüklü kalıp yatırımları yapmak istememektedirler. Konu ile ilgili bu ürünleri düşük yatırım maliyetleri ile üretebilmenin önü açılmıştır. Geliştirdiğimiz sistemde var olan sistemlere alternatif olarak daha düşük yatırım maliyetleri ile aynı ürünlerin üretiminin önü açılmıştır. Enjeksiyon kalıplarında oluşturulamayacak açıdaki formların oluşturulabilmesi için harici dışarıdan bir mekanik maça ile bu formu oluşturmaktır. Mevcutta bu ürünlerin üretimini yapabilmek için ihtiyaç duyulan sistemlerin yatırım maliyetlerinin %70 oranında düşük maliyetlere projemizdeki sistem ile üretim yapılabilmektedir
Isıl sistemlerde mevcut atık ısı potansiyelinden yararlanarak termofotovoltaik yöntemlerle elektrik enerjisi üretim teknolojilerinin geliştirilmesi
Günümüzde enerji tüketiminin giderek artması, yenilenebilir enerji kaynaklarının hızla tükenmesi ve minimum girdi ile maksimum verim elde etme talebi yeni teknoloji arayışlarına hız kazandırmıştır. Atık ısıların değerlendirilmesi enerji yönünden tasarruf sağlamaktadır. Atık ısılardan elektrik üretimi gerçekleştirilerek temiz ve yenilenebilir enerji olarak mevcut elektrik üretimine katkı sağlanmaktadır. Bu yöntem, maliyet, atık ısının etkin kullanımı ve enerji tasarrufu açısından alternatif sunarken aynı zamanda sera etkisini azaltarak çevre dostu bir üretim modeli olarak kabul edilmektedir.Bu çalışmada mevcut atık ısı potansiyelinden yararlanarak termofotovoltaik enerji dönüşümü ile elektrik üretim teknolojisinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Literatürde termofotovoltaik enerji dönüşümü ile endüstriyel sistemlerde ve merkezi ısıtma sistemlerinde kullanılabilirliği araştırılmış ve endüstriyel sistemlerde teorik bir model geliştirilmiştir. Bu modelde, endüstriyel sistemlerdeki atık ısılar, sisteme ısı geçişi yöntemlerinden biri olan ışınım yolu ile incelenmiştir. Üretim aşamasından sonra meydana gelen atık ısı, sisteme termofotovoltaik dönüşüm ile elektrik üretimi sağlanarak geri kazandırılmıştır. Yapılan çalışmada endüstriyel ve merkezi ısıtma sistemlerinde termofotovoltaik sistemin analizi yapılmıştır. GaSb hücre yapısının tabaka kalınlıkları optimize edilmiş ve nihai örnek tasarımı Matlab programı kullanılarak hesaplanmıştır. Yapılan analizde, TPV sıcaklık grafikleri GaSb hücresi kullanılarak elde edilmiştir. Kullanılan sıcaklık parametreleri hücre sıcaklığı ve kaynak sıcaklığıdır. Bu grafiklerle enerji verimliliği, dolum faktörü, açık devre voltajının etkisi ve kısa devre akım değerleri belirlenmiştir. Ayrıca termofotovoltaik sistemin termodinamik analizi yapılarak sonuçlar sunulmuştur. Öncelikli olarak termofotovoltaik sistem üç ayrı bölgeye ayrılarak analizi yapılmıştır. Analizde sistemin her bir parçası ayrı ayrı yapılırken sistemin bütünü ayrıca ele alınmıştır. Sistem öncelikle birinci kanun analizi yapılarak değerlendirilmiştir daha sonra ikinci kanun analizi yapılmıştır. Birinci bölge ısı kaynağının ışınım ile filtrelere ulaşana kadar meydana gelen enerjinin termodinamik analizidir. İkinci bölge ise fotovoltaik sistem olarak değerlendirilen filtre, seçici-yayıcı ve fotovoltaik hücrelerin yer aldığı bölümdür. Son bölge olarak ifade edilen üçüncü bölge ise elektrik enerjisinin depolandığı kısım olarak değerlendirilmiştir. Her bölgenin termodinamik analizi kapsamında, enerji ve ekserji analizi yapılarak sistem parçadan bütüne doğru incelenmiştir. Sonuçlar formüller ve grafikler ile desteklenmiştir. Yapılan çalışmanın mevcut elektrik üretimine alternatif olması ve ileride yapılacak çalışmalara bir kaynak oluşturması amaçlanmıştır.
Konut sektöründe kullanılan iklimlendirme sistemlerinde enerji ve ekserji analizi: Split klima örneği
İnsanlar son yıllarda vakitlerinin birçoğunu kapalı alanlarda geçirdiğinden, iklim değişimi ve küresel ısınmadan dolayı artan sıcak hava, seri üretimle ucuzlayan ürünlerin alımının kolay olması soğutma sektöründe hızlandırmıştır. Ucuz, elde edilmesi ve kolay bakımı olması açısından split klimalar en çok tercih edilen çeşittir. Çalışma prensibi buhar sıkıştırmalı sistemdir. Bu kadar kolaylığın yanında temizlik açısından da çok önem verilmelidir. Uygun temizlik işlemleri için servisler kullanılmalıdır. Temizlik periyotları yapılan klimalar ısıtma ve soğutmada verimliliklerinde artış meydana gelmektedir. Hastalık oranlarında ciddi düşüşler meydana gelir. Bu çalışmada konut sektöründe kullanılan iklimlendirme sistemlerinde enerji ve ekserji analizini split klima örneğinden bahsedilmektedir. Anahtar Kelimeler:İklimlendirme, Split klima, İleri Ekserji ve Enerji Analizi
Soğuk şekil değiştirmiş farklı malzemelerin yığılmasında malzeme akışının incelenmesi
Bu çalışmada yığma karşısında malzemenin şekil değişimi ve sürtünmenin bu şekil değişimine etkisi incelenmiştir. Yapılan çalışmanın ilk kısmında plastik şekil değişiminden bahsedilmiştir. İkinci kısmında sürtünmenin önemi ve plastik şekil değişimine etkisi anlatılmıştır. Son kısımda ise deney tesisatı ve elde edilen verilerle elde edilen sonuçlara yer verilmiştir. Sürtünme katsayılarının belirlenmesi ve değerlendirilmesi, deformasyon işlemlerinde malzeme akış örüntüsü ve deformasyon yükleri üzerindeki etkisinden dolayı çok önemli bir konudur. Halka sıkıştırma testi, sürtünme katsayılarının belirlenmesi için yaygın olarak kullanılan bir deney prosedürüdür. Dış ve iç çaplar ve deforme edilecek malzeme halkalarının yükseklikleri, 6: 3: 2 oranına göre işlenir ve çeşitli deformasyon oranları için iç çap ve yükseklikteki değişiklikler kaydedilir ve katsayıları belirlemek için standart eğrilerle karşılaştırılır. Halkaların yüzeylerindeki deformasyonun değişiminin incelenmesi, halka sıkıştırma testlerinin daha iyi analiz edilmesine yardımcı olacaktır. Sunulan çalışmada, halka numunesi yüzeylerindeki deformasyonun varyasyonunu analiz etmek için bir girişimde bulunulmuştur. Halkaların yan ve üst yüzeylerinde bir ızgara deseni çizilir ve ızgaraların son konumlarının fotoğrafları farklı üzgün oranlar için alınır. Halka sıkıştırma testlerini analiz etmek için ızgara deformasyonları ve standart sürtünme katsayısı belirleme prosedürü kullanılmıştır. Testlerde iki farklı test malzemesi kullanılır ve düzensiz koşullar için sürtünme katsayıları, beklendiği gibi benzer test sonuçları ile uyumludur. Deformasyon oranlarına ve numunedeki pozisyonlarına göre grid boyutlarındaki değişim, halka deformasyonlarının daha iyi bir analizini vermektedir.
Atık buhar geri kazanımı ile bir tekstil fabrikasının ısı kaybı hesaplamaları ve enerji tüketimi ekonomik analizi
Enerji, dünya ülkelerinin ekonomik, siyasi ve sosyal gelişimini etkileyen ana unsurların başında gelmektedir. Özellikle gelişmekte olan ülkelerde artan nüfus, sanayileşme ve teknolojik gelişmelerden dolayı enerjiye olan talep giderek artmaktadır. Bu artış ile ülkeler enerjiye kolay, ucuz ve kesintisiz bir biçimde ulaşmak istemektedirler. Böylece ülkeler alternatif enerji kaynaklarına ve enerjiyi daha verimli kullanabilecekleri sistemlere yönelmişlerdir. Ülkemizde de bu tip sistemler için uygulamalar yaygınlaşmaktadır. Özellikle enerji tüketimi fazla olan sanayi sektöründe enerjiyi daha verimli kullanmak için baca gazı atık ısısının geri kazanımı bu uygulamaların başında gelmektedir. Bu çalışmada bir tekstil fabrikasında bir boyama tesisinin 2020 yılı enerji tüketiminin değerlendirilmesi, işletmeye ait mevcut buhar kazanlarının enerji tüketimindeki etkisi, işletmeye yeni bir buhar kazanı ile mevcut sistemin değiştirilmesi durumu, atık ısı geri kazanım sistemi uygulaması, boyama makineleri üzerinde jet izolasyonu uygulanması durumu üzerine izoleli ve izolesiz ısı kaybı çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Gazbeton ısı yalıtım levhasının, taş yünü ısı yalıtım malzemesi ile karşılaştırılarak, bina enerji performansı ve ısınma maliyetine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, İstanbul ve Erzurum illeri için yüksek binalarda iki farklı yanmaz özellikli yalıtım malzemesi kullanılarak bina dış duvarlarının optimum yalıtım kalınlıkları belirlenmiştir. Hesaplamalar ömür maliyet analizine göre ısıtma derece gün değerlerini kullanarak yapılmıştır. Yakıt olarak doğalgaz kullanılmıştır. Yalıtım malzemesi olarak taş yünü ve gazbeton ısı yalıtım levhası seçilmiştir. Bu durumda dış duvarlara bu yalıtım malzemeleri uygulanarak, artan yalıtım kalınlıklarına göre optimum yalıtım kalınlığı, enerji tasarrufu ve geri ödeme süresi hesaplanmıştır.
Denize kıyı bölgelerde deniz dalgasından yararlanarak enerjisi elde etme
Dünyada enerji alanında farklı çalışmalar yapılmakta ve bu çalışmalar insanlığın geleceğini güvence altına almayı amaçlamaktadır. Giderek azalan yer altı kaynakları ve bunlara sahip olmayan ülkelerin gelişmekte çektikleri sıkıntılar, insanların bakış açılarını doğaya çevirmelerine olanak sağlamıştır. Bu bağlamda gelişen teknolojik sahalar genişleyerek, yeşil enerji olarak da adlandırılan ikincil enerji kaynaklarının varlığını tümüyle göz önüne sermiştir. Bu alandaki gelişmeler gelişi güzel olamayacağından kurulan birçok kurumla alternatif enerjinin takibi sağlanmaya çalışılmıştır. Bizim ülkemizde bu takibi Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı sağlamaktadır. Bu çalışmanın amacı, tükenen yer altı kaynaklarının yerini doğadan sağlayıp insanlığın gelişmesinde ve çevresel temizliğin varoluşunu en üst seviyeye çıkarmaktır. Bu çalışmada Türkiye Cumhuriyeti Devleti'nin konumu göz önünde bulundurularak, yarımada oluşu izlenimiyle dalga boylarının oluşturabileceği güçten yararlanılarak kullanılan wells türbininden fayda sağlayıp gel-git hareketinin enerjisini ısı enerjisine dönüştürmektir. Bu çalışma için Karadeniz Bölgesi seçilmiş olup belirli aylarda sonuçlar alınmıştır. Çalışmanın içeriği dört bölümden meydana gelmiş olup, birinci bölümde var olan enerji kaynaklarından bahsedilmekte, ikinci bölümde dalga enerjisinden, üçüncü bölümde deniz dalgasından ısı enerjisi oluşum çeşitleri ve son bölümde ise deney düzeneği ve hesaplama yer almaktadır. Bunların yanında enerji çeşitlerinin avantaj ve dezavantajlarına değinilmiştir. Anahtar Kelimeler: Deniz Dalgası, Yenilenebilir Enerji, Alternatif Enerji, Kıyı Tipi Kurulu Enerji Sistemi
Alüminyum basınçlı kaplarda sonlu elemanlar yöntemi ile yorulma analizi
Basınçlı kapların tasarımlarının, Basınçlı Kaplar Yönetmeliği'ne göre temel sağlık ve güvenlik gereklerini karşılaması gerekmektedir. Yönetmelikte basınçlı kapların piyasaya arz koşulları ve piyasa gözetimi ve denetim esasları belirlenmiş durumdadır. Bu çalışmada, çalışma şartları göz önünde bulundurularak azami 7 bar basınç altında, 50°C sıcaklığa çıkabilen 70 litre hacme sahip Çelik ve Alüminyum LPG tanklarına Sonlu Elemanlar Metodu (SEM) ile Yorulma Analizi yapılmıştır. Basınçlı kap hesaplarında, 400mm dış çapa sahip, toplam gövde uzunluğu 600mm olan, EN-AW-5083 (EN485-2:2007) malzeme referans alınarak, Torisferik bombe tipine sahip bir tank tasarlanmıştır. Statik analiz için, en kritik şartlar belirlenmiş ve her iki tank içinde uygulanmıştır. En kritik şartlar dahilinde, iki tankta aynı şartlar altında ve aynı yük tekrar sayısı esas alınarak yorulma durumu gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda, Alüminyum bir basınçlı kabın yorulmaya karşı gösterdiği direnç ve Çelik esaslı malzemeden üretilmekte olan basınçlı kapların karşılaştırılması yapılmış, her iki tank için aynı şartlarda analizleri yapılarak, analiz sonuçları karşılaştırılmıştır.
Duvardan ısıtma uygulanan bir ofisin incelenmesi
Bu tez çalışmasında İstanbul'da duvardan ısıtma uygulanmış olan bir ofis odası incelenmiştir. Günümüzde kullanılan yerden ve duvardan ısıtma sistemleri genel olarak incelenmiş, ısıl konfor için gereken durumların araştırması yapılmıştır. Çalışmanın sonuç kısmında sistemin avantajları ve dezavantajlarından bahsedilmiştir. Yapılan çalışmada "Duvardan Isıtma Sisteminin" maliyeti düşürüp mahaldeki ısı korunumunu sağladığı tespit edilmiştir.
Deniz üstü (offshore) rüzgar enerjisi potansiyelinin araştırılması ve Antakya Körfezi için verimliliğinin incelenmesi
Bu çalışmada, deniz üstü rüzgâr enerjisindeki temel faktörler incelenmiş ve Dünya'daki güncel durum belirtilmiştir. Türkiye'de hali hazırda bir deniz üstü rüzgâr enerjisi santrali bulunmamaktadır ve kurulması planlanan bir tesis için yatırım öncesi yapılacak olan fizibilite çalışmasında ele alınması gereken konular ve izlenilecek adımlar detaylıca incelenmemiştir. Bu adımlar ışığında, deniz üstü rüzgâr enerjisi potansiyeli en yüksek illerimizden Hatay'da bulunan Antakya körfezi için WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) yazılımından yararlanılarak örnek çalışma yapılmıştır. WAsP'ta kullanılmak üzere Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü'nün Samandağ meteoroloji istasyonuna ait 2013-2015 tarihleri arasındaki saatlik rüzgâr hızı ve yönü verileri temin edilmiştir. Türbin yerleşimi ve ileri analizler için bölgeye ait sayısal topografik haritalar Global Mapper programında ilgili yerin 3 ark saniyelik topografik haritasının vektörel hale dönüştürülmesiyle elde edilmiştir. Minimum hata payı için bu verilere ek olarak bölge pürüzlülük ve ölçüm istasyonu yakın çevresi engel bilgileri de programa aktarılmış olup çalışmanın sonucunda kurulacak tesis için geri ödeme süresi ortalama 6.6 yıl olarak bulunup bölgenin rüzgâr verimliliğinin deniz üstü rüzgâr enerjisi santrali kurulumu için uygun olduğu gözlemlenmiştir.
Farklı kireç besleme yöntemlerinin elektrik ark ocağında enerji ve süreye etkisinin incelenmesi
Dünyada ve ülkemizde önemli bir çelik üretim ve geri dönüşüm yöntemi olarak bilinen Elektrik Ark Ocakları, yüksek elektrik enerjisi sarfiyatı ile çalışmaktadır. Geçmişten günümüze dek üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve üretkenliğin arttırılması anlamında birçok yenilik yapıldığı bilinmektedir. Yapılan çalışmaların çoğunluğu ana sarfiyat giderini; yani elektrik enerjisi tüketimini azaltmak yönünde olmuştur. Bu bağlamda; hurda ön ısıtma sistemlerinin geliştirilmesi, karbon ve oksijen (oksi-brulör) enjeksiyon sistemlerinin kurulması, Elektrik Ark Ocaklarında (EAO) mobilizasyon sistemlerinin (sensörlerin kullanımı) tasarlanması gibi çalışmaların yapıldığı bilinmektedir. EAO'nda şarj ve besleme tipleri incelendiğinde, fırın girdilerinden cüruf yapıcı kirecin fırına beslenme tipinin; enerji sarfiyatı açısından etkili olabileceği görülmüştür. Bu nedenle, bu çalışmada farklı kireç besleme yöntemlerinin Elektrik Ark Ocağı'nda enerji ve süreye etkisi araştırılmıştır. Yöntem olarak; Kireç, 3 döküm için hurda sepetiyle, 3 döküm için de konveyör sistemle ocak kapağından beslenerek; üretim süreçleri tamamlanıp dökümler devrilmiştir. Aynı kalitede hurda, oksijen, doğalgaz, karbon ve kireç kullanılarak yapılan deneylerde; kireç farklı miktarlarda olmak üzere her iki yöntemle de ocağa beslenerek, izabe sürecinde alınan prova sonuçlarına göre gerektiğinde ilaveler yapılmış ve üretim süreçleri tamamlanmıştır. Üretim değerleri karşılaştırıldığında, kapaktan kireç besleme yönteminde enerjinin 31,1 kWh/t ve enerjili sürenin 0,64 dakika düşük olduğu görülmüştür. İşletme kapasitesi 1.000.000 ton/yıl olan bir firmada 31.100.000 kWh/yıl enerji tasarrufu sağlanması mümkündür.
Bazik oksijen fırını için külçe alüminyum besleme sistemi tasarımı ve optimizasyonu
Demir çelik ürünleri, dayanıklı tüketim malları, yapı malzemeleri ve otomotiv sanayinin temel girdisidir. Bu sebeple bir ülkenin demir çelik ürünlerini tüketim düzeyi, o ülkedeki refahın ve gelişmişliğin en temel göstergelerinden biri olarak kabul edilir. Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerde demir çelik tüketimi giderek artmakta ve tüketim hızını karşılayabilecek üretim kapasiteleri oluşturulmaktadır. Ancak çelik üretiminde kullanılan hammadde, flaks ve deoksidant fiyatları günden güne artmakta bu da çelik üretim maliyetini artırarak karlılığı düşürmektedir. Maliyeti artıran bu malzemelerin biri de deoksidasyon ve alaşımlama amaçlı kullanılan alüminyumdur. Ergimiş metalden oksijeni alma metodu olan deoksidasyon, Bazik Oksijen Fırını (BOF) ile yapılan çelik üretimin son aşamasıdır. BOF ile çelik üretimi yapılan tesislerde deoksidasyon işlemi, yaklaşık 5 kg ağırlığındaki alüminyum külçelerin çalışanlar tarafından el ile atılması suretiyle gerçekleştirilmektedir. Bu şekilde yapılan besleme prosesinde personel kaynaklı kalite ve verim problemleri yaşanabilmektedir. Yapılan çalışmada daha önce tamamen manuel olarak gerçekleştirilen külçe alüminyum besleme işlemi otomatikleştirilmiştir. Bununla birlikte prosesin daha kontrollü ve kararlı bir hal alması sağlanarak kalite ve performans süreçlerinde önemli kazanımlar elde edilmiştir. Alüminyum besleme sistemi öncesi ve sonrası verilerden tablolar hazırlanıp, karşılaştırmaları yapılmıştır. Sonuç olarak, konvertörden sıvı çeliğin potaya boşaltılması sırasında alüminyum besleme sistemi kullanımının maliyet düşürücü bir uygulama olduğu gösterilmiştir. Bu maliyet düşürücü uygulama sayesinde tasarrufun yılda yaklaşık 91.176 $ olabileceği anlaşılmıştır. Aynı zamanda yapılan çalışma sonucunda daha önce tamamen manuel olarak gerçekleştirilen ve birçok iş güvenliği riski taşıyan külçe alüminyum besleme işleminin otomatik besleme sistemi ile yapılması sonrası iş güvenliği noktasında ortaya çıkabilecek tehlikeler ortadan kaldırılmıştır.
Cu-Al levhaların sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesinde optimum kaynak parametrelerinin belirlenmesi
Alüminyum (Al) ve bakır (Cu), yaygın olarak uçak-uzay, otomotiv, kimya, nükleer, elektrik-elektronik ve enerji sektörlerinde kullanılan iki yaygın mühendislik malzemesidir. Farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip saf Cu ve Al-1050 alüminyum alaşımının ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirilmesi bazı zorluklara yol açmaktadır, özellikle kaynak bölgesinin mekanik özellikleri üzerine olumsuz etki etmektedir. Bu yüzden bu farklı malzemelerin birleştirilmesinde, katı hal kaynak yöntemlerinden biri olan sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) ile birleştirilmesi üzerine yapılan deneysel bir çalışmadır. Bu çalışmada, alüminyum alaşımı (Al-1050) ve ticari saf bakır (Cu) levhalar üç farklı dönme hızında (525, 1025, 1525 dev/dak), üç farklı takım ilerleme hızında (50, 75, 100 mm/dak) ve iki farklı takım konumlandırmasında (0.75-1.5 mm) sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) ile birleştirilmiştir. Bu birleştirmede taramalı elektron mikroskobunda (SEM) mikroyapı incelemeleri ile X-ışınları difraksiyonu (XRD), çekme testi ve mikrosertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Mikroyapı incelemeleri, karışım bölgesinin alüminyumca zengin ve bakırca zengin yapıları içerdiğini göstermiştir. Kaynak bölgesinin XRD analizlerinde, Al2Cu3, Al4Cu9 ve Al0.0565Cu0.9434 metaller arası bileşiklerin varlığı tespit edilmiştir. Çekme testi sonuçları, en iyi Cu/Al-1050 birleştirmesinin çekme mukavemetinin Cu ana metalinkinden %62, Al-1050 ana metalinkinden ise %14 düşük olduğunu göstermiştir. Mikrosertlik ölçümlerinde ise, karışım bölgesindeki sertliklerin ana metallere göre arttığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Sürtünme karıştırma kaynağı (SKK), Cu/Al alın birleştirmesi, mekanik özellikler, optimum kaynak parametreleri, alüminyum alaşımı (Al-1050), ticari saf bakır (Cu)
Hatay ili biyogaz enerjisi potansiyelinin incelenmesi
Günümüzde yaşamın devam edebilmesi için temel ihtiyaçlardan birisi enerjidir. Sürekli olarak hızla büyüyen sanayi, teknolojik gelişmelerin hız kazanması enerji ihtiyacının artmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle artan enerji ihtiyacına cevap verebilmek için enerji kaynaklarının verimli kullanılması gerekmektedir. Ancak son dönemlerde fosil yakıt kaynaklarının tükenmeye başlaması dünya ülkelerini endişelendirmiştir. Bu yüzden ülkeler alternatif enerji kaynakları arayışı içerisine girmiştir. Çevre dostu, üretimi tüketiminden hızlı olan ve sonsuz enerji kaynaklarından enerji üretmek için çalışmalar yapmışlardır. Enerji tüketiminin artması ile doğru orantılı olarak enerji üretiminin de artması gerekmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelen ülkeler ilk yatırım maliyetleri yüksek olsa da problem olmadan enerji üretimi ile enerji ihtiyaçlarını karşılayarak kısa vadede ilk yatırım maliyetlerinin geri dönüşümünü sağlamışlardır. Türkiye bulunduğu coğrafi bölge olarak yenilenebilir enerji kaynakları potansiyeli açısından oldukça elverişli bir konuma sahiptir. Ekvatora yakın olması ve rüzgar potansiyelinin yüksek olması ile birlikte geçim kaynaklarının başında tarım ve hayvancılık gelmektedir. Yani sosyoekonomik şartlarda yenilenebilir enerjiyi desteklemektedir. Bu yüzden mevcut şartların değerlendirilmesi ile oldukça yüksek bir enerji potansiyeli vardır. Bu çalışmada: Türkiye'nin en önemli enerji potansiyellerinden birisini bünyesinde barındıran Hatay ilinin biyogaz enerjisi üretim potansiyeli incelenmiştir. Sanayi alanında hızla gelişmekte olan Hatay ilinde enerji üretimi konusunda da birçok çalımalar yapılmaya başlanmıştır. Önemli geçim kaynaklarından birisinin tarım ve hayvancılık olması nedeniyle değerlendirilmesi gereken yüksek biyogaz enerji potansiyeli barındırmaktadır. Hatay ilinde mevcut şartlar altında hayvansal atıklardan yıllık olarak 52,156,774.06 m3 lük biyogaz üretilir. Bu biyogazın değerlendirilmesi ile 244.31 GWh enerji üretimi gerçekleştirilir. Biyogaz enerjisinin üretilmesi ile birlikte 211,490 ton-CO2 karbon salınımı önlenecektir. Biyogaz enerjisi üretiminin için gerçekleştirilebilmesi için gerekli olan santral maliyeti 234,900,000 TL'dir. Hatay ilinde santral kurularak enerji üretiminin hayata geçirilmesi ile birlikte tesis kendini 3.5 yılda geri ödemektedir.
Jominy testinin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi
Malzemelere uygulanan ısıl işlemlerin modellenebilmesi günümüzde ticari yazılımlarla yapılmaktadır. Bu modellemeleri yapan ticari programlar, iş parçasının ısıl işlem sonrasındaki mekanik özellikleri ve tane yapıları hakkında kapsamlı bilgiyi yüksek oranda doğrulukla kullanıcılarına sunmaktadır. Malzeme ile soğutucu sıvı arasındaki ısı taşınım miktarını sembolize eden ısı taşınım katsayısının değerinin doğru tespit edilmesi ısıl işlem modellemelerinin doğruluk oranını yükseltecektir. Soğutucu sıvının debisi, sıcaklığı ve türü konveksiyon değerini etkilediği gibi test numunesinin de yüzey pürüzlülüğü ve malzeme türü de aynı şekilde etkili olacaktır. Bu bağlamda, yeniden tasarlanıp imal edilen Jominy test cihazı, ısıl işleme etki eden değişkenleri ( soğutucu sıvı türü, sıcaklığı ve uygulama hızı ) kontrollü ve ölçülebilir şekilde test numunesine uygulayabilmektedir. Bu çalışma, ısıl işlemde bilinmesi zaruri olan, konveksiyon katsayısının bulunmasında yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Sunulan yaklaşım ile ticari yazılım "sonlu elemanlar yöntemiyle modelleme" ve test cihazı kullanılarak elde edilen zaman-soğuma eğrileri kıyaslanıp, grafiklerin örtüşmesi beklendi. Örtüşme olana kadar ticari yazılımda, rastgele konveksiyon katsayısı değiştirildi. Örtüşme olduğu durumdaki ticari yazılıma verilen konveksiyon katsayısı, o anki değişkenlerden (soğutucu sıvının debisi, sıcaklığı ve türü, test numunesinin yüzey pürüzlülüğü ve malzeme türü) kaynaklanan gerçek konveksiyon katsayısı olarak tespit edildi. Bu bağlamda, SAE/AISI 1050 çeliğinin Jominy alından su verme deneyi ve sonlu elemanlar modellemesi tasarlandı. AISI 1050 çeliği için jominy deneyi yapıldı. Aynı malzeme için ticari yazılım olan ABAQUS'de soğuma koşulları modellendi. Modelleme esnasında rastgele verilen konveksiyon katsayısına göre grafikler elde edildi. Bu grafikler arasından uygulama ile en iyi örtüşen sonuç grafiği elde edildi. Deneysel ve modelleme sonucu elde edilen eğrilerin yaklaşık olarak örtüşmesi, jominy deney koşullarındaki soğutma parametrelerine (kullanılan soğutma sıvısı ve sıcaklığı, soğutma sıvı debisi, malzeme türü ve yüzey özellikleri gibi) ait konveksiyon katsayısının 15000 W/m2K olduğu tespit edildi. Konveksiyon katsayılarının (h) tespiti ileriye dönük termodinamik ve enerji transferini ilgilendiren çalışmalar için de bir veri tabanı oluşturacaktır. Günümüzde enerji sistemlerini ihtiva eden makine cihaz ve ekipmanlarının termal dizaynındaki en büyük problem konveksiyon katsayılarının (h) hesaplanmasındaki zorluklardır. Bu tez çalışması ile konveksiyon katsayılarının (h) tespitine yardımcı olacak bilimsel bulgular ortaya konmuş olacaktır.
Esnek sistemlerin kontrolü için yapay zeka teknikleri ile girdi şekillendirici tasarımı
Esnek ve hafif sistemlerin kullanımı, rijit ve ağır sistemlerin kullanımı ile karşılaştırıldığında yüksek operasyon hızı, düşük elektrik tüketimi, üretim ve ilk yatırım maliyetlerinde azalma vb. gibi birçok avantajı da beraberinde getirmektedir. Ancak esnek sistemler dinamik sistemlerdir ve hareketleri sonucunda büyük miktarlarda artık titreşim oluşur. Bu artık titreşim genel olarak açık çevrim veya kapalı çevrim kontrol teknikleri ile giderilmeye çalışılır. Tez çalışmaları kapsamında esnek sistemlerde oluşan artık titreşimin azaltılması veya giderilmesi amacı ile açık çevrim denetim sistemlerinden Girdi Şekillendirme teknikleri tasarlanmış ve deneysel uygulamaları yapılmıştır. Ayrıca değişken çalışma koşullarında ortaya çıkan büyük genlikli artık titreşimleri minimize etmek için uygun girdi şekillendirici seçimi amacıyla Bulanık Mantık Tabanlı bir Karar Destek Sistemi tasarlanmıştır. Tasarlanan sisteminin yüksek genlikli artık titreşimlerin minimize edilmesinde başarılı sonuçlar verdiği görülmüştür. Açık çevrim uygulamalarının sistem cevabında yetersiz kaldığı durumlar için kapalı çevrim denetim sistemlerinden LQR kontrolcü tasarımı yapılmıştır. Euler-Lagrange eşitlikleri ile elde edilen matematiksel model yardımı ile sistemin durum uzay modeli MATLAB/Simulink ortamında oluşturulmuştur. Daha sonra ön tasarımı yapılan LQR kontrolcü kazanç matrisi Arı Algoritması ile optimize edilmiştir. Kontrolcü tasarımında motor pozisyonunun ve esnek uzuv uç açısının minimum sapma ile hareketinin sağlanacağı LQR kontrolcü tasarımı amaçlanmıştır. Önerilen yöntemin başarısını araştırmak amacıyla sistem performansı literatürdeki benzer çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar grafikler halinde sunularak detaylı incelemesi yapılmıştır. Sonuç olarak sunulan yöntemin deneysel doğrulama ile desteklenebildiği görülmüş ve farklı mühendislik sistemleri ve farklı kontrolcü tasarımları için de oldukça iyi bir kontrolcü yaklaşımı olabileceği anlaşılmıştır. Ek olarak, esnek sistemler için açık çevrim ve kapalı çevrim denetim sistemlerinin uygulaması ile denetleyiciler arasındaki farklar ve uygun sisteme göre tercih edilmesi gereken denetleyici seçimi için öneriler de sunulmuştur. Önerilen yöntemlerin başarısı ve gerçek sistemlerde uygulanabilirliği Quanser doğrusal gezer vinç ve esnek uzuv deney cihazları ile doğrulanmıştır.
AVL programı ile modellenen hibrit araç için optimum elektrik motor seçimi ve araç performansına etkilerinin incelenmesi
Dünya nüfusunun artışı ile birlikte sahip olduğumuz kaynakların tükenmeye başlaması ve üretim/tüketim süresince çevreye verilen zararın azaltılmasına yönelik çalışmalar, yeni buluşları ve teknolojik çalışmaları da beraberinde getirmiştir. Endüstri devrimlerinin hızlı bir şekilde aşıldığı günümüz, enerji verimliliği yüksek, emisyon salınımı ve yakıt tasarrufu açısından çok daha iyi ve bir o kadar da konforlu ulaşım araçlarına ihtiyaç doğurmuştur. İnovatif çalışmaların gözdelerinden biri olarak kabul edilen ve birçok akademik çalışmaya da konu olan hibrit araçların her geçen gün farklı segmentler ve çeşitlilikle karşımıza çıkması, uygulanabilirliği yüksek yeni araştırmalara da yön vermektedir. Bu çalışmada, AVL simülasyon programı ile modellenen bir hibrit elektrikli aracın performansına; farklı güçlerde seçilecek olan elektrik motorlarının etkileri incelenmiştir. Hibrit araçların performansını arttırmaya yönelik farklı özelliklerdeki elektrikli motorların performansa etkileri birbirleri arasında karşılaştırılmıştır. AVL-Cruise simülasyon programı ile yapılan modellemede, 3 farklı elektrik motoruna sahip hibrit motorların performansını analiz etmek için kullanılmıştır. Tasarımda, aynı model araca; 15, 20, 25kW'lık üç farklı elektrik motoru ve uygun jeneratörler eklenmiştir. Simülasyon sonuçları ve matematiksel modelleri grafiksel olarak irdelenerek verilmiştir. Motor torku, güç, yakıt sarfiyatı, batarya enerjisi, toplam üretilen ve tüketilen elektrik enerjisi gibi parametreler açıklanmış ve birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada, FTP-75 (Federal Test Procedure) ve NEDC (New European Driving Cycle) sürüş çevrimleri kullanılmış ve birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak; bu çalışma şartları ve parametreleri için; 20kW'lık elektrik motoruna sahip olan model hibrit elektrikli araç, diğerlerine kıyasla daha efektif ve enerjitik bir performans gösterge çizelgesi ortaya koymuştur.
Basit ve rejeneratif organik rankine çevrimi (ORC) tasarımları kullanılarak biyogaz yakıtlı ısı-güç kombine (CHP) motorunun atık ısısının geri dönüştürülebilirliği, enerji ve ekserji analizi
Yenilenebilir enerji kaynakları hızla tükenen fosil yakıtların yerine geçebilecek önemli bir alternatiftir. Güneş, rüzgar, hidrojen, biyogaz gibi birçok yenilenebilir enerji kaynağı mevcuttur. En önemli yenilenebilir enerji kaynaklarından birisi olan biyogaz, çoğunlukla ısı-güç kombine motorlarında (CHP) yakıt olarak kullanılmakta ve elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Fakat bu motorların verimleri çok düşük olup biyogazın yanması ile giren enerjinin çok büyük bir kısmı egzoz gazı ve ceket soğutma suyu vasıtası ile atmosfere atılmaktadır. Bu tez çalışmasında, Belçika bölgesinde kurulu bulunan ve evsel atıklardan biyogaz üretimi yapan bir tesisteki ısı-güç kombine motorlarının (CHP) atık ısılarının geri kazanımı çalışılmıştır. Çalışma kapsamında öncelikle yüksek sıcaklığa sahip olan egzoz gazı atık ısısı için çevrim akışkanı olarak R245fa kullanan rejeneratörlü ve rejeneratörsüz organik Rankine çevrimleri (ORC) tasarlanmıştır. Tasarlanan bu iki çevrim, hem kritik-altı (subkritik) hem de kritik-üstü (süperkritik) çalışma şartları için parametrik olarak optimize edilmiştir. Daha sonra düşük sıcaklığa sahip olan ceket soğutma suyu (CS) atık ısısının geri kazanımı için çevrim akışkanı olarak R245fa kullanan rejeneratörlü ve rejeneratörsüz ORC tasarımı yapılmış olup bu tasarımlar kritik-altı çalışma şartlarında parametrik olarak optimize edilmiştir. En iyi performansın elde edildiği sistem parametrelerinde, egzoz gazı ve CS atık ısısının geri kazanımı için tasarlanan ORC çevrimlerinin ekserji analizi yapılmıştır. Çalışma kapsamında R245fa kullanan ORC çevrimlerinin en iyi çalışma koşullarının belirlenmesinin yanı sıra rejeneratörün ORC üzerine etkileri de irdelenmiştir. Çalışma boyunca ORC sistemlerinin tasarımı ve parametrik optimizasyonu için Steag GmbH tarafından geliştirilen EBSILON® Professional (EBSILON) yazılımı kullanılmıştır.
Demir çelik endüstrisindeki elektrik ark ocaklarının kimyasal bileşimine dayalı kütle ve enerji analizi
Sanayi enerji tüketiminde en baş sırada yer alan EAF'lerde yapılacak iyileştirme çalışmaları enerji tasarrufu ve geri dönüştürülemez artık maddelerin minimizasyonu açısından büyük önem arz etmektedir. Demir çelik sektöründeki gün geçtikçe artan arz ve talep dengesi ile doğrudan orantılı olarak artan enerji ihtiyacı ve atılan atık ürün miktarının yönetimi ülke politikaları açısından büyük önem arz etmektedir. Enerji tüketiminin azaltılması konusunda yapılan çalışmalar, ısının direkt olarak atıldığı baca gazları ya da cüruf atık ısıları üzerine yoğunlaşmaktadır. Bu çalışmalar her ne kadar doğru ve gerekli ise de atık enerji yönetimi açısından yapılacak çalışmalar öncelikle atığın kaynağı olan atık ürün miktarlarının yönetimi üzerine olması gereklidir. Atık ürün denildiğinde akla gelen baca gazları ve cüruf kaybolan enerjinin büyük bir kısmını ihtiva etmektedir. Dolayısıyla demir çelik üretimi yapan sistemlerde kullanılması kaçınılmaz olan enerji girdisinin azaltılabilmesi için yakıt, cevher ve alaşım elementlerinin optimum düzeyde kullanılması gerekmektedir. Tüm bunlara ek olarak fırının düzenli çalışması ve sistemin zarar görmemsi açısından sistemin bazikliğinin incelenmeside büyük önem arz etmektedir. Çok düşük baziklik, metalürjik olarak ve refrakter aşınmasının kimyasal mekanizmaları açısından sakıncalıdır ve cüruf fazla akışkan fazdadır, ancak çok yüksek baziklikte termal ve metalurjik verimlilik açısından sakıncalıdır ve cüruf düşük viskoziteye sahiptir, her iki noktada çok önemlidir, bu nedenle baziklik oranının 1,8 ile 2,3 aralığında olması istenir ki cüruf bu fazda krem kıvamında olur. Düşük baziklikte sistemden kükürt uzaklaştıması yapılamaz ve ocağın refrakterlerine zarar verir. Yüksek baziklikte fazla katı cüruf arkın sıvı çelik banyosuna girişini zorlaştırır ve metalürjik açıdan doygunluk sağlanamaz. Burdan yola çıkarak baziklik oranına göre sistemde kullanılan malzemelerin sarfiyatının kontrolü ile tasarruflara gidilebileceği vurgulanmıştır. Bu çalışmada elektrik ark fırınında gerçekleşen her bir reaksiyon irdelenmiş, kütle ve enerji balansı yapılmıştır. Fırın verimini arttırmaya yönelik yapılabilecek çalışmalar üzerinde durulmuştur. Bu çalışmada hurda içerisindeki silisyum oranının ve curufun baziklik oranının elektrik ark ocaklarının optimizasyonu için çok önemli parametreler olduğu üzerinde durulmuştur. Ocak 1,8 ile 2,3 arasında değişen farklı baziklik oranlarında ve hurdadaki sabit silisyum oranında (%1.42) incelenmiştir. Sistemin mevcut baziklik oranı 1,87 olarak hesaplanmış ve 1,8'den 2,3 baziklik oranına değişim yapıldığında harcanan kireç miktarı ortalama 6 tondan 8 tona, çıkan curuf kütlesi ortalama 14 tondan 18 tonlara artmış ve tüketilen elektrik enerjisi de ortalama 128 GJ'dan 124 GJ'a azalmıştır. Baziklik oranı sabit tutulup (1,87) hurdadaki silisyum oranı %1,42 den %0,5 e doğru değiştirildiğinde de tüketilen kireç miktarının ortalama 6 tonlardan 2 tonlara, curuf kütlesinin de 15 tonlardan 6 ton civarlarına düştüğü, elektrik enerjisnin de 128 GJ'dan 160 GJ'a kadar arttığı görülmüştür. Bu bilgiler ışığında curufun optimum baziklik oranının 2,3 değerine çok fazla yaklaşmaması istenmektedir.
Eksenel gaz türbinlerinde kanat parametrelerinin incelenmesi
Günümüzde enerji ihtiyacının artmasından dolayı iyileştirme ve verimlilik çalışmalarına büyük önem verilmektedir. Ülkemizin enerji dönüşüm araçlarına bağlılığı ekonomimize ve refah düzeyimize ağır bir darbe vurmaktadır. Bu nedenle, dışa bağımlılığımızı azaltacak çalışmalara yoğunlaşmamız büyük önem arz etmektedir. Geniş kullanım alanı ve yüksek maliyeti ile ülkemizin üzerinde ağır bir maddi yük olan türbinler, üzerinde durulması gereken en önemli konulardan biridir. Türbinler uçak, gemi ve trenlerin yanı sıra nükleer, termik ve hidroelektrik santrallerinde kullanılmaktadır. Hatta gaz türbinleri yeni nesil tırlarda da kullanılmaya başlamıştır. Yeni teknoloji ağına dahil olmak ve ülkemizi büyük bir dış alımdan kurtarmak için türbinlerin ülkemizde milli bir proje olarak çalışılmasına önem gösterilmelidir. Bu çalışmada gaz türbinlerinde kullanılan aksiyal türbinin kanat aerodinamiğini etkileyen kanat açıklık oranı, katılık, akış katsayısı, güç katsayısı, aksiyal boşluk, Incidence açısı, kanat giriş ve çıkış akış açıları incelenmiş ve türbin performansına etkileri kapsamlı bir şekilde açıklanmıştır. Ayrıca, devir sayısı 13535 dev/dk, kütlesel debisi 34 kg/s, akış katsayısı 0,8, yük katsayısı 1,08, politropik verimi %87 olan tek kademeli 3.5 MW' lık bir aksiyal türbinin CAD tasarımı yapılmıştır.
Regresyon ve multi regresyon analizleri kullanılarak güneş ışınım miktarının tahmininde yeni modellerin oluşturulması
Güneş enerji sistemlerinin kurulmadan önce o bölgenin meteorolojik verileri incelenmeli ve en az bir yıllık güneş potansiyeline bakılmalıdır. Meteoroloji istasyonlarında ölçümler sürekli olarak kayıt altına alınmaktadır. Fakat bu ölçümlerin yapılabilmesi için maliyetli güneş ışınımı ölçüm cihazları, kalifiye eleman ve toplanan verilerin düzgün bir şekilde muhafaza edilmesi gibi zorlukları vardır. Teknik arıza, kalibre ve diğer sorunlardan dolayı kesintisiz bir şekilde veri toplanması imkansız hale gelmektedir. Bu ve bunun gibi sebeplerden dolayı bölgelere yönelik güneş ışınımı tahmin modellerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada Meteoroloji Müdürlüğü'nden alınan veriler kullanılarak günlük ve aylık ortalama günlük güneş ışınımı modelleri geliştirilmiştir. Bu modelleri geliştirmek için lineer ve multi regresyon analizleri kullanılmıştır. Bu analizler sonrasında Lineer, Kareli, Kübik, Multi 1 ve Multi 2 tipte modeller oluşturulmuştur. Adana, Antakya, Antalya, Burdur, Elbistan, Isparta, İskenderun, Karaman, Konya, Mersin, Niğde, Tarsus ve Ürgüp bölgeleri için günlük ve aylık ortalama günlük güneş ışınımı tahmin modelleri literatüre kazandırılmıştır. Oluşturulan bu modellerin tahmin performansını görebilmek için hem kendi aralarında hem de literatürdeki modeller ile karşılaştırılması yapılmıştır. Bu karşılaştırmayı yaparken MBE, MPE%, RMSE, NSE, MAPE%, RSE ve R² gibi hata analizleri yapılmıştır. Lineer tip regresyon modeli güneş ışınımı ve süresine bağlı olduğundan dolayı tahmin edebilmede bazen yetersiz kalabilmektedir. Bundan dolayı multi tip regresyonda bağıl nem, sıcaklık, toprak sıcaklığı ve bulutluluk gibi parametrelerin eklenmesi tahmin edebilme kabiliyeti analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarında geliştirilen modellerde günlük ışınım tahmininde kübik tip modellerin lineer ve kareli tip modellerine göre daha iyi performans gösterdiği görülmüştür. Aylık ortalama günlük güneş ışınımı tahmininde ise geliştirilen Multi-2 tip modelin en iyi performansı gösterdiği bulunmuştur.
Karbon nanotüp ve cam elyaf takviyeli yüksek yoğunluklu polietilen hibrit kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Ülkemizde ve dünyada son yıllarda kompozit malzemelerin gelişmesiyle birlikte karbon nanotüp (KNT) üzerinde araştırmalar ve sentezlenme işlemleri yaygınlaşmıştır. Karbon nanotüp, çok hafiftir ve yüksek dayanıma sahiptir. Cam elyaf ise yüksek çekme ve aşınma dayanımına sahip olması sebebiyle plastik esaslı malzemelerde güçlendirici olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) ile ağırlıkça %0,5; %1 ve %1,5 oranlarında KNT, aseton ile karıştırılmıştır. Ultrasonik karıştırıcı ve manyetik karıştırıcıda karıştırıldıktan sonra aseton buharlaştırılmıştır. YYPE ve KNT karışımı, çift vidalı ekstruderden geçirilerek tamamen homojen hale gelmiştir. Granül haldeki bu malzemeye cam elyaf takviyesi yapılarak sıcak pres makinası yardımıyla kompozit plakalar üretilmiştir. Plakalar lazer kesim cihazında kesilerek deney numuneleri elde edilmiş ve numunelerin testleri yapılarak mekanik özellikleri incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, cam elyaf ve tüm oranlarda yapılan KNT takviyesinin mukavemet değerlerini arttırdığı görülmüştür. Bu takviyelerle malzemede iyi bir dayanım artışı sağlanmıştır.
Hatay bölgesi rüzgar enerjisi potansiyelinin olasılık dağılımları ve yapay sinir ağları ile modellenmesi
Enerji ihtiyacını büyük oranda ithalat yolu ile karşılayan Türkiye, döviz kurlarında meydana gelen dalgalanmalar, küresel siyasi ve mali krizler nedeniyle ekonomik gelişimini devam ettirebilmek için enerji kaynaklarını çeşitlendirmek zorundadır. 2023 vizyonu çerçevesinde ekonomik hedeflerini üst düzeyde tutan Türkiye, enerjide dışa bağımlılığını azaltmak için yenilenebilir enerji kaynaklarının değerlendirilmesi için destekleyici önlemler almaktadır. Özellikle rüzgar enerjisi kullanımı ve üretimi gerek maddi olarak gerekse kanun ve yönetmelikler çerçevesinde yoğun bir biçimde desteklenmektedir. Rüzgar hızı verisinin olasılık dağılımının kusursuz olarak belirlenmesi bir bölgenin sahip olduğu rüzgar hızı ve rüzgar enerjisi potansiyelinin istatistiksel olarak değerlendirilmesi açısından en önemli adımdır. Bu çalışmada kıyısal Akdeniz şehri Hatay'da bulunan Türkiye Meteoroloji Genel Müdürlüğü'ne ait meteoroloji istasyonundan tedarik edilen 10 m yükseklikte ölçülen günlük, aylık ve yıllık ortalama rüzgar hızları kullanılarak rüzgar karakteristikleri ve potansiyeli analiz edilmiştir. İstatistiksel analizlerde yaygın olarak kullanılan Weibull ve bölgede daha önce denenmemiş olan Burr ve genelleştirilmiş Gamma dağılım fonksiyonları da mevcut veriye uygulanmıştır. Antakya bölgesinin rüzgar hızı dağılım eğrileri, ortalama rüzgar hızları ve rüzgar gücü değerleri Weibull, Burr (4P) ve Gen. Gamma dağılım kullanılarak elde edilmiştir. Weibull, Burr (4P) ve Gen. Gamma dağılım parametreleri için parametre kestirim tekniği olarak, Maksimum Olabilirlik Metodu (MOM) kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, Kolmogorov-Smirnov (D) ve Chi-Square (χ²) uyum iyiliği testleri ile Belirleme Katsayısı (R²) ve Ortalama Hata Kareleri Toplamının Karekökü (RMSE) hata analizleri ile değerlendirilmiştir. Sonuç olarak araştırılan bölgenin rüzgar gücü yoğunluğun düşük olduğu bulunmuştur. Diğer yandan değişken hava koşulları nedeniyle rüzgar enerjisi potansiyelini tahmin etmek önemli bir problemdir. Yapay Sinir Ağları rüzgar hızı, hava sıcaklığı ve nemlilik gibi temel hava parametrelerine dayalı olarak rüzgar gücü üretim sistemlerinde anlık veya kısa dönemli modellemelerde kullanılmaktadır. Bu çalışmada saatlik temel hava verileri (THV) ve bunlara ait alt istatistiki veriler (AİV), rüzgar türbini güç üretimini tahmin etmek için kullanılmıştır. Bu çalışmada kullanılan hava verileri rüzgar hızı ve yönü, hava sıcaklığı ve basıncından oluşmaktadır. Bu parametrelerin alt istatistiki verileri ise hava parametrelerinin maksimum, minimum, ortalama, standart sapma, çarpıklık ve basıklık değerlerinden oluşmaktadır. Bu çalışmanın amacı özelinde THV' ye bağlı olarak bir rüzgar türbini tarafından günlük toplam güç üretimi (Ptop), maksimum (Pmak) ve minimum (Pmin) güç üretimi ile AİV arasındaki ilişkiyi temsil eden model geliştirmektir. Tahmin modellerinde, Ptop, Pmak ve Pmin değerleri ayrı ayrı bağımlı değişkenler olarak simüle edilirken, AİV' sini oluşturan parametreler ise bağımsız değişkenler olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada uygulanan adımsal regresyon, bağımlı değişkenler üzerinde etkin olan bağımsız değişkenleri belirlemek ve etkin olmayan değişkenleri ise modelleme sürecinde elimine etmek için kullanılmıştır. Yapılan analizler sonucunda tespit edilen etkin parametreler ve güç üretimi değerleri yapay sinir ağı modellerini eğitme ve test aşamasında kullanılmıştır. Hata değerlendirme testleri sonucunda adımsal regresyon tabanlı yapay sinir ağı modeli lineer yaklaşımdan daha başarılı sonuçlar bulmuştur. Son yıllarda yenilenebilir enerji kaynakları arasında kullanımı giderek artan rüzgâr enerjisi birçok ülkede ve ülkemizde yerli üretim, alım garantisi, vergi muafiyeti gibi yöntemlerle teşvik edilmektedir. Zira hammadde ihtiyacının olmaması, temiz bir enerji kaynağı olması ve dışa bağımlılığı azaltması gibi nedenler, rüzgâr enerjisine yatırımı cazip kılmaktadır. Rüzgar enerjisi yatırım fizibilite çalışması iki aşamalı bir çalışmadır. Beklenen finansal getirileri tanımlamak için enerji üretim tahmini ilk aşamadır. İkinci aşamada ise yatırım, işletme ve bakım maliyetleri ile birim enerji maliyeti tahmin edilir. Bu çalışmada son olarak bir rüzgar çiftliği yatırım projesi başlangıcında örnek bir rüzgar türbini için değişken yatırım kredi faiz koşullarını içeren senaryolar kullanılarak ekonomik değerlendirme yapmak amaçlanmıştır. Ayrıca rüzgar enerjisi yatırım kararını de etkileyen farklı faiz oranlarının birim enerji üretim maliyetleri üzerindeki etkisi belirlenmiştir.
Ağır taşıtlarda çarpma enerjisi sönümleyici arka koruyucu tampon tasarımı
Ülkemiz karayollarına her yıl binlerce trafik kazası meydana gelmektedir. Bu kazaların dağılımına bakıldığında, hafif araçların ağır vasıtayla çarpışması ve altına girmesi sonucunda aracın ezilmesi ve yolcuların ciddi şekilde yaralanması ile meydana gelen kazalar önemli yer tutmaktadır. Yürürlükte olan yönetmeliklere rağmen bu tür kazaların can kayıplarıyla sonuçlanması, araçlarda kullanılmakta olan koruyucu tasarımların eksikliğine işaret etmektedir. Yük taşıma amacıyla kullanılan kamyon ve çekici gibi ağır ticari araçların arka koruyucu tamponları UN ECE R-58 yönetmeliğine uygun olarak tasarlanmakta ve uygulanmaktadır. Bu yönetmelikle ağır taşıtlarda kullanılacak olan arka koruyucu tamponların sağlaması gereken kriterler belirtilmektedir. Bu çalışmada R58 yönetmeliğinin detayları ile meydana gelmiş trafik kaza görüntüleri incelenmiş, literatür araştırması yapılmış ve uygulamadaki arka koruyucu tampon tasarımları araştırılmıştır. Bu kapsamda, yeni arka koruyucu tampon tasarımları yapılmış, yeterliliklerini incelemek amacıyla tasarımlar üzerinde sonlu eleman çarpışma simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan arka koruyucu tamponların hassas şekilde yapılabilmesi için modelleme çalışmasında birden fazla programa gerek duyulmuştur. Katı modelleme SolidWorks programıyla, sonlu eleman ağı ANSYS programıyla, sınır koşulları, malzeme özellikleri ve bağlantı tanımlamaları LS Pre-Post programıyla yapılmıştır. Tasarlanan arka tampon modelinin dinamik çarpma etkisindeki davranışını bilgisayar ortamında simüle edebilmek için literatürde kullanılmakta olan araç modeli kullanılmış ve aracın tampona belirli bir hızda çarpması sağlanmıştır. Bu simülasyon 3 boyutlu doğrusal olmayan sonlu eleman analiz programı LS DYNA ile gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonucunda tampon ve araçtan hız ve ivme verileri toplanmıştır. X, Y ve Z yönlerinde elde edilen ivme değerleri Test Risk Assessment Program (TRAP) adı verilen program kullanılarak yaralanma risklerini tanımlayan, ASI (hızlanma şiddet indeksi) hesaplanmış, koruyucu tamponun yeterliliği simülasyon sonuçları doğrultusunda değerlendirilmiştir.
Esnek üretim sistemlerinde proses modelleme ve analiz etme, yalın üretim yöntemine göre yeni proses tasarlanması
Sanayi devrimini takip eden yıllarda, tüketim yapan kişi ve kuruluş sayısı üretim yapan kişi ve kuruluş sayısından çok daha fazla olduğu söylenebilir. Ancak ilerleyen dönemlerde bu fark giderek azalmıştır. Üretici sayısındaki artış müşterilerde daha kaliteli mamulü daha ucuza ve daha az zamanda elde etme isteğini tetiklemiştir. Bu da üreticiler arasındaki rekabetin zamanla artmasına yol açmıştır. Artan rekabet ortamında üreticilerin ana hedefi, "müşteri ihtiyaçları doğrultusunda, daha kaliteli ve zamanında üretim yapmayı hedefleyip müşteri memnuniyetini en üst düzeyde tutmayı sağlamak" olmuştur. Firmalar, rekabetçi piyasa şartlarında ayakta kalabilmek için proseslerinde israflardan arınmak ve verimliliği en üst düzeyde tutmak zorundadırlar. Bu çalışmada, proseslerdeki israfları ve kalite problemlerinden kaynaklanan müşteri memnuniyetsizliklerini minimuma indirecek faaliyetlerin gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Bunun için mevcut bir üretim prosesinin modeli çıkartılmış, mevcut proses süreleri tayin edilmiş, alternatif bir üretim prosesinin modeli çıkartılmış, yeni proses süreleri tayin edilmiş, elde edilen kalite kazanımları belirlenmiş ve karşılaştırmalar gerçekleştirilmiştir. Yürütülen çalışmalar ile ürün maliyetini etkileyen israflar önlenmiş ve kalite kazanımı sağlayacak faaliyetler belirlenmiştir.
Rüzgâr türbini kulesi montajı için kaldırma aparatlarının tasarım, analiz ve imalatı
Günümüzde iş makinelerinde kaldırma ve iletmenin yeri oldukça önemlidir. Kaldırma-iletme makinelerinden olan vinçler ve aparatları liman hizmetleri, taşımacılık gibi yükleme ve boşaltmanın bulunduğu her alanda karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada, spesifik imalatlar için güvenli kaldırma aparat tasarımı gerçekleştirilmiştir. 1 adet yönlendirme aparatı kulenin taban flanşına, 2 adet ana kaldırma aparatı birbiri ile karşılıklı gelecek şekilde kulenin tavan flanşına ve 1 adet kule, 1 adet mobil vinçle monte edilmiştir. Aparatlar 3D katı model tasarımında kullanılan SolidWorks paket programı ile tasarlanmıştır. Aparatların malzeme kalitesi St52-3 olarak kullanılmıştır. SolidWorks programında oluşturulan tasarımın, Ansys paket programı ile sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Aparatlar, 2 parçanın kaynaklı birleşiminden oluşmaktadır. Yönlendirme ve ana kaldırma aparatları alt ve üst parçaları sonlu eleman kalınlığı 10 mm, kaynakların sonlu eleman kalınlığı 3 mm belirlenmiştir. 60-70-80-90 mm kalınlığında parçalar ve 5-10-15-20 mm kalınlığında kaynak kalınlıkları sınır şart olarak her bir analizde incelenmiştir. Tasarım delik merkezlerinden montajlanarak yönlendirme aparatına 150 kN, ana kaldırma aparatına 500 kN kuvvet uygulanmıştır. Emniyetli tasarımlar 355 MPa akma mukavemeti değerine göre belirlenmiş ve analizler emniyetli – emniyetsiz şeklinde sınıflandırılmıştır. Tasarlanan aparatlar kulelerin flanşları referans alınarak delik merkezlerinden montajlanacak şekilde optimize edilmiştir. İmalat sonrasında tahribatsız muayene yöntemlerinden TS EN 17638 / TS EN 23278 standartlarında manyetik partikül testleri yapılmış ve raporlanmıştır.
Co bazlı şekil hafızalı malzemelerin tel erozyon işlem parametrelerinin incelenmesi
Günümüzde gelişen teknolojiye paralel olarak endüstride kullanılan geleneksel malzemeler her geçen gün yerini yeni geliştirilen fonksiyonel malzemelere bırakmaktadır. Fonksiyonel malzemelerin başında akıllı malzemeler gelmekte olup, uygulanan harici bir kuvvet etkisinde şekil değiştirip bu etki kalktığında tekrar eski hallerine dönebilen malzemelerdir. Son zamanlarda geliştirilen Co-Ni-Al alaşımları, diğer şekil hafızalı alaşımlara göre; termal uygulamalar boyunca şekillendirilmek için yeterli sünekliğe, alaşımı meydana getiren bileşenlerin dönüşüm sıcaklığı ve Curie sıcaklığının düzenlenebilmesi ve ucuz olmalarından ötürü uzay ve havacılık endüstrisi, otomotiv endüstrisi ve tıp sektöründe kullanım alanı bulmaktadırlar. Üretilen şekil hafızalı alaşımların, şekillendirilme aşamasında, özelliklerinin kaybolmaması için ısı etkisi sınırlı olan, tel erozyonla kesme yöntemi, oldukça fazla kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında son yılların popüler şekil hafızalı alaşımlarından olan CoNiAl alaşımının vakumlu döküm yoluyla üretimi yapılmıştır. Üretilen numunelerin optik, XRD, DSC analizleri yapıldıktan sonra farklı parametreler ile tel erozyon tezgâhında kesme işlemine tabi tutulmuştur. Tel erozyon kesme parametrelerinin (puls süresi, voltaj ve akım) yüzey pürüzlülüğüne, aşınma direncine ve yüzeyde kesme sonucu oluşan yeniden kristalleşen tabakanın mekanik özelliklere etkileri incelenmiştir. Ayrıca, tel erozyonla kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin matematiksel modellenmesi genetik algoritma esaslı yöntemlerden birisi olan genetik programlama kullanılarak yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, tel erozyonla kesme parametrelerinin, yüzey pürüzlülük değerlerinden Ra'yı 2,06-3,18 µm ve yeniden kristalleşen tabaka kalınlığını 2,96-9,13 µm aralığında değişmeleri etkilediği gösterilmiştir. GEP sonucu eğitim ve test verilerine ait korelasyon katsayıları 0,764 ve 0,689 olarak tespit edilmiş ve model değerlerin çoğunlukla hedef değerler etrafında kümelendiği tespit edildiği gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Co Bazlı Sekil Hafızalı Alaşımlar, Tel Erozyon, İşlenebilirlik, Genetik Programlama.
Hidrojen yakıt hücreli hibrit elektrikli araç için destek bataryasının enerji dağılımı ve araç performansı üzerindeki etkilerinin analizi
Teknolojinin gün geçtikçe hızla ilerlemesine ve akıllandırılması ile birlikte otomotiv endüstrisi de kabuk değiştirmekte ve yenilenmektedir. Artan emisyon salınımları ve azalan sıvı yakıt rezervleri; üreticileri ve sektör bireylerini şiddetle alternatif enerji ve tahrik çözümlerini göz önünde bulundurmaya itmiştir. Her ne kadar elektrikli araçlar sürüş esnasında sıfır emisyon salınımı gerçekleştirseler de, kullanılacak olan elektrik; santrallerden fosil kaynaklar kullanılarak elde edilmektedir. Bu durum göze alındığında, elektrik üretiminin en az emsiyon salınımı ile elde edilebileceği sistemler otomotiv endüstrisinde kullanılmak için çalışmalar yapılmaktadır. Hidrojen; kimyasal yanma reaksiyonları sonucunda sadece su buharı çıkaran ve dünyadaki en önemli enerji kaynaklarından biri olarak kabul edilmektedir. Bu yüzden, hidrojeni yakıt olarak kullanan yakıt hücreli elektrikli araçlar sektörde artan trendini devam ettirmektedir. Çalışan her sistemin enerji analizinin yapılması ve verimliliğinin belirlenmesi özellikle makine mühendisliği alanında büyük önem arz etmektedir. Son yıllarda, gerek maliyet gerekse zamandan tasarruf etme amacı ile simülasyon programları tüm mühendislik birimlerince aktif şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, yakıt hücreli elektrikli araç ile yakıt hücreli hibrit elektrikli araç ikilisi; performans ve enerji dağılımı perspektifinde karşılaştırmalı olarak AVL Cruise simülasyon programı ile irdelenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda, WLTP sürüş çevrimine göre; yakıt hücreli hibrit elektrik araç, yakıt hücreli elektrikli araca göre enerji tüketiminde %8, hidrojen tüketiminde ise %35 oranlarında daha tercih edilebilir ve efektif sonuçlar vermiştir.
Ark ocaklı çelik üretim tesislerinde proses maliyetinin düşürülmesine yönelik çalışmalar
Ülkemizde sanayileşme ve ekonomik gelişmeye paralel olarak elektrik enerjisi talebi her geçen gün artmaktadır. Bu nedenle, özellikle incelenmesi gereken hususlar üretim için gerekli enerji maliyetlerinin nasıl düşüreleceğidir. Ayrıca, enerjinin düzenli ve etkin kullanımı ile bu enerjinin geri kazanımı'da önemlidir. Bu kapsamda, gelişmiş ülkeler ile rekabet gücünü artırma ve sürdürülebilirliğe yönelik, ark ocaklarında 1 ton demiri üretmek için gereken enerji miktarını mümkün olan en aza seviyeye çekmek için yapılabilecek çalışmalar belirtilmiştir. Enerji tüketiminin performans göstergelerinden biri olan spesifik enerji tüketimini, başka bir ifade ile, ton çelik başına kullanılan enerji miktarını etkileyen faktörlerin en başında hammadde kalitesi gelmektedir. Genel olarak sanayide enerji yönetiminin uygulanması, enerji muhasebesini ve enerji tüketimlerinin sürekli ölçülmesini gerektirmektedir.
Endüstriyel arıtma çamurlarından enerji kazanılması
Bu çalışmada; öncelikle Adana Organize Sanayi Bölgesinden (AOSB) çıkan endüstriyel atıkların arıtma tesislerinde arıtılması sonucunda açığa çıkan atık çamuru miktarının tespiti yapılmıştır. Sonrasında yıllık miktarı belirlenen atık su çamurunun kimyasal içeriği analiz edilmiş ve kalorifik ısıl değeri hesaplanmıştır. Elde edilen veriler ve analiz sonuçları baz alınarak, mevcut durumda ağaç kabuğunun ek yakıt olarak kullanıldığı tesiste atık su çamurunun ek yakıt olarak kullanılması durumunda elde edilecek enerji ve sistem maliyetleri hesaplanmıştır. Kurutma sistemi olarak döner tamburlu termal kurutucu sistem seçilmiştir. Dekantör girişinde %2,2, dekantör çıkışında %20 kuruluk oranına sahip endüstriyel atık çamurun %80 kuruluk oranına çıkarmak ve özel dizayn kazanda yanma prosesine hazırlamak için tasarlanmış olan döner tamburlu termal kurutucu sistemin enerji hesapları da yapılarak maliyet analizi yapılmıştır. Tasarımı yapılmış olan 80 ton/gün kapasiteye sahip döner tamburlu termal kurutucu sistem hareketli ızgaralara sahiptir. Kurutucu sistemin iç çapı 2500 mm, uzunluğu 26000 mm ve eğimi %3 olarak belirlenmiştir.
Ağaç sanayinde gaz türbinli bir kojenerasyon çevrimi sisteminin tasarımı ve termodinamik analizi: Balıkesir şartlarında uygulama
Tüm ülkelerde olduğu gibi, ülkemizde de enerji talebi her geçen zaman diliminde sürekli yükselmektedir. Enerjide büyük ölçüde dışa bağımlı olan ülkemizde enerji tasarrufu büyük önem kazanmaktadır. Enerji kullanımında ilk sırayı Endüstriyel tesisler almaktadır. Endüstriyel tesislerin enerji tüketiminin büyük bir bölümünü elektrik enerjisidir. Bu bağlamda, elektrik enerji ihtiyaçlarını üretmek isteyen endüstriyel tesisler, genellikle gaz türbini veya buhar türbini güç santrallerini kullanmaktadır. Verimleri düşük olan bu tesislerin verimini artırmak ve atık ısının değerlendirilmesi için kojenerasyon sistemleri kullanılmaktadır. Termodinamik bakımından ısıl güç santrallerinin verimleri, termodinamiğin birinci ve ikinci yasasıyla göre hesap edilmektedir. Isıl yöntemlerin enerji ve ekserji performansları sistem seçimi, sistem tasarımı ve sistem koşullarının tayininde önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Balıkesir ilimizde bulunan ve ağaç endüstrisinde faaliyet gösteren bir fabrikada bulunan 7,5 MW kapasiteli gaz türbini güç çevriminin termodinamiğin birinci kanununa göre enerji analizi yapılmıştır. Gaz türbininden çıkan atık egzoz gazının buhar kazanı ve ekonomizer kullanılarak tasarlanan kojenerasyon sisteminden geçirilmesi ile 11 Mpa basınçta ve 3,055 kg/s kütlesel debide buhar üretilebileceği hesaplanmıştır. Kojenerasyon sisteminden elde edilen buhar tutkal işletmesinde tutkal üretiminde, soğutma grubu Chiller ünitesinde, odun parçacıklarını pişiren ve lif haline getiren Refiner ünitesinde ihtiyaç duyulan buharın sağlanması için kullanılacaktır.
Petrol türevi polimerlere nanopartikül katkılandırarak nanokompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Bu tez kapsamında poliakrilonitril (PAN), polivinilklorür (PVC) ve termoplastik poliüretan (TPU) polimerlerinin nanofiberleri elektrospin yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Her bir polimer için; katkısız, %1 grafen katkılı ve %1 çok duvarlı karbonnanotüp (ÇDKNT) katkılı olacak şekilde toplamda 9 farklı çeşit nanofiber üretimi yapılmıştır. Elde edilen nanofiberler kullanılarak 5 katmanlı (3 katman nanofiberin aralarına birer kat cam elyaf gelecek şekilde) polimer takviyeli kompozit malzemeler elle yatırma yöntemi kullanılarak elde edilmişlerdir. Her bir kompozit malzemenin kalınlığı 4 mm'dir. Çalışmanın ilk basamağında üretilen nanofiberlerin morfolojik yapıları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile görüntülenmiştir. Ayrıca her bir nanofiberin mekanik dayanımının tespiti için çekme testi yapılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında üretilmiş nanofiberlerden elde edilen kompozit malzemelerin radar absorpsiyon kapasiteleri ölçülmüş, mekanik dayanımlarının tespiti için çekme ve düşük hızlı darbe testleri yapılarak karşılaştırılmıştır. Çekme testi sonucunda hasarlanmış yüzey morfolojisi SEM ile incelenmiştir. Ayrıca kompozit malzemelere polimerlerin etkisinin anlaşılabilmesi açısından, sadece cam elyaf takviyeli kompozit malzemeler aynı şartlarda üretilerek, düşük hızlı darbe ve çekme testleri yapılmıştır. Çalışmanın son kısmında ise üretilmiş olan polimer takviyeli kompozit malzemelerin kimyasal özellikleri ve bağ yapılarının tespiti için FT-IR, DSC ve TGA testleri yapılmıştır. Testlerin tamamı sonucunda, kompozit malzemelerin maruz kalabileceği maksimum kuvvetler, gerilmeler, uzama ve şekil değiştirmeler, radar absorpsiyon kapasiteleri, bağ yapıları, camsı geçiş sıcaklıkları, sıcaklık sonucunda ki kütle kayıpları belirlenip, karşılaştırılmış ve sonuçlar yorumlanmıştır. Sonuçlar incelendiğinde; polimerlerden elektrospin yöntemi ile elde edilen nanoliflerine %1 oranında grafen ve ÇDKNT katkılandırılmasının, mekanik dayanımı ve kimyasal yapılarında olumlu etkilerinin olduğu tespit edilmiştir. Ek olarak grafen ve ÇDKNT takviyesinin polimer takviyeli kompozit malzemelerin radar absorpsiyonu kapasitelerinde de olumlu etkileri olduğu saptlanmıştır. TPU, PAN ve PVC nanofiberlerinin saf ve nanopartikül katkılı şekilde kompozit malzemelerde kullanılması sonucunda, her bir polimerin farklı noktalarda dayanımları olduğu yapılan incelemeler sonucu belirlenmiştir. Tek bir polimerin öne çıkmadığı, üç polimerinde iyileştirmelere katkıda bulunduğu fakat yapısal özelliklerinin etkileri sonucunda farklı polimerlerin farklı test gruplarında iyileştirme sağladığı gözlemlenmiştir.
Sürekli slab döküm prosesinde döküm parametrelerinin kalıp sürtünmesine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada çeliğin sürekli slab döküm prosesinde kullanılan döküm parametrelerinin kalıp sürtünme kuvvetine olan etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Döküm parametrelerinin doğru ayarlanabilmesi için sürtünme kuvveti mekanizması ile döküm parametreleri arasındaki ilişkilerin bilinmesi gereklidir. Kalıp ile katılaşan kabuk arasında gerçekleşen sürtünme kuvvetinin diğer bir deyişle kalıp sürtünme mekanizmasının kontrolü; kalite, üretkenlik ve verim noktalarında işletmeler açısından çok önemli bir yere gelmektedir. Tez çalışması kapsamında osilasyon sehpasına yerleştirilen ivme ölçer ve osilasyon silindirlerinden gelen basınç verileri kullanılarak negatif ve pozitif sıyırma zamanlarındaki maksimal kalıp sürtünme kuvvetleri ölçülmüş ve yorumlanmıştır. Denemelerde özellikle döküm hızı ile sürtünme kuvveti arasında güçlü bir bağ olduğu bulunmuştur. Bununla birlikte döküm tozuna ait spesifik özelliklerin kalıp sürtünmesi üzerinde çok büyük etkisi olduğu anlaşılmıştır.
Demir çelik sektöründe İSG kültürünün yaygınlaşmasında güvenli davranış değişimi
Sürdürülebilir İSG kültürünün sağlanmasında temel faktör yerleşmiş bir İSG kültürüdür. İSG kültürü, organizasyonun tamamında, yaklaşım, algılama, davranış, taahhüt boyutunda tepeden tırnağa hissedilen, organizasyonun her noktasına etki eden yerleşik davranışlar-algılar bütünüdür. Elde edilen Proaktif yani "kaza yaşanmadan eksiği gören ve iyileştiren" yaklaşımdır. Proaktif İSG yaklaşımının yerleşmesi için kavramın altının ulusal/uluslararası kabul gören uygulamalar ve spesifik yöntemler ile desteklenmesi gerekmektedir. Demir Çelik sektörü İş Sağlığı ve Güvenliğine İlişkin İşyeri Tehlike Sınıfları Tebliğinde "çok tehlikeli işler" sınıfında olup, çalışma koşullarının ağır olması sebebiyle çok riskli grup içine girmektedir. Bu nedenle İSG çalışmaları daha da önem kazanmaktadır. Bu çalışmanın amacı; özellikle güvensiz davranışların değiştirilmesi güvenli davranışların pekiştirilmesi ile ilgili olarak eğitim ve sonrasında gözlem ve geri bildirim ile davranış değişikliğine kadar sürekli kontrol edilmesidir. Çalışanların, birbirlerini emniyetsiz yaklaşımlar ve çalışmalar konusunda uyardıkları, emniyetli davranışın "doğal dürtü" olarak değil, her çalışanın birbirini uyardığı faza geçilmesi istenen son noktadır. Bu çalışmada, organizasyonun belirli bir noktasında görevli çalışanlarla birlikte (daha fazla göz ile) emniyetsiz davranışlar ve/veya durumlarla ilgili tespitler yapılmıştır. Bu sayede İSG gözlüğü giyen birçok çalışanın katılımı sağlanmış ve ciddi iyileştirmeler yapılmıştır. Aynı zamanda "ramak kaldı" olarak tabir edilen ve halk arasında "ucuz atlattım", "kıl payı kurtuldum" olarak nitelenen, sonunda kaza ya da hasar yaşanmamış ucuz atlatılmış emniyetsiz durum ve davranışların raporlanması çalışılmıştır. Sonuç olarak; kazaların ağırlıklı olarak davranış hatalarından ve uygun olmayan metotlardan gerçekleştiği tespit edilerek yaklaşık 5-10 sene içerisinde güvenlik kültürünün sağlanabileceği ve dolayısıyla % 70-80 oranında kalıcı iyileştirme sağlanabileceği, hatta devamında ise proaktif ve sürdürülebilir bir İSG yaklaşımının "0" kaza hedefine ulaşılabileceği gösterilmiştir. Bu tez çalışmasının temel dayanağı mesleki bilgi ve saha deneyimleridir.