4.741
Arşivlenen Tez
7
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
İtfaiye hortumunun kurutma parametreleri ve uygun kurutucu seçimi
İtfaiye istasyonlarında yangın söndürme, su çekme vb. gibi işlemlerde kullanılan yangına müdahale hortumlarının kurutulması için mevcut durumda doğal kurutma kullanılmaktadır. Kullanımlarından sonra itfaiye istasyonlarında temizliği ve bakımı yapılan yangına müdahale hortumlarının, uzun ömürlü olabilmesi için kurutularak depolanması gerekmektedir. Burada amaç, hortumların yıpranmasının geciktirilmesi ve içlerindeki suyun kurutularak, hortumların ağırlığını azaltmak ve bu sayede olay esnasında en hızlı kullanımın sağlanması için belirlenmiş tekniklerden olan serme toplama yöntemlerine göre hortumların depolanabilmesidir. Mevcut durumda kurutma işlemi için kullanılan doğal kurutma özellikle hava şartlarından çabuk etkilendiği ve yavaş olduğu için alternatif yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışma ile doğal kurutmaya alternatif kurutma yöntemleri incelenmiştir. Bu sayede enerjiden ve zamandan tasarruf ederek verimsiz çalışma saatlerinde de azalmaya gidilmesi hedeflenmiştir. Mikrodalga kurutucu ve bantlı tip tünel kurutucu kullanılarak 30, 60 ve 90 dakika boyunca su emmesi sağlanan yangına müdahale hortumlarına kurutuma işlemi uygulanmıştır. Mikrodalga kurutucuda 120 W, 350 W ve 460 W güç değerlerinde, bantlı tip tünel kurutucuda ise 50 ⁰C, 60 ⁰C ve 70 ⁰C sıcaklık değerlerinde deneyler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre nem analizi, enerji tüketim analizi, termal ölçümler, mukavemet analizi, SEM görüntüleri değerlendirmesi, kuruma hızı hesaplaması, difüzyon katsayısı ve aktivasyon enerjisi hesaplamaları yapılmıştır. Ayrıca deney sonuçlarından elde edilen veriler ile Approximation of Diffusion, Verma et al., Two Term Exponantial, Henderson & Pabis, Newton, Wang & Singh, Midilli et al., Copace, ve Logarithmic modeller kullanılarak matematiksel modellemeleri de yapılmıştır. Modelleme sonuçlarına göre bu çalışma için en uygun modelin Logaritmik olduğu anlaşılmıştır. En az enerji tüketimi ve en kısa sürede kurutma 460 W güç değerinde mikrodalga kurutucu ile yapılan deneyde görülmüştür. Deneylere ait tüm sonuçlar değerlendirildiğinde iki tip kurutmanın da mekanizmaları farklı olduğu için farklı kuruma süreleri ile farklı enerji tüketimleri gözlendiği ancak genel sonuç olarak mikrodalga kurutmanın bantlı tip kurutmaya göre daha verimli gerçekleştiği anlaşılmıştır.
Düşük karbonlu saçların gaz altı kaynağında termal çarpılma etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada düşük karbonlu çelik plakaların kaynak ısı girdisi altında termomekanik analizi deneysel ve numerik olarak incelenmiştir. Plakalarda kaynak ısı girdisi akım ve kaynak hızı kontrolü sağlanan bir Tungsten İnert Gaz (TIG) kaynak düzeneğiyle sağlanmıştır. Termal çökme sonuçları üç boyutlu koordinat ölçüm cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Numerik analiz sonlu elemanlar analizi programı Ansys kullanılarak termal ve mekanik analiz kısımlarını içeren üç boyutlu bir modelle gerçekleştirilmiştir. Numerik analizde gauss ısı akısı yaklaşımı kullanılarak deneysel olarak hesaplanan ısı girdisi etkileri incelenmiştir. Isı girdisi altında saç metalin mekanik özelliklerinin değişimi çekme testi, mikrosertlik ölçümleri ve mikroyapı ölçümleriyle değerlendirilmiştir. Çekme numunelerinde ana metalden kopma gerçekleşmiştir. Kaynak amper değerine ve kaynak hızına bağlı olarak numune mukavemetleri ve yüzde uzamalarında düşüş gerçekleşmiştir. Kaynak ısısı tesirindeki kısımların mikrosertlik değerleri ana metalden yüksek çıkmıştır. Düşük kaynak hızlarında numunede ısı tesiri altındaki bölgede Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ölçümlerinde tane büyümesi gözlenmiştir. Numerik analiz çökme sonuçlarıyla deneysel çökme testi sonuçları arasında iyi bir uyum gözlenmiştir. Numerik analizde kaynak bölgesinde akma sınırında çekme artık gerilmeleri belirlenmiştir.
Prototip bir sarkaç tipi darbe test cihazı tasarımı ve farklı alüminyum alaşımlarının kırılma özelliklerinin belirlenmesi
Bu yüksek lisans çalışmasında ASTM E23 ve TS EN ISO 148-1 standartlarına uygun 32 ve 33,3 J kapasiteli prototip bir Charpy, Izod darbe cihazı tasarım ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Araştırmada geliştirilen darbe test cihazı ile ETİAL-160, ETİAL-171, ETİAL-177, ETİAL-195 ve AC2A alüminyum alaşımlarının testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan testler sonucunda sırasıyla Charpy ve Izod test sonuçları ETİAL-160 için 2,4 J ve 6 J, ETİAL-171 için 2,3 J ve 6,5 J, ETİAL-177 için 2,9 J ve 6,2 J, ETİAL-195 için 4,9 J ve kırılmadı, AC2A için 1,65 J ve 3,6 J olarak ölçülmüştür. Yapılan testler darbe cihazının doğru çalıştığını göstermiştir.
Östemper ısıl işleminin en GJS 650 ferritik sfero dökme demirin mekanik özelliklerine etkisinin araştırılması
Bu çalışmada amaç çözelti sertleştirmesiyle mukavemetlendirilen ferritik küre grafitli dökme demirlerin mekanik özelliklerine östemper ısıl işleminin etkisini araştırmaktır. Numuneler Y-formunda ASTM A571M ye göre kum döküm ile üretilmiştir. Optik, taramalı mikroskoplar ve XRD yardımıyla malzemelerin mikroyapısı incelenmiştir. Sertlik, darbe ve çekme testleri yardımıyla numunelerin mekanik özellikleri incelenmiştir. Darbe testi sonrası kırılma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Östemper ısıl işlemi sonrası yapıda %70 ferrrit ve %30 beynit oluşumunun en yüksek darbe tokluğu, akma mukavemetini verdiği belirlenmiştir. Mikroyapıdaki ösferrit fazı yapının sünekliği, tokluğu, ve uzama kabiliyeti üzerinde olumlu etki oluşturmuştur. Numunelerin mekanik özelliklerinin büyük ölçüde yapıdaki ösferrit ve kalıntı östenit oranına bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir. Çözelti sertleştirmesiyle mukavemetlendirilen ferritik küre grafitli dökme demirlerin talaşlı imalatlarının kolay olması endüstriyel ölçekte maliyetleri düşürmektedir. Östemper ısıl işlemi bu tip malzemelerin deformasyon esnasında akma mukavemetlerini uzama kabiliyetlerini matriste bulunan ferritik faz yardımıyla artırırlar. Isıl işlem mukavemeti artırır ve süneklilk bir yapıda oluşan beynit fazı sebebiyle bir miktar düşer. Yapıda yüksek silis konsantrasyonu karbür oluşumunu engeller ancak çözelti sertleşmesiyle mukavemet artışını da sağlamış olur. Yüksek akma mukavemetinin yanında diğer avantajlar olarak çok iyi talaşlı izlenebilirliği ekleyebiliriz. Mevcut çalışmada çözelti sertleşmesi ile mukavemetlendirilen ferritik küre grafitli dökme demirlerde östemper ısıl işlem parametrelerinin mikrosertik, tokluk ve çekme mukavemeti üzerindeki etkileri incelenmiştir.
Düz dişli profil ve istikamet sapmalarının pompalarda ses ve verim üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi olarak hazırlanan bu çalışmada, dişlilerdeki profil ve istikamet sapmalarının düz dişli geometrisine sahip bir dişli pompanın çalışma sesine ve verimine olan etkisi incelenmiştir. Bir pompa tasarımından yola çıkılarak; pompanın boyutlandırılmasında kullanılan tasarım girdileri, tasarım formülleri ve tasarımın şekillendirilmesi ile ilgili temel bilgiler verilecektir. Tez çalışması sırasında, dişli kalite parametreleri olan dişli profil ve istikamet hataları detaylı olarak incelenecektir. İmalat sonrasında ölçüm cihazıyla ölçülen numune dişliler, bu sapma aralığına, yani kalitelerine göre kategorize edilecektir. Farklı kalitelere sahip dişlilerden meydana gelen pompalar ses odasında test edilerek, pompaların hem çalışma sesi hem de çalışma verimleri incelenecektir. Bu sayede dişli profil ve istikamet sapmalarının etkileri ile ilgili bir sonuca varılacaktır.
Farklı yapay yaşlandırma sürelerinin 6XXX serisi alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerine etkisi
Makine Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmada, farklı magnezyum ve silisyum seviyelerine sahip alüminyumların farklı ısıl işlem periyotlarında dayanım özellikleri ve sertlik değişimleri gözlemlenmiştir. Farklı alaşımlara uygulanan mekanik testler sonucunda, 6082 alaşımının kullanımının, yüksek mukavemet istenen durumlarda 6060 ve 6063 alaşımına göre daha az maliyetli olduğu, ısıl işlem süresinden tasarruf sağlanarak enerji maliyetlerinin düşürüldüğü sonucuna varılmıştır. 12 saat ısıl işlem süresine sahip, 1070 saf alüminyum ve 6063, 6060 ve 6082 alaşımlarından, 16 HW ile en sert malzemenin 6082 alaşımı olduğu ve bazı 6082 alaşımlı numunelerin kırılmadığı tespit edilmiştir.
Dental uygulamalarda yumuşak doku genişletici hidrojellerin sentezi, karakterizasyonu ve şişme kinetiği
Hidrojeller, su absorplama ve desorplama yeteneğine sahip hidrofilik homopolimer veya kopolimerlerden meydana gelen çapraz bağlanmış üç boyutlu ağ yapılarıdır. Doğal veya sentetik polimerlerden ya da her ikisinin belirli bir oranda kombinasyonuyla sentezlenebilirler. Doğal polimer bazlı hidrojeller canlı dokularda toksik etki göstermediklerinden yüksek biyouyumludur. Hidrojeller su içerisinde karakteristik özelliklerine bağlı olarak belirli bir denge hacmine kadar şekillerini koruyarak şişerler. Yumuşak doku genişletme, doku eksikliklerinin giderilmesinde uygulanan bölgedeki sağlıklı komşu dokuların farklı teknik ve yöntemlerle tedavide kullanılmasıdır. Bu çalışmada, dental uygulamalarda yumuşak doku genişletici olarak kullanılması planlanan kitosan, kitosan-hyaluronik asit, kitosan-jelatin, jelatin-hyaluronik asit ve kitosan/hyaluronik asit/jelatin hidrojellerinin sentezi ve karakterizasyonu gerçekleştirilerek şişme davranışları ve şişme kinetikleri incelenmiştir. Kitosan hidrojellerinin sentezinde %0.4'lük ve %0.6'lık konsantrasyonlara sahip farklı glutaraldehit (GA) çapraz bağlayıcı konsantrasyonu kullanılmıştır. Farklı çapraz bağlayıcılar (glutaraldehit ve hidroksiapatit) kullanılarak kitosan-hyaluronik asit hidrojelleri sentezlenmiştir. Hidroksiapatitin çapraz bağlayıcı olarak kullanıldığı sentez gama radyasyon sentezi ile gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen hidrojellere distile su içerisinde dinamik şişme testleri uygulanarak şişme davranışları ve şişme kinetiği incelenmiştir. Yumuşak doku genişletici olarak kullanılması ön görülen hidrojellerin 5-Fluorourasil antikanser ilacında şişme davranışları incelenmiş ve ilaç emilimleri belirlenmiştir. Sentezlenen hidrojellerin karakterizasyonu Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ile yapılmış ve yüzey morfolojileri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Çalışma sonucunda, dengede %1363 kütlece şişme oranıyla en uygun şişme profili glutaraldehit çapraz bağlayıcı kullanılarak sentezlenen kitosan-ko-hyaluronik asit (GA) hidrojelinde görülmüştür. Dental uygulamalardaki yumuşak doku genişletici olarak, hidrofilik yapısı nedeni ile en yüksek derecede şişme kapasitesi ve ilaç emilimi nedeniyle kitosan-ko-hyaluronik asit (GA) hidrojelinin kullanabileceği öngörülmüştür.
Düzlem içi yük etkisindeki polimer matrisli kompozit kirişlerin elasto-plastik gerilme analizi
Kompozit kirişler, yapılarda ve makine elemanlarında farklı yükleme şartlarında kullanılan, en az iki malzeme türünden oluşan ve çeşitli konstrüksiyonlarda üretilebilen yapısal elemanlardır. Bu çalışmada, polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit kirişin düzlem içi yük etkisinde elasto-plastik gerilme analizi 5. dereceden üniform olmayan bir polinom olarak önerilen Airy Gerilme Fonksiyonu ile elastisite probleminin çözümü sağlanmıştır. Kiriş malzemesi olarak Cr-Ni çelik fiberlerle güçlendirilmiş polietilen matrisli kompozit alınmış ve malzeme ideal elasto-plastik kabul edilmiştir. Elasto-plastik çözüm için Tsai-Hill Akma Kriteri kullanılmıştır. Basit destekli ve ankastre kiriş olmak üzere iki farklı sınır koşulunda fiber açısının sonuçlara etkisi incelenmiştir.
Ağır ticari araç hidrolik direksiyonlarında kullanılan burulma millerinin burulma katsayılarının deneysel olarak belirlenmesi
Bu yüksek lisans tez çalışmasında, burulma testlerinin gerçekleştirilebileceği dikey konfigürasyonlu iki farklı test düzeneği oluşturulmuştur. Düzeneklerin çalışma başarılarının belirlenmesi için, ağır ticari araç hidrolik direksiyon dişli kutularında kullanılan, direksiyonun sertlik hissini ve geri toplamasını sağlayan 5 farklı geometrik ölçüdeki burulma mili test numunesi olarak kullanılmıştır. Farklı geometrik özelliklerdeki burulma millerinin matematiksel olarak teorik burulma katsayıları ve maksimum burulma açısı olan 7° burulma için boyun tork değerleri hesaplanmıştır. Aynı hesaplamalar ANSYS Structural ile Sonlu Elemanlar Analizi gerçekleştirilerek de yapılmış ve teorik ve numerik olarak hesaplanan değerler arasında en yüksek fark \% 2,25 görülmüştür. Oluşturulan ilk düzenekte tork-açı sensörü ile numunelerin burulma katsayıları ölçülmüştür. Ardından kurulan ikinci test düzeneğinde servomotor ve tork sensörü kullanılarak numuneler +/- 7° burulmaya maruz bırakılmıştır. Testler her numuneden 3 farklı örnek kullanılarak 5 tekrarda gerçekleştirilmiştir. Testler sonucunda kaydedilen tork değerleri ile numunelerin burulma katsayıları hesaplanmıştır. Bu değerler, teorik,sonlu elemanlar analizi ve tork-açı sensörü ölçümünde elde edilen değerler ile karşılaştırılmıştır. 2 numaralı test düzeneğinde yapılan ölçümlerde, teorik ve SEA sonuçlarına göre en fazla yaklaşık \% 3'lük bir fark olmuştur. Tork-açı sensörü ölçümünde genel olarak tork değerleri ve burulma katsayıları yüksek çıkmıştır. Oluşturulan iki farklı düzeneğin başarısı değerlendirildiğinde servomotor ve tork sensörü kullanılan 2 numaralı test düzeneğinin daha başarılı sonuçlar verdiği değerlendirilmiştir.
Dokumasız tekstil ile üretilen spunlace kumaşın bulanık mantık yöntemi ile kalite iyileştirmesi
Spunlace kumaş dokumasız tekstil alanında hızla gelişmekte olan bir üründür. Günümüzde sıkça kullanımı artmakta olan bu ürün hatasız ve kaliteli şekilde üretilmesi gerekmektedir. Yapılan literatür araştırmalarından yola çıkarak spunlace kumaşın giderek kullanım alanlarının genişlediği ve tüketiciler açısından önemli bir yeri olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışmada, spunlace kumaş üreten tesis ele alınmıştır. Bu tesiste üretimin hatasız ve kaliteli olarak üretilebilmesi için yapay zeka yöntemi ve bulanık mantık denetleyicisi kullanılmıştır. Ürünlerin kalite standartlarının belirlenmesi amacıyla daha önceden üretilmiş olan ürünlerin referans değerleri kullanılmıştır. Bu referans değerlerini yapay zeka yöntemleri ile birlikte kullanarak sürekli üretilen ve üretilmesi muhtemel olan ürünlerin istenilen kalite standartlarına uygun mukavemet değerleri tahmin edilmiştir. Tahmin edilen bu mukavemet değerlerini (enine kopma (N) ve boyuna kopma (N)) üretimin başından sonuna kadar sabit tutmak için su jetinde kullanılan doğru akım elektrik motorları, bulanık mantık denetleyicisi tarafından motorların devirleri istenilen referans değerlerine göre sabit tutularak istenilen kaliteli üretim elde edilmiştir.
GGG 50 küre grafitli dökme demirin Cr-Mo takviyesi ile aşınma direncinin iyileştirilmesi
Proje kapsamında Molibden-Krom katkılı GGG50 malzemesi üretilip, bu malzeme belirli aşamalardan geçtiğinde, gerekli analiz, görüntüleme ve test sonuçları elde edildiğinde, küre grafitli dökme demirin değişken şartlarda kazandığı farklı mekanik özellikler doğrultusunda bazı takım çeliklerinin yerine yüksek aşınma direnci, yüksek darbe direnci katarak ağır işletme şartlarına haiz birçok alanda kullanılabilecek yeni bir malzeme sunulması anlatılmıştır.
Kum döküm ile üretilen DIN X210Cr12 soğuk iş takım çeliklerinde ısıl işlemlerin abraziv aşınma dayanımına etkisi
Bu çalışmada kullanılan numuneler kum döküm yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Üretilen numuneler, Mo (Molibden) takviyeli ve Mo takviyesiz olarak üretilmiştir. Üretilen numunelere farklı sıcaklık, bekleme süresi ve soğutma ortamı gibi kıyas parametreleri kullanılarak ısıl işlem uygulanmıştır. Isıl işlem uygulanan numuneler parlatma işlemine tabi tutularak SEM görüntüleri alınmış ve numunelerin içi yapıları incelenmiştir. Numuneler belirli süre ve mesafe parametrelerine bağlı olarak, kum zımpara kullanılarak farklı yükler altında abraziv aşınma deneyine tabi tutulmuştur. Aşınma deneyi sonrası sonuçlar; uygulanan yük, aşınma miktarı, Mo varlığının etkilerine göre mukayese edilmiştir. Numunelerin mikro vickers sertlik ölçümleri yapılarak incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonrasında, belirli ısıl işlem parametrelerinin ve Mo takviyesinin, soğuk iş takım çeliğinin sertlik ve aşınma direnci üzerinde olumlu sonuçlar ortaya koyduğu belirlenmiştir.
Akışkan yataklı kurutucu performansını etkileyen faktörlerin optimizasyonu
Bu çalışmada akışkan yataklı kurutucuda yatak yüksekliği, hava hızı ve hava sıcaklığı gibi parametrelerin kurutmaya olan etkisi teorik, analiz ve deneysel olarak incelenmiştir. Yapılan çalışmalarda %3 ilk nem değerine sahip tuz ürünü kullanılmıştır. Minimum akışkanlaştırma hızı, Arşimet sayısı, Reynolds sayısı gibi değerler bulunarak basınç düşümü değeri hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler MFIX programında yapılan analizler ve pilot tip statik akışkan yataklı kurutucu ekipmanında yapılan denemeler ile karşılaştırılarak doğruluğu kontrol edilmiştir. Akışkan yatak durumunda parametreler karşılaştırıldığı zaman, teorik hesaplamalarda hava hızındaki artışın basınç düşümüne etkisinin daha fazla olduğu sonucuna ulaşılsa da analizlerde yatak yüksekliğinin daha etkili olduğu görülmüştür.
Bir ekonomizer tasarımı ve nümerik analizi
Atık ısı ile birlikte kazan besi suyunun ısıtılmasını ve enerji geri kazanımını sağlayan ısı değiştiricileri ekonomizer olarak adlandırılmaktadır. Bu çalışmada, atık ısının sisteme geri kazandırılma yöntemleri ve ekonomizer uygulamaları detaylı olarak ele alınmıştır. Fırından çıkan atık baca gazı ısısından yararlanılarak bir ekonomizer tasarımı, teorik hesaplamaları ve nümerik analizi yapılmıştır. Tasarımda, bir kablo firmasında kullanılan yanma testi fırınına ait veriler kullanılmıştır. Duman gazından suya olan ısı transferinde, duman gazı tarafındaki ısı iletim katsayısının su tarafına göre düşük olması sebebi ile ekonomizer tasarımında kendinden kanatçıklı serpantinler kullanılarak ısı geçiş miktarı arttırılmıştır. Ekonomizer tasarımı hesaplamalarında, logaritmik ortalama sıcaklık farkı ve ε - NTU metotlarından yararlanılmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda, 288,24 m^2 yüzey alanına sahip ve kendinden kanatçıklı 120 adet serpantinden oluşan, 6 geçişli ve 5 sıralı bir ekonomizer tasarlanmıştır. Ekonomizerde kullanılan ısı değiştiricinin etkenliği 0,71 olarak hesaplanmıştır. Boru ve kanatçıklarda kullanılan materyal, ısıl iletkenlik katsayısının yüksek olması sebebi ile bakır olarak seçilmiştir. 20°C'de sıcaklığında ve 500 litre boiler tankında bulunan su, tasarlanan ekonomizer ile birlikte 60°C sıcaklığa 435 saniyede arttırılmıştır. Yanma testi fırını, her bir kablo grubu için 25 dakika çalışmaktadır. Tasarımı özgün kılan noktalardan birisi, ekonomizer yardımı ile yaklaşık 7 dakikada ısının sisteme geri kazandırılmasıdır. Ekonomizer sisteme dâhil edildiğinde baca gazı sıcaklığının 71,2°C'den 50°C'ye azaldığı görülmektedir. Böylece, baca gazı soğutularak daha düşük bir sıcaklıkta atmosfere atılacaktır. Tasarımı ve teorik hesabı yapılan ekonomizerin, ANSYS CFD programında sonlu elemanlar yöntemi ile birlikte nümerik analizi yapılmıştır. Teorik hesaplama sonuçları ve nümerik analiz sonuçlarının uyum içerisinde olduğu görülmüştür.
Dikey tip akışkan yataklı kurutucuda silis kumun kurutma prosesinin incelenmesi
Kurutma veya dehidrasyon, mikrobiyal bozulmaların ve kimyasal reaksiyonların yavaşlatılması veya durdurulması amacıyla katı maddeden su gibi uçucu sıvının uzaklaştırılması işlemidir. Bu çalışmada dikey tip akışkan yataklı kurutucuda silis kumun kurutulmasında partikül boyutu, sıcaklık ve kek yüksekliği parametreleri değişimlerinin kurumaya olan etkisi deneysel, teorik ve analiz olarak incelenmiş ve kurutma parametrelerinin basınç düşüşüne olan etkisi belirtilmiştir. Silis kumun kurutulmasında minimum akışkanlaşma hızının tahmini için, deney ve literatürde var olan korelasyonların uyuşma durumu karşılaştırılıp sapmaları incelenmiştir. Silis kumunun kurutulmasının avantajı iyi akış karakteristiği sağlaması ve farklı katkı maddeleri ile daha iyi karışmasıdır. Günümüzde kum kurutma işlemleri çok farklı sistemlerle yapılmaktadır. Kullanılan dikey tip akışkan yataklı kurutucu 108 mm çapında, 151 mm ürün haznesi boyunda ve toplam yüksekliği 853 mm olan paslanmaz çelikten imal edilmiş bir kurutucudur. Deneylerde kullanılan silis kumunun ilk nem içeriği yaş baza göre %9,57 olarak belirlenmiştir. Kurutma deneyinde kuruma prosesine etki eden faktörlerden; sıcaklık, kek yüksekliği ve partikül boyutu parametreleri 3'er farklı değerde incelenmiştir. Tüm deney sonuçları karşılaştırıldığında silis kum numunesinin kurutma sıcaklığının artışıyla nem kaybının hızlandığı, yatak yüksekliğindeki artışın basınç düşümünü de arttırdığı gözlemlenmiştir. Minimum akışkanlaştırma hızının parçacık boyutuyla doğrudan ve sıcaklıkla ters orantılı olarak değiştiği belirlenmiştir.
Traktör üst koruyucu yapılarda polimer matrisli kompozit kullanımının incelenmesi
Bu araştırmada SMC Kompozit malzemelerin günümüz traktörlerinde üst koruyucu yapı (FOPS) olarak metal malzemelerin yerine kullanılabilirliği araştırıldı. Üst koruyucu malzeme olarak SMC-R25 kompozit malzemesi seçildi. Üst koruyucu testi olarak OECD code 10 standardı kullanıldı. Bu test hem fiziksel hem de sayısal yöntem ile gerçekleştirildi. Fiziksel test, Hattat 3000 serisi traktörün SMC-R25 malzemeden yapılan FOPS'unüzerinde gerçekleştirildi. Sayısal yöntem çözümü için bir explicit çözücü olan radioss kullanıldı. Çözüm algoritması için radioss içinde bulunan Tsai-Wu hasar kriterine ve Chang-Chang uygun çalışan Law 25 malzeme kartı seçildi. Malzeme sınır değerlerini belirlemek için Hattat 3000 serisi traktörün FOPS üretim bantından DIN EN ISO 527-4 'e göre 0°, 90° ve 45° numunelere yapılan çekme ve basma testi yapıldı. Elde edilen sınır koşular doğrultusunda yapılan sayısal çözüm ile fiziki test karşılaştırıldığında çözümün örtüştüğü gözlemlendi. SMC-R25 malzemesinin OECD kod 10 testini geçe bilmesi için min. 14mm kalınlığa sahip olması gerektiği tespit edildi. Bu sayısal çözüm aynı geometriye sahip SMC 65 kompozit- S235JR (St37-2) metal malzemesi üzerinde de gerçekleştirildi ve SMC-R65 malzemesi, traktörlerin FOPS yapıları için düşük alaşımlı çeliklere alternatif olabileceği kararı verildi.
Makine imalat sektöründe kullanılan takım uçları için yapay zekâ ile kestirimci bakım uygulamaları
Bu çalışmada verileri alınan makineler için anomali tespiti ile kestirimci bakım yaklaşımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın konusuyla ilgili literatür taraması yapılmıştır ve önceki çalışmalara ait görüşler açıklanmıştır. Makinelerin devam eden ömründe gerçekleşen olası arızaları önlemek veya önceden gerçekleşebilecek hatalardan haberdar olabilmek için, çalışmak istenen makinenin verileri toplanıp, belirli türlerde anomali tespiti yapılıp anomali durumlar tespit edilerek bu sayede gelecekte geçekleşebilecek olası arızalardan kaçınılmaya çalışılmıştır.
Ötektiküstü yüksek kromlu beyaz dökme demirlerde Ce ve B elementlerinin mikroyapı üzerindeki etkileri
Bu çalışmada, yüksek kromlu beyaz dökme demire uygulanan ısıl işlemler ile aşınma dirençleri ve mikro yapıları incelenmiştir. Ötektiküstü yüksek kromlu beyaz dökme demirin Ce ve B elementleriyle alaşımlandırılarak ısı ve zaman kontrollü fırında 900 ve 950 oC sıcaklıklarda 1 ve 2 saat bekleme sürelerinde ısıl işleme tabi tutulup 3, 6, 9 ve 12 saatlik difüzyon bekleme sürelerinde 550, 600, 650 ve 700 oC difüzyon sıcaklıklarında bekletilmiştir. Son olarak su ve havada soğutma işlemi uygulanmıştır. Numunelerin sertlik ölçüm cihazlarında Rockwell ve Mikrovickers cinsinden sertlikleri ölçülmüştür. Abrasif aşınma için kurulan bir aşınma deney düzeneği sayesinde aşınma değerleri ölçülmüştür. Numunelerin iç yapısı optik mikroskop vasıtasıyla görüntülenmiştir. Bu çalışma sonucunda 950°C'de 2 saat östenitleşme sıcaklığında bekletilen ve suda soğutma işlemine tabi tutulan, 65.2 HRC sertliğe ve 0,1015 g aşınma miktarı değişimine sahip olan Ce.4 numunesi en sert, 950°C'de 2 saat östenitleşme sıcaklığında bekletilen ve suda soğutma işlemine tabi tutulan, 61,7 HRC sertliğe ve 0,0646 g aşınma miktarı değişimine sahip olan B.4 numunesi abrasif aşınma direnci en yüksek ve 950°C'de 1 saat östenitleşme sıcaklığında bekletilen, 650°C'de 12 saat tuzlu ortamda difüzyon işleminde bekletilen ve havada soğuma işlemine tabi tutulan, 47,03 HRC sertliğe ve 0,1287 g aşınma miktarı değişimine sahip olan Ce.16 numunesi en yumuşak olduğu tespit edilmiştir.
GX8CrNi25-21 kalite östenitik paslanmaz çeliğin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Bu çalışmada, döküm yöntemi ile GX8CrNi25-21 malzemesi üretilmiştir. Malzeme dört farklı sıcaklık ve altı farklı soğutma şiddetine maruz bırakılarak ısıl işleme tabi tutulmuştur. Isıl işlemin birincil ve ikincil karbür içeriği, karbür dağılımı, karbür biçimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Aşıma deneyleri neticesinde malzemenin termal şoklara karşı davranışı ve aşınma direnci belirlenmiş ve en uygun ısıl işlem şartları belirlenmeye çalışılmıştır. Malzemeye uygulanan homojenleştirme ısıl işlemi sonrası soğutma şiddetinin artırılmasının sertliği azalttığı saptanmıştır. Sertlik artışının sebebinin yapıda martenzitik dönüşümden kaynaklanmadığı, yapıdaki ikincil karbür içeriği ile ilgili olduğu belirlenmiştir. Homojenleştirme ısıl işleminden sonra yapıda karbür yapısı ve dağılımı farklılık göstermiştir. Primer karbürlerin boyutu azalmış ve dağılımları homojenlik kazanmıştır. Matriste daha küçük ve eş eksenli tane içine dağılmış sekonder karbürler meydana gelmiştir. Karbürün sertlik ve hacim oranının aşınma oranını belirlediği saptanmıştır.
Inşaat çeliklerinde darbe kırılma enerjileri ve darbe geçiş sıcaklıklarının belirlenmesi
Bu çalışmada, TS EN ISO 148-1 ve ASTM E23 standartlarına uygun 290 J kapasiteli PLC kontrollü bir Charpy ve Izod darbe test makinesi tasarım ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Araştırmada bu darbe test makinesi ile Türkiye'de üretilen B500B-00, B500C-00, GR60T-01, GR60T-BR, GR60T-02 standartlarında inşaat çeliklerinin +60 °C ile -30 °C sıcaklıkları aralığında kırılma enerjileri tespit edilerek darbe geçiş sıcaklıkları belirlenmiş ve kırılma yüzeyleri incelenip gerekli çıkarımlar yapılmıştır. Yapılan testler sonucunda 5 farklı kalitedeki inşaat çeliklerinin Charpy darbe kırılma enerjileri +60 °C sıcaklıkta 76-105 J arasında, -30 °C sıcaklıkta ise 14-20 J arasında ölçülmüştür. Izod darbe kırılma enerjileri +60 °C sıcaklıkta 100-135 J arasında ve -30 °C sıcaklıkta ise 35-48 J arasında ölçülmüştür. Bu tezde incelenmiş olan 5 farklı kalitedeki inşaat çeliklerinin darbe geçiş sıcaklıklarının +35 °C sıcaklık ile -5 °C sıcaklık aralığında olduğu tespit edilmiştir. Alınan tüm sonuçlar bir arada toplanarak değerlendirilmiş ve Charpy&Izod darbe makinesinin kalibrasyonu yapılmıştır.
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.