BİLDİRİ ÖZETLERİ KİTABI Balıkesir Üniversitesi Mühendislik

BİLDİRİ ÖZETLERİ KİTABI Balıkesir Üniversitesi Mühendislik

20. ULUSAL ISI BİLİMİ ve
TEKNİĞİ KONGRESİ
02-05 Eylül 2015
ULIBTK’15
BİLDİRİ ÖZETLERİ KİTABI
Editör
Dr. Okan KON
Yardımcı Editör
İsmail CANER
BALIKESİR
Eylül 2015
20. ULUSAL ISI BİLİMİ ve
TEKNİĞİ KONGRESİ
02-05 Eylül 2015
ULIBTK’15
BİLDİRİ ÖZETLERİ KİTABI
Balıkesir Üniversitesi
Mühendislik-Mimarlık Fakültesi
Makine Mühendisliği Bölümü
Editör
Dr. Okan KON
Yardımcı Editör
İsmail CANER
BALIKESİR
Eylül 2015
ii
ÖNSÖZ
Değerli Katılımcılar!
Bu kongre, ülkemiz üniversitelerinde Isı Tekniği konularının yerleşmesine büyük emekleri geçen, eski
İ.T.Ü. Rektörlerinden ve Yıldız Üniversitesi Kocaeli Mühendislik Fakültesi kurucularından rahmetli
hocam Prof. Dr. Fikret NARTER adına düzenlenmektedir. Kendisini rahmetle anıyoruz.
Bu Kongre kapsamında 4 çağrılı konuşmacı, 1 panel gerçekleştirilecek, 4 salon-36 oturumda 183
sunumlu bildiri ve 25 poster bildiri sunulacaktır. Bu anlamda bu kongre Balıkesir Üniversitesi tarafından
düzenlenmiş olan en yoğun katılımlı bir kongre olacaktır.
Kongre bildiri konuları: Akışkanlar Mekaniği, Biyokimyasal Enerji, Çevre, Kirlilik ve Kontrol, Enerji
Ekonomisi, Enerji Yönetimi, Havalandırma Tekniği, Isı Değiştiricileri, İklimlendirme Sistemleri, Isı
Tekniği, Isı ve Kütle Geçişi, Termodinamik, Yakıtlar ve Yanma, Yeni ve Temiz Enerji Teknolojileri’dir.
1976 yılında kurulan Türk Isı Bilimi ve Tekniği Derneği; ülkemizde ısı bilimi konusunda araştırmaları
teşvik etmek ve yayılmasına çalışmak, üyelerinin mesleki yönden gelişmesi için çaba harcamak, meslek
içi eğitim olanaklarını araştırmak, bilimsel toplantılar, konferanslar, kurslar ve seminerler düzenlemek,
alet ve kitap sergileri açmak, yayınlar yapmak gibi faaliyetlerde bulunma amacı ve çabası içindedir.
Bu kongrenin en güzel tarafları, Türk Isı Bilimi ve Tekniği Derneği ile ülkemizin birçok üniversitesi
tarafından ortaklaşa düzenlenmiş olması ve bu alanda üniversitelerin düzenlemiş olduğu en büyük
organizasyon olmasıdır.
Şahsım ve Yürütme Kurulu ve Sekreterya’daki değerli arkadaşlarım Kongre’nin verimli geçmesi için
yoğun bir çaba sarf ettik. Isı Bilimi ve Tekniği konusunda çalışan siz değerli hocalarımıza Balıkesir
ilimizin güzelliklerini, sıcaklığını burada bulunduğunuz 4 gün içinde sizlere kısmen yaşatmaya
çalışacağız. Ancak buna rağmen öngöremediğimiz, oluşabilecek tüm aksaklıklar için şimdiden özür
diliyorum.
Bu kongreye ev sahipliği yapan Balıkesir Üniversitesine, destek veren Karesi Belediyesine, Sanayi ve
Ticaret Odasına, Sponsor olan firmalarımıza teşekkür eder, Kongrenin yüce Türk Milletine, bilim
camiasına faydalı olmasını dilerim.
25.08.2015
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
ULIBTK’15 Yürütme Kurulu Başkanı
iii
KURULLAR
ONUR KURULU
Prof. Dr. Kerim ÖZDEMİR (BAÜ Rektörü)
Prof. Dr. Cemal BÖLÜCEK (MMF Dekanı)
Prof. Dr. Yalçın GÖĞÜŞ (TIBTD Kurucu Başkanı)
Prof. Dr. Bedri YÜKSEL (BAÜ MMF Makine Böl. Bşk.)
YÜRÜTME KURULU
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU (Başkan)
Doç. Dr. Nadir İLTEN (Başk. Yard.)
Yrd. Doç. Dr. Kadir YAŞAR
Yrd. Doç. Dr. Enver YALÇIN
Yrd. Doç. Dr. Gülşen YAMAN
Yrd. Doç. Dr. Semin KAYA
DÜZENLEME KURULU
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU (Başkan)
Doç. Dr. Nadir İLTEN (Başkan Yard.)
Prof. Dr. Haşmet TÜRKOĞLU
Prof. Dr. Bekir Zühtü UYSAL
Prof. Dr. Nuri YÜCEL
Prof. Dr. Ahmet CAN
Prof. Dr. Aydın DURMUŞ
Prof. Dr. Recep YAMANKARADENİZ
Prof. Dr. Ali GÜNGÖR
Prof. Dr. Ramazan KÖSE
Prof. Dr. Yunus ÇERÇİ
Prof. Dr. Dilek KUMLUTAŞ
Yrd. Doç. Dr. Lütfi NAMLI
SEKRETERYA
Arş. Gör. Dr. Okan KON
Arş. Gör. Tuğrul AKYOL
Arş. Gör. Veli Gökhan DEMİR
Arş. Gör. İsmail CANER
BİLİM KURULU
Abdulvahap YİĞİT, Uludağ Ü.
Abdurrahim BÖLÜKBAŞI, Atatürk Ü.
Abdurrahman KILIÇ, İTÜ
Adnan MİDİLLİ, Recep Tayyip Erdoğan Ü.
Adnan SÖZEN, Gazi Ü.
Ahmet ARISOY, İTÜ
Ahmet CAN, İst. Arel Ü.
Ahmet DURMAYAZ, İTÜ
Ahmet ERDİL, Kocaeli Ü.
Ahmet KABUL, Süleyman Demirel Ü.
Ahmet PINARBAŞI, Adıyaman Ü.
Ahmet ÜNAL, KTÜ
Akif CEVİZ, Atatürk Ü.
Ali DURMAZ, Gazi Ü.
Ali ERİŞEN, Kırıkkale Ü.
Ali GÜNGÖR, Ege Ü.
Ali KEÇEBAŞ, Muğla S.K. Ü.
Ali KILIÇARSLAN, Hitit Ü.
Ali KOÇ, Mustafa Kemal Ü.
Ali PINARBAŞI, YTÜ
Alpaslan TURGUT, Dokuzeylül Ü.
Arif Emre ÖZGÜR, Süleyman Demirel Ü.
Arif HEPBAŞLI, Yaşar Ü.
Atakan AVCI, Uludağ Ü.
Atilla BIYIKOĞLU, Gazi Ü.
Atilla BİLGİN, KTÜ
Aydın DURMUŞ, OMÜ
Ayhan ONAT, Marmara Ü.
Ayşegül ÖZTÜRK, Trakya Ü.
Aytunç EREK, Dokuz Eylül Ü.
Bahri ŞAHİN, YTÜ
Bayram ŞAHİN, Erzurum T.Ü.
Bedri YÜKSEL, Balıkesir Ü.
Bekir Zühtü UYSAL, Gazi Ü.
Beşir ŞAHİN, Çukurova Ü.
Bilge ALBAYRAK ÇEPER, Erciyes Ü.
Kamil ARSLAN, Karabük Ü.
Kemal ALDAŞ, Aksaray Ü.
Kazım PIHTILI, Fırat Ü.
L. Berrin ERBAY, Osman Gazi Ü.
Lütfi NAMLI, Ondokuzmayıs Ü.
Lütfiye ALTAY, Ege Ü.
M. Barış ÖZERDEM, Bahçeşehir Ü.
M. Haluk AKSEL, ODTÜ
M. Tolga BALTA, Aksaray Ü.
Macit TOKSOY, ENEKO
Mahmut Dursun MAT, Melikşah Ü.
Mecit SİVRİOĞLU, Gazi Ü.
Mehmet Akif EZAN, Dokuzeylül Ü.
Mehmet Ali KALLİOĞLU, Niğde Ü.
Mehmet BİLGİLİ, Çukurova Ü.
Mehmet Emin ARICI, KTÜ
Mehmet DİREK, Yalova Ü.
Mehmet KANOĞLU, Gaziantep Ü.
Mehmet KOPAÇ, Bülent Ecevit Ü.
Mesut GÜR, İTÜ
Mete AVCI, KTÜ
Muammer ÖZGÖREN, Selçuk Ü.
Muhiddin CAN, Uludağ Ü.
Muhsin KILIÇ, Uludağ Ü.
Murat HOŞÖZ, Kocaeli Ü.
Mustafa ACAR, Süleyman Demirel Ü.
Mustafa ASKER, Adnan M. Ü.
Mustafa GÜNEŞ, Ege Ü.
Mustafa Kemal İŞMAN, Bursa T. Ü.
Mustafa İNALLI, Fırat Ü.
Mustafa Tolga BALTA, Aksaray Ü.
Nafiz KAHRAMAN, Erciyes Ü.
Nazım USTA, Pamukkale Ü.
Necati KOÇYİĞİT, Recep Tayyip Erdoğan Ü.
Necati MAHİR, Eskişehir Osmangazi Ü.
Necdet ALTUNTOP, Erciyes Ü.
iv
Burhan ÇUHADAROĞLU, KTÜ
Bülent YEŞİLATA, Harran Ü.
Cahit KURBANOĞLU, İstanbul Medeniyet Ü.
Cem PARMAKSIZOĞLU, İTÜ
Cemil YAMALI, ODTÜ
Cengiz YILDIZ, Fırat Ü.
Cenk ÇELİK, Kocaeli Ü.
Cevdet Emin EKİNCİ, Fırat Ü.
Cihat ARSLANTÜRK, Atatürk Ü.
Coşkun ÖZALP, Osmaniye Korkutata Ü.
Derya BURCU ÖZKAN, YTÜ
Dilek KUMLUTAŞ, Dokuz Eylül Ü.
Ebru KAVAK AKPINAR, Fırat Ü.
Ebru MANÇUHAN, Marmara Ün.
Ediz PAYKOÇ, Orta Doğu Teknik Ü.
Emrah DENİZ, Karabük Ü.
Enver YALÇIN, Balıkesir Ü.
Erol ARCAKLIOĞLU, Karabük Ü.
Ertan BAYDAR, KTÜ
Ertan BUYRUK, Cumhuriyet Ü.
Faruk ŞEN, Muğla Sıtkı Koçman Ü.
Feridun ÖZGÜÇ, İTÜ
Fikret YÜKSEL, Yalova Ü.
Gökhan GÜRLEK, Ege Ü.
Gülden GÖKÇEN AKKURT, İYTE
H. İbrahim SARAÇ, Kocaeli Ü.
H. Kürşat ERSOY, Selçuk Ü.
H. Rıza GÜVEN, İstanbul Ü.
Halit KARABULUT, Gazi Ü.
Habib UMUR, Uludağ Ü.
Hacı Mehmet ŞAHİN, Gazi Ü.
Hafit YÜNCÜ, ODTÜ
Hakan BAYRAKTAR, KTÜ
Hakan Fehmi ÖZTOP, Fırat Ü.
Hakan Serhad SOYHAN, Sakarya Ü.
Halil İbrahim SARAÇ, Kocaeli Ü.
Halit KARABULUT, Gazi Ü.
Hasan HEPERKAN, YTÜ
Haşmet TÜRKOĞLU, Gazi Ü.
Hikmet ESEN, Fırat Ü.
Hüsamettin BULUT, Harran Ü.
Hüseyin AKILLI, Çukurova Ü.
Hüseyin BULGURCU, Balıkesir Ü.
Hüseyin GÜNERHAN, Ege Ü.
Hüseyin TOPAL, Gazi Ü.
İ. Hakkı TAVMAN, Dokuz Eylül Ü.
İ. Tekin ÖZTÜRK, Kocaeli Ü.
İbrahim ATMACA, Akdeniz Ü.
İbrahim DİNÇER, UOIT
İbrahim UZUN, Kırıkkale Ü.
İhsan DAĞTEKİN, Fırat Ü.
İlhami HORUZ, Gazi Ü.
İsmail EKMEKÇİ, İst. Ticaret Ü.
İrfan KARAGÖZ, Uludağ Ü.
İsmail TEKE, YTÜ
Kadir BAKIRCI, Atatürk Ü.
Kadir BİLEN, Atatürk Ü.
Kadir İSA, İstanbul Ü.
Kemal ALDAŞ, Aksaray Ü.
Koray ÜLGEN, Ege Ü.
Necdet ÖZBALTA, Ege Ü.
Nedim SÖZBİR, Sakarya Ü.
Nevzat ONUR, Çankaya Ü.
Nilüfer EĞRİCAN, SUNTEK
Numan YÜKSEL, BTÜ
Nureddin DİNLER, Gazi Ü.
Nuri KAYANSAYAN, Dokuz Eylül Ü.
Nuri YÜCEL, Gazi Ün.
Oğuz ARSLAN, Dumlupınar Ü.
Oğuz TURGUT, Gazi Ü.
Olcay KINCAY, YTÜ
Orhan AYDIN, KTÜ
Orhan BÜYÜKALACA, Korkutata Ü.
Orhan EKREN, Ege Ü.
Ömer ÇOMAKLI, Atatürk Ü.
Ömer KAYNAKLI, Uludağ Ü.
Önder KAŞKA, Korkutata Ü.
Önder KIZILKAN, Süleyman Demirel Ü.
Özay AKDEMİR, Ege Ü.
Özgür BAYER, ODTÜ
Osman ISIKAN, Marmara Ü.
Rafet YAPICI, Selçuk Ü.
Ramazan KÖSE, Dumlupınar Ü.
Recep YAMANKARADENİZ, Uludağ Ü.
Reşat SELBAŞ, Süleyman Demirel Ü.
Rüknettin OSKAY, ODTÜ
Sadık KAKAÇ, TOBB ETÜ
Salih COŞKUN, Uludağ Ü.
Salih KARAASLAN, Gazi Ü.
Serhan KÜÇÜKA, Dokuz Eylül Ün.
Seyhan UYGUR ONBAŞIOĞLU, İTÜ
Suat CANBAZOĞLU, İnönü Ü.
Süleyman KARSLI, Atatürk Ü.
Şefik BİLİR, Selçuk Ü.
Şenol BAŞKAYA, Gazi Ü.
T. Hikmet KARAKOÇ, Anadolu Ü.
Tahir KARASU, Osman Gazi Ü.
Tahir YAVUZ, Başkent Ü.
Tahsin ENGİN, Sakarya Ü.
Taner DERBENTLİ, İTÜ
Teoman AYHAN, Bahrain Ü.
Tuba Okutucu ÖZYURT, ODTÜ
Tuncay YILMAZ, Korkutata Ü.
Turhan ÇOBAN, Ege Ü.
Ümit ÜNVER, Yalova Ü.
Ünal AKDAĞ, Aksaray Ü.
Ünal ÇAMDALI, Yıldırım Beyazıt Ü.
Vedat TANYILDIZI, Fırat Ü.
Veli ÇELİK, Yıldırım Beyazıt Ü.
Veysel ÖZCEYHAN, Erciyes Ü.
Yalçın GÖĞÜŞ, ODTÜ
Yunus A. ÇENGEL, Adnan Menderes Ü.
Yunus ÇERÇİ, Adnan Menderes Ü.
Yusuf Ali KARA, Bursa Teknik Ü.
Yücel ÖZMEN, K.T.Ü.
Zafer DURSUNKAYA, ODTÜ
Zafer UTLU, İstanbul Aydın Ü.
Zekeriya ALTAÇ, Osman Gazi Ü.
Ziya SÖĞÜT, Piri Reis Ü.
Zuhal Oktay COŞKUN, R.T.E.Ü
v
İÇİNDEKİLER
ISI VE KÜTLE GEÇİŞİ…….
Sandıa D Alev Simülasyonunda Radyasyon Etkisinin Flamelet Modeli Kullanılarak İncelenmesi
Kısmi Olarak Bölünmüş Kapalı Kare Geometride Yüzey Işınımı ile Doğal Taşınımın Sayısal İncelenmesi
Gümüş–Su Nanoakışkanın Isıl Performansının Deneysel İncelenmesi…………
Malzemelerin Faz Değişikliğinde Meydana Gelen Doğal Taşınımın
Sayısal İncelenmesi…………...
Üç-Boyutlu Dikdörtgensel Kutularda Türbülanslı Doğal Taşınım ve Türbülans Modellerinin Değerlendirilmesi
Düz Levha Üzerinde Enine Laminer Pulsatif Jetin Film Soğutma Performansına Etkisinin Sayısal İncelenmesi…
Düz Levha Yüzeyinden Isı Transferine Pulsatif Jet Etkisinin Deneysel İncelenmesi…
Investigation of Evaporation Models in The Micro Region of Grooved Heat Pipes and a New Solution Procedure.
Delikli Duvar Tuğlalarının Isıl İletkenliklerinin Sayısal Modelleme
Yöntemiyle İncelenmesi….…..
Vana Ceketlerinin Termal Modellenmesi ve Isı Kayıplarındaki Azalmanın İncelenmesi.. .
Difüzyonlu Absorbsiyonlu Mini Soğutucularda Nanoakışkan Kullanımının Ekserji Performansina Etkisi……………….....
Paralel Mikro Kanallı Isı Alıcıda Kaynamalı Akış Karakteristiklerinin Deneysel Olarak İncelenmesi…………..
Karbon Nanotüp İçeren Nanoakışkanın Isı Transferi Artışı
ve Basınç Düşüşü Performansının Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi………...
Dairesel, Düz Sürekli ve Dalgalı Sürekli Kanatlı Yoğuşturucuların Sonlu Farklar Yöntemiyle Modellenmesi……
Kurutma İşleminde İplik Bobinleri İçerisindeki Sıcaklık Dağılımının Matematiksel Model Yardımıyla Belirlenmesi
Alt Duvarı Dalgalı Üçgen Şeklindeki Bir Kavite İçerisindeki Nanoakışkanların Doğal Konveksiyonu
Koyp Cam-Seramik Sızdırmazlık Malzemelerinin Isıl ve Mekanik Davranışlarının Deneysel İncelenmesi……
İkizkenar Yamuk Kesitli Bir Mikrokanalda ZnO-Su Nanoakışkanının Akış ve Isı Transferi Karakteristiklerinin Nümerik
Olarak İncelenmesi………
Güneş Enerjisi Destekli Enerji Depolama Sistemli Kurutma Sisteminde Elma Dilimi Üzerinde Isı ve Kütle Transferinin
Modellenmesi
Yarım Silindir Yerleştirilmiş Kavite İçerisinde Doğal Taşınımlı Isı Geçişinin Sayısal Olarak İncelenmesi…...
Düşey Yüzeyine Ayrık Isıtıcılar Yerleştirilmiş Kapalı Ortamda Periyodik Doğal Taşınım…….
Altıgen Kanatçıklı Isı Alıcılarda Çarpan Jetle Isı ve Akış Karakteristiklerinin Deneysel ve Sayısal Olarak Belirlenmesi
Dikdörtgen Kanatçıklı Isı Alıcıların Kanal Akışında Isı ve Akım Karakteristiklerinin Sayısal Olarak İncelenmesi……...
Mikro-Oluklu Isı Borusu Üretimi için Farklı Mikro-Üretim Yöntemlerinin İrdelenmesi…
Oto Radyatör Soğutma Performansının Su Tabanlı Grafen Oksit Nanoakışkan ile İyileştirilmesi İçin Deneysel Çalışma
Güneş Altında Doğal Taşınımla Kurutulan Bazı Ürünlerin Konvektif Isı Transfer Katsayısının Hesaplanması…
Nanoakışkan İçeren ve Sabit Isı Akısına Maruz Bir Dikdörtgen Mikrokanalda Akış ve Isı Transferinin İncelenmesi.
Mikrokanallı Isı Alıcıda Nanoakışkanların Optimizasyonu………..
Şerit Elemanlar Kullanılan Eş Merkezli Dairesel Bir Isı Değiştiricide Nanoakışkanların Entropi Üretimi………………
Islak Şartlar Altında Kanatlı Borulu Isı Değiştiricilerin Deneysel İncelenmesi……...
A Conjugate Heat Transfer Analysis For An Internally Cooled Turbine Blade…….
Zemin Yüzeye Monteli Sonlu-Silindir Üzerindeki Akış Yapısının Deneysel Olarak İncelenmesi…
Türkiye’nin Farklı İklim Bölgelerinde Bulunan Soğuk Hava Depolarının Optimum Yalıtım Kalınlıklarının Hesabı ve Enerji
Tasarrufundaki Rolü……
Kurutma Havası Bağıl Nem Koşullarının Yaş Tuğla Kuruma Davranışına Etkisi…..
Duman Borularina Yerleştirilen Konik Türbülatörlerin Isı Transferine Etkisinin Nümerik İncelenmesi…………
4°C Civarinda Suyun Doğal Taşiniminin Sayısal İncelenmesi……
Yatay Borularda Türbülatörlerin Isı Transferine Olan Etkisinin Deneysel Araştırılması…………......
Kanal İçi Akış ve Çarpan Jet Ile Elektronik Eleman Soğutulmasının Sayısal Olarak İncelenmesi…
Dikdörtgen Kesitli Isı Borusu İçin Üç Boyutlu Isı Transfer Analizi
Güneş Kolektörü Akümülatörü İçinde Şarj İşlemlerinde Isıl Tabakalaşmanın İyileştirilmesinin Sayısal Olarak İncelenmesi
Karbon Nanaotüplü Nanoakışkanların Isıl İletkenliğinin Geçişli Sıcak Tel Tekniği ile Ölçümü…
Mixed Convection of Ferrofluids in A Partially Heated Lid-Driven Cavity………..
Kompakt Bir Isı Değiştiricide Dış Akış Entropi Üretiminin Sayısal İncelenmesi.
Türkiye için Tipik Meteorolojik Yılların Belirlenmesi…………….
Bir Nükleer Güç Santralinin Karşılaştırılmalı Maliyet Analizi: Akkuyu Özelinde………..
Kanal Girişindeki Engelin Isı Transferine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi………….......
Oluklu İğne Kanatçıkların Dikdörtgen Kanalda Isı Transferine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi…………..
Pasif Soğuk Kirişlerin Ofislerde Kullanılabilirliğinin Deneysel ve Sayısal İncelenmesi…
Binaların Farklı Ara Boşluk Dolgusuna Göre Çift ve Üç Kat Camlı (Yalıtım Camlı) Pencereleri için Isıtma ile Soğutma
Enerji Gereksinimi…………..
YENİ VE TEMİZ ENERJİ TEK……………..
vi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
Angstrom-Tip Güneş Işınım Tahmin Modellerinin Balıkesir için Geliştirilmesi…….
Aydın İli için Parabolik Çanak Tipi Bir Güneş Takip Sisteminin Tasarımı ve Analizi
Taşınabilir Güneş Takip Sistemli PV Panel Dizaynı ve Uygulaması………………...
Pv-T ve Termal Kollektörlerin Birlikte Kullanımının Optimizasyonu……………….
Jeotermal Enerji ile Hidrojen Sıvılaştırma Sisteminin Termoekonomik Analiz ve Optimizasyonu.
Datça’nın Rüzgar Enerjisi Potansiyelinin Wasp Yazılımı ile Analizi…………..
Proses Isısı Üretimi için Bir Güneş Isı Santrali Tasarımı
Erzincan İlinde İklim Değişiminin Güneş ve Rüzgâr Enerjisi Potansiyeline Etkisi
Konik Yüzey Geometrili Güneş Enerjili Hava Kollektörünün Dikey Uygulamada Isıl Verim Analizi.………….
Güneş Enerjisi ile Çalışan Aktif ve Pasif Damıtma Sistemlerinin Performansının Konya İli Şartlarında İncelenmesi
Güneş Kollektörlerinde Boru Çapı Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi…………
Global En İyi Arama Yöntemi Kullanılarak Güneş Pili Modellerinin I - V Karakteristik Özelliklerinin Belirlenmesi….
Bir Jeotermal Güç Santralinin Termodinamik Analizi…………….
Seydişehir Bölgesinin Rüzgâr Enerjisi Potansiyeli ve Bölge Elektrik İhtiyacının Karşılanması……..
Baca Gazı ile Tahrik Olan Absorpsiyonlu Soğutma Sistemi Uygulamasının Ekserji Analizi…….
Toprak Kaynaklı Isı Pompalarında Toprak Neminin Isı Pompasının Enerji Tüketimine Etkisinin Deneysel Olarak
Araştırılması……………..
YAKITLAR VE YANMA….
CO2/R404A Kaskat Soğutma Sistem Performansının Deneysel İncelenmesi………..
Soğuk Oda Isı Yükü Hesaplama ve Soğutma Ekipmaları Seçim Yazılımı (Cold-Sim)…….
Sydney Girdaplı Yakıcıdaki İzotermal Akışın Nümerik Olarak İncelenmesi………..
Döner Fırın ve Sabit Yatakli Reaktörlerde Atik Lastik Sıvısından Benzin Benzeri ve Dizel Benzeri Yakıtların Üretimi.
Düşey Bir Gözenekli Kanalda Yanmamnın Isıl Dengesiz Model ile Sayısal Olarak İncelenmesi..
Atık Lastik Sıvısından Distile Edilmiş Dizel Benzeri Yakıtın Yanma ve Emisyon Karakteristiğinin İncelenmesi……......
Direkt Enjeksiyonlu HCCI Bir Motorda Alkol-Benzin Karışımlarının, Enjeksiyon Oranının ve Egr’nin Yanma
Karakteristikleri Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi……….
Model Bir Yanma Odasında N2 ve CO2 Seyrelticilerinin Kok Fırını Gazı Yanma Performansına Olan Etkisinin Nümerik
Olarak İncelenmesi………
Nano Kalsit İlaveli Rijit Poliüretan Köpük Malzemelerde Konik Kalorimetre ile Yanma Davranışının İncelenmesi
Rijit Poliüretan Köpük Malzemelere Bor Oksit İlavesinin Isıl Bozunma ve Yanma Özelliklerine Etkilerinin İncelenmesi
Konutların Yapı Bileşenlerinin Üretim Enerjileri ve Üretim Emisyonlarının Yakıt Tüketimi Emisyonları İle Karşılaştırılması
Atık Ayçiçek Yağından Biyodizel Üretimi ve Motor Yanma Testleri
Dut Yaprağı Tozunun Kabaran Alev Geciktirici Sisteminde Kullanımı
Tunçbilek Termik Santralinin İkinci Yasa Analizi ile Verimliliğinin Araştırılması………………..
The Application of Response Surface Methodology to Predict The Exhaust Emissions of a Diesel Engıne Fuelled With
Hazelnut Oil Methyl Ester…………….
Proton Geçirgen Membranli Bir Yakıt Hücresinin Katot Tarafindaki 2b Transport Olaylarının Analitik Modellemesi
TERMODİNAMİK
Bir Sanayi Kuruluşuna Uygulanan Absorpsiyonlu Isı Yükselticisinin Ekserji Analizi
Kızgın Yağ Isıtmalı Konveksiyon Kurutucunun Enerji ve Ekserji Analizi………….
Organik Rankine Çevriminin Termodinamik Analizi ve Çalışma Akışkanın Seçimi……….
Güneş Enerjisinin Kullanıldığı Toprak Soğutmalı Bir Damıtma Sisteminin Tasarımı……..
Alçı Üretimi için Kullanılan Döner Fırın Prosesinin Enerji Analizi ………………..
Kompakt Bir Isı Değiştiricide Dış Akış Entropi Üretiminin Taguchi Metodu ile Optimizasyonu……………..
Sıvı Piston ile Hava Sıkıştırma ve Genişleme Sürecinin Matematiksel Modellenmesi
Duvar Tipi Yoğuşmalı Isıtma Cihazlarının Sayısal Olarak İncelenmesi…………….
Kompresör Giriş Havası Soğutma Sistemine Sahip Bir Gaz Türbini için Enerji ve Ekserji Analizi…..
Buzdolabı İçerisindeki Akışın Kapalı Kapı Durumunda Sayısal ve Deneysel Olarak İncelenmesi…
Meme Kanseri Tümörünün Oluşturduğu Isı Geçişinin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Sayısal İncelenmesi…………..
Kaski Arıtma Tesisindeki Ekserji ve Enerji Potansiyelinin İncelenmesi……
Akrilik Tow Elyaf Kurutucusunun Termodinamik Analizi………..
Farklı Sahalardan Alınan Kömür Örneklerinin ve Doğalgazın Sabit Güç Üretimli Yakma Sistemlerinde Kullanımı
Bir Gaz Türbinin Birinci Kanun Analizi………..
Atık Isı Kullanılarak Ara Buhar Almalı Organik Rankine Çevrimi ile CO2 Sıkıştırılması……….
Atık Isı Geri Kazanımı için Geliştirilen Kombine Elektrik Üretim Sisteminin Termodinamik Analizi………………
Kömür Gazlaştırma Sistemi Dizaynında Termodinamik Analizin Önemi
Kütahya – Tunçbilek Linyitinin ve Atık Şlamın Gazlaştırılması….
Ranque-Hılsch Vorteks Tüpü Destekli Kurutma Sisteminin Enerji ve Ekserji Analizi………………..
Rüzgâr Hızlarının Bina Etrafındaki Akışa ve Isı Kaybına Etkisinin Farklı Türbülans Modelleriyle Sayısal İncelenmesi.
TiO2/SU Nanoakışkanının 180 Derecelik Yatay Bir Eğrisel Kare Kesitli Kanal İçerisindeki Zorlanmış Konveksiyon Akış
ve Isı Transferinin Sayısal Analizi………
vii
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
Torpıdo Benzeri Geometri Çevresindeki Akış Yapısının Sayısal Olarak İncelenmesi….
45° Eğimli Beşik Çatılı Bina Modeli Üzerinde Ortalama ve Çalkantı Basınçları
ENERJİ YÖNETİMİ……….
Buz Pisti Soğutma Ünitesinden Atılan Atık Isı Enerjisi Kullanılarak Açık Yüzme Havuzunun Isıtmasının Teorik
İncelenmesi
Binalarda Enerji Performansının Belirlenmesinde Antalya Örneği.
Akdeniz Üniversitesi Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksekokulu Karbon Ayak İzi Hesabı…..
Binaların Enerji Verimliliği Sertifikalandırma Standartları Dünya ve Avrupa İle Türkiye Değerlendirmesi…
Hava Süspansiyon Körüğü Üreten Bir Fabrikanın Ön Enerji Etüdüne Bağlı Enerji Verimlilik Potansiyelinin İncelenmesi
ENERJİ EKONOMİSİ………
Halka Aralik İçerisinde Faz Değiştiren Madde (FDM) ile Enerji Depolama: Kanatçık Etkisi……………
Faz Değişim Maddesiyle Enerji Depolamada Isı Transferini Arttırmak Amacıyla, Dönmeli Akışın Erime ve Katılaşma
Zamanı Üzerine Etkisi………..
Elektrikli Termosifonlarda Faz Değişim Malzemelerinin Kullanılabilirliğinin İncelenmesi……………….……
Faz Değişim Malzemesinin Depolama Süresinin Teorik İncelenmesi………………..
Taşımacılık ve Endüstriyel Uygulamalarda Atık Isılardan Yararlanma Yöntemlerinin Belirlenmesi veTermofotovoltaik
Geri Dönüşüm Sistemlerine Etki Eden Faktörlerin İncelenmesi…..
Kentsel Dönüşümde Farklı Bina Modelleri için Koojenerasyon Uygulamasına Bağlı Sürdürülebilir Enerji Üretiminin
İncelenmesi……
Endüstriyel Bir Tesiste Kojenerasyon Sisteminin Analizi…………
Bir Isı Geri Kazanım Cihazına Ait Paralel Plakalı, Çapraz Akışlı Bir Eşanjörün Yüzeylerindeki Hız Dağılımlarının Isıl
Etkenliğe Etkisinin Belirlenmesi……………
Kamu Binalarının Isı Merkezlerindeki Kazanların Baca Isı Geri Kazanım Potansiyeli….
Bir Kojenerasyon Tesisisin İleri Eksergoçevresel Analizi………….
Farklı Tip Isı Geri Kazanım Cihazlarının Deneysel Performans Analizi……………..
İKLİMLENDİRME SİSTEMLERİ…………..
Etkin Bir Havalı Güneş Kollektörünün Tasarımı ve Optimizasyonu
Seraların İç Hava Termodinamik Şartlarının
Otomasyon Sistemi ile Kontrol Altına Alınarak Üretim Kalitesini Artırılması ile İlgili Bir Çalışma………………
Atık Su Kaynaklı Isı Pompası Sistemine Ait Isı Değiştiricisinin Üç Boyutlu Olarak İncelenmesi……….....
Buhar Kazanı Atık Isısından Organik Rankine Çevrimli Sistemle Enerji Geri Kazanımı: Tekstil Fabrikası Örneği
Mevcut Güneş Işınımı Modellerinin Balıkesir İli içinKullanılabilirliğinin Araştırılması…………..
Kuru Tip Soğutma Kulelerinde Havanın Sabit Mutlak Nem veya Bağıl Nemde Isınmasının Analizi……………
Güneş Enerjili Endüstriyel Hava Isıtma SistemininTermodinamik ve Ekonomik Açıdan İncelenmesi…………….
Doğrudan Temaslı Su Spreyi ile Nem Alma Sisteminin Deneysel İncelenmesi……...
Bir Split Klima Dış Ünitesinin Akış Yapısının Deneysel İncelenmesi……………….
Dış Ortam Sıcaklığının Soğutma Durumunda Çalışan Isı Pompası Performansına Etkisinin Deneysel Olarak
İncelenmesi
ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ..
İç İçe Borulu Bir Isı Değiştiricide Isı Transfer Katsayısının Sınırlı Deneysel Veriler Kullanılarak Eğri Uydurma ve Yapay
Sinir Ağları ile Modellenmesi…......
Altıgen ve Kare Kanatçıklı Çapraz Akışlı Isı Değiştiricisinde Isı Transferinin Sayısal ve Deneysel Olarak İncelenmesi
Jeotermal Uygulamada Kullanılan Plakalı Tip Bir Isı Değiştiricinin Çalışma Performansının Sayısal İncelenmesi
Kontrollü Otomatik Ateşlemeli Bir SI Motor için Emme Havası Isıtıcı Tasarımı……
Organik Rankine Çevrimindeki Gövde Boru Tipi Isı Değiştiricisinin Tasarımı ve Analizi……….
SOĞUTMA TEKNİĞİ
HC (R600)/CO2 Kaskad Soğutma Çevriminin Performans Analizi..
Soğuk Oda Cihazlarında R404a Yerine R442a Soğutucu Akışkanının Kullanılmasının Teorik Olarak İncelenmesi.
Refrigerant Charge Amount in Heat Pump Systems And Evaluating Optimal Amount of Gas……….
Ev Tipi Bir Buzdolabinin Kondenser Atık Isısının Benmari’de Kullanılımının İncelenmesi…..
Absorpsiyonlu Soğutma Sistemi Kullanılarak Bir Laboratuvarın Soğutulmasının Teorik İncelenmesi……………..
Ejektörlü Transkritik CO2 Soğutma Sisteminin Enerji ve Ekserji Analizi…………….
Hava Destekli Tam Koni Nozulda Sprey Soğutma Karakteristiklerinin Belirlenmesi….
Ters Akımlı Soğutma Kulesi Performans Analizi..
Dikey Tip İçecek Soğutucusunun Performansinin Sayisal İncelenmesi……………….
Bir Otelde Uygulanan Absorpsiyonlu Soğutma Sisteminin İncelenmesi……………..
Bir Ev Tipi Buzdolabının İleri Ekserji Analizi…..
Çift Kademeli Absorbsiyonlu- Buhar Sıkıştırmalı Kaskad Soğutma Çevrimlerinin Karşılaştırılması………………..
Plakalı Isı Değiştiricisi Tasarım Parametrelerinin Isı Transfer Aktarımına Etkisinin Nümerik Yöntemler ile İncelenmesi
Çapraz Akışlı Isı Değiştiricileri için Akışa Uygun Bir Isı Değiştiricisi Borusu………
Otomotiv Ön Cam Buz Çözme Performansının Sayısal Olarak Modellenmesi ve Buzun Erimesine Etki Eden
viii
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
Parametrelerin İrdelenmesi……………
Mikroelektronik Aygıtların Düşük Sıcaklıkta Şekil Değiştirmelerinin İncelenmesi….
AKIŞKANLAR MEKANİĞİ..
Manyetik Soğutma Sisteminin Sayısal İncelenmesi………………..
Düz Bir Yüzeye Çarpan Slot Hava Jeti Dizisinde Basınç Dağılımlarının Deneysel İncelenmesi….
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Otomobil Sis Farı içinde Gerçekleşen Isı Transferi Tiplerinin ve Etkilerinin
İncelenmesi..………………..
Dairesel Kesitli Ani Genişlemeli Borularda Çevrintili Türbülanslı Akışın Sayısal Araştırılması….
Dönen Bir Halkasal Boşlukta Bulunan Manyetik Akışkanın Galerkin Solenoidal Yöntemi ile Doğrusal Kararlılık Analizi
Su Tasarrufu Sağlayan İki Kademeli Batarya Tasarımı……………..
Hibrit Tip Bağlantılı Termoplastik Kompozit Plaklardaki Isıl Normal Gerilmelerin Bulunması…..
Ağır Silah Namlularında Sıvı Soğutma Tekniğinin Sayısal İncelenmesi……………..
Gümüş Tanecik Katkılı Yüksek Yoğunluklu Polietilen Kompozitlerin Isıl Özellikleri……
Esnek Bir Parça Eklenerek Silindir Etrafındaki Akış Yapısının Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme Yöntemiyle
İncelenmesi
Düz Bir Plaka Yakınındaki Kare Kesitli Silindir Etrafında Akış…..
Yarı Eliptik Burun Yapılarına Sahip Silindirik Geometriler Etrafındaki Akış Yapısının Sayısal Olarak İncelenmesi
Yatay Milli Tek Kademeli Santrifüj Pompada Verim İyileştirilmesinin Araştırılması….
Dairesel Kesitli Kirişler Arasındaki Akış Alanının Deneysel Olarak İncelenmesi……
An Experimental Study: Effect of Excess Pipe Inner Surface Roughness on Pump Power Consumption……………
Gelişmekte Olan Atımlı Akışın Hidrodinamik İncelenmesi……......
Soğuk İklim Bölgesindeki Bina Dış Duvarları için Farklı Yapı Malzemelerinin Isıtma Yüküne Etkileri………………..
Ana İşlemci Soğutucusunun Kanatçıkları Arasındaki Akışın Sayısal İncelenmesi……
Elips Kesitli Isı Değiştirici Boruları Etrafında Oluşan Akış Yapısının Elips Çap Oranına Göre Sayısal İncelenmesi
Eliptik Kesitli Torpido Benzeri Geometrinin Serbest Yüzey Etkisi Altında Akış Yapısının Deneysel Olarak Araştırılması
Yatay Tip Pelton Türbininde Akışın Sayısal Analizi
Modeling in-Cylinder Gas Motions in Internal Combustion Engines By Using CFD………….
Dikdörtgen Kesite Sahip Dik Açılı Dirsek İçerisine Yerleştirilen Yönlendiricilerin Akışa Etkisinin Sayısal İncelenmesi
Farklı Tipteki Bina Modelleri Etrafındaki Akışın Sayısal ve Deneysel Olarak İncelenmesi…..
Yarı Küresel İçbükey Yüzeye Çarpan Yuvarlak Jet Akışının Hidrodinamik İncelenmesi……
Hava Destekli Flat Fan Nozulda Sprey Karakteristiklerinin Belirlenmesi…………......
Dairesel Kesitli Kanalda Laminer Akışın İncelenmesi……………….
Gpu Computıng of 2-D Laplace Equation Using Boundary Element Method…………
Kademeli Pompalarda Kaçak Kayıpların ve Dengeleme Deliklerinin Akış Yapısına Etkisinin Belirlenmesi………......
POSTER BİLDİRİLER……….
Cuo-Su Nanoakışkan Kullanılarak Üçgen Dalgalı Bir Kanalda Isı Transferine Pulsatif Akışın Etkisi…….
Nano Akışkanlar ve Potansiyel Uygulama Alanları.
Kısmen Batık Bir Bariyerin Dalga Karakteristiklerinin Sayısal Olarak Belirlenmesi….
Hastanelerde İç Hava Kalitesi İle İlgili Ölçüm Sonuçları ve Analizi(Tunceli Devlet Hastanesi Örneği)
Isı Transferi Problemlerinin Ansys Workbench ile Hızlı Analizi ve Kaydırılmış Levhada Örnek Uygulama………
Motorlu Taşıtların Sebep Olduğu Ağır Metal Kirliliği……………….
HFO1234yf Soğutucu Akışkanlı Otomobil Kliması ve Hava Kaynaklı Isı Pompası Sisteminin Tasarım ve Kurulumu.
Hibrit Teknolojisinin Dünyada ve Türkiye’de Deniz Taşıtlarında Kullanımının İncelenmesi……….
Yüzey Soğurulma ve Yüzey Yayınlama Katsayılarının Haberleşme Uyduların Fiziksel Boyutlarina Etkisi……………….
Matlab Grafiksel Arayüzü Kullanılarak Kombine Çevrimin Parametrik Analizi……….
Hidrofobik Yüzeylerin Özellikleri ve Enerji/Akışkanlar Mekaniği Uygulamaları Üzerine Bir İnceleme……………
Akışkan Yataklı Organik Gübre Kurutma Fırını Tasarımı……….......
Deneysel ve Hesaplamalı Olarak Elde Edilen Isı Transferi Verileri Arasındaki Farklılıkların Belirlenmesi…………….
Güneş Isıl Sistemler için Mevzuat, Eğitim ve Sertifikasyon: Avrupa Birliği Ülkelerine Genel Bir Bakış
Çamaşır Geçirgenliğinin Deneysel Olarak İncelenmesi…………......
Jeotermal Kaynaklı Isı Pompası Sisteminin Kütahya-Simav Bölgesel Isıtma Sisteminde Kullanılması…….......
Pirina Tozu İlavesinin Poliüretan Köpüğün Isıl ve Mekanik Özelliklerine Etkisi………
Çapraz Akışlı Hava-Gaz Isı Değiştiricisinin (Rekuperator) Sonlu Farklar Metoduyla Modellenmesi
Ev Tipi Buzdolapları Standartları ve Performans Testleri Üzerine Bir Çalışma………..
Beton Kolonun Termal Enerji Depolama Performansının Deneysel Olarak Araştırılması….
Termofotovoltaik Sistemlerde Yakın Alan Işınımı ile Enerji Harmanlama Çalışmalarının Derlemesi……….
Farklı Atmosfer Hava Sıcaklıklarında Evsel Tip Bir Split Klimanın Ekserji Analizi..
Gelişmiş Bina Kabuğu Teknolojileri: Bir Literatür Taraması……….
Bileşik Isı – Güç Sistemleri
Faz Değiştiren Malzemeler Üzerine Bilimsel Yayınların Bibliyometrik Analizi……..
Bir Üniversite Binası için Enerji Etüdü ve Verimliliği için Fizibite Çalışması…………..
ix
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
ISI VE KÜTLE GEÇİŞİ
1
SANDIA D ALEV SİMÜLASYONUNDA RADYASYON ETKİSİNİN FLAMELET
MODELİ KULLANILARAK İNCELENMESİ
Serkan MENGİ1, Onur TUNÇER2, A. Cihat BAYTAŞ3
İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi Uçak Mühendisliği Bölümü, Maslak, İstanbul
34469, [email protected], [email protected], [email protected].
Özet: Yüksek hacimsel ısı açığa çıkışı ve düşük salınımlar elde edebilmek için yanma sürecinin iyi anlaşılması
oldukça önemlidir. Alev benzetimlerinin doğru bir şekilde yapılabilmesi bu açıdan bir ön koşul teşkil etmektedir.
Yüksek yanma verim elde edilebilmesi de buna bağlıdır. Doğru HAD benzetimlerinin yapılabilmesi için, alev
davranışını etkileyen önemli faktörlerin göz önünde bulundurulması gerekir. Özellikle yüksek sıcaklıklar ve
yüksek hızlar söz konusu olduğunda, radyasyon ve türbülans, alev üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu
bağlamda, yapılan çalışmada radyasyonun Sandia D alev simülasyonuna olan etkisi incelenmiştir. Sandia D alevi
ön-karışımsız ve orta derecedeki türbülanslı alevler için önemli bir karşılaştırma deneyidir. Modellemede
kimyasal reaksiyon mekanizması olarak GRI-Mech 3.0 kullanılmıştır. Alevdeki ısı kayıplarının etkisini
görebilmek için flamelet tabloları farklı entalpi noksanlığı değerleri için oluşturulmuştur. k- modeli türbülans
özelliklerini modellemek için kullanılmıştır. Türbülans ve kimyasal etkileşimi temsil etmek için -PDF yöntemi
kullanılmıştır. İki boyutlu Sandia D alevi HAD simülasyonu OpenFOAM kodu kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Radyasyonun alev üzerindeki etkisini net bir şekilde görebilmek için alevin iki farklı koşul için simülasyonları
yapılmıştır. İlk alev simülasyonu adyabatik koşullarda yapılmıştır, diğer simülasyon ise radyasyon nedeni ile ısı
kayıplarının göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmiştir. Işınım hesabında alev optik olarak ince kabul
edilmiştir. Simülasyonlar sonucunda elde edilen veriler Sandia D alevinin deneysel verileri ile
karşılaştırılmaktadır. Çalışmanın sonuçlarına göre her iki alev benzetimi arasıdaki en yüksek sıcaklık farkı 34 K
dir. Bu sıcaklık farkına ise x/d boyutsuz sayısının 80 olduğu noktada ulaşılmıştır. Radyasyonsuz ve radyasyonlu
alev benzetimleri için en yüksek sıcaklık değerleri sırası ile 1986 K ve 1969 K dir. En yüksek sıcaklık değeri
radyasyon modeli kullanılmış olan alev benzetiminde daha yüksek doğruluk ile tahmin edilmiştir. Genel olarak
alev sıcaklıkları açısından her iki alev benzetimi arasında çok büyük farklar görülmemiştir. Bunun sonucu olarak
radyasyon etkisinin bu tip alev benzetimlerinde ihmal edilebilir olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimler: Flamelet modeli, HAD, Sandia D alevi, Radyasyon.
EFFECT OF RADIATION ON THE SOLUTIONS OF SANDIA FLAME D WITH
THE FLAMELET MODEL
Abstract: It is really important to understand the combustion process clearly to get better thermal efficiency and
decrease the pollutant emission. Simulations of flame which have to be considered very carefully to achieve a
better thermal efficiency is one of the steps of combustion process. To achieve better simulations of the flame,
effects which changes the characteristics of the flame have to be considered very carefully. Radiation and
turbulence have strong effect on the properties of the flame in high temperature and high flame speed conditions.
The main focus of this presence study is to find out the effect of radiation on the solutions of the simulations of
Sandia Flame D (SFD). SFD is used for the validation of the non-premixed and turbulent combustion. GRIMech 3.0 was used for chemical reaction mechanism. To understand the effect of radiation, flamelet tables are
created for the different enthalpy defect values. k- model is used to define the turbulence properties. Interaction
of turbulence and chemistry is represented by using the -PDF method. Axis-symmetric, Computational Fluid
Dynamics (CFD) simulations of the flames are performed by using OpenFOAM code. To understand the effect
of radiation very clearly, two simulations were compared to each other. One of these simulations was carried out
without radiation and another one was carried out with radiation. Results of this study are compared against the
experimental results of SFD. Results of the study shows that maximum temperature difference between the
flames is equal to 34 K. This difference is reached at r/d equals to 80. Maximum flame temperatures for the
without radiation and radiation model are equal to 1986 K and 1969 K, respectively. Maximum temperature is
predicted more precisely by using the radiation model. Generally, there is no big difference between the two
flames in terms of the temperature. Consequently, radiation can be ignored for these types of study.
Keywords: Flamelet model, CFD, Sandia D flame, Radiation.
2
KISMİ OLARAK BÖLÜNMÜŞ KAPALI KARE GEOMETRİDE YÜZEY IŞINIMI
İLE DOĞAL TAŞINIMIN SAYISAL İNCELENMESİ
Mesut TEKKALMAZ*, Alper AKTAŞ*, Fatih ÇIKIŞIR*
*Eskişehir Osmangazi Üni. Müh. Mim. Fak. Makine Mühendisliği Bölümü,
[email protected]
Özet: Alt ve üst duvarında kısmi bölücüler bulunan gri yüzeylerin termal ışınımı ile doğal taşınımın etkileşimi
içi hava dolu kare geometride sayısal olarak incelenmiştir. Sol duvarında ısı kaynağı bulunan içi hava dolu kare
kutunun, sağ duvarı düşük sıcaklıkta tutulmakta ve diğer duvarları ise yalıtılmaktadır. Alt ve üst duvarda
uzunluğu 0.2L, 0.4L ve 0.6L olarak değişen engel bulunmaktadır. Isı kaynağından diğer yüzeylere ışınımla ısı
transferi olduğu göz önüne alınmış ve ortamın katılımcı olmadığı kabul edilmiştir. Duvarların ışınım yayma
oranlarının aynı olduğu düşünülmüştür. Boussinesq yaklaşımı ile beraber taşınım denklemleri ve enerji denklemi
SIMPLE algoritması ile kuple edilen sonlu hacimler metodu (FVM) kullanılarak Fluent paket programında
çözülmüştür. Sürekli rejimde, sıcak plaka yüzey alanı üzerinden hesaplanan Nusselt sayısı; Rayleigh sayısı,
değişen engel uzunluğu ve değişen yüzey ışınım yayma oranının bir fonksiyonu olarak hesaplanmıştır. Rayleigh
sayısı 104 ile 106 arasında, yüzey ışınım yayma oranları ε=0 ile 1 arasında değiştirilmektedir. Engel uzunluğu,
Rayleigh sayısı ve yüzey ışınım yayma oranı değişiminin ısı transfer karakteristikleri ve akışkan akışına etkileri
incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Doğal taşınım, Yüzey Işınımı, Laminer akış, Kismi olarak bölünmüş kare geometri, Isı
geçişi
NUMERICAL ANALYSIS OF NATURAL CONVECTION WITH SURFACE
RADIATION IN PARTIALLY DIVIDED SQUARE ENCLOSURE
Abstract: The natural convection and thermal radiation heat transfer from partially divided air-filled square gray
enclosures have been numerically investigated. Air-filled square enclosure with a heat source inside the left wall,
the right wall is kept at constant low temperature and the other walls are insulated. There were obstacles which
vary with the length of 0.2L, 0.4L and 0.6L in the upper and bottom wall. The surface radiative heat transfer is
considered from the heat sources to the other surfaces and the enclosure is assumed to be nonparticipating
medium. Emissivity ratio of walls is thought to be the same. Transport equations along with Boussinesq
approximation as well as the energy equation are solved using the finite volume method (FVM) coupled with the
SIMPLE algorithm with FLUENT software. As the length of obstacles and the wall emissivity were changed, the
steady state mean Nusselt numbers over the hot surface were computed for each case as a function of Rayleigh
number. Rayleigh number was ranged between 10 4 and 106 while the surface emissivity ratio was changed from
ε = 0 to 1. The heat transfer and fluid flow characteristics were investigated with respect to the length of
obstacles, Rayleigh number and the wall emissivity.
Keywords: Natural convection, Surface radiation, Laminar flow, Partially divided square enclosure, Heat
transfer
3
GÜMÜŞ–SU NANOAKIŞKANIN ISIL PERFORMANSININ
DENEYSEL İNCELENMESİ
H. Doğacan KOCA*, Serkan DOĞANAY*, Alpaslan TURGUT**
*Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,
Makina Mühendisliği A.B.D. Enerji Programı
35397 Tınaztepe-Buca, İzmir,
**Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35397 Tınaztepe-Buca, İzmir, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, önce saf su daha sonra kütlece % 0,25 - %1 aralığında tanecik katkı oranına sahip Ag-su
nanoakışkanlar ile çalışan tek fazlı doğal taşınımlı mini döngünün ısıl performansı, etkinlik parametresi ile
incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, aynı deneysel sistem ile daha önce elde edilmiş olan Al2O3-su
nanoakışkanların sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, sistemin etkinliğinin, tanecik katkı oranı ve eğim
açısındaki artışlara bağlı olarak iyileştiği gözlenmiştir. Düşük katkı oranlarında bile gümüş taneciklerin
kullanımı, Al2O3 katkılı sisteme göre ısıl performans etkinliğini daha fazla arttırmıştır.
Anahtar Kelimler: Doğal taşınım, nanoakışkan, etkinlik katsayısı.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON THERMAL PERFORMANCE
OF SILVER-WATER NANOFLUID
Abstract: In this study, the thermal performance of a natural circulation mini loop working with Ag-water
nanofluid in range of 0.25% to 1% particle concentration was investigated by using effectiveness factor. The
results were compared with the previous results of Al2O3-water nanofluids which have been studied in the same
system. It is observed that the effectiveness of system enhanced with the increase of particle concentration and
inclination angle. Using silver particles, even in low concentrations, improves the system efficiency more than
Al2O3.
Keywords: Natural convection, nanofluid, effectiveness.
4
MALZEMELERİN FAZ DEĞİŞİKLİĞİNDE MEYDANA GELEN DOĞAL
TAŞINIMIN SAYISAL İNCELENMESİ
Ahmet ACAR* ve Lütfü NAMLI**
* Beykent Üniversitesi MYO Makine Programı
34500, Büyükçekmece, İstanbul, [email protected]
** Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
55139, Atakum, Samsun, [email protected]
Özet: Ergitme ve katılaşma sürecinde malzeme içinde meydana gelen faz değişikliği sırasında meydana gelen
doğal taşınım, malzemelerin termoakışkan transport süreçlerini önemli ölçüde etkilemektedir. Bu çalışmada,
üçgen bir geometri içinde faz değiştiren maddenin katılaşma süreci sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal
çözümleme işlemi, bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği programı olan FLUENT ticari paket programı
kullanılarak yapılmıştır. Sayısal çözümlemelerde faz değiştiren madde olarak alüminyum kullanılmıştır.
Çalışma, sabit bir taban kenar uzunluğunda, bir açısı dik, diğer taban kenar açısının farklı açı değerleri ele
alınmak suretiyle gerçekleştirilmiştir. Üçgen geometrinin her üç kenarı da orta noktalarından ikiye ayrılmış,
toplam altı sınır koşulu ( giriş, çıkış, yan duvar, serbest yüzey, katı duvar ve alt duvar ) kullanılarak çözümleme
yapılmıştır. Faz değiştiren maddede doğal taşınım etkisiyle gerçekleşen katı, lapa (mushy) ve sıvı bölgelerin
zamanla değişimi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, tabandaki açı değerinin artmasıyla birlikte aynı süre
içerisinde oluşan katı bölgenin alanının arttığı gözlemlenmiştir. Buna bağlı olarak, açı değerinin artmasıyla
birlikte katılaşma hızının arttığı görülmüştür.
Anahtar Kelimler: Katılaşma, kapalı ortamlarda doğal taşınım, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD).
NUMERICAL INVESTIGATION OF NATURAL CONVECTION FOR MATERIALS
EXPERIENCING PHASE CHANGE
Abstract: In the melting and solidification process, natural convection that occur during phase change,
substantially affects thermofluid transport process of materials. In this study, phase change material solidification
process in a triangle geometry was investigated numerically. Numerical analysis process was created using with
FLUENT trading package programme which is a Computational Fluid Dynamics programme. On the numerical
analysis, phase change material as aluminium. Study was realized at a constant base edge length, vertical one
angle, taking different angle values of other base edge angle. All of three edges of triangle geometry was divided
midpoint, using total six boundary conditions (inlet, outlet, side wall, free surface, solid wall and bottom wall)
analysis was made. Actualizing solid, mushy and liquid regions on the phase change material with natural
convection effect was investigated changing with time. According to achieving results, increasing along with
angle rate on the base angle, occuring solid region area increases at the same time was observed. Accordingly,
along with increasing angle rate solidification speed increases was occured.
Keywords: Solidification, Natural Convection in Closed Environments, Computational Fluid Dynamics (CFD).
5
ÜÇ-BOYUTLU DİKDÖRTGENSEL KUTULARDA TÜRBÜLANSLI DOĞAL
TAŞINIM VE TÜRBÜLANS MODELLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ
Zekeriya ALTAÇ* ve Nihal UĞURLUBILEK*
*Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü 26480 Eskişehir
[email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, geçici rejimde, dikdörtgensel kapalı kutularda türbülanslı üç boyutlu doğal taşınım olayı
sayısal olarak incelenmiştir. Kapalı kutu geometrisi, dik yanal duvardan ısıtılmakta ve karşı yanal duvardan
soğutulmaktadır. Sıcak ve soğuk duvarlar izotermal olup, diğer duvarların adyabatik olduğu kabul edilmektedir.
Akışkanın, hava (Pr=0.71) ve akışın türbülansa geçiş (Ra=10 8, 109, 1010) ve türbülanslı (Ra=1011, 1012)
koşullarda olduğu kabul edilmiştir. Çalışmada ele alınan kutu geometrisinde, ön ve arka kutu yüzeyleri
arasındaki mesafe L, kutu yüksekliği H’a göre incelik oranı iki farklı durumda (L/H=0.25 ve 0.5) değiştirilerek,
hava akışının üç-boyutlu olduğu ve duvar sürtünmelerinin baskın olduğu koşullarda çözümleme yapılmıştır.
Türbülans modellleri olarak Standart k-ε, Realizable k-ε ve Reynolds Stress modelleri kullanılmıştır. Üç boyutlu
(3B) geçici rejim halinde kütle ve momentum korunumu ile enerji denklemleri mevcut FLUENT 6.3.26 ticari
yazılımı kullanılarak çözülmüştür. Çözümler aracılığıyla, sıcak yüzey üzerinden ortalanmış Nusselt sayısı
hesaplanmış ve literatürdeki iki ve üç boyutlu sayısal ve deneysel verilerle kıyaslanmıştır.
Anahtar kelimeler: Türbülanslı akış, Doğal taşınım, Isı geçişi, Nusselt sayısı, Dikdörtgensel kapalı kutu.
EVALUATION OF THE TURBULENT NATURAL CONVECTION AND
TURBULENCE MODELS IN 3D RECTANGULAR ENCLOSURES
Abstract: In this study, it has been investigated turbulent natural convection in 3D rectangular enclosures for
unsteady regime. One of the vertical walls of the enclosure are heated and the other are cooled. The warm and
cool walls are isothermal and the others are accepted as adiabatic. The fluid is the air (Pr=0.71) and the flow is
transition (Ra=108, 109, 1010) and turbulent (Ra=1011, 1012). The enclosure height is H and the distance between
of the other walls is L. The two aspect ratios (L/H=0.25 ve 0.5) are determined. The solution is performed in the
case of which the flow is accepted as 3D and the wall friction is dominant. Standart k-ε, Realizable k-ε and
Reynolds Stress turbulence models are used. 3D unsteady mass, momentum and energy conservations are solved
by FLUENT 6.3.26. The area weighted average Nusselt number is evaluated and it is estimated to the numerical
and experimental data presented in literature.
Keywords: turbulent flow, natural convection, heat transfer, Nusselt number, rectangular enclosure.
6
DÜZ LEVHA ÜZERİNDE ENİNE LAMİNER PULSATİF JETİN FİLM SOĞUTMA
PERFORMANSINA ETKİSİNİN SAYISAL İNCELENMESİ
Ünal AKDAĞ*, Selma AKÇAY, Doğan DEMİRAL
*Aksaray Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü
68100 Merkez Kampus, Aksaray, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, düz levha üzerinden akan zorlanmış akışa ilave edilen pulsatif jetin, film soğutma
performansı üzerindeki etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Sabit ısı akısına sahip levhanın ön ucundan ana akışa
enine pulatif jet ile ikinci bir kütlesel akı ilave edilmektedir. Jet vasıtasıyla levha ile levha üzerinden geçen
zorlanmış akış arasında periyodik olarak değişen bir film tabakası oluşturulmakta ve bu da ısı transferinde
önemli bir iyileşmeye neden olmaktadır. İncelemelerde, serbest akış Reynolds sayısı (Re), pulsatif akışın frekans
(Wo) ve genliği (Ao) değiştirilirken geometri ve Prandtl sayısı tüm durumlar için sabit tutulmuş ve bu
parametrelerin film soğutma performansına etkisi analiz edilmiştir. Çalışmalar, dört farklı üfleme oranında (M),
dört faklı genlik ve altı farklı frekans için sonlu hacimler metodu kullanılarak yapılmıştır. Sayısal simulasyonlar,
pulsatif jetin tüm levha boyunca etkili olduğunu ve yüksek üfleme oranında artan genlik ve frekansla birlikte
film soğutma performansının da arttığını göstermiştir. Elde edilen sonuçlar boyutsuz sayılar cinsinden
verilmiştir.
Anahtar Kelimler: Pulsatif jet, Düz levha, Film soğutma, Nusselt sayısı
NUMERICAL INVESTIGATION OF THE EFFECT OF FILM COOLING
PERFORMANCE OF THE TRANSVERSE LAMINAR PULSATING JET ON THE
FLAT PLATE
Abstract: In this study, the effect on the film cooling performance of added pulsating jet to the forced flow over
a flat plate is investigated numerically. A second mass flux by the transverse pulsating jet to the main flow from
the front end of the plate with constant heat flux is added. Periodically changing a film layer between the forced
flow through the plate and the plate by jet is formed and this causes a substantial improvement in heat transfer.
In the investigations, the free stream Reynolds number (Re), the frequency and amplitude of pulsating flow are
changed while the geometry and Prandtl number remain constant for all cases, and the effect of these parameters
on the film cooling performance is analyzed. The numerical studies are performed at four different blowing
ratios for six different frequencies and four different amplitudes using the finite volume method. In order to
explain the heat transfer mechanism, instantaneous velocity and temperature profiles are obtained. The numerical
results reveal that pulsating jet is effected in the all plate surface, and the film cooling performance increases
with increasing both Womersley number (Wo) and dimensionless amplitude (Ao) at the high blowing ratio. The
obtained results are given as dimensionless parameters.
Keywords: Pulsating jet, Flat plate, Film cooling, Nusselt number
7
DÜZ LEVHA YÜZEYİNDEN ISI TRANSFERİNE PULSATİF JET ETKİSİNİN
DENEYSEL İNCELENMESİ
Ünal AKDAĞ*, Selma AKÇAY*, Doğan DEMİRAL*
*Aksaray Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü
68100 Merkez Kampus, Aksaray, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, düz levha yüzeyinden zorlanmış akışta ısı transferine pulsatif jet etkisi deneysel olarak
incelenmiştir. Deneysel çalışma, rüzgâr tüneli içerisine yerleştirilmiş sabit ısı akısına sahip düz bakır levha ve
levha ön ucundan akışa dik olarak enjekte edilen enine pulsatif bir jet içermektedir. İncelemelerde, üfleme oranı,
jet frekansı ve genliği değiştirilirken, geometrik parametreler ve Prandtl sayısı sabit tutulmuş ve bu
parametrelerin ısı transferine etkileri analiz edilmiştir. Deneyler, dört farklı üfleme oranında, altı farklı frekans
ve dört farklı genlik için yapılmıştır. Isı transferi mekanizmasını açıklamak için duman-tel yöntemiyle akış
görüntüleme yapılmış ve levha üzerinde anlık akış görüntüleri elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, pulsatif jetin
ısı transferi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu, özellikle yüksek üfleme oranlarında, artan boyutsuz
genlik (Ao) ve boyutsuz frekansla (Wo) birlikte ısı transferindeki iyileşmenin de arttığını göstermiştir. Elde edilen
sonuçlar boyutsuz sayılar cinsinden verilmiştir.
Anahtar Kelimler: Düz levha, Pulsatif jet, Periyodik akış, Isı transferi iyileştirme
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PULSATING JET EFFECTS TO HEAT
TRANSFER ON THE FLAT PLATE
Abstract: In this study, the effect of a pulsating jet on the heat transfer to flow over a flat plate is investigated
experimentally. The experimental study is consist of a copper flat plate having constant heat flux located in the
wind tunnel, and including transverse a pulsating jet injected perpendicularly into the stream by the entrance of
plate. In the investigations, the blowing ratio, the pulsating frequency and pulsating amplitude are changed while
the geometry and Prandtl number remain constant for all cases, and the effect of these parameters on heat
transfer is analyzed. The experiments are performed at six different frequencies and four different amplitudes for
four different blowing ratios. In order to explain the heat transfer mechanism, the flow visualization is performed
by smoke-wire method and instantaneous temperature profiles are obtained on the plate. The experimental
results reveal that there is a significantly effect on the heat transfer of pulsating jet and particularly, the heat
transfer enhancement increases with increasing both Womersley number (Wo) and dimensionless amplitude (Ao)
at the high blowing ratio. The obtained results are given as dimensionless parameters.
Keywords : Flat plate, Pulsating jet, Periodic flow, Heat transfer enhancement
8
INVESTIGATION OF EVAPORATION MODELS IN THE MICRO REGION OF
GROOVED HEAT PIPES AND A NEW SOLUTION PROCEDURE
Yiğit AKKUŞ* and Zafer DURSUNKAYA**
*Aselsan, Ankara, [email protected]
** Department of Mechanical Engineering Middle East Technical University
Ankara, [email protected]
Abstract: Heat pipes which use phase change heat transfer mechanism and can carry large amount of heat, are
preferred in cooling high heat dissipating electronic components due to the fact that they are self-operating
devices with ease of manufacturing for different geometries and ability of utilization in micro-gravity
applications. Heat pipes having rectangular micro channels as wick structure are of interest because they enable
the development of analytical and numerical solutions to the heat transfer process in the device. Investigation
and development of unidirectional steady evaporation models, used to describe the evaporation from the
extended meniscus of a rectangular micro channel and widely applied in the literature, are the main interests of
the current study. The thin film region of the extended meniscus has maximum evaporation rates due to its small
thermal resistance and with the adsorbed region, they are known as the micro region. In the literature, solution
of the governing equations usually starts from the contact line which is the intersection of the solid, liquid and
vapor phases. However, this approach may lead to a negative absolute pressure at the contact line which makes
the problem physically non-realizable. Therefore, governing equations are solved starting from a point in the
intrinsic meniscus region where disjoining pressure is negligible. When the results are compared with the
literature, two main differences are reported. First one is that the slope of the film distribution at the contact line
is not necessarily equal to zero, and the second one is that the non-evaporating film thickness cannot be found a
priori solving the interface shape, at the termination of which the liquid pressure gradient vanishes. Using the
developed model, a parametric study is performed for different superheats.
Keywords: Extended meniscus, micro region, evaporating thin film
MİKRO KANALLI ISI BORULARINDAKİ BUHARLAŞMA MODELLERİNİN
İNCELENMESİ VE YENİ BİR ÇÖZÜM İŞLEMİ ÖNERİSİ
Özet: Faz değişimini kullanan ve yüksek ısı taşıma kapasitesine sahip olan ısı boruları, pasif olarak kapalı devre
çalışması, yerçekimine karşı kullanılabilmesi ve farklı şekil ve geometrilerde üretilebilmesi sebebiyle yüksek ısı
atımlı elektronik komponentlerin soğutulmasında tercih edilmektedir. Dikdörtgen kesitli mikro kanalların iç
duvar çevresi boyunca sıralanması ile üretilen ısı boruları, analitik ve sayısal çözümlemelerle akış ve ısı transferi
analizi yapılabilmesine imkan verdiğinden araştırmacıların ilgi odağı olmuştur. Dikdörtgen kesitli mikro
kanalların ısınmış duvarları üzerinde oluşan esnemiş menisküs üzerindeki buharlaşma mekanizması için
geliştirilen, literatürdeki tek yönlü sürekli rejim buharlaşma modellerinin irdelenmesi ve geliştirilmesi bu
çalışmanın temel konusudur. Esnemiş menisküs üzerindeki ince film tabakası düşük termal direnci sebebiyle
lokal buharlaşma hızının en yüksek mertebelere çıktığı bölgedir ve absorbe olmuş bölge ile birlikte literatürde
sıklıkla mikro bölge olarak adlandırılır. Mikro bölgede akışı düzenleyen diferansiyel denklemlerin çözümüne
üçlü temas hattı ismi verilen, katı, sıvı ve buharın kesişim noktasından başlanması yaygın bir yöntemdir. Ancak
bu yaklaşımın başlangıç noktasında negatif absolut sıvı basıncı gibi fiziksel olarak geçerli olmayan sonuçlar
doğurabileceği anlaşılmıştır. Bu nedenle diferansiyel denklemler deforme olmamış asıl menisküs bölgesinde yer
alan ve ayrılma basıncı etkisinin düşük olduğu bir noktadan başlanarak çözülmüştür.Sonuçlar literatürde sunulan
çalışmalarla karşılaştırıldığında iki önemli farklılık gözlemlenmiştir. İlki, film dağılımının üçlü temas hattı
üzerindeki türev değerinin sıfır olmak zorunda olmamasıdır. İkincisi ise, sıvı basıncı değişiminin sıfır olup,
buharlaşmayan film bölgesi kalınlığının sayısal çözüm yapılmadan bulunamayacağıdır. Geliştirilen bu
buharlaşma modeli kullanılarak, duvar ile buhar fazı arasındaki sıcaklık farklarının değişik değerlerine karşılık
gelen parametrik çalışmalar denenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Esnemiş menisküs, mikro bölge, buharlaşan ince film
9
DELİKLİ DUVAR TUĞLALARININ ISIL İLETKENLİKLERİNİN SAYISAL
MODELLEME YÖNTEMİYLE İNCELENMESİ
Yunus ÇERÇİ*, Orçun EKİN*, Ali YURDDAŞ**
*Adnan Menderes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
09010 Aytepe Mevkii, AYDIN, [email protected]
** Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
45040 Muradiye, MANİSA, [email protected]
Özet: Bir binanın dış duvarlarındaki ısıl özellikleri etkileyen en önemli parametrelerden birisi, tuğlaların ısıl
iletkenlikleridir. Dış duvarların içinde genellikle 13.5’luk blok olarak adlandırılan ve boyutları 13.5×19×19 (cm)
olan bu tuğlalar kullanılmaktadır. Bu çalışmada da söz konusu tuğla analiz edilecektir. Bu tuğla tiplerinde bileşik
iletim ve doğal taşınım ısı transferi, tuğlaların ısıl iletkenlikleri sayısal olarak incelenmiş ve tuğlaların üretimi ve
tasarımı gibi daha başka hususlar da araştırılmıştır. ANSYS olarak adlandırılan ticari bir paket program
kullanarak tuğla modelleriyle ilgili olarak enerji, momentum, kütle transferi denklemleri sayısal olarak
çözülmüştür. Deliklerdeki hava hızı dağılımları ve tipik sıcaklık dağılımları grafikler halinde gösterilmiş ve
sıcaklık farkının fonksiyonu olarak hesaplanan ısıl iletkenlik değerleri standartlarda verilen değerlerle
karşılaştırılmıştır.
Anahtar Kelimler: tuğla, ısıl iletkenlik, kırmızı delikli tuğla.
A THERMAL RESISTANCE INVESTIGATION OF PERFORATED CLAY BRICKS
THROUGH NUMERICAL MODELING
Abstract: One of the most important parameters affecting the thermal behavior of building exterior walls is the
thermal conductivities of bricks. The bricks commonly encountered in the exterior walls have dimensions of
13.5×19×19 (in cm). In this study, this type of the bricks was chosen to be analyzed. The conjugate conduction
and natural convection heat transfer, thermal conductivity of in these brick types were studied numerically and
further aspects such as the brick production and design were also investigated. The energy, the momentum, and
the mass transfer equations associated with the brick models were solved numerically by employing the
commercial software called ANSYS. The air velocity distribution in perforations and the typical temperature
distribution were shown in figures, and the thermal conductivity as a function of temperature difference were
determined and these results were compared with those given in the standards.
Keywords: brick, thermal conductivity, red colored perforated clay brick.
10
VANA CEKETLERİNİN TERMAL MODELLENMESİ VE ISI KAYIPLARINDAKİ
AZALMANIN İNCELENMESİ
Erdoğan KILIÇASLAN*, Gülten KURT**, Murat ÖZTÜRK***
*Karabük Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi,Makine Eğitimi Bölümü / Karabük
[email protected]
**Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,Makine Eğitimi ABD / Karabük
[email protected]
***Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği ABD / Karabük
[email protected]
Özet: Günümüzde enerji kaynaklarının tükenmekte olması, bu kaynakların rasyonel bir biçimde kullanılmasını
zorunlu kılmaktadır. Ülkemizde yeni inşa edilen ve mevcut yapılarda yalıtım konusunda son yıllarda artış
gözlenmekle birlikte enerji tasarrufu açısından yeterli düzeye gelinmediği görülmektedir. Özellikle ısı yalıtımı,
enerji kullanımı ve tasarrufunda çok önemli rol oynamaktadır. Avrupa birliği ülkelerinde enerjinin %50 sinden
fazlasının mahal ısıtma amacıyla kullanılıyor oluşu özellikle mahallerde yapılacak olan yalıtım uygulamalarının
öneminin bir göstergesi olarak kabul edilebilir. Yapılan çalışmada, ısıtma sistemlerin önemli ölçüde ısı kaybının
meydana geldiği vanalardaki ısı kayıplarını azaltmak için vana ceketlerinin ısıl analizi sayısal olarak
incelenmiştir. Sayısal çözümlemede probleme ait oluşturulan geometri üzerinde sonlu hacimler tekniğine dayalı
çözüm yapan ANSYS 12.0 paket programı kullanılmış ve vana ceketi kullanımının ısıl kayıplara etkileri
incelenmiştir.
Anahtar Kelimler: Sonlu elemanlar yöntemi, Ansys, Vana ceketi, Termal analiz.
TERMAL MODELLING OF VALVE JACKET AND EXAMINING OF HEAT
LOSSES
Abstract: In this study, valve jackets which were prepared to prevent heat losses from the valves was thermally
analyzed by finite element methods using Ansys program. There are studies in detail on the finite element
method. However, we have not come across any finite element thermal analysis of valve jackets using Ansys in
the literature. Depleting energy resources necessitate the rational use of these resources. Despite an increasing
concern in insulations used in new buildings today, it cannot be seen as satisfactory for our country in terms of
energy save. Especially the heat insulation plays a very important role in energy use and save. Ansys is a
general purpose finite element package program and is used for the purpose of numerically solving the
mechanical problems. Finite elements method is an acceptable numerical solving method to various engineering
problems. We got in touch with the producer companies to determine the production criteria and production
stages of the valve jackets. Besides, some studies of finite elements method by Ansys program was examined to
benefit from the methods of similar heat analyses. Since the outcome results of the Ansys program depends on
the input data, accurate dimensions of the valve and valve jackets was taken from the related firm. Then the
globe valve technical drawings was exported to the AutoCAD or Solid Works and the experimental analyses was
conducted. Lastly, the numerical simulation of the heat losses through the valves with and without jackets was
performed for different fluid temperatures.
Keywords: Finite elements method, Ansys, Valve jacket, Thermal analysis.
11
DİFÜZYONLU ABSORBSİYONLU MİNİ SOĞUTUCULARDA NANOAKIŞKAN
KULLANIMININ EKSERJİ PERFORMANSINA ETKİSİ
Erdem ÇİFTÇİ*, Adnan SÖZEN*, Engin ÖZBAŞ**, Tayfun MENLİK*
*Gazi Universitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü 06500 Teknikokullar,
Ankara, [email protected], [email protected], [email protected]
** 19 Mayıs Universitesi Makine Mühendisliği Bölümü Samsun, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, nano boyutta alumina (Al2O3) partikülleri içeren amonyak/su çalışma akışkanı kullanılarak
Difüzyonlu Absorbsiyonlu Soğutma Sisteminin (DASS) enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Nanopartiküllerin
sahip olduğu büyük yüzey alanlarından dolayı akışkanın yüzey alanı ve ısıl kapasitesi arttığı için ısı transferinin
gerçekleştiği komponentlerdeki ısı geçişi hızlanarak sistemin soğutma sıcaklığına düşüşü hızlanır. Yapılan
deneyler, nanopartikül içeren sistemin, jeneratörde daha iyi ısı absorbsiyonu sağladığını ve soğutucunun,
soğurucu akışkan içerisinden daha hızlı bir şekilde buharlaştığını göstermiştir. Çalışma akışkan çiftine alumina
nanopartüküllerinin eklenmesi sistemin ısıl performans katsayısını ve ekserjetik performans katsayısını sırasıyla
%55.56 ve %22.8 oranlarında arttırmış, dolaşım oranını (f) ise %51.72 oranında azaltmıştır. En yüksek ekserji
kaybı jeneratörde gerçekleşmiştir.
Anahtar kelimeler: Difüzyonlu absorbsiyonlu soğutma sistemi, Ekserji, Nanoakışkan.
THE EFFECT ON THE EXERGY PERFORMANCE OF NANOFLUID USING IN
DIFFUSION ABSORPTION MINI REFRIGERATORS
Abstract: In this study, the effects of the passive heat transfer improvement method of coupling ammonia/water
with nano-size alumina (Al2O3) particles were examined in regard to the heat performance of a diffusion
absorption refrigeration system (DARS). Adding nanoparticles into the fluid leads to significant improvement in
heat transfer since the surface area and heat capacity of the fluid increase due to the high surface area of the
nanoparticles. In this study, cooling/absorbent fluid mixtures with Al 2O3 nanoparticles and their impact on
system energy and exergy performance were assessed. The results of experiments indicated that the system with
nanoparticles provided better absorption of heat from the generator and faster evaporation of the cooler from the
cooling/absorption fluid. Addition of alumina nanoparticles to DARS improved the system’s coefficient of
performance (COP) and exergetic coefficient of performance (ECOP) by 55.56% and 22.8%, respectively, and
reduced the circulation ratio (f) by 51.72%. It was found that the highest exergy destruction was in the DARS
generator.
Keywords: Diffusion Absorption refrigeration system, Exergy, Nanofluid.
12
PARALEL MİKRO KANALLI ISI ALICIDA KAYNAMALI AKIŞ
KARAKTERİSTİKLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
Burak MARKAL*, Orhan AYDIN**, Mete AVCI***
Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon
*[email protected]; 0 462 377 2974
**[email protected]; 0 462 377 2974
***[email protected]; 0 462 377 2960
Özet: Bu çalışmada, paralel mikro kanallı bir ısı alıcıda de-iyonize suyun doymuş kaynamalı akış
karakteristikleri deneysel olarak incelenmiştir. Silikon mikro kanal ısı alıcı 29 paralel, dikdörtgen kesitli
kanaldan oluşmaktadır. Kanalların her birinin genişliği ve derinliği (yüksekliği) sırasıyla 110µm ve 90µm olup,
farklı kütlesel debilerde (151.27, 194.73, 237.62, 281.09 ve 323.98 kg/m 2s) ve farklı ısıl yüklerde (51.9, 54, 56,
57.9 ve 60.1W) deneyler yapılmıştır. Deneyler boyunca iş akışkanının test bölgesine giriş sıcaklığı 50±1 °C'de
sabit tutulmuştur. Sıcaklık ve basınç ölçümlerinin yanı sıra eş zamanlı yapılan yüksek hızlı akış görüntüleme
çalışmaları ile kaynama kararsızlıkları ve ısı transferinin fiziksel mekanizmasıyla ilgili önemli bulgular elde
edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Kaynamalı akış, mikro kanal, iki faz ısı transferi, basınç düşümü, akış görüntüleme.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF FLOW BOILING CHARACTERISTICS IN
PARALLEL MICROCHANNEL HEAT SINK
Abstract: In this study, saturated flow boiling characteristics of deionized water in parallel microchannels are
investigated experimentally. The silicone microchannel heat sink consists of 29 parallel rectangular
microchannels of 110µm width and 90µm height. Experiments have been conducted for different mass fluxes
(151.27, 194.73, 237.62, 281.09 ve 323.98kg/m2s) and heat inputs (51.9, 54, 56, 57.9 ve 60.1W). Inlet
temperature of working fluid is kept at 50±1°C during the experiments. Key findings have been obtained for
flow boiling instabilities and physical mechanisms of heat transfer via the simultaneous high speed flow
visualization as well as the temperature and pressure measurements.
Keywords: Flow boiling, microchannel, two phase heat transfer, pressure drop, flow visualization
13
KARBON NANOTÜP İÇEREN NANOAKIŞKANIN ISI TRANSFERİ ARTIŞI
VE BASINÇ DÜŞÜŞÜ PERFORMANSININ
DENEYSEL VE SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ
*Koray KARABULUT, , **Kerim YAPICI, ***Ertan BUYRUK, ***Ferhat KILINÇ
*Cumhuriyet Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü
58140 Sivas, [email protected]
**Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü
58140 Sivas, [email protected]
***Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
58140 Sivas, [email protected]; [email protected]
Özet: Bu çalışmada, dış yüzeyinde sabit ısı akısı olan yatay bakır bir boruda MWCNT (çok katmanlı karbon
nanotüp) nanoakışkanının ısı transferi hem deneysel hem de sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada,
çok katmanlı karbon nanotüp nanoakışkanının ısı transferi artışı ve basınç düşüşü özellikleri değerlendirilirken,
sayısal çalışmada sonlu hacim yöntemi olan CFD paket programı ANSYS 15.0-FLUENT’ in kullanılmasıyla üç
boyutlu olarak korunum denklemleri tek fazlı akışkan kabulüyle çözülmüştür. Taban akışkanı olarak kullanılan
saf suyun ısı transfer katsayısı ve basınç düşüşü ölçülmüş ve ilgili korelasyondan elde edilen sonuçlarla
karşılaştırılmıştır. Sayısal çalışmada elde edilen boru yüzey sıcaklık değerleri nanoakışkan için deneysel
sonuçlarla karşılaştırıldığında ortalama % 2 hata ile birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Çalışmada, % 0.01
konsantrasyonlu MWCNT nanoakışkanının ısı transferi artışında ısı akısı ve hacimsel debinin etkileri
sunulmuştur. MWCNT nanoakışkanının ısı taşınım katsayısı (h), 0.9 lt/dk’ lık debide taban akışkanına
uygulanan en yüksek ısı akısı değerinde (7247.492 W/m2) yaklaşık % 20 daha fazladır. Bununla birlikte, basınç
düşüşündeki artış % 3.7-5.6 aralığında değişmektedir. Sonuçlar, MWCNT nanoakışkanının ısı transferi
uygulamalarında geleneksel çalışma akışkanlarına iyi bir alternatif olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
Anahtar Kelimeler: Nanoakışkan, Karbon nanotüp (CNT), Taşınım ısı transfer katsayısı
EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATION OF HEAT TRANSFER
ENHANCEMENT AND PRESSURE DROP PERFORMANCE OF NANOFLUID
CONTAINING CARBON NANOTUBE
Abstract: In this paper, both experimental and numerical studies have been performed on the heat transfer of
MWCNT (multi-walled carbon nanotube) nanofluid in a horizontal copper tube that was subjected to a uniform
heat flux at its outer surface. An experimental investigation was done to evaluate the heat transfer characteristics
and the pressure drop of a multi-walled carbon nanotube (MWCNT) nanofluid and in numerical study, finite
volume method (ANSYS 15.0-FLUENT) was employed to solve the continuity, momentum and energy
equations in three dimensional domains by assuming single phase flow. The heat transfer coefficient and
pressure drop within the flowing base fluid (distilled water) were measured and compared with the
corresponding data from the correlation. The datas of nanofluid for surface temperature of tube were satisfied
within a 2 % error for the numerical work compared with experimental results. The effects of the volumetric
flow rate and the heat flux on the enhancement of the heat transfer of 0.01 % MWCNT nanofluid were presented
in the study. The convective heat transfer coefficient (h) of the MWCNT with 0.01 % volumetric concentration
was higher than the base fluid by approximately 20 % for the applied max. heat flux value (7247.492 W/m2).
However, the increase in the pressure drop ranged from 3.7 % to 5.6 %. Finally, the results reveals that the
MWCNT nanofluid can be used as a good alternative conventional working fluids in heat transfer applications.
Keywords: Nanofluid, Carbon nanotube (CNT), Convective heat transfer coefficient
14
DAİRESEL, DÜZ SÜREKLİ VE DALGALI SÜREKLİ KANATLI
YOĞUŞTURUCULARIN SONLU FARKLAR YÖNTEMİYLE MODELLENMESİ
M.Turhan ÇOBAN*
*Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
35000 Bornova, İzmir, [email protected]
Özet: Hava soğutmalı yoğuşturucular (kondenserler)
iklimlendirme sistemlerinde yoğun olarak
kullanılmaktadır. Bu tür yoğuşturucuların hesaplanma yöntemleri düz bir gövde boru tipi ısı değiştiricinin
hesaplanmasına göre biraz daha karışık denklemlerin kullanılmasını gerektirmektedir. Dairesel, düz ve sürekli,
dalgalı ve sürekli, düz çizgili yüzeyli ve dalgalı çizgili yüzeyli yoğuşturucular her biri için ayrı ısı transferi
denklemleri kullanılarak irdelenmiştir. İç akışkan olarak çeşitli soğutkanlar alınarak etkileri karşılaştırılmıştır.
Soğutkanların ve havanın termodinamik ve termofiziksel özellikleri (vizkozite, ısıl iletkenlik katsayısı) hal
denklemleri ve eğri uydurulmuş veriler kullanılarak hesaplanmıştır. Bu denklemler kullanılarak java
programlama diliyle bir benzeşim programı geliştirilmiştir. Değişik geometriler benzer fiziksel şartlarda
karşılaştırılarak ısı değiştirme verimleri karşılaştırılmıştır.
Anahtar Kelimler: kanatlı ısı değiştirici, yoğuşturucu, ısı transferi, sonlu farklar yöntemi ...
15
KURUTMA İŞLEMİNDE İPLİK BOBİNLERİ İÇERİSİNDEKİ SICAKLIK
DAĞILIMININ MATEMATİKSEL MODEL YARDIMIYLA BELİRLENMESİ
Uğur AKYOL*, Rafayel SHALIYEV**, Ahmet CİHAN***, Kamil KAHVECİ****
*Namık Kemal Üniversitesi Çorlu Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
59860 Çorlu, Tekirdağ, [email protected]
**Namık Kemal Üniversitesi Çorlu Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü
59860 Çorlu, Tekirdağ, [email protected]
***Beykent Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Ayazağa/Maslak, İstanbul, [email protected]
****Trakya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
22030 Edirne, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, iplik bobinlerinin iç yüzeyinden dış yüzeyine doğru basınç altındaki sıcak hava akışı
vasıtasıyla kurutulması sırasında bobinler içerisindeki sıcaklık dağılımını hesaplamak için matematiksel bir
model sunulmuştur. Bu şekilde kurutma prosesi için oluşturulan matematiksel model tek bir enerji korunum
denklemi ve uygun sınır koşulları yardımıyla ifade edilmiştir. Matematiksel model içerisindeki ısı ve kütle
transferi problemi yün iplik bobinine ait efektif termofiziksel özellikler kullanılarak, içerisinde konvektif terimi
de göz önünde bulunduran nonlineer ısı taşınımı problemine indirgenmiştir. Daha sonra deneysel sıcaklık
alanları ile matematiksel modelden elde edilen sıcaklık alanları karşılaştırılmıştır.
Anahtar Kelimler: Bobin, Kurutma, Matematiksel model, Termofiziksel özellikler, Yün.
DETERMINATION OF TEMPERATURE DISTRIBUTION INSIDE YARN BOBBINS
USING A MATHEMATICAL MODEL DURING A DRYING PROCESS
Abstract: A mathematical model was presented to calculate the temperature distribution inside textile bobbins
during a pressurized hot-air convective drying process. The mathematical model was expressed by a single
energy conservation equation and appropriate boundary conditions. The heat and mass transfer problem within
the mathematical model was reduced to a nonlinear heat convection problem including the convective term by
using thermophysical properties of wool yarn bobbin. Afterwards a comparison was made between the
temperature values obtained from the mathematical model and the experimental data.
Keywords: Bobbin, Drying, Mathematical model, Thermophysical properties, Wool.
16
ALT DUVARI DALGALI ÜÇGEN ŞEKLİNDEKİ BİR KAVİTE İÇERİSİNDEKİ
NANOAKIŞKANLARIN DOĞAL KONVEKSİYONU
Elif Büyük ÖĞÜT* ve Medet KILIÇTEPE**
*Hereke Meslek Yüksekokulu, Kocaeli Üniversitesi, Hereke, Kocaeli
*
[email protected]
**Yıldızlar Suüstü Eğitim Merkezi Komutanlığı Gölcük, Kocaeli
[email protected]
Özet: Bu çalışmada, yan duvarları farklı şekilde ısıtılmış, alt duvarı dalgalı ve yalıtılmış olan üçgen bir kavite
içindeki su bazlı nanoakışkanların daimi olmayan, laminer doğal konveksiyon akışı nümerik olarak
incelenmiştir. Nanoakışkanların yönetici denklemleri ANSYS Fluent programıyla çözülmüştür. Nümerik
hesaplamalarda yönetici parametrelerden Grashof sayısı 10 4-106 aralığında alınmış olup, katı partiküllerin hacim
fraksiyonu 0, 0.05, 0.10 aralığındaki değerler ve boyutsuz zaman 0.1, 0.5 ve 1 için ele alınmıştır.
Nanoakışkanların ısı iletim katsayısının hesaplanmasında Yu ve Choi modeli kullanılmıştır. Nanopartikül olarak
Cu, Ag ve TiO2 seçilmiştir. Sonuçlar Grashof sayısının, boyutsuz zamanın, nanopartikül cinsinin ve katı hacim
fraksiyonunun akış ve ısı transferi üzerinde önemli etkilere sahip olduğunu göstermektedir. Nanopartiküllerin
hacimsel fraksiyonunun arttırılmasıyla ısı transferinde önemli artışlar söz konusu olmaktadır. Grashof sayısının
artmasıyla sirkülasyon şiddetlenmekte ve ısı transferi miktarının artmasına sebep olmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Doğal konveksiyon, nanoakışkan, dalgalı duvar, üçgen kavite
NATURAL CONVECTION OF NANOFLUIDS IN A TRIANGULAR CAVITY
HAVING CORRUGATED BOTTOM WALL
Abstract: In this study, the sidewalls heated differently, sealed bottom wall is a triangular wave and a cavity in
those non-permanent water-based nanofluids laminar flow of natural convection was investigated numerically.
Nanofluids manager equations are solved with ANSYS FLUENT program. Grashof number in numerical
calculations of the governing parameters is taken in the 10 4-106 range, the solid particle volume fraction of 0,
0.05, 0.1 times the value of the 0:10 range, and dimensionless, is considered to 0.5 and 1. In calculating the heat
transmission coefficient nanofluids Yu and Choi model was used. Nanoparticles as Cu, Ag and TiO 2 were
selected. Results of the Grashof number, a dimensionless time, the type of flow and heat transfer and solid
volume fraction of nanoparticles shows that have a significant impact. Substantial increase in heat transfer by
increasing the volume fraction of nanoparticles is concerned. It is exacerbated by the increasing number Grashof
circulation and leads to an increase in the amount of heat transfer.
Keywords: Natural convection, nanofluid, corrugated wall, triangular cavity
17
KOYP CAM-SERAMİK SIZDIRMAZLIK MALZEMELERİNİN ISIL VE MEKANİK
DAVRANIŞLARININ DENEYSEL İNCELENMESİ
Ahmet BAKAL*, Alparslan TOPCU*, Mehmet EREN*, Salih DAĞLI*
*Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü 19030, Çorum
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada katı oksit yakıt pillerinde (KOYP) sızdırmazlık elemanı olarak kullanılan BaO ve SiO 2
temelli cam-seramik malzemelerin ısıl davranışları incelenmiş ve ısıl çevrim hızlarının ısıl gerilme dayanımına
etkisi belirlenmiştir. Bu amaçla 3x3 cm2 boyutlarında numuneler üretilmiş, 600 °C sıcaklıktan, oda sıcaklığına
doğal ve zorlanmış taşınımla soğutulmuş ve sıcaklık değişimi ile kırılma dayanımları deneysel olarak
belirlenmiştir. Sonuç olarak BaO temelli cam-seramiğin daha hızlı soğuduğu ve KOYP sistemleri için daha
uygun olduğu görülmüştür. Ayrıca kırılma dayanımları ısıl çevrim öncesi ve sonrası bulunmuş ve BaO temelli
cam-seramiğin başlangıçta daha yüksek mukavemete sahip olmasına karşın ısıl çevrim sonucunda SiO2 temelli
cam-seramiğin dayanımının belirgin bir şekilde arttığı görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Katı oksit yakıt pilleri, Cam-seramik, Isıl çevrim, Isıl gerilme, Kırılma dayanımı
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THERMAL AND MECHAICAL
BEHAVIORS OF SOFC GLASS-CERAMIC SEALANTS
Abstract: In this study, thermal behaviors of BaO and SiO2 based glass-ceramic materials which are used as a
sealant for solid oxide fuel cells (SOFC) are investigated and effect of thermal cycle rates on the fracture
strength due to thermal stress is determined. For this purpose, the samples sized 3x3 cm 2 are fabricated, cooled
from 600 °C to room temperature by natural and forced convection and then the temperature distribution and the
fracture strengths are defined via experiments. In the result, It is seen that BaO-based glass-ceramic cools more
rapidly than SiO2 and thus it is more suitable candidate for SOFC sealants. Also the fracture strengths are found
as before and after thermal cycle and it is seen that strength of BaO is higher than SiO 2 before thermal cycle
while that of SiO2 significantly increases after the cycle.
Keywords: Solid oxide fuel cells, Glass-ceramic, Thermal cycle, Thermal stress, Fracture strength
18
İKİZKENAR YAMUK KESİTLİ BİR MİKROKANALDA ZnO-SU
NANOAKIŞKANININ AKIŞ VE ISI TRANSFERİ KARAKTERİSTİKLERİNİN
NÜMERİK OLARAK İNCELENMESİ
Tuğçe İŞGÜZAR*, Cüneyt UYSAL*, Kamil ARSLAN*, Hüseyin KURT*
*Karabük Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
78050 Karabük, [email protected]; [email protected];
[email protected]; [email protected]
Özet: Bu çalışmada, ikizkenar yamuk kesitli bir mikrokanal içerisindeki ZnO-Su nanoakışkanının akış ve
zorlanmış taşınım ısı transferi nümerik olarak incelenmiştir. Akış üç boyutlu sürekli şartlarda, hidrodinamik ve
termal olarak gelişmekte olan laminer akış koşullarında kabul edilmiştir. Mikrokanalın alt ve yan yüzeylerine
10000 W/m2’lik sabit ısı akısı uygulanmıştır. Mikrokanalın üst yüzeyi yalıtılmıştır. Reynolds sayısının 100-1000
aralığındaki değerleri için çalışılmıştır. Mikrokanalın hidrolik çapı ve uzunluğu sırasıyla 150 µm ve 5 cm olarak
dikkate alınmıştır. Nümerik analizler ZnO-Su nanoakışkanının farklı nanopartikül hacimsel oranları (φ = %1-4)
için gerçekleştirilmiştir. Nümerik hesaplamalardan ısı taşınım katsayısı ve Darcy sürtünme faktörü değerleri elde
edilmiştir. Sonuç olarak, nanopartikül hacimsel oranındaki artışla ısı taşınım katsayısının arttığı gözlemlenmiştir.
Isı taşınım katsayısındaki maksimum iyileştirme %4 ZnO nanopartikül ilavesi içeren ZnO-Su nanoakışkanı için
%16.86 olarak elde edilmiştir. Bununla birlikte, Darcy sürtünme faktörü nanopartikül hacimsel oranındaki
artıştan etkilenmemiştir.
Anahtar Kelimler: ZnO-Su nanoakışkanı, İkizkenar yamuk kesitli mikrokanal, Zorlanmış taşınım, Darcy
sürtünme faktörü, Isı taşınım katsayısı.
NUMERICAL INVESTIGATION OF FLUID FLOW AND HEAT TRANSFER
CHARACTERISTICS OF ZnO-WATER NANOFLUID IN A TRAPEZOIDAL
CROSS-SECTIONED MICROCHANNEL
Abstract: In this study, the fluid flow and forced convective heat transfer of ZnO-Water nanofluid through the
trapezoidal cross-sectioned microchannel was numerically investigated. The flow was considered as threedimensional steady-state thermally and hydrodynamically developing laminar flow condition. The constant heat
flux of 10000 W/m2 was applied at the bottom and side surfaces of the microchannel. Top surface of the
microchannel was insulated. The Reynolds number was in the range of 100-1000. The hydraulic diameter and
the length of the trapezoidal microchannel were considered to be 150 µm and 5 cm, respectively. Numerical
analyses were performed for different nanoparticle volume fractions (φ = 1- 4 vol.%) of ZnO-Water nanofluid.
Convection heat transfer coefficient and the Darcy friction factor values were obtained from numerical
calculations. As a result, it is observed that the convective heat transfer coefficient increases with increasing in
nanoparticle volume fraction. The maximum enhancement in convective heat transfer coefficient was obtained to
be 16.86% for ZnO-Water nanofluid containing ZnO nanoparticle of 4.0%. However, the Darcy friction factor is
not affected by the increasing in nanoparticle volume fraction.
Keywords: ZnO-Water nanofluid, Trapezoidal cross-sectioned microchannel, Forced convection, Darcy friction
factor, Convection heat transfer coefficient.
19
GÜNEŞ ENERJİSİ DESTEKLİ ENERJİ DEPOLAMA SİSTEMLİ KURUTMA
SİSTEMİNDE ELMA DİLİMİ ÜZERİNDE ISI VE KÜTLE TRANSFERİNİN
MODELLENMESİ
Halil ATALAY*, M.Turhan ÇOBAN**, Olcay KINCAY***
*Bozok Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
66200 Merkez, Yozgat, [email protected]
** Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
35000 Bornova, İzmir, [email protected]
***Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
34330 Beşiktaş,İstanbul, [email protected]
Özet: Bu çalışmada güneş enerjisi destekli ve enerji depolama sistemli kurutma sisteminde kurutulan elma
dilimleri üzerindeki ısı ve kütle transferinin modellenmesi incelenmiştir. Sonlu farklar metodu kullanılarak elma
dilimleri üzerinde sıcaklık ve nem dağılımları belirlenmiştir. Bu modelleme çalışması için java programlama dili
kullanılarak bir yazılım gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen bu yazılım sayesinde elma dilimi üzerinde sıcaklık ve
nem değişimleri belirli bir zaman periyodu içerisinde incelenerek elma dilimlerinin kuru ağırlığa göre nem ve
sıcaklığındaki değişimler sürekli olarak takip edilmiştir.
.Anahtar Kelimler: Güneş enerjili kurutma sistemleri, elma kurutma, ısı transferi, kütle transferi, sıcaklık
dağılımı, nem içeriği.
THE MODELING OF HEAT AND MASS TRANSFER ON THE APPLE SLICES
WİTH SOLAR ENERGY AIDED DRYING SYSTEM
Abstract: In this study, the modeling of heat and mass transfer on the dried apple slices with solar energy
storage aided drying system were examined. Temperature and moisture distribution on the apple slices were
determined with using finite differance method. Java programming language was used for this model. By means
of this model, changes of temperature and moisture on the apple slices were examined constantly within a certain
period of time according to apple slices' dry weight.
Keywords: Solar energy drying system, apple drying, heat transfer, mass transfer, temperature distribution,
moisture content...
20
YARIM SİLİNDİR YERLEŞTİRİLMİŞ KAVİTE İÇERİSİNDE DOĞAL
TAŞINIMLI ISI GEÇİŞİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ
Doğan Engin ALNAK**, Betül TEYMUR*, Ferhat KOCA**, Coşkun ÖZALP*
*Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Osmaniye,
[email protected], [email protected]
**Cumhuriyet Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Sivas
58140 Merkez, Sivas, [email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, düşey duvarına yarım silindir şeklindeki cisimlerin farklı şekilde yerleştirilmiş olduğu bir
kavite(oyuk) içerisindeki doğal taşınımlı ısı transferi problemi sayısal olarak incelenmiştir. Hesaplamalar yarım
silindirin kavite içerisine farklı şekilde yerleştirilmesi ve farklı Rayleigh (Ra=10 3, Ra=104, Ra=105 ve Ra=106 )
sayıları için yapılmış, akım ve sıcaklık dağılımları verilerek ortalama Nusselt sayıları hesaplanmıştır. Sınır şartı
olarak kavitenin alt ve üst cidarları adyabatik olarak kabul edilmiştir. İki boyutlu sayısal modelin çözümünde
ANSYS Fluent programı kullanılmıştır. Elde edilen değerler sonuçların doğruluğunu göstermek için literatürdeki
farklı iki çalışma ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde silindirin farklı şekilde yerleştirilmesi ile yerel
Nusselt sayılarının maksimum değerlerinin konumunun kavite boyunca değiştiği görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Kavite, doğal taşınım, yarım silindir, akım ve sıcaklık dağılımları.
NUMERICAL ANALYSIS OF NATURAL CONVECTION HEAT TRANSFER
IN A SEMI-CIRCULAR OBJECT INSERTED CAVITY
Abstract: The aim of this study is to investigate the natural convection heat transfer problem using numerical
method within vertical wall disposed semi-cylindrical cavity (well). The calculations are made for semicylindrical with different forms disposed in the cavity for different Rayleigh numbers (Ra=10 3, Ra=104, Ra=105,
Ra=106 ). Average Nusselt numbers are calculated and isotherms and streamlines distributions are also
given.The bottom and upper walls of the cavity are considered adiabatic. ANSYS FLUENT software is used for
the solution of two –dimensional numerical model. The obtained values are compared with two different studies
in the literature to demonstrate the accuracy of the results. When the resulsts are analysed, it is seen that the
position of the maximum value of the local Nusselt number ranged across the cavity by placing the cylinder in a
different form.
Key words: Cavity, natural convection, semi-cylindrical, temperature and current distributions.
21
DÜŞEY YÜZEYİNE AYRIK ISITICILAR YERLEŞTİRİLMİŞ KAPALI ORTAMDA
PERİYODİK DOĞAL TAŞINIM
Buğra SARPER*, Mehmet SAĞLAM** Orhan AYDIN**
*Gümüşhane Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
29100 Gümüşhane, [email protected]
** Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
61080 Trabzon, [email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, düşey yüzeyine ayrık ısıtıcılar yerleştirilen kare şeklindeki kapalı ortamda periyodik doğal
taşınım sayısal olarak incelenmiştir. Isıtıcılar yüzey ısı akısı sınır koşuluna sahip olup, ısı akıları zamana bağlı
olarak değişmektedir. Diğer düşey yüzey sabit sıcaklıkta tutulurken, yatay yüzeyler ve ısıtıcıların arasında kalan
bölümler ise adyabatik sınır koşuluna sahiptir. Kapalı ortam içerisinde akışkan olarak hava kullanılmış olup,
düzeltilmiş Rayleigh sayısı 105 olarak alınmıştır. Çalışmada ısı akıları arasındaki faz farkına odaklanılmış,
ısıtıcıların “aç-kapa” çalışma koşullarının kapalı ortam içerisindeki ısı transferi üzerine etkileri detaylı olarak
analiz edilmiştir.
Anahtar Kelimler: Doğal taşınım, ısı transferi, periyodik ısı akısı.
PERIODIC NATURAL CONVECTION IN AN ENCLOSURE WITH DISCRETE
HEATERS PLACED ON ITS VERTICAL SURFACE
Abstract: In this study, periodic natural convection in a square enclosure with discrete heaters located on a
vertical surface investigated numerically. Heat flux of the discrete heaters varies periodically. Other vertical
surface is kept at a constant temperature while the horizontal surfaces and other sections between the discrete
heaters have adiabatic boundary condition. Air is used as the fluid within the enclosure and the modified
Rayleigh number is taken as 105. The study is focused on the phase difference between the heat fluxes and the
effects of the heaters “on-off” operation conditions on heat transfer inside the enclosure is analysed in detail.
Keywords: Natural convection, heat transfer, periodic heat flux.
22
ALTIGEN KANATÇIKLI ISI ALICILARDA ÇARPAN JETLE ISI VE AKIŞ
KARAKTERİSTİKLERİNİN DENEYSEL VE SAYISAL OLARAK BELİRLENMESİ
Rıdvan YAKUT1, Kenan YAKUT2, Abdüssamed KABAKUŞ3, Kumru Güreşci4, Faruk YEŞİLDAL5
1
Kafkas Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, Kars
[email protected]
2
Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, Erzurum
[email protected]
3
Artvin Çoruh Üni. Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Artvin
[email protected]
4
Atatürk Üni. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Anabilim Dalı, Erzurum
5
Ağrı İbrahim Çeçen Üni. Patnos Doğa Bil. ve Mühendislik Fakültesi Makine Müh. Böl., Ağrı
[email protected]
Özet: Bu çalışmada Taguchi metoduyla rüzgar tünelinde L18(21 37) ortogonal dizisiyle optimize edilen, OHS-1
olarak adlandırılan altıgen ısı alıcının, çarpan jetle ısı ve akış karakteristikleri deneysel ve sayısal olarak
incelenmiştir. Sayısal analizde hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) paket programı ANSYS Fluent
kullanılarak analiz edilmiştir. Çarpan jet analizlerinde en çok kullanılan türbülans modelleri incelenmiş ve
deneysel çalışmaya en yakın sonuçları veren k-ε relizable türbülans modeli seçilmiştir. Isı alıcılar için sayısal ve
deneysel çalışmalar sabit lüle çapında, iki farklı h/d mesafesinde, altı akış hızında ve üç farklı kanatçık boyu için
yapılmıştır. Deneysel ve sayısal olarak elde edilen Nu-Re ve Cpx,y-l/(l0/2) değişimleri incelenerek
karşılaştırılmıştır ve ısı alıcıya ait korelasyonlar elde edilmiştir. Yapılan çalışmalar sonunda deneysel sonuçlarla
sayısal sonuçların iyi bir uyum içerisinde olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: ısı transferi, çarpan jet, türbülans modeli, deneysel, sayısal analiz, Hesaplamalı Akışkanlar
Dinamiği (HAD)
EXPERIMENTAL AND NUMERICAL ANALYSIS OF HEAT AND FLOW
CHARACTERISTICS WITH IMPINGEMENT JET FOR OPTIMIZED
HEXAGONAL FINNED HEAT SINKS
Abstract: In this study, heat and flow characteristics with impingement jet of hexzagonal finned heat sinks
which is named as OHS-1, all of which have been optimized by using Taguchi method in the wind tunnel
according to L18(21 37) orthogonal array, have been determined experimentally and analysed numerically by
Ansys-Fluent CFD programme. Six of most commonly used turbulence models in the numerical analysis of heat
and mass transfer with impinging jets were examined and k-ε reliable turbulence model was chosen the most
suitable for experimental study. The experimental and numerical studies were carried out for heat sinks by a
nozzle diameter, two different h/d distances, 6 different flow rate and 3 different fin heights. The variations of
the Nu-Re ve Cpx,y- l/(l0/2) were analysed and compared. Finally, heat transfer correlations obtained from
experimental data and numerical simulation of impingement jet heat transfer. The numerical and
experimental results were observed to be in good agreement.
Keywords: heat transfer, impingement jet, turbulent model, experimental analysis, numerical analysis,
Computational Fluid Dynamics (CFD)
23
DİKDÖRTGEN KANATÇIKLI ISI ALICILARIN KANAL AKIŞINDA
ISI VE AKIM KARAKTERİSTİKLERİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ
Kumru Güreşçi*, Kenan Yakut**, Faruk YEŞİLDAL***, Rıdvan YAKUT****Altuğ KARABEY*****
*Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
25030, Erzurum, [email protected]
**Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
25030, Erzurum, [email protected]
***Ağrı İbrahim Çeçen Üni. Ağrı MYO Makine ve Metal Teknolojileri Bölümü
04100, Ağrı, [email protected]
****Kafkas Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü,
36100, Kars, [email protected]
*****Yüzüncü Yıl Üniversitesi Erciş MYO Makine ve Metal Teknolojileri Bölümü,
65400, Van, [email protected]
Özet: Elektronik cihazlar teknolojik gelişmeler ile birlikte günlük yaşamımızın vazgeçilmez bir parçasıdır.
Yüksek işlem hızı ve küçük boyutlar elektronik cihaz dizaynında önemli faktörlerdir. Bu çalışmada rüzgar
tünelinde Taguchi L18(21*37) ortogonal deney planı kullanılarak optimize edilmiş olan dikdörtgen kanatçıklı ısı
alıcıların ısı ve akış karakteristikleri teorik olarak analiz edildi. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD)
analizinde Ansys-Fluent Icepak modülü kullanıldı. Analizler iki adet dikdörtgen kanatçıklı optimize edilmiş ısı
alıcıları için üç farklı kanatçık boyunda ve beş farklı hızda yapıldı. Analizler (HAD) sonucunda, Nu-Re, f-Re ve
Ns,a-Re grafikleri elde edildi ve deneysel sonuçlarla karşılaştırma yapıldı.
Anahtar Kelimler: Kanatçıklı ısı alıcısı, Türbülanslı akış modeli, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD).
NUMERICAL ANALYSIS OF HEAT AND FLOW CHARACTERISTICS IN DUCT
FLOW FOR RECTANGULAR FINNED HEAT SINKS
Abstract: Along with technological developments of electronic devices indispensable part of our daily lives.
High processing speed and small dimensions are important factors in the design of electronic devices. In this
study, the heat transfer and flow characteristics of rectangular finned heat sinks which optimized according to the
Taguchi experimental L18(21*37) design method in channel flow was analysed theoretically. Ansys-Fluent Icepak
module was used in CFD analysis. The analysis carried out for two rectangular finned optimized heat sinks in 3
different fin heights and 5 different flow velocities. According to CFD results, Nu-Re, f-Re, Ns,a-Re graphics
were presented and compared with experimental results.
Keywords: Finned heat sink, Turbulent flow model, Computational Fluid Dynamics (CFD).
24
MİKRO-OLUKLU ISI BORUSU ÜRETİMİ İÇİN FARKLI MİKRO-ÜRETİM
YÖNTEMLERİNİN İRDELENMESİ
Serdar TAZE*, Barbaros ÇETİN*, Mehmet YILMAZ** , Zafer DURSUNKAYA***
*İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü 06800 Bilkent/Ankara
**İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi-Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi 06800 Çankaya/Ankara
***ODTÜ, Makina Mühendisliği Bölümü 06800 Çankaya/Ankara
[email protected], [email protected],
[email protected] [email protected]
Özet: MEMS ve elektronik teknolojisinde yaşanan gelişmeler sonucunda başta savunma sanayi olmak üzere
birçok farklı uygulamada elektronik yapıların güvenli bir şekilde çalışabilmesi için çok küçük alanlardan çok
yüksek miktarda ısının çekilmesi gerekmektedir. Bu amaca yönelik olarak faz değişimi ısı transferi
mekanizmalarının kullanılması avantaj sağlamaktadır. Bu noktada hem yüksek akıda ısı transferinin daha az
sıcaklık farkı ile gerçekleştirme kabiliyetleri hem de hareket eden parçalarının olmaması ve güvenilirliklerinin
yüksek olmasından dolayı ısı borularının kullanım alanları genişlemekte ve havacılık gibi lider endüstrilerde
elektronik ekipmanların soğutulmasında sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışmada Silikon devre levhası üzerinde
mikro-oluklu ısı borusu uygulamasına yönelik farklı mikro-üretim tekniklerinin değerlendirmesi yapılmıştır.
Mikro-olukların açılmasına yönelik kimyasal aşındırma, minyatür-işleme ve mekanik kesme yöntemleri
kullanılmıştır. Üretim için Bilkent Üniversitesi Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi ve Bilkent Üniversitesi
Mikro sistem Tasarım ve Üretim Merkezi imkanları kullanılmıştır. Bu yöntemlerin avantajları ve dezavantajları
tartışılmıştır.
Anahtar Kelimler: Isı borusu, mikro-oluk, kimyasal aşındırma, minyatür-işleme, mekanik kesme
ASSESSMENT OF DIFFERENT TECHNIQEUS FOR THE FABRICATION OF
A MICRO-GROOVE HEAT PIPE
Abstract: Following the developments in MEMS and electronics technology, high heat removal from a small
surface area is required for the safe operation of electronic components in different applications especially in
defense industry. In this respect, phase-change heat transfer offers an advantage. Considering the high heat flux
occurring at relatively low temperature difference and lack of moving components together with high reliability,
heat pipe technology has extended its application area, and being used for the electronic cooling in leading
industries such as aviation. In this study, different fabrication techniques have been discussed for the fabrication
of a silicon, micro-grooved heat pipe. For the fabrication of micro-grooves chemical etching, micro-machining
and mechanical cutting techniques have been used. For the fabrication, facilities of Bilkent University National
Nanotechnology Research Center and Bilkent University Micro System Design and Manufacturing Center have
been utilized. Advantages and disadvantages of different techniques have been discussed.
Keywords: Heat pipe, micro-groove, chemical etching, micro-machining, mechanical cutting
25
OTO RADYATÖR SOĞUTMA PERFORMANSININ SU TABANLI GRAFEN OKSİT
NANOAKIŞKAN İLE İYİLEŞTİRİLMESİ İÇİN DENEYSEL ÇALIŞMA
Ferhat KILINÇ*, Ertan BUYRUK*, Kerim YAPICI**, Koray KARABULUT***
*Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
58140 Sivas, [email protected] , [email protected]
**Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü
58140 Sivas, [email protected]
***Cumhuriyet Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü
58140 Sivas, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, araç radyatöründeki ısı transferi performans artışı saf su ve su tabanlı grafen nanoparçacık
eklenmiş nanoakışkan kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler farklı akışkan sıcaklıkları (36, 40 ve
44 oC) ve debilerde (0.6, 0.7, 0.8 ve 0.9 m3/h) gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlarla toplam ısı transferi
katsayısı grafen oksit nanoakışkanı (%0.01 ve 0.02 hacimsel konsantrasyon) için hesaplanmıştır. Hava tarafının
debisi sabit tutulmuştur. Deneylerden elde edilen toplam ısı transfer katsayıları saf su ve nanoakışkan için
karşılaştırılarak ısı transferi performansındaki artış belirlenmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki, akışkan 44 oC
sıcaklıkta iken toplam ısı transferi katsayısındaki en yüksek artış miktarı %0.01 GO-su nanoakışkanı için %7.9
ve %0.02 GO-su nanoakışkanı için %33.9 olmuştur.
Anahtar Kelimeler: Nanoakışkan, grafen nanoparçacık, araç radyatörü.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF COOLING PERFORMANCE
ENHANCEMENT AND PRESSURE DROP PERFORMANS OF NANOFLUID
CONTAINING CARBON NANOTUBE
Abstract: In this study, heat transfer performance enhancement of a car radiator by using pure water and waterbased graphene nanoparticles added nanofluid is investigated experimentally. Experiments are conducted at
different fluid temperatures (36, 40 and 44 °C) and flow rates (0.6, 0.7, 0.8 and 0.9 m3/h). Overall heat transfer
coefficient is calculated from obtained results for graphene oxide (0.01 and 0.02% vol. concentration) nanofluid.
The flow rate of the air side is kept constant. Overall heat transfer coefficient obtained from the experiments are
compared with pure water and the nanofluid to determine increase in heat transfer performance. Results showed
that when the fluid temperature at 44 °C, the highest amount of increase in the overall heat transfer coefficient is
7.9% for 0.01% GO-water, and 33.9% for 0.02% GO-water nanofluid respectively.
Key Words: Nanofluid, graphene nanoparticle, car radiator.
26
GÜNEŞ ALTINDA DOĞAL TAŞINIMLA KURUTULAN BAZI ÜRÜNLERİN
KONVEKTİF ISI TRANSFER KATSAYISININ HESAPLANMASI
Kamil Neyfel ÇERÇİ*, Ebru AKPINAR**
*Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
80000 Merkez, Osmaniye, [email protected]
** Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
23119 Merkez, Elazığ, [email protected]
Özet: Kurutma, ısı ve kütle aktarımıyla geçekleşen en karmaşık proseslerden biridir. En genel tanımı ile
kurutma, gıdadan suyun uzaklaştırılmasıdır. Kurutma işlemi ile su aktivitesi azalan gıda ürünlerinde, mikrobiyel
aktivite ve enzim aktivitesi oldukça düşük seviyededir. Bu sebeple gıdaların kurutulması, uzun süreli
depolamalarda çoğunlukla tercih edilmektedir. Gıda kurutma işlemleri içerisinde en yaygın kullanılan metot
direkt güneş altında kurutmadır. Bu çalışmada, direkt güneş altında kurutulan patlıcan, elma ve havucun
deneysel verileri kullanılarak konvektif ısı transfer katsayıları hesaplanmıştır. Ortalama konvektif ısı transfer
katsayı değerleri, patlıcan için 5.247 W/m2°C, elma için 4.652 W/m2°C, havuç için 3.666 W/m2°C olarak elde
edilmiştir.
Anahtar Kelimler: Konvektif Isı Transfer Katsayısı, Güneşte Kurutma, Gıda Ürünleri
CALCULATION OF CONVECTIVE HEAT TRANSFER COEFFICIENT OF
VARIOUS FOOD PRODUCTS UNDER OPEN SUN DRYING WITH NATURAL
CONVECTION
Abstract: Drying is one of the most complex process which takes place by heat and mass transfer. The most
general definition drying is removing water from the food. Microbial activity and enzyme activity is quite low in
the drying process by decreasing the water activity in food products. For this reason, drying of foods is usually
preferred in long-term storage. The method most commonly used in foods drying is direct under open sun
drying. In this study, the convective heat transfer coefficient using the data were obtained from eggplant, apple
and carrot were calculated. The average convective heat transfer coefficient values were founded 5.247 W/m 2°C
for eggplant, 4.652 W/m2°C for apple, 3.666 W/m2°C for carrot.
Keywords: Convective Heat Transfer Coefficient, Open Sun Drying, Food Products
27
NANOAKIŞKAN İÇEREN VE SABİT ISI AKISINA MARUZ BİR DİKDÖRTGEN
MİKROKANALDA AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ
Ubade KEMERLİ*, Ayşegül ÖZTÜRK**, Kamil KAHVECİ***
*Trakya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Edirne, [email protected]
** Trakya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Edirne, [email protected]
***Trakya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Edirne, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, su bazlı CuO nanoakışkan içeren ve sabit ısı akısına maruz dikdörtgen bir mikrokanalda
laminer akış sayısal olarak incelenmiştir. Akış Newtoniyen, daimi ve sıkıştırılamaz kabul edilmiştir.
Nanoakışkanın ısı iletim katsayısı için Yu ve Choi (2003) modeli, nanoakışkanın viskozitesini ifade etmek için
ise Brinkman (1952) modeli kullanılmıştır. Sonuçlar 0.00, 0.04 ve 0.08 nanoparçacık hacimsel oranları için
Reynolds sayısı 100 ve 1000, Knudsen sayısı 0 ve 0.01, Brinkman sayısı ise 0.1 ve 0.01 için elde edilmiştir.
Mikrokanal içerisinde sınır şartları için kayma akışı ve sıcaklık sıçraması göz önünde bulundurulmuştur.
Mikrokanaldaki akış ve ısı transferi hız profilleri, üç boyutlu sıcaklık ve hız alanları aracılığı ile incelenmiştir.
Sonuçlar nanopartikül kullanımının akış ve ısı transferine etkisinin önemli mertebelerde olduğunu
göstermektedir.
Anahtar Kelimler: Mikrokanal, Nanoakışkan, Sabit Isı Akısı, Knudsen Sayısı, Brinkman Sayısı
INVESTIGATION OF FLUID FLOW AND HEAT TRASNFER OF A
RECTANGULAR MICROCHANNEL FILLED WITH NANOFLUID AND
SUBJECTED TO CONSTANT HEAT FLUX
Abstract: In this study, laminar flow of water based CuO nanofluid in a rectangular microchannel subjected to
constant heat flux has been investigated numerically. The flow was assumed to be Newtonian, steady and
incompressible. Yu and Choi (2003) model has been employed for the heat conductivity of nanofluid and
Brinkman (1952) model has been employed for obtaining the viscosity of the nanofluid. Results has been
examined for 0.00, 0.04 and 0.08 nanoparticle volume ratios while Reynolds number is 100 or 1000, Knudsen
number is 0 or 0.01 and Br number is 0.1 or 0.01. The slip flow and temperature jump are considered in the
boundaries. Fluid flow and heat transfer in the microchannel has been examined through velocity profiles and 3D
temperature and velocity fields. It is found that the nanoparticle usage has a considerable effect in flow and heat
transfer.
Keywords: Microchannel, Nanofluid, Constant Heat Flux, Knudsen Number, Brinkman Number
28
MİKROKANALLI ISI ALICIDA NANOAKIŞKANLARIN OPTİMİZASYONU
Eyüphan MANAY*, Bayram ŞAHİN**, Emre MANDEV***, Kadir GELİŞ****,
*Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
25050 Erzurum, [email protected]
**Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
25050 Erzurum, [email protected]
***Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
25050 Erzurum, [email protected]
****Ağrı İbrahim Çeçen Ünicersitesi Meslek Yüksek Okulu Makine ve Metal Teknolojileri Bölümü
04100 Ağrı, [email protected]
Özet: Bu çalışmanın amacı nanoakışkanların kullanıldığı mikrokanallı bir ısı alıcıda sistem performansına etki
eden parametreleri optimize etmektir. Optimizasyonda ısı transferi için “en büyük en iyi”, basınç düşümü için
“en küçük en iyi” sinyal-gürültü oranları kullanılmıştır. Parametrelerin tasarımında, istatistiksel bir yöntem olan
Taguchi optimizasyon yöntemi kullanılmıştır. Dört farklı hacimsel oranda (%0, %0.5, %1.0 ve %1.5) saf su bazlı
TiO2 nanoakışkanı kullanılmıştır. Mikrokanallı ısı alıcı için dört farklı kanal yükseklik değeri (200µ, 300µ, 400µ
ve 500µ) incelenmiştir. Laminar akış ve kararlı hal şartlarında yürütülen çalışmada öncelikle ısı transferi ve
basınç düşümü karakteristiklerine ait sonuçlar incelenmiş ardından parametreler optimize edilerek parametrelerin
optimum değerleri belirlenmiştir. Parametre seviyeleri ve sayıları dikkate alınarak L 16(42) ortogonal dizisi
kullanılmıştır.
Anahtar Kelimler: Mikrokanal, nanoakışkan, TiO2, Taguchi, optimizasyon.
OPTIMIZATION OF NANOFLUIDS IN A MICROCHANNEL HEAT SINK
Abstract: The aim of this study is to optimize the paremeters that are influential on the performance of system in
a microchannel heat sink. Fort he optmization process, signal to noise ratios of “larger is better” for heat transfer
and “smaller is better” for friction factor are used. In the design of the parameters, Taguchi optimization method
which is a statistical method is used. Water based TiO2 nanofluid in four different volume fractions (%0, %0.5,
%1.0 and %1.5) are used as working fluid. For microchannel heat sink, four different microchannel heights
(200µ, 300µ, 400µ and 500µ) are investigated. Under laminar and steady state flow conditions, first the results
with respect to heat transfer and pressure drop characteristics are analyzed, then the optimum values of the
parameters are obtained by optimizing the parameters. L16(42) orthogonal array is used by taking into account the
levels and the numbers of the parameters.
Keywords: Microchannel, nanofluid, TiO2, Taguchi, optimization
29
ŞERİT ELEMANLAR KULLANILAN EŞ MERKEZLİ DAİRESEL BİR ISI
DEĞİŞTİRİCİDE NANOAKIŞKANLARIN ENTROPİ ÜRETİMİ
Bayram ŞAHİN*, Kadir GELİŞ**, Eyüphan MANAY***, Emre MANDEV****
*Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
25050 Erzurum, [email protected]
**Ağrı İbrahim Çeçen Ünicersitesi Meslek Yüksek Okulu Makine ve Metal Teknolojileri Bölümü
04100 Ağrı, [email protected]
***Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
25050 Erzurum, [email protected]
****Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
25050 Erzurum, [email protected]
Özet: Enerji ihtiyacının artması ile birlikte enerjinin verimli bir şekilde kullanılması önemli bir konu haline
gelmiştir. Bu çalışmada da endüstride birçok alanda yaygın olarak kullanılan ısı değiştiricilerde sistemdeki
tersinmezliklerin bir ölçüsü olarak kabul edilen entropi üretimi incelenmiştir. Düz ve bükülmüş şerit elemanların
yerleştirildiği eş merkezli dairesel bir ısı değiştiricideki nanoakışkan akışının entropi üretimi deneysel olarak
araştırılmıştır. %0.4 ve %0.8 olmak üzere iki farklı hacimsel konsantrasyonda Al 2O3–su nanoakışkanı
kullanılmıştır. Kullanılan nanoakışkanlar laboratuvar şartlarında hazırlanmış, viskozite ve ısıl iletkenlik
ölçümleri yapılarak hesaplamalarda bu değerler kullanılmıştır. Nano boyuttaki Al 2O3 partikül hacimsel
yüzdesinin artmasıyla termal entropi üretimi de artmıştır. Boş boru kullanılması durumunda temel akışkan
içerisine süspanse edilen Al2O3 nano partikülleri sürtünme kaynaklı entropi üretiminin artmasına neden
olmuştur. Türbülatör elemanların yerleştirilmesi sürtünme kaynaklı entropi üretimini boş boruya göre önemli
miktarda arttırmıştır. Al2O3 nanoakışkanlarının kullanıldığı yatay borularda türbülanslı akış şartlarında
türbülatörler kullanmak sistem içerisinde tersinmezlikleri azaltmıştır.
Anahtar Kelimler: Isı değiştirici, şerit eleman, nanoakışkan, Al2O3, entropi üretimi.
ENTROPY GENERATION OF NANOFLUIDS IN A CONCENTRIC CIRCULAR
HEAT EXCHANGER EQUIPPED WITH TAPE ELEMENTS
Abstract: The use of energy in an eficcient way has been an important topic by the increasing energy demand.
In this study, the entropy generation, which is thought to be a measure of the irreversibilities in the system, of the
heat exchangers used commonly in lots of fields in industry has been investigated. The entropy generation of
nanofluids in a concentric heat exchanger equipped with straight and twisted tape elements has been investigated
experimentally. Water based Al2O3 nanofluids with 0.4%and 0.8%volumetric concentrations have been used as
working fluid. Used nanofluids have been prepared in the laboratory conditions, and thermal conductivity and
viscosity measurements have been made, these values have also been used in the calculations. Thermal entropy
generation increased with the increase of the volumetrical concentration of Al 2O3 particles in nano dimension. In
case of smooth pipe, suspended Al2O3 particles into the base fluid caused frictional entropy generation to
increase. Inserting turbulators increased frictional entropy generation much more than that of smotth pipe. Under
turbulent flow conditions, using turbulators in horizontal pipes in which Al2O3-water nanofluids is used
decreased the irreversibilities in the system.
Keywords: Heat Exchanger, tape element, nanofluid, Al2O3, entropy generation.
30
ISLAK ŞARTLAR ALTINDA KANATLI BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİLERİN
DENEYSEL İNCELENMESİ
Altay ARBAK*, Taner DERBENTLİ*, Burhan YÖRÜK*
* İstanbul Teknik Üniversitesi, Makina Fakültesi 34437 Gümüşsuyu / İstanbul
Özet: Kanatlı borulu tip ısı değiştiricileri ortam havasını şartlandırma amacıyla yaygın olarak
kullanılmaktadırlar. Aynı zamanda iki akışkan arasında ısı geçişini sağlamak amacıyla başka kullanım alanları
da mevcuttur. Bu tip ısı değiştiricilerin en önemli kullanım alanlarından biri konutlardaki iklimlendirme
sistemleridir. İklimlendirme sistemleri konut tipi elektrik tüketiminde en ön sırada gelmektedir.
Kanatlı borulu tip ısı değiştirici tasarımı birçok parametreye bağlıdır. Soğutucu akışkanın akışı veya boru
içindeki akış basit olarak boru çapına bağlıdır. Boru demeti ve kanatlar arasından akan hava için olay karmaşıktır
ve çok fazla parametreye bağlıdır. Bu sebeple hava tarafındaki akışı karakterize etmek için deneysel çalışmalara
ihtiyaç duyulmaktadır. Yapılan deney ve analizler ile kuru ve ıslak şartlar arasındaki farklılıklar incelenmiştir.
Deney tesisatı bir iklimlendirme deney düzeneğinin değiştirilmesi ve geliştirilmesi ile elde edilmiştir. Tüm
deneylerde 3 sıra sayısına sahip bir kanatlı borulu ısı değiştirici kullanılmıştır.
Reynolds sayısının artmasıyla Colburn faktörünün azaldığı görülmüştür. Kuru yüzey şartlarına göre ıslak şartlar
için hesaplanan j faktörleri % 5-20 daha fazla çıkmaktadır.
Anahtar Kelimler: Kanatlı borulu ısı değiştiricileri, ıslak şartlar
EXPERIMENTAL ANALYSIS OF FINNED TUBE HEAT EXCHANGERS UNDER
WET CONDITIONS
Abstract: Finned-tube heat exchangers are widely used in space conditioning systems, as well as other
applications requiring heat exchange between two fluids. One important widespread use is in residential air
conditioning systems. These residential air conditioners are major energy users that dominate residential
electrical costs and environmental impact.
The design of finned-tube condenser coils, (heat exchangers), requires the selection of over a dozen design
parameters by the designer. Air side flow around the tube bundle and through the fin gaps is very complex
phenomena and depends on over a dozen design parameters. Therefore, experimental measurement of the air
side performance is needed. An air conditioning test unit was modified for measuring air side and water side heat
capacities of finned tubes heat exchanger. All experiments were carried out with a 3 row coil.
It was found that, with increasing Reynolds number, j factor decreased. Under wet surface conditions Colburn
factors are 5-20% higher than dry surface conditions.
Keywords: Finned tube heat exchangers, wet conditions
31
A CONJUGATE HEAT TRANSFER ANALYSIS FOR AN INTERNALLY COOLED
TURBINE BLADE
Bilge Sena TOPBAŞ* ve Bayram ÇELİK *
*İstanbul Technical University Faculty of Aeronautics and Astronautics
34469 Maslak, Istanbul, [email protected], [email protected]*
Abstract: In order to realistically model the heat and mass transfer over an internally cooled solid structure, such
as turbine blades, it is necessary to solve the heat equation for solid and fluid regions simultaneously. A
conjugate heat transfer solver is developed by explicitly coupling two existing solvers of open source CFD
software package, OpenFOAM [Url-1]. The both solvers are based on finite volume method. At each time step,
temperature fields for solid and fluid regions are obtained from a transient heat conduction solver and an
unsteady incompressible Navier-Stokes (with energy equation) solver, respectively. Then, the developed solver
performs inner iterations by resolving the heat equations for solid and fluid till reaching the desired accuracy in
terms of the continuity errors of the temperature and the heat flux on the contact surface between the solid and
the fluid. The objective of the present study is to investigate the effect of cooling channels inside a turbine blade
on the conjugate heat transfer by using the developed solver. Within this scope, in the present study, conjugate
heat transfer analysis is performed for two benchmark problems, Couette and Backward Facing Step flow and
the results are compared to the Couette and Backward Facing Step flow solutions of Ramšak [1]. Excellent
agreement has been found between the reference studies and the numerical solutions obtained for both of the
benchmark problems. Then, preliminary results are obtained for an internally cooled airfoil in terms of conjugate
heat transfer analysis. The obtained temperature distribution on the airfoil in terms of temperature gradient is
evaluated, whose high value is harmful for structure.
Keywords: Conjugate heat transfer, incompressible flow, explicit coupling, heat conduction
İÇTEN SOĞUTMALI BİR TÜRBİN KANATÇIĞI İÇİN EŞLENİK ISI TRANSFERİ
ANALİZİ
Özet: Türbin kanatçıkları gibi içten soğutulan katı yapılar üzerindeki ısı ve kütle transferini gerçekçi bir şekilde
modellemek için, katı ve sıvı bölgeler için ısı denkleminin eş zamanlı çözülmesi gerekmektedir. Bu amaçla, açık
kaynak kodlu bir HAD yazılımı olan OpenFOAM [Url-1]‘un var olan iki çözücüsü açık yöntemle eşleştirilerek
bir eşlenik ısı transferi çözücüsü geliştirilmiştir. Kullanılan iki çözücü de sonlu hacim yöntemine dayanmaktadır.
Her zaman adımında, zamana bağlı ısı iletimi çözücüsü ile zamana bağlı sıkıştırılamaz Navier Stokes (enerji
denklemi ile birlikte) çözücüsünden yararlanılarak katı ve sıvı bölgeleriçin sıcaklık alanı elde edilmektedir. Daha
sonra, geliştirilen çözücü katı ve sıvı bölgelerinin ara yüzeyindeki sıcaklık ve ısı akısı için süreklilik hatası
bakımından istenilen doğruluk derecesine ulaşana kadar ısı denklemlerini çözerek iç iterasyonlar
gerçekleştirmektedir. Mevcut çalışmanın amacı içten soğutmalı bir türbin kanatçığının içindeki soğutma
kanallarının eşlenik ısı transferi üzeindeki etkisini geliştirilen çözücüyü kullanarak incelemektir. Bu kapsamda
bu çalışmada, Couette akışı ve Ters Basamak akışı olmak üzere iki değerlendirme problemi için eşlenik ısı
transferi analizi yapılmış ve sonuçlar literatürde yer alan
Couette ve Ters Basamak akışı çözümleri ile
karşılaştırılmıştır. İki değerlendirme problemi için de referans çalışma ve mevcut analitik ve sayısal çalışmalar
arasında mükemmel uyum gözlemlenmiştir. Daha sonra, içten soğutmalı bir türbin kanatçığı için eşlenik ısı
transferi analizi adına ön sonuçlar elde edilmiştir. Kanatçık üzerinde elde edilen sıcaklık dağılımı, yüksek
değerleri yapı için zararlı olan sıcaklık gradyanı bakımından değerlendirilmiştir.
Anahtar Kelimler: Eşlenik ısı transferi, sıkıştırılamaz akış, açık eşleme
32
ZEMİN YÜZEYE MONTELİ SONLU-SİLİNDİR ÜZERİNDEKİ AKIŞ YAPISININ
DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
Ali Galip MUMCU*, Cuma KARAKUŞ**, Salih ÇELİK***
*,**İskenderun Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
31200 İskenderun, Hatay, [email protected], [email protected]
*** İskenderun Teknik Üniversitesi Dörtyol Meslek Yüksekokulu Makina ve Metal Teknolojileri Bölümü
31600 Dörtyol, Hatay, [email protected]
Özet: Dairesel silindir üzerindeki daimi akışlar basit geometrik yapısından ve günlük hayatta iki boyutlu
herhangi bir küt cisim üzerindeki akış problemlerini yüksek oranda temsil etmesinden dolayı, özellikle son
yıllarda artarak devam eden ve ilgisini kaybetmeyen bir araştırma konusu olmaktadır. Bu tip akışlar ısı
değiştiricileri, soğutma sistemleri, açık deniz platformları, binalar, bacalar gibi birçok mühendislik
uygulamasında karşımıza çıkmaktadır.
Bu çalışmada, son yıllarda yaygın olarak kullanılan hız ölçüm yöntemlerinden biri olan parçacık görüntülemeli
hız ölçüm tekniği (PIV) kullanılmıştır. Silindir çapı 40mm yüksekliği 30 mm olan (görünüş oranı: GO,
h/D=0.75) sonlu-silindir için silindir çapına bağlı Reynolds sayısının 1000, 3000, 5000 değerlerinde akış yapısı
PIV ile incelenmiş olup anlık ve zaman ortalama hızları ölçülerek akış karakteristiği belirlenmiştir. Sonuç olarak,
anlık hız alanları kullanılarak zaman ortalama hız alanları, akım çizgileri ve girdap eş düzey eğrileri elde
edilmiştir. Elde edilen bu veriler sayesinde akışın etkisi ile sonlu-silindir üzerinde oluşan kritik akış noktaları
(durma noktaları), girdap yapıları, serbest uç etkisi ve zemin düzlem etkisi tespit edilmiştir. Sonsuz-silindir
üzerindeki iki boyutlu akış yapısından farklı olarak, sonlu-silindirde serbest ucunda etkisiyle oluşan üç boyutlu
akış yapısı incelenmiş ve bu akışın birçok girdap sisteminin birleşmesinden oluşan kompleks bir yapıya sahip
olduğu anlaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Sonlu-silindir, Akış ayrılması, PIV, Akım çizgileri, At nalı girdap yapısı
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF FLOW STRUCTURES AROUND FINITEHEIGHT CIRCULAR CYLINDER
Abstract: Coherent flows on the circular cylinder have become an interesting research subject which continue
gradually in last years. Such flows are encountered in many engineering applications, such as heat exchangers,
cooling systems, offshore platforms, buildings and chimneys.
In this study, Particle Image Velocimetry technique (PIV), which is one of commonly used method in recent
years for the velocity measurements, has been used. Finite circular cylinder which has the diameter D = 40mm, h
= 30mm height (Aspect ratio; height to diameter ratio, h/D = 0.75) values and the development of finite circular
cylinder flow structures, due to cylinder diameter Re d = 1000, 3000 and 5000 in the range of Reynolds number
were investigated. As result of this study, primarily instantaneous velocity fields were obtained, using with these
data time-average velocity fields, streamlines and vorticity counter has drawn. According to these data, it was
determined that critical flow points, vortex structures, free-end effect and ground plane effect, and of flow on the
finite circular cylinder. Unlike the infinite cylinder on the two-dimensional flow structure, finite cylinder has a
three dimensional (3D) complex structure.
Keywords: Finite-cylinder, flow separation, PIV, streamlines, horseshoe vortex structure
33
TÜRKİYE’NİN FARKLI İKLİM BÖLGELERİNDE BULUNAN SOĞUK HAVA
DEPOLARININ OPTİMUM YALITIM KALINLIKLARININ HESABI ve ENERJİ
TASARRUFUNDAKİ ROLÜ
Mustafa Yasin GÖKASLAN*, Ali BOLATTÜRK**, Shadan AMEEN**
*Yüzüncü Yıl Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
65080 Van, [email protected]
**Süleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
32260 Isparta, [email protected], [email protected]
Özet: Enerji, çağımızın vazgeçilmez kalkınma politikaları içinde hayati öneme sahiptir. Enerji maliyetlerinin
artması, mevcut fosil rezervlerinin azalması ve küresel ısınma gibi faktörler, enerjinin daha verimli kullanılması
gerektiğini göstermektedir. Enerji tüketimini azaltmanın bir yolu yalıtım yapmaktır. Dünya nüfusunun artışı ve
elde edilen ürünlerin uzun süre muhafaza edilme isteği depolama problemini de beraberinde getirmektedir. Bu
çalışmada, Türkiye’nin 4 farklı iklim bölgesinde bulunan yerleşim yerleri için meteorolojiden uzun yılların
saatlik sıcaklık, saatlik güneşlenme şiddeti verileri temin edilmiştir. Bu bölgelere ait derece-saat değerleri
yardımıyla 4 iklim bölgesinde bulunan soğuk hava depolarının dış duvarına uygulanması gereken optimum
yalıtım kalınlığı, enerji tasarrufları ve geri ödeme süreleri hesaplanmıştır. Özellikle Isparta bölgesindeki mevcut
soğuk hava depoları ile olması gereken optimum yalıtım kalınlıklı soğuk hava depoları arasında enerji giderleri
karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, sayısal değerler ve grafiksel olarak kıyaslamalar yapılmıştır. Yapılan
çalışmaya göre, 4 farklı iklim bölgesinde de, mevcut soğuk hava deposu yalıtım kalınlıklarının yetersiz olduğu,
enerji tasarrufu açısından optimum yalıtım kalınlıklarının kullanılması gerektiği ortaya konmuştur.
Anahtar Kelimler: Soğuk Hava Depoları, Optimum yalıtım kalınlığı, Soğutma yükü, Enerji tasarrufu
CALCULATION OF THE OPTIMUM INSULATION THICKNESS OF COLD
STORAGES AND ROLE OF ENERGY SAVINING LOCATED IN DIFFERENT
CLIMATE REGIONS OF TURKEY
Abstract: Energy has vital importance in indispensable development policy of our age. Factors such as
increased energy costs, reduction of fossil reserves and global warming shows the need for more efficient use of
energy. A way which reduce energy consumption is insulation. Increase of the world's population and long
storage time of the request of the product obtained brings with in the storage problems. In this study, hourly
temperature, hourly solar radiation data are provided four climate regions of Turkey for residential areas from
meteorology. Optimum insulation thickness which should be applied to the external wall of cold storage in four
climate regions, payback periods and energy savings are determined aided with degree-hour values of these
zones. Energy costs were compared between existing cold storage with cold storage that should be optimum
insulation thickness especially in Isparta. The obtained results are compared as the numeric values and graphic.
According to the study, in 4 different climate zones, insulation thickness of existing cold storage is insufficient
and as required the use of optimum insulation thickness in terms of energy saving has been demonstrated.
Keywords: Cold Storage, Optimum insulation thickness, The cooling load, Energy-saving
34
KURUTMA HAVASI BAĞIL NEM KOŞULLARININ YAŞ TUĞLA KURUMA
DAVRANIŞINA ETKİSİ
Ebru MANÇUHAN*, Perviz SAYAN*, Sibel TİTİZ SARGUT*, Semin KAYA**
Marmara Üniversitesi, Müh. Fak., Kimya Müh. Bölümü, Göztepe, Kadıköy, 34 722 İstanbul,
**
Balıkesir Müh. Fak., Makine Müh. Bölümü, Cağış, Balıkesir
[email protected]; [email protected]; [email protected];
[email protected]
*
Özet: Yaş tuğlaların en az enerji tüketerek kusursuz olarak kurutulması optimum kurutma havası parametre
(sıcaklık, hız ve nem) değerlerinin belirlenmesi ile mümkündür. Daha önce yaptığımız çalışmalarda, %40 kil
içeriğine sahip numunelerin farklı kurutma havası sıcaklık (50, 60, 70°C) ve hızlarında (1,13; 1,52; 1,66m/s)
kurutulduğunda en optimum koşulun 60°C sıcaklık ve 1,52 m/s hızda (toplam kuruma süresi 170 dakika,
numune eğilme dayanımı 3.1 MPa ölçülmüş) gerçekleştiği belirlenmişti. Bu çalışmada %40 kil içeriğindeki yaş
tuğlaların 60oC sıcaklık ve 1.52 m/s hıza sahip kurutma havasının sabit bağıl nem değerleri (%35, %40, %50,
%60) ve kademeli bağıl nem değerleri için (%60-30, %60-40, %60-50, %60-40-30) kuruma davranışları
laboratuvar ölçekli tünel tipli kurutucuda incelenmiştir.
Kütle kaybı-zaman, numune yüzey sıcaklığı-zaman, kuruma küçülmesi-zaman grafikleri çizilerek kurutma
havası bağıl nem değerlerinin kurutulan numuneye etkileri belirlenmiştir. Kurutma havası bağıl neminin deney
boyunca sabit tutulması ve kademeli olarak değiştirilmesi durumunda yaş tuğla kuruma süresi, kuruma
küçülmesi ve numune eğilme dayanımının etkilendiği belirlenmiştir. Kurutma havasının farklı bağıl nem
değerleriyle kurutulan numunelere üç nokta eğme testi uygulanmıştır. Test sonuçlarından hesaplanan eğilme
dayanımları incelendiğinde TS 2514’de belirtilen 1 MPa’dan yüksek olduğu görülmüştür. Kurutma havası bağıl
neminin sabit olup artırıldığı (%35’den %60’a) durumlarda numune eğilme dayanımı azalırken, toplam kuruma
süresinin de arttığı görüldü. Bağıl nemin kademeli olarak değiştirilmesi durumunda ise numune eğilme dayanımı
azalırken, toplam kuruma süresinin de arttığı görüldü
Anahtar kelimeler: Kurutma, Tünel kurutucu, Bağıl nem, Yaş tuğla
DRYING AIR RELATIVE HUMIDITY EFFECTS ON DRYING BEHAVIOR
OF GREEN BRİCKS
Abstract: The aim of this study is to show that drying parameters (temperature, velocity and relative humidity)
control provides us with low energy consumption without any damage inside the brick body. After evaluation of
measured values of both total drying time and flexure strength from previous experiments, the most suitable
drying conditions were decided at air temperature of 60 oC and velocity 1.52 m/s for sample of 40% clay content.
Tests were performed in a laboratory scale tunnel dryer by using rectangular shaped green brick samples. Both
constant and stages experiments were accomplished in order to see drying air relative humidity effects on drying
behavior of green bricks. While the constant relative humidities of drying air are determined as 35%, 40, 50, 60;
different stages relative humidity of drying air are selected as 60%-30, 60%-40, 60%-50, 60%-40-30. The results
indicated that increasing air relative humidity incresases drying time for at constant relative humidity of drying
air. According to TS 2514, the flexure strength has to be at least 1 MPa for dried bricks Quality of dried samples
(i. e flexure strength) is quite higher than the minimum value (1 MPa) recommended in TS 2514 both constant
relative humidity of air and stages relative humidity of air
Key words: Drying, Tunnel dryer, Relative humidity, Green brick
35
DUMAN BORULARINA YERLEŞTİRİLEN KONİK TÜRBÜLATÖRLERİN ISI
TRANSFERİNE ETKİSİNİN NÜMERİK İNCELENMESİ
Bilal SUNGUR*, Bahattin TOPALOĞLU*, Lütfü NAMLI*
*Ondokuz Mayıs Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
[email protected], [email protected], [email protected]
Özet: Enerji tüketimi gelişmekte olan ülkelerde, sanayideki büyüme ve artan nüfus ile birlikte hızla artmaktadır.
Özellikle sanayi ve konutlarda kullanılan enerjinin büyük çoğunluğunun ithal olması, araştırmacıları daha
verimli sistemler tasarlamaya, mevcut sistemlerin verimini arttırmaya ve enerji kayıplarını minimize etmeye
yönlendirmiştir. Bu çalışmada evsel ısınmada kullanılan duman borulu kazanların verimlerini arttırmaya yönelik
araştırmalar yapılmıştır. Bu bağlamda kazanın duman borularına konik geometrilere sahip türbülatörler
yerleştirilerek ısı transferine olan etkileri nümerik olarak incelenmiştir. Farklı sayı ve kombinasyonlarda konik
türbülatör elemanları boru içine yerleştirilerek 9 farklı geometri oluşturulmuş ve boş boru ile birlikte toplam 10
geometri için hesaplamalar yapılmıştır. Hesaplamalar iki boyutlu eksenel simetrik şartlarda sabit giriş
sıcaklığında ve üç farklı hız için gerçekleştirilmiştir. Bu giriş koşullarına ve türbülatörlere bağlı olarak elde
edilen sonuçlara göre Reynolds ve Nusselt değerleri tespit edilerek her bir durum için sonuçlar
değerlendirilmiştir. Bunun yanında sıcaklık, basınç ve akım fonksiyonu dağılımlarının türbülatör çeşitlerine göre
nasıl bir değişim gösterdiği irdelenmiş ve hangi tip türbülatör kullanılmasının en uygun olacağı tartışılmıştır.
Tam konik türbülatörlerin kesik konik türbülatörlerden daha iyi ısı transferi sağladığı, en iyi ısı transferinin ise
bunların kombinasyonu sonucu elde edildiği belirlenmiştir. Ancak ısı transferinin artması durumunda basınç
kayıplarının arttığı görülmüştür.
Anahtar Kelimler: Kazanlar; Türbülatör; Nümerik Modelleme; Isı Transferi
NUMERICAL STUDY ON THE EFFECT OF CONICAL TURBULATORS TO HEAT
TRANSFER IN SMOKE TUBES
Abstract: Energy consumption is increasing rapidly with the growth of the industry and a growing population in
developing countries. Especially, the vast majority of energy used is imported in industry and homes, has led
researchers to design more efficient systems, increasing the efficiency of existing systems and minimize energy
losses. In this study, increasing the efficiency of smoke tube boilers used for domestic heating has researched. In
this context turbulators which have different geometries placed to smoke tubes of boiler and effects on heat
transfer was investigated numerically. Calculations were performed in a two-dimensional axisymmetric
conditions at constant inlet temperature for nine different geometry turbulators for three different velocity values.
Based on these input conditions and turbulators, Reynolds and Nusselt values determined and results were
evaluated for each conditions. Besides, temperature, pressure and stream function distribution investigated
according to the type of turbulators and which type of turbulator would be most appropriate at boilers has been
discussed. It is determined that full cone turbulators provide better heat transfer than diffuser type conical
turbulators and the best heat transfer is obtained by combination of them. However, it is also determined that the
pressure losses increase with increasing heat transfer.
Keywords: Boilers; Turbulator; Numerical Modelling; Heat Transfer
36
4°C CİVARINDA SUYUN DOĞAL TAŞINIMININ SAYISAL İNCELENMESİ
Mustafa KALFA, Mehmet Akif EZAN*
*Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Makina Mühendisliği Bölümü, Buca, İzmir
[email protected]
Özet: Bu çalışmada iki-boyutlu bir kavite içerisindeki suyun zamana bağlı ısı transferi sayısal olarak
modellenmiştir. Sayısal model kontrol hacimleri yaklaşımı kullanılarak C++ programlama diliyle
oluşturulmuştur. Korunum denklemlerindeki taşınım terimlerinin ayrıştırılmasında “Power Law” şema
kullanılırken, basınç-hız çiftinin iteratif çözümünde SIMPLE çözüm algoritması uygulanmıştır. Oluşturulan
sayısal kodun doğruluğunu tespit amacıyla öncelikle literatürden seçilen deneysel hız ölçümleriyle (PIV) ve
sayısal analiz sonuçlarıyla karşılaştırmalar yapılmıştır. Daha sonra, kavitenin değişen görünüm oranları ve farklı
ısıl sınır koşullar için, yerel ve ortalama Nusselt sayılarının zamana bağlı değişimleri elde edilmiştir. Kavite
içerisindeki sıcaklık ve hız dağılımlarının sınır koşullarıyla etkileşimi irdelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Doğal taşınım, Zamana bağlı ısı transferi, Yoğunluk evirtimi
NUMERICAL INVESTIGATION OF NATURAL CONVECTION OF WATER NEAR
4°C
Abstract: In this study, transient heat transfer process of water which is placed in two-dimensional cavity has
been modeled numerically. The numerical model has been created with control volume approach by using C++
programming language. “Power Law” scheme is used to discretize the convection terms of the conservation
equations, furthermore, SIMPLE solution algorithm is also used to solve the pressure-velocity coupling. In order
to determine the accuracy of numerically generated code, comparisons are made with the results of a numerical
analysis and experimental velocity measurements (PIV) (which are chosen from the literature). Then, under
varying aspect ratios and different thermal boundary conditions of the cavity, the time dependent changes of
local and mean Nusselt numbers have been obtained. The interaction of temperature and velocity distributions by
various boundary conditions has been examined.
Keywords: Natural convection, Transient heat transfer, Density inversion.
37
YATAY BORULARDA TÜRBÜLATÖRLERİN ISI TRANSFERİNE OLAN
ETKİSİNİN DENEYSEL ARAŞTIRILMASI
Şendoğan KARAGÖZ1, Sevin ÇİLTAŞ2, Hossein ABDİ3, Orhan YILDIRIM4, Ömer ÇOMAKLI5
1
Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
E-mail:[email protected]
2
Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
3
Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Dr. Öğr.
E-mail: [email protected]
4
Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Y. L. Öğr
E-mail: [email protected]
5
Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
E-mail: [email protected]
Özet:Isı transferini artırmaya ilgi, endüstriyel gelişme ile orantılı olarak artmaktadır. Soğutma ve ısıtmayla ilgili
olarak, özellikle endüstriyel tip kazanlarda, kalorifer kazanlarında ve ısı değiştiricilerinde ısı transferinin
artırılması için türbülatör kullanımı oldukça yaygındır. Isı değiştiricisinin tasarımı sırasında türbülatör
yardımıyla ısı geçişi artırılırken sürtünme dolayısıyla basınç kaybı da artacaktır. Basınç kaybının maliyeti çok
küçük olduğundan dolayı ihmal edebiliriz.
Bu deneysel çalışmada, boru içerisine türbülans oluşturacak kanatçıklar yerleştirilerek boş boru ile
kıyaslanmıştır. üç farklı kanatçık arası mesafede (Sy), üç farklı kanatçık açısına (α) ve üç farklı Reynolds
sayısına (Re) sahip toplam dokuz farklı türbülatör kullanılmıştır. Nu sayısıyla ve sürtünme faktörüne olan
etkileri incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Türbülatör, Kanatçık, Isı transferi, Basınç düşümü
Abstract: Interest of increasing the heat transfer is growing by industrial development proportionally.
Turbulators are widely used for increasing the heat transfer in Cooling and heating systems especially in the
industrial-type boilers, central heating boilers and heat exchangers. During the design of a heat exchanger,
increasing the heat transfer, causes the more pressure drop because of friction. It means that more power is
needed for pumping fluid in pipes. Financial side of this change should be compared with reduction in device
cost. In this experimental study, turbulence flow was created by placing the fins in the pipe and experiment
results has been compared with empty pipe flow ones.
In this experimental study, vanes that will form turbulance were installed in pipe. At distance among of three
different vanes (Sy), to the angle of three different vanes (α), and having three different Reynolds Number,
total nine different turbulators were used. Their Nu and impacts on friction factor were investigated
Keywords: Turbulator, Vane, Heat Transfer, Reduction of Pressure
38
KANAL İÇİ AKIŞ VE ÇARPAN JET İLE ELEKTRONİK ELEMAN
SOĞUTULMASININ SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ
Sühan MERGEN* ve Haşmet TÜRKOĞLU**
*Çankaya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06790 Etimesgut, Ankara, [email protected]
**Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
Özet: Gün geçtikçe artan mikro işlemci hızları ile birlikte elektronik elemanların ısıl kontrolü kritik bir konu
haline gelmiştir. Günümüzde elektronik elemanların ısıl kontrolünde değişik yöntemler kullanılmaktadır. Bu
çalışmada ısı yayan bir elektronik elemanın (sabit yüzey ısı akısına sahip) kanal içi akış ve çarpan jet ile birlikte
soğutulması sayısal olarak, ANSYS FLUENT (v15.0) HAD yazılımı ile incelenmiştir. Akış ve sıcaklık alanları
simüle edilmiştir. Kanal Reynolds sayısının (Re k) 2000, 5000 ve 8000 değerleri, jet Reynolds sayısının (Re j)
10000, 17500 ve 25000 değerleri için analizler yapılmıştır. H/D (jet-eleman arası mesafenin jet çapına oranı)
oranı ise tüm simülasyonlarda 2,00 değerinde sabit tutulmuştur. Elde edilen sıcaklık dağılımından, eleman
yüzeyi sıcaklığı belirlenmiş ve ortalama Nusselt sayısı hesaplanmıştır. Kanal içi akışın, jet akış ile çarpışmasının
sonucunda, kanal içi akışın geldiği yönde akış döngüleri oluşmuştur ve jet çarpma noktası, çarpma yüzeyinin
merkezinden uzaklaşmıştır. Jet Reynolds sayısının artışı ile eleman yüzeyi ortalama Nusselt sayısı artmıştır.
Anahtar Kelimler: Çarpan jetler, elektronik soğutma, çapraz akış.
NUMERICAL INVESTIGATION OF COOLING OF AN ELECTRONIC
COMPONENT WITH CROSSFLOW AND IMPINGING JET
Abstract: The speed and capabilities of microprocessors have been increasing day by day. With this increase,
the thermal management of the electronic components has become a major issue for designers. Recently,
different techniques have been used for cooling of electronic components. In this paper, cooling of an electronic
component by the combination of an impinging jet and channel flow was numerically studied. The flow and
temperature fields were simulated using ANSYS FLUENT (v15.0) CFD code. The surface temperature of the
electronic component and Nusselt number at the surface of the component were analyzed. Effects of the channel
flow Reynolds number and jet Reynolds number on surface Nusselt number and surface temperature were
investigated. Simulations were performed for the channel Reynolds numbers of 2000, 5000, and 8000; jet
Reynolds numbers of 10000, 17500 and 25000, and H/D value of 2. It has been observed that when the ratio of
the jet Reynolds number to the channel flow Reynolds number decrease, the jet impingement point moves in the
direction of channel flow and a recirculating flow region next to the electronic component forms. As a result of
these, Nusselt number decreases and the surface temperature increases.
Keywords: Impinging Jets, Electronics Cooling, Crossflow
39
DİKDÖRTGEN KESİTLİ ISI BORUSU İÇİN ÜÇ BOYUTLU
ISI TRANSFER ANALİZİ
Gülnihal ODABAŞI* ve Zafer DURSUNKAYA**
* Roketsan, Ankara, [email protected]
**Orta Doğu Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Dumlupınar Bulvarı 06800, Ankara, [email protected]
Özet: Isı boruları genellikle yalıtılmış kapalı bir gövde içinde bulunan sıvının sıcak uçtan alınan ısı akısı ile
buharlaşması, oluşan buharın soğuk tarafa hareketi ve burada yoğuşma ile ısıyı dışarıdan güce gerek olmadan
taşıyan yapılardır. Isı boruları küçük boyutlarına rağmen faz değişimi sırasındaki yüksek ısı alışverişi sayesinde
özellikle elektronik komponentlerin soğutulmasında tercih edilmektedir. Mikro ölçekli kanallı iç geometri veya
gözenekli iç malzeme kapiler etki oluşturarak yoğuşan sıvının sıcak tarafa akışını sağlamaktadır. Isı borularının
ısı transfer kapasitelerinin hesaplanması hem kanal içindeki sıvı akışı hem de gövde ve sıvı içindeki enerji
denklemlerinin birlikte çözülmesini gerektirmektedir. Ayrıca buharlaşma ve yoğuşma sırasındaki faz değişimi
modellenerek sınır koşulu olarak probleme dahil edilmelidir. Bu çalışmada dikdörtgen kesitli düz yapıdaki ısı
borusundaki ısı transferi sayısal olarak çözülmüştür. Bu modelde gövde ve sıvı içindeki ısı transferi için üç
boyutlu enerji denklemi çözülmüş ve bu sayede eksenel ısı iletimin faz değişimi ile taşınan ısı miktarına göre
etkisi incelenmiştir. Sıvı içindeki çözüm alanı ısı borusu ekseni boyunca değişken bir geometriye sahip
olduğundan koordinat dönüşümü ile sabit çözüm alanı için ısı transferi denklemleri yeniden yazılmıştır. Sıvı–
buhar arayüzündeki faz değişimi ısı transferi için mikro ve makro bölgeler için ele alınarak daha önceden
geliştirilmiş modellerle hesaplanmıştır. Tüm bu parametreler çözüm boyunca birbiri ile ilişkili olduğundan
tekrarlamalı bir çözüm yöntemi kullanılmıştır. Sınır koşullarının ısı transfer kapasitesine etkileri elde edilen
modelle incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Düz ısı borusu, eksenel ısı transferi, kanallı ısı borusu
THREE DIMENSIONAL HEAT TRANSFER ANALYSIS
FOR RECTANGLE GROOVED FLAT HEAT PIPES
Abstract: Heat pipes consist of a sealed case where the working fluid transfers heat from the hot side to the cold
side due to vaporization of the fluid. Heat pipes are generally used for the cooling electronic components due to
the high heat transfer capacity compared to their small size. The capillary pressure difference which is the
driving force for fluid flow is generated by micro scale grooves or porous wick structure. Modeling heat transfer
capacity requires solving both fluid flow and heat transfer in the case and working fluid simultaneously. Phase
change at the solid–vapor interface should be calculated and included in the solution as a boundary condition. In
the present study a flat micro heat pipe is analyzed numerically. In this problem three dimensional heat transfer
analysis in the heat pipe case and working fluid is performed to consider the axial heat transfer along the heat
pipe axis. Since the solution domain in the working is changes along the axial direction, a coordinate
transformation is applied to obtain a fixed solution domain. The phase change mass flux at the liquid–vapor
interface is determined by using the preexisting models. All the mentioned parameter are interrelated, therefore
an iterative solution procedure is introduced. The model is used to determine the effect of the boundary
conditions on the heat carrying capacity.
Keywords: flat heat pipe, axial heat transfer, grooved heat pipe
40
GÜNEŞ KOLEKTÖRÜ AKÜMÜLATÖRÜ İÇİNDE ŞARJ İŞLEMLERİNDE ISIL
TABAKALAŞMANIN İYİLEŞTİRİLMESİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ
Mustafa WAHBY KANBAR JABER*, Aytunç EREK**, Ali GÜNGÖR***
*Kerkük Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
IRAK, Kerkük, [email protected]
** Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35397 Buca - İzmir, [email protected]
***Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35100 Bornova,İzmir, [email protected]
Özet: Güneşten gelen ısının (ışınım) iyi bir şekilde ve yüksek kalitede depolanması için ısıl tabakalaşma
uygulamaları kullanmaktadır. Isıl tabakalaşma, mevcut enerji kaynağının düzensiz olduğu durumlarda sistemin
verimini artırmak amacıyla kullanılan etkili bir yöntemdir. Akümülatör (sıcak su deposu) içerisinde meydana
gelen sıcak ve soğuk bölgelerin karışması olayında ısıl tabakalaşma bozulması meydana gelir ve bu karışımın
düzensiz olması ısıl tabakalaşmanında bozulmasına yol açar. Akümülatörde meydana gelen sıcaklık
tabakalaşmasının uzun süren şarj işlemlerinden en az etkilenmesi amaçlanmaktadır.
Isıl enerjiyi depolamak için kullanılan güneş enerjisi sistemleri ile su ısıtma sistemlerinde yaygın olarak
kullanılmakta olan 250 litre hacme sahip helisel serpantinli dikey silindirik sıcak su akümülatörün tankı içerisine
farklı boyutlarda koni tip yönlendirici levha yerleştirerek meydana gelen ısıl tabakalaşma HAD (Hesaplamalı
Akışkanlar Dinamiği) yöntemi ile incelenmiştir. HAD simülasyonlarında, 300 dakikalık şarj alınmıştır. Farklı
serpantin giriş sıcaklığı ve debilerinde, sıcaklık dağılımları hesaplanmıştır. Bulgular, literatürde yer alan
deneysel verilerle karşılaştırılarak yöntemin doğrulaması gerçekleştirilmiştir. Buna göre referans alınan Zachar
vd. (2003) tarafından verilen sonuçlara kıyasla, yüzde bağıl hata, % 2'nin altında bulunmuştur.
Anahtar kelimeler: Isıl tabakalaşma, sıcak su depolama tankı, doğal taşınım, hesaplamalı akışkanlar dinamiği,
Enerji depolama.
NUMERICAL STUDY TO INVESTIGATE THE IMPROVING OF THERMAL
STRATIFICATION WITHIN CHARGING OPERATION INSIDE THE SOLAR
COLLECTOR HOT WATER STORAGE
Abstract: The daily heat energy (radiation ) come from the sun must be used and storage in high quality, the
good way by applying thermal layer application for storing. Thermal stratification is an effective method used to
increase the efficiency of the system when the current power supply is irregular. The mixing between hot and
cold zones in a hot water tank (accumulator) is destroyed the thermal stratification occurring inside the tank. The
thermal stratification occurring in the accumulator is aimed and lead to decreasing charging time.
In this study, to modify the water heating systems with solar energy systems that are used to store thermal
energy, which are widely used 250 liters with helical coil vertical cylindrical hot water accumulator tank by
placing different sizes of guidance cone type to improving thermal stratifications. CFD (Computational Fluid
Dynamics) has been used in numerical studying. Temperature distribution is calculate and CFD simulations were
done for 300 minutes charging time and with different coil inlet temperature and flow rate. Results is verificated
and performed by comparing with the experimental data in the literature method according reference Zacher et
al. (2003) , the results shown relative error percentage is found less than 2%
Key Words: Thermal stratification, hot water storage tanks, natural convection, energy storage, computational
fluid dynamics..
41
KARBON NANAOTÜPLÜ NANOAKIŞKANLARIN ISIL İLETKENLİĞİNİN
GEÇİŞLİ SICAK TEL TEKNİĞİ İLE ÖLÇÜMÜ
Erdem DURSUNKAYA*, Mostafa KAHANİ*,**, Tuba OKUTUCU-ÖZYURT*
*Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Üniversiteler Mah., Dumlupınar Bulvarı, No:1,
06800 Çankaya, Ankara, [email protected], [email protected]
** Mechanical Engineering Faculty, University of Shahrood, Shahrood, I.R.IRAN,
[email protected]
Özet: Nanoakışkanların, elverişli ısıl özellikleri sayesinde başta elektronik soğutma olmak üzere bir çok ısı
transferi uygulamasında kullanılması gündemdedir. Bu ısıl özellikler çoğunlukla teorik modeller ile
hesaplanmakta, deneye dayalı verilere literatürde az rastlanmaktadır. Bu çalışmada, nanoakışkanlar dahil bir çok
sıvının ısıl iletkenliğini ölçmekte kullanılan geçişli sıcak tel yöntemi değerlendirilmiş ve çalışma kapsamında
üretilen ısıl iletkenlik ölçüm düzeneği sunulmuştur.
Anahtar Kelimler: Nanoakışkan, ısıl iletkenlik, geçişli sıcak tel yöntemi, karbon nanotüpler.
MEASUREMENT OF THERMAL CONDUCTIVITY OF NANOFLUIDS WITH
CARBON NANOTUBES USING TRANSIENT HOT WIRE METHOD
Abstract: Due to their favorable thermal properties, nanofluids are predicted to be widely used in various heat
transfer applications, especially in electronics cooling. The thermal properties of nanofluids are usually
calculated by theoretical models. However, the number of experimental studies on the thermal conductivity of
nanofluids is quite small. In this work, transient hot wire method, a method to measure the thermal conductivity
of various fluids including nanofluids, is evaluated and a setup based on transient hot wire method to measure
thermal conductivity is introduced.
Keywords: Nanofluids, thermal conductivity, transient hot wire method, carbon nanotubes.
42
MIXED CONVECTION OF FERROFLUIDS IN A PARTIALLY HEATED
LID-DRIVEN CAVITY
Fatih SELİMEFENDİGİL*, Hakan F. ÖZTOP**
*Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
45140, Manisa, [email protected]
** Fırat Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
23119 Elazığ, [email protected]
Abstract: This study numerically investigates the mixed convection of ferrofluids in a partially heated lid driven
square enclosure. The heater is located to the left vertical wall and the right vertical wall is kept at constant lower
temperature while other walls of the cavity are assumed to be adiabatic. The governing equations are solved
with Galerkin weighted residual finite element method. The influence of the Richardson number (between 0.01
and 100), heater location (between 0.25 H and 0.75H), strength of the magnetic dipole (between 0 and 4), and
horizontal location of the magnetic dipole source (between -2H and -0.5H) on the fluid flow and heat transfer are
numerically investigated. It is found that local and averaged heat transfer deteriorates with increasing values of
Richardson number and magnetic dipole strength. The flow field and thermal characteristics are sensitive to the
magnetic dipole source strength and its position and heater location.
Keywords: ferrofluid, mixed convection, partial heating, finite element method
KAPAK TAHRİKLİ PARÇALI ISITILMIŞ BİR KAVİTEDE FERRO-AKIŞKANIN
KARIŞIK TAŞINIMI
Özet: Bu çalışmada kapak tahrikli parçalı olarak ısıtlmış bir kavitede ferro-akışkanın sayısal incelemesi
yapılmıştır. Parçalı ısıtıcı sol düşey duvarda bulunmakta, sağ düşey duvar soğutulmakta ve kavitenin diğer
duvarları adyabatiktir. Sisteme ait kısmi diferansiyel denklemler Galerkin ağırlıklandırılmış sonlu elemanlar
metoduyla çözülmüştür. Richardson sayısının (0.01 ile 100 arasında), ısıtıcının konumunun (0.25H ile 0.75H
arasında), manyetik kaynağın şiddetinin (0 ile 4 arasında) ve manyetik kaynağın yatay mesafesinin (-2H ile 0.5H arasında) akışa ve ısı transferine etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Ri sayısı ve manyetik kaynağın şiddeti
arttırıldığında local ve ortalama ısı transferinin azaldığı gözlenmiştir. Akışkan akışı ve termal karekteristiklerin
mayetik kaynağın şiddetinden ve konumundan ve ayrıca ısıtıcı konumundan oldukça etkilendiği sayısal
çalışmada gösterilmiştir.
Anahtar kelimeler: ferroakışkan, karışık taşınım, parçalı ısıtma, sonlu elemanlar metodu
43
KOMPAKT BİR ISI DEĞİŞTİRİCİDE DIŞ AKIŞ ENTROPİ ÜRETİMİNİN
SAYISAL İNCELENMESİ
Bahadır DOĞAN*, L. Berrin ERBAY**
*Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
26480 Odunpazarı/Eskişehir, [email protected],
**Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
26480 Odunpazarı/Eskişehir, [email protected]
Özet: Kompakt ısı değiştiricilerde karşılaşılan dar çalışma aralığında performansın en iyi olması beklentisi
tasarım parametrelerinin entropi açısından incelenmesinin gerekliliğini getirmektedir. Bu çalışmada, entropi
üretimi açısından panjurlu kanatlı yassı borulu kompakt bir ısı değiştiricinin dış akış tarafı sayısal olarak
incelenmiştir. Dış akış tarafında çalışan akışkan olarak kullanılan hava akışı iki boyutlu, sürekli, sıkıştırılamaz ve
laminer kabul edilmiştir. Çalışma, özellikle literatürde üzerinde durulan geometrik ve ısıl-hidrolik koşullar için
yapılmıştır. Hava giriş sıcaklığı 298 K ve ısı değiştirici sabit duvar sıcaklığı 314 K olarak belirlenmiştir. Panjur
adımı 1.7 mm ve akış derinliği 20 mm olarak sabit alınmıştır. Sayısal çalışma kapsamında üç faklı kanat adımı
(1.50, 2.00, 2.50 mm), dört farklı panjur açısı (20°, 24°, 28°, 32°) ve üniform olacak şekilde beş farklı hava giriş
hızı (2.00, 3.00, 3.75, 4.00, 5.00 m/s) dikkate alınmıştır. Çalışmanın sonuçlarına göre hava tarafı entropi
üretiminin panjur açısıyla lineer değişmediği görülmüştür. Entropi üretimi en küçük değerini 1.50 mm kanat
adımı için 24° panjur açısında, 2.00 mm kanat adımı için 32° panjur açısında ve 2.50 mm kanat adımı için 28°
panjur açısında almıştır. Kanat adımı arttıkça hava akışına karşı direnç azaldığından entropi üretimi azalmıştır.
Reynolds sayısının artmasıyla birlikte her ne kadar ısı taşınım katsayısı artış gösterse de, kütlesel debideki
yüksek artış havanın ısı değiştiriciden çıkış sıcaklığını azaltmıştır. Böylece daha büyük Reynolds sayılarında
entropi üretimi daha küçük değerler almıştır.
Anahtar kelimeler: Entropi, ısı değiştirici, yassı boru, panjurlu kanat
NUMERICAL INVESTIGATION OF ENTROPY GENERATION ON THE
EXTERNAL FLOW SIDE OF A COMPACT HEAT EXCHANGER
Abstract: The expectation of the obtaining the best performance in a compact heat exchanger in the narrow
operating range leads to examine the design parameters in terms of entropy generation. In this study, external
flow of the louvered-fin and flat-tube type compact heat exchanger is investigated numerically in terms of
entropy generation. Air which is assumed 2D, steady, incompressible and laminar has been used as a working
fluid on the external flow side. The study is conducted for the geometric and the thermal-hydraulic conditions
considered in the literature. The inlet temperature of the air and the constant wall temperature of the heat
exchanger are 298 K and 314 K, respectively. The louver pitch of 1.7 mm and the flow depth of 20 mm are
considered constant. The numerical simulations performed for three different fin pitches (1.50, 2.00, 2.50 mm),
four different louver angles (20°, 24°, 28°, 32°), and five different air inlet velocities (2.00, 3.00, 3.75, 4.00, 5.00
m/s). It is found that the entropy generation does not change linearly with the louver angle. The entropy
generation takes its smallest value at a louver angle of 24°, 32°, and 28° for the pitch of 1.50 mm, 2.00 mm, and
2.50 mm, respectively. The entropy generation decreases with the increasing of the fin pitch. Although the heat
transfer coefficient increases with the increasing of Reynolds number, a high increase in the mass flow rate of
the air decreases the exit temperature of air. Therefore, the entropy generation decreases with the increasing of
Reynolds number.
Keywords: Entropy, heat exchanger, flat tube, louvered fin
44
TÜRKİYE İÇİN TİPİK METEOROLOJİK YILLARIN BELİRLENMESİ
Şaban PUSAT* ve İsmail EKMEKÇİ**
Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Beşiktaş, İstanbul
[email protected]
**
İstanbul Ticaret Üniversitesi, Mühendislik ve Tasarım Fakültesi, Küçükyalı, İstanbul
[email protected]
*
Özet: Bu çalışmanın konusu Türkiye için tipik meteorolojik yılların belirlenmesidir. Tipik meteorolojik yıl
(TMY) konusunda Türkiye için sadece 3 adet çalışma bulunmaktadır. Bu çalışma kapsamında, 81 şehir için
TMY’lar belirlenmiştir. TMY çalışmasında Finkelstein-Schafer istatistiği yöntemi kullanılmıştır. TMY
çalışmasında kullanılan iklim veriler şu şekildedir: Ortalama, maksimum ve minimum günlük kuru termometre
sıcaklığı, ortalama ve maksimum günlük rüzgâr hızı, ortalama günlük güneş ışınımı ve ortalama günlük bağıl
nem. TMY oluşturmak için seçilen yıllar tablolar halinde sunulmuş ve gerekli değerlendirmeler verilmiştir.
Anahtar Kelimler: Tipik meteorolojik yıl, Türkiye, Bina enerji performansı, İklim verileri
Abstract: Topic of this study is determination of typical meterological years (TMY) for Turkey. In the literature,
there are only three studies on TMY for Turkey. In this study, TMY were determined for 81 cities. In TMY
works, the Finkelsteine-Schafer statistical method was used. The meteorological data used in TMY works are
mean, maximum and minimum daily dry-bulb temperatures, mean and maximum daily wind speeds, mean daily
global solar radiation, and mean daily relative humidity. The selected years in TMY analyses were tabulated and
the necessary evaluations were done.
Keywords: Typical meteorological year; Turkey; Building energy performance; Climate data
45
BİR NÜKLEER GÜÇ SANTRALİNİN KARŞILAŞTIRILMALI MALİYET ANALİZİ:
AKKUYU ÖZELİNDE
Gürcan TİRYAKİ* ve Ünal ÇAMDALI**
*Yıldırım Beyazıt Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fak., Mak. Müh. Bölümü, Ulus 06030 Ankara,
[email protected]
**Yıldırım Beyazıt Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fak., Mak. Müh. Bölümü, Ulus 06030 Ankara,
[email protected]
Özet: Bu çalışmada öncelikle bir nükleer güç santralinin çalışma prensibi ile birlikte Mersin-Akkuyu bölgesinde
kurulması planlanan nükleer güç santrali hakkında genel bilgiler verilmiştir. Daha sonra nükleer güç santralleri
ile ilgili yatırım ve işletme maliyet analizleri yapılarak bu tür santrallerin enerji üretim maliyet değerleri ortaya
konmaya çalışılmıştır. Çalışmanın sonunda da ülkemizde farklı koşullarla kurulması varsayılan nükleer güç
santrallerinin enerji maliyet değerleri kömür, doğalgaz, rüzgar vb. elektrik güç santrallerinin maliyetleri ile
karşılaştırılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Mersin Akkuyu, Türkiye, Nükleer Enerji, Nükleer güç Santral, Nükleer Reaktör, Maliyet
Analizi
A COMPARATIVE ENERGY COST ANALYSIS OF A NUCLEAR POWER PLANT:
THE AKKUYU CASE
Abstract: In this study, the main operational principles of a nuclear power plant are introduced and general
information is given on the nuclear power plant that is planned to be constructed in the Mersin-Akkuyu region.
Energy production costs for this kind of power plants are determined by carrying out investment and operational
cost analyses. At the end of the study energy production costs of nuclear power plants with different
constructional conditions for our country and parameters are compared with each other and then a comparison is
made with energy production costs of other power plants using coal, natural gas, wind etc.
Keywords: Mersin Akkuyu, Turkey, Nuclear Energy, Nuclear Power Plant, Nuclear Reactor, Cost Analysis,
46
KANAL GİRİŞİNDEKİ ENGELİN ISI TRANSFERİNE ETKİSİNİN DENEYSEL
OLARAK İNCELENMESİ
Sinan ÇALIŞKAN* ve Mehmet EREN
*Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
19030 Merkez, Çorum
[email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, dikdörtgen bir kanal içerisinde, soğutma bölgesinin önüne akışa dik olarak yerleştirilen düz
dikdörtgen engelin ısı transferi üzerine etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Dikdörtgen kanal içerisindeki
türbülanslı akış için ısı transferi ve sürtünme faktörünün incelenmesinde ölçümler, düz dikdörtgen kanatçığın
plaka yüzeyinden yüksekliğinin (b), kanal yüksekliğine (H) oranı b/H=0,2, 0,5, 0,7 ve 0,9 değerleri için
yapılmıştır. Kanal akışı için Reynolds sayısı 3161-31619 aralığında alınmıştır. Isı transfer ölçümleri termal
görüntüleme tekniği kullanılarak elde edilmiştir. Düşey doğrultuda konumu değiştirilen engelin ısı transferi
üzerinde etkili olduğu ve maksimum ısı transferinin elde edildiği parametreler belirlenmiştir. Düz dikdörtgen
engel için elde edilen sonuçlar boş kanal sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Düz dikdörtgen engelin ısı transferini
boş kanala göre %68 oranında artırdığı görülmüştür.
Anahtar Kelimler: Engel, Isı transferi artışı, Termal görüntüleme tekniği.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE EFFECT OF AN OBSTACLE IN
CHANNEL ENTRANCE ON HEAT TRANSFER
Abstract: In this study, the effects of flat rectangular obstacle, located before the cooling zone of a rectangular
channel normal to the flow direction, on heat transfer was experimentally investigated. Measurements are carried
out for a rectangular channel, height from plate surface of flat rectangular obstacle to a channel height (H) ratio
of b/H=0.2, 0.5, 0.7 and 0.9. The Reynolds numbers considered for the channel flow case ranged from 3161 to
31619. The heat transfer results were obtained using the infrared thermal imaging technique. It was seen that, the
location of the obstacle which can be changed vertically, affect heat transfer. Optimum parameters that cause
maximum heat transfer enhancement ere determined. The experimental results obtained for flat rectangular
obstacle were compared to that of the smooth channel. Results showed an increase in heat transfer due to the use
flat rectangular obstacle.
Keywords: Obstacle, Heat transfer enhancement, Infrared thermal imaging technique
47
OLUKLU İĞNE KANATÇIKLARIN DİKDÖRTGEN KANALDA ISI TRANSFERİNE
ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
Mehmet EREN* ve Sinan ÇALIŞKAN
*Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
19030 Merkez, Çorum
[email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, dikdörtgen bir kanal içerisine türbülanslı akışa dik olarak yerleştirilen düzgün sıralı dizilime
sahip oluklu iğne kanatçıkların (OIK) ve iğne kanatçıkların (IK) ısı transferi üzerindeki etkileri deneysel olarak
incelenmiştir. Ölçümler dikdörtgen kanal içerisinde, akış yönünde iğne kanatçıkların boylamasına ve enlemesine
olan boyutsuz mesafeleri Sy/D=Sx/D=1,5, oluk mesafesinin (e) iğne kanatçık boyuna (S) oranı e/S=0,1 için
yapılmıştır. Kanal akışında Reynolds sayısı 3161 ile 31619 aralığında alınmıştır. Isı transferi sonuçları termal
görüntüleme tekniği kullanılarak elde edilmiştir. OIK ve iğne IK ile elde edilen ısı transferi verileri birbiri ile ve
boş kanal verileri ile karşılaştırılmıştır. Yerel ve ortalama Nusselt sayısı değişimleri sunulmuş ve toplam ısı
transferi iyileştirmesi irdelenmiştir. OIK’lı yüzeyden, IK’lı yüzeye göre daha iyi bir ısı transferi sağlandığı ve
iğne kanatçıklı yüzeyin düz yüzeye göre ısı transferini önemli derecede artırdığı görülmüştür.
Anahtar Kelimler: İğne kanatçık, Isı transferi artışı, Termal görüntüleme tekniği.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE EFFECT OF GROOVED PIN FINS IN
A RECTANGULAR CHANNEL ON HEAT TRANSFER
Abstract: In this study, effects of pin fins (PFs) and grooved pin fins (GPFs) to heat transfer rates was
experimentally investigated which have been inserted perpendicular to turbulence flow and in-line arrays into the
rectangular channel. Measurements were carried out for a rectangular channel, dimensionless distances between
pin fins in longitudinal and transverse direction of the flow Sy/D=Sx/D=1,5 and grooved pitch (e) to pin fins
length (S) ratio of e/S=0,1. The Reynolds numbers considered for the channel flow case ranged from 3161 to
31619. The heat transfer results were obtained using the infrared thermal imaging technique. Heat transfer rates
of PFs and GPFs were compared to each other and to smooth channel. Local and average Nusselt number
changes were presented and total heat transfer improvement was studied.
Keywords: Pin fins, Heat transfer enhancement, Infrared thermal imaging technique.
48
PASİF SOĞUK KİRİŞLERİN OFİSLERDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN
DENEYSEL VE SAYISAL İNCELENMESİ
M. Zeki YILMAZOĞLU*
*Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
Özet: Binalarda enerji verimliliğinin sağlanması için uygun cihaz seçimi büyük önem taşımaktadır. Yoğun
enerji tüketen binalardaki enerji tüketiminin azaltılması için soğuk kirişler alternatif cihazlardandır. Bu
çalışmada bir pasif soğuk kirişin soğutma etkisi deneysel ve sayısal olarak bir model üzerinde incelenmiştir.
Deneylerde pasif soğuk kirişin üzerinden ve altındaki 4 noktadan sıcaklık verileri alınarak sıcaklık farkı
ölçülmüştür. Model odanın tavanı ile pasif soğuk kirişin altındaki sıcaklık farkı 4°C olarak ölçülmüştür. Sayısal
çalışmada pasif soğuk kirişin kullanıldığı bir ofis modellenerek ısıl konfor sonuçları elde edilmiştir. Elde edilen
sonuçlara göre, bu cihazların kullanılması ile serbest soğutma ve yüksek sıcaklıkta soğutma konseptine uygun
biçimde ofislerde toplam enerji tüketiminde bir düşüş olabileceği öngörülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Soğuk kiriş, enerji verimliliği, bina enerji verimliliği
EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATION OF USE OF PASSIVE
CHILLED BEAMS IN OFFICES
Abstract: It is of importance to select an appropriate device to obtain energy efficiency in buildings. In order to
decrease the energy consumption of intense energy consuming buildings, chilled beams are alternative devices.
In this study, the cooling effect of a chilled beam was investigated experimentally and numerically on a model.
Temperature difference was measured 1 point above and 4 points below the passive chilled beam in the
experiments. The temperature difference was measured to be 4°C between the ceiling of the model and below
the passive chilled beam. In the numerical study, an office with passive chilled beam was modeled to obtain
thermal comfort results. According to the results, it is foreseen that the total energy consumption can be
decreased in the offices by using these devices in accordance with free cooling and high temperature cooling
concept.
Keywords: Chilled beam, energy efficiency, building energy efficiency
49
BİNALARIN FARKLI ARA BOŞLUK DOLGUSUNA GÖRE ÇİFT VE
ÜÇ KAT CAMLI (YALITIM CAMLI) PENCERELERİ İÇİN
ISITMA İLE SOĞUTMA ENERJİ GEREKSİNİMİ
Okan KON* ve Gülşen YAMAN**
*Balıkesir Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi
Makine Mühendisliği Bölümü Çağış/Balıkesir, [email protected]
**Balıkesir Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi
Makine Mühendisliği Bölümü Çağış/Balıkesir, [email protected]
Özet: Çalışmada, TS 825’e göre 3. Bölgede bulunan Kırklareli ilindeki sandviç dış duvara sahip ve üstü çatılı
örnek bina için hava ve argon dolgulu çift ve üç kat camlı yani yalıtım camlı pencerelerine bağlı ısıtma ve
soğutma enerji gereksinimi ile yakıt tüketimi hesaplanmıştır. Hesaplamalar yapılırken ilk olarak Kırklareli ili
için ısıtma ve soğutma derece-gün değerleri hesaplanmıştır. İkinci olarak ısıtma+soğutma için dış duvarlar, tavan
ve döşemenin optimum yalıtım kalınlığı hesaplanmıştır. Son olarak havalandırma ısı kaybına göz önüne alarak,
ısıtma ve soğutma enerji gereksinimi ile yakıt tüketimi, argon ve hava ara boşluklu çift ile üçlü kat cam (yalıtım
camı) için hesaplanmıştır. Enerji gereksinimi ve yakıt tüketimi hesaplarında derece-gün metodu kullanılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Yalıtım camı, Pencere ara boşluk dolgusu, Enerji gereksinimi
HEATING AND COOLING ENERGY REQUIREMENTS FOR DOUBLE AND
TRIPLE GLAZING (INSULATING GLASS) WINDOWS BASED ON DIFFERENT
INTERSTITIAL SPACES FILLING
Abstract: In this study, heating and cooling energy requirements and fuel consumption are calculated depending
on insulated glazed with air and argon filled double and triple glazed windows for a building that has a roof and
sandwich outer walls in Kırklareli province where locates in the third region according to TS 825. Firstly, the
heating and cooling degree-day values for Kırklareli were calculated. Secondly, optimum insulation thickness
was determined for heating + cooling for the outer walls, roofs and floors. And finally, fuel consumption as well
as heating and cooling energy requirements for double and triple glazing (insulating glass) windows were
calculated considering ventilation heat loss. Degree-day based technique was performed for the calculations of
energy requirements and fuel consumption.
Keywords: Insulating Glass, Interstitial Spaces Filling, Energy Requirements
50
YENİ VE TEMİZ ENERJİ TEK.
51
ANGSTROM-TİP GÜNEŞ IŞINIM TAHMİN MODELLERİNİN BALIKESİR İÇİN
GELİŞTİRİLMESİ
M.Ali KALLİOĞLU*, A.Serkan AVCI*, Umut ERCAN*, Hakan KARAKAYA*, Aydın DURMUŞ*
*Batman Üniversitesi Teknoloji Fakültesi 72100 Batı-Raman, Batman
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected]
Özet: Güneş enerjisi bakımından şanslı konumundaki ülkemizde yetersiz ölçüm istasyonundan dolayı güneş
enerjisi potansiyelini tahmin etmek çeşitli modeller türetilmiştir. Ancak bu modellerin mutlak ve kararlı sonuçlar
vermesi bakımından bölge bazında hazırlanması gereksinimi doğmaktadır. Bu çalışmanın amacında Türkiye’nin
kuzeybatısında yer alan Balıkesir ilinin güneş ışınım matematiksel modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen bu
modellerdeki veriler Elektrik İşleri Etüt İdaresi’nin (EİE) sayfasından alınmıştır. Geliştirilen Angstrom-tip model
parametreleri ile Balıkesir şehrini ortalama güneş ışınımını tahmin edilerek ampirik a, b ve c katsayıları
bulunmuştur. Modellerden bulunan bu sonuçların, mevcut meteorolojik değerlerle korelasyonlarının iyi bir uyum
içinde olduğu gözlemlenmiştir. Türetilen modellerinin performansı istatistiksel karşılaştırma metotları; bağıl hata
yüzdesi (e), belirlilik katsayısı (R²), ortalama sapma hatası (MBE), karekök hatası (RMSE) ve t-istatistik (t-sat)
ile kullanılabilirliğinin sağlaması yapılmıştır.İstatistiksel hata sonuçlarına göre polinom bağıntı H/Ho=-0,4491
(S/So)^2+2,4976(S/So)-1,5852 R2(% 99.26), MBE ( 14,16), RMSE (154,79), t-stat (0,3112) değerleri ile
Balıkesir için yatay düzleme gelen global güneş ışınımın tahmininde en iyi yaklaşımı elde etmiştir.
Anahtar Kelimler: Matematiksel Modelleme, Toplam Güneş Işınımı, İstatistik, Balıkesir, Güneşlenme Süresi.
DEVELOPING ANGSTROM-TYPE SOLAR RADIATION ESTIMATION MODELS
FOR BALIKESIR
Abstract: In our country which is in a lucky position in terms of solar energy, various models were produced to
estimate solar energy potential due to insufficient measurement stations. However, there arises a need to prepare
these models on region basis so that they can give certain and stable results. The aim of this study is to develop a
solar radiation mathematical model for Balıkesir province located in the northwest of Turkey. The data in these
developed models were taken from the web page of General Directorate Electrical Power Sources and
Development Administration (EIE). Estimating average solar radiation for Balıkesir province by means of
developed Angstrom-type model parameters, a, b and c coefficients were found. The results obtained from these
models were observed that present meteorological values were in good coherence with correlations. The checkup of performance of reproduced models, statistical comparison methods with their usability of relative error
percentage (e), specificity coefficient (R2), mean bias error(MBE), Mean square error (RMSE) and t-statistics (tsat) were carried out. According to statistical error results, polynomic equation is the equation of H/Ho=-0,4491
(S/So)^2+2,4976(S/So)-1,5852. With the help of the values of R2(99,26%), MBE(14,16), RMSE(154,79), tsat(0,3112), the best approach was obtained in estimating global solar radiation coming down the horizontal
plane for Balıkesir.
Key Words: Mathematical Modelling, Total Solar Radiation, Statistics, Balıkesir, Sunshine Duration
52
AYDIN İLİ İÇİN PARABOLİK ÇANAK TİPİ BİR GÜNEŞ TAKİP SİSTEMİNİN
TASARIMI VE ANALİZİ
Orçun EKİN*, Özlem KARAKAŞ**, Yunus ÇERÇİ*, Mustafa ASKER*
*Adnan Menderes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
Aytepe Mevkii, 09010 AYDIN, [email protected]
**FE-KA Makine San. Tic. Ltd. Şti, Çine, AYDIN
Özet: Bu çalışmada Aydın ili için parabolik çanak tipi bir güneş enerjisi kolektörü ve takip sistemi tasarlanacak,
önemli bölge ve noktalarda ısı transferi hesaplamaları gerçekleştirilerek optimizasyon parametreleri
belirlenecektir. Bu parametreler arasından imalat ve montajı kolaylaştırıcı, maliyet düşürücü olanları tespit
edilecektir. Elde edilen parametrik verilere göre bilgisayar ortamında katı model tasarımı yapılacaktır.
Oluşturulan katı modelden yola çıkılarak Aydın için maksimum rüzgâr hızlarına göre belirlenecek farklı
yüklerde sisteme etki edecek kuvvet ve moment değerleri belirlenerek iki eksende hareketi sağlayacak redüktör
dişlilerine gelen kuvvetler hesaplanacak, bu değerler rüzgâr şiddetine bağlı grafiklerle gösterilecektir. Yük
hesabının verileri kullanılarak Azimuth ve Zenith eksenlerinde hareket sağlamak için tahrikin uygulanacağı iki
noktada gerekli güç hesapları yapılacaktır. Isı transferi hesapları için bu amaçla kullanılan ürünler arasından
optimum ısı transfer akışkanı belirlenecek ve buna ait fiziksel özelliklerden yola çıkılarak ilgili hesaplamalar
yapılacak ve tasarım aşamaları tamamlanacaktır.
Anahtar Kelimler: Parabolik güneş takip sistemleri, Zenith açısı, Azimuth açısı, bileşik ısı transferi, ısı transfer
akışkanları
PARABOLIC DISH TYPE SUN TRACKING SYSTEM DESIGN AND ANALYSIS
FOR AYDIN PROVINCE
Abstract: In this study, a parabolic dish type solar energy collector and tracking system for Aydın province will
be designed and optimized through heat transfer calculations to be performed at critical areas of the system.
Parameters to ease the production and assembly or reduce cost will be evaluated. Computer aided design (CAD)
operation will be realized based on parameter set. Force and moment loads apply to the system due to the
maximum wind speeds observed in Aydın will be determined and forces apply to gears of drive groups that
provide two-axis movement of the system, based on the designed model. Force variety depending on wind
speeds will be expressed via graphs. Using the load calculation data, power requirement assessments will be
performed on two locations where Azimuth and Zenith axes will be actuated. The optimum heat transfer fluid
will be determined among the variety of products to be utilized in heat transfer calculations and analyses will be
conducted based on the physical properties of this fluid and system design will be completed.
Keywords: Parabolic sun tracking systems, Zenith angle, Azimuth angle, conjugate heat transfer, computational
fluid dynamics, heat transfer fluids.
53
TAŞINABİLİR GÜNEŞ TAKİP SİSTEMLİ PV PANEL DİZAYNI VE UYGULAMASI
Mustafa EKİNCİ*, Bilge Albayrak ÇEPER*, Selahattin Orhan AKANSU*, Nafiz KAHRAMAN*
*Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Melikgazi 38039, Kayseri, Türkiye
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Özet: Bilinen güneş enerjisi sistemleri sabit bir yerde elektrik üretecek ve o yerin yakınlarında kullanılacak
şekilde yapılmaktadır. İlk yatırım maliyeti yüksek olan güneş enerjisi sistemini başka bir mekanda kullanmak
mümkün olmamaktadır. Sistemlerin çoğu güneşe belli bir açı ile yerleştirilerek, sabit bir şekilde alınabilecek en
yüksek verim için uğraşılmaktadır. Güneşin her an konumu değiştiği göz önünde bulundurulursa, sabit
sistemlerin her an elde ettiği elektrik miktarının ve veriminin aynı olmayacağı aşikardır.
Bu projede taşınabilir güneş takip sistemli pv panel dizaynı ve uygulaması planlanmıştır. Sistem taşınabilir
özellikte olup güneş panelleri ortada, sağ yanda ve sol yanda olmak üzere üçerli gruplar halinde toplam 9 adet
olacak şekilde yerleştirilmiştir. Paneller önce kendi aralarında daha sonra da birbirlerinin üzerine katlanacak ve
son haliyle bir küp biçimine dönüşecek yapıdadır.
Kullanıma hazır haldeki sistem, ana mil etrafında 360° dönebilecek ve yükseltme mekanizmasıyla da 0°– 85°
arasında takip yapabilecek iki eksenli bir sistemdir. Yükseltme mekanizması vidalı mile sahip servo motor
(lineer aktüatör) tahrik yapısına sahiptir. Servo motor panel kafes yapısına bağlantılıdır. Sistem hareketli olup
güneş ışınlarına göre yönelmektedir. Veriler gün doğumundan gün batımına kadar veri kaydedici tarafından
otomatik kaydedilmektedir. Verilerin elde edilişi güneşin yönüne bağlı olduğu için sabit sistemlere göre daha
fazla elektrik enerjisi üretimi deneysel çalışmalardan elde edilmiştir.
Anahtar Kelimler: Güneş enerjisi, Taşınabilir, Güneş takibi.
PORTABLE PV SOLAR TRACKING SYSTEM DESIGN AND IMPLEMENTATION
Abstract: Known solar systems generate electricity at a fixed location. Because of high initial investment costs
for solar energy systems are not able to use in another venue. Most systems placed at an angle to the sun for the
highest efficiency. Changed position of the sun at any moment, given the constant system at any moment and
yield the same amount of electricity generated will be evident.
In this project, the system is portable form, ready for use by the middle, on the right side and left side in threes
including solar panel comprises 9 units. Right side, left side and the middle panels first fold themselves and then
they put on over the others. Finally it returns to form a cube format.
The system is ready for use, it can rotate 360 ° around the main shaft. Lifting mechanism 0 ° - 85 ° between the
two axis is a system that can track the sun. The lifting mechanism has a threaded spindle servomotor (linear
actuator) by the drive shaft rotation of the tip structure with the connection shaft is connected to the body of the
panel. The linear actuator applies torq to the body of the panel and provides motion at certain angles. The system
begins to move with the sun. All follow-up actions take place by light sensors signal to the control of the
electronic control circuit.
Keywords: Solar energy, Portable, Solar tracking.
54
PV-T VE TERMAL KOLLEKTÖRLERİN BİRLİKTE KULLANIMININ
OPTİMİZASYONU
Fatma DUMAN*, Kemal ATİK**, Nafiz KAHRAMAN***
* Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği
38050 Melikgazi, Kayseri, [email protected]
** Erciyes Üniversitesi Mustafa Çıkrıkçıoğlu MYO Elektrik ve Enerji Bölümü
38050 Melikgazi, Kayseri, [email protected]
*** Erciyes Üniversitesi Mustafa Çıkrıkçıoğlu MYO Elektrik ve Enerji Bölümü
38050 Melikgazi, Kayseri, [email protected]
Özet: Ülkemizde termal kolektörler ve güneş pilleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu iki sistemin
birleşiminden oluşan güneş pili-termal (PV-T) sistemler çok fazla bilinmemektedir. PV-T hibrit sistemler güneş
pilinin soğutulmasıyla hem elektriksel verim artışı sağlar hem de ısı enerjisi üretirler. Bu çalışmada istenen
elektriksel ve ısıl güçleri karşılayabilen optimum PV-T ve termal kolektör sayılarının tespitine imkan veren bir
program geliştirilmiştir. Kafes arama algoritmasıyla optimizasyon yapan bu programda PV-T ve termal
kollektörlerin modelleri kullanılmıştır. Kolektörleri modelleri farklı hava koşulları ve debilerin bu sistemin
bilimsel veriler kullanılarak elde edilmiştir. Yapılan bu çalışma güneş pili ve termal kollektörler yerine daha
avantajlı olan PV-T kollektörün tercih edilebileceğini göstermektedir.
Anahtar Kelimler: Termal kollektör, PV-T kollektör, Güneş pili, Optimizasyon.
THE OPTIMIZATION OF PV-T AND THERMAL COLLECTORS’ COLLOCATION
Abstract: Thermal collectors and solar cells are commonly used in our country but photovoltaic –thermal (PVT) systems, which are composed of the combination of these two systems, are not known very well. The PV-T
hybrid systems both provides electrical efficiency increase and produce heat energy by cooling the photovoltaic
cell. In this study, it is aimed to develop a program that enables to determine the optimum number of PV-T and
thermal collectors that are capable of meeting the required electrical and thermal power. The PV-T and thermal
collectors’ models have been used in this program, which makes optimization by means of its lattice search
algorithm. The model collectors are produced by using scientific data of this system which are obtained at
different air conditions and flows. In conclusion, this study has shown that; instead of using photovoltaic and
thermal collectors, more advantageous PV-T collectors can be preferred.
Keywords: Thermal collector, PV-T collector, Solar cell, Optimization.
55
JEOTERMAL ENERJİ İLE HİDROJEN SIVILAŞTIRMA SİSTEMİNİN
TERMOEKONOMİK ANALİZ VE OPTİMİZASYONU
Ceyhun YILMAZ*, Mehmet KANOGLU*, Ayşegül ABUŞOGLU*
*Makine Mühendisliği Bölümü, Gaziantep Üniversitesi, 27310 Gaziantep, Türkiye
Özet: Bu çalışmada 200ºC sıcaklıkta ve 100 kg/s debiye sahip sıvı bir jeotermal kaynak absorpsiyonlu soğutma
çevriminde hidrojen gazının sıvılaştırma öncesi ön soğutması için kullanılmaktadır. Soğutma çevrimini yüksek
sıcaklıkta terk eden jeotermal su binary güç çevriminde kullanılarak elektrik enerjisi üretimi gerçekleşmektedir.
Jeotermal çevrimde üretilen elektrik enerjisi Claude sıvılaştırma çevriminde soğutulmuş hidrojen gazının
sıvılaştırılması için kullanılmaktadır. Jeotermal suyun üretim kuyu başı durumu dikkate alınarak ekserji maliyet
oranı 80.08 $/h olarak hesaplanmıştır. Jeotermal su bu sistem için yakıt girdisi olarak dikkate alınarak ortalama
ekserjetik maliyeti ise 1.373 $/GJ olarak hesaplanmıştır. Sistemde binary jeotermal güç ünitesinde üretilen
elektriğin birim ekserjetik maliyeti 4.12 $/GJ (0.0148 $/kWh) ve sıvılaştırılan hidrojenin termoekonomik
optimizasyon sonucunda birim ekserjetik maliyeti ise 8.011 $/GJ (0.963 $/kg H 2) olarak hesaplanmıştır. Bu
sisteme dışarıdan verilen hidrojenin maliyeti üretim modelleri referans alınarak 24.5 $/GJ (2.94 $/kg H 2)
seçilmiştir. Optimizasyon hesaplarına göre hidrojen gazı soğutma çevrimi ile -30°C’ye kadar
soğutulabilmektedir. Böylece ekserjetik maliyeti 20.16 $/GJ (2.42 $/kg H 2) değerine düşmektedir.
Anahtar kelimeler: Jeotermal, hidrojen sıvılaştırma, termoekonomik, genetik algoritma, optimizasyon.
THERMOECONOMIC OPTIMIZATION OF HYDROGEN LIQUEFACTION
SYSTEM POWERED BY GEOTHERMAL ENERGY
Abstract: In this study, a liquid geothermal source available at 200°C at a rate of 100 kg/s is used to precool the
hydrogen gas before to liquefaction in absorption refrigeration cycle. High temperature geothermal water
leaving the absorption cooling cycle is used to produce electricity in the binary cycle. Geothermal electricity is
used to liquefy precooled hydrogen gas in the Claude liquefaction cycle. The exergetic cost ratio of geothermal
water at the wellhead is calculated to be 80.08 $/h. As a fuel input, the average exergetic cost of geothermal
water is calculated to be 1.373$/GJ. The exergetic unit cost of electricity is calculated to be 4.12 $/GJ (0.0148
$/kWh) in the binary power unit. The exergetic cost of hydrogen liquefaction is 8.011 $/GJ (0.963 $/kg H 2). In
this system, the exergetic cost of hydrogen supplied from the outside is selected to be 24.5 $/GJ (2.94 $/kg H 2).
Based on optimization calculations, hydrogen gas can be cooled to -30ºC in the cooling cycle. This allows the
exergetic cost of hydrogen gas to be reduced to be 20.16 $/GJ (2.42 $/kg H2).
Keywords: Geothermal, hydrogen liquefaction, thermoeconomic, genetic algorithm, optimization.
56
DATÇA’NIN RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİNİN WAsP YAZILIMI İLE
ANALİZİ
Ramazan ÖZKAN*, Faruk ŞEN*, Serkan BALLI**
*Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü Kötekli, Muğla
[email protected];[email protected]
**Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Bilişim Sistemleri Mühendisliği Bölümü Kötekli,
Muğla [email protected]
Özet: Türkiye enerji alanında büyük oranda dışa bağımlı olan, aynı zamanda talep edilen enerji ihtiyacı sürekli
artan ve gelişmekte olan bir ülke konumunda bulunmaktadır. Bu nedenlerden dolayı yeni ve temiz enerji
teknolojilerine olan ilgi, hızlı bir artış göstermektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları, atmosferi kirleten fosil
yakıtlar ile karşılaştırıldığında, çevre dostu bir enerji türüdür. Rüzgâr enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları
içinde dünyada ve ülkemizde kullanımı en hızlı yayılan enerji kaynaklarından birisidir. Türkiye’nin genel olarak
rüzgâr enerjisi potansiyelinin kıyı kesimlerde yoğunlaştığı dikkat çekmektedir. Bu açıdan bakıldığında,
Türkiye’nin kıyı kesimlerinin rüzgâr karakteristiklerinin incelenmesi ve rüzgâr enerjisi potansiyelinin ortaya
konulması oldukça önemlidir.
Bu çalışmada, Türkiye’nin kıyı şeridinde bulunan Muğla İli, Datça İlçesi Meteoroloji Gözlem İstasyonu’ndan
alınan, Ocak 2014-Aralık 2014 aylarına ait 12 aylık saatlik rüzgâr verileri WAsP yazılımı kullanılarak analiz
edilmiştir. WAsP yazılımı rüzgâr enerjisi potansiyel analizlerinde sıklıkla kullanılan ve güvenilir bir programdır.
Bu yazılım kullanılarak, incelenen bölgenin rüzgâr karakteristikleri ve rüzgâr enerjisi potansiyeli belirlenmeye
çalışılmıştır.
Anahtar Kelimler: Yenilenebilir Enerji, Rüzgâr Enerjisi, Rüzgâr Potansiyeli, WAsP
ANALYSIS OF WIND ENERGY POTENTIAL BY USING WAsP SOFTWARE IN
DATÇA
Abstract: Turkey is a country largely dependent on foreign, at the same time requested energy requirements is
constantly increasing and it is a developing country. For these reasons, the interest in new and clean energy
technology shows a rapidly increase. Renewable energy sources are forms of energy which is an
environmentally friendly when is compared fossil fuels which is pollute the atmosphere. Wind energy is one of
the sources which are most widespread in renewable energy sources in the world and in our country. Wind
energy potential of Turkey is usually concentrated in coastal areas. Therefore, investigation of wind
characteristics and determination of wind energy potential are very important in coastline of Turkey.
In this study, 12 months of hourly wind data (January 2014-December 2014) from the Datça Meteorological
Observation Station of Muğla province, which is located in the coastline of Turkey, was investigated by using
WAsP analysis program. WASP software is widely used and reliable program in wind energy potential analysis.
Using this software, the wind characteristics and wind power were studied to determine the potential of the
region studied.
Keywords: Renewable Energy, Wind Energy, Wind Potential, WAsP
57
PROSES ISISI ÜRETİMİ İÇİN BİR GÜNEŞ ISI SANTRALİ TASARIMI
Emrah GÜNGÖR ve Mustafa GÜNEŞ*
*Ege Üniversitesi, Güneş Enerjisi Enstitüsü 35100 Bornova / İZMİR, Tel:(232) 311 12 34,
[email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, İzmir şartlarında 200 kW kapasitesi olan parabolik oluk tipli yoğunlaştırıcılı bir güneş ısıl
santralinin tasarımı yapılmıştır. Santral, endüstride üretimin ihtiyaç duyulan aşamalarında kullanılmak üzere
proses ısısı üretecektir. Tasarımı yapılan sistemin temel bileşenleri, parabolik-oluk toplayıcılar, ısı değiştiricisi,
boru devresi, pompalar, bağlantı elemanları ve otomatik kontrol sistemidir. Hesaplamalara göre, parabolik oluk
kollektörlere 170oC’de girip yaklaşık 240oC’ye ısınan ısı transfer akışkanının ısı enerjisinin, ısı değiştiricisi
aracılığıyla 25oC sıcaklığındaki suya aktarılmasıyla, 4 bar basınç, 143.61oC sıcaklık ve 290 kg/saat kapasitede
doymuş su buharı üretilebilecektir.
Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, Parabolik oluk kollektör, Proses ısısı.
SOLAR THERMAL SYSTEM DESIGN FOR PROCESS HEAT GENERATION
Abstract: In this study, 200 kW concentrated solar power system was designed in Izmir meteorological
conditions. System was designed for providing industrial process heat using in any process of industrial
applications. The main components of the system are parabolic trough collectors, heat exchanger, piping, pump,
expansion tank, and control system. Heat transfer fluid was operated between 170-240oC and the gained heat
energy from solar energy was transferred to water at 25 oC. As a result, it was determined that the water steam at
290 kg/h capacity, 143.61oC temperature and 4 bar pressure could be produced.
Keywords: Solar energy, Parabolic trough collector, Process heat.
58
ERZİNCAN İLİNDE İKLİM DEĞİŞİMİNİN GÜNEŞ VE RÜZGÂR ENERJİSİ
POTANSİYELİNE ETKİSİ
Yusuf KIRTILOĞLU* ve Kadir BAKIRCI**
Erzincan Üniversitesi, Erzincan Meslek Yüksekokulu, 24100 Erzincan, [email protected]
**
Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fak. Makine Müh. Bölümü, 25240 Erzurum, [email protected]
.
*
Özet: Fosil kökenli yakıtların kullanımına bağlı olarak artan küresel ısınma problemi, dünyayı tehdit etmekte ve
iklim değişiklikleri kendisini göstermektedir. Bu kapsamda Erzincan iline ait meteorolojik ölçümleri
gerçekleştiren Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü’nden alınan 1975-2010 yılı aralığındaki aylık toplam
güneşlenme şiddeti ile güneşlenme süresi ve aylık ortalama rüzgâr hızı verileri kullanılmıştır. Bu 35 yıllık
periyotta meteorolojik parametrelerde ne gibi değişimlerin meydana geldiği araştırılmıştır. Parametrelerde
meydana gelen değişimler, 1975-86 ve 1999-2010 zaman periyotlarında incelenmiştir. Yapılan incelemede, bazı
meteorolojik verilerde dikkate değer değişimler olduğu gözlemlenmiştir.
Anahtar kelimeler: İklim değişimi, Yenilenebilir enerji, Erzincan
EFFECT TO SOLAR AND WIND ENERGY POTENTIAL OF CLIMATE CHANGE
IN ERZİNCAN PROVINCE
Abstract: The global heating problem arising due to using of fossil origin fuels threats world and, climate
change comes out. In this content, the monthly total solar radiation, sunshine duration and monthly average wind
speed provided from the Turkish State Meteorological Service carried out meteorological measurement for
Erzincan province in the period changing between 1975 and 2010 are used. Thus, in the period of 35 years, it is
investigated that how much change in meteorological data take place. These changes are examined in the time
periods of 1975-86 and 1999-2010. In conclusion, it is observed that important changes occur in the some
meteorological data.
Keywords: Climate change, Renewable energy, Erzincan
59
KONİK YÜZEY GEOMETRİLİ GÜNEŞ ENERJİLİ HAVA KOLLEKTÖRÜNÜN
DİKEY UYGULAMADA ISIL VERİM ANALİZİ
Mesut ABUŞKA*, Mehmet Bahatin AKGÜL**, Volkan ALTINTAŞ***
*Celal Bayar Üniversitesi Akhisar Meslek Yüksek Okulu Makina Bölümü
45200 Akhisar, Manisa, [email protected]
** Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
45000 Muradiye, Manisa, [email protected]
*Celal Bayar Üniversitesi Akhisar Meslek Yüksek Okulu Bilgisayar Bölümü
45200 Akhisar, Manisa, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, güneş enerjili hava kollektörünün (GEHK) ısıl veriminin artırılmasına yönelik olarak
yutucu plaka üzerine konik engeller yerleştirilmiştir. İmal edilen konik yüzey geometrili yutucu plakalı
kollektörün ısıl performansı deneysel olarak test edilmiştir. Karşılaştırma için düz yutucu plakalı kollektör
kullanılmıştır. Yapılan deneylerde kollektörlerin eğimi 86° olarak ayarlanmıştır. Deneyler kollektör debisi 0.06
kg/s olarak ayarlanmıştır. Deneyler Manisa‘da ve Mayıs ayında yapılmıştır. Deneylerde havanın kollektöre giriş
ve çıkış sıcaklığı, global radyasyon, kollektörden havanın çıkış hızı, yutucu plaka sıcaklığı, kollektör kasası dış
yüzey sıcaklığı ve saydam örtü sıcaklığı ölçülmüştür. Yapılan ölçümlere dayalı olarak ısıl verimi hesaplanmıştır.
Elde edilen deneysel verilerle sistemin yapay sinir ağları (YSA) modülü oluşturularak ısıl verim farklı giriş
parametreleri için belirlenmiştir. Konik yüzey geometrili ve düz yutucu plakalı kollektörün ortlama ısıl verim
değerleri sırasıyla %62 ve %30 olarak tespit edilmiştir. Ayrıca YSA modelinin, konik yüzey geometrili
GEHK’nün ısıl verimini başarıyla tahmin ettiği belirlenmiştir.
Anahtar Kelimler: Güneş enerjili hava kollektörü, konik yüzey, ısıl verim, yapay sinir ağları.
THERMAL EFFICIENCY ANALYSIS OF SOLAR AIR COLLECTOR WITH
CONICAL SURFACE GEOMETRY FOR VERTICAL APPLICATION
Abstract: In this study, the solar air collector (SAC) was placed on conical obstacles in order to increase the
thermal efficiency of the absorber. Thermal performance of the manufactured conical surface geometry absorber
plate collectors tested experimentally. Flat plate collector absorber is used for comparison. In experiments the
slope of the collector is set to 86°. In experiments air flow rate of 0.06 kg/s is set. Experiments were carried out
in May in Manisa. In the experiments, air collector inlet and outlet temperatures of global radiation, the exit
velocity of air from the collector, the absorber temperature, the collector boxes outside surface temperature of
the transparent cover and the temperature was measured. The thermal efficiency was calculated based on the
measurements. The system obtained with experimental data Artificial neural networks (ANN) thermal efficiency
is determined by forming modules for different input parameters. Conical surface geometry and a flat absorbing
plate collectors thermal efficiencies values were determined as 62% and 30% respectively. Also ANN model of
the conical surface geometry is determined that SAC's successfully predicted the thermal efficiency.
Keywords: Solar air collector, conical surface, thermal efficiency, artificial neural networks.
60
GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ÇALIŞAN AKTİF ve PASİF DAMITMA SİSTEMLERİNİN
PERFORMANSININ KONYA İLİ ŞARTLARINDA İNCELENMESİ
Hüseyin ÜNSAL*, Muammer ÖZGÖREN**, Özgür SOLMAZ***
*Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
42030 Selçuklu, KONYA, [email protected]
** Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
42030 Selçuklu, KONYA, [email protected]
*** Selçuk Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
42030 Selçuklu, KONYA, [email protected]
Özet: Yenilenebilir güneş enerjisiyle atık su (doğrudan drenaj edilemeyen sular örneğin, zeytinyağı üretimindeki
karasu, salamura zeytin üretimindeki tuzlu su ve habitata direk bırakılamayan değerli katı karışım içeren sanayi
atıkları) ve/veya deniz suyunun damıtılması yapılabilmektedir. Damıtma sistemi performansını etkileyen
parametreler, esas olarak meteorolojik şartlar ve havuzun tasarım parametreleridir. Konya ili güneş enerjisi
potansiyeli bakımından öne çıkan iller arasında olup, Karapınar ilçesinin Enerji İhtisas Endüstri Bölgesi olması
ile güneş enerjisi uygulamalarının önem kazandığı bir il konumundadır. Bunun yanı sıra dünya kuraklık
haritasına göre de ülkemizin en kurak bölgelerinden biridir. Bu sebeplerden dolayı bu çalışmada, atık su ve/veya
deniz suyundan temiz su elde etmek amacıyla, aktif ve pasif damıtma sisteminin performansı Selçuk Üniversitesi
Kampüs bölgesinde 2011-2014 yılları arasında ölçülen güneş ışınımı ve sıcaklık değerlerinin ortalamaları
kullanılarak 23 Temmuz günü için hesaplar saatlik olarak analiz edilmiştir. Sonuçta aktif damıtma sisteminin
pasif sistemden daha iyi bir performans sergilediği ve birim alan başına aktif damıtma sisteminin ürettiği su
miktarının belirtilen günde en fazla 13:00-14:00 saatleri arasında 0,267 kg ve günlük toplamda ise 1,670 kg, gün
içerisinde maksimum verimin ise 13:00-14:00 saatleri arasında %11,8 olduğu hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Damıtma, aktif sistem, pasif sistem, güneş enerjisi.
PERFORMANCE INVESTIGATION OF ACTIVE AND PASSIVE DISTILLATION
SYSTEMS POWERED BY SOLAR ENERGY AT KONYA
Abstract: Waste water and/or seawater (directly not to be drained waters such as black (blackish) water in the
production of olive oil, salt water in the olive production and industrial solid wastes containing valuable material
which cannot be released directly to the habitats) can be distilled with a renewable solar energy. Common
components and parameters affecting the performance of a distillation system are mainly meteorological
conditions and design parameters of the solar energy system. Konya is among the prominent cities in terms of
solar energy potential and also Karapinar region has been declared as the Energy Qualified Industrial Zone.
According to drought map of the world. Konya is also one of the driest regions of our country. For these reasons,
in this study, in order to obtain fresh water from waste water and/or seawater, the performance of the active and
passive distillation systems was hourly analyzed on July 23 using values of solar radiation and ambient
temperature measured in Selcuk University Campus Region. Eventually, the amount of water produced active
distillation system exhibited a better performance than the passive system and it was calculated to be 0,267 kg/h
between from 13:00 to 14:00 PM, 1,670 kg/day and the maximum efficiency during the day was found to be
%11,8 between from 13:00 to 14:00 PM.
Keywords: Active distillation system, distillation, passive distillation system, solar energy.
61
GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNDE BORU ÇAPI ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK
İNCELENMESİ
Erçin COŞKUN*, Şenol BAŞKAYA*, Tamer ÇALIŞIR*, Sinan YÜCEDAĞ**,
Sercan TARAKÇIOĞLU**
*Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected], [email protected]
** Türk DemirDöküm Fabrikaları A.Ş., 11300 Bozüyük, Bilecik, [email protected],
[email protected]
Özet: Enerji üretimi ve kullanımı gelişmişliğin en önemli göstergelerinden biridir. Günümüzde enerji üretimi
büyük oranda fosil yakıtlarla sağlanmaktadır. Ancak, gerek fosil yakıtların rezervlerinin tükenmekte oluşu ve
sürekli artan fiyatları, gerekse kullanımından kaynaklanan çevre sorunları, yeni ve temiz enerji kaynakları
arayışını hızlandırmıştır. Günümüzde güneş enerjili su ısıtma sistemi kolektörlerinin hepsi alışılagelmiş
ölçülerde ve şekillerde üretilmektedirler. Bu incelemede kolektör boru çaplarının değiştirilmesinin kolektör
verimi üzerine deneysel bir çalışma yapılmıştır. Piyasada üretilen 18 mm manifold - 8 mm riser çapına sahip
kolektör ile 22 mm manifold - 10 mm riser çapına sahip kolektörün deneysel olarak karşılaştırması yapılmıştır.
Sonuç olarak üretilen boru çaplarının termosifon sistemlerin dolaşımına engel olmadığı ve verimleri üzerinde
büyük bir etkiye neden olmadığı gösterildi.
Anahtar Kelimler: Güneş enerjisi, kollektör, su ısıtma, riser, manifold
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PIPE DIAMETER EFFECTS USED IN
SOLAR COLLECTORS
Abstract: Energy production and use is one of the most important indicators of development. Up to date and
currently, fossil fuels are the main source of energy production. These reserves are being depleted, and the everincreasing prices, as well as from the aspect of environmental issues, accelerated the search for new and clean
energy sources. Today, solar collectors for water heating systems have a large variation of common sizes and
forms. An experimental study was performed for domestic solar water heating systems, and the effect on the
efficiency of pipe diameter was investigated. Pipe diameters produced in the present market were compared, and
in addition, manifold sizes of 18mm - riser 8mm and 22mm - riser 10mm were compared experimentally. From
the results it was concluded that manufactured pipe diameters do not effect circulation, and also do not make any
critical decrease in efficiency in domestic water heater systems.
Keywords: Solar energy, collector, water heating, riser, manifold
62
GLOBAL EN İYİ ARAMA YÖNTEMİ KULLANILARAK GÜNEŞ PİLİ
MODELLERİNİN I - V KARAKTERİSTİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ
Oğuz Emrah TURGUT* ve Mustafa Turhan ÇOBAN*
*Ege Universitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Enerji Departmanı
Özet: Bu çalışmada, yazarlar tarafından geliştirilen global en iyi arama yöntemi kullanılarak PV modüllerinin ve
güneş pili modelleri parametrelerinin optimize edilmesi planlanmıştır. İlgili modellerdeki yapısal tasarım
fonksiyonları yüksek derecede doğrusal olmayan karakteristik gösterdiğinden bu çeşit hedef fonksiyonlarının
geleneksel optimizayon yöntemleri ile çözümü oldukça zordur. Dolayısıyla metasezgisel yöntemlerden
esinlenerek üretilmiş Global En İyi Arama optimizasyonunun bu özellikteki problemlere uygulanması model
parametrelerinin doğru bir şekilde elde edilmesi için faydalı bir alternatiftir. Optimize edilecek parametreler
üretilen ışılakım, doyma akımı, seri resistansı, şönt resistansı ve ideallik faktörü olarak belirlenmştir. Önerilen
optimizasyon modeli çift diyotlu ve tek diyotlu sistemler üzerinde denenmiş ve oluşturulan algoritmanın
literatürde adı geçen yukarıda bahsedilen algoritmalardan daha başarılı olduğu görülmüştür.
Anahtar kelimeler: Parametre tahmin etme, Güneş hücresi modelleme, Sezgisel algoritmalar, Optimizasyon
Abstract: In this study, an optimization algorithm developed by the authors named as “Global Best Search” is
utilized to model PV modules and design the unknown parameters of solar cell models. Due to the inherent
nonlinear charactersitcs of the governing equations, traditional optimization algorithms has failed to solve the
related optimization problem accurately. Therefore, the model proposed herein (Global Best Search) which is
inspired by the various kind of metaheuristic optimization methods has been recognized as a suitable alternative
for solving these kind of problems. The optimized parameters such as photo current, saturation current, series
resistance, shunt resistance and ideality factor are optimized by the propounded optimizer and unknown
parameters of the mathematical model are obtained efficiently. . Comparsons reveal that the proposed method
surpasses the compared optimizers in terms of solution accuracy and robustness.
Keywords: Parameterd identification, solar cell modelling, metaheuristic algorithms, optimization
63
BİR JEOTERMAL GÜÇ SANTRALİNİN TERMODİNAMİK ANALİZİ
Gamze YILDIRIM, Mustafa ALPTEKİN, Önder KIZILKAN*, Ahmet KABUL*
*Süleyman Demirel Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
32260 Çünür, Isparta,
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected]
Özet: Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan jeotermal enerjinin önemi tüm dünyada olduğu gibi
ülkemizde de hızla artmaktadır. Farklı kaynaklar kullanılarak güç üretimi yapılabildiği gibi, ülkemizde atıl
durumda bekleyen jeotermal kaynaklardan da düşük sıcaklıklarda çalışan organik Rankine çevrimli güç
santraliyle elektrik üretimi yapılabilir. Bu çalışmada, Denizli ilindeki bir jeotermal santralin orijinal verileri
kullanılarak tüm sistemin birinci ve ikinci kanun analizleri yapılmış, sistemin ısıl verimi, ekserji verimi ve
ekserji kayıpları hesaplanmıştır. Sistemde iki ayrı organik Rankine çevrimi bulunmakta ve bu çevrimlerde iş
akışkanı olarak n-pentane kullanılmaktadır. Birinci yasa analizi sonucunda sistemin ısıl verimi % 8.2, birinci
sistemden elde edilen net güç miktarı 4162 kW, ikinci sistemden elde edilen net güç miktarı ise 1520 kW olarak
bulunmuştur. İkinci kanun analizi sonucunda ise ekserji verimi % 56 ve toplam ekserji kaybı 7487 kW olarak
hesaplanmıştır. Sistemde ekserji kayıplarının en fazla türbinlerde, en az ise pompalarda olduğu gözlemlenmiştir.
Ayrıca, sistemdeki enerji ve ekserji akışını daha iyi anlayabilmek” için Sankey ve Grassmann diyagramları
sunulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Jeotermal enerji, enerji ve ekserji analizi, organik Rankine çevrimi, n-pentane
THERMODYNAMIC ANALYSIS OF A GEOTHERMAL POWER PLANT
Abstract: Importance of geothermal energy, which is one of renewable energy resources, has been rapidly
increasing in our country as well as all over the world. As power generation can be done using different
resources, electric generation can be performed from a power plant with organic Rankine cycle, which operates
low temperature, from inactive geothermal resources in our country. In this study, first and second law analyses
of all system were performed, and thermal efficiency, exergy efficiency and exergy losses of system were
calculated using original data of a geothermal power plant in Denizli province. There are two organic Rankine
cycles in system, and n-pentane is used as working fluid in this cycles. As a result of the first law analysis, the
thermal efficiency of the system and total generated power amount were found as 8 % and 5682 kW,
respectively. As a result of the second law analysis, the exergy efficiency and total exergy loss were calculated
as 56 % and 7487 kW, respectively. It was observed that exergy losses occur the most in turbines and at the least
in pumps. In addition, Sankey and Grassmann diagrams were presented to more understand energy and exergy
flows in the system.
Keywords: Geothermal energy, energy and exergy analysis, organic Rankine cycle, n-pentane
64
SEYDİŞEHİR BÖLGESİNİN RÜZGÂR ENERJİSİ POTANSİYELİ VE BÖLGE
ELEKTRİK İHTİYACININ KARŞILANMASI
Faruk KÖSE* ve Ahmet Ali SERTKAYA**
*Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, 42179 Kampüs Selçuklu, Konya,
e-posta: [email protected]
**Necmettin Erbakan Üniversitesi Seydişehir Ahmet Cengiz Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği
Bölümü, 42360 Seydişehir, Konya, e-posta: [email protected]
Özet: Bu çalışmada temiz ve yenilenebilir bir enerji olan rüzgâr enerjisinin Konya-Seydişehir bölgesindeki
potansiyeli ve bununla bölge elektrik enerjisi ihtiyacının karşılanması araştırılmıştır. Bunun için Seydişehir
Ahmet Cengiz Mühendislik Fakültesi yerleşkesine 30 metre yükseklikteki rüzgâr enerjisi ölçme sistemi
yerleştirilerek buradan elde edilen veriler kullanılmıştır. Ayrıca, Seydişehir Meteoroloji istasyonunda yapılan
rüzgâr ölçümü verileri ve Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü Türkiye rüzgâr atlası verilerinden
faydalanılmıştır. Rüzgâr hızı dağılımı, kapasite faktörü ve alan değerlerinden faydalanılarak bölgenin rüzgâr
enerjisi potansiyeli belirlenmiştir. Bölgenin rüzgâr potansiyeli brüt 1750 MW, günümüzde kullanılabilecek net
potansiyel de 930 MW olarak hesaplanmıştır. Bu potansiyel ile yıllık yaklaşık üretilebilecek elektrik enerjisi ise
2.26 milyar kWh ile Konya’nın yıllık enerji tüketiminin %37’si, Seydişehir’in yıllık enerji tüketiminin de 3.3
katı civarında olduğu bulunmuştur.
Anahtar Kelimler: Yenilenebilir enerji, rüzgâr enerjisi, rüzgâr enerjisi potansiyeli.
DETERMINATION OF WIND ENERGY POTENTIAL IN SEYDISEHIR AND
FULFILLING OF REGIONAL ELECTRICAL ENERGY NEED
Abstract: In this study, the wind energy potential of Konya Seydisehir area and fulfilling of regional electrical
energy need is investigated. To accomplish it, a wind speed measurement pol which has 30 meters of height is
installed to the area near the Seydisehir A. Cengiz Engineering Faculty. In addition, by using the data of
Seydisehir Meteorological Station and the wind atlas of general directorate of electric power resources survey
and development administration, wind speed distribution, specific power intensity and capacity factor values
have been calculated. By the use of wind speed distribution data, specific power intensity and location values,
the gross wind speed potential of the area is investigated. After subtracting the wind power values of the areas
which are not available to install wind turbines, the net wind power potential of the area is calculated as 1750
MW. The utilizable value of this is calculated as 930 MW by considering the location of the power system and
transformer capacities in the region. The generable electricity is calculated as 2.26 billion kWh which is equal to
37% of electricity consumption of Konya and 3.3 times of total electricity consumption of Seydişehir.
Keywords: renewable energy, wind energy, wind energy potential.
65
BACA GAZI İLE TAHRİK OLAN ABSORPSİYONLU SOĞUTMA SİSTEMİ
UYGULAMASININ EKSERJİ ANALİZİ
Nazım KURTULMUŞ*, Beşir ŞAHİN**, İlhami HORUZ***
*Adana Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fak., Makine Müh. Böl.
01180 Seyhan, Adana, [email protected]
**Çukurova Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Müh. Böl. Balcalı/Adana, [email protected]
*** Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
Özet: Enerjinin gün geçtikçe artan maliyet artışları insanları yeni enerji kaynaklarına yöneltmenin yanında, hem
mevcut sistemlerin daha verimli hale getirilmesi hem de atık ısıların değerlendirilmesi üzerine odaklanma
gerekliliğini beraberinde getirmektedir. Atık ısıların soğutma/klima uygulamalarında değerlendirilmesinde,
Absorpsiyonlu Sistemler ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada bir absorpsiyonlu soğutma sisteminin bir sanayi
kuruluşuna uygulanması incelenmiştir. Bir sanayi kuruluşu ile yapılan görüşmeler sonucunda, firmanın üretim
hattında endüstriyel fırınının bulunduğu, bu endüstriyel fırında baca gazı olarak atık ısının mevcut olduğu
değerlendirilmiştir. Bu atık ısının absorpsiyonlu soğutma sistemini tahrik etmesi ile iş yeri idari binasının yaz
aylarında soğutulması düşünülmüştür. Bu amaçla atık ısının mevcut olduğu bacada ölçümler yapılarak baca
gazının fiziksel özellikleri belirlenmiş ve mevcut enerji potansiyeli belirlenmiştir. İş yeri idari binasının soğutma
yükü hesaplanmıştır. Absorpsiyonlu soğutma sistemi vasıtasıyla baca gazındaki enerjinin soğutma yükünü
karşılayacağı değerlendirilmiştir. Endüstriyel fırın bacasına entegre edilen absorpsiyonlu soğutma sisteminin
üreteceği soğuk su idari binaya döşenen fan-coil sistemine gönderileceği düşünülerek sistemin ekserji analizi
yapılmış ve sonuçlar tartışılmıştır.
Anahtar Kelimler: Enerji geri kazanımı, ekserji analizi, absorpsiyonlu soğutma sistemi.
EXERGY ANALYSIS OF THE APPLICATION OF ABSORPTION AIR
CONDITIONNING SYSTEM DRIVEN BY WASTE GASES
Abstract: The ever increasing the cost of energy bring the necessity for people to focus on both the improvment
of the efficiency of the current systems and the utilisation of the waste heat, as well as to find new energy
sources. As far as the utilisation of the waste heat is concerned in refrigeration/air conditionning applications,
Absorption Refrigeration systems come front. In this study an application of absorption refrigeration system to
an industrial company is investigated. After discussion with the company, the waste heat as exhaust gases is
determined. It is thought that comfort cooling to the office building can be made by using exhaust gas driven
absorption refrigeration system. For this purpose, the exhaust gases physical properties and heat quantity are
determined by measurements. The cooling load for the office building is calculated. It is found out that the heat
quantity of the exhaust gases can provide enough heat to drive the absorption refrigeration system. The exergy
analysis has been made for the application of fancoil system integrated to absorption refrigeration system fired
by waste gases from an industrial furnace and the results are discussed.
Keywords: Energy recovery, Exergy analysis, Absorption refrigeration system
66
TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPALARINDA TOPRAK NEMİNİN ISI
POMPASININ ENERJİ TÜKETİMİNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK
ARAŞTIRILMASI
Murat ÖZTÜRK*, Erdoğan KILIÇASLAN**, Engin GEDİK***
*Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği ABD / Karabük
[email protected]
**Karabük Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi ABD / Karabük
[email protected]
***Karabük Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği ABD / Karabük
[email protected]
Özet: Sunulan bu çalışmada; Karabük şartlarında toprak kaynaklı ısı pompası (TKIP) sistemi tasarlanarak farklı
nem oranlarındaki toprağın ısı pompası sisteminin performansına olan etkisi deneysel olarak incelenmiştir.
Tasarlanan ve imalatı yapılan deneysel sistem üzerinde bir dizi deneyler yapılmıştır. Sistemde kullanılan kumun,
% 0 (kuru) % 10, % 20, % 30 ve % 40 olmak üzere değişken nem oranlarında ısı pompasının performansı ve
enerji tüketimine etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmaların sonucunda, kumun nem oranının artmasıyla
birlikte ısı iletkenliğinin arttığı gözlenmiştir. Ayrıca, % TKIP sisteminin buharlaştırıcı ve yoğuşturucu
kapasitesinin sırasıyla % 39 ve % 32 oranlarında arttığı, sistem performansının ise % 7 iyileştiği tespit edilmiştir.
Artan nem oranının sistemin enerji tüketiminde azalan yönde eğilim gösterdiği ve % 40 nem oranında yaklaşık
32,5 Wh’lik bir enerji tasarrufu sağlandığı görülmüştür. Bununla birlikte kumun % 30 ile % 40 nem
doygunluğunda ise sistem performansının önemli bir oranda değişmediği görülmüştür.
Anahtar Kelimler: Toprak Kaynaklı Isı Pompası, Enerji Tüketimi, Performans Katsayısı, Enerji.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON THE EFFECT OF SOIL MOISTURE TO
THE GROUND SOURCE HEAT PUMP’S PERFORMANCE AND ENERGY
CONSUMPTION
Abstract: In the present study an experimental investigation is carried out to predict the performance of ground
source heat pump systems with using different moisture rate of sand under Karabük prevailing conditions. A
series of experiments were conducted on designed and produced experimental test rig. Effects of the sand using
on the systems to the heat pump efficiency and energy consumption was investigated for different moisture rate
of the sand as 0% (dry) 10%, 20%, 30% and 40%. Experimental results showed that increasing of moisture rate
has caused to increase heat conduction. In addition that, capacity of the evaporator and condenser units of the
ground source heat pump (GSHP) was increase as 39% and 32% respectively with the 7% increase of system
performance. Consequently, the system’s efficiency has not changed, where sand has % 30 and % 40 moisture
saturation and with increasing humidity, system’s energy consumption is going to downward as, 32.5 Wh of
energy saving has been obtained.
Keywords: Ground Source Heat Pump, Energy Consumption, COP, Energy.
67
YAKITLAR VE YANMA
68
CO2/R404A KASKAT SOĞUTMA SİSTEM PERFORMANSININ DENEYSEL
İNCELENMESİ
Barış YILMAZ*, Ali ÖZYURT*, Deniz YILMAZ**, Mustafa K. SEVİNDİR***, Ebru MANÇUHAN*
*
Marmara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
34722 Kadıköy, İstanbul, Türkiye.
[email protected]
**
İstanbul Arel Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
34295, B.Çekmece - İstanbul / Türkiye
***
Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
Beşiktaş, İstanbul, Türkiye
Özet: Soğutma sistemlerinde kullanılan kloro-floro hidrokarbonların çevreye ve ozona zararlı olmalarından
dolayı daha çevreci ve doğal soğutucu akışkanların bu bileşiklerle değiştirilmesi zorunlu hale gelmiştir. Doğal
soğutucu akışkanlardan CO2 gazı küresel ısınmaya etkisi olmayan ve ozon tabakasına zarar vermeyen önemli
alternatiflerden biridir. Ancak kritik nokta civarında veya üzerinde ısı geçişi nedeniyle ortaya çıkan performans
katsayısındaki düşüş ve yüksek çalışma basınçları nedeniyle bir takım tasarım gereksinimine ihtiyaç
duyulmuştur. Dolayısıyla CO2 soğutucu akışkanı ile çalışan soğutma sistemleri tasarımı, geliştirilmesi ve
uygulanması konusunda son yıllarda yapılan araştırmalar gittikçe artmaktır. Bu çalışmada uluslararası
standartlara uygun olarak tasarlanmış bir test düzeneği kullanılarak R404A ve CO 2 gazlarının kullanıldığı bir
kaskat soğutma sisteminin performans testleri gerçekleştirilmiştir. Söz konusu sistemde 7.75 kW soğutma
kapasitesine sahip evaporatör kullanılarak test odalarında istenilen standart test şartları sağlanmaya çalışılmıştır.
Çeşitli noktalardan yapılan ölçümler kullanılarak sistem COP değeri hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimeler: CO2/R404A, Kaskat Soğutma Sistemi, Test ünitesi
EXPERIMENTAL ANALYSIS AND PERFORMANCE EVALUATION OF A
CO2/R404A CASCADE REFRIGERATION SYSTEM
Abstract: Synthetic refrigerants are being called off or laid up because of their negative effects on the ozone
which are used in refrigeration industry nowadays. Refrigeration systems using synthetic compounds as a
refrigerant are caused large amount of greenhouse gases emission to atmosphere due to the leakage in the
systems. Therefore, proposing less harmful and environmental friendly alternative refrigerants for such systems
is obligatory. CO2 is one of the alternative refrigerants with no harmful effects on global warming and ozone
layer. But having low critical pressure and high operating pressure obliges the system to meet some
consideration during design. Researches on the systems using CO 2 as refrigerant are increasingrecently to design
and develop such systems. In this study, an experimental facility is set up based on the international standards.
And using this facility, a cascade system with a refrigeration capacity of 7.75 kW is tested at the specified
conditions. Using data collected from several components the COP and performance calculations of the
designed system have been realized.
Keywords: CO2/R404A, Cascade Refrigeration System, Test Facility
69
SOĞUK ODA ISI YÜKÜ HESAPLAMA VE SOĞUTMA EKİPMALARI SEÇİM
YAZILIMI (COLD-SİM)
Hasan ACÜL*, Görkem ZENGİN*, Mert Ekin ÖZKAN*, Ayhan ONAT**
* İklimsoft İklimlendirme ve Soğutma Endüstrisi Yazılımları Ltd. Şti., İstanbul
[email protected]; [email protected]; [email protected]
** Marmara Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, İstanbul
[email protected]
Özet: Bu çalışmanın amacı endüstriyel ve ticari amaçlı kullanılan soğuk odaların toplam ısı yükünü hesaplayan
ve buna uygun soğutma ekipmanları seçimi sağlayan Cold-Sim yazılımı hakkında bilgi vermektir. Web tabanlı
mimari yapı ve modüler programlama yaklaşımı ile geliştirilen Cold-Sim yazılımında soğuk oda ısı yükü
hesaplama modülü ile entegre çalışan soğuk oda evaporatörleri, hava soğutmalı kondenserler, monoblok,
kondensing unit ve merkezi kompresör sistemi ünitelerinin performans hesaplama ve seçimi modülleri
mevcuttur. Bu özelliklere ek olarak ürünlerin model bazında konfigüre edilmesi ve fiyatlandırması gibi temel
işlevleri de içermektedir. Yazılımın hedef kullanıcıları soğuk oda ve soğutma ekipmanları üretim firmaları ile bu
ürünlerin satış, tesisat/taahüt projelerini yapan tasarımcı firmalardır. Cold-Sim yazılımında uluslararası
geçerliliği olan American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) ve The
Association of German Engineers (VDI) yaklaşımları ve verileri temel kabul edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: cold-sim, soğuk oda, ısı kazancı, ısı yükü, soğutma ekipmanları, evaporatör, kondenser,
monoblok, kondensing unit, merkezi kompresör unit, ürün seçim yazılımı, ürün seçim programı
COLD ROOM HEAT LOAD CALCULATION AND COOLING EQUIPMENT
SELECTION SOFTWARE (COLD-SİM)
Abstract: The purpose of this paper is to give information about Cold-Sim software which calculates heat load
of industrial cold rooms and provides selection of proper cooling equipments for cold rooms. Cold-Sim software,
which is developed with web based architecture and modular programming approach, includes six modules
which are cold room heat load calculation, selections of cold room evaporators, air cooled condensers,
monoblock refrigeration systems, split&industrial systems and central units. In addition, Cold-Sim includes
some basic functions like model-based configuration and proposaling which supports commercial processes.
Target market of the software is designer, manufacturing and sales companies which are working in HVAC&R
industry. Cold-Sim software uses approaches of American Society of Heating Refrigerating and AirConditioning Engineers (ASHRAE) and The Association of German Engineers (VDI) which are internationally
recognized references.
Keywords: cold-sim, cold room load, cooling equipments, evaporator, condenser, monoblok, condensing unit,
central unit, product selection software, product selection programme
70
SYDNEY GİRDAPLI YAKICIDAKİ İZOTERMAL AKIŞIN NÜMERİK OLARAK
İNCELENMESİ
Mehmet TEKE* ve İrfan KARAGÖZ**
*ANOVA Mühendislik
Ulutek Araştırma Binası, Uludağ Üniversitesi, 16059 Görükle, Bursa [email protected]
** Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
16059 Görükle, Bursa, [email protected]
Özet: Bu çalışmada Sydney girdaplı yakıcı için 3 boyutlu zamana bağlı nümerik analizler izotermal olarak
gerçekleştirilmiştir. Türbülanslı akışın çözümü için Reynolds Average Navier Stokes (RANS) temelli RNG kepsilon türbülans modeli kullanılmıştır. Hesaplamalar ANSYS CFX ticari hesaplamalı akışkanlar dinamiği
(HAD) kodu ile gerçekleştirilmiştir. Analizler S=0.54 ve S=1.59 girdap sayıları için yapılmıştır. Düşük ve
yüksek girdap sayılarında burgaç çöküntüsü gibi akış yapıları üzerine etkileri incelenmiştir. Sonuçlar Sydney
üniversitesi veritabanında bulunan deneysel veriler ile karşılaştırlımıştır. Büyük Edi Simülasyonuna (LES) göre
daha hızlı sonuç veren RANS çözümünün burgaç çöküntüsünü tahmin etme kabiliyeti farklı girdap sayılarında
incelenmiştir.
Anahtar Kelimler: girdaplı akış, HAD, türbülans model,burgaç çöküntüsü
NUMERICAL INVESTIGATION OF NON-REACTIVE FLOW IN THE SYDNEY
SWIRL BURNER
Abstract: In this study, three dimensional time dependent numerical analysis were performed for Sydney swirl
burner as isothermal. Turbulent flows were solved Reynolds Average Navier Stokes (RANS) based RNG kepsilon turbulence model. Calculations were performed ANSYS CFX commercial computational fluid dynamics
code. Analysis were completed for swirl number S=0.54 and S=1.59. Results were compared with the
experimental data at swirling flame database in Sydney University. The effects of low and high swirl numbers
on the flow behavior such as vortex breakdown were investigated. RANS soluitons that provides faster solutions
than Large Eddy Simulation (LES) is examined to predict vortex breakdown with different swirl number.
Keywords: Swirling flow, CFD, turbulence model, vortex breakdown
71
DÖNER FIRIN VE SABIT YATAKLI REAKTÖRLERDE ATIK LASTIK
SIVISINDAN BENZİN BENZERİ VE DİZEL BENZERI YAKITLARIN ÜRETİMİ
Abdulkadir AYANOĞLU*, Recep YUMRUTAŞ**, Orhan ARPA***, Fatih COŞKUN****
*Şırnak Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Şırnak, Türkiye
**Gaziantep Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Gaziantep, Türkiye
***Dicle Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Diyarbakır, Türkiye
****Kudret Inkar Atık Lastik Dönüşüm Şirketi., Adıyaman, Türkiye
Özet: Bu çalışmada, atık lastik döner fırın reaktörde daha fazla ürün elde etmek için piroliz yöntemiyle sıvı, gaz
ve katı ürünlere dönüştürülmüştür. Ağır, hafif, bal mumu, karbon siyahi ve sıvılaşmayan gaz oranları
maksimum %25, % 12, % 8, % 35 ve % 20 şekilde üretilmiştir. Sabit yataklı reaktörlerde ağır ve hafif sıvılar
Doğal Zeolit ve Kireç ağ. % 2, 6 ve 10 oranında katılarak standard yakıta dönüştürülmüştür. Numuneler
distilasyon testine tabi tutularak standart yakıt türüne benzemiştir. Standart yakıtlara benzeyen en iyi eğrilerin %
10 CaO olduğu tespit edilip % 10 CaO katkı malzemesinin hafif sıvı ile karışması benzin benzeri yakıta (BBY)
ve ağır sıvı ile karışımı dizel benzeri yakıta (DBY) benzerlik gösterdiği görülmüştür. Atik lastiğin, BBY'nin ve
DBY'nin fiziksel ve kimyasal özellikleri: TG/DTG, Proksimate, ultimate, HHV, FT-IR, BET, kükürt, yoğunluk,
viskozite, GC-MS, parlama noktası, su miktarı ve distilasyon testleri analiz edilmiştir.
Anahtar kelimeler: Atık lastik, Döner fırın reaktörü& Sabit yataklı reaktör, Katalitik piroliz, Pirolitik
distilasyon, Kireç ve doğal zeolit katalizörleri
GASOLINE AND DIESEL LIKE FUELS PRODUCTION FROM WASTE TIRE BY
ROTARY KILN AND FIXED BED REACTORS
Abstract: In this study, waste tire pyrolyzed at rotary kiln reactor to obtain more gas and light, heavy liquids and
wax products and less carbon black amount. The products were heavy oil, light oil, wax, carbon black and noncondensable gas which obtained at maximum yield as 25%, 12%, 8%, 35% and 20%. Than the heavy and light
oils exposed with such additives as Natural Zeolite (NZ) and Lime (CaO) at fixed bed reactor to produce liquids
similar to standard petroleum fuels. The additives with different mass ratio as 2, 6, and 10 % wt. The heavy and
light oils mixture samples were distillated to observe the optimum graph which is similar to gasoline and diesel
like fuels by catalytic distillation. Consequently, the best curves obtain from the lime with a mass ratio of 10 %
on acquiring which are close to gasoline and diesel fuels. The chemical and physical features of the liquids and
waste tire were analyzed by TG/DTG, Proximate, Ultimate, HHV, FT-IR, BET, Sulfur, Density, Viscosity, GCMS, Flash Point, Moisture, and distillation tests.
Keywords: Waste Tire, Rotary Kiln and Fixed Bed Reactors, Catalytic Pyrolysis, Pyrolytic Distillation, Lime
and Natural Zeolite Additives
72
DÜŞEY BİR GÖZENEKLİ KANALDA YANMAMNIN ISIL DENGESİZ MODEL İLE
SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ
Tanju ERGEN*, Onur TUNCER**, A. Cihat BAYTAŞ***
*İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi Uçak Mühendisliği Bölümü
34469 Maslak, İstanbul, [email protected]
*İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi Uçak Mühendisliği Bölümü
34469 Maslak, İstanbul, [email protected]
*İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi Uçak Mühendisliği Bölümü
34469 Maslak, İstanbul, [email protected]
Özet: Gözenekli yakıcılar yüksek yanma verimi, yüksek güç yoğunluğunda yanma ve düşük salım gazları oranı
ile üstün teknolojik özelliklere sahiptir. Bu çalışmanın amacı iki boyutlu gözenekli bir kanalda yanma olayının
sayısal olarak incelenmesidir. Gözenekli yakıcı kanalda yüksek sıcaklığa dayanıklı seramik köpük gözenekli
ortamı temsil etmektedir. Gözenekli yakıcı için burada yapılan sayısal çalışmalar iki kola ayrılmaktadır.
Birincisi, yakıcı kanalın ısıl dengesiz enerji denklemleri ile incelenmesidir. Çünkü yanma sırasında katı ve gaz
fazları arasında çok yüksek sıcaklık farkı oluşacağından fazlar arası ısıl denge yoktur. Gözenekli kanal
içerisindeki tüm hız ve sıcaklık alanları SIMPLE algoritması kullanılarak yazılan bilgisayar programı ile
hesaplanmaktadır. İkincisi ise gaz fazı içerisinde yanmanın Laminar Flamelet Yaklaşımı ve GRI 3.0
mekanizması (53 tür, 325 reaksiyon) ile modellendiği çalışmadır. Problemimizde, düşey kanal farklı
gözenekliklere sahip ardı ardına sıralanmış üç bölümden oluşmaktadır. Çalışmamızın ilk adımı olarak,
hesaplamalara başlamadan önce laminar flamelet denklemlerinin adyabatik olmayan koşullarda hem negatif hem
pozitif çeşitli entalpi noksanlıkları ile çözülmesiyle modelimiz için gerekli flamelet çizelgeleri oluşturulmuştur.
Laminar Flamet Yaklaşımında gaz sıcaklığı, karışım kesiti taşınımı ve entalpi taşınımı denklemleri çözülerek,
karışım kesiti, scaler dağılım oranı ve entalpi noksanlığı değerlerinin hesaplanmasıyla ön-işlemde hazırladığımız
tablolarda bu üç değer yardımı ile 3 boyutta interpolasyon yapılarak bulunmaktadır. Sonuç olarak, gözenekli
ortam içerisinde yanmanın değişik gözeneklilik ve geçirgenlik değerlerine göre nasıl değiştiği gösterilmiş ve
ayrıca yakıcı içerisinde sıcaklık (gaz ve katı faz için ayrı ayrı) ve hız dağılımları incelenmiştir. Gözenekli bir
yakıcıda Laminar Flamelet Modelin kullanımı çok yeni bir konudur. Bu çalışmada aynı zamanda Laminar
Flamelet Modelin gözenekli yakıcı için de uygulanabileceği ve son derece verimli bir yanma elde edilebileceği
gösterilmiştir.
Anahtar Kelimler: Gözenekli yakıcı, Laminar flamelet model, Yanma, Isıl dengesiz gözenekli ortam
NUMERICAL INVESTIGATION OF COMBUSTION IN POROUS CHANNEL WITH
NON-EQUILIBRIUM MODEL
Abstract: Porous burners has superior technological features such as high combustion efficiency, providing high
power density and low emission of pollutant gases. Purpose of this study is to investigate combustion inside two
dimensional porous channel. High temperature resistant ceramic foam inside the channel represents the porous
burner. Numerical analysis for porous burner are divided by two parts. First part is investigating the porous
channel with non-equilibrium energy equations. Since temperature difference will be recognizable high during
combustion, we can’t assume that gas and solid temperatures will be the same. . The computations is executed
by SIMPLE Algorithm based in-house code that introduces separate energy equations due to local thermal nonequilibrium between gas and solid phase. Second part is to model combustion within gas phase with laminar
flamelet approach using GRI 3.0 mechanism (53 species, 325 reactions). Before we start calculations, laminar
flamelet tables are constructed by solving flamelet equations for non-adiabatic conditions as pre-process. In this
laminar flamelet approach, gas temperature is determined by three-dimensional interpolation with mixture
fraction, scalar dissipation rate and enthalpy defect values. As a result, effects of different porosity and
permeability to combustion is presented along with both gas and solid temperature and velocity fields inside
porous channel.
Keywords: Porous burner, Laminar flamelet model, Combustion, Thermal non-equilibrium porous media
73
ATIK LASTİK SIVISINDAN DİSTİLE EDİLMİŞ DİZEL BENZERİ YAKITIN
YANMA VE EMİSYON KARAKTERİSTİĞİNİN İNCELENMESİ
Abdulkadir AYANOGLU*, Recep YUMRUTAS**, Orhan ARPA***
*Sırnak Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bolumu, Şırnak, [email protected]
**Gaziantep Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bolumu, Gaziantep, [email protected]
***Dicle Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bolumu, Diyarbakır, [email protected]
Özet: Bu çalışmada atik lastik sıvısından elde edilmiş dizel benzeri yakıtın (DBY) motor performans ve egzoz
emisyonları deneysel olarak analiz edilmiştir. Motor torku, motor gücü, özgül yakıt tüketimi, egzoz sıcaklığı ve
azot oksitler (NOx), kükürt dioksit (SO2), karbon monoksit (CO), toplam yanmamış hidrokarbon (HC) gibi
egzoz emisyon parametreleri inclenmiştir. DBY pirolotik distilasyon ile reaktor, ısı değiştirici, filtre, saklama
tankı, termostat ve kontrol panelinde oluşan sisteminde üretilmiştir. DBY özellikleri viskozite, yoğunluk, HHV,
parlama noktası, kükürt ve distilasyon testleri ile analiz edilmiştir. DBY`nin Fiziko-Kimyasal özellikleri ve
DBY`nin distilasyon eğrisi tipik dizel yakıt değerlerine benzemektedir. Bu durum DBY`nin motorda problemsiz
olarak yanacağını göstermektedir. Motor torku, motor gücü, ortalama fren efektif basıncının değerleri DBY`nin
dizel yakıta yakın özellikler gösterdiği tespit edilmiştir. Termal frenleme verimi ve özgül yakıt tüketimi tam güç
performansında normal dizel yakıta göre hafif yükseliş gösterdiği tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Lastik Sıvısı, piroliz, dizel yakıt, motor performansı, egzoz emisyonu
PERFORMANCE AND EMISSION CHARACTERISTIC OF DIESEL LIKE FUEL
DISTILLATED FROM TIRE LIQUID
Abstract: This study aims to investigate the engine performance and exhaust emissions resulted from diesel like
fuel (DLF) produced from waste tire oil (WTO), in a diesel engine by experimental analysis. The performance
characteristics such as engine torque, engine power, brake specific fuel consumption (Föyt) and exhaust
temperature and emission parameters such as oxides of nitrogen (NOx), sulfur dioxides (SO2), carbon monoxides
(CO), total unburned hydrocarbon (HC) were tested. DLF was distillated at fixed bed system that consist of a
reactor, condenser, filters, collector, thermocouple and electronic panel. As the fuel properties, the viscosity,
density, heating value, flash point, sulfur and distillation were tested for DLF. The DLF were used in the diesel
engine in order to determine the performance and exhaust emission characteristics of the test engine. Many of
physical and chemical properties and distillation curves of DLF are seen to be similar to diesel fuel. The DLF
performance results of engine torque, engine power, and Föyt were quite close to those of diesel fuel. Brake
thermal efficiency was decreased while Föyt was little increased for DLF. It can be concluded that the DLF can
be combusted in engine without any problem.
Keywords: Tire liquid, pyrolysis, diesel fuel, engine performances, exhausts emission
74
DİREKT ENJEKSİYONLU HCCI BİR MOTORDA ALKOL-BENZİN
KARIŞIMLARININ, ENJEKSİYON ORANININ VE EGR’NİN YANMA
KARAKTERİSTİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ
Ali TÜRKCAN* ve Mustafa ÇANAKCI*
*Kocaeli Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Otomotiv Mühendisliği Bölümü
41380 Kocaeli, [email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, çift kademeli direkt enjeksiyon stratejisinin homojen doldurmalı sıkıştırma ile ateşlemeli
(HCCI) yanma üzerindeki etkileri farklı oranlarda hazırlanmış alkol-benzin karışımları kullanılarak
incelenmiştir. Bunun için, direkt enjeksiyonlu bir dizel motor elektronik kontrollü DI-HCCI motoruna
dönüştürülmüştür. Enjeksiyon zamanları ve enjeksiyon oranları kontrol edilerek silindir içerisinde istenilen
karışım elde edilmiştir. Motor testleri, aynı enerji girişi şartlarında ve sabit devirde yapılmış ve püskürtme
basıncı 100 bar olarak belirlenmiştir. Birinci enjeksiyon emme zamanı ortalarında, ikinci enjeksiyon ise ÜÖN’ya
yakın krank açılarında ve farklı enjeksiyon oranlarında yapılmıştır. Yüksek eşdeğerlik oranlarında alkol-benzin
karışımlarının çalışma alanının 97 oktan benzine göre daha küçük olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle alkolbenzin karışımları ile elde edilen çalışma alanının genişletilebilmesi için enjeksiyon oranı (EO) değiştirilmiş ve
EGR uygulanmıştır. EO ve EGR’nin etkisinin incelenebilmesi için maksimum IMEP değerlerinin elde edildiği
noktalar referans alınmıştır. İki farklı EO değeri kullanılmış ve HCCI yanma üzerindeki etkisi karşılaştırılmıştır.
Enjeksiyon oranının değişimi ve EGR’nin uygulanması HCCI çalışma alanın alkol-benzin karışımlarında
genişletilmiştir.
Anahtar Kelimler: HCCI yanma, alkol, EGR, enjeksiyon oranı.
INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF ALCOHOL-GASOLINE BLEND, EGR
AND INJECTION RATIO IN A DIRECT INJECTION HCCI ENGINE
Abstract: In this study, the effects of two stage direct injection (TSDI) strategy on the homogeneous charge
compression ignition (HCCI) combustion was investigated by using different ratio of alcohol-gasoline blends.
For this reason, a diesel engine was converted to an electronically controlled HCCI engine. The injection timings
(first and second) and fuel quantity for each injection were adjusted to get desired mixture formation in the
cylinder. The engine tests were conducted for the same energy input at constant speed and injection pressure was
set at 100 bar. The first injections were injected during the intake stroke and second injections were injected at
the end of the compression stroke by using different injection ratios. It was found that operating region of the
alcohol-gasoline blends was lower than that of pure gasoline fuel (97 octane) at high equivalence ratio
conditions. Hence, injection ratio (IR) was changed and exhaust gas recirculation (EGR) was used for extending
operating region which obtained by using of the alcohol-gasoline blends. The maximum reached indicate mean
effective pressure (imep) points were taken as a reference to investigate the effects of the IR and EGR. Two
different injection ratios were used to compare the effects on the HCCI combustion with each other. HCCI
operating region of the alcohol-gasoline blends was extended by changing injection ratio and applying EGR.
Keywords: HCCI combustion, alcohol, EGR, injection ratio.
75
MODEL BİR YANMA ODASINDA N2 VE CO2 SEYRELTİCİLERİNİN KOK FIRINI
GAZI YANMA PERFORMANSINA OLAN ETKİSİNİN NÜMERİK OLARAK
İNCELENMESİ
Mustafa İLBAŞ* ve Serhat KARYEYEN**
*Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
06500 Teknikokullar, Ankara, [email protected]
** Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
06500 Teknikokullar, Ankara, [email protected]
Özet: Dünya’da fosil yakıtların hızlı şekilde azalıyor olması, bilim adamlarını, doğal gaza alternatif olabilecek
yeni gaz yakıt arayışına sürüklemektedir. Bu bağlamda, kömürün koklaştırması sonrası açığa çıkan, yüksek
kalorili kok fırını gazı ön plana çıkmakta ve gaz yakıt olarak kullanılabilmektedir. Kok fırını gazının yanma
performansı, yanma odası boyunca, özellikle alev bölgesinde kabul edilebilir seviyelerdedir. Ancak, kok fırını
gazının bünyesinde, % 50‘ den fazla bulunan hidrojen gazı alev sıcaklığını yükseltir ve böylece ısıl NO X
mekanizmasından dolayı NOX seviyesi de yükselir. Bununla beraber, havadan gelen azota ilave olarak
bünyesinde bulunan azot da yüksek NOX seviyelerine katkı sağlamaktadır. Bu çalışma ile birlikte, kok fırını
gazının, N2 ve CO2 ile belirli oranlarda seyreltilmesi ile NOX emisyonlarının azaltılması hedeflenmiştir. Bunun
için, bir CFD programı kullanılarak nümerik analizler yapılmış ve bu analizlerin sonucunda, kok fırını gazının
yüksek NOX emisyonu, her iki gaz seyreltmesinde de azaltılabilmiştir. N 2‘ un ısıl kapasitesi her ne kadar yüksek
olsa da, aynı hacimsel oranlardaki artış için, CO 2‘ in daha fazla miktarı dolayısıyla, CO2 seyreltmesinde daha iyi
emisyon sonuçları elde edilmiştir. Böylelikle, doğalgaz için alternatif olabilecek olan kok fırını gazındaki yüksek
NOX emisyon problemi aşılmıştır. Bunun yanında, N2‘ a nazaran, seyreltici ısıl kapasitesinin daha iyi olmasından
ötürü CO2‘ nin daha iyi bir seyreltici olduğu da ortaya konulmuştur.
Anahtar Kelimler: Yanma, kok fırını gazı, seyreltme, yanma modellemesi.
NUMERICAL STUDY ON THE EFFECT OF N2 AND CO2 DILUENTS ON THE
COMBUSTION PERFORMANCE OF COKE OVEN GAS IN A MODEL
COMBUSTOR
Abstract: Scientists focus on alternative gaseous fuels to replace the natural gas because fossil fuels are swiftly
played out in the world. In this regard, coke oven gas, which is released after coking and has high calorific value,
rise to prominence as alternative fuels and may be used as gaseous fuels in combustors. Combustion
performance of coke oven gas is reasonable through the combustor, especially flame zone. But, more than 50 %
hydrogen gas in coke oven gas increases the flame temperature and therefore, NO X level raises due to thermal
NOX mechanism. Also, N2 amount in coke oven gas as well as N2 coming from air, contributes to high NOX
emissions. In this study, NOX emission reduction is aimed by means of the dilution of the coke oven gas added
by varying amount N2 and CO2 as diluents. For the purpose of this study, numerical analyses has been taken
place by using a CFD code and according to the results, high NOX levels are reduced in both N2 and CO2
diluents. Although N2 has a high heat capacity compared to CO2, for identical volumetric increments, NOX levels
in flame are reduced better in addition case of the CO2 diluent. By this way, it is concluded that high NOX level
problem of coke oven gas may be easily overcome in combustors. Moreover, it is revealed that CO 2 is preferable
as diluent due to its high diluent heat capacity in comparison to N 2.
Keywords: Combustion, coke oven gas, dilution, combustion modelling.
76
NANO KALSİT İLAVELİ RİJİT POLİÜRETAN KÖPÜK MALZEMELERDE
KONİK KALORİMETRE İLE YANMA DAVRANIŞININ İNCELENMESİ
Bilal AYDOĞAN* ve Nazım USTA**
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, TBMYO, Elektrik ve Enerji Bölümü, 15100, Burdur, Turkey
**
Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Fak., Makine Müh. Böl., 20070, Denizli, Turkey
[email protected], [email protected]
*
Özet: Üretim maliyetlerini azaltmak ve malzeme özelliklerini iyileştirmek için kalsit, kil ve talk gibi doğal
mineral maddeler kütlece % 15'e varan oranlarda rijit poliüretan köpük üretiminde kullanılmaktadır. Bu
çalışmada, kütlece % 15 oranında nano kalsit ilavesinin rijit poliüretan köpük malzemenin yanma davranışına
etkileri konik kalorimetre testleri ile belirlenmiştir. Ham ve nano kalsit ilaveli rijit poliüretan köpük
malzemelerin tutuşma zamanları, ısı yayılım hızları, toplam ısı yayılım miktarları, is miktarları, CO, CO 2 ve NO
emisyonları belirlenerek karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, % 15 nano kalsit ilavesinin rijit poliüretan köpük
malzemelerin yanma direncinde iyileştirmeye sebep olmadığını ve farklı alev geciktiriciler ile nano kalsitin
birlikte kullanılması gerekliğini ortaya koymuştur.
Anahtar Kelimler: Rijit poliüretan, kalsit, konik kalorimetre, yanma, dolgu maddesi.
THE INVESTIGATION OF COMBUSTION BEHAVIOR OF NANO CALCITE
FILLED RIGID POLYURETHANE FOAM BY CONE CALORIMETER
Abstract: Natural minerals like calcite, clay and talk, are used as fillers up to 15 wt % in productions of rigid
polyurethane foams to decrease production costs and improve material properties. In this study, effects of 15 wt
% nano calcite addition on combustion behavior of the rigid polyurethane foam were investigated by cone
calorimeter tests. Time to ignition, heat release rate, total heat released, smoke, CO, CO 2 and NO emissions of
pure and nano calcite filled polyurethane foams were determined and compared. Experimental results showed
that 15 wt % nano calcite addition did not improve the fire resistance of the rigid polyurethane foam and it is
required to use different flame retardant materials with nano calcite.
Keywords: Rigid polyurethane, calcite, cone calorimeter, combustion, filler
77
RİJİT POLİÜRETAN KÖPÜK MALZEMELERE BOR OKSİT İLAVESİNİN ISIL
BOZUNMA VE YANMA ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ
Osman YELER*, Mehmet Fevzi KÖSEOĞLU*, Nazım USTA*, Fatih DEMİRYUĞURAN*
*Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, 20070 Denizli,
[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Özet: Bu çalışmada, rijit poliüretan köpük malzemelerin ısıl bozunma ve yanma direncinde iyileştirme yapmak
için Türkiye'de üretilen bor oksit dolgu maddesi olarak toplam kütleye göre % 20 oranında ilave edilmiştir.
Köpük malzemelerin ısıl kararlılığı termogravimetric analiz ile ve yanma direnci UL 94 yanma testi ile
belirlenmiştir. Bunlara ek olarak, rijit poliüretan köpük malzemeler yaygın olarak ısı yalıtımında kullanıldığı için
köpüklerin ısı iletim katsayıları da incelemeye alınmıştır. Deneysel çalışmalar, bor oksit içeren köpük
malzemelerin ham köpük malzemeye göre daha yüksek ısıl kararlılığa ve yanma direncine sahip olduğunu ortaya
koymaktadır. Bununla birlikte, bor oksit ilavesinin köpük malzemenin ısı iletim katsayısının artmasına neden
olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimler: Bor oksit, rijit poliüretan köpük, ısıl bozunma, yanma direnci, ısı iletimi.
INVESTIGATION THE EFFECTS OF BORON OXIDE ADDITION ON THERMAL
DECOMPOSITION AND COMBUSTION PROPERTIES OF RIGID
POLYURETHANE FOAMS
Abstract: In this study, boron oxide produced in Turkey was added as a filler into rigid polyurethane foam in 20
wt % to improve the thermal decomposition and fire resistance of the foam. Thermal stability and fire resistance
of the foams were determined by thermogravimetric analysis and UL 94 burning test, respectively. In addition,
since rigid polyurethane foams are commonly used for heat insulation applications, thermal conductivities of the
foams were examined. The experimental results showed that the rigid polyurethane foam containing boron oxide
has higher thermal stability and fire resistance than the pure foam. However, it was found that the boron oxide
addition resulted in increase of thermal conductivity coefficient of the foam.
Keywords: Boron oxide, rigid polyurethane foam, thermal decomposition, fire resistance, thermal conductivity.
78
KONUTLARIN YAPI BİLEŞENLERİNİN ÜRETİM ENERJİLERİ VE ÜRETİM
EMİSYONLARININ YAKIT TÜKETİMİ EMİSYONLARI İLE
KARŞILAŞTIRILMASI
Okan KON*
*Balıkesir Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
Çağış Kampüsü/Balıkesir, [email protected]
Özet: Çalışmada, Balıkesir ilindeki örnek alınan tek katlı konut için tavan (çatı), döşeme, dış duvar ve iç duvar
için yapı bileşenlerinin üretim enerjisi ile CO2 ve SO2 üretim emisyonları hesaplanmıştır. Ek olarak örnek
binanın farklı yalıtım kalınlıkları ve yakıt türlerine bağlı olarak yıllık yakıt tüketiminin emisyonları tespit
edilmiştir. Üretim emisyonu ve yakıt tüketimi emisyonları arasındaki karşılaştırılmalar yapılmıştır. Artan yalıtım
kalınlığı ile yapı bileşenlerine bağlı üretim CO2 ve SO2 emisyonlarının artışı; çeşitli yakıtların bir yıllık
yakılması ile oluşacak CO2 ve SO2 emisyonlarının azalmaya göre çok sınırlı miktarda olacağı görülmüştür. Yakıt
tüketimi hesapları derece-gün yöntemine göre yapılmıştır. Yalıtım malzemesi olarak ekstrüde polistiren ve yakıt
olarak kömür, doğal gaz, fuel-oil ve LPG kullanılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Üretim Enerjisi, Yakıt Emisyonu, Emisyon
COMPARISON BETWEEN THE EMBODIED ENERGY AND EMBODIED
EMISSIONS OF RESİDENTIAL BUILDING COMPONENTS' WITH THE FUEL
CONSUMPTION EMISSIONS OF RESIDENTIALS
Abstract: In this study, the generation energy of the building components for ceiling (the roof), floor, outer wall
and inner wall, as well as CO2 and SO2 embodied emissions were calculated for a sample residential singlestorey building in the city of Balikesir. In addition, different insulation thickness of sample building and
emissions of annual fuel consumption for different types of fuels have been identified. Comparisons were made
between the embodied emissions and the fuel consumption emissions. It has seen that, with an increased
insulation thickness the increment of CO2 and SO2 embodied emissions depending building components will be
very limited comparing to decrease of CO2 and SO2 emissions that will occur after an annual combustion with
various fuels. Fuel consumption calculations were performed according to method of degree-day. Extruded
polystyrene is used as the Insulation material, and coal, natural gas, fuel oil and LPG are used as fuel.
Keywords: Embodied Energy, Fuel Emission, Emission
79
ATIK AYÇİÇEK YAĞINDAN BİYODİZEL ÜRETİMİ VE MOTOR YANMA
TESTLERİ
Veli Gökhan DEMiR*, Hakan Serhad SOYHAN**, Hayrettin YÜKSEL***
* Balıkesir Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
10145 Balıkesir, [email protected]
**Sakarya Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
54187 Sakarya, [email protected]
*** Balıkesir Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
10145 Balıkesir, [email protected]
Özet: Petrol kökenli dizel yakıtına (PKDY) göre birçok avantajı bulunan biyodizelin, günümüze kadar
yaygınlaşamamasının en önemli nedeni PKDY ile ekonomik olarak rekabet edememesidir. Biyodizel üretiminde
yakıt maliyetinin yaklaşık %85’ini oluşturan hammadde ihtiyacının atık yağlardan sağlanmasıyla bu sorun
ortadan kaldırılabilmektedir. Ayrıca bu şekilde kanalizasyonları tıkayan, akarsuları, gölleri, denizleri ve çevreyi
kirleten atık yağlar bertaraf edilmiş olmaktadır. Bu çalışmamızda biyodizel üretiminde hammadde olarak, serbest
yağ asit değeri ve su oranı oldukça düşük olan, Balıkesir yöresinde çokça tüketilen gıda ürünü Lokma’nın
kızartılması sonrasında oluşan atık ayçiçek yağı (AAY) seçilmiştir. Transesterifikasyon reaksiyonu 75 L
kapasiteli, orta ölçekli bir biyodizel reaktöründe tek basamakta gerçekleştirilmiştir. Üretilen metil esterin yakıt
analiz sonuçları EN 14214 biyodizel standartlarıyla kıyaslanmış ve yakıtın bu standartlara büyük ölçüde uygun
olduğu tespit edilmiştir. Yakıtın yanma karakteristiklerini belirlemek için, direkt püskürtmeli doğal emişli bir
dizel motorda, 1200-1600 d/d sabit motor hızlarında ve %40-%80 yük oranlarında motor testleri
gerçekleştirilmiştir. Metil ester ve PKDY’nin silindir gaz basıncı ve ısı dağılımı grafikleri karşılaştırıldığında,
motorda meydana gelen mekanik yüklemeler açısından yakıtların yanma grafiklerinin birbirlerine benzer olduğu
görülmüştür. Yapılan bu çalışmayla, lokma kızartma yağından tek basamakta ve düşük maliyette üretilebilen
biyodizelin dizel motorlarında yakıt olarak kullanılmaya uygun olduğu ancak bu yağların diğer atık yağlar ile
beraber toplanılmasının yakıt maliyeti, kalitesi ve üretim hızında kötüleşmeye neden olabileceği sonucuna
varılmıştır.
Anahtar Kelimler: Biyodizel, Atık Yağ, Yanma, Dizel Motor.
BIODIESEL PRODUCTION FROM WASTE SUNFLOWER OIL AND ENGINE
COMBUSTION TESTS
Abstract: Despite of many advantages of biodiesel compared to petroleum based diesel fuel (PBDF), the
primary reason of not being able to be widespread of biodiesel is its high production price. This problem can be
removed with providing feedstocks that constitute approximately 85% of the fuel costs in biodiesel production,
by using waste oils. Moreover, in this way, the waste oils that block up drains and pollute streams, lakes, seas
and environment can be disposed of. In this study, the feedstock that we chose for biodiesel production was
waste sunflower oil (WSO) that was composed of frying “lokma” which is a commonly consumed food product
in Balıkesir location and it has so low free faty acid and water content. The transesterification reaction was
performed in a 75 L capacity biodiesel reactor system in one step. The fuel analysis results of the produced
methyl ester were compared to EN 14214 biodiesel standards and it was determined that most of the properties
of the fuel were appreciate to that standards. In order to determine the fuel’s combustion characteristics, the
experiments were carried out in a direct injection naturally aspirated diesel engine at 1200-1600 rpm constant
engine speeds under %40-%80 load conditions. When the cylinder gas pressure and heat release graphics of the
biodiesel and PBDF are compared, it will be seen that the combustion graphics of the fuels seem similar to each
other with respect to mechanical loading. According to the study, it is seen that the biodiesel produced from
frying lokma oil in one step with a low cost is appreciate to using in diesel engines as a fuel, however, collecting
these oils with other waste oils together can be caused growing worse in fuel cost, quality and production rate.
Keywords: Biodiesel, Waste Oil, Combustion, Diesel Engine.
80
DUT YAPRAĞI TOZUNUN KABARAN ALEV GECİKTİRİCİ SİSTEMİNDE
KULLANIMI
Fatih DEMİRYUĞURAN*, Nazım USTA*, Osman YELER*
*Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, 20070 Kınıklı, Denizli,
[email protected]; [email protected]; [email protected]
Özet: Bu çalışmada, atık organik bir madde olan dut yaprakları öğütülerek toz haline getirilmiştir. Daha sonra bu
dut yaprağı tozu, karbonlaştırıcı madde olarak kabaran alev geciktirici sistem elde etmek için amonyum
polifosfat ile kütlece (1/2) oranında karıştırılmıştır. Elde edilen kabaran alev geciktirici, ısı yalıtım endüstrisinde
yaygın olarak kullanılan rijit poliüretan köpük malzemeye kütlece % 20 oranında ilave edilmiştir. Kabaran alev
geciktirici ilavesinin köpük malzemenin ısı iletim katsayısına, ısıl bozunma ve yanma direncine etkileri
incelenmiştir. Deneysel sonuçlar, dut yaprağı tozu içeren kabaran alev geciktirici ilavesinin köpük malzemenin
ısıl bozunma ve yanma direncinde dikkate değer bir artışa sebep olduğunu ortaya koymaktadır. Bununla birlikte,
% 20 kütlesel oranda kabaran alev geciktirici ilavesinin, ısı iletim katsayısında yaklaşık % 10 oranında artışa
sebep olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimler: Dut yaprağı tozu, kabaran alev geciktirici, sert poliüretan köpük, yanma direnci, ısıl
bozunma, ısı iletim katsayısı.
USE OF MULBERRY LEAVES POWDER IN INTUMESCENT FLAME
RETARDENT SYSTEM
Abstract: In this study, mulberry leaves as waste organic materials were milled to produce powder form of the
leaves. Then, the powder as a carbonizing agent was mixed with ammonium polyphosphate in (1/2) ratio to
obtain an intumescent flame retardant system. The intumescent flame retardant system was added in 20 wt %
into rigid polyurethane foam material which is widely used in thermal insulation industries. The effects of the
intumescent flame retardant addition on thermal conductivity, thermal decomposition and fire resistance of the
rigid polyurethane foam were investigated. Experimental results showed that the intumescent flame retardant
including mulberry leaves powder significantly enhanced the thermal decomposition and fire resistance of the
rigid polyurethane foam. However, there was 10 % increase in the thermal conductivity coefficient of the foam
due to the addition of 20 wt % the intumescent flame retardant.
Keywords: Mulberry leaves powder, intumescent flame retardant, rigid polyurethane foam, fire resistance,
thermal degradation, thermal conductivity coefficient.
81
TUNÇBİLEK TERMİK SANTRALİNİN İKİNCİ YASA ANALİZİ İLE
VERİMLİLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI
Fatih ÜNAL*, Derya Burcu ÖZKAN**, Ahmet Erhan AKAN***
*Mardin Artuklu Üniversitesi Mardin Meslek Yüksekokulu Makine Programı
47100 Yenişehir, Mardin, [email protected]
**Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
34349 Beşiktaş, İstanbul, [email protected]
***Namık Kemal Üniversitesi Çorlu Meslek Yüksekokulu Makine Programı
59860 Çorlu, Tekirdağ, [email protected]
Özet: Günümüzde artan enerji talebinin büyük bir çoğunluğu fosil kaynaklı yakıtlardan elde edilmektedir. Bu tür
yakıtların kısa bir zaman sonra tükeneceği gerçeği var olan enerji kaynaklarının etkin kullanılmasını zorunlu
kılmaktadır. Bu çalışmada Türkiye’de çalışmakta olan Tunçbilek Termik Santralinin verimliliği araştırılmıştır.
Belirlenen sıcaklık, basınç, debi, entalpi ve entropi parametrelerine bağlı olarak santrale II. Yasa analizi
yapılarak enerji ve ekserji verimleri sırasıyla %32 ve %28 olarak bulunmuştur. Ayrıca santralin ekipmanları
değerlendirildiğinde en yüksek enerji ve ekserji kaybının sırasıyla %71,1 ve %79,5 ile buhar kazanında meydana
geldiği tespit edilerek, verim arttırıcı çözüm önerileri sunulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Enerji, Ekserji, Tunçbilek Termik Santrali
INVESTIGATION OF EFFİCİENCY OF A TUNÇBİLEK THERMAL POWER
PLANT WİTH SECOND LAW
Abstract: Nowadays, the vast majority of increasing energy demand is derived from fossil fuels. The truth of
such fuels will be exhausted after a short time, it requires the effective use of existing energy sources. In this
study, the efficiency of Tunçbilek Thermal Plant working in Turkey were investigated. Depending on parameters
(temperature, pressure, flow, enthalpy and entropy) the second law analysis at the power plant energy and exergy
efficiency was found 32% and 28% respectively. Furthermore, when the plant's equipment evaluation it was
determined that the highest energy and exergy loss occured in boiler with 71,1% and 79,5% respectively and
efficiency increasing solutions presented.
Keywords: Energy, Exergy, Tunçbilek Power Plant.
82
THE APPLICATION OF RESPONSE SURFACE METHODOLOGY TO PREDICT
THE EXHAUST EMISSIONS OF A DIESEL ENGINE FUELLED WITH HAZELNUT
OIL METHYL ESTER
Erol İLERİ*, Alpaslan ATMANLI**, A. Deniz KARAOĞLAN***, M. Süreyya KOÇAK**
*Gülhane Military Academy, 06010 Ankara, [email protected]
** Turkish Land Forces NCO Vocational College, Automotive Sciences Department,
10110 Balıkesir, [email protected], [email protected]
*** Balikesir University, Department of Industrial Engineering, 10145 Balikesir, [email protected]
Abstract: An experimental investigation has been carried out to evaluate the effects of hazelnut oil methyl ester
(HOME) on exhaust emissions responses of a turbocharged direct injection (TDI) diesel engine as a function of
fuel injection advance (t) and engine speed (n). HOME was produced by transesterification process and tested at
full load with various engine speeds by changing fuel injection advance (12, 15 and 18 °CA) in a TDI diesel
engine. Response surface methodology (RSM) which is one of the well-known design of experiment technique is
used for modeling the mathematical relations of exhaust emission parameters that are the measured responses
and the factors namely t and n parameters which are the controllable input variables. For this purpose a second
order full quadratic mathematical models from experimental results are constructed for each response namely
exhaust gas temperature, oxides of nitrogen (NOx), carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO) and smoke
opacity (N) which are effected from factors t and n were able to be predicted by 95% confidence.
Keywords: Biodiesel; Response surface methodology; Hazelnut oil methyl ester; Renewable energy; Diesel
engine; Exhaust emission
FINDIK YAĞI METİL ESTERİNİ YAKIT OLARAK KULLANAN BİR DİZEL
MOTORUN EGZOZ EMİSYONLARINI TAHMİN ETMEK İÇİN YANIT YÜZEY
YÖNTEMİNİN UYGULANMASI
Özet: Fındık yağı metil esterinin (FYME) yakıt enjeksiyon avansı (t) ve motor devrinin (n) bir fonksiyonu
olarak turboşarjlı, direk enjeksiyonlu (TDI) bir dizel motorun egzoz emisyon çıktılarına etkilerini
değerlendirmek için deneysel bir çalışma yapılmıştır. FYME transesterifikasyon yöntemi kullanılarak üretilmiş
ve bir TDI dizel morunda yakıt enjeksiyon avansını değiştirerek (12, 15 ve 18 °KA) tam yük değişik devirde test
edilmiştir. Egzoz emisyon parametreleri olarak ölçülen çıktılar ile kontrol edilebilir girdi değişkenleri olan t ve n
faktörleri arasındaki matematiksel ilişkiyi modellemek için iyi bilinen deney tasarım tekniğinden birisi olan yanıt
yüzey yöntemi (YYY) kullanılmıştır. Bu amaç için, t ve n faktörlerinden etkilenen ve %95 güven aralığında
tahminlenebilen egzoz gaz sıcaklığı, azot oksit (NOx), karbondioksit (CO2), karbonmonoksit (CO) ve duman
koyuluğu (N) çıktılarının herbiri için deneysel sonuçlardan elde edilen ikinci derece tam karesel modeller
oluşturulmuştur.
Anahtar kelimeler: Biyodizel; Yanıt yüzey yöntemi; Fındık yağı metil esteri; Yenilenebilir enerji; Dizel motor;
Egzoz emisyonu.
83
PROTON GEÇİRGEN MEMBRANLI BİR YAKIT HÜCRESİNİN KATOT
TARAFINDAKİ 2B TRANSPORT OLAYLARININ ANALİTİK MODELLEMESİ
Selahattin ÇETİN** ve Atilla BIYIKOĞLU*
*Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
** Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, PEM yakıt hücresinin katot tarafındaki elektriksel ve kütlesel nicelikleri yöneten aktarım
olayları, gaz kanalındaki eksenel taşınım etkisi altında analitik olarak modellenmiştir. Hücrenin katot tarafının,
katot gaz kanalı, gaz yayıcı, katalizör tabakası ve membran’dan ibaret olduğu kabul edilmiştir. Oksijen, akım
yoğunluğu ve faz potansiyeli için iki boyutlu matematiksel model inşa edilmiştir. Eşleştirilmiş Kısmi
diferansiyel denklemler sistemi analitik olarak türetilmiş ve hücrenin tüm tabakaları için çözülmüştür. Membran
ve katalizör tabakalarında faz potansiyeli ve akım yoğunluğu, gaz kanalı, gaz difüzyon kanalı ve katalizör
tabakasında ise oksijen kütle kesirleri elde edilmiştir. Gaz kanalındaki oksijen kütle aktarım eksenel hızının
kutuplaşma eğrileri üzerine olan etkisi incelenmiştir. Farklı giriş hızları için kutuplaşma eğrileri elde edilmiştir.
Kapalı-form çözümünün getirdiği avantaj sayesinde, bu model, PEM yakıt hücre simülasyonları için teşhis aracı
olarak kolaylıkla kullanılabilir.
Anahtar Kelimler: Proton Geçirgen Membranlı Yakıt Hücresi, Analitik Modelleme, Kutuplaşma Eğrisi
ANALYTICAL MODELLING OF 2D TRANSPORT PHENOMENA IN THE
CATHODE SIDE FOR A PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL
Abstract: In this study, transport phenomena governing the mass and electrical quantities in the cathode side of
the PEM fuel cell were analytically modeled under the effect of axial convection in the gas channel. It was
assumed that the cathode side of the cell includes the cathode gas channel, gas diffuser, catalyst layer, and the
membrane. A two dimensional mathematical model was constructed for oxygen, current density and phase
potential. Coupled system of partial differential equations were analytically derived and solved in each layer of
the cell. Oxygen mass fractions were obtained through the gas channel, gas diffusion channel and catalyst layer,
and the current density and phase potential in the catalyst layer and membrane. The effect of the axial velocity of
oxygen mass transport in the gas channel on the polarization curve was considered. The polarization curves were
also obtained for different inlet velocities. Due to the advantage of the closed-form solutions this model can be
easily employed as a diagnostic tool for PEM fuel cell simulations.
Keywords: PEM Fuel Cell, Analytical Modelling, Polarization Curve
84
TERMODİNAMİK
85
BİR SANAYİ KURULUŞUNA UYGULANAN ABSORPSİYONLU ISI
YÜKSELTİCİSİNİN EKSERJİ ANALİZİ
Nazım KURTULMUŞ* ve İlhami HORUZ**
* Adana Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fak., Makine Müh. Böl.
01180 Seyhan, Adana, [email protected]
** Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
Özet: Fosil yakıtların tükeneceği korkuları ve enerjinin gün geçtikçe artan maliyet artışları insanları yeni enerji
kaynaklarına yöneltmenin yanında, hem mevcut sistemlerin daha verimli hale getirilmesi hem de atık ısıların
değerlendirilmesi üzerine odaklanma gerekliliğini beraberinde getirmektedir. Atık ısıların soğutma/klima
uygulamalarında değerlendirilmesinde, Absorpsiyonlu Sistemler ön plana çıkmaktadır. Klasik ısı geri kazanım
sistemlerinde faydalanabilecek atık ısı kaynağının sıcaklığı, atık ısı sıcaklığı ile sınırlıdır. Absorbsiyonlu Isı
Yükselticisi kullanılarak, atık ısı kaynağı sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklarda faydalanılabilir enerji
üretilebilmek mümkündür. Bu çalışmada düşük sıcaklık seviyesinden dolayı kullanılabilirliği daha kısıtlı olan
atık ısının daha kullanılabilir seviyelerdeki sıcaklık seviyelerine çıkarılabilmesi amacıyla Absorpsiyonlu Isı
Yükselticilerilerinin uygulanabilirliği incelenmiştir. Bu amaçla bir tekstil kojenerasyon tesisi gömlek soğutma
suyundaki fazla ısıdan faydalanılarak kızgın su/buhar üretmek gayesiyle uygulaması incelenen Absorpsiyonlu Isı
Yükselticisinin ekserji analizi yapılmıştır. Bu amaçla analizi yapılan sistem üzerinde, parametrelerin değişimi
incelenmiş, farklı düzenlemeler yapılmış, yapılan düzenlemelerin ve parametre değişimlerinin ekserji analizleri
yapılmıştır. Düzenlemelerin analizleri detaylı bir şekilde tartışılmıştır.
Anahtar Kelimler: Enerji geri kazanımı, ekserji analizi, absorpsiyonlu ısı yükselticisi.
EXERGETIC ANALYSIS OF THE APPLICATION OF HEAT TRANSFORMER TO
AN INDUSTRIAL COMPANY
Abstract: The fear for the possibility of running out of fossil fuels and the ever-increasing energy costs force
people to focus on both the improvements of the efficiency of the existing systems and the utilization of the
waste heat, as well as searching for new energy sources. As far as the utilization of the waste heat is concerned in
refrigeration/air conditioning applications, Absorption Refrigeration systems come front. When using classical
heat recovery, it is known that the recovered heat temperature is limited by the waste heat source temperature.
However, by using the Absorption Heat Transformer system, it is possible to produce useful energy which has
higher temperature than the waste heat source temperature. In this study, the applications of absorption heat
transformers are investigated to upgrade the temperature level of the waste heat source to obtain more effective
energy. To this aim, the exergy analysis has been applied to the possible application of heat transformer driven
by the cooling water of co-generation plants to produce super-heated water in an industrial textile company. For
this purpose, the effects of parameters on the system exergy and recovering heat are investigated and discussed
for the different configurations of the system.
Keywords: Energy recovery, Exergy analysis, Absorption heat transformers
86
KIZGIN YAĞ ISITMALI KONVEKSİYON KURUTUCUNUN
ENERJİ VE EKSERJİ ANALİZİ
Ahmet Erhan AKAN*, Derya Burcu ÖZKAN**, Fatih ÜNAL***
* Namık Kemal Üniversitesi Çorlu Meslek Yüksekokulu Makine Programı
59860 Çorlu, Tekirdağ, [email protected]
**Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
34349 Beşiktaş, İstanbul, [email protected]
***Mardin Artuklu Üniversitesi Mardin Meslek Yüksekokulu Makine Programı
47100 Yenişehir, Mardin, [email protected]
Özet: Sürekli artan enerji ihtiyaçlarına cevap verebilmek ve mevcut enerji kaynaklarının daha verimli bir şekilde
kullanılmasını sağlamak mühendisliğin temel görevlerindendir. Bu nedenle mühendislik sistemlerinin
verimlilikleri konusunda yapılan araştırmalar da oldukça önem taşımaktadır. Bu çalışmada tekstil terbiye
işletmelerinde en çok enerji tüketen işlemlerden biri olan çektirme yöntemine göre yapılan kurutma prosesinin
enerji ve ekserji analizi ile performans değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Kurutma prosesinin analizinde tekstil
sektöründe kullanılan 8 adet kamaradan (kurutma odası) oluşan kızgın yağ ısıtmalı bir konveksiyonel kurutucu
(ramöz) kullanılmıştır. Bu çalışmada sırasıyla ilk kamaradan son kamaraya doğru gidildikçe ürün içindeki nem
miktarına bağlı olarak enerji ve ekserji veriminin azaldığı tespit edilmiştir. Sistemi oluşturan bileşenlerden
karışma kısmının ekserji veriminin % 83 ile % 95 arasında, ısı değiştiricinin ekserji veriminin %47,1 ile % 51
arasında, fanın ekserji veriminin % 27 ile % 27,9 arasında, kurutucunun (Kamaraların) ekserji veriminin % 43 ile
% 84 arasında, yağ kazanının ekserji veriminin ise %32 ile % 34 arasında değiştiği görülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Kurutma, Enerji ve Ekserji Analizi, Ramöz
ENERGY AND EXERGY ANALYSIS OF HOT OIL HEATED
CONVECTION DRYER
Abstract: To respond to the ever-increasing energy needs and to provide in a more efficient use of existing
energy sources are the basic engineering tasks. Therefore, researches on the efficiency of the engineering
systems are of quite importance. In this study, is aimed to evaluate performance with energy and exergy analysis
of textile finishing company of the drying process carried out by the puller process which is one of the most
energy-consuming process. İn the analysis of the drying process, a hot oil heated convectional dryer (stenter)
which occurs from eight pieces chamber (drying room) employed in the textile industry is used. In this study, it
has been found that (depending on the amount of moisture in the product) from the first chamber towards to the
last chamber the energy and exergy efficiency reduce. It is seen that exergy efficiency of mixing unit beetwen 83
- 95%, exergy efficiency of heat changer beetwen 47,1 - 51%, exergy efficiency of fan beetwen 27 - 27,9%,
exergy efficiency of dryer beetwen 43 - 84%,, exergy efficiency of hot oil boiler beetwen 32 - 34% which are
components form the system.
Keywords: Drying, Energy and Exergy analysis, Stenter
87
ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİNİN TERMODİNAMİK ANALİZİ VE ÇALIŞMA
AKIŞKANIN SEÇİMİ
Fatih YILMAZ*, Reşat SELBAŞ**, M.Tolga BALTA***
*Aksaray Üniversitesi Teknik Bilimler MYO/ Elektrik ve Enerji
68100, Aksaray, [email protected]
**Süleyman Demirel Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Müh.
32100 / Isparta, [email protected]
***Aksaray Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
68100/ Aksaray, [email protected]
Özet: Organik Rankine çevrimi (ORC) düşük sıcaklık (<150 oC) uygulamalarından elektrik enerjisi elde etmede
kullanılan ve son yıllarda giderek önem kazan bir teknoloji haline gelmiştir. ORC de aracı akışkan olarak
soğutucu akışkanlar kullanılmaktadır. Bu çalışmada ORC’ nin enerji ve ekserji analizi farklı soğutucu
akışkanlara göre incelenmiştir. Akışkan seçiminde çevre dostu ve küresel ısınmaya etkisi düşük olan akışkanlar
tercih edilmiştir. Çevrimin evaporatör (kazan) sıcaklığı 100-150 oC arasında kabul edilerek farklı soğutucu
akışkanlarla teorik olarak incelenmiş ve çevrim için akışkan optimizasyonu yapılmıştır. ORC sisteminin farklı
parametrelere göre enerji ve ekserji verimlerinin değişimleri grafikler halinde sunulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Enerji, ekserji, ORC,
THERMODYNAMİC ANALYSİS AND SELECTION OF WORKİNG FLUIDS OF
ORGANIC RANKINE CYCLE
Abstract: In order to electricity energy production of low temperature (<150 oC) make used Organic Rankine
cycle (ORC) and recently has become an increasingly important technology. As the working fluids in ORC
make used refrigerants. İn this study, energy and exergy analyses are investigated of ORC, accordingly different
refrigerants. The selection of fluids are preferred environmentally friendly and low global warming fluids. The
cycle of evaporator temperature was adopted between 100 oC and 150 oC. According to different parameters of
ORC system are presented as graphs the thermodynamic analyses.
Keywords: Energy, exergy, ORC
88
GÜNEŞ ENERJİSİNİN KULLANILDIĞI TOPRAK SOĞUTMALI BİR DAMITMA
SİSTEMİNİN TASARIMI
Ertaç HÜRDOĞAN*, Tuncay YILMAZ**, Önder KAŞKA**, Arif ÖZBEK***
*Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü,
80000 Merkez, Osmaniye, [email protected]
** Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
80000 Merkez, Osmaniye, [email protected], [email protected]
***Çukurova Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
01330 Sarıçam, Adana, [email protected]
Özet: Ülkemizde su kaynaklarının giderek tükeniyor olması ve mevcut su kaynaklarının kullanılamayacak
duruma gelmesi, su temini konusunda çalışmaları gerekli hale getirmektedir. Bu çalışma kapsamında güneş
enerjisinin kullanıldığı toprak soğutmalı bir deniz suyu damıtma sisteminin tasarımı yapılmış ve Türkiye’nin
farklı illeri için uygunluğu araştırılmıştır. Yapılan bu çalışmayla, tasarımı yapılan sistemin ele alınan bölgelerde
kullanılabileceği gösterilmiştir.
Anahtar Kelimler: Deniz suyu; Damıtma; Güneş enerjisi; Toprak
DESIGN OF A SOLAR ENERGY AND GROUND ASSISTED DESALINATION
SYSTEM
Abstract: Due to the depletion of water resources in Turkey and unavailability of existing water resources,
researches on water supply are becoming very important. In this study, a desalination system, which is assisted
with solar energy and ground cooling, is designed to investigate the applicability for different regions of Turkey.
It was shown that the system can be used for desalination in different regions of Turkey.
Keywords: Sea water; Desalination; Solar energy; Ground
89
ALÇI ÜRETİMİ İÇİN KULLANILAN DÖNER FIRIN PROSESİNİN ENERJİ
ANALİZİ
Mert GÜRTÜRK* ve Hakan F. ÖZTOP**
*Fırat Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, 23119, Elazığ,
[email protected]
**Fırat Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 23119, Elazığ,
[email protected]
Özet: Enerjinin yoğun olarak tüketildiği sistemlerin, Termodinamik analizler ile enerji verimliliği
sağlanmaktadır. Enerji tüketim değerlerinin yüksek olduğu sistemlerin, sürdürülebilir bir üretim için enerji
yönetimi, enerji verimliliği ve tasarrufu gibi kavramlar açısından değerlendirilmesi gerekmektedir. Özellikle
yoğun enerji tüketen sektörlerin, enerji analizleri ile enerji tüketim profilini oluşturmalılardır. Alçı üretim
tesislerinde, alçının dehidrasyon işlemi için kullanılan döner fırınlar yoğun enerji tüketen proseslerdir. Bu
makalede, alçı üretimi yapan bir tesiste kullanılan döner fırının enerji analizi yapılarak, elde edilen değerler
tartışılmıştır. Sistemin tam kapasite çalışma şartlarında elde edilen veriler kullanılarak, sistemin kütle ve enerji
dengeleri oluşturulmuştur. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki, sistemin ısıl kayıpları, birim üretilen ürün başına
461.695 kJ/kg-Alçı tozu’dur. Isıl kayıplar, sisteme giren enerjinin %29’nu oluşturmaktadır. Döner fırının,
Termodinamiğin Birinci Kanunu bakımından enerji verimi %69 olarak hesaplanmıştır.
Anahtar kelimeler: Termodinamik, Enerji verimliliği, Döner fırın, Alçı.
ENERGY ANALYSIS OF ROTARY KILN USED FOR PLASTER PRODUCTION
Abstract: Energy efficiency can be provided with Thermodynamics analysis of systems consumed intensive
energy. Difference concepts such as energy management, efficiency and saving of the system should be
considered for sustainable production. Industrial sectors, which are consumed intensive energy, should be
created profile of energy consumption by using energy analysis. The rotary kilns are used for dehydration of the
gypsum consumes intensive energy in the plaster plants. In this study, energy analysis of the rotary kiln is carried
out and obtained results are discussed. Mass and energy balance equations of the rotary kiln operating full
capacity are formed. The obtained results showed that the total heat losses of the rotary kiln are 461.695 kJ/kgplaster. Thermal losses constitute 29% of the energy input into the system. Energy efficiency of the rotary kiln is
calculated as 69%.
Keywords: Thermodynamics, Energy Efficiency, Rotary kiln, Plaster.
90
KOMPAKT BİR ISI DEĞİŞTİRİCİDE DIŞ AKIŞ ENTROPİ ÜRETİMİNİN
TAGUCHİ METODU İLE OPTİMİZASYONU
Bahadır DOĞAN* ve L. Berrin ERBAY**
*Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
26480 Odunpazarı/Eskişehir, [email protected]
**Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
26480 Odunpazarı/Eskişehir, [email protected]
Özet: Günümüzde optimizasyon üzerindeki etkileri belirleyen ve buna göre en iyi kombinasyonları ortaya koyan
yaklaşımlar önem kazanmıştır. Bu yaklaşımlardan biri de Taguchi metodudur. Optimizasyona istatistiksel bir
bakış açısı kazandıran Taguchi metodu mühendisliğin birçok alanında kullanılmaktadır. Bu çalışmada Taguchi
metodu kullanılarak panjurlu kanatlı yassı borulu kompakt bir ısı değiştiricinin dış akış tarafında entropi
üretiminin optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon için dört farklı hava giriş hızında, dört farklı panjur açısı ve
iki farklı kanat adımı faktör olarak belirlenmiştir. Entropi üretimi için “en küçük – en iyi” yaklaşımı kullanılarak
sinyal/gürültü oranları hesaplanmıştır. Otuz iki farklı test gerektiren bir faktör grubu için L16 ortogonal dizisi
kullanılarak her bir faktör için optimum seviye elde edilmiş ve sayısal simülasyon sonuçları ile kıyaslanmıştır.
Sayısal çalışmalardan elde edilen tüm sonuçların etki analizi yapılmış, seçilen parametre seviyelerinde panjur
açısı eğişiminin entropi üretimi üzerine etkisinin ihmal edilebilir düzeyde olduğu görülmüştür.
Anahtar kelimeler: Taguchi, entropi, ısı değiştirici, yassı boru, panjurlu kanat
OPTIMIZATION OF ENTROPY GENERATION ON THE EXTERNAL FLOW SIDE
OF A COMPACT HEAT EXCHANGER BY TAGUCHI METHOD
Abstract: Propounding the best combination methods that determine the effects on the optimization has gained
more importance at the present time. One of the methods to optimize the factors is Taguchi method. Taguchi
method gives a statistical point of view and is used in many fields of engineering. In this study, optimization of
the entropy generation on the external flow side of the multi-louvered fin and flat tube heat exchanger was
performed by using Taguchi method. Four different air inlet velocities, four different louver pitches, and two
different fin pitches are considered and determined as the selected factors for the optimization. Signal to noise
ratio is calculated by using “the lower – the better” criteria for the entropy generation. L16 orthogonal array is
used to obtain the optimum level of each factor and the results are compared with the whole data of the
numerical simulations. Full factor analysis of the results of the numerical simulation are performed. It is
observed that the effect of the louver angle has negligible effect on the entropy generation within the considered
factor levels.
Keywords: Taguchi, entropy, heat exchanger, flat tube, louvered fin
91
SIVI PİSTON İLE HAVA SIKIŞTIRMA VE GENİŞLEME SÜRECİNİN
MATEMATİKSEL MODELLENMESİ
Mustafa MUTLU* ve Muhsin KILIÇ**
*Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
16059 Görükle, Bursa, [email protected]
**Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
16059 Görükle, Bursa, [email protected]
Özet: Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının artmasıyla birlikte enerji depolama sistemlerine duyulan
ihtiyaç ta artmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının en büyük dezavantajlarından birisi kesikli olarak
çalışmalarıdır. Enerji depolama sistemleri kullanılarak bu sistemlerin sürekli çalışması sağlanabilmekte ve
ekonomik açıdan daha uygulanabilir projelerin yapılabilmesine imkan vermektedir. Bu çalışmada, sıvı piston
kullanılan bir küçük ölçekli sıkıştırılmış hava ile enerji depolama sisteminin tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan
sistemin matematiksel modeli oluşturulmuş ve farklı şartlarda depolama karakteristikleri incelenmiştir. Sistemin
en önemli bileşeni olan sıvı pistonlar ile ortam arasındaki ısı transferi modellenmiştir. Sistemin performansını
etkileyen en önemli parametrenin sıkıştırma ve genişleme hızı olduğu görülmüş ve farklı hızlar için sistemdeki
basınç ve sıcaklık değişimleri verilmiştir. Sistemin performansını arttırmak için sabit hızda sıkıştırma yerine
değişken hızlarda sıkıştırmanın etkisi araştırılmıştır. Yapılan hesaplamalarda düşük hızlarda sistemin daha
verimli çalıştığı tespit edilmiş ve sıkıştırma ve genişleme süreçlerinde silindirler içerisindeki havanın sıcaklığına
göre piston hızının kontrolü yapılarak sistem veriminin iyileştirilebileceği görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Enerji depolama, Sıvı piston, Matematiksel modelleme
MATHEMATICAL MODELLING OF AIR COMPRESSION AND EXPANSION
PROCCESSES WITH LIQUID PISTON
Abstract: The need in energy storage systems was increased according to rise in usage of renewable energy
sources. One of the biggest challenge in renewable energy sources is intermittent operating conditions. The
continuous operating conditions can be available by using energy storage systems and it enables to build
economically feasible projects. In this study, a small scale compressed air storage system with liquid pistons is
designed. Mathematical model of the designed system was evaluated and various storage characteristics were
investigated. The heat transfer between the most important component of the system, the liquid piston and the
ambient air was modeled. It is seen that, the most important parameter which affects the system performance is
compression and expansion speeds and the changes in pressure and temperature were presented. Variable
compression and expansion speeds were also investigated in order to improve system performance instead of
constant speed. It is evaluated that system is operating more efficiently in low compression and expansion speeds
and it is seen that the efficiency can be enhanced by controlling compression speed according to air temperature
in the liquid pistons.
Keywords: Energy storage, Liquid piston, Mathematical modelling
92
DUVAR TİPİ YOĞUŞMALI ISITMA CİHAZLARININ SAYISAL OLARAK
İNCELENMESİ
Hasan AVCI*, Dilek KUMLUTAŞ**, Mustafa DUTUCU*, Sinan YÜCEDAĞ*
*Türk Demir Döküm Fabrikaları A.Ş., Ar&Ge Merkezi Departmanı
Bozüyük, Bilecik, [email protected], [email protected],
[email protected]
** Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Tınaztepe Kampusü, İzmir, [email protected]
Özet: Günümüzde yaşam alanlarının ısıtılmasını sağlayan cihazların enerji verimliliği ile ilgili birçok
düzenlemeler yapılmaktadır. Bu bağlamda, ERP (Energy Related Products) regülasyonları ile 2015 yılının Eylül
ayından itibaren Avrupa Birliği ülkelerinde yoğuşmasız cihaz kullanımı yasaklanacaktır. Bu regülasyonların
ülkemizde de uygulanması için ilgili bakanlıklarca çalışmalar devam etmektedir. Bundan dolayı, duvar tipi
ısıtma cihazlarında enerji verimliliği ve yoğuşma önemli bir tasarım kriteri haline gelmiştir. Mevcut duvar tipi
ısıtma cihazlarının yoğuşmalı hale getirilmesi ve yeni tasarlanacak yoğuşmalı cihazların ilgili regülasyonları
sağlayabilmesi için ısıtma cihazları üreticileri detaylı mühendislik çalışmaları yapmak zorundadır.
Bu çalışmada; duvar tipi yoğuşmalı bir ısıtma cihazının yanma ünitesine ait hava hacminin sayısal modeli
oluşturulmuştur. Bu hava hacminde gerçekleşen ısı transferi ve akışkanlar dinamiği sayısal olarak hesaplanmış
olup yanma ünitesi içerisinde gerçekleşen akış karakteristikleri ve ısı dağılımları detaylı olarak incelenmiştir.
Anahtar Kelimler: Duvar Tipi Isıtma Cihazı, Yanma Ünitesi, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)
NUMERICAL INVESTIGATION OF THE WALL HANG CONDENSE HEATING
APPLIANCES
Abstract: Nowadays, a lot of regulations have been made about the energy efficiency of appliances used for
heating the residence space. Based on this, non-condense appliance will be forbidden at European Union
countries valid starting from September 2015 with ERP (Energy Related Products) regulations. The legislative
efforts have continued to be implemented for our country by the relevant ministries as well. Therefore, the
energy efficiency and condensation become important design criteria for the wall hang heating appliances. The
producers of heating appliances have to do detailed engineering studies in order to adapt the existing wall hang
heating appliances to condense version and design new condense appliances in accord with the related
regulations.
In this study, the numerical air volume of the wall hang condense heating appliance’s heat engine is modeled.
The occurred heat transfer and fluid dynamics are calculated numerically for this air volume and the distributions
of flow and heat are investigated in depth.
Keywords: Wall Hang Heating Appliance, Heat Engine, Computational Fluid Dynamics (CFD)
93
KOMPRESÖR GİRİŞ HAVASI SOĞUTMA SİSTEMİNE SAHİP
BİR GAZ TÜRBİNİ İÇİN ENERJİ VE EKSERJİ ANALİZİ
Mehmet Selçuk MERT*, Mehmet DİREK*, Ümit ÜNVER*, Fikret YÜKSEL*, Mehmet İSMAİLOĞLU*
*Yalova Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, 7710O, Yalova
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Özet: Gaz türbinleri, esnek devreye alma-yükleme, hızlı ve kolay bakım gibi bir takım avantajlarından dolayı
güç üretiminde yoğun olarak tercih edilmektedir. Bununla birlikte, hava sıcaklığı, basıncı ve nemi gibi ortam
şartlarından etkilendikleri için çevre koşullarına bağlı olarak işletim performansları değişmektedir. Güç
santralleri genellikle, ISO koşulları, 15oC çevre sıcaklığı, 101,3 kPa atmosfer basıncı ve %60 bağıl hava nemi
referans alınarak tasarlanır. Çevre sıcaklığının tasarım değerinden yüksek olduğu durumlarda santralin çalışma
performansı olumsuz etkilenir. Bu durumda, santralin net gücü azalırken, ısıl verimi düşer ve özgül yakıt
tüketimi artar. Bu da sonuç olarak güç üretim maliyetinin artmasına neden olur. Gaz türbinli çevrim
santrallerinin performansı kompresör giriş havasının soğutulması ile arttırılabilir. Giriş havasının soğutulması
amacıyla evaporatif ve mekanik sıkıştırmalı soğutma sistemleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, kompresör giriş
havasının soğutulması amacıyla kullanılan evoparatif soğutma (nemlendirme-sisleme ile soğutma) sisteminin
gaz türbini performansına ve net güç artışına olan etkisi incelenmiştir. Sistemin her bir birimi ve tüm sistem için
kütle, enerji ve ekserji denklikleri kurularak sistemin ekserji analizi yapılmıştır.
Anahtar Kelimler: Ekserji Analizi, Gaz Türbini, Hava Soğutma Sistemi
ENERGY AND EXERGY ANALYSIS OF A GAS TURBINE WITH INLET
COOLING SYSTEM
Abstract: Gas turbines are widely used because of their flexible startup time–loading conditions, rapid and easy
maintenance advantages for producing power. However, the efficiency of a gas turbine is significantly
influenced by the temperature, pressure and humidity of the air. Generally, power plants are designed according
to ISO conditions, namely, ambient temperature of 15°C, atmospheric pressure of 101,3 kPa and relative
humidity of 60%. When the ambient air temperature is higher than the design conditions, the power output of the
gas turbine is influenced adversely. In that case, thermal efficiency and power output of the gas turbine decreases
while specific fuel consumption increases. Consequently, the increase in ambient air temperature causes an
increase in operating cost rates. Performance of the gas turbine cycle can be increased by cooling the inlet air.
For this aim, evaporative coolers and mechanical refrigeration systems are used for inlet air cooling. In this
study, the effects of evaporative cooling system on gas-turbine performance and increase of net power output
studied. For this aim, the energy and exergy balances were obtained for each piece of equipment.
Keywords: Exergy Analysis, Gas Turbines, Air Cooling System
94
BUZDOLABI İÇERİSİNDEKİ AKIŞIN KAPALI KAPI DURUMUNDA SAYISAL VE
DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
Ayşe Uğurcan ATMACA*, Ziya Haktan KARADENİZ**, Aytunç EREK***
* Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Tınaztepe Yerleşkesi 35397 Buca – İZMİR, [email protected]
** İzmir Katip Çelebi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Çiğli Ana Yerleşkesi 35620 İZMİR, [email protected]
*** Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Tınaztepe Yerleşkesi 35397 Buca – İZMİR, [email protected]
Özet: Buzdolapları her evin vazgeçilmez unsurlarındandır ve buzdolapları ile ilgili çalışmalar günümüz
teknolojik gelişmelerinin odağındadır. Bu çalışmada buzdolabının çalışma koşullarının yaratıldığı, tek
yüzeyinden soğutulan kapalı bir hacimde akış profili sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Bu tip soğutulmuş
bir ortamda ısı transferi temel olarak doğal taşınım ile gerçekleşmektedir ve hava akışı sıcaklık farkından
kaynaklanan yoğunluk değişimine dayanmaktadır. Birçok mühendislik uygulamasında olduğu gibi soğutmada da
doğal taşınımın incelenmesi önemli bir araştırma alanı oluşturmaktadır. Çalışma kapsamında soğutulan bölgenin
kapısının kapalı olduğu durumda havanın doğal taşınım hareketleri yaklaşık olarak kübik bir hacim içinde
laminer, kararlı ve Rayleigh sayısının 6.5x107 olarak hesaplandığı akış koşullarında incelenmiştir. Buzdolabını
temsil eden hacmin kapı karşısındaki yüzeyi soğutulmuş diğer yüzeyler ise sabit sıcaklıkta kabul edilmiştir.
Deneysel ölçümler için iki boyutlu Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü (PGHÖ) yöntemi, üç boyutlu
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) çözümlemeleri için de ANSYS-FLUENT paket programı
kullanılmıştır.
Anahtar Kelimler: Soğutma, PGHÖ, HAD, Doğal taşınım.
NUMERICAL AND EXPEIMENTAL INVESTIGATION OF THE FLOW INSIDE A
REFRIGERATOR WHEN THE DOOR IS CLOSED
Abstract: Refrigerators are one of the indispensable household goods and they are in the core of the
technological developments. In this study, the flow configuration of a refrigerated space cooled from one surface
to represent a typical refrigerator has been investigated both numerically and experimentally. Heat transfer of
these kinds of systems is based on natural convection and the flow of air is originated from the variations in
density due to the temperature differences. As seen in most of the engineering problems, natural convection is an
important research area in the refrigeration. Within the content of this study, air flow via natural convection has
been analyzed in a small nearly cubic volume when the door is closed. The flow is laminar, steady-state and at a
Rayleigh number of 6.5x107. The volume representing the refrigerator has only one cooled surface and the others
have been evaluated to be at constant temperatures. For 2D experimental and 3D numerical analyses, Particle
Image Velocimetry (PIV) technique and ANSYS-FLUENT software package have been used, respectively.
Keywords: Refrigeration, PIV, CFD, Natural convection.
95
MEME KANSERİ TÜMÖRÜNÜN OLUŞTURDUĞU ISI GEÇİŞİNİN SONLU
ELEMANLAR YÖNTEMİYLE SAYISAL İNCELENMESİ
Nevin ÇELİK*
*Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
23279 Elazığ, [email protected]
Özet: Bu çalışmada kanserli bir dokunun ısıl yönden incelenmesi sonlu elemanlar analizini kullanan ANSYS
ticari paket programı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Dokulardaki ısı geçişi Pennes’in biyoısı transfer denklemi
yardımıyla hesaplanmıştır. Problem 2-boyutlu ve zamana bağlı kabul edilmiştir. 4 cm genişliğindeki bir doku
parçası içerisinde 5 mm, 1 cm ve 2 cm gibi büyüklüklere sahip tümörlü doku olduğu varsayılmıştır. Sağlıklı
dokuda 450 W/m3 ısı üretimi, habis dokuda ise 29000 W/m3 ısı üretimi olduğu kabul edilmiştir. Ayrıca kıyas
amacıyla sağlıklı doku örneği incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar literatürde bulunan sonuçlarla kıyaslanmıştır.
Anahtar Kelimler: biyoısı transferi, sonlu elemanlar yöntemi, hipertermi.
NUMERICAL ANALYSIS OF HEAT TRANSFER WHICH RESULTS FROM
BREAST CANCER TUMOR BY USING FINITE ELEMENT METHOD
Abstract: In the present study thermal analysis of a cancer tissue was carried out by means of ANSYS
commercial software which uses finite element analysis. The heat transfer between tissues was calculated by
using Pennes’ bio heat equation. The problem was supposed to be 2-dimensional and transient. The tumor was
assumed to have various sizes such as; 5 mm, 1 cm and 2 cm, in a 4 cm normal tissue. The metabolic heat rate
was accepted to be 450 W/m3 for healthy tissue, and 29000 W/m3 for malignant tissue. Furthermore, the healthy
tissue was simulated for comparison. The results were compared to the ones in literature.
Keywords: bio heat transfer, finite element method, hyperthermia.
96
KASKİ ARITMA TESİSİNDEKİ
EKSERJİ VE ENERJİ POTANSİYELİNİN İNCELENMESİ
*
Diğdem HASDAL*, Orhan AKANSU**, Nafiz KAHRAMAN*
Erciyes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Kayseri TÜRKİYE
Özet: Bu çalışmada, Kayseri Büyükşehir Belediyesi Su ve Kanalizasyon İdaresi (KASKİ) Atık Su Arıtma
Tesisi’nde enerji potansiyeli ve biyogaz ünitesindeki biyogaz üretimi ve birleşik ısıl güç ünitesindeki (CHP)
biyogaz motorunun ekserji analizi incelenmiştir. CHP ünitesindeki mevcut olan TBG-616 biyogaz motoruna
kullanılan biyogaza entropi ve ekserji analizi uygulanmıştır. Biyogaz yakıtı Motor devri 1500 dev/dk için,
entropi ve ekserji hesaplamaları yapılmıştır. Ayrıca, motor yükü %60, % 80 ve %100 için emisyon değerleri
ölçülmüştür. CHP ünitesindeki yapılan ekserji veriminin ortalaması %19.02, en yüksek verim % 27.48 ile Mayıs
ayında en düşük verim ise % 11.84 ile Aralık ayında belirlenmiştir. Sistem için dışarı atılan biyogaz farklı bir
depoda toplanarak biyogaz içerisindeki metan miktarının artırılması ile daha fazla enerji üretimi sağlanabilir.
Metan konsantrasyonun artırılması doğal gaz hattından doğal gaz ilave edilerek sağlanabilir
Anahtar Kelimeler: Biyogaz, Enerji, Ekserji
INVESTIGATION OF ENERGY AND EXERGY POTANTIAL IN KASKI
WASTEWATER TREATMENT PLANT
Abstract: In this study, energy potential in Metropolitan Municipality Water and Sewerage Administration
Waste Water Treatment Plant, biogas production in biogas unit and exergy analysis of the biogas engine in
combined heat power unit (CHP) were investigated. Entropy and exergy analysis were applied to biogas used for
TBG-616 biogas engine in CHP unit. Entropy and exergy calculations of biogas fuel were made for engine speed
1500 rpm. Additionally, emissions were measured for engine load 60%, 80% and 100%. Average efficiency of
exergy is 19.02%, maximum efficiency 27.48% is in May, minimum efficiency 11.84% is in December in CHP
unit. More energy production can be provided with increasing the amount of methane in exhaust biogas which is
collected in a different tank. Increasing concentrations of methane can be provided with addition of natural gas
from the natural gas line.
Keywords:Biogas, Energy, Exergy
97
AKRİLİK TOW ELYAF KURUTUCUSUNUN TERMODİNAMİK ANALİZİ
Gamze SUNAR* ve İlhan Tekin ÖZTÜRK**
*Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Yüksek Lisans
İzmit, Kocaeli, [email protected]
**Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
İzmit, Kocaeli, [email protected]
Özet: Tekstil işletmelerinde elyafın kurutulması, iplik oluşum aşamasına kadar kaliteyi ve verimliliği birinci
dereceden etkileyen bir parametredir. Bu çalışmada mevcut halde çalışır durumdaki bir akrilik elyaf
kurutucusunun üzerinde yapılan ölçümler sonucu elde edilen değerler yardımıyla mevcut durumda
termodinamiğin I. ve II kanununa göre kurutucunun performansı belirlenmiştir. Enerji analizi; sisteme giren ve
çıkan enerji miktarlarının tespiti, enerji miktarları hesaplanması ve bunlar arasında bir denklik kurulması esasına
dayanmaktadır. Aslında bu çalışma kurutmada enerji tasarruf potansiyeli olan noktaların tespiti amacına
yöneliktir. Daha sonra kurutucu üzerinde yapılabilecek; kurutucunun sıcak yüzeylerinin ısıya karşı yalıtılması,
ekzost havasından enerjinin geri kazanılması, duruş sürelerinin kısaltılması gibi enerji tasarrufu tedbirleri
uygulanması sonucu kurutucunun termodinamiğin I. Kanun verimi %56 ve II. Kanun verimi %32 civarında
iyileştirilebilmiştir. Ayrıca kurutucu için yapılan enerji tasarrufu tedbirleri en fazla 6 ay içinde kendini geri
ödeyebilmektedir.
Anahtar Kelimeler: Akrilik Tow, Kurutucular, Enerji ve Ekserji Analizi
THERMODYNAMIC ANALYSIS OF ACRYLIC TOW FIBER DRYER
Abstract: Drying of fibre is the most dominant parameter that affects the quality and productivity of yarn in the
textile industry. In this study, the performance of an acrylic fibre drier currently operating was evaluated based
on the actual operating data obtained from the drier with the help of the first and the second laws of
thermodynamics. Energy analysis is based on determination of inlet and outlet energy to and from the system,
calculation of the energy consumption in the system and establishing the balance between them. In fact, the
purpose of this study is to determine the energy saving potential in drying. Subsequently, as a result of energy
saving measures on the driers, such as shortening the downtimes, recovering the energy of the exhaust air,
insulating hot surfaces of the dryers, efficiency could be improved nearly 56% based on the first law of
thermodynamics and 32% based on the second law of thermodynamics. Furthermore, it is calculated that the
energy saving measures on the dryer pays the relevant investment within 6 months.
Keywords: Acrylic Tow, Dryers, Energy and Exergy Analysis
98
FARKLI SAHALARDAN ALINAN KÖMÜR ÖRNEKLERİNİN VE DOĞALGAZIN
SABİT GÜÇ ÜRETİMLİ YAKMA SİSTEMLERİNDE KULLANIMI
Alpay ŞAHİN*, Duygu UYSAL*, Özkan Murat DOĞAN*, Bekir Zühtü UYSAL*
*Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06570 Maltepe, Ankara,
ve Temiz Enerji Araştırma ve Uygulama Merkezi (TEMENAR), Maltepe, 06570 Ankara,
[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Özet: Fosil yakıtlardan kömür ve doğalgaz enerji üretiminde vazgeçilemez bir öneme sahiptir. Birincil enerji
kaynaklarının tüketimleri karşılaştırıldığında, önümüzdeki yıllarda da fosil yakıtların toplamdaki payı en büyük
kalmaya devam edecektir. Kaçınılamaz bir gerçek olan bu husus ülkelerin enerji planlamalarında önemli rol
oynamaktadır. Burada dikkat edilmesi gereken mesele, kömür ve doğalgazın kullanımı sırasında ortaya çıkan
çevreye zararlı emisyonların çıkış noktasında tutulması ve temiz kömür teknolojilerinin geliştirilip
yaygınlaştırılmasıdır. Bir başka önemli husus da, bu kadar zahmetli ve çevresel etkisi büyük olan tesislerin elde
edilebilecek en yüksek verimle çalıştırılmalarının teminidir. Bu da, henüz tasarım aşamasında yüksek verimin
hedeflenmesini gerektirir. Birçok parametrenin ve ünitenin etkileşimlerinin dikkate alınması gereken bu tasarım
hesapları yapılırken simülasyon programlarından yararlanılmaktadır.
Bu çalışmada, elektrik üretimine yönelik termik santral simülasyonu yapılmıştır. Değişik güç üretim değerleri
için Türkiye’nin farklı sahalarından alınan kömür örnekleri ve doğal gaz, su buharı çevrimli yakma prosesinde
kullanılmıştır. Çalışmada, Türkiye’ye gelen doğal gazın içeriği ve Manisa-Soma, Konya-Ilgın, KütahyaTunçbilek ve Muğla-Yatağan sahalarına ait kömürlerin elementel analiz sonuçları baz alınmış ve çevrimin
termodinamik incelemesi Steag GmBH firması tarafından geliştirilen EBSILON® Professional yazılımı
kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 100, 200 ve 300 MW e’lık güç üretim santralleri için gerekli olan yakıt besleme
miktarı ve üretim sonucundaki net verim belirlenmiştir. Buna göre sabit güç üretimi için kömür
numunelerindeki kül ve nem içeriğinin yüksek olması besleme miktarının da yükselmesine neden olmuştur.
Aynı şekilde nem içeriği yüksek olan kömür örneklerinde net verim düşmüştür. Kömürün yakılmadan önce ön
kurutmaya tabi tutulmasının etkisi de incelenmiş ve %10 puanlık kurutmanın net verim üzerinde %2’ye kadar
artış sağladığı belirlenmiştir. Kömür örnekleri ile yapılan çalışmaların sonuçları, kullanımı daha pratik ancak
daha pahalı olan doğal gaz santrali sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmada, aynı güç üretimi için yakıt
gereksinmesi, kükürt dioksit ve karbon dioksitin emisyon değerleri esas alınmıştır. Kazanda kullanılan havanın
ön ısıtılmasının da etkisi incelenmiştir.
Anahtar Kelimler: EBSILON® Professional yazılımı, kömür, doğalgaz, termik santral.
THE USE OF COAL SAMPLES FROM DIFFERENT FIELDS AND NATURAL GAS
IN COMBUSTION SYSTEMS WITH CONSTANT POWER GENERATION
Abstract: Coal and natural gas are considered as very important fossil fuels for energy generation. Comparing the
consumption rates of primary energy sources, the part of the use of fossil fuel remains as the highest part in total in the
next decades. This inevitable truth plays an important role in the energy planning of countries. The important point
that must be considered by all is that, the emissions of toxic gases during the use of coal and natural gas in power
generation should be controlled or clean coal technologies should be improved and popularized. Moreover, the plants
that need so much tedious work and have a very big impact on environment should be operated efficiently. This
circumstance leads targeting high efficiency in designing. In order to achieve this, when doing the design calculations
in which several parameters and units must be considered, simulation programs are being benefited from.
In this work, the simulation of thermal plants for electricity generation is made. For different power generation values,
coal samples from different fields in Turkey and natural gas are used in combustion with steam cycle process. The
content of natural gas that is received by Turkey and elementary analyses results for coals taken from Manisa-Soma,
Konya-Ilgın, Kütahya-Tunçbilek and Muğla-Yatağan fields are used and the thermodynamic examination of the cycle
is done with EBSILON® Professional software developed by Steag GmBH. Feed rate of fuel and net overall
efficiency values are determined for power plants having 100, 200 and 300 MW e capacity. The higher content of ash
and moisture in fuels results in higher feed rate for constant power generation. Besides, the net efficiency decreases
for the coal samples that have high moisture content. The effect of drying of coal before combustion is also examined
and as a result of 10% reduction in the moisture, it is observed that increase in net efficiency reaches up to 2%. The
results of studies with coal samples are compared with the results of studies with natural gas which is more practical,
but more expensive for power generation. In this comparison, fuel requirement, the emissions of sulfur dioxide and
carbon dioxide for the same power generation are considered. The effect of preheating the air used in the boiler is also
examined.
Keywords: EBSILON® Professional software, coal, natural gas, thermal power plant.
99
BİR GAZ TÜRBİNİN BİRİNCİ KANUN ANALİZİ
Ercan ÖZDEMİR* ve Uğur AKYOL**
*Beneks Taahhüt Mühendislik Mümessillik Makine Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi,
Beylikdüzü, İstanbul, [email protected]
**Namık Kemal Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü
59850 Çorlu, Tekirdağ, [email protected]
Özet: Çalışmada bir kâğıt fabrikasında bulunan ve doğalgaz ile çalışan bir gaz türbininin birinci kanun analizi
yapılmıştır. Çevre sıcaklığı ile kompresör basınç oranının sistem üzerindeki etkisi termodinamik bakımdan
incelenmiştir. Termodinamiğin birinci yasası kullanılarak farklı kompresör basınçları altında, türbinde üretilen
iş, kompresörde harcanan iş, ısıl enerji, net iş, termik verim, geri iş oranı değerlerinin çevre sıcaklığına göre
değişimleri göz önünde bulundurularak gaz türbini için en uygun çalışma şartları belirlenmiştir. Elde edilen
sonuçlara göre, çevre sıcaklığı ve kompresör basınç oranın gaz türbinlerinin performansı üzerinde etkileri
saptanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Gaz türbini, Birinci kanun analizi, Optimum çalışma şartları.
FIRST LAW ANALYSIS OF A GAS TURBINE
Abstract: In this study first law analysis of a natural gas powered gas turbine was performed in a paper mill. The
effect of ambient temperature and compression ratio of the compressor on the system was investigated
thermodynamically. Under different compressor pressure values using the first law of thermodynamics optimal
operating conditions were determined by taking into consideration the changes according to the work produced
in the turbine, compressor work, thermal energy, thermal efficiency and back work ratio. According to the
obtained results, the effect of ambient temperature and the compressor compression ratio on the performance of
the gas turbine was determined.
Keywords: Gas turbine, First law analysis, Optimal operating conditions.
100
ATIK ISI KULLANILARAK ARA BUHAR ALMALI ORGANİK RANKINE
ÇEVRİMİ İLE CO2 SIKIŞTIRILMASI
Karani KURTULUŞ*, Shadan AMEEN*, Ali BOLATTÜRK*, Ahmet COŞKUN*
*Süleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Isparta
[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Özet: Bu çalışmada, bir termik santralin KTD uygulamasında CO 2 gazının sıkıştırılması için gerekli kompresör
gücü ara buhar almalı Organik Rankine çevriminden (ORÇ) sağlanmış olup organik akışkan olarak izobutene
(C4H8) kullanılmıştır. CO2 kompresörü 7 kademeli olup, kademeler arasında ara soğutma uygulanmıştır. ORÇ
için gerekli ısıl enerji, atık baca gazından ve kompresörlerin ara soğutma eşanjörlerinden çekilmiştir. Atık baca
gazı ve kompresör soğutma eşanjörlerinden çekilen ısı ile sağlanan türbin gücü ile baca gazından ayrıştırılan CO2
gazının % 8’i kompresörlerde sıkıştırılabilmiştir. Sistemin her bir noktasındaki termodinamik özellikler
hesaplanarak sistemin enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda en fazla ekserji kaybının
buharlaştırıcı ünitesinde gerçekleştiği görülmüştür. Yapılan hesaplamalar neticesinde KTD uygulaması
içerisinde organik Rankine çevriminin kompresör gücü elde edilmesinde elverişli olabileceği ve atık ısının
kullanımı ile santralden çekilen ısıl enerji miktarında önemli ölçüde azalmalar olabileceği öngörülmektedir.
Anahtar Kelimler: CO2 sıkıştırılması, Atık ısı geri kazanımı, Organik Rankine Çevrimi, Rejenarasyon, Ekserji
analizi, Santral performansı.
WASTE HEAT RECOVERY IN CO2 COMPRESSION WITH ORGANIC RANKINE
CYCLE INCORPORATING TURBINE BLEEDING
Abstract: In this study, compression of CO2 power was provided by an organic Rankine cycle (ORC)
incorporating turbine bleeding in a termic power plant’s CCS. An organic fluid isobutene (C4H8) was used.
Compressor of CO2 was selected seven stage and intercooling. Heat source of the ORC system is exhaust flue
gas of the power plant. The analitical results show that amount of % 8 CO 2 was compressed by using waste
exhaust flue gas in ORC. Energy and exergy analysis of the entire system were performed. The ORC’s
evaporator was found to be largest contributor to exergy destruction. These results demonstrate opportunities to
optimize the CCS configuration and improve the overall economics of the plant.
Keywords: CO2 compression, Waste heat recovery, Organic Rankine cycle, Regenaration, Exergy analysis,
Power plant performance
101
ATIK ISI GERİ KAZANIMI İÇİN GELİŞTİRİLEN KOMBİNE ELEKTRİK ÜRETİM
SİSTEMİNİN TERMODİNAMİK ANALİZİ
Sevginur TORAMAN*, Atilla BIYIKOĞLU**, İlhami HORUZ***
Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, *[email protected]**[email protected], ***[email protected]
Özet: Bu çalışmada, düşük sıcaklıktaki endüstriyel kaynakların sahip olduğu enerjinin elektriğe dönüştürülmesi
amacıyla Absorpsiyonlu Isı Yükselticisi (AIY) ve Organik Rankine Çevrimi (ORÇ)’nden oluşan bir kombine
elektrik üretim sisteminin tasarımı yapılmıştır. Düşük sıcaklıktaki endüstriyel kaynaklardan çekilen atık ısının
elektrik enerjisine dönüşümü için AIY ve ORÇ’de kullanılabilecek iş akışkanları belirlenmiştir. Çevrim
modelinin doğruluğu literatürdeki teorik sonuçlarla test edilmiştir. Optimum işletim parametrelerinin tayin
edilmesi amacıyla parametrik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, önerilen sistem kullanılarak atık ısıdan
elde edilebilecek elektrik enerjisinin, klasik ORÇ sistemi kullanılarak elde edilen elektrik enerjisinden yaklaşık
iki kat daha fazla olabileceğini göstermiştir.
Anahtar Kelimler: Organik Rankine Çevrimi, Absorpsiyonlu Isı Yükselticisi, Kombine Elektrik Üretim
Sistemi, Atık Isı.
THERMODYNAMIC ANALYSIS OF A COMBINED ELECTRICITY PRODUCTION
SYSTEM DEVELOPED FOR WASTE HEAT RECOVERY
Abstract: In this study, the design of a combined power production system which consists of Absorption Heat
Transformer (AHT) and Organic Rankine Cycle (ORC) for the production of electricity from the energy of
industrial sources at low temperature. The working fluids that can be used in the AHT and ORC are determined
for the conversion of waste heat taken from the industrial sources at low temperature to electrical energy. A
parametric study was performed for the determination of optimum operation parameters. The results show that
the electrical energy that can be obtained from the proposed system could be approximately two times higher
than the one for the classical ORC system in the conversion of low temperature heat to electricity.
Keywords: Organic Rankine Cycle, Absorption Heat Transformer, Combined Electricity Production System,
Waste Heat
102
KÖMÜR GAZLAŞTIRMA SİSTEMİ DİZAYNINDA TERMODİNAMİK ANALİZİN
ÖNEMİ
Sancar GÜNGÖR*, Abdulkadir KOÇER**, Murat GÖKÇEK*, Afşin GÜNGÖR***
*Niğde Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 05100, Niğde
**Akdeniz Üniversitesi, Teknik Bilimler MYO, Antalya, 07058, Antalya
***Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 07058, Antalya
Özet: Kömür gazlaştırıcılarının dizaynı; kömürün yüksek bir verimle gazlaştırılması ve ürün gazlarının istenilen
kompozisyonlarda ve miktarlarda elde edilebilmesi açısından oldukça önemlidir. Bir kömür gazlaştırma
sisteminin termodinamik analizi, o sistemin en verimli şekilde çalıştırılmasını sağlayacak iyileştirilmelerin
yapılabilmesi için en doğru bilimsel yaklaşım olacaktır. Bu çalışmada, sayısal modellemesi önceden hazırlanmış
olan bir kömür gazlaştırma sisteminin her bir aşaması için ekserji analizi yapılmıştır. Kömür gazlaştırma sistemi;
bir adet gazlaştırma reaktörü ve bunu takip eden iki adet su gazı reaktöründen meydana gelmektedir. Gazlaştırma
sistemi için geliştirilen sayısal model, sistemde kullanılacak kömürün içerisindeki karbonun tamamının
gazlaştığını kabul ederek, sistem çıkışında hidrojen gazı miktarının karbon monoksit gazı miktarının iki katı
olması durumuna göre optimum sistem işletme parametrelerini tespit etmektedir. Sistemde optimum işletme
şartlarını tespit edebilmek amacıyla gazlaştırıcıdan hemen sonra bir baypas kullanılarak su gazı reaktörleri
çıkışında gelen gaz ile gazlaştırıcı çıkışındaki gaz birleştirilmektedir. Bu çalışmada yapılan ekserji analizi ile,
daha önce geliştirilen sayısal model çalışmasında önerilen çalışma şartı senaryolarının hangisinin daha verimli
olduğu net şekilde vurgulanarak, sistemin optimum sonucu verirken en verimli şekilde çalışmasını sağlayacak
işletme şartları net olarak ortaya konulmuştur. Yapılan çalışma, enerji üretimi için geliştirilecek sistemlerin daha
çevreci ve verimli bir şekilde çalışmasını sağlayacak tasarım parametrelerinin, ancak doğru bir termodinamik
analiz ile yapılabileceğini göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Kömür gazlaştırma, modelleme, termodinamik analiz, ekserji
IMPORTANCE OF THERMODYNAMICS ANALYSIS OF COAL GASIFICATION
SYSTEM DESIGN
Abstract: The exergy analysis has been carried out for all phases of a previously designed numerical modeling
of a coal gasifier. The mentioned coal gasifier is made up of a gasification reactor and two consequent vapor
water gas shift reactors. The numerical model developed for the gasification system assumes that all carbon in
the coal is gasified and defines the optimum working condition as the amount of hydrogen as the double of the
amount of carbon monoxide at the gasification system exit. In order to achieve the optimum parameters, the
gases of the gasifier and the gases of water gas shift reactors are combined with the aid of a bypass line. Through
the exergy analysis carried out in this study, the most efficient and high-yield method for the operation
conditions is emphasized and highlighted, which were suggested in the previous numerical modeling study, a
crucial fact for minimizing operating and investment costs.
Key words: Coal gasification, modeling, thermodynamic analysis, exergy
103
KÜTAHYA – TUNÇBİLEK LİNYİTİNİN VE ATIK ŞLAMIN GAZLAŞTIRILMASI
Duygu UYSAL*, Alpay ŞAHİN*, Gizem GENÇ*, Özkan Murat DOĞAN*, Bekir Zühtü UYSAL*
*Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06570 Maltepe, Ankara,
ve Temiz Enerji Araştırma ve Uygulama Merkezi (TEMENAR), Maltepe, 06570 ANKARA,
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Özet: Enerji üretiminde kullanılan kömürün, daha değerli kimyasalların üretiminde kullanılması dünyada
gündemde olan çalışmalardan birisidir. Değişik gazlaştırma prosesleri ve yeni teknolojiler kullanılarak kömürün
gazlaştırılması sonucunda sentez gazı üretimi ve üretilen sentez gazının saflaştırılarak hidrojen, metanol, dimetil
eter gibi katma değeri yüksek ürünlerin üretilmesi dünyada ve ülkemizde giderek önem kazanmaktadır.Bu
çalışmada, Kütahya-Tunçbilek linyitinin ve atık şlamın gazlaştırılarak sentez gazı üretimi, Steag GmBH firması
tarafından geliştirilen EBSILON® Professional yazılımı kullanılarak, simülasyon yöntemi ile incelenmiştir.
Linyit ve şlamın elementel analiz değerleri temel alınmıştır. Gazlaştırma işleminde 750-1250oC aralığında
değişik sıcaklıklar ve 1-40 bar aralığında farklı basınçlar kullanılmıştır. Bu parametrelerin sentez gazı bileşimi
ve kalorifik değeri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sıcaklık ve basıncın artması ile az da olsa karbon monoksit
miktarı artarken, hidrojen miktarı azalmıştır. Sentez gazının içerisinde karbon monoksitin hidrojene oranının
mol cinsinden 0,66 ile 0,8 arasında değiştiği belirlenmiştir. Üretilen sentez gazının kalorifik değeri linyit için
yaklaşık 7,5 ve atık şlam için 7,1 MJ/Nm3 olduğu belirlenmiştir. Yapılan simülasyon çalışmaları sonucunda
gazlaştırıcıya beslenen 1 ton linyitten 3150 Nm3 ve atık şlamdan 2500 Nm3 sentez gazı üretiminin mümkün
olduğu görülmüştür. Ek olarak Polymath ile tüm gazlaştırma reaksiyonlarını kapsayan madde denkliği
denklemlerinin ortak çözümü, aynı koşullarda Tunçbilek linyiti için yapılmış ve elde edilen sonuçlar simülasyon
çıktıları ile karşılaştırılmıştır. Buna göre EBSILON yazılımının, hesaplamalarını yalnızca tek bir reaksiyon
üzerinden yürüttüğü için Polymath sonuçlarından farklı sonuçlar verdiği belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Tunçbilek linyiti, şlam, gazlaştırma, sentez gazı, EBSILON® Professional yazılımı,
Polymath.
GASIFICATION OF KÜTAHYA-TUNÇBİLEK LIGNITE AND WASTE SLUDGE
Abstract: Coal, which is used for energy production, can also be used in the production of some more valuable
chemicals and this is a topical issue in the world. Syngas production with different gasification processes and
novel technologies and purification of syngas in order to produce valuable chemicals like hydrogen, methanol,
dimethyl ether are gaining more and more importance. In this work, gasification of Kütahya-Tunçbilek lignite
and waste sludge of it and production of syngas from these materials were examined with the EBSILON®
Professional Simulation software developed by Steag GmBH. The experimentally obtained elementary analyses
of lignite and sludge were used. The gasification process simulation was done at temperatures varying between
750-1250oC and at different pressures between 1-40 bar. The effects of these parameters on syngas content and
calorific value were investigated. With increasing temperature, it is observed that CO amount in syngas slightly
increases while that of H2 decreases. Hydrogen to carbon monoxide molar ratio in the syngas varies between
0.66-0.8. The calorific values of syngas produced from lignite and sludge were 7.5 MJ/Nm 3 and 7.1 MJ/Nm3,
respectively. As a result of simulations, it was also calculated that from 1 ton of lignite and sludge, 3150 Nm3
and 2500 Nm3 of sygnas could be produced, respectively. Moreover, with Tunçbilek lignite, a Polymath program
was written to solve simultaneous mass balance equations including all of the gasification reactions under the
same conditions and the results from this were compared with simulation results. Consequently, it was
determined that results of EBSILON calculations differ from results gathered from Polymath program due to the
fact that EBSILON calculations base on just one reaction.
Keywords: Tunçbilek lignite, sludge, gasification, syngas, EBSILON® Professional software, Polymath.
104
RANQUE-HILSCH VORTEKS TÜPÜ DESTEKLİ KURUTMA SİSTEMİNİN
ENERJİ VE EKSERJİ ANALİZİ
Merve ŞENTÜRK ACAR*, Halit ARAT**, Oğuz ARSLAN**
*Dumlupınar Üniversitesi Tavşanlı Meslek Yüksekokulu Elektrik ve Enerji Bölümü
43300 Tavşanlı / Kütahya, [email protected]
** Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
43266 Merkez / Kütahya, [email protected]
** Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
43266 Merkez / Kütahya, [email protected]
Özet: Bu çalışmanın amacı, RHVT’nin sıcak çıkış akışının kurutma sistemine entegre edilmesi sonucu kurutma
sisteminin ekserji veriminin nasıl etkileneceğini belirlemektir. RHVT destekli kurutma sisteminin enerji ve
ekserji analizi yapılmış ve aynı zamanda elektrikli ısıtıcılı kurutma sisteminin de analizleri yapılarak
karşılaştırılmıştır. RHVT ile yapılan deney sonuçları ve elektrikli ısıtıcı ile yapılan çalışmalar sonucu elde edilen
veriler sistemin analizinde kullanılmıştır. RHVT destekli kurutma sisteminin ekserji verimleri incelendiğinde, en
yüksek ekserji verimi değeri; 0 üreteci, 2 nolu tüp gövdesi, 30 o valf açısı valfin 3. açıklık konumu ve P 8 400kPa
olduğu RHVT tasarımında, T 10’un 343,15 K ve T11’in 341,15 K olduğu durumda %1,7850 olarak belirlenmiştir.
Aynı şartlar altında, elektrikli kurutma sistemi ekserji verimi ( k, 2), %1,9927, atık hava kullanılan RHVT entegre
kurutma sistemi ekserji verimi ( k, 3), %1,8101, RHVT entegreli kurutma sisteminin birinci yasa verimi ( k, 1)
%70,7543, elektrikli kurutma sistemi birinci yasa verimi ( k, 2), %69,7980 ve atık hava kullanılan RHVT entegre
kurutma sistemi birinci yasa verimi ( k, 3) %68,9953 olarak hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Kurutma sistemi, Ranque-Hilsch vorteks tüpü, Enerji, Ekserji
ENERGY AND EXERGY ANALYSIS OF DRYING SYSTEM INTEGRATED
WITH RANQUE-HILSCH VORTEX TUBE
Abstract: The aim of this study is to determine the change of exergetic efficiency of drying system using the hot
exit flow of RHVT. Drying system integrated with RHVT and electrically heated dryer are compared by means
of exergy and energy analysis. The data obtained from the experiments of RHVT and electrical heater is used in
the energy and exergy analysis of systems. The highest exergetic efficiency of drying system integrated with
RHVT has been calculated as %1,7850 for the RHVT design, which has the 0 generator, the tube body 2, the
valve angle of 30o, the 3rd opening valve position and at 400kPa of RHVT inlet stream pressure. In addition to
these, temperatures of the inlet and outlet air of dryer are 343,15 K and 341,15K, respectively. Under the same
conditions exergetic efficiency of the electrically heated dryer is calculated as ( k, 2)% 1,9927, while the
exergetic efficiency of drying system integrated with RHVT which is used waste air for RHVT is calculated as
( k, 3) %1,8101. The first law efficiency of drying system integrated with RHVT, electrically heated dryer and
drying system integrated with RHVT which is used waste air for RHVT are calculated as ( k, 1) %70,7543, ( k, 2)
%69,7980 and ( k, 3) %68,9953, respectively.
Keywords: Drying system, Ranque-Hilsch vortex tube, energy, exergy
105
RÜZGAR HIZLARININ BİNA ETRAFINDAKİ AKIŞA VE ISI KAYBINA
ETKİSİNİN FARKLI TÜRBÜLANS MODELLERİYLE SAYISAL İNCELENMESİ
Muhammet ÖZDOĞAN*, Bilal SUNGUR*, Lütfü NAMLI*, Bahattin TOPALOĞLU*, Aydın DURMUŞ*
*Ondokuz Mayıs Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected],
[email protected]
Özet: Binalar, küresel enerji kullanımının önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Bu bağlamda özellikle binalarda
ısı tasarrufu oldukça önemlidir. Bina dış duvarlarının modellenerek en az ısı kaybı olacak şekilde tasarlanması
yakıt tüketimini düşürerek ekonomik kazanç sağlama konusunda da son derece etkilidir. Bu çalışmada örnek bir
bina farklı rüzgar hızlarında iki boyutlu olarak modellenmiştir. Türbülans modeli olarak Standart k-ε model,
RNG k-ε model ve realizable (gerçeklenebilir) k-ε model ayrı ayrı kullanılmıştır. Bu farklı durumlara göre
oluşan akım fonksiyonları, ısı transfer miktarları ve kullanılan türbülans modellerinin etkisi incelenerek
değerlendirmeler yapılmıştır.
Anahtar Kelimler: Isı transferi; Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği; Türbülans modelleme; Dış akış
NUMERICAL INVESTIGATION OF THE EFFECT OF WIND VELOCITIES ON
THE FLOW AROUND THE BUILDING WITH DIFFERENT TURBULENCE
MODELS
Abstract: Buildings are an important part of global energy usage. In this context, energy saving especially in
buildings are very important. The outer walls of the buildings which is designed to be a minimal heat loss will
reduce fuel consumption and so it will provide economic benefits. In this study, numerical simulation of two
dimensional sample building was performed with different wind velocities. The standard k-ε model, RNG k-ε
model and realizable k-ε model were used separately for modelling the turbulent flow. According to these
different situations, stream functions, average heat transfer rates and the effects of turbulence models used in the
calculations were evaluated.
Keywords: Heat transfer; Computational Fluid Dynamics; Turbulence modeling; External flow
106
TiO2/SU NANOAKIŞKANININ 180 DERECELİK YATAY BİR EĞRİSEL KARE
KESİTLİ KANAL İÇERİSİNDEKİ ZORLANMIŞ KONVEKSİYON AKIŞ VE ISI
TRANSFERİNİN SAYISAL ANALİZİ
Recep EKİCİLER*, Kamil ARSLAN*, Engin GEDİK**
*Karabük Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
78050, Karabük, Türkiye, [email protected], [email protected]
**Karabük Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü,
78050, Karabük, Türkiye, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, kararlı ve laminer akış şartlarında sabit kare kesit alanına sahip 180 derecelik eğrisel bir
kanal içerisindeki zorlanmış akış ve ısı transferi sayısal olarak incelenmiştir. Akışkan olarak TiO2/su
nanoakışkanı kullanılmıştır. Sayısal sonuçlar 100De900 (250Re2200) değerleri için elde edilmiştir. Üç
boyutlu sayısal analizlerde eğrisel kanalın yüzeyine üniform ısı akısı sınır şartı uygulanmıştır. Eğrisel kanal
içerisindeki TiO2/su nanoakışkanın farklı nanopartikül hacimsel oranları (%1, %2, %3, %4) için hesaplamalar
yapılmıştır. Çalışmada küresel geometriye sahip TiO2 nanopartiküllerinin çapı dp = 28 nm olarak alınmıştır.
Kanal içerisindeki akış ve ısı transferi performansının tahmininde kullanılabilen ortalama Nusselt sayıları ve
ortalama Darcy sürtünme faktörleri her bir nanopartikül hacimsel oranı için elde edilmiştir. Bunun yanında hız
ve sıcaklık profilleri ile ikincil akışlar detaylı olarak analiz edilmiştir. Ayrıca, sayısal çalışma sonuçları ortalama
Nusselt sayısının ve ortalama Darcy sürtünme faktörünün Dean sayısı ve nanopartikül hacimsel oranı ile
değişimleri şeklinde ampirik bağıntılar ile ifade edilmiştir.
Anahtar Kelimler: TiO2/su nanoakışkan, Laminer akış, Eğrisel kare kesitli kanal, Zorlanmış taşınım, Isı
transferi, Ansys Fluent
NUMERICAL INVESTIGATION OF FORCED CONVECTION FLOW AND HEAT
TRANSFER OF TiO2/WATER NANOFLUID IN A 180 DEGREE HORIZONTAL
SQUARE CROSS-SECTIONED CURVED DUCT
Abstract: In this study, forced convection fluid flow and heat transfer was numerically investigated in 180
degree curved duct having square cross section under steady and laminar flow conditions. TiO 2/water nanofluid
was used as working fluid. Numerical results was obtained for 100De900 (250Re2200) values. In 3D
analysis, uniform heat flux was applied to surface of curved duct as boundary condition. The numerical analyses
were performed for different nanoparticle volume concentrations (%1, %2, %3, %4) of TiO2/water nanofluid. In
the study, the diameter of spherical geometry of TiO2 nanoparticle was taken 25nm. The average Nusselt number
which might be used to estimate the flow and heat transfer performance in the channel and average Darcy
friction factor were obtained for each nanoparticle volume concentrations. Besides, velocity and temperature
profiles and secondary flows were analyzed in detail. In addition, numerical study results are expressed with
engineering correlations as changing average Nusselt number and average Darcy friction factor with Reynolds
number and nanoparticle volume concentration.
Keywords: TiO2/water nanofluid, Laminar flow, Square cross-sectioned curved duct, Forced convection, Heat
transfer, Ansys Fluent
107
TORPIDO BENZERİ GEOMETRİ ÇEVRESİNDEKİ AKIŞ YAPISININ SAYISAL
OLARAK İNCELENMESİ
Sercan YAĞMUR*, İlker GÖKTEPELİ*, Muammer ÖZGÖREN*, Faruk KÖSE*,
Levent KAVURMACIOĞLU**
*Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü 42003 Selçuklu, Konya,
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
**İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
34437 Beyoğlu, İstanbul, [email protected]
Özet: Akışkanlar mekaniğinin en önemli uygulama alanlarından bazıları su altı savunma, ulaşım, inceleme,
insanlı/insansız deniz altı araçları, enerjiye yönelik kaynakların (petrol ve deniz üstü rüzgar türbin platformları,
akıntı ve gelgit su türbinleri, vb.) araştırılma ve geliştirilmesi, uluslararası enerji ve iletişim hatlarının akış ile
etkileşimlerini içeren çalışmalardır. Özellikle okyanus ve deniz kıyısı ülkeler için çok büyük öneme sahip olan
su altı araştırmaları oldukça önemlidir. Su altı araştırma çalışmalarında, savunma sanayisinde ve çeşitli
endüstriyel sektörlerde insanlı veya insansız su altı araçlar kullanılmaktadır. Bu araçlara örnek olarak deniz
altılar, torpidolar, insansız kameralar, araştırma gemileri vb. verilebilir ve bu araçlar hücum, gövde ve firar
bölgesinden oluşmaktadırlar. Bu çalışmada da üniform akış şartlarına yerleştirilen torpido benzeri geliştirilen
geometrinin etrafında oluşan hidrodinamik akış karakteristiği Hesaplamalı Akışkanlar Mekaniği (HAD) yöntemi
ile Re=2x104-10x104 aralığında Large Eddy Simulation (LES) türbülans modeliyle ANSYS-Fluent yazılım
programı kullanılarak zaman bağımlı olarak incelenmiştir. Akış karakteristiğine ait akım yönündeki hız bileşeni,
akıma dik yöndeki hız bileşeni, bu hız bileşenlerinin standart sapmaları, akım çizgileri ve hız vektörleri değerleri
detaylı olarak irdelenmiştir. Reynolds sayısı arttıkça girdap bölgesindeki durma noktası geometrinin firar
kısmına yaklaşmaktadır. Ayrıca torpido benzeri geometriye etkiyen sürüklenme ve basınç katsayıları da
belirlenmiştir. Reynolds sayısının yüksek olduğu değerlerde sürüklenme katsayısının azaldığı belirlenmiştir ve
Re=2x104 ve Re=105 olduğu değerlerde sürüklenme katsayısı sırasıyla Cd=0,231 ve Cd=0,125 değerlerindedir.
Basınç katsayısının ise torpido benzeri geometrinin hücum kısmındaki akışkanın durma noktasında maksimum
(Cp=1) değerini aldığı ve torpido modelinin hücum bölgesinden gövde bölgesine doğru geçişteki akış
ayrılmasının gerçekleştiği bölgeden itibaren negatif değerler aldığı ve gövde bölgesinden firar bölgesine
geçerken de akış ayrılmasından ve ters akış oluşmasından dolayı azaldığı belirlenmiştir. Bulunan sonuçlar ise
literatürdeki çalışmalar ile uyumluluk göstermiştir.
Anahtar Kelimler: HAD, Torpido, Sürüklenme katsayısı, Basınç Katsayısı, LES türbülans modeli.
NUMERICAL INVESTIGATION OF FLOW CHARACTERISTIC AROUND
TORPEDO-LIKE GEOMETRY
Abstract: Some of the application fields of fluid mechanics are underwater defense, transportation,
investigation, manned/unmanned underwater vehicles, the studies and developments of sources that are related to
energy (petroleum and off-shore wind turbines platforms, stream and tidal water turbines, etc.), fluid-structure
interaction between the flow and the lines of international energy and communication. Especially, underwater
studies are very important for the countries which have the coasts near oceans and seas. Manned or unmanned
underwater vehicles are used for the underwater research studies, defense industry and various industrial sectors.
Submarines, torpedoes, unmanned cameras, research ships etc. can be given as examples for these types of
vehicles and these vehicles consist of attack, hull and trailing regions. In this study, the flow characteristics
which have occurred around a special torpedo-like geometry placed in a uniform flow have been investigated
time-dependently via Computational Fluid Dynamics (CFD) between Re=2x10 4 and 10x104 using ANSYSFluent software program with Large Eddy Simulation (LES) turbulence model. Flow characteristics for
streamwise velocity component, cross-stream velocity component, standard deviation distribution of streamwise
and cross stream velocity, streamlines and velocity vectors have been examined. When the Reynolds number
increases, stagnation point in the vortex region becomes closer to the trailing part of the geometry. Drag and
pressure coefficients existing around a torpedo-like geometry have also been determined. It is found that the drag
coefficents values decrease at higher Reynolds numbers. For Re=2x10 4 and Re=10x104, the drag coefficents
have been found to be Cd=0,231 and Cd=0,125, respectively. At the stagnation point of leading (attack) region of
the torpedo-like geometry, it has been obtained that the pressure coefficent takes its maximum value (C p=1,0) at
the nose, the pressure coefficent has become negative due to the flow seperation along the transition from hull
region to the trailing region of the torpedo model, and the pressure coefficents have also decreased due to the
flow seperation and reverse flow. The obtained results have a good aggrememt with literature.
Keywords: CFD, Drag coefficent, LES turbulence model, Pressure coefficent, Torpedo.
108
45° EĞİMLİ BEŞİK ÇATILI BİNA MODELİ ÜZERİNDE ORTALAMA VE
ÇALKANTI BASINÇLARI
Yücel ÖZMEN*ve Ertan BAYDAR**
* Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü,
61080 Trabzon, [email protected]
** Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü,
61080 Trabzon, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, bina çatılarını hasara uğratabilen rüzgar yüklerinin araştırılması amacıyla, 45° eğime sahip
beşik çatılı bir bina modeli etrafındaki akış alanı deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler rüzgar tünelinde
modellenen atmosferik sınır tabaka akışında gerçekleştirilmiştir. Akışın modellenmesinde bariyer, eliptik girdap
üreticiler ve pürüzlülük elemanları kombinasyonu kullanılmış ve 15 m/s’lik serbest akış hızında, 150 mm
yüksekliğinde bir sınır tabaka oluşturularak, 45 eğime sahip beşik çatılı bina modelinin etrafında akış
görüntüleme ve yüzeylerinde basınç ölçümü yapılmıştır. Yüzey basınçlarının ortalama ve çalkantı değerlerinin
ölçümü, farklı rüzgar geliş açılarına göre göre ayrıntılı bir şekilde gerçekleştirilerek emme etkilerinin kritik
olduğu bölgeler belirlenmiştir. Bina modeline 15º’lik açıyla gelen rüzgar durumunda, çatı üzerindeki emme
yükünün diğer rüzgar açılarına göre daha fazla olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Atmosferik sınır tabaka, Beşik çatı, Basınç katsayısı, Emme yükü
MEAN AND FLUCTUATING WIND PRESSURES ON A LOW-RISE BUILDING
WITH 45° PITCHED GABLE ROOF
Abstract: In this study, flow field around a low-rise building model with 45º pitched gable roof has been
investigated experimentally in order to search the wind loads that can damage the building roofs. The
experiments were carried out in an atmospheric boundary layer that is modeled in the wind tunnel. Atmospheric
boundary layer was simulated with combination of barrier, elliptic vortex generators and elements of roughness
and a 150 mm height boundary layer was formed at 15 m/s wind velocity. Flow visualization study and surface
pressure measurements were conducted in the flow field. The mean and fluctuating surface pressures were
measured in detail for various wind directions to observe critical suction zones on the roof surfaces. It is seen
that suction loads on the roof surfaces are more critical for the wind direction of 15º.
Keywords: Atmospheric boundary layer, Gable roof, Pressure coefficient, Suction loads
109
ENERJİ YÖNETİMİ
110
BUZ PİSTİ SOĞUTMA ÜNİTESİNDEN ATILAN ATIK ISI ENERJİSİ
KULLANILARAK AÇIK YÜZME HAVUZUNUN ISITMASININ TEORİK
İNCELENMESİ
Muhammed Enes KUYUMCU* ve Recep YUMRUTAŞ**
*Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Kahramanmaraş
**Gaziantep Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Gaziantep
[email protected]
Özet: Bu çalışmada, açık yüzme havuzu ısıtma ihtiyacının buz pisti soğutma ünitesinden çevreye atılan atık ısı
enerjisi kullanılarak karşılanması teorik olarak incelenmiştir. Buz pistinin kapalı tip 26x56m2 boyutta, yüzme
havuzunun açık tip 25x50m2 boyutta ve Akdeniz iklimine sahip Kahramanmaraş kentinde inşa edilmiş olduğu
kabul edilmiştir. Sistem bir buz pisti, bir yüzme havuzu ve bir soğutma ünitesinden (Chiller) oluşur. Soğutma
ünitesinin kompresörü ile buz tabakasından soğutucu akışkan tarafından absorbe edilen toplam ısı enerjisi,
soğutma ünitesinin kondenserinden yüzme havuz suyunun ısıtılması için transfer edilir. Bu çalışmada, yüzme
havuzu ve buz pisti için istenilen su ve buz sıcaklığını korumak için gerekli olan termal enerji miktarları, Matrix
Laboratory (MATLAB) programı kullanılarak analiz edilmiştir. Çeşitli tasarım ve işletme parametrelerinin
sistemin termal enerji gereksinimi ve verimine (COP) olan etkileri incelenmiştir. Analizlerden elde edilen
sonuçlar, en yüksek yüzme havuzu toplam ısı kaybının Ocak ayında (505,95 kW) ve en yüksek buz pisti toplam
ısı kazancının Temmuz ayında (290,05 kW) gerçekleştiğini göstermiştir. Bununla birlikte COP C ve COPH‘nin
sırasıyla maksimum 2,97 ve 3,97 değerlerine Temmuz ayında ulaşmış olduğunu göstermektedir. Ayrıca sistemin
kompresörüne giren net işin 97,43 kW ile 231,45 kW arasında değiştiği görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Yüzme havuzu, Buz pisti, Soğutma ünitesi, Atık enerji, Termal analiz.
THEORETICAL INVESTIGATION OF OUTDOOR SWIMMING POOL HEATING
SYSTEM BY USING WASTE HEAT ENERGY REJECTED FROM ICE RINK
COOLING UNIT
Abstract: In this study, meeting the heating need of the outdoor swimming pool by using waste heat energy
rejected from ice rink cooling unit has been theoretically investigated. Ice rink was assumed to be closed type
with size of 26x56m2, swimming pool was assumed to be open type with size of 25x50m2 and they have been
considered to be constructed in the city of Kahramanmaraş, which has a Mediterranean climate. System consist
of an ice rink, a swimming pool and a cooling unit (Chiller). Total heat energy absorbed by refrigerant with the
compressor of the cooling unit from the ice sheet is transferred to heat the swimming pool water from the
condenser of the cooling unit. In this study, the energy requirements for maintaining the water and ice
temperature have been analyzed by using Matrix Laboratory (MATLAB) program. Effects of the various design
and operational parameters on the thermal energy requirements and efficiency (COP) of the system have been
examined. The results obtained from the analysis showed that the maximum swimming pool total heat loss was
obtained (505,95 kW) in January and the maximum ice rink total heat gain was obtained (290,05 kW) in July. At
the same time, the COPC and COPH are reached maximum values of 2,97 and 3,97 in July, respectively. And
also the net work input to the system ranged from 97,43 to 231,45 kW.
Keywords: Swimming pool, Ice rink, Cooling unit, Waste energy, Thermal analysis.
111
BİNALARDA ENERJİ PERFORMANSININ BELİRLENMESİNDE ANTALYA
ÖRNEĞİ
İsmet Faruk YAKA* Sadık ÖNAL** Ayşegül GENÇER*** Afşin GÜNGÖR****
* Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Makine Mühendisliği Bölümü, [email protected]
** Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, [email protected]
*** Akdeniz Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, [email protected]
****Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Makine Mühendisliği Bölümü, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, Türkiye’nin güneyinde bulunan Antalya ilinde inşa edilen ideal bir binanın enerji
performans kimliği araştırılmaktadır. Bu yapı, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı'na ait BEP-TR (Bina Enerji
Performansı) Programı kullanılarak enerji performans değeri ve enerji kimlik belgesi açısından
değerlendirilmektedir. Bu kapsamda, binaya ait proje verileri (bina geometrisi, ısıtma, aydınlatma, mekanik ve
havalandırma teknik değerleri) BEP-TR Programı'na girilmiştir. Bu girilen verilerin ışığında binanın ısıtılması ve
soğutulması için ihtiyaç duyulan net enerji miktarı, binada günışığı etkileri göz önüne alınarak, günışığından
yararlanılmayan süre ve günışığının etkili olmadığı alanlar için aydınlatma enerji ihtiyacının ve tüketiminin
hesaplanması ve yine binaya ait sera gazı emisyonu tespit edilecektir.
Anahtar kelimeler: Enerji, Enerji Kimlik Belgesi, Enerji Performansı, Enerji Tasarrufu
112
AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK HİZMETLERİ MESLEK YÜKSEKOKULU
KARBON AYAK İZİ HESABI
Ayşegül GENÇER* İsmet Faruk YAKA** Afşin GÜNGÖR***
*Akdeniz Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, [email protected]
**Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Makine Mühendisliği Bölümü,[email protected]
***Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi
Makine Mühendisliği Bölümü, [email protected]
Özet: Karbon ayak izi, kullanımı son yıllarda yaygınlaşan ve insan tüketim faaliyetlerinin doğa üzerindeki kalıcı
etkisini ifade etmede kullanılan bir terimdir. Karbon ayak izi genellikle, bir ürün, hizmet veya bölge ile ilişkili
etkinlik ya da işlemin bir sonucu olarak yayılan
ya da eşdeğer sera gazı olarak tanımlanır. Bu çalışmada
Akdeniz Üniversitesi Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksek Okulu’nun karbon ayak izinin çıkartılması
hedeflenmiştir. Bunun için Annex 2014 hesaplama kriterlerini kullanarak binanın karbon ayak izi miktarını
hesaplanmıştır. Karbon ayak izi binadaki toplam elektrik enerjisi tüketimi ve personelin günlük ulaşım değerleri
göz önünde bulundurularak hesaplanmıştır.
Anahtar kelimeler:
, Karbon ayak izi, Sera gazı, Enerji Tasarrufu, Verimlilik
113
BİNALARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİ SERTİFİKALANDIRMA STANDARTLARI
DÜNYA VE AVRUPA İLE TÜRKİYE DEĞERLENDİRMESİ
Ahmet CAN*
*İstanbul Arel Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Tepekent - Büyükçekmece, İstanbul, [email protected]
Özet: Enerji, ülkelerin sosyal ve ekonomik olarak gelişmesi ve çevrenin korunması açısından önemli bir
etkendir. Türkiye’de 02 Mayıs 2007 tarih ve 26510 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan, 5627 sayılı “Enerji
Verimliliği Kanunu” yürürlüğe girmiştir. Binalarda tüketilen enerjinin büyük bir kısmı ısıtma amaçlı
kullanılmaktadır. Birim alan başına, kWh/m2yıl yıllık tüketilecek enerji miktarının öngörülen değere uygun
olması 05 Aralık 2008 tarihli, 27075 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan “Binalarda Enerji Performansı
Yönetmeliği” ile zorunlu hale getirilmiştir. Binaların enerji sertifikalandırma uygulamaları için, Amerika’da
“The Ashrae Building Energy Lebelling Programm” ve Avrupa’da “Europa 2002/91/EU, 2012/21/EU ile EN
15217(2007) standartları yayınlanmıştır. Türkiye’de devletin ve belediyelerin sorumlu birimleri, C tipi normal
enerji verimli bina, B tipi orta enerji verimli bina ve A tipi süper enerji verimli bina olacak şekilde tasarımlara
onay vermek için uğraş vermektedir. Standartlar göz önüne alınarak, binaların enerji verimliliği
sertifikalandırması kapsamında Dünya ve Avrupa ile Türkiye için karşılaştırmalı bir değerlendirme sunulmuştur.
Anahtar Kelimler: Binaların Enerji Verimliliği, Bina Enerji Sertifikalandırma Standartları
THE COMPARING TURKEY WITH WORLD AND EUROPE IN TERMS OF THE
ENERGY EFFICIENCY CERTIFICATION STANDART OF THE BUILDINGS
Abstract: Energy is an important factor to develop as social and economic of countries and to protect the
environment. The basic ways to increase energy efficiency is to reduce energy consumption. In this context,
"Energy Efficiency Law" came into force . Moreover it was published in the Official Gazette with no.26510
dated May 2, 2007. A large part of the energy consumed in buildings has been used for heating purposes. The
condition of being appropriate for the amount of energy to be consumed m2year/kWh annually per unit area has
been made mandatory by “Regulation for Energy Performance in Buildings” published in the official Gazette
(No.27075 on 05 December 2008). “The Ashrae Building Labeling Program" in America and "Europe
2002/91EU, 2012/21 EU and EN 15217(2007) Standards" in Europe have been published to apply the energy
certification of buildings. In Turkey, the goverment and the municipal departments-in-charge have sought to give
approval to the buildings which are designed as C-type normal energy efficient building , B-type medium energy
efficient building and A-type super energy efficient building. When the standarts are taken into consideration, a
comparative assessment for the World and Europe with Turkey has been presented in the scope of the
certification of the energy efficiency of buildings.
Keywords: Energy Efficiency of Buildings, Building Energy Certification Standards
114
HAVA SÜSPANSİYON KÖRÜĞÜ ÜRETEN BİR FABRİKANIN ÖN ENERJİ
ETÜDÜNE BAĞLI ENERJİ VERİMLİLİK POTANSİYELİNİN İNCELENMESİ
M.Ziya SÖĞÜT*, Hikmet KARAKOÇ**, Ramazan KÖSE***
*Bursa Orhangazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
16310 Yıldırım, Bursa, [email protected]
** Anadolu Üniversitesi Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi
26555 Eskişehir, [email protected]
*** Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği bölümü
43266 Kütahya, [email protected]
Özet: Son yıllarda hızla gelişen plastik ve kauçuk işleme sektörü, düşük teknolojili üretim yapısıyla yüksek
enerji tüketen sektörlerden biridir. Başta otomotiv, elektrik, enerji, tekstil olmak üzere pek çok sektöre de hizmet
veren bu alt sektörde enerjinin maliyet etkileri rekabeti doğrudan etkileyen bir parametre olarak görülmektedir.
Bu çalışma doğal kauçuktan hava süspansiyon üretimi yapan bir fabrikanın enerji etkin yönetilebilmesi, enerji
stratejilerinde doğru karar alabilmesi için gerekli olan ön enerji etüdü ve taramasını içermektedir. Bu tarama ve
ön etüd fabrikanın 2013 yılı enerji ve üretim verilerinin toplanması, işlenmesi ve değerlendirilmesi aşamalarını
kapsamaktadır. Çalışmada, tip I ve en küçük değerler yöntemleri dikkate alınarak hedef değerleri bulunmuştur.
Analizlere göre fabrikanın tüm proseslerinde ortaya çıkan enerji tasarruf maliyetlerinin yıllık kümülatif
toplamda % 40,92 ile yaklaşık 341465,09 TL/yıl’a ulaşabileceği görülmüştür. Çalışmanın sonunda bu tür
işletmeler için enerji verimliliğine yönelik bazı önerilerde bulunulmuştur.
Anahtar Kelimler: Kauçuk sektörü, hava süspansiyon körükleri, enerji yönetimi, ön etüd, verimlilik.
INVESTIGATION OF ENERGY EFFICIENCY POTENTIAL BASED ON PREENERGY ETUD IN THE FACTORY PRODUCED BELLOWS AIR SUSPENSION
Abstract: Recently, Plastic and rubber processing industry developed rapidly is one of the sectors with high
energy consumption, low-tech production structure. Energy cost effects in this sub-sector, which is serving
including many sector such as mainly the automotive, electrical, energy and textile, are seen as parameters that
directly affect.This study, first, includes energy audit needed for can be managing energy effectively, the right to
decide on energy strategy and pre-energy saving audit of the factory producing air suspension from natural
rubber. This audit covers the steps collection of energy and production data for the factory in 2013, processing
and evaluation. In the study, target values considering methods of type I and minimum value are found.
According to analyses, the energy cost savings that occur in all processes of the factory was observed to can
reach approximately 40.92% and £ 341,465.09 / year in cumulative total. At the end of the study, some
suggestions about energy efficiency for such businesses are made.
Keywords: Rubber industry, air suspension bellows, energy management, pre-etude, efficiency.
115
ENERJİ EKONOMİSİ
116
HALKA ARALIK İÇERİSİNDE FAZ DEĞİŞTİREN MADDE (FDM) İLE ENERJİ
DEPOLAMA: KANATÇIK ETKİSİ
M.Yusuf YAZICI*, Mete AVCI*, Orhan AYDIN*, Mithat AKGÜN**
*Karadeniz Teknik Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü 61080, Trabzon,
[email protected], [email protected], [email protected]
**Ordu Üniversitesi, Ordu Meslek Yüksekokulu 52100, Ordu
[email protected]
Özet: Bu çalışmada, yatay olarak konumlandırılan silindirik halka aralık bir geometri içerisindeki faz değiştiren
maddenin (FDM) erime (şarj) davranışı deneysel olarak incelenmiştir. Erime sürecinin iyileştirilmesi amacıyla
ısı transfer borusuna kanatçık ilavesi yapılmıştır. FDM olarak katılaşma sıcaklığı 56-58 oC olan (saflığı >% 98)
parafin, ısı transfer akışkanı olarak saf su kullanılmıştır. Deneyler, sabit bir hacimsel debide ve tek bir akışkan
giriş sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Erime sürecinde meydana gelen fiziksel mekanizmanın anlaşılabilemesi
için FDM içerisindeki zaman bağımlı sıcaklık dağılımı elde edilmiştir. Sonuç olarak, kanatçık ilavesinin halka
aralığın alt bölgesinde eriyik faz sirkülasyonunu kuvvetlendirdiği ve erime sürelerinde önemli iyileşmeler olduğu
görülmüştür.
Anahtar Kelimler: Termal enerji depolama, Faz değiştiren maddeler, Parafin, Erime, Kanatçık
LATENT HEAT STORAGE USING PARAFFIN IN AN CONCENTRIC
ANNULI OF HORIZONTAL TUBE-IN-SHELL UNIT: FIN EFFECT
Abstract: In this study, melting behavior of paraffin in a storage unit of horizontal shell-and-tube type is
investigated experimentally. In order to enhance melting rate, a conducting fin is attached to the bottom of the
inner tube. Paraffin of 56-58 (purity > %98) is used as PCM while water is as heat transfer fluid (HTF).
Experiments are carried out of constant values of the mass flow rate and the inlet temperature of heat transfer
fluid (HTF). To understand the physical phenomenon of melting process clearly, temporal variation of
temperature fields in PCM are given. Results show that attaching a conducting fin to the bottom of the inner tube
intensifies the recirculation in the lower half and, in follows, enhances the melting rate significantly.
Keywords: Thermal energy storage, Phase change materials, Paraffin, Melting, Fin
117
FAZ DEĞİŞİM MADDESİYLE ENERJİ DEPOLAMADA ISI TRANSFERİNİ
ARTTIRMAK AMACIYLA, DÖNMELİ AKIŞIN ERİME VE KATILAŞMA ZAMANI
ÜZERİNE ETKİSİ
Fadime ŞİMŞEK* ve Kadir BİLEN**
*Kastamonu Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
31200 Kastamonu, [email protected]
** Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
25100 Erzurum, [email protected]
Özet: Faz değişim materyallerinin yerleştirildiği depolama ünitelerinde, enerji depolamada ısı geçişini artırmak
için kullanılan metotlardan biri faz değişim materyali içerisine ısı transferini artıran (veya direnci düşüren)
elamanlar kullanmak, diğeri ise ısı transferi yüzeyinde akan akışkanın ısı transfer katsayısını artırmaktır. Bu
çalışmada, içiçe geçmiş iki silindir boru arasına faz değişim malzemesi yerleştirilerek ve içteki borudan akan ısı
transfer akışkanı farklı sıcaklıklarda verilerek faz değişim malzemesinin eriyip-katılaşması sağlanmıştır. Faz
değişim malzemesi olarak (PCM) CaCl2.6H2O kullanılmıştır. Çalışmada sistemde dolaşan suyun debisi ve giriş
sıcaklığı sabit tutularak, içteki boru girişinde çeşitli dönme açılarına sahip (0, 22,5 0, 410, 500) dönme üreteçleri
kullanılarak oluşan helisel akımın eriyip-katılaşma süresi üzerine etkileri incelenmiştir Sonuçta, eş merkezli iki
boru arasında kalan bölgede PCM’ nin depolandığı sistemlerde, içteki borudan geçen akışkana dönme hareketi
sağlayan dönme üreteçlerinin kullanılması, erime zamanında maximum %7 gibi bir azalma meydana getirmesine
karşın, boş bir boruya göre basınç farkında maximum 5,6 oranında bir artış meydana getirmiştir. Fakat katılaşma
sürecinde dönmeli akış üreteçleri kullanılması durumunda hiçbirinde standart alınan sürede katılaşma tümüyle
gerçekleşmemiştir.
Anahtar Kelimler: Termal enerji depolama, Faz değişim materyali, Dönmeli akış üreteci,
118
ELEKTRİKLİ TERMOSİFONLARDA FAZ DEĞİŞİM MALZEMELERİNİN
KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ
Özay AKDEMİR* ve Barış KURBAN**
*Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35040 Bornova, İzmir, [email protected]
** Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35040 Bornova, İzmir, [email protected]
Özet: Sıcak su hazırlamak amacıyla kullanılan elektrikli termosifonlarda içinde sürekli olarak su deponarak
elektrik enerjisiyle suyun ısıtılması sağlanır. Termosifonlarda sürekli olarak sabit sıcak su ihtiyacının
karşılanması amaçlanmaktadır. Buna karşın; sıcak su kullanımı esnasında sisteme sürekli olarak soğuk su
eklenmesinden dolayı denge sıcaklığının değişmesi, tank içerisindeki su sıcaklığının zaman içerisinde
azalmasına neden olmaktadır. Bu durumda, suyun sıcaklığının arttırabilmesi için tanka sürekli olarak elektrikli
ısıtıcı ile ısı girdisi gerçekleşmektedir. Elektrikli termosifonlarda tank içerisindeki su sıcaklığı, ayarlanan değerin
5°C altına düştüğünde ısıtıcı eleman devreye girmekte ve suyun sıcaklığı ayarlanan değere ulaşıncaya kadar
çalışmaktadır. Bu çalışma kapsamında, termosifonların bünyesinde bulunan elektrikli ısıtıcının devreye giripçıkma sürelerini uzatabilmek ve daha fazla ısı ihtiyaçlarına cevap verebilmek amacıyla ısıl enerji depolama
yöntemlerinden gizli ısı depolama yönteminin elektrikli termosifonlarda kullanılması deneysel olarak
incelenmiştir.
Anahtar Kelimler: Isıl Enerji Depolama, Faz Değişim Malzemesi, Termosifon.
INVESTIGATON OF THE USE OF PHASE CHANGE MATERIALS IN
ELECTRICAL WATER HEATERS
Abstract: Electric water heaters which are used for preparing hot water, storing water and heating water via
electrical energy. The aim of Electric water heaters are to keep need constant hot water temperature. However,
during the hot water usage, the balance of temperature changes due to continuously adding cold water. Along
with this, these cases cause to decrease water temperature in tank. To increase the water temperature, heat should
be increased by electrical water heater. When the adjusted water temperature fall away below 5°C in tank, heater
component is activated, and try for increase water temperature to adjusted value. This study aims to time
extension of electric water heaters' running-up and cut-out times and for the purpose of response more heat
demand, and also aims to examination of effects of latent heat storage method in terms of thermal energy storage
methods in electrical water heaters.
Keywords: Thermal Energy Storage, Phase Change Materials, Water Heater
119
FAZ DEĞİŞİM MALZEMESİNİN DEPOLAMA SÜRESİNİN TEORİK
İNCELENMESİ
Numan YÜKSEL* ve Atakan AVCI**
*Bursa Teknik Üniversitesi, Doğa Bilimleri, Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi, Mekatronik Mühendisliği
Bölümü, 16190 Osmangazi/BURSA, [email protected]
** Uludağ Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
16059 Görükle/BURSA, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, bir akışkan vasıtasıyla küresel kapsüller içindeki faz değişim malzemesinde (FDM)
depolama süresinin değişimi araştırılmaktadır. Bunun için bir ısıl depolama sisteminde depolama süresine
küresel kapsüllerin boyutlarının etkisi ele alınmıştır. Burada farklı küresel çapların (32.5 mm, 34.5 mm, 36.5
mm, 38.5 mm, 40.5 mm, 42.5 mm, 44.5 mm) kullanımının depolama süresine etkisi teorik olarak tespit
edilmiştir. Bunun yanında bu etki, farklı akışkan debisi ve sıcaklıklarında incelenmiştir. Bunun için FDM
yaklaşımını ele alan matematik model kullanılarak hesaplamalar gerçekleştirilmiş ve deneysel sonuçlarla
karşılaştırılmıştır. Bu FDM’li sistemin performansı, yükleme süresi, yükleme oranı, depolama etkinliği gibi
parametreler, farklı çalışma şartlarında analiz edilmiştir. Bu sistemde depolama süresi, -10 ◦C sabit sıcaklıkta ve
0,5 m3/s debide çapın artmasıyla % 22,93’e kadar artmıştır. Aynı debide sıcaklığın -15 oC’ye düşmesiyle %
69,24 oranına kadar azalmıştır. Aynı akışkan sıcaklığında debinin artmasıyla % 44,87 artmıştır. Aynı zamanda
bu değişim parametresi, depolama etkinliğini ve yükleme oranını çok az etkilemiştir. Bir enerji depolama
sistemini tasarlarken faz değişim malzemesi kapsül çap değişimi depolama zamanı üzerinde önemli bir etkiye
sahip olduğu anlaşılmıştır.
Anahtar Sözcükler: Teorik Model, Faz Değiştiren Malzemeler, Depolama Süresi, Çap
THE INVESTIGATION OF THE STORAGE TIME OF THE PHASE CHANGE
MATERIAL
Abstract: In this study, the change of the storage time is investigated in the phase change material (PCM)
encapsulated in the spherical capsules by means of fluid. For this, the effect of spherical capsules sizes on the
heat charging time is studied in the thermal storage system. The effect of the different diameters (32.5 mm, 34.5
mm, 36.5 mm, 38.5 mm, 40.5 mm, 42.5 mm, 44.5 mm) with thickness of 2 mm on the charging times of this
system is theoretically determined. In addition, the effects are investigated under the flow rates and temperatures
of fluid. For this purpose, the calculations of the mathematical model using the PCM approach model are
performed and compared with the experimental results. The performance of the system of the PCM is analyzed
with respect to the parameters, such as the charging time, a charging rate, and a storage efficiency, under
different operating conditions. It is found that, the charging time in this system is increased by maximum
22.93%, as increasing diameter at the constant flow rate of 0.5 m3/s and temperature of -10 ◦C. At the constant
flow rate, the charging time is decreased by the rate of 69.24% by decreasing the temperature to -15 oC. At the
constant fluid temperature, the charging time is increased by the rate of 44.87 % by increasing the flow rate. At
the same time, the change parameter is much less affected the storage efficiency and the loading rate. When
designing an energy storage system, the diameter change of phase change material capsules has a significant
effect on the charging time.
Keywords: Theoretical Model, Phase Change Materials, Storage Time, Diameter
120
TAŞIMACILIK VE ENDÜSTRİYEL UYGULAMALARDA
ATIK ISILARDAN YARARLANMA YÖNTEMLERİNİN BELİRLENMESİ VE
TERMOFOTOVOLTAİK GERİ DÖNÜŞÜM SİSTEMLERİNE ETKİ EDEN
FAKTÖRLERİN İNCELENMESİ
Ünsal AYBEK *, Ufuk PARALI**, Zafer UTLU ***
*İstanbul Aydın Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
34295 Beşyol, İstanbul, [email protected]
** Adnan Menderes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü
09100 Aydın, [email protected]
***İstanbul Aydın Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
34295 Beşyol, İstanbul, [email protected]
Özet: Enerji tüketiminin her geçen gün artması, fosil kökenli enerji kaynaklarının ömrünün kısalması ve bu
kaynakların çevreye saldığı kirletici emisyonlar, dünyada yeni enerji kaynakları arayışına ve kullanılan enerji
kaynaklarından maksimum verim elde etme yönündeki araştırmalara hız kazandırmıştır.
Bu çalışmada enerji kayıplarının minimize edilmesine katkıda bulunacak yöntemlerin geliştirilmesi
amaçlanmıştır. Literatürden, endüstriyel uygulamalarda atık ısılardan faydalanma yöntemleri araştırılmış ve
yüksek sıcaklıklardaki ısı kaynaklarından atmosfere salınan atık ısı enerjisini termofotovoltaik enerji dönüşüm
sistemleri ile elektrik enerjisine dönüştüren teorik bir model oluşturulmuştur. Oluşturulan modelde, taşımacılık
ve demir-çelik endüstrisindeki yüksek sıcaklıklı atık ısılardan ışınım yolu ile elektrik üretim amaçlı
termofotovoltaik dönüşüm sistemi incelenmiştir. Termofotovoltaik enerji dönüşüm sistemi, ısı kaynağı, seçici
yayıcı, filtre ve bir fotovoltaik hücre modülünden oluşmaktadır. Düzenekte bulunan ısı kaynağının, enerjiyi
fotovoltaik hücre modülüne yayan seçici yayıcıya termal enerji sağlaması, fotovoltaik hücre modülünün de
termal enerjiyi elektrik enerjisine çevirmesiyle kayıp enerji geri kazanılmıştır.
Yapılan çalışmada, termofotovoltaik sistemlerde, hücre tipi, radyatör sıcaklığı, hücre sıcaklığı, seri ve paralel
direnç parametrelerinin hücre verimliliğine etkileri incelenmiştir. Sonuçlar grafikler ve tablolar halinde
sunulmuştur. Elde edilen sonuçlar neticesinde termofotovoltaik enerji dönüşüm sistemlerinin uygulanabilirliği,
verimliliği ve geliştirilmesine yönelik görüşler belirtilmiş ve öneriler sunulmuştur. Bu çalışmanın daha sonra
yapılacak çalışmalara bir kaynak oluşturması amaçlanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Termofotovoltaik, Atık ısı, Yarıiletken.
DETERMINATION OF THE METHODS FOR THE RECUPERATION OF THE WASTE HEAT WITH
HİGH TEMPERATURE EMITTED IN TRANSPORTATION AND INDUSTRIAL APPLICATIONS
AND THE DEVELOPMENT OF THERMOPHOTOVOLTAIC APPLICATIONS
Abstract: Increasing energy demand, decreasing sources of fossil fuels and their polluting emissions
the research to find new energy sources and to get more efficient ways to use the existing ones.
quicken
In this study the main aim is developing methods to minimize energy losses. First, methods for making use
of waste heat in industrial applications in literature is studied. Then a theoretical model is developed to
transform the waste heat energy to electrical energy by using thermophotovoltaic energy conversion systems. A
thermophotovoltaic conversion system that generates electrical energy by using the radiation propagating from
the waste heat of transportation and iron and steel industries is investigated. The thermophotovoltaic energy
conversion system consists of heat source, selective emitter, fiter and a photovoltaic energy module. Part of the
energy loss is recovered by providing thermal energy to photovoltaic cell module and then converting this
thermal energy into electrical energy.
In this study, the effects of cell types, radiator temperature, serial and parallel resistance parameters, on the cell
efficiency in Thermophotovoltaic systems was examined. The results are presented in graphs and tables.
Depending on the results obtained, the opinions are expressed and recommendations were presented. about
applicability, efficiency and development of the thermophotovoltaic energy conversion systems. The aim of this
study is to create a resource for future studies.
Suggestions for feasibility and efficiency of thermophotovoltaic conversion systems is presented after getting the
results of this study. It is aimed to provide a source for future works.
Keywords: Thermophotovoltaic, Waste heat, Semiconductors.
121
KENTSEL DÖNÜŞÜMDE FARKLI BİNA MODELLERİ İÇİN KOOJENERASYON
UYGULAMASINA BAĞLI SÜRDÜRÜLEBİLİR ENERJİ ÜRETİMİNİN
İNCELENMESİ
M. Ziya SÖĞÜT*, Osman KİPOĞLU**, Hakkı ÖNER***, Uğur KOZAN***
*Bursa Orhangazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü,
16310 Yıldırım, Bursa, [email protected]
**Enervis, Genel Müdür, 16160,Balat,Bursa [email protected]
***Enervis, Enerji Uzmanı, 16160,Balat,Bursa [email protected]
****Enervis, Enerji Verimliliği ve Yönetimi Birim Yöneticisi, 16160,Balat, Bursa [email protected]
Özet: Bu çalışmada; Türkiye için Bursa ili kentsel dönüşüm modeli referans alınarak enerji üretim ve kullanım
ihtiyaçları için bir koojenerasyon uygulamasının etkileri incelenmiş ve geleneksel tercihlerle mukayeseli olarak
performans değerlendirmesi yapılmıştır. Çalışmada kentsel dönüşüm konut potansiyeli, sistemde geleneksel
tercihler ve enerji tüketimleri ile koojen tercihlerine bağlı tasarruf potansiyelleri incelenmiştir. Modellemede
yapının enerji talebi en düşük ve en yüksek profiller dikkate alınarak hesaplanmış, bina modelleri, yalıtımsız,
TSE-825 ve düşük karbon standartları referans alınarak incelenmiştir. Bu kapsamda koojen uygulama
sistemlerini en düşük profilden en yüksek kullanıma kadar geri dönüşüm potansiyelinin 0,94 yıl ile 1,61 yıl
aralığında olduğu görülmüştür. Bu değerler özellikle konut enerji yönüyle üretileni karşılama oranı %38,18 ile
%39,70 olmasına rağmen gerçekleşebilecek değer olarak tespit edilmiştir. Çalışmanın sonunda özellikle kentsel
dönüşümler için öncelikli enerji arz güvenliği ve yönetimi için önerilerde bulunulmuştur.
Anahtar Kelimler: Kentsel dönüşüm, koojenerasyon, enerji yönetimi, enerji verimliliği, sürdürülebilirlik
INVESTIGATION OF SUSTAINABLE ENERGY PRODUCTION BASED ON COGENERATION APPLICATION FOR DIFFERENT BUILDING IN URBAN
TRANSFORMATION
Abstract: In this study, the effect of a cogeneration application for the energy generation and consumption has
been surveyed with the reference of the urban regenerattion model of Bursa and the performance comparison
with the conservative systems has been made. The residential potential for urban regeneration, conservative
energy generation alternatives and their energy consumptions and the energy saving potential due to the
cogeneration preferences has been also studied. The model has been designed with the calculation of the lowest
and highest energy demand profiles. The building models has been surveyed with the parameters of TSE-825,
low carbon standarts and without insulation. In this case, the payback period of cogeneration system has been
calculated between 0,95-1,61 years from the lowest to highest energy demand. Although the ratio of meeting the
energy generation is between 38,18% and %39,70, the calculation seems applicable. At the end of study, some
recommendations has been given about the energy supply security and energy management for urban
regeneration.
Keywords: Urban transformation, co-generation, energy management, energy efficiency, sustainability
122
ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE KOJENERASYON SİSTEMİNİN ANALİZİ
İbrahim ATILGAN* ve Alaettin AÇIKGÖZ**
*Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi MakinaMühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
**Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
Özet: Kojenerasyon aynı anda elektrik ve ısı enerjisine ihtiyaç duyulduğu çok amaçlı tesislerin ihtiyaçlarını tek
kaynaktan sağlanarak faydalı enerji üretimini %45-60’ lardan %80-95 aralığına çıkaran, enerji kayıplarını
minimuma indiren ve kurulduğu tesise ciddi ekonomik faydalar sağlayan bileşik sistemlerdir. Gelişmiş ülkelerde
ciddi mesafeler alan bu sistemlerin önemi artık ülkemizde de fark edilmeye ve yaygınlaşmaya başlamıştır. Bu
çalışma ile endüstriyel bir tesiste kurulması planlanan Kojenerasyon Sistemi için gerekli fizibilite etüdü,
koyulması gereken hedefler, sağlanacak ekonomik fayda, doğru sistemin seçilmesi, sistem tasarımı, ve analizi
sunulmaktadır. Yapılan çalışma neticesinde, mevcut tesis elektrik ve ısıl ihtiyaçları dikkate alınarak tesiste 8,5
MWh kapasiteli içten yanmalı gaz motorlu bir kojenerasyon sistemi yapılmasına karar verilmiş, süreci kapsayan
çalışmalar sonucunda kojenerasyon tesisi hayata geçirilmiş ve tesisin kullanımına sunulmuştur.
Anahtar Kelimler: Kojenerasyon sistemleri, Verimlilik, Enerji, Doğal gaz yakıtlı içten yanmalı gaz
türbini/Doğal gaz yakıtlı içten yanmalı gaz motoru
THE ANALYSIS OF A COGENERATION SYSTEM IN AN INDUSTRIAL FACILITY
Abstract: Cogeneration systems are combined systems which increase the useful energy generation from an
interval of 45-60 % up to an interval of 80-95 %, minimize the energy losses and provide significant economical
benefits to the facility in which it is set up. Cogeneration is achieved by obtaining the electrical and heat energy
needs from a single fuel source system when both the electrical energy and the heat energy are needed
simultaneously in the multiple purpose facilities.Though, the significance of the this type of the energy
generation systems has recently started to arouse interests of Turkish energy generation companies and these
systems has started becoming quite popular in Turkey, cogeneration systems had already made substantial
headway in most of the developed countries. In this study, the feasibility study required for a cogeneration sytem
sought to set up in an industrial facility, the way how to set the goals, the economical benefits to be obtained, the
method of selecting the right system, the design of the system and the analysis of the system are all presented.
Based on the results of the present study, to provide electrical and thermal capacity requriments of the system, a
cogeneration system with 8.5 MWh capacity was constructed and put in to service.
Keywords: Cogeneration systems, Productivity, Energy, Internal combustion gas turbine fueled with natural
gas/ Internal combustion gas engine fueled with natural gas
123
BİR ISI GERİ KAZANIM CİHAZINA AİT PARALEL PLAKALI, ÇAPRAZ AKIŞLI
BİR EŞANJÖRÜN YÜZEYLERİNDEKİ HIZ DAĞILIMLARININ ISIL ETKENLİĞE
ETKİSİNİN BELİRLENMESİ
Göknil AĞAR*, İsmet OCAK**, Sinan AKTAKKA*, Utku ŞENTÜRK**, Macit TOKSOY*
*ENEKO, Atatürk OSB, 10000 Sok., No:30, Çiğli/İzmir
[email protected], [email protected], [email protected]
** Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, 35100, Bornova/İzmir
[email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, tavan tipi bir ısı geri kazanım cihazına ait olan alüminyum, paralel plakalara sahip, çapraz
akışlı, havadan havaya ısı aktaran eşanjörün yüzeylerindeki hız dağılımının cihaz performansına etkisi
araştırılmaktadır. Uygulamada eşanjör yüzeylerinde hız dağılımları, cihaz içindeki yerleşimden ötürü uniform
olmayıp cihaz performansını önemli ölçüde etkileyebilmektedir. Çalışma kapsamında ısı geri kazanım cihazı tüm
bileşenleri ile modellenerek hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonları gerçekleştirilmiştir. TS EN 308
standardına uygun olarak tamamlanan performans testi sonuçları, simülasyonların doğrulanması için
kullanılmıştır. Bu çalışmalara ek olarak, ε-NTU yöntemine dayalı bir inceleme ile ısıl etkenlikler cinsinden
tanımlanan ısıl performans sapma faktörü belirlenmiş, bulgular sayısal ve deneysel bulgular ile karşılaştırmalı
olarak değerlendirilmiştir. Bu sayede hız dağılımını uniform hale getirebilecek geometrilerin tasarlanmasına
yardımcı olacak, cihazın performansının artmasına imkan verecek tasarım araçlarına ve tasarım değişikliği
önerilerine ulaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Isı geri kazanımı, Eşanjör, Hız dağılımı, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği, Deneysel.
DETERMINATION OF THE IMPACT OF TEMPERATURE DISTRIBUTION OF
THE PARALLEL PLATE CROSSFLOW HEAT EXCHANGER SURFACE OF A
HEAT RECOVERY UNIT ON THERMAL EFFICIENCY
Abstract: This study aims to determine the impact of temperature distribution of the aluminum parallel plate
crossflow heat exchanger surface of a heat recovery unit on thermal efficiency. Practically it seems that air
velocity difference on heat exchanger surface is not uniform because of its positioning and it affects unit
performance significantly. Under this study, a heat recovery unit is modelled with its all components and its
computable fluid dynamics simulations are performed. The performance test results which are done with regard
to TS EN 308 standard are used to justify the simulations. Additionally, the thermal performance deviation factor
is also calculated in terms of thermal efficiency based upon ε-NTU method. This deviation factor is used to
compare the results with the numerical and experimental results. Thus, new innovative design offers and
equipment are gained in order to increase unit performance by rendering the velocity distribution as much as
uniform.
Keywords: Heat recovery, Exchanger, Velocity distribution, Computable fluid dynamics, Experimental
124
KAMU BİNALARININ ISI MERKEZLERİNDEKİ KAZANLARIN BACA
ISI GERİ KAZANIM POTANSİYELİ
Okan KON* ve Bedri YÜKSEL**
*Balıkesir Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
Çağış Kampüsü/Balıkesir, [email protected]
**Balıkesir Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
Çağış Kampüsü/Balıkesir, [email protected]
Özet: Çalışmada, Balıkesir ilindeki, yedi katlı kamu binasındaki 600000 kcal/h doğal gaz yakan iki adet kazan
için baca gazı ısı geri kazanım potansiyelleri araştırılmıştır. Bunun için ilk önce örnek bina için yakıt tüketimi
tespit edilmiştir. Daha sonra, kazanlar için doğal gazın içeriğine bağlı olarak kimyasal formülü bulunmuştur.
Kazanlardaki baca gazı ölçümü yapılarak hava fazlalık katsayısı ile baca gazı sıcaklığı ölçülmüş ve yanma
denklemi ile hesaplamalar yapılmıştır. Son olarak yanma sonu ürünlerin özellikleri bulunmuş ve baca atık ısısı
tesisata verilmek üzere sıcak su elde edilmesi için kullanılması sonucu baca ısı geri kazanım potansiyeli
araştırılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Isı Geri Kazanımı, Kazanlar, Yanma, Baca
POTENTIAL OF FLUE HEAT RECOVERY OF THE
BOILERS IN PUBLIC BUILDINGS HEAT POWER STATIONS
Abstract: In this study, potential of flue heat recovery is examined for two natural gas-fired boilers with a
capacity of 600,000 kcal/h in a public building that consists of a 7-storey main building in the city of Balikesir.
Thus, first of all the fuel consumption of the building was determined. Then, the chemical formula for boiler
depending on the gas content were found. Flue gas temperature and excess air coefficient measurements were
made by evaluation of flue gas in the boiler, and calculations were made based on combustion equations. Finally,
the properties of the end-product of combustion were found, and the potential of flue heat recovery has been
explored to obtain hot water to be supplied to the installation.
Keywords: Flue Heat Recovery, Boilers, Combustion, Flue.
125
BİR KOJENERASYON TESİSİSİN İLERİ EKSERGOÇEVRESEL ANALİZİ
Gülcan, ÖZEL*, Emin AÇIKKALP**, Arif HEPBAŞLI***, Hikmet KARAKOÇ****
*Bilecik Ş.E. Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine ve İmalat Mühendisliği Bölümü
11210 Gülümbe, Bilecik, [email protected]
**Bilecik Ş.E. Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine ve İmalat Mühendisliği Bölümü
11210 Gülümbe, Bilecik, [email protected]
*** Yaşar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
35100 Bornova, İzmir, [email protected]
**** Anadolu Üniversitesi Havacılık ve UzayBilimleri Fakültesi Uçak Gövde - Motor Bakım Bölümü
26555 Eskişehir, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, 10 MW gücündeki bir kojenerasyon tesisinin performansı, ilerieksergoçevresel analiz
yöntemi kullanılarak değerlendirilmektedir. Klasik ekserji analizinden farklı olarak, ileri ekserji yönteminde
ekserji yok oluşu, kaçınılabilir, kaçınılamaz, içsel ve dışsal olmak üzere dört bölüme ayrılmaktadır. İleri ekserji
analiz yöntemi kullanılarak, herhangi bir enerji dönüşüm sisteminin bileşenleri arasındaki etkileşimler ve
bileşenler için geliştirme potansiyeli incelenebilmektedir. İlk olarak, kojenerasyon sistemindeki her bir bileşenin
ekserji akışı ve ekserji yok oluşu değerleri hesaplanmaktadır. Daha sonra, ileri ekserji yöntemi çevresel etki
analizi ile birleştirilerek her bir bileşenin çevresel etki akımı belirlenmektedir. Son olarak, elde edilen analiz
sonuçlarına dayanarak, sistemdeki tersinmezliklerin yeri, büyüklüğü ve geliştirme potansiyeli belirlenirken,
çevresel etkilerin iyileştirme potansiyeli ortaya konularak bu konuda bazı önerilerde bulunulmaktadır. Sistemin
çevresel olarak geliştirilebilme potansiyeli % 33,5 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, sistem bileşenleri arasındaki
etkileşimden kaynaklanan çevresel etki toplam etkinin % 61,74 sını oluşturmaktadır.
Anahtar Kelimler: İleri ekserji analizi, Kojenerasyon, Çevresel etki analizi.
ADVANCED EXERGOENVIRONMENTAL ANALYSIS OF A COGENERATION
SYSTEM
Abstract: In this study, the performance of a 10-MW cogeneration plant is evaluated using advanced
exergoenvironmental analysis method. This method is different from the classical exergy analysis due to the fact
that exergy destruction is divided into four parts such as avoidable, unavoidable, endogenous and exogenous.
Using the advanced exergy analysis, interactions between components and the improvement potential can be
investigated for any energy conversion system. The values for exergy flow and exergy destruction of each
component in the cogeneration system are calculated first. The environmental impact analysis is then combined
with the advanced exergy approach for determining the environmental impact rate of each component. Finally,
based on the results obtained from the analyses, the improvement potential of the environmental impacts is
presented and some recommendations on this matter are made while the location, size and development potential
of the irreversibilities in the system are determined. According to the advanced exergoenvironental analysis,
improvement potential of the system is calculated as 33.5 %. Environmental impact caused by the interaction
between the system components is determined as 61.74 %.
Keywords: Advanced exergy analysis, Cogeneration, Environmental impact analysis.
126
FARKLI TİP ISI GERİ KAZANIM CİHAZLARININ DENEYSEL PERFORMANS
ANALİZİ
Hüseyin BULGURCU*, Ahmet CAN**, Mustafa ASKER***
*Balıkesir Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
10200 Çağış Yerleşkesi, Balıkesir, [email protected]
** Arel Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Tepeüstü Kampüsü Büyükçekmece, İstanbul, [email protected]
***Adnan Menderes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Merkez Yerleşkesi, Aytepe Mevkii, Aydın, [email protected]
Özet: Enerjinin verimli kullanılması ve atık ısıların geri kazanımı sürdürülebilir bir çevre için oldukça önemlidir.
Bu çalışmada termodinamik şartlandırılmış havanın özellikleri aynı kalmak üzere farklı tip ısı geri kazanım
cihazlarının performansları deneysel incelenmiştir. Deney düzeneği; rotorlu regeneratif ısı değiştirici, ısı
pompası, sudan havaya kanatçıklı boru ısı değiştirici ve plakalı tip ısı geri kazanım cihazlarından (reküperatif)
oluşmaktadır. Bu cihazlar basınç kayıpları, sıcaklık verimleri, toplam ve net ısıl verim değerleri, geri ödeme
süreleri gibi parametreler açısından incelenmiştir. Deneysel ölçümler sonunda rotorlu regeneratif ısı
değiştiricisinin diğer cihazlara göre dokuz kat daha yüksek basınç kaybı oluşturduğu görülmüştür. İlk yatırım ve
işletme maliyetleri dikkate alındığında plakalı ısı değiştiricinin bir yılda kendini amorti ettiği, ancak diğer ısı
değiştiricilerin geri ödeme sürelerinin yaklaşık yedi yıl sürebileceği hesaplanmıştır. Bu deney sonuçlarına göre
ısı değiştiriciler arasında bir tercih yapılacak olursa, plakalı ısı değiştiricilerin avantajlı oldukları açıkça
görülecektir.
Anahtar Kelimeler: Isı geri kazanımı, plakalı ısı değiştirici, rotorlu regeneratif ısı değiştirici, performans analizi
EXPERIMENTAL PERFORMANCE ANALYSIS OF DIFFERENT TYPE HEAT
RECOVERY EXCHANGERS
Abstract: Efficient use of energy and waste heat recovery are very important for a sustainable environment. In
this study, the performance of different types of heat recovery unit which are located on the same line are
investigated experimentally. The experimental setup consist of rotating rotors (regenerative), heat pumps, water
to air heat exchangers (regenerative, run around) and the plate type heat recovery unit (recuperative). These
devices are analyzed in terms of many parameters such as pressure losses, temperature performance, payback
periods, total and net thermal efficiency values. Experimental measurements showed that rotary heat wheels can
produce nine times higher pressure drop rates compared to the other devices. Also, the plate heat exchanger can
pay for itself in one year when the initial investment and operating costs are considered. However, the repayment
period of the other devices are estimated to take about seven years. In addition , experimental result clearly
shows that the use of plate heat exchanger is more advantageous than the other devices in the unit.
Keywords: Heat recovery, plate type heat exchanger, rotary heat exchanger, performance analysis
127
İKLİMLENDİRME SİSTEMLERİ
128
ETKİN BİR HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN TASARIMI VE
OPTİMİZASYONU
Mehmet ŞENER*, Alptuğ YATAĞANBABA**, İrfan KURTBAŞ**
*Hitit Üniversitesi Bilimsel Teknik Uygulama ve Araştırma Merkezi
**Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
19030 Çorum,
[email protected] ; [email protected] ; [email protected]
Özet: Bu çalışmada içerisine hava yönlendiriciler ile kare, yamuk ve üçgen geometrili dirençler yerleştirilen
havalı güneş kolektörünün sayısal modellemesi yapılmıştır. Sayısal modellemenin doğruluğu hem grid
optimizasyonu yapılarak hem gerçek boyutlarda deney düzeneği tasarlanarak sağlanmıştır. Bu amaçla iki farklı
akım yoluna sahip havalı güneş kolektörü tasarlanmıştır. Kolektörlerden birisi standart hava akış yoluna sahip
iken diğerinin içerisinde akım yolunu uzatmak için yönlendirici kullanılmıştır. Yönlendiriciler hava akım yolunu
üç ve ya beş bölüme ayıracak şekilde şaşırtmalı olarak yerleştirilmiştir. Böylece hava, düz kolektörde 185 cm yol
alırken, üç bölmeli kolektörde 190 cm ve beş bölmeli kolektörde 475 cm yol alarak kolektörü terk etmektedir.
Bu durumda hava çıkış sıcaklığı artırılarak kolektör veriminin de artırılması hedeflenmiştir. Deneylerden elde
edilen sonuçlar göz önüne alınarak sayısal modellemede kullanılacak uygun çözüm algoritmaları belirlenmiştir.
Çalışma, türbülanslı akış şartlarında incelenmiştir. Optimum grid sayısı 1 339 000 olarak belirlenmiştir. Sayısal
modelleme ile kolektör içersindeki hız ve sıcaklık dağılımı verileri elde edilerek kanatçık geometrisi ve yerinin
ısı transferine etkisi belirlenmiştir. Ayrıca bağımsız parametreler için bir multi-objektif optimizasyon yapılarak
her bir parametrenin ısı transferi üzerindeki etkisi tespit edilmiştir. Buna göre ısı transferi üzerinde etkin
parametrenin akışkan debisi dolayısıyla Reynolds sayısı olduğu, daha sonra sırasıyla kanat geometrisi ve kanal
sayısı olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Havalı güneş kolektörü, akım yolu, türbülanslı akış, multi-objektif optimizasyon
DESIGN AND OPTIMIZATION OF AN EFFECTIVE SOLAR AIR HEATER
Abstract: In this study, Numerical modeling was carried out for a solar air collector having different flow path.
The effect of flow path which is extended by means of air directors is investigated on the heat transfer in the
solar air heater. Three different experiments were performed by using the air–solar coll ector. In the first
experiments, the air moved to a distance of 185 cm in the collector with one section and left the collector. In the
second group of the experiments, the air moved to a distance of 190 cm in the collector with two sections. In the
last group of the experiments, the air moved to a distance of 475 cm in the collector with five sections and left
the collector. The flow path while is 185 cm for flat plate collector, it is 190 cm for flow path with two air
directors and it is 475 cm for flow path with four directors. Two solar air collectors weree designed and
manufactured in order to demonstrate the accuracy of numerical modeling. Additionally, the enhancement in
heat transfer was observed by placing rectangular, trapezoidal and triangular resistors into the flow path. The
same conditionals are accomplished to compare these collectors by regarding the simultaneous experiments. The
appropriate solution algoritm for numerical simulation is determined by considering the experimental results.
The study was carried out for turbulent flow. Optimum grid number was determined as 1 339 000. The effect of
place and geometry of the resistors was determined on the heat transfer by using velocity and temperature
distribution obtained from the numerical modeling in the solar air collector. Besides, the effect of each
independent parameter on the heat transfer is identified by performing making multi objective optimization.
According to the experimental data, the most effective parameter on the heat transfer is the flow rate, that is,
Reynolds number which is the direct result of the flow rate, the other effective parameters are the resistor
geometry and number of channels, respectively.
Key Words: Solar air heater, flow path, turbulent flow, multi-objective optimization
129
SERALARIN İÇ HAVA TERMODİNAMİK ŞARTLARININ
OTOMASYON SİSTEMİ İLE KONTROL ALTINA ALINARAK ÜRETİM
KALİTESİNİ ARTIRILMASI İLE İLGİLİ BİR ÇALIŞMA
Adem YILMAZ* ve Hikmet DOĞAN**
Batman Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
72100 Batı Raman, Batman, [email protected]
** Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
06500 Beşevler, Ankara, [email protected]
Özet: Seralarda iç hava özelliklerini belirleyen; sıcaklık, bağıl nem ve taze hava miktarının istenen değerler
aralığında tutulamaması; maliyetin artmasında, üretim süresi ve ürün kalitesinde çok önemli role sahiptir. Bu
nedenle bu çalışmanın esasını; seraların iç havasının özelliklerinden olan bağıl nem ve sıcaklığını istenilen
değerlerde tutabilme ve ihtiyaca göre havalandırma yapabilme oluşturmaktadır. Tasarlanıp kurulan sistem,
Hakkâri Üniversitesi Çölemerik MYO’nun bahçesine kurulmuştur. Hakkâri ili şartlarında yapılan deneysel
çalışma ile seranın bağıl nemi, sıcaklığı ve ihtiyaca göre havalandırma işlemi belirlenen değerlerde tutulması
başarıyla gerçekleştirilmiştir. Tasarıma ayrıca, deneyler sırasında elde edilen bütün verilerin izlenmesi, kontrolü
ve kaydının tutulması amacıyla özel bir sera yazılımı da eklenmiştir. Deneysel olarak bağıl nem değerleri; %30–
40, %40–50, %50–60, %60–70, %70–80, %80–90 aralıklarında ve sıcaklık değerleri de 15-20oC, 20-25oC ve 2530oC arasında tutularak elde edilen veriler kaydedilmiştir. Daha sonra kaydedilen bu verilerle de enerji analizleri
yapılmıştır. Seranın ısıtılmasında, güneş enerjisinden elde edilen ısı enerjisi kullanılmıştır. Sıcaklık ve bağıl nemi
kontrol altında tutulan bu serada ürün, diğer klasik seralara göre 10-15 gün daha önce olgunluğa ulaşmış ve
kalitesinin de daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca; verilerin kaydedildiği bilgisayarın internet bağlantısının
yapılması halinde, sera sisteminin internet ulaşımının bulunduğu her yerden sıcaklık, bağıl nem, damla sulama
ve havalandırma gibi işlemleri görülebilmekte ve istenilen değerler girilerek değişik aralıklarda çalıştırılabilme
imkânı da sağlanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Serada otomasyon sistemi, serada nem ve sıcaklık kontrolü.
Abstract: In greenhouses, conditions that determines the indoor air properties; temperature, relative humidity
and quantity of fresh air, cannot be held in desired value range; have an important role of increasing production
cost, production time and production quality. Because of that, this study based on the keeping relative humidity
and temperature to the desired value and ability to create ventilation as needed. The system designed and
installed on Hakkari University Çölemerik Vocational School’s yard.
Experimental work has done with the specific values of relative humidity, temperature and ventilation process by
the condition of Hakkari province. Also a specific greenhouse software program added to design in order to
controlling, recording and monitoring of all data’s during experiment. The datas obtained from experiment
recorded as values of relative humidity are between %30–40, %40–50, %50–60, %60–70, %70–80, %80–90 and
experimental values of temperatures are between 15-20oC, 20-25oC ve 25-30oC. After that energy analyses have
done with this recorded data’s. The greenhouse heated with heat that obtained from solar energy. In those
greenhouses, products matured 10-15 days before classical greenhouses with much more quality. Additionally, if
internet connection of the computer, used for recording data, is made, all the data’s of relative humidity,
temperature, ventilation and drip irrigation system can be observed and controlled in different desired values
with any external computer that has an internet connection.
Key Words:. Greenhouse automation systems, humidity and temperature control in greenhouses.
130
ATIK SU KAYNAKLI ISI POMPASI SİSTEMİNE AİT ISI DEĞİŞTİRİCİSİNİN ÜÇ
BOYUTLU OLARAK İNCELENMESİ
Oğuzhan ÇULHA*, Hüseyin GÜNERHAN**, Orhan EKREN***
Emrah BIYIK****, Arif HEPBAŞLI****
*Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Anabilim Dalı Bornova-İzmir
**Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Bornova-İzmir
***Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü Bornova-İzmir
****Yaşar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü Bornova-İzmir
Özet: İnsanlığın gelişmesi ile artan enerji ihtiyacına bir çözüm olarak dünyada alternatif ve ekonomik enerji
kaynaklarına bir yönelim gerçekleşmeye başlamıştır. Geliştirilen çözümlerde var olan enerjinin verimli
kullanılması ve atık olarak nitelendirilen ısının geri kazanımı önem kazanmaktadır. Isı pompası sistemleri bu
arayışa bireysel olarak cevap vermek adına geliştirilmeye başlanmıştır. Ancak kullanılan ısı pompalarının
yetersiz kalması veya daha verimli, daha güçlü sistemlere haline dönüştürülebilmesi adına araştırmalar devam
etmiş ve farklı ısı kaynaklı ısı pompası sistemleri tasarlanmıştır. Farklı ısı kaynakları arasında en çok dikkat
çekenlerden birisi ısı kaynağı olarak atık suyun kullanımıdır.
Bu çalışmada ticari olarak kullanılan bir atık su ısı değiştiricisi seçilmiş ve üç boyutlu modellenerek değişik
çalışma koşulları için hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri yapılmış ve analiz sonuçları sunulmuştur.
Analiz sonuçları sistem inşa edilmeden ilgili önlemlerin alınması, eksikliklerin giderilmesi ve hatalı üretim
maliyetinin engellenmesi açısından büyük önem taşımaktadır.
Anahtar Kelimeler: Isı Pompası Isı Değiştiricileri, Atık Su, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği.
THREE DIMENSIONAL INVESTIGATION ON WASTE WATER HEAT
EXCHANGERS IN WASTE WATER SOURCED HEAT PUMP SYSTEMS
Abstract: A tendency to alternative and economic energy resources has begun as a solution to enhancement in
energy requirements due to development in humanity. Recovery of waste heat and efficiently usage of existing
energy are important solutions among developed solutions. Heat pump systems has been developing to give
individual solution to this development process, but remaining incapable of these heap pumps directed
researchers to new more powerful and efficient heat pumps. As a result of this new heat pumps using different
heat sources have designed. The most attractive heat source among the others is usage of wastewater as heat
source.
In this study, three dimensional modelling and computational fluid dynamic analysis of an existed wastewater
heat exchanger have been performed and the results were presented. The analysis results are important to prevent
failure during construction and installation, defective manufacturing.
Keywords: Heat Exchangers of Heat Pumps, Wastewater, Computational Fluid Dynamics.
131
BUHAR KAZANI ATIK ISISINDAN ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMLİ SİSTEMLE
ENERJİ GERİ KAZANIMI: TEKSTİL FABRİKASI ÖRNEĞİ
Murad A. RAHİM*, Oğuzhan ERBAŞ**, Tolga TANER***, Ramazan KÖSE**, Hüseyin TOPAL*
*
Makina Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Gazi Üniversitesi
**
Makina Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Dumlupınar Üniversitesi
***
Motorlu Araçlar ve Ulaştırma Teknolojileri Bölümü, Teknik Bilimler Meslek Yüksek Okulu, Aksaray
Üniversitesi
Özet: Endüstriyel kazanların ve proseslerin bacalarından atılan duman gazlarının atık ısısından faydalanarak
“enerji geri kazanımı” sağlamak sistemin toplam verimini artırmada önemli bir paya sahiptir. Bu çalışmada;
endüstriyel buhar kazanları gibi yüksek basınçlı kızgın ve doymuş buhar üretim sistemlerinin baca gazları atık
ısısından “Organik Rankine Çevrimi” kullanılarak elektrik üretim kapasitesi incelenmiştir. Bu amaçla; bir tekstil
fabrikası buhar kazanına ait baca gazında bulunan ve kısmen yüksek olan atık ısıdan enerji üretimi için bir örnek
tasarım yapılmıştır. Tekstil fabrikalarına model oluşturabilmek için bu çalışmada, Termoflex (termodinamik
döngü tasarımı ve simülasyonu) programı kullanılarak, bu tasarım için maksimum 260 [°C] sıcaklığına sahip ve
yaklaşık 12000 [m3/h] debili bir tekstil fabrikasının baca gazından atık ısı geri dönüşümü hesapları yapılmıştır.
Buhar kazanında yakıt olarak doğalgaz kullanılmaktadır ve kazan kapasitesi 20 ton/h doymuş buhardır. Tesise ait
verilere göre organik akışkan olarak Pentan kullanılması durumunda tesisin normal çalışma şartları altında, 1200
[kWth]’lik bir atık ısıdan net % 23,09 verim ile 277,1 [kW el]’lik bir elektrik enerjisi üretimi yapılabileceği
belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Organik Rankine Çevrimi, Atık Isı Geri Kazanımı, Enerji, Buhar Kazanları, Termoflex
Programı
ENERGY RECOVERY FROM WASTE HEAT OF A STEAM BOILER BY A
SYSYTEM OF ORGANIC RANKINE CYCLE: A CASE OF TEXTILE FACTORY
Abstract: In this study; it was investigated steam boilers with a high capacity energy consumption of steam
production system flue gases that were waste heat from the production of electricity using Organic Rankine
Cycle (ORC). The steam boiler waste gas of a textile factory was made a sample design from a partially high of
the heat waste gas. The aim of this study is to find the optimum design and Rankine cycle for achievement of the
maximum energy efficiency from factory waste heat. In this study, Thermoflex was used for a model of textile
factories. A textile factory waste heat recovery that was calculated for the design of the plant was maximum 260
[°C] temperature and approximately 12,000 [m3/h] mass flow rate. This steam boiler uses a natural gas fuel. The
capacity of the steam boiler is 20 [ton/h] saturated vapour. According to the plant’s data, using pentane as the
organic fluid status was prospected. In the plant under the normal operating conditions, it was found % 23.09
energy efficiency and 277.1 [kWel] electricity energy production from 1200 [kWth] waste heat recovery.
Keywords: Organic Rankine Cycyle (ORC), Waste Heat Recovery, Energy, Steam Boiler, Thermoflex
Programme
132
MEVCUT GÜNEŞ IŞINIMI MODELLERİNİN BALIKESİR İLİ İÇİN
KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI
Kadir BAKIRCI*, Mehmet KAYA**, Yusuf KIRTILOĞLU***
*Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fak. Makine Müh. Bölümü, 25240 Erzurum, [email protected]
**Erzincan Üniversitesi, Mühendislik Fak. Makine Müh. Bölümü, 24100 Erzincan, [email protected]
***Erzincan Üniversitesi, Erzincan Meslek Yüksekokulu, 24100 Erzincan, [email protected]
.
Özet: Güneş enerjisi tabiattaki en temel yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir ve diğer alternatif enerji
kaynakları arasında önemli bir yere sahiptir. Güneş enerjisiyle çalışan sistemlerin projelendirilmesinde, ilgili
bölgeye ait güneş ışınım verilerinin bilinmesi çok önemli bir parametredir. Güneş ışınım verilerinin mevcut
olmadığı yerlerde uygun modeller kullanılarak bu parametre belirlenebilmektedir. Güneş ışınım miktarını
belirlemek için dünyada ve ülkemizde birçok model geliştirilmiştir. Bu çalışmada, literatürde geliştirilen çeşitli
güneş ışınımı tahmin modellerinin Balıkesir ili için kullanılabilirliği, istatistiksel karşılaştırma metodu ile
incelenmiştir.
Anahtar kelimeler: Güneş enerjisi, Güneş ışınımı modelleri, Karşılaştırma, Balıkesir
INVESTIGATION OF AVAILABILITY FOR BALIKESİR PROVINCE OF
CURRENT SOLAR RADIATION MODELS
Abstract: Solar energy is one of the most fundamental renewable energy sources in nature and it has an
important role among other alternative energy sources. In the design of systems running with solar energy, it is
an important parameter that solar radiation data of a region is known. This parameter can be determined by used
correct models in the locations where the solar radiation data are unavailable. A lot of models are developed to
determine the value of the solar radiation on the world and our country. In the study, the availability for Balikesir
province of the various solar radiation estimation models developed in the literature are investigated by statistical
comparison method.
Keywords: Solar energy, Solar radiation models, Comparison, Balıkesir
133
KURU TİP SOĞUTMA KULELERİNDE HAVANIN SABİT MUTLAK NEM VEYA
BAĞIL NEMDE ISINMASININ ANALİZİ
Tuncay YILMAZ*, Alper YILMAZ**, Mehmet Tahir ERDİNÇ***
*Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü, 80000, Osmaniye, [email protected]
**Çukurova Üniversitesi Otomotiv Mühendisliği Bölümü,01330, Balcalı, Adana, [email protected]
***Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü, 80000, Osmaniye,
[email protected]
Özet: Son yıllarda kuru tip soğutma kulelerine yöneliş hızlanmaktadır. Bunun için çeşitli tiplerin
karşılaştırılmasında yarar bulunmaktadır. Bu çalışmada kuru tip bir soğutma kulesinde adiyabatik nemlendirme
ile soğutulan havanın sabit mutlak nem durumunda boru içinden geçen sıcak suyun soğutulması ve ayrıca boru
üstlerinin tekrar nemlendirilerek boru içinden geçen suyun sabit bağıl nemde soğumasının analizi su-hava debisi
oranına, nemlendirilen bağıl nem değerine ve NTU’ ya bağlı olarak yapılmıştır. 3 farklı iklim bölgesinde(1., 2.
ve 3. bölge) bulunan iller için ayrı ayrı hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Bu hesaplamalar ışığında iki ayrı kuru
soğutma kulesi arasındaki performans farkları diyagramlar vasıtasıyla çeşitli parametreler için açıklanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Adyabatik nemlendirme, kuru soğutma kulesi, sabit mutlak nem, sabit bağıl nem.
ANAYSIS OF HEATING OF AIR AT CONSTANT ABSOLUTE OR RELATIVE
HUMDITY IN DRY COOLING TOWER
Abstract: In last years demand on dry cooling towers are increased. So it will be useful to compare various
types of them. In this study, in case of constant relative or absolute humidity of adiabatic humidified air, cooling
of warm water that flows through the pipe, is analyzed as a function of water-air mass ratio, relative humidity
and NTU. For provinces of 3 different climatic zones(1. , 2. and 3. zones) calculations are carried out. So in the
light of these calculations comparision of performance of two dry type towers using the diagrams are explained
for different parameters.
Key words: Adiabatic humidification, dry cooling tower, constant absolute humidity, constant relative humidity.
134
GÜNEŞ ENERJİLİ ENDÜSTRİYEL HAVA ISITMA SİSTEMİNİN
TERMODİNAMİK ve EKONOMİK AÇIDAN İNCELENMESİ
Mustafa Kemalettin BÜYÜKAKIN*, Semiha ÖZTUNA**
*Trakya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
22180 Edirne, [email protected]
** Trakya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
22180 Edirne, [email protected]
Özet: Dünyada enerji talebi artan nüfus ile beraber her geçen gün artış göstermektedir. Bu nedenle var olan fosil
yakıtların korunması ve gelecek nesillere saklanması günümüzün önemli konularını oluşturmaktadır. Yeni ve
yenilenebilir enerji kullanımı da önem kazanmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında gelen güneş
enerjisinden faydalanma yöntemlerinden biri de güneş enerjisi ile akışkan ısıtma sistemleridir. Bu çalışmada
endüstride ısıtma ve kurutma alanlarında kullanım amacıyla tasarlanmış olan bir güneş enerjili hava ısıtma
sistemi termodinamik ve ekonomik açıdan incelenmiştir. Güneş enerjili hava ısıtma sistemi elemanları güneş
kolektörleri, ısı değiştiricisi ve uygun şekilde yalıtılmış sıcak su deposundan oluşmaktadır. Sabit hava debisi ve
ortam sıcaklığı şartlarında güneş kolektörü sayısının, ısı değiştiricisi kapasitesinin ve su deposu hacminin sistem
performansı üzerindeki etkileri C++ programı ile belirlenmiştir. Edirne şartlarında kurulacak ve yaz aylarında
çalıştırılacak güneş enerjili hava ısıtma sistemi için ekonomik boyutlandırma parametreleri belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, Hava ısıtma, Optimizasyon
THERMODYNAMIC and ECONOMIC ANALYSIS of INDUSTRIAL SOLAR AIR
HEATER
Abstract: Energy demand in the world has increased considerably since last decades and one of our main
problems is to preserve fossil fuels for our future. Utilizing renewable energy sources is very important in this
sense. One of the methods of utilizing renewable energy sources is to use solar energy to heat flowing air. In this
paper, an industrial solar air heater that can be used for heating and drying applications is analyzed from
thermodynamic and economic aspect. System elements of industrial solar air heater are solar collectors, heat
exchanger and insulated water tank. Effects of heat exchanger capacity, water tank capacity and solar collector
number on system performance are analyzed using C++ programme under constant air flow condition. Economic
sizing parameters for solar air heater are determined under insolation condition of Edirne in summer season.
Key Words: Solar energy, Air heating, Optimization
135
DOĞRUDAN TEMASLI SU SPREYİ İLE NEM ALMA SİSTEMİNİN DENEYSEL
İNCELENMESİ
Semra GÜMRÜK* ve Murat K. AKTAŞ*
*TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü
06560 Söğütözü, Ankara,
[email protected] , [email protected]
Özet: Günümüzde, havanın nem oranını azaltmak amacıyla hava soğutmalı ya da su soğutmalı kondenserler
kullanılmaktadır. Ancak bu ürünlerdeki kurutma süresinin uzunluğu, yüksek enerji ve su tüketimi gibi
dezavantajlar yeni bir nem alma sistemi ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada sıcak ve nemli hava içerisine,
havanın çiy nokta sıcaklığından daha düşük sıcaklıktaki su enjekte edilmiştir. Sistemde şebeke suyu kullanılmış
ve şebeke basıncıyla suyun atomizasyonu sağlanmıştır. Nozuldan çıkan düşük sıcaklıktaki sprey damlacıkları ile
nemli ve sıcak havanın etkileşimi sırasında, hava içerisindeki buhar soğuk su damlacıkları üzerinde
yoğuşmaktadır. Havadaki buharın yoğuşması esnasında açığa çıkan gizli ısı, su sıcaklığını artırmaktadır.
Tasarlanan bu sistemde spreyin etkisi, hava ile su arasındaki temas alanını artırması ve bunun sonucu olarak da
ısı transferinin artırılmasıdır. Bu amaçla hazırlanan deney düzeneğinde sprey su debisi, spreyleme konumu
(paralel-karşıt), nozul tipi ve sprey damlacığı büyüklüğünün nem alma performansı üzerine etkisi araştırılmıştır.
Düzeneğe karşıt akışlı hava soğutmalı bir kondenser yerleştirilmiş, sprey ve yoğuşturucunun etkileri birlikte ve
ayrı olarak incelenmiştir. Yapılan çalışmada maksimum nem alma performansının yüksek nem oranına sahip
hava değerinde gerçekleştiği görülmüştür. Su spreyinin debisinin artışı ile sprey sonrasındaki havanın nem
oranında daha fazla düşüş gözlenmiştir. Spreyleme konumunun nem alma sistemi üzerine etkisi incelenmiş ve
karşıt akışta maksimum nem düşüşü elde edilmiştir.
Anahtar kelimeler: Doğrudan temaslı yoğuşma, nem alma, damlacık, su spreyi
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DIRECT CONTACT SPRAY
DEHUMIDIFICATION PROCESS
Abstract: Nowadays, air or water cooled condensers are used to reduce the moisture of humid air. These devices
have some disadvantages such as long drying times, high water and high energy consumption. In order to
overcome these diffuculties it is required to use a new drying system. In this study, subcooled water is injected
into the hot and humid air. Water is supplied from the city water and it is atomized by using municipial pressure.
When hot and humid air directly contacts with water spray, steam condenses on subcooled water droplet. Due to
condensation on water droplets latent heat releases and it increases the water temperature. In this experimental
setup water spray is used to increase heat transfer area and this means an increase in heat transfer. For this
purpose effects of spray mass flow rate, spray configuration ( parallel, counter ) nozzle type and droplet diameter
on the dehumidification process were investigated. An air cooled condenser and water spray is used to together
and seperately to analyze their effects on drying process. Results showed that air with higher humidity leads to
maximum dehumidification performance. Increasing the mass flow rate of water results more reduction in
humidity ratio of air. It is also analyzed the effect of spray configuration on the system and it is found that
counter flow causes more decrease in humidity ratio.
Key words: Direct contact condensation, dehumidification, water spray
136
BİR SPLİT KLİMA DIŞ ÜNİTESİNİN AKIŞ YAPISININ DENEYSEL
İNCELENMESİ
Özgün ÖZER*, Dilek KUMLUTAŞ*, İlhami GÜMÜŞ**, Soner SUDA**
*Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü 35397 Tınaztepe, İzmir.
[email protected], [email protected]
** Vestel Beyaz Eşya A.Ş. Klima Fabrikası 45030 Manisa Organize Sanayi Bölgesi, Manisa.
[email protected], [email protected]
Özet: Split klima dış üniteleri, soğutma sırasında yoğuşan soğutucu akışkanın sağladığı ısıyı, dış havaya
iletmekle görevli cihazlardır. Isıtma durumunda ise soğutucu akışkan buharlaşmakta ve cihaz dış havasından ısı
çekmektedir. Her iki durumda da cihazın hızlı ve performanslı bir ısıtma-soğutma yapabilmesi için zorlanmış
taşınım gerekmektedir.
Mevcut çalışmada, bir Klima Dış Ünitesi prototipinin akış yapısı Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü (PGHÖ)
yöntemi ile deneysel olarak incelenmiştir. Prototipin üfleme ve emiş bölgelerindeki akış yapılarının kesit
boyunca elde edilebilmesi için cihaz üzerindeki 60’ar düzlemde Stereo PGHÖ deneyi yapılmıştır. Bu verilerin
daha detaylı ve pratik bir şekilde incelenebilmesi için bu ölçüm düzlemlerinden alınan bilgiler kullanılarak
hacimsel üç boyutlu ortalama hız dağılımları elde edilmiştir.
Çalışmanın sonucu olarak; split klima dış ünitelerinin üç boyutlu akış yapıları hakkında geniş bilgi elde
edilmiştir. Bu yöntemin kullanılması ile cihazın fan, nozzle ve ızgara tasarımı geliştirilerek daha başarımlı
ürünler üretilebilir. Ayrıca sonuçlar hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizlerinin doğrulanması için
kullanılabilmektedir.
Anahtar Kelimler: Split klima dış ünitesi, Parçacık görüntülemeli hız ölçümü (PGHÖ).
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF FLOW STRUCTURES OF SPLIT AIR
CONDITONER OUTDOOR UNITS
Abstract: Split air conditioner outdoor units are in charge of transferring the heat that is generated by the
condensing refrigerant at the cooling process. In heating process, the refrigerant evaporates and the device
absorbs heat from the outdoor air. In both processes, forced convection is needed for fast and efficient heat
transfer.
In this study, flow structure of a split air conditioner outdoor unit prototype is investigated experimentally by
Particle Image Velocimetry (PIV). For obtaining the whole flow field at inlet and outlet of the unit, 60 stereo
PIV experiments were done at different measurement planes. For evaluating the obtained data more practically
and exhaustively volumetric three dimensional velocity maps were acquired by using the PIV data.
As the results of a wide amount of knowledge about the three dimensional flow structure of the Split air
conditioner out door unit were acquired. Due to use of this data; fan, nozzle and grid designs of unit can be
enhanced. Additionally the data can be used for validating computational fluid dynamics solutions.
Keywords: Split air conditioner outdoor unit, Particle image velocimetry (PIV).
137
DIŞ ORTAM SICAKLIĞININ SOĞUTMA DURUMUNDA ÇALIŞAN ISI POMPASI
PERFORMANSINA ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
Hayati TÖRE* ve Ali KILIÇARSLAN**
*T.C. Merzifon Belediyesi –Strateji Geliştirme Müdürlüğü, Amasya
[email protected]
** Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
Çevreyolu Bulvarı No: 8, 19030 Çorum, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, 6000x4000x3800 mm boyutlarındaki bir odaya soğutma durumunda çalışan, içerisinde
soğutucu akışkan olarak R134a’nın kullanıldığı ısı pompası monte edilmiş ve 25°C ile 30°C arası değişken dış
hava sıcaklıklarında test edilmiştir. Gerekli noktalardaki sıcaklık, basınç değerleri ilave olarak kompresörün, iç
ünite ve dış ünite fanlarının çektiği elektrik enerjisi ölçülmüştür. Deneyler, sistem kararlı hale ulaştığında üçer
kez tekrarlanmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçların analizi, Engineering Equation Solver (EES-V9.723-3D)
kullanılarak geliştirilen bir bilgisayar programı ile yapılmıştır. Kompresör çektiği enerji miktarı, iç ünitenin
soğutma kapasitesi, dış ünitenin çevreye ısı atma kapasitesi, soğutma durumunda çalışan ısı pompasının soğutma
tesir katsayısı, kompresör giriş ve çıkış basınçlarının dış hava sıcaklığına göre değişimi incelenmiştir. Dış hava
sıcaklığı arttığı zaman, kompresörün çektiği güç’te artış görülürken, iç ünitenin kapasitesinin ve Soğutma Tesir
Katsayısının azaldığı tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimler:Soğutma Çevrimi, Soğutma, Soğutma tesir katsayısı, R134A
Abstract: In this study, a heat pump, using R134A as a refrigerant, working in the cooling mode was mounted in
a room having dimensions of 6000x4000x3800 mm and was tested at outdoor temperatures between 25°C and
30°C. Temperatures and pressures at state points were measured. Furthermore, the electrical energy consumed
by the compressor and fans of indoor and outdoor units were measured. After the steady-steady conditions were
reached, the experiments were carried out and repeated three times. Analyses of the results obtained from the
experiments were carried out by the computer code that was developed by means of Engineering Equation
Solver (EES-V9.723-3D). The electrical energy consumed by the compressor, the cooling capacity of the indoor
unit, heat transfer capacity of the outdoor unit, coefficient of performance of the heat pump, suction and
discharge pressure of the compressor were investigated as a function of outdoor air temperature. As the outdoor
air increases, the power consumed by the compressor increased while the capacity of the indoor unit and
coefficient of performance of the heat pump decreased.
Keywords: Refrigeration Cycle, Cooling, Coefficient of performance, R134A
138
ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ
139
İÇ İÇE BORULU BİR ISI DEĞİŞTİRİCİDE ISI TRANSFER KATSAYISININ
SINIRLI DENEYSEL VERİLER KULLANILARAK EĞRİ UYDURMA VE YAPAY
SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİ
Necati KOÇYİĞİT* ve Hüseyin BULGURCU**
*Recep Taydoğan Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
53100 Merkez, Rize, [email protected]
** Balıkesir Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
10100 Bigadiç, Balıkesir, [email protected]
Özet: Çalışmada deneysel olarak elde edilen ısı değiştirici verilerinin kullanılmasıyla yapay sinir ağlarının
(YSA) modelleme doğruluğu değerlendirilecektir. Bir iç içe borulu ısı değiştricinin (ID) ısı transfer katsayısının
(U) tahminin yapılması için YSA kullanılmıştır. Su dış borudan akarken yağ iç borudan akmaktadır. Paralel ve
karşı akışlı durumlar için ID’nin test edilmesiyle deneysel veriler toplanmıştır. Verilerdeki deneysel hataları
giderecek şekilde U katsayısının tahmini için eğri uydurma ve YSA kombinasyonu kullanılmıştır. Deneysel
olarak elde edilen noktalar arasında eğilimi tespit etmek ve veri noktalarını üretmek için eğri uydurma
kullanılmıştır. YSA, üretilen veri seti ile daha iyi eğitilmiştir. Levenberg-Marquardt (LM) algoritması
kullanılarak, ileri besleme tipi YSA eğitilmiştir. İki tip YSA algoritması daha kullanılmıştır ve bunların
performansları LM algoritma tahmini ile karşılaştırılmıştır. Deneysel veriler ve tahminler arasındaki ortalama
tahmin hataları % 0,000121 ila % 0,043573 aralığındadır. Bu çalışma, ID’ne ait U katsayısını tahmin etmek için
eğri uydurma ve YSA kombinasyonunun etkin bir şekilde kullanılabileceğini kanıtlamaktadır.
Anahtar Kelimler: Modelleme, Isı transfer katsayısı, eğri uydurma, yapay sinir ağı.
MODELING OF OVERALL HEAT TRANSFER COEFFICIENT OF A
CONCENTRIC DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER WITH LIMITED
EXPERIMENTAL DATA BY USING CURVE FITTING AND ARTIFICIAL NEURAL
NETWORK COMBINATION
Abstract: The modeling accuracy of artificial neural networks (ANNs) was evaluated by using experimentally
acquired heat exchanger data. ANNs were used for predicting the overall heat transfer coefficient (U) of a
concentric double pipe heat exchanger (HE). Oil flowed inside the inner tube while the water flowed in the outer
tube. In the cases of parallel and counter flows, the experimental data was collected by testing HE. Curve fitting
and ANN combination was used for the estimation of the U coefficient to compensate the experimental errors in
the data. The curve fitting was used to detect the trend and generate data points between the experimentally
collected points. The ANN was trained better from the generated data set. The feed forward type ANN was
trained by using the Levenberg-Marquardt algorithm (LM). Two backpropagation network type ANN algorithms
were also used and their performance were compared with the estimation of the LM algorithm. The average
estimation error between the predictions and the experimental data were in the range of 0,000121 to 0,043573 %.
The study confirmed that the curve fitting and ANN combination could be used effectively to estimate U of HE.
Keywords: Modeling, overall heat transfer coefficient, curve fitting, artificial neural network.
140
ALTIGEN VE KARE KANATÇIKLI ÇAPRAZ AKIŞLI ISI DEĞİŞTİRİCİSİNDE ISI
TRANSFERİNİN SAYISAL VE DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
İsak KOTCİOĞLU*, Mansour NASİRİ KHALAJİ, Alperen Buğra ÇOLAK**
*Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
25240 Erzurum, [email protected]
** Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
25240 Erzurum, [email protected]
Özet: Altıgen kanatçıklara sahip dikdörtgen kesitli bir kanalda ve çapraz akışlı zorlanmış taşınım da ısı transferi
ile ilgili deneysel sonuçlar sunulmuştur. Isı değiştiricisi içerisinde alt ve üst plakalarına periyodik ve akışa dik
olarak düzgün sıralı ve kaydırılmış levha düzeninde yerleştirilmiş olan ısı değiştiricisinde basınç düşüşü ve ısı
transfer karakteristikleri farklı Reynolds sayısı aralıklarında (5000-25000) deneysel ve sayısal olarak
incelenmiştir. Her iki akışkanın birbirine karışmadığı bu deneysel çalışmada, sıcak akışkan olarak hava (ρ=1.164
kg/m3 ve Pr number = 0.7), soğuk akışkan olarak su ( ρ =999.98 kg/m3 ve Pr = 2) seçilmiş, deneyler farklı (35,
40, 45, 50 ve 55)oC sıcaklık değerleri ile (6, 9, 12, 15 ve 18 gr/sn) akışkan debilerinde ve hava için (2, 3, 5, 7 ve
9 m/s) hava hızında gerçekleştirilmiştir. Deneylerden elde edilen datalar, bu çalışma için yazılmış olan
MATLAB programında hesaplanmıştır. Keza MATLAB’ programından elde edilen veriler ANSYS-FLUENT
hazır paket programında nümerik olarak çözümlenmiştir. Isı değiştiricilerin akış alanı üzerinde türbülans
dalgalanmalarını modellemek, sıcaklık ve hız alanı ile türbülans ısı transfer karakteristiklerini simule etmek için
standart türbülans modeli kullanılmıştır. Bu kanat geometrisi için ısı transfer ve basınç düşümünün etkileri
Reynolds sayısının fonksiyonu olarak Nusselt sayısı (Nu), sürtünme faktörünü (f ), Colburn faktörü ( j ) ve ısı
transfer artış faktörünü (Nu/Nuo) veren korelasyonlar elde edilmiştir. Ayrıca bu ısı değiştiricisinin ısıl
performans faktörü (η) ve ısıl artış faktörleri (TEF) ile birlikte etkenlik (ԑ) ve ϕ0 nin çeşitli değerleri için entropi
üretim sayıları (N) arasındaki ilişki Termodinamiğin I ve II kanununa göre analizler yapılarak belirlenmiştir.
Anahtar Kelimler: MATLAB, CFD, ANSYS-FLUENT, Çapraz akışlı ısı değiştiricisi, Etkenlik, Taşınımla Isı
transferi, Türbülans akış, k-ε türbülans model.
EXPERIMENTAL AND NUMERICAL ANALYSIS OF HEAT TRANSFER IN
HEXAGONAL AND SQUARE FINNED AND CROSS FLOWED HEAT
EXCHANGER
Abstract: Experimental results related to heat transfer in rectangular duct channel which has hexagonal finned
and crosses flowed, forced convection, are represented. Pressure drop and heat transfer characteristics between
different Reynold rank (5000-25000) in cross flowed heat exchanger’s that bottom and top plates periodically
and, perpendicularly to flow placed like straight line and staggered sheet layout plate structure which has
structure as hexagonal finned structure. In experiments which includes unmixed both two fluids, air as hot flow
(ρ=1.164 kg/m3 and Pr number = 0.7), water as cold flow (ρ =999.98 kg/m3 and Pr = 2) are chosen, and
experiments have been carried out for fluid’s flow rate (6, 9, 12, 15 and 18 gr/sn) with different (35, 40, 45, 50
and 55)oC temperature values, for air experiments have been carried out in (2, 3, 5, 7 and 9 m/s) air velocity.
Data, which obtained from experiments, has been calculated in MATLAB program which codded for this type of
works. Also data, which obtained from MATLAB program, has been solved numerically in ANSYS-FLUENT
program. Standard turbulence model has been used to model turbulence fluctuation of heat velocity speed area.
For this fin geometry, correlations about friction factor (f), Colburn factor (j) and heat transfer enhancement
factor (Nu/Nuo) have been obtained according to effect of heat transfer and pressure drop. Also different values
for efficiency (ԑ) and ϕ0, relation between entropy generation numbers (N) have been decided by doing analysis
according to Thermodynamics’ I and II laws besides thermal transfer factor (η) and thermal enhancement factor
(TEF) of this heat exchanger.
Keywords: MATLAB, CFD, ANSYS-FLUENT, Cross Flowed Heat Exchanger, Efficiency, Convection Heat
Transfer, Turbulence Flow, k-ε turbulence model.
141
JEOTERMAL UYGULAMADA KULLANILAN PLAKALI TİP BİR ISI
DEĞİŞTİRİCİNİN ÇALIŞMA PERFORMANSININ SAYISAL İNCELENMESİ
Kutay AYDIN*, Mehmet Ali ALKAN**, Ali KEÇEBAŞ*
* Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
Menteşe, Muğla, [email protected], [email protected]
** Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Ula Ali Koçman Meslek Yüksekokulu Elektrik ve Enerji Bölümü
Ula, Muğla, [email protected]
Özet: Dünya genelinde jeotermal enerji kaynakları üzerindeki çalışmalarda kullanılan makine ve ekipmanlarda,
jeotermal kaynak suyunun kimyasal bileşiminden dolayı kirlilik, korozyon, kabuklaşma ve bunlara bağlı olarak
ısıl performans kaybı, verim düşüşü, bakım ve işletme maliyetleri gibi sorunlar yaşanmaktadır. Bu sorunların
üstesinden gelebilmek için günümüzde halen optimum bir dinamik model geliştirilememiştir. Ancak sayısal ve
deneysel çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmanın amacı jeotermal uygumalarda kullanılan plakalı tip ısı
değiştiricilerinde bahsi geçen sorunları çözebilmek için ısı değiştiricinin optimum çalışma şartlarını
araştırmaktır. Bu kapsamda farklı oluk açıları ve değişik akış rejimlerinde tasarlanan bir plakalı ısı değiştirici
bilgisayar ortamında 3 boyutlu olarak modellenmiştir. Bu modeller, jeotermal uygulamalarda plaka malzemesi
olarak kullanılan AISI 316 paslanmaz çelik ve titanyum malzemeleri ile akışkan olarakta jeotermal akışkan ve
saf su kullanılarak bilgisayar ortamında gerçekleştrilimiştir. Modellerin ısıl performansları hesaplamalı
akışkanlar dinamiği (HAD/CFD-İng.) analizleriyle incelenmiştir. Bu sayısal çalışma ile elde edilen sonuçlar,
jeotermal uygulama şartlarında bir plakalı ısı değiştiricinin optimum çalışma şartlarına dair bilinmeyenlerin
tespit edilmesini sağlamıştır.
Anahtar Kelimler: Jeotermal enerji, plakalı ısı değiştiricisi, HAD, ısıl performans, optimizasyon.
142
KONTROLLÜ OTOMATİK ATEŞLEMELİ BİR SI MOTOR İÇİN EMME HAVASI
ISITICI TASARIMI
Saliha ÖZARSLAN*, Sebahattin ÜNALAN*, Evrim ÖZRAHAT**, Bilge Albayrak ÇEPER*
*Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Melikgazi 38039, Kayseri, Türkiye
[email protected], [email protected], [email protected]
**Bozok Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Biyosistem Mühendisliği, 66000, Yozgat, Türkiye
[email protected]
Özet: Günümüzde içten yanmalı motorlar hayatın vazgeçilmez bir parçasıdır. Hayatı kolaylaştırmaları yanında
çevreye verdikleri egzoz gazı emisyonları sebebiyle de çevreyi kirletenler arasında ön sıralarda yer
almaktadırlar. Egzoz emisyon değerlerinin Euro standartlarını sağlayabilmesi adına pek çok çalışma sayısal ve
deneysel olarak yapılmaktadır. Araştırma konuları arasında alternatif yenilenebilir temiz yakıt arayışları ve
motor üzerindeki modifikasyonlar yer almaktadır. Bu alanda yapılan çalışmalardan biri de kontrollü
kendiliğinden tutuşmalı (CAI) veya homojen şarjlı sıkıştırmalı tutuşmalı (HCCI) içten yanmalı motorlardır. CAI
ve HCCI’lı motorlar düşük NOx üretimi ve yakıt tüketiminde azalma sağlaması nedeniyle oldukça avantajlı
görülmektedir.
İçten yanmalı bir motorda kontrollü kendiliğinden tutuşmayı sağlamak için kullanılan yöntemlerden biri emme
manifolduna giren havanın ısıtılarak silindir içi ortam sıcaklığını arttırmaktır. Bu çalışmada LGW 523 motora ait
gerçek emme manifoldu referans alınmıştır. Isıtıcı tasarımı için piyasadan satın alınabilecek ve uygulamaya
konulabilecek bir ısıtıcı seçimi yapılmıştır. Gerçek boyutlarıyla ısıtıcı sistem sayısal olarak modellenerek
çalışmalar yürütülmüştür. Katı model çizimleri SOLIDWORKS ve sayısal ağ yapısı GAMBIT’te üretilerek
sayısal akış ve ısı transferi analizleri için ANSYS-FLUENT programı kullanılmıştır. Isıtıcı tasarımında 100 W
ve 600 W lık ısıtıcılar 3 ve 2 sıra halinde arka arkaya yerleştirilerek 300 W ve 1200 W lık iki ısıtıcı sistem
düşünülmüştür. Değişik piston hızlarına karşılık gelen farklı hava akış hızları için ısıtıcı sistemden çıkış havası
sıcaklığının zamanla değişimi hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimler: Emme manifoldu, Hava ısıtıcı, İçten yanmalı motor, CAI, HCCI.
DESIGN OF INTAKE AIR PREHEATER FOR A CONTROLLED AUTO IGNITION
SI ENGINE
Abstract: Nowadays, internal combustion engine is an indispensable part of life. It takes part at the forefront
among polluting systems because of exhaust gas emissions although it makes life easier. In order to reach Euro
standards,many studies have been done as numerical and experimental so that exhaust gas emissions. The studies
performed investigations on the alternative renewable clean fueland modifications on the engine take part among
hot research topics. Also one of the studies is internal combustion engines with controlled auto ignition (CAI) or
homogenous charge compression ignition (HCCI). Engines with CAI and HCCI are observed advantageous
because of lowNOxproduction and reduction in fuel consumption.
One of the methods used for the internal combustion engine with CAI is to heat combustion air by a preheater
system installed to the manifold inlet. In this study, real dimensions of intake manifold which belongs to LGW
523 engine is used for numerical calculations. In addition, heaters that can be purchased from the market is
chosen for the design of the preheater. All studies are conducted on preheater with real dimensions. Solid model
and mesh structure is produced by SOLIDWORKS and GAMBIT, respectively. ANSYS-FLUENT is used for
transient flow and heat transfer analysis. The heaters of 100 W and 600 W are placed as 3 and 2 rows in the
investigated air preheater, respectively. Therefore, two preheaters of 300 W and 1200 W are analyzed.For
various air velocities corresponding to different piston speeds, the temperatures at the outlet of the preheaters are
calculated as a function of engine running period.
Keywords: Intake manifold, Air preheater, Internal combustion engine, CAI, HCCI.
143
ORGANİK RANKINE ÇEVRİMİNDEKİ GÖVDE BORU TİPİ ISI
DEĞİŞTİRİCİSİNİN TASARIMI VE ANALİZİ
Anıl ERDOĞAN*, Gökhan FİDAN*, M.Akif EZAN* , C. Özgür ÇOLPAN*
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Tınaztepe Yerleşkesi, 35397 İzmir
[email protected]
*
Özet: Isı değiştiricisi için verilen akışkanlara ait sıcaklık, basınç ve debi değerlerinden yola çıkılarak tasarım
problemi oluşturulmuştur. Oluşturulan bu problem Engineering Equation Solver (EES) paket programı yardımı
ile Logaritmik Ortalama Sıcaklık Farkı (LMTD) metodu kullanılarak çözülmüştür. Tasarım probleminde elde
edilen sonuçları kullanarak belli değerlerde boru çapı, boru uzunluğu, borudaki akışkan hızı ve debisinden
yararlanılarak toplam ısı transferi katsayısı, basınç düşümü, gövde ve boru tarafı taşınım katsayıları ve pompa
gücü değişimleri parametrik olarak bulunmuştur. Bunların değişimi farklı geçiş sayıları ve tüp yerleşim açısına
göre grafik haline getirilmiştir.
Çalışmamızda boru tarafındaki soğutucu akışkan debi değeri farklı geçiş sayılarına bağlı olarak 200 kg/s ile 350
kg/s arasında değiştirilmiş. Buna karşılık geçiş sayısı (np) 1 olduğunda yani tek geçişli durumda toplam taşınım
katsayısı 111,4 W/m2.K ile 563,6 W/m2.K arasında değişim göstermiştir. Geçiş sayısı 2 olduğu durumda ise
toplam taşınım katsayısı 224,5 W/m2.K’den 650,2 W/m2.K arasında değişim göstermiştir. Öte yandan boru iç
çapının, boru tarafı ve gövde tarafı taşınım katsayısının değişimi incelenmiş. Boru iç çapı 0,005 m’den 0,018 m
arasında değiştirildiğinde boru tarafı taşınım katsayısı 6000 W/m2.K’den 1510 W/m2.K’e azalırken gövde tarafı
taşınım katsayısı 969 W/m2.K’den 3518 W/m2.K’e artmıştır.
Anahtar Kelimeler: Gövde boru tipi ısı değiştiricileri, LMTD metodu, Organik Rankine Çevrimi
DESIGN AND ANALYSIS OF SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGERS
IN ORGANIC RANKINE CYCLES
Abstract: A design problem for a heat exchanger was formed for given fluids using their temperature, pressure
and flow rates. The problem formed was solved using Logarithmic Mean Temperature Difference (LMTD)
method with the aid of Engineering Equation Solver (EES) program. Making use of the results obtained in the
design problem and parameters such as pipe diameter, pipe length, the speed of the fluid and the flow rate, the
changes of total heat transfer coefficient, pressure drop, shell and tube side convection coefficients and the pump
power were found after a parametric study. These changes were shown in the figures according to different
numbers of tube passes and tube placement angle.
In our study, the flow rate of the refrigerant at the pipe side were changed between 200 kg/s to 350 kg/s
depending on the different number of passes. In contrast, when the number of passes (np) is 1, overall
convection coefficient changes between 111,4 W/m2.K and 563,6 W/m2.K. For the case when the number of
passes is 2, the overall convection coefficient changes between 224,5 W/m2.K and 650,2 W/m2.K. On the other
hand, the change of the inner pipe diameter and pipe-side and shell-side convection coefficients were examined.
As the inner pipe diameter changes between 0,005 m and 0.018 m, the tube side convection coefficient decreases
from 6000 W/m2.K to 1510 W/m2.K and the shell side convection coefficient increases from 969 W/m2.K to
3518 W/m2.K.
Key Words: Shell and tube heat exchangers, LMTD method, Organic Rankine Cycles
144
SOĞUTMA TEKNİĞİ
145
HC (R600)/CO2 KASKAD SOĞUTMA ÇEVRİMİNİN PERFORMANS
ANALİZİ
Fatih YILMAZ*, Arif Emre ÖZGÜR**, Reşat SELBAŞ**, Mustafa Tolga BALTA***
*Aksaray Üniversitesi Teknik Bilimler MYO/ Elektrik ve Enerji
**Süleyman Demirel Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Müh.
*** Aksaray Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Müh.
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected]
Özet: R-600 akışkanı yanıcı ve parlayıcı özellikte olduğundan, evaporatör içinde CO2 (R-744) soğutkanı tercih
edilmiştir. R-600 soğutkanı ortamdan çekilen ısıyı dış atmosfere aktarmaktadır. Bu uygulama ile insanların var
olduğu ortamlardaki soğutma sistemlerinin, insan sağlığı açısından bir tehlike oluşturmaması amaçlanmıştır.
Yanıcı ve parlayıcı özellikte olan R-600 soğutkanı ise insanların bulunduğu ortamlardan daha uzak ve güvenli
bir makine dairesinde, R-744 soğutkanından bir ısı değiştirici ile aldığı ısıyı çevreye aktardığı kabul edilmiştir.
Çünkü R-600 gibi hidrokarbonların doğrudan insanların bulunduğu ortamdaki soğutma sistemlerinde
kullanılabilirliği için belirli bir soğutkan şarj miktarı (150 g.) sınırı vardır.
Tek kademeli buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimleri ile düşük sıcaklık uygulamalarına ulaşılması enerji
verimliliği ve ekonomiklik kriterler açılarından dezavantajlıdır. (-30) ile (-50) oC gibi sıcaklık değerlerine
ulaşılmasında kaskad soğutma sistemleri daha uygundur. Bu çalışmada çevre dostu olan R-600 ve R-744
soğutkanlı kaskad soğutma sisteminin performansı teorik olarak incelenmiştir. Çevrimin evaporatör ve
kondenser sıcaklık değişimlerine göre sistemin soğutma tesir katsayısı (STK) ve ekserji verim değişimleri
incelenmiştir. Sonuçlar grafik ve çizelgeler ile verilmiştir. Aynı zamanda ısı değiştiricisinin (R-744/R-600)
etkinliğinin değişimine göre sistemin STK ve ekserji verim değişimleri de sunulmuştur.
Anahtar kelimeler: STK, R-744, alternatif soğutkanlar, enerji, ekserji, kaskad çevrim.
PERFORMANCE ANALYSIS OF HC(R600)/CO2 CASCADE COOLING CYCLE
Abstract: Because of R-600 refrigerant is flammable and explosive feature, CO2 (R-744) refrigerant was
preferred in evaporator. R-600 refrigerant medium is from the environment heat transfer outside atmosphere.
With this application humans are live in environment refrigeration system, aimed to not create a hazard of
human health. Because of flammable and explosive feature R-600 refrigerants humans in environment further
away from the secure machine in department, R-744 refrigerants was adopted with a heat exchanger receives
from heat transfer to the environment. Because hydrocarbons such as R-600 refrigerants direct human in
environment specific amount of refrigerants (150g) are limits. The single-stage vapor compression refrigeration
cycle is not suitable for low temperature application, in terms of energy efficiency and affordability. The cascade
refrigeration system is more suitable for is reached like (-30) and (-50) oC temperatures.
In this study performance analyses investigated theoretically of the cascade refrigeration system with
environmentally friendly R-600 and R-744 refrigerants. In according to evaporator and condenser temperature of
the cycle cooling performance coefficient (STK) and exergy efficiency changes are investigated. The results are
given in the graphs and tables. Also the system of STK and exergy efficiency are given according to heat
exchanger coefficient values changes.
Keywords: STK, R-744, alternative refrigerants, energy, exergy, cascade cycle
146
SOĞUK ODA CİHAZLARINDA R404A YERİNE R442A SOĞUTUCU
AKIŞKANININ KULLANILMASININ TEORİK OLARAK İNCELENMESİ
Atilla G. DEVECİOĞLU* ve Vedat ORUÇ*
*Dicle Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü, 21280, Diyarbakır
[email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, R404A soğutucu akışkanı ile GWP değeri %50 daha düşük olan R442A soğutucu akışkanı
karşılaştırılmıştır. Soğutucu akışkanların, COP, kütlesel debi, sıkıştırma oranı ve hacimsel soğutma kapasitesi
değerleri teorik olarak incelenmiştir. Aynı çalışma şartları altında üç farklı buharlaşma sıcaklığı (-30°C, -10°C,
0°C) ve üç farklı kondenser sıcaklığı (30°C, 40°C, 50°C) için enerji parametrelerinin mukayesesi yapılmıştır.
Kondenser sıcaklığı 30°C, buharlaşma sıcaklığı 0°C’de R404A’nın COP değeri R442A’nın COP değerinden
%2.2 daha büyük bulunmuştur. Kondenser sıcaklığı 40°C ve buharlaşma sıcaklığı 0°C için, her iki gazın COP
değerleri eşit; aynı buharlaşma sıcaklığı ve 50°C kondenser sıcaklığında ise R442A’nın COP değeri R404A’nın
COP değerinden %2.6 daha yüksek tespit edilmiştir. Düşük GWP değerine sahip R442A soğutucu akışkanı
yüksek dış ortam sıcaklıklarında yüksek COP değerleriyle, R404A kullanan soğutma sistemleri için orta vadede
iyi bir alternatif olacaktır.
Anahtar kelimeler: R404A; R442A; GWP; COP
THEORETICAL INVESTIGATION OF R442A AS A SUBSTITUTE R404A USED IN
PACKAGED REFRIGERATION DEVICES
Abstract: In this study, COP, mass flow rate, compression ratio and volumetric cooling capacity were
investigated theoretically for a vapor compression refrigeration system where R442A refrigerant with 50% lower
GWP value was used as a substitute for R404A. Under the same operating conditions, the energy parameters
were compared for three different evaporation temperature (-30°C, -10°C, 0°C) and three different condensing
temperature (30°C, 40°C, 50°C). Compared to R442A, COP value was found greater by 2.2% in the case of
R404A for condensing temperature of 30°C and evaporation temperature of 0°C. It was determined that COP
values were equal for condensing and evaporation temperature values of 40°C and of 0°C, respectively;
however, COP of R442A was higher than that of R404A by 2.6% for the same evaporation temperature and
condensing temperature of 50°C. In the medium term, R442A refrigerant which has a low GWP and results with
greater COP value for higher ambient temperatures should be a good alternative in the refrigeration systems.
Keywords: R404A; R442A; GWP; COP
147
REFRIGERANT CHARGE AMOUNT IN HEAT PUMP SYSTEMS AND
EVALUATING OPTIMAL AMOUNT OF GAS
Faraz AFSHARİ*, Ömer ÇOMAKLI**, Nesrin ADIGÜZEL***, Şendoğan KARAGÖZ****
* Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
[email protected]
** Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
[email protected]
***Kafkas Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
[email protected]
**** Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
[email protected]
Abstract: The refrigerant charge amount is one of very important factors in heat pumps and cooling systems that
generally affect condensing pressure. Heating and cooling capacity of these systems could increase with gas
charge amount. However, there is an ideal charge amount for the best coefficient of performance (COP). On the
other side, compressor power varies with the refrigerant amount in a system. This study has focused on
optimization of the charge amount in a heat pump using several refrigerant as R134a, R404a and R22, also
stepwise gas rising have been observed in concerned outcomes as p-h, T-s and COP diagrams. Compressor work
(w), inlet heat from evaporator (QL), and outlet heat in condenser (Qh) has been measured in different levels of
gas amount.
Keywords: Heat pumps, Refrigerant gas, Charge amount, COP, P-h and T-s diagrams.
ISI POMPA SİSTEMLERİNDE SOĞUTUCU GAZIN ŞARJ MİKTARI VE GAZIN
OPTİMUM TUTARININ DEĞERLENDİRMESİ
Özet: Isı pompası düşük sıcaklıktaki bir ortamda bulunan ekonomik değeri olmayan ısıyı, kullanılmak üzere
daha yüksek sıcaklıktaki bir ortama pompalayan ve bu işi yapmak için pompalandığı ısıya daha az mekanik iş
harcayan bir sistemdir. Soğutucu akışkan miktarı ısı pompalar ve soğutma sistemlerinde çok önemli
faktörlerden biridir ve bu sistemlerin Isıtma ve soğutma kapasitesi gaz şarj miktarı ile artabilir, Ancak,
performans katsayısı için (COP) ideal bir şarj miktarı bulunmalıdır. Sistemde kompresör gücü (w), alınan ve
atılan ısı (Qh,L) soğutucu gaz miktarı ile değişmesi hesaplanmıştır. Bu çalışmada R134a, R404a ve R22 soğutucu
gazları kullanarak şarj tutarının optimizasyonu araştırılmıştır. Ayrıca, gaz miktarının artışıyla pH, Ts ve COP
diyagramları ve ilgili sonuçlar gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimler: Isı pompası, Soğutucu gaz, Şarj miktarı, COP, P-h ve T-s.
148
EV TİPİ BİR BUZDOLABININ KONDENSER ATIK ISISININ BENMARİ’DE
KULLANILIMININ İNCELENMESİ
Erdoğan KILIÇASLAN*, Murat ÖZTÜRK**, Bahadır ACAR***
*Karabük Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğitimi Bölümü / Karabük
[email protected]
** Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği ABD / Karabük
[email protected]
***Karabük Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü / Karabük
[email protected]
Özet: Enerji üretim maliyetlerinin artması, doğal enerji kaynaklarının sınırlı olması, yenilenebilir enerji
kaynaklarının henüz istenilen seviyede olmaması nedenleriyle günümüzde enerjinin verimli kullanılması oldukça
önem arz etmektedir. Ayrıca enerji tüketen makine ve aletlerin verimliliğini artıran tekniklerin uygulamaya
konulması gerekmektedir. Atık ısıdan faydalanılarak atık enerjinin giriş enerjisi olarak kullanılması durumunda
girdi maliyetlerini azaltmak etkili bir çözüm olabilmektedir. Yapılan bu çalışmada ev tipi bir buzdolabının
kondenser atık ısısı benmarinin giriş enerjisi olarak kullanılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda
kondenserden atılan ısının yemek ısıtma (sıcak tutma) amaçlı kullanılan benmaride kullanımı deneysel olarak
incelenmiştir. Su soğutmalı kondenser ile donatılan bir ev tipi buzdolabından alınan suyun benmarinde
kullanılan şebeke giriş suyundan daha yüksek sıcaklıkta olduğu tespit edilmiştir. Oluşturulan deney düzeneği ile
ev tipi bir buzdolabı 60 watt’lık bir yük ile çalışırken kondenserden atılan suyun sıcaklığı 42 0C, şebeke suyu
sıcaklığı ise 27,4 0C olarak ölçülmüştür. Yapılan deneyler sonucunda benmarinde şebeke suyu kullanıldığında
734,4 kcal ısı enerjisi, kondenserden atılan su kullanıldığında ise 518,4 kcal ısı enerjisi tüketildiği görülmüştür.
Çalışma sonucunda kondenser atık ısısının kullanılması ile % 29'luk bir enerji tasarrufu sağlandığı görülmüştür..
Anahtar Kelimler: Benmari, Soğutma, Isı geri kazanımı, Enerji Tasarrufu.
INVESTIGATION USING OF WASTE HEAT FROM HOSEHOLD
REFRIGERATOR CONDENSER IN BENMARI
Abstract: Nowadays because of increased energy production costs, limited natural energy resources, lack of the
desired level of renewable energy resources, efficiently use of energy is quite important. In addition, the
technique that improves the efficiency of energy-consuming machinery and tools need to be put into practice.
When using the input energy of the waste heat to reduce input energy costs by utilizing waste heat can be an
effective solution. In this study, waste heat of a condenser of a household refrigerator is aimed for use as an input
energy to a benmari. For this purpose use of condenser waste heat to keep the meal warm (heating) in the
benmari has been investigated experimentally. Appointing that the water taken from a domestic refrigerator
provided with water cooled condenser much higher temperature than city water which is used in the benmari to
keep the meal warm. While domestic refrigerator is running with a load of 60 watts the water which created by
the water cooled condenser is 42 0C, the city water temperature is measured as 27.4 0C. The experiments results
have been shown that when city water used in the benmari energy consumption is measured as 734.4 kcal but
when water taken from a domestic refrigerator provided with water cooled condenser energy consumption is
measured as 518 4kcal. it was observed that by using the waste heat which produced by water cooled condenser
is resulted with energy saving of 29%.
Keywords: Benmari, Refrigeration, Heat recovery, Energy saving.
149
ABSORPSİYONLU SOĞUTMA SİSTEMİ KULLANILARAK BİR
LABORATUVARIN SOĞUTULMASININ TEORİK İNCELENMESİ
Muhammed Enes KUYUMCU*, Hüseyin Emre ŞAHİN*, Kerim SÖNMEZ*, Ahmet KAYA*
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 46100 12 Şubat/Kahramanmaraş
[email protected]
*
Özet: Bu çalışmada, Su-Lityum Bromür (H2O-LiBr) karışımı kullanan güneş enerjisi destekli tek etkili
absorpsiyonlu soğutma makinası kullanılarak bir laboratuvarın soğutulması teorik olarak incelenmiştir.
Deneylerin hassasiyetini ve tekrarlanabilirliğini sağlamak için yaz aylarında laboratuvar iç ortam sıcaklığının
(TS 825 standardına göre) belirli bir sıcaklıkta sabit tutulması gerekmektedir. Çalışmada, KSÜ Makine
Mühendisliği Bölüm Laboratuvarı ve Kahramanmaraş kentinin yaz hava koşulları göz önüne alınmıştır. İstenilen
sabit iç ortam sıcaklığını korumak için hesaplanan soğutma enerjisi ihtiyacı, güneş enerjisi destekli
absorpsiyonlu soğutma sisteminin kollektörleri vasıtasıyla temiz enerji olan güneşten karşılanmıştır.
Hesaplamalar Engineering Equation Solver (EES) ve Matrix Laboratory (MATLAB) programları kullanılarak
yapılmıştır. İhtiyaç duyulan soğutma enerjisine göre farklı tip kollektörler (cam kasalı ve vakum tüplü kollektör)
göz önüne alınarak gerekli olan kollektör miktarı hesaplanmıştır. Farklı tasarım parametrelerinin sistemin
verimine (COP) olan etkisi incelenmiştir. Farklı tip kollektörler için elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak
optimum dizayn şartları belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Absorpsiyonlu Soğutma, Güneş Enerjisi, Güneş kollektörü, Etkinlik katsayısı.
THEORETICAL INVESTIGATION OF COOLING OF A LABORATORY BY USING
ABSORPTION REFRIGERATION SYSTEM
Abstract: In this study, by using solar-assisted single effect absorption refrigeration machine which uses waterlithium bromide (H2O-LiBr) mixture, cooling of a laboratory has been theoretically investigated. To ensure the
accuracy and repeatability of experiments, laboratory indoor temperature (according to the TS 825 standard)
should be kept constant at a certain temperature in the summer. In the study, KSU Department of Mechanical
Engineering Laboratory and city of Kahramanmaraş summer weather conditions have been considered. To
maintain the desired constant indoor temperature, calculated cooling energy requirement has been met from the
clean solar energy by means of collectors of the solar assisted absorption cooling system. Calculations have been
performed by using Engineering Equation Solver (EES) and Matrix Laboratory (MATLAB) programs.
According to the required cooling energy, required amount of collector has been calculated by considering
different types of collectors (glass frame and vacuum tube collectors). The effect of the efficiency of the system
(COP) of different design parameters have been investigated. The optimum design conditions has been
determined by comparing the results obtained for different types of collectors.
Keywords: Absorption Refrigeration, Solar Energy, Solar collector, Coefficient of performance.
150
EJEKTÖRLÜ TRANSKRİTİK CO2 SOĞUTMA SİSTEMİNİN ENERJİ VE
EKSERJİ ANALİZİ
Çağrı KUTLU1, Şaban ÜNAL2, Ertuğrul CİHAN3, M. Tahir ERDİNÇ4
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
80000, Osmaniye, [email protected]
2
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
80000, Osmaniye, [email protected]
3
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
80000, Osmaniye, [email protected]
4
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
80000, Osmaniye, [email protected]
1
Özet: Transkritik karbondioksit soğutma çevrimlerinde, soğutma etkinlik katsayısının (COP) artırılması
amacıyla çeşitli çalışmalar yapılmakta ve bunların en önemlisi, genleşme vanasındaki kısılma kayıplarının
azaltılması amacıyla sisteme çift fazlı ejektör eklenmesidir. Klasik ejektörlü soğutma sistemlerinde tek
buharlaştırıcı ve gaz-sıvı seperatörü kullanılmaktadır. Bu çalışmada ise, sisteme gaz-sıvı seperatörü yerine ikinci
bir buharlaştırıcı eklenmiştir. Soğutma çevrimi termodinamik analizi yapılmış ve soğutma etkinliğinin, klasik
transkritik soğutma çevrimine göre önemli oranda arttığı görülmüştür. Ayrıca gaz soğutucu çıkış sıcaklığı, gaz
soğutucu basıncı, birinci ve ikinci buharlaştırıcı sıcaklıklarının değişimlerinin soğutma etkinliği ve ekserji verimi
üzerindeki etkileri araştırılmıştır.
Anahtar kelimeler: CO2, Ejektör, Ekserji, Soğutma
ENERGY AND EXERGY ANALYSIS OF TRANSCRITICAL EJECTOR
REFRIGERATION SYSTEM USING CO2 AS REFRIGERANT
Abstract: Many studies are proceed to increase the COP of the transcritical carbondioxide refrigeration cycle.
Most important one is adding a two phase ejector to the system in order to reduce throttling losses in expansion
valve. In conventional ejector refrigeration system, only evaporator and gas-liquid seperator are used. In this
study, second evaporator is placed instead of the gas-liquid seperator. Thermodynamic analysis of the system
studied and it’s seen that COP of the standart transcritical system is increased. Also the effect of gas cooler exit
temperature, gas cooler pressure and temperatures of the first and second evaporators on COP and exergy
efficiencies are studied.
Key words: CO2, Ejector, Exergy, Refrigeration
151
HAVA DESTEKLİ TAM KONİ NOZULDA SPREY SOĞUTMA
KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ
1
Faruk YEŞİLDAL1, Kenan YAKUT2, Altuğ KARABEY3, Sahar AMJADI4, Rıdvan YAKUT5
Ağrı İbrahim Çeçen Üniversitesi. Patnos S.A. Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, Ağrı
[email protected]
2
Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, Erzurum
[email protected]
3
Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Erciş MYO Makina ve Metal Teknolojileri Bölümü, Erciş/Van
[email protected]
4
Atatürk Üni. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Anabilim Dalı, Erzurum
5
Kafkas Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, Kars
Özet: Sprey soğutma, yüksek ısı transfer kapasitesi gerektiren en etkin uygulamalardan biridir. Sprey kontrollü
bir soğutma sağlar. Sprey soğutma birçok bağımsız parametreye bağlıdır. Bu çalışmada, altıgen kanatçıklı ısı
alıcının kaynama olmayan rejimde ve sabit yüzey sıcaklığında sprey soğutma karakteristikleri incelenmiştir.
Nozul-yüzey mesafesi, kanat yüksekliği, kanat genişliği, kanatlar arası yatay ve düşey mesafeler, hava-su
debileri ve spreyleme zamanının ısı transferine etkileri Taguchi deneysel tasarım yöntemi ile incelenmiştir.
Nusselt sayısı performans istatistiği olarak dikkate alınmış ve 8 parametre için L 18(21*37) ortogonal dizisi deney
planı olarak seçilmiştir. Optimum sonuçlar 400 mm nozul-yüzey mesafesi, 10 mm kanat yüksekliği, 36 mm
kanat genişliği, 15 mm kanatlar arası x-yönünde mesafe, 10 mm kanatlar arası y-yönünde mesafe, 3,6 m3/h hava
debisi, 0,03 m3/h su debisi ve 5 s spreyleme zamanında tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimler: Atomizasyon, Sprey soğutma, Hava destekli nozul, Taguchi Yöntemi
DETERMINATION OF SPRAY COOLING CHARACTERISTICS ON AIRASSISTED FULL CONE NOZZLE
Abstract: Spray cooling is one of the most effective technologies required for high heat transfer capacity. Spray
provides controlled cooling. Spray cooling depends on many independent parameters. In this study, the spray
cooling parameters of hexagonal finned heat sink for non-boling regime and constant surface temperature were
examined. The effects of the nozzle-surface distance, the heights and widths of the fins, horizontal and vertical
distances between fins, air-water flow rates and spraying time on the heat transfer have been investigated by
Taguchi experimental design method. Nusselt number considered as performance characteristics and L 18(31*27)
orthogonal array has been selected as an experimental plan for the eight parameters mentioned above. The
optimized results have been found to be nozzle-surface distance of 400 mm, fin height of 10 mm, fin width of 36
mm, distance to x-direction between fins of 15 mm, distance to y-direction between fins of 10 mm, air flow rate
of 3,6 m3/h, water flow rate of 0,03 m3/h and spraying time of 5 second.
Keywords: Atomization, Spray Cooling, Air-assist nozzle, Taguchi Method
152
TERS AKIMLI SOĞUTMA KULESİ PERFORMANS ANALİZİ
Hasan GÜL*, Oğuz BOZKIR**, Rasim BEHÇET*
*İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Malatya
**İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Meslek Yüksek Okulu, Malatya
Özet: Soğutma kuleleri yaygın olarak kullanılan ısı ve kütle transferi yapan sistemlerdir. Bu sistemlerin
imalatında farklı tip dolgu malzemeleri kullanılabilmektedir. Soğutma kulelerinde kullanılan dolgu
malzemelerinin seçiminde, ısı transfer yüzeyi ile sistemdeki suyun sıcaklığı ve niteliği önem arz etmektedir.
Sistemden gelen suyun, kule içerisinde daha uzun süre tutulması ve daha geniş alana yayılarak daha fazla
sıcaklık değişimleri sağlayabilmesi kullanılacak dolgu tipi ve malzemesi ile ilgilidir. Soğutma kulelerinde genel
olarak sıçratmalı tip, film akış ve tel kafes (bigudi) olmak üzere üç farklı tipte dolgu malzemesi kullanılmaktadır.
Son yıllarda yapılan soğutma kulelerinde, performans açısından metal ve alüminyuma yakın özellikler
göstermesi, paslanma durumunun olmaması ve üretim maliyetlerinin alüminyuma göre daha ucuz olması
nedeniyle dolgu malzemesi olarak PVC tercih edilmektedir. Bu çalışmanın amacı ters akımlı soğutma
kulelerinde farklı sıcaklık ve debide akan hava ve su akışını deneysel olarak incelemek suretiyle optimum
çalışma aralığını bulmaktır. Bu çalışmada soğutma kulesinin esas malzemesi (odunsu) yanında metal (siyah sac)
ve alüminyum olmak üzere iki çeşit dolgu malzemesi kullanılarak en etkin malzemenin tespit edilmesi
hedeflenmiştir. Deneyler neticesinde metal dolgu malzemesinin en etkili malzeme olduğu ancak bu malzemenin
paslanma özelliğinden dolayı dolgu malzemesi olarak kullanılmayacağı, bu sebeple bunun yerine metal
malzemeye benzer özellikler gösteren paslanmayan alüminyum malzeme kullanılması uygun olacağı tespit
edilmiştir.
Anahtar Sözcükler: Soğutma Kulesi, Dolgu malzemesi, Etkinlik, Ters Akım
PERFORMANCE ANALYSIS OF REVERSE FLOW COOLING TOWER
Abstract: Cooling towers are widely used systems which transfer heat and mass. Different types of packing
materials can be used in the manufacture of this system. The heat transfer surface, temperature and the nature of
the water in the system are important in the selection of the packing material used in cooling towers. The longer
retention time in the tower and providing more temperature changes by spreading over a larger area of the water
coming from the system are related to the type and material of packing. In general, splash type, film stream and
wire mesh (curler) to three different types of packing materials are used in the cooling tower. In recent years, in
the cooling tower PVC is preffered as packing material in terms of showing properties as performance close to
metal and aluminum, the absence of the corrosion situation and production costs due to less expensive than
aluminum. The purpose of this study is to find the optimum operating range by examining flowing air and water
at different temperatures and volume experimentally in the counterflow cooling towers. In this study, it was was
aimed to determine the most effective material as well as the primary material (woody) of the cooling tower, by
using two types of packing material as metals (mild steel) and aluminum. In the result of experiments, it was
determined that metal packing material is most effective material but this material can not be used as the packing
material because of corrosion property, therefore, rustproof aluminum material, which attributes similar
properties to metal material, is suitable for use, instead.
Keywords: Cooling Tower, Packing Material, Efficiency, Counter Flow
153
DİKEY TİP İÇECEK SOĞUTUCUSUNUN PERFORMANSININ SAYISAL
İNCELENMESİ
Fazıl Erinç YAVUZ*, Dursun ÇALIŞKAN*, Esra ÖZCAN*, Mehmet Akif EZAN*,
İsmail Hakkı TAVMAN*
*Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Makina Mühendisliği Bölümü, Buca, İzmir
[email protected]; [email protected]
Özet: Günümüzde enerji verimliliği yüksek tasarımlara artan talep, firmaları enerji tüketimi düşük ürünler
geliştirmeye yöneltmektedir. Bu amaçla bu çalışmada dikey tip bir içecek soğutucusunun performansının
arttırılmasına yönelik çeşitli senaryolar sayısal olarak incelenmiştir. Ele alınan soğutucunun yüksüz durumuna ait
iç akış ve sıcaklık davranışları ANSYS-FLUENT paket programıyla elde edilmiştir. Soğutucunun iç sıcaklık
dağılımının iyileştirilmesi amacıyla evaporatör bölgesinde faz değişim malzemesi (FDM) kullanılmıştır. FDM
uygulanmasının sistem performansı üzerine etkisi incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Faz değişim malzemesi, soğutucu, evaporatör, soğutma sistemi, enerji tüketimi, sayısal
analiz
NUMERICAL INVESTIGATION ON PERFORMANCE OF VERTICAL TYPE
BEVERAGE COOLER
Abstract: The increasing demand on high performance designs forces companies to develop products
consuming low energy. In this regard, this study numerically investigates different cases to improve the energy
performance of a vertical type beverage cooler. Flow and thermal characteristics of the empty cooler were
obtained by commercial CFD software ANYSY- FLUENT. A cavity with phase change material (PCM) was
placed on the rear side of the evaporator to regulate the temperature distribution inside the cooler. Furthermore,
the influence of the utilization of PCM on the system performance was investigated.
Keywords: Phase change material, cooler, evaporator, cooling system, energy consumption, numerical analysis
154
BİR OTELDE UYGULANAN ABSORPSİYONLU SOĞUTMA SİSTEMİNİN
İNCELENMESİ
Gökhan ÖZKAN*, Özay AKDEMİR**, Ali GÜNGÖR**
* İzmir Rafineri Müdürlüğü Atatürk Mah. İnönü Bulvarı No: 52
35800 Aliağa-İzmir, [email protected]
** Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35100 Bornova, [email protected], [email protected]
Özet: Gelişen teknoloji ve dünya nüfusundaki hızlı artış ile enerji ihtiyacı sürekli olarak artmaktadır. Buna
karşılık Türkiye ve dünya büyük bir enerji dar boğazı içerisindedir. Yaz sezonunda klima sistemlerinin yoğun
kullanılması ile elektrik tüketimi aşırı derecede artmaktadır. Elektrik santrallerinin bu ihtiyaca karşılık
verememesi ile birçok bölgede elektrik kesintileri ve aşırı yüklenmeden kaynaklanan arızalar meydana
gelmektedir.
Absorpsiyonlu soğutma sistemlerinin kullanılması ile atık ısı, LPG, doğalgaz ve yenilenebilir enerji kaynağı olan
güneş enerjisi ve jeotermal enerji gibi enerji kaynakları ısı kaynağı olarak kullanılabilmektedir. Bu sayede
soğutma yükleri karşılanabilmekte ve elektriğe olan ihtiyaçlar yaz dönemlerinde azaltılabilmektedir.
İzmir Aliağa ilçesinde yer alan, 2010 yılında hizmete giren 60 odalı bir otelde sıcak su, ısıtma ve soğutma
ihtiyaçları doğalgaz ile sağlanarak enerji tasarrufu ve çevreye duyarlı bir yapı izlenmektedir. Bu çalışma
kapsamında, otelde kurulu olan absorpsiyonlu soğutma sistemi detaylı olarak incelenmiş ve termodinamik
analizi gerçekleştirilmiştir. Yaz dönemi boyunca soğutma ihtiyacının absorpsiyonlu soğutma sistemleri
tarafından karşılanması durumu ekonomik olarak irdelenmiştir.
Anahtar Kelimler: Absorpsiyonlu soğutma, soğutmada doğalgaz kullanımı.
INVESTIGATION OF AN ABSORPTION REFRIGERATION SYSTEM FOR A
HOTEL APPLICATION
Abstract: Energy demand in the world is continously increased due to improved technology and increasing
world population. In contrast, in Turkey and world is set in a major energy bottleneck. The demand for air
conditioning is increased in the summer seasons, so the utilisation of electrical energy is also increased
proportionally. These high demands may even cause electrical shortages and overloading if power plants can not
supply for these additional demands.
Waste heat, LPG, natural gas and renewable energy resources such as solar energy and geothermal energy can be
utilised to supply heat energy demand to the absorption refrigeration systems. Therefore cooling loads can be
met and demands for the electrical power could be decreased for summer seasons.
Hot water, heating and air conditioning requirements of a hotel, with 60 rooms located at Izmir Aliaga region,
supplied by natural gas since 2010. The hotel utilises energy efficient and environmentally friendly energy
systems, one of which is an absorption air conditioning system. In this study, absorption cooling system installed
in the hotel has been investigated in detail and thermodynamic analysis is performed. The cooling demand met
by the absorption cooling systems during the summer period is economically analyzed.
Keywords: Absorption cooling, the use of natural gas for cooling.
155
BİR EV TİPİ BUZDOLABININ İLERİ EKSERJİ ANALİZİ
Emin AÇIKKALP*, Arif HEPBAŞLI**, Hikmet KARAKOÇ ***
*Bilecik Ş.E. Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine ve İmalat Mühendisliği bölümü
11210Güşümbe, Bilecik, [email protected]
** Yaşar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
35100Bornova, İzmir, [email protected]
*** Anadolu Üniversitesi Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi Uçak Gövde - Motor Bakım Bölümü
26555Eskişehir, [email protected]
Özet: Ev tipi buzdolapları çoğu gelişmiş ülkede evsel uygulamalarında en yüksek elektrik kullanımına sahiptir.
Bu sebeple enerji verimliliği iyileştirmelerinde hedef haline gelmiştir. Ev tipi buzdolaplarında enerjetik
değerlendirmeler literatürde çok sayıda bulunmasına karşın, ekserjetik değerlendirmelerin sayısı oldukça
sınırlıdır. Bunlara ek olarak, bu çalışmanın yazarlarının bugünkü bilgisine göre,ev tipi buz dolaplarında gerçek
verinin kullanıldığı ileri ekserji analizine dair herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır.
Bir ev tipi buz dolabı ileri ekserji analizi metodu ile ilk olarak ekserji yok oluşlarını içsel, dışsal, kaçınılabilir ve
kaçınılamaz olmak üzere dört ana parçaya bölerek incelenmiştir. Daha sonra,bütün bileşenlerin bileşik ekserji
yok oluşları belirlenmiştir. Son olarak, ekserji ve ileri ekserji değerleri birbiriyle kıyaslanmıştır. Sistemin
geliştirme potansiyeli % 31,3 tür. Sistemdeki bileşenlerin arasındaki etkileşimler % 57,3 olarak bulunmuştur.
Anahtar Kelimler: ekserji analizi, ileri ekserji analizi, ev tipi buzdolabı.
ADVANCED EXERGY ANALYSIS OF A HOUSEHOLD REFRIGERATOR
Abstract: Residential refrigerators are the largest domestic use of electricity in most developed countries, and
have become a target for efficiency improvements. Although numerous studies have been conducted on the
energetic aspects of house hold refrigerators and refrigeration systems in the literature, studies dealing with
exergetic aspects of household refrigerators are a few in numbers. In addition, no studies on advanced exergy
analysis of household refrigerators have appeared based on the actual operational data in the open literature to
the best the authors’ knowledge.
In the advanced exergy analysis method, a household refrigerator is investigated by dividing exergy destructions
into four basic parts, namely endogenous, exogenous, avoidable and unavoidable exergy destruction rates first.
The mexogenous exergy destructions for all components in the refrigerator are then determined. Finally, the
conventional and advanced exergy values are compared with each other. Improvement potential of the system is
31,3 %. Relations between components are determined as 57.3 %.
Keywords: exergy analysis; advanced exergy; household refrigerators.
156
ÇİFT KADEMELİ ABSORBSİYONLU- BUHAR SIKIŞTIRMALI KASKAD
SOĞUTMA ÇEVRİMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI
Canan CİMŞİT* ve İlhan Tekin ÖZTÜRK**
*Kocaeli Üniversitesi, Gölcük MYO, Gölcük-Kocaeli [email protected]
**Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Umuttepe-Kocaeli
[email protected]
Özet: Absorbsiyonlu soğutma sistemleri güneş enerjisi, jeotermal enerji ve endüstriyel tesislerin atık ısıları
rahatlıkla kullanılabilmesinde ön plana çıkmaktadırlar. Bu soğutma sistemlerinin performans katsayısı (COP)
değerini yükseltmek için farklı yöntemler geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biri çift kademeli absorbsiyonlu
soğutma sistemlerini kullanmaktır. Absorbsiyonlu soğutma sistemleri buhar sıkıştırmalı çevrimlerle kaskad
birleştirilmeleri sonucu buhar sıkıştırmalı çevrimlerin elektrik tüketimleri yarı yarıya azaltılmaktadır. Bu
çalışmada absorbsiyonlu–buhar sıkıştırmalı kaskad çevriminin performansını iyileştirmek için absorbsiyonlu
kısmının paralel ve seri akışlı çift kademeli olarak çalıştırılması tasarlanmıştır. Akışkan olarak absorbsiyonlu
kısımda LiBr-H2O ve buhar sıkıştırmalı kısmında da R-134a soğutucu akışkan çiftlerinin kullanıldığı kabul
edilmiştir. Teorik olarak termodinamik analizi yapılan iki ayrı kaskad çevrimin tek kademeli absorbsiyonlu–
buhar sıkıştırmalı kaskad çevrimi ve klasik buhar sıkıştırmalı soğutma sistemi ile karşılaştırılmıştır. Analiz
sonuçlarına göre paralel akışlı çift kademeli absorbsiyonlu-buhar sıkıştırmalı kaskad çevriminin COP çevg değeri,
seri akışlı çift kademeli kaskad soğutma çevriminin COP çevg değerinden % 5, tek kademeli kaskad soğutma
çevrimine göre de % 38 daha fazla olduğu elde edilmiştir. Ayrıca evaporatörde en yüksek ekserji kaybı meydana
gelmiştir.
Anahtar kelimeler: Soğutma, absorbsiyon, kaskad, termodinamik analiz.
COMPARISON OF TWO STAGE ABSORPTION-VAPOR COMPRESSION
CASCADE REFRİGERATION CYCLES
Abstract:Absorption cooling systems come to the fore in use easily of solar energy, geothermal energy and
waste heat of industrial plants. The different methods have been developed to increase the coefficient of
performance the value (COP) of this cooling system. One of these methods is to use dual-stage absorption
cooling systems. When the absorption and vapour compression cycles are combined as cascade the consumed
compressor work can be reduced considerably. In this study, the absorption part has been designed to improve
the performance of absorption-vapour compression cascade cycle as parallel and serial flow two-stage. For the
two-stage absorption-vapour compression cascade cycle working fluid used R-134a for vapour compression
section and LiBr-H2O for absorption section. The new cycles have been compared with single-stage absorptionvapour compression cascade cycle and one stage vapour compression refrigeration cycle. The results show that
the general coefficient of performance (COP cyclegen) of parallel flow stage absorption-vapour compression
cascade cycle is 5 % more than the serial flow double stage cascade refrigeration cycle and is 38 % more than
single-stage cascade refrigeration cycle. Alo, the highest exergy loss occurs in the evaporator.
Key words: Refrigeration, absorption, cascade, thermodynamic analysis.
157
PLAKALI ISI DEĞİŞTİRİCİSİ TASARIM PARAMETRELERİNİN ISI
TRANSFER AKTARIMINA ETKİSİNİN NÜMERİK YÖNTEMLER İLE
İNCELENMESİ
Mustafa SEVİM* ve Lütfiye ALTAY**
*Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35040 Bornova, İzmir,[email protected]
**Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35040 Bornova, İzmir, [email protected]
Özet: Bu çalışmada farklı tasarım parametreleri kullanılarak (akışkan giriş ve çıkış konumları, akış düzenleri
vb.) oluşturulan plakalı ısı değiştiricisi CAD tasarımına uygun matematiksel modeller ve akış-ısı transfer
analizleri oluşturularak, parametre değişiminin ısı değiştiricisinin ısıl verimi üzerine etkileri incelemektir. Bu
inceleme sonucu aynı sıcak akışkan giriş koşullarında, soğuk akışkana daha fazla ısı transfer edilebilecek en
uygun tasarım belirlenip optimizasyon yapılmıştır. Solidworks programı kullanılarak her seferinde tek bir
tasarım parametresi değiştirilerek 2 farklı plakalı ısı değiştiricisi geliştirilmiştir. Sanayide kullanılan eşanjörler
temel alınarak geliştirilen 2 ayrı plakalı eşanjör tasarımı için 4 farklı model oluşturulmuştur. Matematiksel model
oluşturulurken ısı transferi denklemleri, akış düzeni (laminar ve türbülans) denklemleri, ısı değiştirici
geometrilerine ve sınır şartlarına uygun olarak kullanılarak ANSYS Fluent analizleri her bir ısı değiştirici modeli
için karşılaştırılmış ve bu sayede en uygun plakalı eşanjör konfigürasyonu elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Isı değiştirici, ısı geçişi, ısıl verim
EFFECT OF DIFFERENT DESIGN PARAMETERS ON THERMAL EFFICIENCY
OF THE HEAT EXCHANGER
Abstract: In this paper, effect of different design parameters on thermal efficiency of the heat exchanger is
investigated by changing design parameters (entrance and exit locations of fluid, flow layout etc.) and
performing flow-heat analysis with mathematical models based on CAD design. Optimization of most
appropriate design that will enable more heat transfer to he cold fluid at the same hot fluid inlet conditions is
performed. Two different plate heat exchanger design are developed by changing desing parameters one at a
time using Solidworks. Four different models have been created for the two different plate heat exchanger
designs based on heat exchangers used in industry. Heat transfer equations, flow layout Eşuations (laminar or
turbulent) are solved with boundary conditions and results have been compared by ANSYS FLUENT analysis to
obtain the most suitable plate heat exchanger configuration.
Keywords: heat exchanger, heat transfer, thermal efficiency
158
ÇAPRAZ AKIŞLI ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ İÇİN AKIŞA UYGUN BİR ISI
DEĞİŞTİRİCİSİ BORUSU
Eyüb CANLI*, Sercan DOĞAN**, Muammer ÖZGÖREN**, Özgür SOLMAZ*, Gökhan ÖZŞEKER***
* Selçuk Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 42003 Konya, Türkiye,
[email protected] , [email protected]
** Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 42003 Konya, Türkiye,
[email protected] , [email protected]
*** Arçelik Buzdolabı A.Ş., Eskişehir, Türkiye, [email protected]
Özet: Çapraz akışlı ısı değiştiricilerinde ısı transferi ve basınç düşüşü performansının iyileştirilmesi için dikkate
alınması gereken tasarım parametrelerinden biri de ısı değiştirici borularının kesit geometrileridir. Bu çalışma dış
akışta akışa uygun bir geometri olan elips geometrisinin iç akış performansının çift fazlı akış durumunda farklı
çap oranlarına göre nasıl değiştiğini incelemektedir. Soğutucu akışkan olarak R600a seçilmiştir. İnceleme
literatürdeki deneysel eşitlikler ve soğutucu akışkana ait termofiziksel özellikler kullanılarak yapılmıştır. Isı
değiştirici borusu kesit geometrisi için dairesel geometriden başlanarak farklı çap oranlarındaki elips
geometrileri ile devam edilmiştir. Elips geometrilerinin büyük çapının küçük çapa oranı 1.5 den başlanarak 2,
2.5, 3, 3.5, 4 ve 4.5 e kadar incelenmiştir. Boru içi akıştaki Reynolds sayısının 50-500 aralığı için yapılan
incelemelerde kaynama kaynaklı 8 kata varan taşınım katsayısı artışının değişimi, eş değer hidrolik çapa göre
değişen Reynolds sayıları ile literatürde verilen deneysel eşitlikler yardımıyla hesaplanmış ve iç akıştaki ısı
taşınım katsayılarının kuruluk derecesine göre değişimi diğer parametreleri de dikkate alarak sunulmuştur.
Sonuçlar boru eşdeğer hidrolik çapının cidar sıcaklığına önemli derecede etki ederek akışkanın kaynama
sıcaklığı ile arasındaki farkın düşmesine ve kaynama rejiminin değişmesine neden olduğunu göstermektedir.
Ayrıca hem kullanılan akışkan hem de elips boruların yerleşimi nedeniyle deneysel çalışmaya ihtiyaç duyulduğu
belirtilmiş ve çalışmanın son kısmında konuyla ilgili önermelerde bulunulmuştur.
Anahtar Kelimler: Elips, çift fazlı akış, ısı değiştirici, ısı transferi, ısı taşınım katsayısı, kaynama, R600a.
A FAVORABLE HEAT EXCHANGER TUBE FOR THE CROSS FLOW HEAT
EXCHANGERS
Abstract: One of the design parameters for improvement of heat transfer and pressure drop performance of the
cross flow heat exchangers is cross section geometry of the heat exchanger tubes. This work focuses on the
alteration of internal flow performance of ellipse geometry that is a favorable geometry for external flow for the
two phase fluids according to the different axis ratios of the ellipse. R600a was selected as the refrigerant.
Examination was conducted by means of empirical correlations from the specific literature and using thermo
physical properties of refrigerant R600a. For the cross section geometry of the heat exchanger tube, it was started
from circular cross section and continued with elliptical cross sections having major to minor axes ratios of 1.5,
2, 2.5, 3, 3.5, 4 and 4.5. Investigations for the Reynolds number between 50-500 were done in order to obtain the
effect of enhanced convection coefficient about eight times the normal one to heat transfer was calculated via
literature correlations using the Reynolds number defined according to the hydraulic diameter of the tubes and
convection coefficients for the internal flow changing according to the vapor quality was presented considering
all the parameters. The results revealed that equivalent hydraulic diameter caused a decrease of temperature
difference between saturation temperature and wall temperature and a change in boiling pattern by affecting wall
superheat at an important level. Additionally, experimental results were denoted as they are needed due to the
refrigerant and orientation of ellipse tubes and some propositions were made about the topic at the end of the
text.
Keywords: Ellipse, two phase flow, heat exchanger, heat transfer, convection coefficient, boiling, R600a.
159
OTOMOTİV ÖN CAM BUZ ÇÖZME PERFORMANSININ SAYISAL OLARAK
MODELLENMESİ VE BUZUN ERİMESİNE ETKİ EDEN PARAMETRELERİN
İRDELENMESİ
Serhan TATAR* ve Levent KAVURMACIOĞLU**
* İstanbul Teknik Üniversitesi Makina Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
34437 Gümüşsuyu, İstanbul, [email protected]
** İstanbul Teknik Üniversitesi Makina Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
34437 Gümüşsuyu, İstanbul, [email protected]
Özet: Otomobil iklimlendirme sisteminin geliştirilmesinde sürücü ve yolcu güvenliği en önemli parametre
olarak görülmektedir. Özellikle şiddetli soğukların olduğu kış aylarında ön cam üzerinde buz ve buğu
tabakasının oluşumu sürücü görüş alanını kısıtlamakta ve sürücünün dikkatini dağıtmaktadır. Bu nedenle
otomobil kalorifer sisteminin buz çözme performansı araç klima sisteminin tasarımında önemli bir yere sahiptir.
Bu çalışma kapsamında basitleştirilmiş iki boyutlu bir model üzerinde buzun erimesi zamana bağlı olarak
incelenmiştir. Model üzerinde buz tabakasının kalınlığı sabit kabul edilmiş ve sistem performansı buzun erimesi
ile değil buz tabakası içerisindeki sıvı oranının takip edilmesi ile belirlenmiştir. Fluent 15.0 programı yardımıyla
entalpi-porozite yöntemi kullanılarak türbülans modelinin, çözüm ağ yapısının, üflenen hava jetinin cama
çarpma açısının, cam üzerindeki buz kalınlığının ve kabin duvarlarındaki ısıl sınır şartının buzun erimesine olan
etkileri ayrı ayrı irdelenmiştir. İki boyutlu analizlerden sonra ağır ticari bir yol kamyonunun kabin içi, ön cam ve
hava üfleçleri modellenmiş ve analizlere üç boyutlu olarak devam edilmiştir. Kamyonun, orta ekseninden
simetrik olduğu kabul edilmiştir. Yapılan analizlerin sonuçları modellenen yol kamyonunun soğuk odada
yapılmış test sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Yarım kabin modeli yaklaşımından dolayı cam üzerinde buz her iki
tarafta da aynı sürede erimiştir ve erime hızının sürücü tarafında test sonuçlarından farklılaştığı tespit edilmiştir.
Her ne kadar sürücü tarafında farklılaşma olsa da kurulan modelin soğuk oda testlerine gerek kalmadan
iklimlendirme sistemi tasarımının ilk aşamalarında kullanılabileceği ortaya konmuştur.
Anahtar Kelimler: Ön Cam Buz Çözme Performansı, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD), Entalpi –
Porozite Yöntemi.
NUMERICAL MODELING OF WINDSHIELD DE-ICING PERFORMANCE AND
PARAMETRIC EVALUATION OF ICE MELTING PROCESS
Abstract: The safety and thermal comfort of automotive passenger has been considered the most significant
factors in developing the automotive air conditioning system. Especially the icing on the windshield in the
severe cold season is a main cause of veiling the passenger’s view and disturbing the driving. Therefore, the
performance of automotive defroster is important in the design of an air conditioning. In the present study,
transient de-icing simulation has been performed on a simplified 2D cabin model. The thickness of ice layer was
assumed to be constant and defroster performance has been evaluated by following the liquid fraction in ice layer
instead of ice melting visualization. An enthalpy-porosity technique is used in FLUENT 15.0 to examine the
effects of turbulence models, grid systems, air jet impingement angle, ice thickness over windshield surface and
thermal boundary conditions at cabin walls on de-icing performance. After 2D simulations the fluid surface of a
heavy commercial road truck included defroster nozzles, windshield and passenger cabin are modelled and 3D
analysis were performed. Cabin was assumed symmetric through the center line. CFD analyses were compared
with the cold room de-icing tests results of modelled heavy commercial road truck. Since half cabin model was
used the ice melting time for both driver and passenger side is same but the de-icing profile on driver side
differed from the tests results. Although there is a differentiation on the driver side, de-icing model can be used
at early stages of air conditioning system design prior to full scale climatic wind tunnel tests.
Keywords: Windshield De-Icing Performance, Computational Fluid Dynamics (CFD), Enthalpy-Porosity
Method.
160
MİKROELEKTRONİK AYGITLARIN DÜŞÜK SICAKLIKTA ŞEKİL
DEĞİŞTİRMELERİNİN İNCELENMESİ
Eyüp Can BALOĞLU*,**, Tuba OKUTUCU-ÖZYURT*, Zafer DURSUNKAYA*
*Makina Mühendisliği Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Dumlupınar Bulvarı, No:1, Çankaya,
06800, Ankara
**Aselsan Elektronik Sanayi ve Ticaret A.Ş., Çankırı Yolu 7. Km, Akyurt, 06750, Ankara
Özet: Kriyojenik sıcaklıklarda (120 K’den daha düşük) ve vakum koşullarında çalışan mikroelektronik aygıt
yapılarının yüzey eğriliği ve ısıl gerilim davranışlarının belirlenmesi, bu bileşenlerin tasarımı için oldukça
önemlidir. Bu aygıtların çalışma ve depolama sıcaklıkları arasında büyük farklılıklar bulunmaktadır. İlgili yapı
içerisinde farklı ısıl genleşme katsayılarına sahip malzemeler kullanıldığında, çalışma ve depolama sıcaklık
farklarının da etkisiyle malzemeler üzerinde ısıl gerilim oluşmakta; malzemeler üzerinde eğrilik (warpage)
olarak adlandırılan yüzey profil değişiklikleri gözlemlenmektedir. Eğrilik, kısa ve uzun vadede elektronik
bileşeni çalışamaz duruma getirmektedir. Bu çalışmada, farklı yapı örnekleri kullanılarak çeşitli parametrelerin
eğrilik değerine etkisi deneysel ve sayısal yöntemlerle incelenmiştir. Testlerde, mikroelektronik aygıtlarda
yaygın olarak kullanılan seramik, metal ve yarıiletken malzemeler kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar için
interferometrik ölçüm yöntemleri belirlenmiş; bir Fizeau interferometre ile yüzey topoloji ölçümleri yapılmıştır.
Fizeau interferometrede girişim saçaklarını elde etmek için 633 nm dalga boyunda (He-Ne) lazer
kullanılmaktadır. İlgili test düzeneğindeki ölçüm hatalarının kaynakları belirlenmiştir. Belirlenen her bir etkenin
ölçüm hatasındaki payı yine deneysel ve sayısal çalışmalarla incelenmiştir. Bu çalışmalara göre test düzeneği
kararlı duruma eriştiğinde optik uzaklığın değişmesi nedeniyle 91,1 nm, BK7 optik penceresinin yüzey
topolojisinden kaynaklı 27,2 nm, BK7 optik penceresinin eğimine bağlı olarak ölçülen 44,5 nm, optik pencerenin
bir tarafının vakum altında olması sebebiyle şekil değiştirmesinden kaynaklı hata ise 65,5 nm olarak
belirlenmiştir.
Anahtar Kelimler: Mikroelektronik aygıt, yüzey bükülmesi, test düzeneği, kriyojenik.
161
AKIŞKANLAR MEKANİĞİ
162
MANYETİK SOĞUTMA SİSTEMİNİN SAYISAL İNCELENMESİ
Çağrı METİNa, Murat KARAb, Mehmet Akif EZANc, Orhan EKRENd, Ahmet YILANCId
a
Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Bornova, İzmir, [email protected]
b
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
Urla, İzmir, [email protected]
c
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Buca, İzmir, [email protected]
d
EgeÜniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü
Bornova, İzmir, [email protected], [email protected]
Özet: Günümüzde manyetik soğutma sistemleri geleneksel soğutma sistemlerine göre verimlilik ve çevresel
etkiler açısından umut verici olmaktadır. Bu çalışmada, manyetik soğutma sistemi ticari bir yazılım olan sonlu
hacimler çözücüsü ANSYS-Fluent yardımı ile modellenmiştir. Farklı geometrik tasarımlar ve sınır koşullar için,
sistemin soğutma performansı sayısal olarak incelenmiştir. Sonuç olarak manyetik soğutma sisteminin en etkili
tasarım parametreleri belirlenmiştir. Buna göre, mevcut sistem için akış periyodunun en fazla 10.2 s, akışkan
tipinin etilen-glikol ve akışkan hızının 0.004676 m/s olması durumunda etkin soğutma sağlanmıştır.
Anahtar Kelimler: Manyetik Soğutma, Manyeto-kalorik Etki, Sonlu hacimler yöntemi.
NUMERICAL ANALYSIS OF A MAGNETIC COOLING SYSTEM
Abstract: Recently, magneticcooling is one of the promising approaches with regards to classical cooling
methods in terms of efficiency and environment. In this study, a magnetic cooling system has been modeling
with using a commercial finite volume solver, ANSYS-Fluent. In addition, the cooling system was optimized for
different geometrical design aspects such as variation of fluid velocity, magnetic field. As a result, the most
effective design parameter figured out the system. The optimum operation conditions were 10.2 s of flow period,
type of the fluid of ethylene-glycol and flow velocity 0.004676 m/s.
Keywords: Magnetic Cooling, Magneto-caloric effect, Finite volume analysis
163
DÜZ BİR YÜZEYE ÇARPAN SLOT HAVA JETİ DİZİSİNDE BASINÇ
DAĞILIMLARININ DENEYSEL İNCELENMESİ
Yücel ÖZMEN*ve Gökhan İPEK**
Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü,
61080 Trabzon, [email protected]
**
Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü,
61080 Trabzon, [email protected]
*
Özet: Bu çalışmada sınırlandırılmamış ve sınırlandırılmış slot jet dizilerinin düz bir yüzeye çarpması ile oluşan
akış alanları deneysel olarak incelenmiştir. Lüle merkezleri arasındaki açıklığın S/W=9 değeri için, Reynolds
sayısının 5000-15000 değerlerinde ve lüle-levha arası açıklığın (H/W) 1-6 değerlerinde yapılan ölçümler
sonucunda çarpma levhası ve sınırlayıcı levha yüzeylerinde basınç dağılımları elde edilmiştir. Jet sınırlamasının,
Reynolds sayısının ve lüle-levha arası açıklığın basınç dağılımları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Hem çarpma
levhası hem de sınırlayıcı levha üzerindeki basınç dağılımlarının Reynolds sayısından bağımsız olduğu, lülelevha arası açıklıktan ise büyük ölçüde etkilendiği görülmüştür. Jet sınırlaması özellikle düşük lüle-levha
açıklıklarında akış alanında belirgin farklılıklar oluşturmaktadır. Sınırlandırılmamış jet durumun için basınç
dağılımlarında herhangi bir ortam altı basınç bölgesi gözlenmezken, sınırlandırılmış jet durumunda hem çarpma
levhası üzerinde hem de sınırlayıcı levha üzerinde yaklaşık aynı konumlarda oluşan farklı ortam altı basınç
bölgeleri meydana gelmektedir.
Anahtar Kelimeler: Ortam altı basınç bölgesi, Basınç katsayısı, Sınırlandırılmamış, Sınırlandırılmış, Çarpan
slot jet dizisi
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PRESSURE DISTRIBUTION FOR AN
ARRAY OF AIR SLOT JETS IMPINGING ON A FLAT SURFACE
Abstract: In this study, an experimental study is carried out to investigate flow fields of unconfined and
confined arrays of slot jets issuing from the lower surface and impinging normally on the upper surface. Pressure
distributions on the surfaces were obtained for the nozzle-to-plate spacing (H/W) of 1-6 and for the Reynolds
numbers in the range of 5000-15000 at the jet-to-jet centerline spacing (S/W) of 9. The effects of jet
confinement, Reynolds number and nozzle-to-plate spacing on the flow structure were investigated. It is
observed that the surface pressure distributions on both impingement and confinement plates are independent
from the Reynolds number, while they have been largely affected from the nozzle-to-plate spacing. Jet
confinement causes a considerable difference at the flow field especially for small nozzle-to-plate spacings.
Subatmospheric regions are not observed for unconfined jet. However different types of subatmospheric pressure
regions occur on both impingement and confinement plates for confined jet.
Keywords: Subatmospheric region, Pressure coefficient, Unconfined, Confined, Array of impinging slot jets
164
HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ (HAD) İLE OTOMOBİL SİS FARI
İÇİNDE GERÇEKLEŞEN ISI TRANSFERİ TİPLERİNİN VE ETKİLERİNİN
İNCELENMESİ
K. Furkan SÖKMEN*,, Nurettin YAMANKARADENİZ**, Salih COŞKUN**
*Bursa Teknik Üniversitersi, Doğa Bilimleri Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
Gaziakdemir Mah. Mudanya Caddesi No:4/10 Osmangazi, Bursa
**Uludağ Üniversitesi, Teknik Bilimler Meslek Yüksek Okulu, Elektrik ve Enerji Böl.,
İklimlendirme ve Soğutma Teknolojisi Prog., 16059, Görükle, Bursa
Özet: Otomotiv aydınlatma sistemlerinde plastik malzeme kullanımının yaygınlaşması far bileşenleri içinde
beklenmedik ısıl problemlerin oluşmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle farlarda ısıl yönetimin ve analizin
önemi her geçen gün artmaktadır. Bu çalışmada örnek bir sis farının içinde sıcaklık dağılımı, ısı transferi tipi ve
far bileşenleri üzerinde oluşan sıcaklık yüklerinin azaltılması yönünde araştırma yapılmıştır. Bunun için ilk
aşamada hesaplama ağından bağımsız çözüm elde edilmiştir. Analiz sonuçları test sonuçları ve literatür ile
karşılaştırılarak en uygun çözüm eleman sayısı belirlenmiştir. Test aşamasında analizler 24 ºC çevre şartlarında
yapılmıştır. Doğrulama testlerinde 4 termokupl ve termal kamera kullanılmıştır. Ortam şartları OEM
standartlarına göre 80 ºC’ye yükseltilip sis farı bileşenleri üzerinde olumsuz sıcaklık etkisi tespit edilmiştir. Sis
farı içindeki hava akışı 3 boyutlu, steady, sıkıştırılamaz ve laminar olarak kabul edilmiştir. Termofiziksel özellik
değişimleri, buoyancy ve ışınım etkisi dikkate alınmıştır. Işınım modeli için Monte Carlo yaklaşımı
kullanılmıştır. Çalışmada Ra sayısının ve geometrinin ışınımla ısı transferine etkisi tespit edilmiştir. Işınımın
lens üzerindeki olumsuz etkisinin azaltılması için ampulde siyah tepecik uygulaması ile ışınım etkisi
azaltılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Araç aydınlatma sistemleri, far, laminar doğal taşınım, radyasyon, eşlenik analiz,
hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD).
INVESTIGATION OF TEMPERATURE DISTRIBUTION AND HEAT TRANSFER
TYPES IN AN AUTOMOBILE FOG LAMP WITH COMPUTATIONAL FLUID
DYNAMIC ANALYSIS
Abstract: The increasing use of plastic materials in automotive lighting systems causes problems of thermal
load, thermal deformation and condensation inside the lighting systems because of the lamps. This study
investigated the temperature distribution and heat transfer types in an automobile fog lamp. To this aim, first, a
mesh independent solution was obtained. Then, the results were compared with consistent results obtained from
the literature and finally, validated with test results. Using thermocouples, measurements were taken from five
different points on a fog lamp. The fog lamp was tested for two hours at an ambient temperature of 24 ºC. For
the geometrical model, CATIA V5 R19 was applied and ICEM CFD was used for the meshing. In the thermal
analysis, ANSYS CFX 12.1 was employed. Air flow inside the fog lamp was assumed as steady, incompressible,
laminar and three-dimensional. Thermophysical property variations, buoyancy and radiation effects were taken
into consideration. The radiation effect is an important heat transfer type for automotive lighting systems
considering that the temperature distribution on the lens is dependent on the Ra number. Despite the complexity
of the bulb geometry and its non-isothermal surface conditions, the general flow and heat transfer characteristics
did not change and the ideal conditions of the long isothermal cylinder were maintained.
Key words: Vehicle lighting systems, head lamp, laminar natural convection, radiation, conjugate analysis,
computational fluid dynamics (CFD).
165
DAİRESEL KESİTLİ ANİ GENİŞLEMELİ BORULARDA ÇEVRİNTİLİ
TÜRBÜLANSLI AKIŞIN SAYISAL ARAŞTIRILMASI
Tahir KARASU*
*Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
Meşelik 26480, Eskişehir, [email protected]
Özet: Bu orijinal araştırma, üç farklı Reynolds sayısı için dairesel kesitli eksenel simetrik anigenişlemeli
borularda sürekli, sıkıştırılamayan, ayrımlı ve yeniden birleşmeli, karmaşık çevrintili türbülanslı akışın kapsamlı
bir çalışmasının sayısal hesaplama sonuçlarını takdim etmektedir. Hibrit yöntemiyle sonlu hacim metodunu
kullanarak, SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) algoritmasına dayanan bir bilgisayar
programı geliştirilmiştir. Standart k- türbülans modeliyle beraber, süreklilik ve momentum korunum
denklemlerinin sayısal çözümleri, iteratif bir sayısal çözüm tekniğini kullanarak sağlanmıştır. Katı cidarlar
yakınında cidar fonksiyonları kullanılmıştır. Eksenel simetrik anigenişlemeli borularda çeşitli eksenel kesitlerde,
eksenel hız, türbülans kinetik enerji, türbülans kinetik enerji kaybolma miktarı, efektif viskozite radyal profilleri,
geri akışın geometrik yeri, boru simetri ekseni boyunca simetri ekseni üzerindeki eksenel hızın değişimi, üst
cidar kayma gerilmesi, üst cidar sürtünme katsayısı dağılımları ile üst cidar statik-basınç katsayısının değişimi
için sayısal hesaplamalar sunulmuş ve deneysel ölçümlerle ayrıntılı olarak karşılaştırılmış ve incelenmiştir.
Sayısal hesaplamaların sonuçları deneysel bulgularla çok iyi uyum göstermektedir.
Anahtar Kelimler: Anigenişlemeli borularda akış, k- türbülans modeli, Hesaplamalar.
NUMERICAL INVESTIGATION OF TURBULENT RECIRCULATING FLOW
THROUGH CIRCULAR-SECTIONED SUDDEN EXPANSION PIPES
Abstract: This original research work presents the results of an extensive study of numerical investigation of
steady, incompressible, complex turbulent recirculating flow through circular-sectioned sudden expansion pipes
for three different Reynolds numbers. Employing the finite-volume method with a hybrid scheme, a computer
program based on the SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) algorithm has been
developed. Numerical solutions of the conservation equations of mass and momentum, together with the
standard k- turbulence model, are obtained using an iterative numerical solution technique. Near the solid
boundaries, wall-functions are employed. Numerical computations for radial profiles of axial velocity,
turbulence kinetic energy, turbulence kinetic energy dissipation rate, effective viscosity, axial variation of centreline velocity, locus of flow reversal, wall static-pressure coefficient, wall-shear stress and coefficient of friction
distributions along top wall of the axisymmetric sudden expansion pipe flow geometry are presented and
compared with experimental measurements. The results of numerical computations show very good agreement
with experimental data.
Keywords: Flow through sudden expansion pipes, k- turbulence model, Computations.
166
DÖNEN BİR HALKASAL BOŞLUKTA BULUNAN MANYETİK AKIŞKANIN
GALERKİN SOLENOİDAL YÖNTEMİ İLE DOĞRUSAL KARARLILIK ANALİZİ
Durmuş YARIMPAPUÇ* ve Mustafa POYRAZ**
*Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Matematik Bölümü
80070 Merkez, Osmaniye,madag @oku.edu.tr
** Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Matematik Bölümü
80070 Merkez, [email protected]
Özet:Bu çalışmada, sabit bir Ω açısal hızında dönen ve halkanın iç ve dış yüzeyleri arasında sıcaklık farkı
bulunan bir halkasal boşluktaki elektriksel olarak iletken akışkanın homojen bir B manyetik alan altındaki
konveksiyon hareketinin başladığı an sayısal benzetim yoluyla modellenmektedir. Sisteme etki eden manyetik
alan doğrultusu halka boyunca kapalı bir ilmek oluşturacak şekilde alınmıştır. Halkanın iç ve dış yüzeylerinin
kapalı sınır şartını sağladığı kabul edilmiştir. Sayısal yöntem hız ve indüklenmiş manyetik alan değişkeninin
sınır şartlarını sağlayan solenoidal baz fonksiyonları cinsinden yazılmasına dayanmaktadır. Sıcaklık değişkeni de
sınır şartlarını sağlayan baz fonksiyonları cinsinden yazılmıştır. Hareketi modelleyen kısmi diferansiyel
denklemler, çifteş baz fonksiyonları tarafından karışlanan alt uzaya Galerkin yöntemiyle yansıtılarak zamana
bağlı açılım katsayılarının evrimini modelleyen adi diferansiyel denklem sistemine indirgenmiştir. Bu işlem
sırasında, momentum denkleminde bulunan basınç terimi ortadan kalkmaktadır. Bu sistem, doğrusal akış
rejiminde Solenoidal baz ve yansıtma prosedürünü test etmek için çeşitli sayısal deneylerde kullanılmıştır.
Anahtar Kelimler: Termal konveksiyon, Dönen halka, Manyetik alan, Solenoidal bazlar, Legendre polinomları.
LINEAR STABILITY ANALYSIS OF A MAGNETIC FLUID IN A ROTATING
CYLINDRICAL ANNULUS BY USING SOLENOIDAL GALERKİN METHOD
Abstract: In this study, onset of convection motion of a electrically conducting fluid in an annular space, which
rotates with a certain angular velocity Ω and has a temperature difference between the inner and outer surface of
the annulus, is numerically simulated under a homogeneous magnetic field B. The direction of magnetic field
that affected the system is taken to be at the same direction with the annulus and forms a loop over the entire
annulus. The rigid boundary conditions are considered to provide both the inner and outersurfaces of annulus.
The numerical technique is based on solenoidal basis functions satisfying the boundary conditions for both
velocity and induced magnetic field. Theexpansion bases for the thermal field are also constructed to satisfy the
boundary conditions.The governing partial differential equations are reduced to a system of ordinary
differentialequations governing the time evolution of the expansion coefficients under Galerkin projectiononto
the subspace spanned by the dual bases. In the process, the pressure term in themomentum equation is
eliminated. This system is used in various numerical experiments in the linear flow regime to test the solenoidal
basis and reflect the procedure.
Keywords: Thermal convection, Rotating annulus, Magnetic fields, Solenoidal bases, Legendre polynomials.
167
SU TASARRUFU SAĞLAYAN İKİ KADEMELİ BATARYA TASARIMI
Hüseyin Emre ŞAHİN*, Muhammed Safa KAMER*, Ahmet KAYA*
*Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
46100 Onikişubat,Kahramanmaraş, [email protected]
Özet:Bu çalışmada, aç-kapa bataryalarda debi kontrolünün kademeli olarak sağlanması amacıyla bir mekanizma
tasarlanmış ve manuel insan gücüyle açılıp – kapatılabilen bir bataryaya uygulanmıştır. Batarya içerisine
yerleştirilen mekanizma ile batarya her açılmaya çalışıldığında kartuş açısını 14o ve 21o açılmasını sağlayarak
kademelendirmiştir.Yine batarya her kapatılmaya çalışıldığında mekanizmanın, bataryayı aynı kademe açılarına
getirerek kapatması sağlanmıştır. Bu sayede, bataryanın açılabilmesi için ne kadar kuvvet uygulanırsa
uygulansın, mekanizma kartuşu her defasında bir kademe açacak ve gereğinden fazla su akmasını önleyecektir.
Aynı zamanda kartuşun debisi mekanizma ile 2 kademeye bölündüğünden, istenildiği kadar suyun
kullanılmasını kolaylaştıracaktır. Tasarlanan bu mekanizma bataryaya uygulanmış ve kademeli bataryanın
çalışmasını test etmek için bir deney düzeneği kurulmuştur. Kurulan deney düzeneğinde yapılan deneyler
sonucunda, tasarlanan kademeli bataryada farklı debilerde oluşan basınç kayıp değerleri her 2 kademe için ayrı
ayrı elde edilmiştir. Kademeli bataryanın üç boyutlu akış analizi Ansys-Fluent programı kullanılarak, yine farklı
debilerde oluşan basınç kayıp değerleri her 2 kademe için ayrı ayrı elde edilmiştir. Basınç düşüşünün kütlesel
debiyle değişimi deneysel ve sayısal olarak elde edilmiş ve elde edilen sonuçların birbirleriyle uyumlu olduğu
tespit edilmiştir. Sonuç olarak, tasarlanan bu kademeli batarya üzerinde yapılabilecek tasarım değişikliklerinde
ve benzer uygulamalarda, deney yapmaya gerek kalmadan, Ansys-Fluent programı kullanılarak basınç kayıp
değerlerinin elde edilebileceği görülmüştür.
Anahtar Kelimler: Su Tasarrufu, Kademeli Batarya, Basınç Düşüşü, Deneysel, Nümerik.
DESIGN OF A WATER SAVING TWO STAGE FAUCET
Abstract: In this study, a mechanism has been designed and applied to a faucet, manually activated in order to
flow control. Through the mechanism placed in designed stage faucet, when the faucet each opened, the angle of
the faucet cartridge is provided with the opening 14o and 21o by mechanism. When the faucet each attempt to
shut down, the mechanism closes the faucet by the same level of angle. Thus, when force is applied for opening
the faucet, mechanism opens the cartridge one stage at each time and prevents excessive water flow. At the same
time, now that the cartridge flow rate is divided into two stages with the mechanism, it facilitates the use of
water desired. Designed mechanisms is applied to the faucet and established an experimental setup to test the
operation of the stage faucet.. As a result of experiments conducted in the established experimental setup,
pressure loss value in different flow rate in designed stage faucet were obtained each two stage. Threedimensional flow analysis of stage faucet was made using Ansys-Fluent program. The pressure drop, changes
with mass flow was obtained experimentally and numerically. And obtained results have been found compatible
with each other. As a result, the design changes that can be made on the faucet and designed in similar
applications, without the need to experiment, it was observed value of pressure losses can be obtained by using
Ansys-Fluent software.
Keywords: Water saving, Stage faucet, Pressure drop, Experimental, Numerical
168
HİBRİT TİP BAĞLANTILI TERMOPLASTİK KOMPOZİT PLAKLARDAKİ ISIL
NORMAL GERİLMELERİN BULUNMASI
Faruk ŞEN* ve Mehmet Ali ALKAN**
*Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
48100 Kötekli, Muğla, [email protected]
** Ula Ali Koçman MYO Elektrik ve Enerji Bölümü
Ula, Muğla, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, hibrit bağlantı uygulanmış termoplastik kompozit levhalarda meydana gelen ısıl normal
gerilmeler bulunmuştur. Hibrit bağlantı, birbirine paralel iki pim ve epoksi yapıştırıcı ile tasarlanmıştır.
Modelleme ve çözümler ANSYS sonlu elemanlar yazılımı kullanılmak suretiyle gerçekleştirilmiştir.
Modellemeler üç boyutlu olarak yapılmıştır. Isıl normal gerilmelerin bulunması için elastik analiz yapılmıştır.
Uygulanan farklı değerlerdeki eş dağılımlı sıcaklıkların ısıl normal gerilmelerin değerleri ve dağılımlarını
üzerine etkisi ortaya konulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, paralel pim deliklerinin çevresinde ve yapıştırıcı
bölgesinde ısıl gerilme yığılmaları gözlenmiştir.
Anahtar Kelimler: Isıl analiz, Isıl gerilmeler, FEM, ANSYS.
FINDING OF THERMAL NORMAL STRESSES ON THERMOPLASTIC SHEETS
BONDED HYBRID TYPE
Abstract: In this study, thermal normal stresses on thermoplastic composite sheets bonded with together hybrid
type were obtained. The hybrid type joint was designed both two parallel pins and epoxy adhesive. Modeling
and solution processes were done using ANSYS finite element software. Elastic analysis was applied to obtain
thermal normal stresses. Effects of different uniform temperatures on values and distributions of thermal normal
stresses were determined. According to obtained results, stress concentrations were observed around of both
parallel pin holes and adhesive zone.
Keywords: Thermal analysis, Thermal stresses, FEM, ANSYS.
169
AĞIR SİLAH NAMLULARINDA SIVI SOĞUTMA TEKNİĞİNİN SAYISAL
İNCELENMESİ
Murat AKBULUT*, Şenol BAŞKAYA**, Muammer AKÜZÜM*, Fatih GÖKTAŞ*
*
Kara Harp Okulu Makine Mühendisliği Bölümü
Çankaya,Ankara, [email protected]; [email protected]; [email protected]
**Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
Özet: Ağır silah namlularında, seri atışlar yapıldığında, sevk barutunun yanması sonucu açığa çıkan gazlardan
namlu iç yüzeyine büyük miktarda ısı transferi gerçekleşmektedir. Gerçekleşen bu ısı transferi ile birlikte, namlu
ısınmakta ve buna bağlı olarak namluda aşınmalar ve erozyon görülmektedir. Ayrıca, artan namlu iç yüzey
sıcaklığı, sevk barutunun kendiliğinden ateşlenme olayı olan cook-off riskini artırmaktadır. Bu açıdan; zamana
bağlı namlu sıcaklık dağılımının doğru modellenmesi önemlidir. Bu çalışmada, ilk olarak tanımlanan sınır
koşulları altında 155 mm’lik namlunun tek ve seri atışlardaki sıcaklık dağılımı sayısal olarak incelenmiştir.
Hesaplamalarda, Sayısal Akışkanlar Dinamiği (SAD) programı olan ANSYS 14 yazılımının Transient Thermal
çözücüsü kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar daha önceden yapılan ve deneysel sonuçlarla doğrulanmış sayısal
çalışma ile karşılaştırılmıştır.
Namlu dış yüzeyinde meydana gelen taşınım ve ışınımla olan doğal soğuma, atışlar esnasında namluya transfer
olan ısının tamamını çok uzun bir sürede çevreye transfer edebilmektedir. Bu durum, ağır bir silahın 24 saatte
atabileceği atış miktarını, yaklaşık olarak 100 atış olarak sınırlandırmaktadır. Lojistik ve personel açısından,
silahın günlük daha fazla atış yapabilmesi istenmektedir. Bu problemi çözebilmek için sıvı soğutma tekniği ağır
silah namlularında uygulanmaktadır. Bu çalışma, sıvı soğutma tekniğinin performansını arttırmak için farklı
tasarımları araştırmayı ve karşılaştırmayı amaçlamaktadır. Kanal şekli ve kanal sayısı gibi parametrelerin
soğutma üzerindeki etkisi grafikler halinde sunulmuş ve hangi şartlarda daha iyi soğutma olacağı ortaya
konmuştur.
Anahtar Kelimler: Isı transferi, Ağır silah namlusu, Soğutma tekniği.
NUMERICAL ANALYSIS OF LIQUID COOLING TECHNIQUE
FOR HEAVY WEAPON BARRELS
Abstract: When firing with heavy weapon barrel, the released gas from the burning of ammunition propellant to
the inner surface of barrel and result large amounts of heat flow into the weapon bore surfaces. Together with
this heat transfer, the barrel getting warmed up and consequently wear and erosion occur in the weapon barrel.
In addition, increasing the temperature of the inner surface of the barrel, the spontaneous fire of gunpowder
incident referred to the cook-off increases the risk. From this point of view; it is important that the correct
modelling of the temperature distribution of the barrel with time. In this study, first of all, under the defined
boundary conditions, temperature distribution of the barrel is solved numerically in the 155 mm when single fire
and sustained firing. In analysis, Computational Fluid Dynamics (CFD) software the ANSYS Transient Thermal
Solver 14 is used. The results compared with numerical studies validated by experimental data previously.
Natural cooling with the convection and radiation from the outer surface of the barrel will be able to transfer all
heat during the fire to the environment in a very long time. In this case, the heavy weapon can fire in 24 hours,
approximately 100 rounds as limits. From a logistic and personnel point of view it is desirable to fire more
rounds per day per weapon. To solve this problem, liquid cooling technology is applied in the heavy weapon
barrels. This study, in order to increase the performance of liquid-cooling technique aims to research and
compare the different designs. The effects of channel shape and number of channels such as the parameters of
cooling are presented with graphics and revealed conditions will be better for cooling.
Keywords: Heat transfer, Heavy weapon barrel, Cooling technique.
170
GÜMÜŞ TANECİK KATKILI YÜKSEK YOĞUNLUKLU POLİETİLEN
KOMPOZİTLERİN ISIL ÖZELLİKLERİ
Tuba EVGİN*, Mehmet Akif EZAN**, Erol ERBAY***, İsmail H. TAVMAN****,
Alpaslan TURGUT*****
*Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35397 Buca, İzmir, [email protected]
**Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35397 Buca, İzmir, [email protected]
***Petkim Petrokimya Holding A.Ş.,
35801 Aliaga, Izmir, [email protected]
****Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35397 Buca, İzmir, [email protected]
*****Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
35397 Buca, İzmir, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, Yüksek Yoğunluklu Polietilenin (YYPE)’in ısıl özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır.
Bu amaç için, değişik hacimsel katkılarda (%1- %5) gümüş (Ag) içeren YYPE/ Ag nanokompozitler eriyik
karıştırma yöntemi ile üretilmiştir. Hazırlanan polimer nanokompozitlere ait ısıl özellikler (özgül ısı, erime
sıcaklığı ve erime entalpisi) diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) cihazı yardımıyla incelenmiştir.
Nanokompozitlerin özgül ısı ve erime entalpisi değerleri Ag katkı oranı artıkça azalmaktadır. Fakat
nanokompozitlerin erime sıcaklık değerlerinde dikkate değer bir değişim gözlenmemektedir. Nanokompozitlerin
özgül ısı değerleri sıcaklıkla artmaktadır.
Anahtar Kelimeler: YYPE, Gümüş, Isıl özellikler, Nanokompozit
THERMAL PROPERTIES OF HIGH DENSITY POLYETHYLENE COMPOSITES
REINFORED WITH SILVER PARTICLE
Abstract: In this study, the improvement of the thermal properties of high density polyethylene was aimed. For
this purpose, HDPE/Ag nanocomposites were prepared by melt mixing in various volume fractions of filler (%1%5). Thermal properties (specific heat capacity, melting temperature and melting enthalpy) of the prepared
polymer nanocomposite were investigated using differential scanning calorimeter (DSC). Although the values of
specific heat capacity and melting enthalpy of nanocomposites decreased by increasing Ag concentration, no
remarkable change was observed in the melting temperature. The values of heat capacity of nanocomposites
increase by temperature.
Keywords: HDPE, Silver, Thermal properties, Nanocomposite
171
ESNEK BİR PARÇA EKLENEREK SİLİNDİR ETRAFINDAKİ AKIŞ YAPISININ
PARÇACIK GÖRÜNTÜLEMELİ HIZ ÖLÇME YÖNTEMİYLE İNCELENMESİ
*
**
Süleyman TEKŞİN* ve Sedat YAYLA**
Yüzüncü Yıl Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü,
65080 Zeve Kampüsü, Van, [email protected]
Yüzüncü Yıl Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü,
65080 Zeve Kampüsü, Van, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, düz platform üzerine yerleştirilen silindir arkasına esnek bir parça eklenip sınır tabakanın
etkisi ve sınır tabaka etkisinin olmadığı bölgelerdeki akış karakteristikleri yalın haldeki silindir üzerinde oluşan
akış karakteristiklerine göre parçacık görüntülemeli hız ölçme tekniği kullanılarak karşılaştırılmıştır. Deneyler,
D=60 mm çap ve esnek parça L=150 mm (L/D=2.5) boyutları sabit tutularak 2500, 5000 ve 7500 Reynolds
sayılarında yapılmıştır. Sonuçlar, hız vektörleri <V>, akım çizgileri <ψ>, girdaplar <ω>, türbülans kinetik
enerji <TKE>, değerlerinin değişimi şeklinde verilmiştir. Sonuç olarak, silindir ardında meydana gelen akış
yapısında ciddi farklılıklar elde edilmiş ve eklenen esnek parçanın belirtilen değerlerde azalmalar meydana
getirdiği saptanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Akış görüntüleme; PIV tekniği; silindir; kontrol; girdap; pasif kontrol
INVESTIGATION OF FLOW STRUCTURE AROUND CYLINDER ATTACHING
FLEXIBLE SPLITTER PLATE WITH PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY
METHOD
Abstract: In this study, flow structures of cylinder that located on a flate platform with respect to bare cylinder
were investigated by using Partical Image Velocimetry Technique (PIV). Experiments were performed by kept
constant lenght of the strip L=150 mm (L/D=2.5) and diameter for cylinder D=60 mm by changing Reynolds
number as 2500, 5000 and 7500. Velocity vectors <V>, streamline topology <ψ>, vortex <ω> and turbulent
kinetic energy values <TKE> are plotted boundary effect of boundary layer or not. Important differences are
obtained about flow structure which is behind the cylinder and attached flexible strip reduced the data.
Keywords:
Flow visulation; PIV technique; cylinder; control; vortex; passive control
172
DÜZ BİR PLAKA YAKININDAKİ KARE KESİTLİ SİLİNDİR ETRAFINDA AKIŞ
Necati MAHİR* ve Özge YETİK**
*Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü 26480
Batımeşelik, Eskişehir [email protected]
**Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü 26480
Batımeşelik, Eskişehir [email protected]
Özet: Bu çalışmada kare kesitli silindirin alt tarafına yerleştirilmiş düz bir plakanın silindir etrafındaki akışa
etkisi araştırılmıştır. Araştırmada plaka kalınlığı 0.1D değerinde, silindir yüksekliğine göre tanımlanmış
Reynolds sayısı da 150 değerinde sabit tutulmuştur. Plaka girişinin silindire uzaklığı 0D, 1D, 5D, 10D ve 15D
olacak şekilde değiştirilmiş, plaka çıkışı silindirden sonra 20D olacak şekilde sabit tutulmuştur. Çalışmada ayrıca
silindir ve plaka arasındaki uzaklık 0.3D-3D olacak şekilde değiştirilmiştir. Simulasyonda, silindirin arka
kısmındaki çevrinti eğrilerinin plaka girişinden uzaklık ve silindir-plaka arasındaki mesafe ile değişimi
incelenmiştir. Silindir üzerindeki kaldırma kuvvetine ve direnç kuvvetine plaka girişinin etkisi araştırılmıştır.
Silindir plaka girişine yakın olduğu zaman (uzaklık 1D), küçük silindir plaka aralıklarında direnç kuvvetinin
ortalamasının büyük değerler aldığı, silindir-plaka arasının artması ile azaldığı belirlenmiştir. Silindir–plaka
girişi mesafesinin büyük olduğu durumlarda ise (uzaklık 5D, 10D ve 15D); küçük silindir aralıklarında direnç
kuvveti ortalamasının küçük değerler aldığı, silindir-plaka uzaklığının artması ile arttığı belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Kare silindir, silindir plaka, daimi olmayan akış.
LEADING EDGE EFFECT OF A FLAT PLATE TO FLOW AROUND A SQUARE
CYLINDER
Abstract: The effect of the plate, located at the bottom side of the cylinder, to the flow around the cylinder has
been studied. The thickness of the plate is 0.1D, and the Reynolds number based on the cylinder width kept
constant at the value of 150. The cylinder is located =D, 1D, 5D, 10D and 15D away from the leading edge of
the plate. At the simulation; the effect of the leading edge of the plate and the effect of the gap of the cylinderplate on the vorticity structure has been studied. The effect of the leading edge of the plate on the drag force and
lift force also has been investigated. When the cylinder is close to the leading edge of the plate (distance 1D), the
mean drag force takes large values at the small gaps, it decreases as the gap increases. For the case of large
leading edge-cylinder distances (5D, 10D and 15D), mean drag force take small values and it increases as the
gap between the cylinder and wall increases.
Key Words: Square cylinder, cylinder plate, unsteady flow
173
YARI ELİPTİK BURUN YAPILARINA SAHİP SİLİNDİRİK GEOMETRİLER
ETRAFINDAKİ AKIŞ YAPISININ SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ
Mustafa KAYNARCALIOĞLU*, Muammer ÖZGÖREN**, Sercan YAĞMUR**, Faruk KÖSE**,
Levent KAVURMACIOĞLU***
* Hava Kuvvetleri Komutanlığı, 3’üncü Ana Jet Üs Komutanlığı, Konya, [email protected]
** Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, Konya, [email protected]
*** İstanbul Teknik Üniversitesi Mak. Fak. Makine Müh. Böl. 34437 Beyoğlu, İstanbul, [email protected]
Özet: Havacılık sanayi savunma, ulaştırma ve taşımacılık talebi ile genişlemekte olup, son yıllarda yüksek
teknolojili hava araçları ve savunma sistemleri üzerinde yapılan çalışmalar hızla artmaktadır. Bu çalışmada
eliptik burun yapısına sahip ogive benzeri silindirler etrafındaki akış karakteristikleri 0°, 15°, 17° ve 20° hücum
açılarında ANSYS-Fluent Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) programı kullanılarak araştırılmıştır. Ogive
geometrilerin amacı, aerodinamik sürüklenme direncini (CD) akış ayrılmasını minimize ederek düşürmektir.
Mach sayısı 0.1≤Ma≤4.0 aralığına karşılık gelen hız değerleri için ogive benzeri silindirlerin etrafındaki akış
karakteristikleri anlık ve ortalama hız vektörleri, akım çizgileri, girdaplar ve şok dalgaları k-ω türbülans modeli
ile belirlenmiştir. Ses hızına yakın Reynolds sayısının 4.6×10 6 değerinde yarı-eliptik buruna sahip geometrinin
ortalama sürüklenme katsayısı 0°, 15°, 17° hücum açılarında sırasıyla 0.296, 0.537, 0.549 iken eliptik burun
yapısına sahip geometriye göre daha düşük çıkmış olup, bu değerler 0.330, 0.621, 0.624 olarak hesaplanmıştır.
Ancak bu durumun 20° hücum açısında birbirine yakın 0.769 (eliptik burun) ve 0.776 (yarı-eliptik burun) olduğu
belirlenmiştir. Her iki geometride Ma=1.0 değerinde hücum açısı arttıkça ortalama sürüklenme katsayısı ve
kaldırma kuvveti katsayısının yüzey alanının artması sebebiyle arttığı görülmüştür. Mach sayısının 0.4≤Ma≤1.0
aralığında sürükleme katsayısının azaldığı, Ma>1.0 olduğu ses üstü değerlerde ise hücum açısının artmasıyla
sürüklenme katsayısı ve kaldırma kuvveti katsayısının arttığı ve şok dalgalarının oluştuğu görülmüştür.
Literatürde benzer çalışmaya rastlanmamakla birlikte örneğin silindir ve küre gibi küt cisimlerin aerodinamik
yapılarının incelenmesinde sürüklenme katsayısının belirli Reynolds sayısı değerinden sonra asimptotik bir
değer aldığı bilinmektedir. Bu çalışmada elde edilen eliptik geometrilerdeki C D katsayılarının yaklaşık sabit
kalması literatürle uyumlu bir eğilim gösterdiği şeklinde yorumlanabilir. İleride sayısal analizi yapılan
geometrilerin elde edilen sonuçlarının doğrulanması için model imalatları yapılarak deneysel çalışmalarla
doğrulanmasının yapılması düşünülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Eliptik burun, girdap, HAD, k-ω türbülans modeli, ogive, sürüklenme katsayısı, türbülans.
NUMERICAL FLOW CHARACTERISTICS INVESTIGATION AROUND THE SEMI
ELLIPTIC/ELLIPTIC NOSE-SHAPED CYLINDRICAL GEOMETRIES
Abstract: Aerospace industry is expanding with increasing the defense and transport demand. In recent years,
studies on new generation of high-tech aircraft, defense systems and space vehicles have been increasing rapidly.
In this study, flow characteristics around semi-elliptical/elliptical nose-shaped ogive cylinder at 0°, 15°, 17° and
20° angles of attack were analyzed using Ansys-Fluent (CFD) program, simulations were performed and
compared with each other. The purpose of the ogive cylinder is to minimize drag coefficient in aerodynamic
field. For the corresponding value in the range of Mach number 0.1≤Ma≤4.0, flow characteristics around the
ogive cylinder such as instantaneous and mean velocity, streamlines, vortices and shock waves were determined
in terms of using k-ω turbulence model. At subsonic speeds and Re=4.6×10 6, drag coefficients of semi-elliptical
nose geometry at 0°, 15°, 17° angles of attack calculated respectively as 0.296, 0.537, 0.549 and also drag
coefficients of elliptical nose geometry are 0.330, 0.621, 0.624. However, both drag coefficients at 20º angle of
attack were determined as 0.776 that was very close at the same Mach number. It has been observed that the drag
coefficient and lift force coefficient increase when the both geometries angle of attack increases at Ma=1.0. It
has been seen in shock wave that drag coefficient and lift coefficient reach an asymptotic value until sound speed
and drag coefficient decrease between 0.4≤Ma≤1.0. The studies of aerodynamic drag coefficient of the blunt
object such as cylinders and spheres are known that reached an asymptotic value after a certain Reynolds number
in literature. In this study, the drag coefficients (CD) results have been observed as compatible with the literature
that remains approximately constant. Verification of numerical analysis solutions with experimental results is
planned in future.
Keywords: CFD, drag coefficient, elliptical nose, k-ω turbulence model, ogive, turbulence, vortex.
174
YATAY MİLLİ TEK KADEMELİ SANTRİFÜJ POMPADA VERİM
İYİLEŞTİRİLMESİNİN ARAŞTIRILMASI
Osman KOCAASLAN*, Muammer ÖZGÖREN**, Muharrem Hilmi AKSOY**,
Osman BABAYİĞİT***
* Selçuk Üniversitesi Huğlu Meslek Yüksekokulu Makine Resim ve Konstrüksiyon Programı
42710 Huğlu, Konya, [email protected]
** Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
42100 Selçuklu, Konya, [email protected], [email protected]
*** Selçuk Üniversitesi Hadim Meslek Yüksekokulu Makine Resim ve Konstrüksiyon Programı
42830 Hadim, Konya, [email protected]
Özet: Bu çalışmada santrifüj tip bir pompanın salyangoz ve çarkı yeniden tasarlanarak verim iyileştirmesi
Ansys-Fluent programıyla sayısal ve deneysel olarak araştırılmıştır. Çalışmada Sempa firmasının yatay milli tek
kademeli bir santrifüj pompası kullanılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında incelenen santrifüj pompanın (mevcut
santrifüj pompa(MSP) deneysel çalışmaları yapılarak karakteristik performans eğrileri oluşturulmuş ve bu veriler
kullanılarak sayısal analizler yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonrası MSP'nın katı modelleri Solidworks
yazılımında çizilmiştir. Sayısal analiz çalışmalarında realizable k- ε türbülans modeli, standart duvar
fonksiyonları kullanılmıştır. Sınır şartı olarak santrifüj pompa giriş yüzeyinde kütlesel debi, çıkış yüzeyinde
basma yüksekliği tanımlanmıştır. Tüm ıslak yüzeyler 0.3 mm pürüzlü kabul edilmiş, çark akış hacmi ve katı
modelindeki duvar yüzeylere dairesel hareket tanımlanmıştır. MSP‘nın sayısal analiz sonuçlarıyla deneysel
çalışma sonuçları karşılaştırılmış Pompanın tasarım debisinde (Qtas=100 m3/h) deneysel ve sayısal sonuçlar
arasındaki farklılık sırası ile hidrolik verim ve basma yüksekliği için %2.79 ve %2.82 olarak belirlenmiştir.
MSP‘nin sayısal analizleri sonucunda, pompa salyangozunun çıkış bölümünde ters akışlar gözlemlenmiş ve
MSP içindeki akış yapısının düzenlenmesi için yeniden çark ve salyangoz tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çark
tasarımı sonrası mevcut pompa çarkında kanat giriş-çıkış açıları, kanat sarım açısı, kanat kalınlığı, kanat girişçıkış genişliği, çark giriş-çıkış çapları değiştirilmiştir. Salyangoz tasarımında akış kesit alan dağılımlarındaki
artışın daha lineer olması sağlanmıştır. Yeni tasarlanan pompanın tasarım debisinde pompanın hidrolik verim
değeri %67.9 dan %73.4 ve hidrolik gücün ise 5.83 kW’dan 5.72 kW’a düştüğü belirlenmiştir.
Anahtar Kelimler: Hidrolik verim, salyangoz ve çark tasarımı, santrifüj pompa, türbülans modeli
INVESTIGATE OF ENHENCEMANT EFFICIENCY AT HORIZANTAL SHAFT
CENTRIFUGAL PUMP WITH ONE STAGE
Abstract: In this study, volute and impeller of a centrifugal pump were redesigned and computationally
analyzed to improve the efficiency using Ansys-Fluent software. A horizontal shaft centrifugal pump with one
stage belonging to Sempa Company was used in this study. First, the centrifugal pump (original centrifugal
pump (MSP)) was formed by using the characteristic performance curves with experimental studies and
numerical analyses were started by using these data. After experimental studies, solid models of the MSP were
drawn using Solidworks software. Realizable k- ε turbulence model and standard wall function were used for
numerical analysis. Boundary conditions at inlet were mass flow rate and head while at the outlet were was
head. All of the wetted surfaces were assumed to have roughness value of 0.3mm and rotational motion was
defined for the impeller’s flow volume and surfaces. The results of numerical analysis and experimental studies
for the MSP were compared. At the pump’s designed volume flow rate, difference between numerical and
experimental results were respectively determined as 2.79%, 2.82% for the hydraulic efficiency and head values,
respectively. After completing the numerical analysis of the MSP, reverse flow region at the outlet section of the
pump volute was observed and then to diminish the reverse flow occurrence, the impeller and volute of the
centrifugal pump were redesigned to arrange the flow structure in the MSP. After redesigning the impeller of the
original impeller, blade inlet-outlet angles, wrap angle, blade thickness, blade inlet-outlet width, impeller inletoutlet diameter were changed. After redesigning the volute of the original impeller, increment of cross-section
area between volute and impeller were provided more linear increment variation. At design flow rate of the
redesigned pump, it was obtained that hydraulic efficiency of the pump was increased from 67.9% to %73.4%
whereas the hydraulic power of the pump was decreased from 5.83 kW to 5.72 kW.
Keywords: Hydraulic efficiency, volute and impeller designing, centrifugal pump, turbulence model
175
DAİRESEL KESİTLİ KİRİŞLER ARASINDAKİ AKIŞ ALANININ DENEYSEL
OLARAK İNCELENMESİ
Cahit GÜRLEK*
*Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
58140, Sivas, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, bir kanal yüzeyine yerleştirilmiş dairesel kesitli kirişler arasındaki akış alanı Parçacık
Görüntülemeli Hız Ölçme Yöntemi (PIV) ve Uygun Ortagonal Ayrıklaştırma (POD) metoduyla incelenmiştir.
Deneyler hidrolik çap ve ortalama kanal hızına bağlı olarak hesaplanan Reynolds sayıları; Re=2900, 8400 ve
15000 için gerçekleştirilmiştir. Zaman ortalama ve anlık akış alanları ve türbülans istatistikleri sunulmuştur.
Anahtar Kelimler: Akış ayrılması, dairesel kirişler, kanal akışı, PIV, POD.
EXPERIMENTAL STUDY OF THE FLOW FIELD BETWEEN CIRCULAR RIBS
Abstract: In this study, the flow field between circular ribs mounted to a channel wall has been investigated by
means of Particle Image Velocimetry technique (PIV) and Proper Orthogonal Decomposition method (POD).
The experiments were performed for three Reynolds numbers: 2900, 8400 and 15000, based on the hydraulic
diameter of the channel and the mean bulk velocity. The mean and instantaneous velocity fields and turbulent
statistics were depicted in detail.
Keywords: flow separation, circular ribs, channel flow, PIV, POD
176
AN EXPERIMENTAL STUDY: EFFECT OF EXCESS PIPE INNER SURFACE
ROUGHNESS ON PUMP POWER CONSUMPTION
Hasan DÜZ*
*Automotive Engineering, Technology Faculty, University of Batman, Turkey,
[email protected]
Abstract: In this study, the effect of excess pipe inner surface roughness on energy consumption was
investigated for Newtonian and single phase circular water pipe flows. In fluid distribution systems, the
impurities carried by the fluid can adhere to flow wall or the wall material can undergo a corrosion during the
service life, somehow like this effects cause the flow surface being more roughly and as a result more frictional
drag exists across turbulent flow so the effect is more energy consumption and the more cost paid. An
experimental study was carried out with four different pipe types which their materials is aluminium, copper,
steel and galvanized pipe. These pipes were detached directly from fluid distribution systems which is in service
for a so long time. In experimens, surface roghness heights of these four pipes was measured by utilizing the
relation between Darcy friction factor and static pressure drops which was measured through the experiments.
The roughness heights of these four pipes specified by the experimental way were compared with the heights of
their new manufacture pipe values. Comparision showed that these four pipes have quite highly excess
roughness according to their new ones. More energy consumption due to excess roughness was assesed for the
Reynolds number range between 15000 and 150000. Results showed that the rise in frictional head due to excess
surface roughnes have increased the pump power consumption at a considerable amound and the cost also,
especially at high Reynolds number flows.
Keyword: pipe roughness, experimental, energy consumption, pipe flow, friction factor
DENEYSEL BİR ÇALIŞMA: ARTAN BORU İÇ YÜZEY PÜRÜZLÜĞÜNÜN POMPA
GÜÇ TÜKETİMİNE ETKİSİ
Özet: Bu çalışmada, artan boru iç yüzey pürüzlülüğünün enerji tüketimine olan etkisi Newton tipi, tek fazlı
dairesel bir su boru akışı için araştırıldı. Akışkan dağıtım sistemlerinde akışkan tarafından taşınan kirlilikler
servis süresince akış duvarına yapışabilir veya duvar malzemesi korozyona uğrayabilir, her nasılsa bu gibi etkiler
akış yüzeyinin daha fazla pürüzlü olmasına neden olur sonuç ise türbülanslı akışa karşı daha fazla bir sürtünme
direncinin oluşudur bu nedenle etki daha fazla enerji tüketimi ve daha fazla maliyetin ödenmesidir. Malzemesi
aluminyum, bakır, çelik ve galvaniz olan dört farklı boru türüyle deneysel çalışma yapıldı. Bu borular, uzun
süredir çalışmakta olan akışkan dağıtım sistemlerinden doğrudan sökülmüşlerdir. Deneylerde, bu dört borunun
yüzey pürüzlülük yükseklikleri deneylerde ölçülen statik basınç düşüşü ve Darcy sürtünme faktörü arasındaki
ilişkiden yararlanılarak ölçülmüştür. Deneysel yöntemle belirlenen bu dört borunun yüzey pürüzlülük
yükseklikleri yeni imal boru değerleriyle karşılaştırıldı. Karşılaştırma, bu dört boru türünün yeni boru değerlerine
göre oldukça yüksek artan pürüzlülüğe sahip olduklarını gösterdi. Artan pürüzlülük nedeniyle olan daha fazla
enerji tüketimi 15000 ve 150000 arasındaki Reynolds sayı aralığında değerlendirildi. Sonuçlar gösterdiki artan
yüzey pürüzlülüğünün neden olduğu sürtünme direncindeki artış, pompa güç tüketimini ve maliyetini, özellikle
yüksek Reynolds sayılarında, kayda değer bir oranda artırmıştır.
Anahtar Kelimeler: boru pürüzlülüğü, deneysel, enerji tüketimi, boru akışı, sürtünme faktörü
177
GELİŞMEKTE OLAN ATIMLI AKIŞIN HİDRODİNAMİK İNCELENMESİ
*
Cemalettin AYGÜN* ve Orhan AYDIN**
Gümüşhane Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Enerji Sistemleri Bölümü
29100 Gümüşhane, [email protected];
**Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
61080 Trabzon, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, bir boru içerisindeki basınç kaynaklı hidrodinamik olarak gelişmekte olan laminer atımlı
akış sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, sonlu kontrol hacmi yöntemini esas alan ticari bir yazılım
olan FLUENT paket programı kullanılmıştır. Atımlı akış çalışmaları zaman ortalamalı Reynolds sayısının
(Re=1000 ) sabit bir değeri için gerçekleştirilmiştir. Kapsamlı parametrik çalışmalar yapılmış; farklı frekans ve
genlikler için gelişmekte olan bölgede radyal hız ve sürtünme katsayısının anlık ve çevrim ortalamalı değişimleri
elde edilmiştir.
Anahtar kelimeler: Atımlı akış, basınç kaynaklı, piston kaynaklı, frekans, genlik
HYDRODINAMIC ANALYSIS OF DEVELOPING PULSATING FLOW
Abstract: In this study, pressure-driven hydrodynamically developing pulsating laminar flow in a pipe is
examined numerically. In the numerical study, a commercial CFD package, FLUENT, is used, which is based on
the control volume approach. Detailed parametric studies are conducted, and, in follows, velocity and pressure
distributions are obtained. Using these distributions, instantaneous and cycle-averaged mean variations of the
friction coefficient are determined.
Keywords: Pulsating flow, pressure-driven, piston-driven, frequency, amplitude
178
SOĞUK İKLİM BÖLGESİNDEKİ BİNA DIŞ DUVARLARI İÇİN FARKLI YAPI
MALZEMELERİNİN ISITMA YÜKÜNE ETKİLERİ
Meral ÖZEL*
*Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
23279 Elazığ, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, Türkiye’nin en soğuk şehirlerinden biri olan Kars ilindeki bina dış duvarları için dört farklı
yapı malzemesi kullanılarak ısıtma yükleri yalıtımlı ve yalıtımsız olarak araştırılmıştır. Duvarın yapısında taş,
tuğla, beton ve gaz beton kullanılmış. Yalıtım malzemesi olarak da ekspande polistren seçilmiştir. İlk önce
yalıtımsız duvar ele alınarak güney, kuzey, doğu ve batı yönleri için her bir yapı malzemesinin ısıtma yüküne
etkileri sayısal olarak hesaplanmış. Daha sonra ise uygulamada çok kullanılan dıştan yalıtımlı bir duvar ele
alınarak artan yalıtım kalınlığına göre ısı kayıpları hesaplanmıştır. Bunun için dış ve iç yüzeyinde 2 cm lik sıva
bulunan yalıtımsız ve dıştan yalıtımlı taş, tuğla, beton ve gaz betondan oluşmuş duvar yapıları ele alınmıştır.
Yapı malzemelerinin her birinin kalınlığı 20 cm alınmış ve yalıtım malzemesinin kalınlığı ise artırılmıştır. Sonuç
olarak farklı duvar yönlerine göre aynı kalınlıkta seçilen dört farklı yapı malzemesi için ısı kayıpları yalıtımsız
ve yalıtımlı olarak hesaplanmış ve elde edilen sonuçlar grafikler halinde sunulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Dış duvarlar, Yalıtım, Isıtma yükü, İmplicıt sonlu fark metodu
EFFECTS OF DIFFERENT STRUCTURE MATERIALS ON HEATING LOAD FOR
BUILDING EXTERNAL WALLS IN THE COLD CLIMATE REGION
Abstract: In this study, the heating loads for building external walls in Kars city which is one of the coldest
cities of Turkey are investigated by using four different structure materials as insulated and uninsulated. Stone,
brick, concrete and aerated concrete were used to construct the wall structures. Expanded polystyrene as
insulation material were selected. Firstly, effects of each one structure materials on heating load are numerically
calculated for south, north, east and west oriented walls. Later, heating losses according to increasing insulation
thicknesses are also calculated for a wall insulated outside much-used in practice. Therefore, wall structures
consisted of stone, brick, concrete and aerated concrete applying plaster 2 cm in the exterior and interior surface
are considered. Thicknesses of each one of structure materials are accepted as 20 cm, and thickness of insulation
material is increased. Consequently, the heat losses are calculated as uninsulated and insulated for four different
structure materials selected at the same thickness according to different wall orientations. Then, the results
obtained are presented in graphics.
Keywords: External walls, Insulation, Heating load, Implicit finite difference method
179
ANA İŞLEMCİ SOĞUTUCUSUNUN KANATÇIKLARI ARASINDAKİ AKIŞIN
SAYISAL İNCELENMESİ
Muhammet ÖZDOĞAN*, Lütfü NAMLI*, Aydın DURMUŞ*
*Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Samsun
[email protected], [email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada; elektronik cihazların soğutulmasında kullanılan kanatçıklar arasındaki akış sayısal olarak
modellenmiştir. Modelleme hazır paket programı olan FLUENT 6.3 ile yapılmıştır. Model olarak bilgisayar
işlemcisinin soğutulmasında kullanılan kanatçıklı yapı ele alınmıştır. Kanatçıkların yüzeyinde sabit ısı akısının
olduğu ve prizmaya sabit hızda havanın girdiği kabul edilerek sayısal çözüm yapılmıştır. Kanatçığın etkisinin
tespit edilebilmesi için hız, sıcaklık ve basınç dağılımı incelenmiştir.
Anahtar Kelimler: Akış modellenmesi, kanatçık, elektronik cihazlar
NUMERICAL INVESTIGATION OF THE FLOW BETWEEN THE COOLING FINS
AT CPU
Abstract: In this study, flow between the cooling fins used in electronic devices was investigated numerically
with FLUENT 6.3 code. Fin structure that is used to cool the computer processor are studied. This fins structure
is modeled on the computer and placed into prism. It is assumed that fins surfaces have constant heat flux and
the air enters with constant velocity to the prism surface. In order to determine the effect of fins velocity,
pressure and temperature distributions were examined.
Keywords: Flow modeling, fin, electronic devices
180
ELİPS KESİTLİ ISI DEĞİŞTİRİCİ BORULARI ETRAFINDA OLUŞAN AKIŞ
YAPISININ ELİPS ÇAP ORANINA GÖRE SAYISAL İNCELENMESİ
Sercan DOĞAN*, Eyüb CANLI**, Muammer ÖZGÖREN*, Özgür SOLMAZ**, Gökhan ÖZŞEKER***
* Selcuk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 42003 Konya, Türkiye,
[email protected] , [email protected]
** Selcuk Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 42003 Konya, Türkiye,
[email protected] , [email protected]
*** Arçelik Buzdolabı A.Ş., Eskişehir, Türkiye, [email protected]
Özet: Isı değiştiricilerinde, ısı transferi ile basınç düşüşü arasında bir ilişki olduğu bilinmektedir. Bu nedenle ısı
değiştirici tasarımı yapılırken kullanılan parametrelerin optimum değerlere sahip olması gerekmektedir. Uygun
şartlarda bir ısı değiştirici tasarımı yapmak için yapılan önemli değişimlerden biri de boru kesitlerinde
olmaktadır. Yapılan çalışmada bir ısı değiştiricisinin dairesel kesite sahip boruları farklı eliptik çap oranlarındaki
elips borular ile değiştirilerek sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma da öncelikli olarak farklı çap oranlarındaki
elips kesitleri etrafında oluşan dış akışın iki boyutlu incelenmesi yapılmıştır ve daha sonra aynı çap oranlarına
sahip elips kesitli silindirler ısı değiştiricide kullanılan boru düzenine göre çoklu elips borulara sahip bir ısı
değiştirici olarak yeniden tasarlanmıştır. Elde edilen katı modeller, Ansys-Fluent yazılımında sayısal olarak
incelenmiştir. Elips çap oranları, elipsin uzun çapının kısa çapa oranı olarak düşünülmüştür ve incelemelerde 1,
1.5, 2, 2.5, 3 ve 3.25 çap oranları kullanılmıştır. Analizlerden elde edilen, elips çap oranına göre sıcaklık dağılımı
eş değer alanları ve akım çizgileri sunulmuştur ve bu sonuçlar ilgili uygulamaya göre değerlendirilmiştir. Ayrıca,
tasarımlarda ısı değiştirici hacminin sabit tutulması durumu ile borular arasındaki mesafenin sabit tutulması
durumları da incelenmiştir. Borular arası mesafenin sabit tutulduğu durumda elips kesitli ısı değiştirici boruları
kullanılarak ısı transferi ve basınç düşüşü dikkate değer miktarda artmıştır. Yapılan dış akış analizleri sonucunda
silindirler arası mesafenin aynı olarak tasarlandığı modelde elips boru kesitlerine ait çap oranının değeri arttıkça
ısı transferinin de arttığı bulunmuştur. Aynı hacim için tasarlanan farklı çapa sahip çoklu eliptik silindir tasarım
sonuçlarından elde edilen sıcaklık konturlarına göre elips silindirlerin tasarımlarından dolayı silindirler arası
mesafenin fazla olması nedeniyle ısı transferinin daha az olduğu gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimler: Art izi, Dış akış, Elips, Girdap, HAD, Isı Değiştirici.
NUMERICAL INVESTIGATION OF FLOW STRUCTURE AROUND ELLIPTICAL
CROSS SECTIONAL HEAT EXCHANGER TUBES ACCORDING TO THE AXES
RATIO OF THE ELLIPSE
Abstract: There is a direct proportion between heat transfer and pressure drop for the heat exchangers. Hence
the parameters for heat exchanger design should have the most suitable values. One of the important parameters
for obtaining a heat exchanger at desired state is the cross section geometry of the heat exchanger pipes. In this
study, tubes of a heat exchanger were investigated by means of Computational Fluid Dynamics (CFD) after the
circular tubes were replaced with elliptical ones. The work was focused first on the two dimensional flow around
the elliptical cross sections having different axes ratios and then the evaporator solid model was redrawn with
elliptical tubes having different axes ratios according to the locations of the circular tubes. The newly obtained
solid models were numerically investigated via Ansys-Fluent. Major axes were divided to minor axis in order to
attain an axes ratio and following axes ratios were used during the numerical analyses; 1, 1.5, 2, 2.5, 3 and 3.25.
The temperature contours and streamline topologies obtained from numerical analyses were presented according
to the axes ratio and these results were evaluated according to the practical application. Additionally, the fixed
volume and fixed distance between tubes cases were compared in the present study. Heat transfer and pressure
drop considerably increased when the ellipse tubes were utilized for the fixed distance between the tubes case.
According to the temperature contours that have been provided with respect to the design results of the multiellipse cylinder with different diameters for the similar volume, relatively low heat transfer was observed as
distance between the cylinders increases.
Keywords: CFD, Ellipse, External Flow, Heat Exchanger, Vortex, Wake.
181
ELİPTİK KESİTLİ TORPİDO BENZERİ GEOMETRİNİN SERBEST YÜZEY
ETKİSİ ALTINDA AKIŞ YAPISININ DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI
İlker GÖKTEPELİ*, Sercan YAĞMUR*, Muammer ÖZGÖREN*, Faruk KÖSE*, Levent Ali
KAVURMACIOĞLU**
*Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü 42003 Selçuklu, Konya,
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
**İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
34437 Beyoğlu, İstanbul, [email protected]
Özet: Günümüzde insanlı ve insansız sualtı araçları, sualtı savunma sistemleri ve uygulamaları ile ilgili birçok
araştırma yapılmakatadır. Bu çalışmada, üniform akış şartlarında serbest yüzeye yakın olarak konumlandırılmış
olan eliptik kesitli torpido benzeri bir geometrinin art izi bölgesindeki akış karakteristikleri deneysel olarak
incelenmiştir. Deneysel çalışma için Selçuk Üniversitesi İleri Ar-Ge Merkezi’nde bulunan açık su kanalında,
Parçacık Görüntüleme Hız Ölçüm (PIV) sistemi kullanılmıştır. Eliptik kesitli torpido benzeri geometrinin en üst
kısmının serbest yüzeyle arasındaki mesafe “h” ve bu eliptik kesitli cismin çapı “D” olarak gösterilmiştir.
Boyutsuz daldırma oranı “h/D” ile tanımlanmıştır ve daldırma oranının 0,25; 0,5; 1 ve 2 değerlerinde oluşan akış
yapıları görselleştirilmiştir. Torpido benzeri geometrinin art izi bölgesindeki anlık ve zaman ortalamalı vektör
alanı, akım çizgisi dağılımı, girdap ve hız bileşenlerine ait kontur grafikleri Reynolds sayılarının Re = 10000 ve
Re = 20000 değerleri için verilmiştir. Froude sayısı su derinliğine bağlı olarak Re = 10000 ve Re = 20000 için
sırasıyla
= 0,024 ve 0,048 olarak hesaplanmıştır ve bu değerler 1’den küçük olduğundan
serbest yüzey kritik altı akış durumundadır. Serbest yüzeyin etkisi ile art izi bölgesinin simetrik olmadığı
görülmüştür. Düşük daldırma oranı h/D = 0,25 için geometrinin üst kısmında ivmelenen akışkan art izindeki
düşük basınç bölgesine yönelmekte ve bu da simetrik olmayan bir yapı oluşturmaktadır. Daldırma oranı arttıkça,
torpido benzeri cisim etrafındaki akış yapısı simetriğe yaklaşmaktadır ancak serbest yüzey etkisinden dolayı
cismin üstündeki ve altındaki akış deformasyonları devam etmektedir. Reynolds sayısındaki artışla vektör alanı
karmaşık form almaktadır, akım çizgileri nispeten daha az yoğun bölge oluşturmaktadır ve durma noktası cisme
yaklaşmaktadır.
Anahtar Kelimler: Akış kontrolü, Art izi, PIV, Torpido, Torpido serbest yüzey etkileşimi, Türbülans
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF FLOW CHARACTERISTIC OF
ELIPTICAL CROSS-SECTIONAL TORPEDO-LIKE GEOMETRIES UNDER FREE
SURFACE EFFECT
Abstract: Various studies on manned and unmanned (autonomous) underwater vehicles (AUVs), underwater
defense systems and their applications have been doing so far. In this study, flow characteristics in the wake
region of an elliptical cross-sectional torpedo-like geometry placed near the water free-surface have been
experimentally examined in a uniform flow conditions. For the experimental study, Particle Image Velocimetry
(PIV) system has been utilized in an open water channel at Selcuk University Advanced Research Center. The
parameters are “h” and “D” that represent the distance between the free surface and the top of the geometry and
the diameter of this elliptical cross-sectional body, respectively. The dimensionless submersion ratio is defined
as “h/D” and it is varied in the range of 0,25; 0,5; 1 and 2 to visualize the flow structure. Instantaneous and timeaveraged velocity vector fields, streamline topology, vorticity and velocity components in the wake region of the
torpedo-like geometry have been presented for Reynolds numbers Re = 10000 and Re = 20000. For Re = 10000
and Re = 20000, Froude numbers that based on water depth have been calculated as
= 0,024
and 0,048, respectively and these values are lower than 1 so that free surface is under critical flow conditions.
Asymmetrical flow structure occurs in the wake region due to the free surface. The accelerated flow between the
free-surface and the body has directed into the lower pressure region of the wake for the lowest submersion ratio
for h/D = 0,25 and thus, unsymmetrical wake is formed. As the submersion ratio increases, flow structure
around the torpedo-like geometry becomes closer to the symmetry but the flow deformations at the top and
bottom of the body continue due to the free surface effect. When Reynolds number increases, it is observed that
more chaotic vector field occurs, time-averaged streamlines forms less intensive region and stagnation point
becomes closer to the tail of the body.
Keywords: Flow control, Wake region, PIV, Torpedo, Interaction of a torpedo and free surface, Turbulence
182
YATAY TİP PELTON TÜRBİNİNDE AKIŞIN SAYISAL ANALİZİ
Salih KARAASLAN*, Uğur İnanç İNCİ**, Mahmut ÖKÜZCÜ**, Nuri YÜCEL*,
Haşmet TÜRKOĞLU*, Nureddin DİNLER*
*Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
** Hidroen Elektromekanik A.Ş. Ar-Ge Birimi
**Başkent Organize Sanayi Bölgesi R.Tayyip Erdoğan Blv. No:15
Malıköy-Sincan Ankara, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, çift nozullu yatay tip bir pelton türbininin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD)
yaklaşımıyla akış analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmada tasarım girdisi olarak H net=427,77 m net düşü ve
Q=1.325 m3/s debi değerleri esas alınarak, maksimum gücü 4.9 MW olan yatay pelton türbininin bileşenlerinin
ilk tasarımı, TurbnPro yazılımı ve ampirik bağıntılar kullanılarak yapılmıştır. Tasarımı tamamlanan nozul, iğne,
branşman, çark ve kabin bileşenlerinin CAD modelleri SolidWorks yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Maksimum verim şartı için tasarlanan kaşık geometrisi esas alınarak, akışkan hareketi sayısal olarak analiz
edilmiştir. Zamana bağımlı akış simülasyonları için Flow Vision ticari yazılımı kullanılmıştır. Analizler, sabit
çark yaklaşımı ile gerçekleştirilmiştir. Analizlerde türbin kabini içerisindeki su ve hava arasındaki etkileşim,
VOF (Volume Of Fluid) yaklaşımıyla modellenmiştir. Analizlerde su, hava ve katı fazlar tanımlanmış ve ilgili
sınır ve başlangıç şartları atanmıştır. Çarkta oluşan tork değerleri hesaplanarak, türbin gücü elde edilmiştir.
Simülasyon sonuçlarından hesaplanan tork değerinin, teorik tork değerine oldukça yakın olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimler: Pelton Türbini, Türbin Çarkı Tasarımı, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği
NUMERICAL ANALYSES OF FLOW IN A HORIZONTAL PELTON TURBINE
Abstract: In this study, a horizontal Pelton turbine with two nozzles was considered and flow field was analyzed
using a computational fluid dynamics technique. The turbine with the net head of Hnet=427.77 m, flow rate of
Q=1.325 m3/s and maximum power of 4.9 MW was designed using TurbnPro software and empiric relations
found in the literature. After completion of the design of the turbine components, a CAD model of the turbine
consisting of the water delivery pipe, branches, nozzles, turbine impeller and casing was drawn. The
computational flow simulations were carried out using the blade geometry designed on the basis of the
maximum turbine efficiency. Flow Vision CFD software was used for the flow simulations. For the simulations,
it was considered that the flow is time dependent and impeller is stationary. To simulate the interface between
the air and the water in the turbine casing, VOF (Volume Of Fluid) method was employed. For the analysis,
water, air and solid phases in the computational domain and, the related boundary and initial conditions were
defined. Using the simulation results, the torque in the impeller was calculated.
Keywords: Pelton Turbine, turbine design, Computational Fluid Dynamics
183
MODELING IN-CYLINDER GAS MOTIONS IN INTERNAL COMBUSTION
ENGINES BY USING CFD
Vedat DEMİRTAŞa, Hüseyin BAYRAKÇEKENa, Bilge Albayrak ÇEPERb, Hakan Serhad SOYHANc,
Cenk ÇELİKd, Gökhan COŞKUNc, Üsame DEMİRc
a
Afyon Kocatepe University, Department of Automotive Engineering, Afyonkarahisar / Turkey
b
Erciyes University, Department of Mechanical Engineering, Kayseri / Turkey
c
Sakarya University, Department of Mechanical Engineering, Sakarya / Turkey
d
Kocaeli University, Department of Mechanical Engineering, Kocaeli / Turkey
[email protected]
Abstract: Today, the depletion of petroleum-based fuels has led to a debate on the future of existing engines.
One of the solutions developed in this respect is to improve the performance of existing engines. Thus, it will be
possible to obtain more power and torque from an engine with the same characteristics. In addition, the specific
fuel consumption and exhaust emissions will be lower. One of the mechanisms produced for this purpose is the
variable valve lift (VVL) systems. The system keeps up the volumetric efficiency at all the speed ratings by
changing the gas velocity. Thus, the specific power of the engine is possible to increase. In this study, the
changes in the gas velocity and the mass flow of during the intake stroke were analyzed by Fluent depending on
the engine speed and intake valve lift.
Keywords: CFD, Variable valve timing, Gas motions, Volumetric efficiency.
İÇTEN YANMALI MOTORLARDA SİLİNDİR İÇİ GAZ HAREKETLERİNİN HAD
İLE MODELLENMESİ
Özet: Günümüzde petrol kökenli yakıtların tükeniyor olması mevcut motorların geleceğini tartışmaya açmıştır.
Bu konuda geliştirilen çözümlerden biri de mevcut motorların performansının iyileştirilmesidir. Böylece aynı
özelliklere sahip motordan daha çok güç ve tork elde edilebilecektir. Bununla beraber daha düşük özgül yakıt
tüketimi ve egzoz emisyonları sağlanacaktır. Bu amaçla üretilen mekanizmalardan biri de değişken supap
zamanlamalı (VVT) sistemlerdir. Sistem, gaz hızını değiştirmek suretiyle volümetrik verimi bütün devir
değerlerinde yüksek tutmaktadır. Böylelikle, motor özgül gücünün arttırılması mümkün olmaktadır. Bu
çalışmada, motor devir ve emme valf liftine bağlı olarak emme zamanında silindire giren gaz hızlarının ve
kütlesel debinin değişimleri Fluent ile incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: CFD, Değişken supap zamanlaması, Gaz hareketleri, Volümetrik verim.
184
DİKDÖRTGEN KESİTE SAHİP DİK AÇILI DİRSEK İÇERİSİNE YERLEŞTİRİLEN
YÖNLENDİRİCİLERİN AKIŞA ETKİSİNİN SAYISAL İNCELENMESİ
*
Nureddin DİNLER* ve Süleyman NOYAN**
Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, 06570,
Maltepe,Ankara,[email protected]
**
TPAO Batman Bölge Müdürlüğü, Batman, [email protected]
Özet: Artan çevre bilinci ve enerji kaynaklarının azalması, enerjiyi verimli kullanan sistemleri insanların
hayatına sokmaya başlamıştır. Enerji verimliliğini ve düşük enerji maliyetlerini dikkate almayan sistemlerin
uygulamaları azalmaktadır. Bu da tasarımlarda enerji verimliliğine dönük iyileştirmeleri önemli kılmaktadır.
HVAC sistemleri de bu konuda oldukça önemlidir. Havalandırma sistemlerinde hesaplamalarda dikdörtgen
kesitli kanallar için eşdeğer çaplı dairesel kanal seçilmektedir ve hesaplamalarda bu eşdeğer çap karşılığı
kullanılmaktadır. Bu çalışmada, havalandırma sistemlerinde karşılaşılan 450  600 mm2 kesit alanına sahip dik
açılı bir dirsek içerisinde köşedeki basınç kaybını azaltmak için kılavuz kanatçıklar yerleştirilmiştir. Bu
çalışmada amaç, bir veya iki tane yönlendirici kanatçık ile en az basınç kaybının elde edilmesidir. Ticari bir
hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) programı kullanılarak yönlendirici kanatçıkların konumları ve oluşan
etkileri incelenmiştir. İş akışkanı olarak hava kullanılmıştır. Türbülanslı akış şartlarında çözüm elde etmek için
k- türbülans modeli kullanılmıştır. Sonuçlar hız vektörleri, hız ve basınç dağılımları olarak grafikler halinde
sunulmuştur.
Anahtar Sözcükler: Havalandırma, İklimlendirme, Dirsek, Basınç kaybı, Akışkanlar mekaniği.
NUMERICAL INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF GUIDE VANES INSIDE
RECTANGULAR-SECTIONED 90 MITERED BEND
Abstract: Increase of the environmental concern and decrease of the energy sources bring the energy efficient
systems into human life. There is also decrease in energy inefficient and high energy cost systems. This
condition makes the improvements in energy efficient designs important. From this point of view HVAC
systems are also significant. In ventilating systems, the rectangular cross-sectioned ducts are calculated
according to the equivalent diameter circular cross-sectioned ducts. In this study, in order to reduce the pressure
loss guides inserted inside a 450  600 mm2 rectangular cross-sectioned 90 mitered bend. The goal of this study
is to get the least pressure loss by using one or two guides. The effects of the location of guides were
investigated using a commercial CFD code. Air was used as working fluid. k- turbulence model was used for
the solutions of turbulent flow cases. Results were given in the graphics as velocity vectors, contours of velocity
and pressure.
Keywords: Ventilation, Air conditioning, Mitered bend, Pressure loss, Fluid mechanics.
185
FARKLI TİPTEKİ BİNA MODELLERİ ETRAFINDAKİ AKIŞIN SAYISAL VE
DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
Deniz GÖLBAŞI*, Ertan BUYRUK**, Beşir ŞAHİN***, D.Engin ALNAK****, Mehmet BALTA**
*Cumhuriyet Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü
58140 Merkez, Sivas, dgolbasi@ cumhuriyet.edu.tr
**Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
58140 Merkez, Sivas, buyruke@ cumhuriyet.edu.tr
***Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
01330 Balcalı, Adana, [email protected]
****Cumhuriyet Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Otomotiv Mühendisliği Bölümü
58140 Merkez, Sivas, [email protected]
** Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
58140 Merkez, Sivas, mehmet58balta @gmail.com
Özet: Bina yüksekliği arttıkça binalar üzerindeki rüzgâr etkisi de önemini arttırmaktadır. Bina ve yakın çevresi
arasındaki rüzgar etkileşimiyle oluşan ayrılma bölgeleri ve çoklu girdap grup sistemleri binalar üzerine etkiyen
rüzgar kuvvetlerinin belirlenmesinde ve uygun tasarım parametrelerinin göz önüne alınmasında büyük öneme
sahiptir. Bu çalışmada, hız değerlerinin ölçülmesi, akış gözlenmesi ve sayısal çözümle birlikte bütünlük
oluşturacak şekilde, değişik tipteki bina modelleri etrafındaki akışın deneysel ve sayısal olarak araştırılması
amaçlanmıştır. Çalışmada üç farklı bina modeli kullanılarak bina çevresinde oluşan akış yapıları Parçacık
Görüntülemeli Hız Ölçüm tekniği (PIV) yöntemi kullanılarak deneysel olarak incelenmiş elde edilen sonuçlar
Ansys Fluent paket programı ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Deneyler neticesinde, öncelikle anlık
hız alanları <V> elde edilmiş, bu veriler kullanılarak zaman ortalama hız alanları <V>, akım çizgileri <Ψ> ve
girdap eş düzey eğrileri <ω> çizilmiştir.. Deneysel ve sayısal sonuçlar karşılaştırıldığında %3 hata payı ile
doğrulandığı görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Ansys Fluent (CFD), Bina Aerodinamiği, Akış ayrılması, k-ε Türbülans Modeli, Parçacık
Görüntülemeli hız ölçümü (PIV)
NUMERICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF FLOW AROUND
DIFFERENT TYPES OF BUILDING MODELS
Abstract: Wind effect on the buildings increases also its importance with increasing building height. Separation
zones occurring with wind interaction between building and its close surroundings and multi-vortex group
systems have great importance in determining of wind forces affecting buildings and taking into consideration of
appropriate design parameters. In this study, it is aimed to investigate of measuring of velocity value,
observation of flow and investigation of flow around the building models with different type by experimentally
and numerically and by creating integrity with the numerical solution. In this work, flow structures around the
building were examined experimentally with PIV technique for three different building model and the obtained
results were compared with numerical Ansys Fluent program. In the results of these experiments, firstly
instantaneous velocity fields <V> were obtained and plotted time-averaged velocity fields <V>, streamlines
<Ψ> and vortex peer surface curves <ω>. It was seen to verify with 3 % error when compared experimental
results with numerical.
Keywords: Ansys Fluent, Building aerodynamics, Flow separation, k-ε turbulance model, Particle Image
Velocimetry technique (PIV)
186
YARI KÜRESEL İÇBÜKEY YÜZEYE ÇARPAN YUVARLAK JET AKIŞININ
HİDRODİNAMİK İNCELENMESİ
Ebru ÖZTEKİN*, Orhan AYDIN**, Mete AVCI**
*Karadeniz Teknik Üniversitesi Trabzon Meslek Yüksekokulu
61300 Trabzon, [email protected]
** Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
61080 Trabzon, [email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, R/L=0.566 eğrilikli yarı küresel içbükey ve düz çarpma yüzeyleri üzerine çarpan yuvarlak
jetin akış yapısı deneysel ve sayısal olarak araştırılmıştır. Deneyler ve sayısal hesaplamalarda, Boyutsuz basınç
katsayısı, Cp, Re=4383ve H/D= 2, 4, 6, 8, 10 lüle-çarpma yüzeyi uzaklıkları için hesaplanmıştır. Bu boyutsuz
basınç katsayısı değerleri çarpma yüzeyinin boyutsuz yay uzunluğuna karşı (s/D) çizdirilmiştir. Boyutsuz basınç
katsayısı karşılaştırılması, yarı küresel içbükey yüzey ve düz plaka üzerindeki jet çarpması için deney ve sayısal
sonuçlar birlikte sunulmuştur. Sonuçlar, içbükey yarı küresel yüzey için boyutsuz basınç katsayısı değerlerinin,
çarpma bölgesi etrafında düz plakadan daha yüksek olduğunu göstermiştir.
Anahtar Kelimler: Jet, Fluent, Boyutsuz Basınç Katsayısı
HYDRODYNAMIC INVESTIGATION OF ROUND JET FLOW IMPINGING ON A
SEMISPHERICAL CONCAVE SURFACE
Abstract: In this study, it was investigated experimentally and numerically flow structure of a round jet
impinging onto the semispherical concave with R/L=0.566 curvature and flat impingement surfaces. In
experiments and numerical computations, the dimensionless pressure coefficient, Cp, was calculated for
Re=4383 and nozzle-to-surface distance, H/D= 2, 4, 6, 8, 10. The dimensionless pressure coefficient values was
plotted the across dimensionless arc length of impingement surface; s/D. A comparison of the dimensionless
pressure coefficient was performed experimentally and numerically between the jet impingement on the
semispherical concave surface and flat plate. The results show that the dimensionless pressure coefficient for the
concave semi spherical surface is higher than that for the flat plate around the impingement region.
Keywords: Jet, Fluent, Dimensionless Pressure Coefficient
187
HAVA DESTEKLİ FLAT FAN NOZULDA SPREY KARAKTERİSTİKLERİNİN
BELİRLENMESİ
Sahar AMJADI1, Kenan YAKUT2, Faruk YEŞİLDAL3, Altuğ KARABEY4, Rıdvan YAKUT5
1
Atatürk Üni. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Anabilim Dalı, Erzurum
2
Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, Erzurum
[email protected]
3
Ağrı İbrahim Çeçen Üniversitesi. Patnos S.A. Müh. ve Doğa Bil. Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, Ağrı
[email protected]
4
Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Erciş MYO Makina ve Metal Teknolojileri Bölümü, Erciş/Van
[email protected]
5
Kafkas Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, Kars
Özet: Atomizasyon; akışkan kütlesinin değişik yöntemlerle damlacıklara dönüştürülmesi işlemidir. Sprey ise
atomizasyon sonucu oluşan damlacıklı yapı toplamıdır. Bu çalışma tam olarak aydınlatılmamış olan sprey
soğutmaya önemli deneysel bilgiler eklemek için yapılmıştır. Akış analizi çalışmalarında hava destekli (DXFHSI) nozul sprey karakteristikleri CCD kamera ve korelasyonlarla elde edilmiştir. Jet çapı ve sprey açısı görüntü
işleme ile bozulma mesafesi ve Sauter Ortalama Çap (SMD) korelasyonlarla elde edilmiştir. Isı geçişi
analizlerinde ise silindirik kanatçıklı ısı alıcının kaynama olmayan rejimde ve sabit yüzey sıcaklığında sprey
soğutma karakteristikleri incelenmiştir. Nozul-kanat mesafesi, kanat yüksekliği, kanat genişliği, kanatlar arası x
ve y yönündeki mesafeler, hava/su kütlesel debileri oranı ve spreyleme zamanının ısı transferine etkileri
incelenmiştir.
Anahtar Kelimler: Sprey soğutma, atomizasyon, hava destekli nozul, CCD kamera, görüntü işleme
DETERMINATION OF THE SPRAY CHARACTERISTICS FOR AIR ASSISTED
FLAT FAN NOZZLE
Abstract: Atomization is the process of transforming liquid mass into droplets by various methods. Spray is, on
the other side, the total of the droplet structure that occurs due to the atomization. This study is performed in
order to add significant experimental information to spray cooling which is not yet enough elucidated. Airassisted nozzle spray characteristics were acquired by CCD camera and correlations in flow analysis. Jet
diameter and spray angle via image processing and breake up length and Sauter Mean Diameter (SMD) are
obtained by correlations. According to the heat transfer analysis, the spray cooling characteristics of the
cylindrical finned heat sink was investigated in a non-boiling regime for constant surface temperature. It was
examined to heat transfer for the nozzle-surface distance, fin height, fin width, the x and y directions between the
fins, air/water flow rates and spraying times.
Keywords: Spray cooling, atomization, air-assisted nozzle, CCD camera, image processing.
188
DAİRESEL KESİTLİ KANALDA LAMİNER AKIŞIN İNCELENMESİ
Oğuz TURGUT* ve Barış PULAT**
*Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü ve Temiz Enerji Araştırma ve
Uygulama Merkezi (TEMENAR), 06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
**Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
06570 Maltepe, Ankara, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, dairesel kesitli bir kanal içerisindeki sürekli rejim üç boyutlu laminer akış ve ısı transferi
karakteristikleri sabit yüzey sıcaklığı sınır şartında sayısal olarak incelenmiştir. Akışkan olarak su (Pr7.01)
kullanılmıştır. Akışkan kanala üniform hız ve sıcaklıkta girmektedir. Akış ve ısı transferi özellikleri, ısıl olarak
gelişmekte olan akış için, hidrodinamik olarak gelişmekte ve hidrodinamik olarak tam gelişmiş bölgelerde
incelenmiştir. Sayısal çalışma ANSYS Fluent 15.0 programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma Reynolds
sayısının Re 300 ile 2300 aralığındaki değişen değerlerinde gerçekleştirilmiştir. Ortalama Nusselt sayısı Nu ve
ortalama Darcy sürtünme faktörü f değerleri Reynolds sayısının fonksiyonu olarak sunulmuştur. Ayrıca, yerel
Nusselt sayısı Nuz ve yerel Darcy sürtünme faktörü fz değerleri farklı Reynolds sayıları için kanal boyunca
incelenmiştir. Sıcaklık ve hız profilleri kanal boyunca farklı kesitlerde incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar
literatür sonuçları ile kıyaslanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Dairesel kanal, laminer akış, sabit duvar sıcaklığı, gelişmekte olan akış, tam gelişmiş akış,
ANSYS Fluent 15.0.
INVESTIGATION OF LAMINAR FLOW IN CIRCULAR CROSS-SECTIONAL
DUCT
Abstract: In this study, steady-state three-dimensional laminar flow and heat transfer characteristics in a circular
duct have been investigated numerically under constant surface temperature boundary condition. Water
(Pr7.01) is used as the working fluid. Flow enters duct at uniform velocity and temperature. Flow and heat
transfer characteristics are examined in hydrodynamically both developing and developed regions for thermally
developing flow. Numerical study has been carried out using ANSYS Fluent 15.0 software. Study has been
implemented for the Reynolds number Re ranging from 300 to 2300. Average Nusselt number Nu and average
Darcy friction factor f values are presented as a function of Reynolds number. Local Nusselt number Nuz and
local Darcy friction factor fz values have been examined along the duct for different Reynolds numbers as well.
Temperature and velocity profiles are investigated at different cross-sections along the duct. The results obtained
in this numerical study have been compared with the literature results.
Keywords: Circular duct, laminar flow, constant surface temperature, developing flow, fully developed flow,
ANSYS Fluent 15.0.
189
GPU COMPUTING OF 2-D LAPLACE EQUATION USING
BOUNDARY ELEMENT METHOD
İbrahim N. YILDIRAN*, S. Doğan ÖNER*, Barbaros CETIN*, Besim BARANOĞLU**
* Microfluidics & Lab-on-a-chip Research Group, Mechanical Engineering Department,
I.D. Bilkent University, Ankara 06800 TURKEY
** Department of Manufacturing Engineering, Atılım University, Ankara 06836 TURKEY
Abstract: Laplace equation is used as governing equation in wide variety of applications in engineering. Steady
state heat transfer and static electrical field problems can be examples of engineering fields where Laplace
equation is used. In the case that material properties are constant throughout the solution interval, Laplace
equation turns out to be a linear partial differential equation for which analytical solution is possible. However,
there are some difficulties to employ these analytical solutions in every geometry. Numerical methods are
valuable options to find solutions for irregular geometries. Boundary Element Method (BEM) is a numerical
method that discretize the solution boundary only and it offers high accuracy solutions. In this study Boundary
Element formulation, that can be computed both over GPU and CPU, for 2-D Laplace equation will be
developed by using MATLAB and computational performances will be compared. Additionally, a graphical user
interface (GUI) where users can form and discretize their geometries and visualize the results will be available
for anyone who is interested with it through the web.
Keywords: Heat Transfer, Boundary Element Method, GPU Computing
2-BOYUTLU LAPLACE DENKLEMİNİN SINIR ELEMAN YÖNTEMİYLE GPU
PARALEL HESAPLANMASI
Özet: Laplace denklemi, mühendisliğin birçok alanındaki problemlerde karşımıza bünye denklemi olarak
çıkmaktadır. Laplace denkleminin kullanıldığı alanlara örnek olarak kararlı ısı transferi ve statik elektrik alan
problemleri gösterilebilir. Çözüm aralığında malzeme özelliklerinin sabit olması durumunda denklem doğrusal
bir kısmı diferansiyel denklem olmak da çözümü içim birçok farklı analitik yöntem literatürde mevcuttur. Ancak
bu yöntemlerin her geometri için uygulanmasında zorluklar vardır, bu noktada sayısal yöntemler iyi bir alternatif
oluşturmaktadır. Sınır Eleman Yöntemi sadece çözüm sınırlarında ayrıklaştırma ile doğrusal diferansiyel
denklemlerin çözümüne yüksek hassasiyetle imkan veren bir sayısal yöntemdir. Bu çalışma kapsamında SEY
kullanılarak MATLAB yardmıyla GPU üzerinde koşturulabilen bir 2-boyutlu bir Laplace çözücüsü
geliştirilmiştir. Geliştirilen çözücü hem CPU hem de GPU üzerinde koşturularak hesaplama performansları
karşılaştırılmıştır. Ayrıca ağ üzerinde ilgilenen kullanıcılarla paylaşılmak üzere kullanıcıların problem
geometrisini oluşturabilecekleri, ayrıklaştırma yapabilecekleri ve sonuçları görselleştirebilecekleri bir arayüz
(GUI) MATLAB yardımıyla hazırlanmıştır.
Anahtar Kelimler: Isı transferi, Sınır Eleman Yöntemi, GPU hesaplama
190
KADEMELİ POMPALARDA KAÇAK KAYIPLARIN VE DENGELEME
DELİKLERİNİN AKIŞ YAPISINA ETKİSİNİN BELİRLENMESİ
Osman BABAYİĞİT*, Muammer ÖZGÖREN**, Osman KOCAASLAN***,
Muahrrem Hilmi AKSOY**
*Selçuk Üniversitesi Hadim Meslek Yüksekokulu Makine Resim ve Konstrüksiyon Programı
42830 Hadim, Konya, [email protected]
** Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
42100 Selçuklu, Konya, [email protected], [email protected]
*Selçuk Üniversitesi Huğlu Meslek Yüksekokulu Makine Resim ve Konstrüksiyon Programı
42710 Huğlu, Konya, [email protected]
Özet: Bu çalışmanın amacı; çok kademeli pompalarda kayıp-kaçak bölgelerinin ve çarklardaki dengeleme
deliklerinin akış üzerindeki etkilerinin belirlenmesidir. Çalışmada kullanılan pompa Sempa firmasının iki
kademeli düşey milli satrifüj tip pompasıdır. İlk olarak belirlenen pompanın deneysel çalışması, firmada bulunan
TS EN ISO 9906 normuna uygun olarak hazırlanmış bilgisayar destekli pompa test ünitesinde
gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmada elde edilen verilere göre pompa karakteristikleri belirlenmiştir.
Deneysel çalışmanın tamamlanmasının ardından pompa katı model çizimleri oluşturularak sayısal çalışma
aşamasına geçilmiştir. Sayısal çalışmalar akış hacmi üzerinde uygun ağ yapısında realizable k-ε türbülans modeli
kullanılarak ANSYS-Fluent pragramı ile gerçekleştirilmiştir. Sayısal çalışmalar, akış hacmine kayıp-kaçak
bölgeleri ve çark dengeleme delikleri dahil edilerek yapılmıştır. Akış hacmine kayıp-kaçak bölgeleri ve çark
dengeleme deliklerinin dahil edilmesi ile hem bu bölgelerdeki akış yapısının belirlenmesi hem de deneysel
çalışma ile sayısal çalışma sonuçlarının daha doğru bir şekilde karşılaştırılması amaçlanmıştır. Basma
yüksekliği, hidrolik verim ve hidrolik güç değerleri için deneysel ve sayısal sonuçlar arasındaki farklılık tüm
debilerde %10 dan daha düşük hesaplanmıştır ve en verimli noktada ise bu fark %1 e kadar düşmektedir.
Deneysel ve sayısal çalışmalardan elde edilen birbirine çok yakın değerler, sayısal çalışmalarda akış hacmine
kayıp-kaçak bölgelerinin ve dengeleme deliklerinin dahil edilmesinin önemini göstermektedir. Ayrıca bu çalışma
sayısal çalışma sonuçlarının pompa tasarımı ve üretimleri için kullanılabileceğini görülmüştür.
Anahtar Kelimler: Dengeleme deliği, kademeli pompa, kayıp-kaçak, türbülans modeli
DETERMINATION OF THE EFFECT OF LEAKAGE-LOSES AND BALANCE
HOLES TO THE FLOW STRUCTURE ON MULTISTAGE PUMPS
Abstract: The aim of this study is determination of the effect of leakage-loses and balance holes on the impeller
to the flow structure on multistage pumps. The pump used in the study is a vertical shaft centrifugal pump with
two stages belonging to Sempa Pump Company. First, the experimental study of the pump was carried out on
computer-aided pump test rig constructed in accordance with TS EN ISO 9906 standards in the company. The
pump characteristics were determined according to the data obtained in experimental studies. After the
experimental study, the numerical studies have been carried out by drawing solid models of the pump.
Numerical studies have been performed with ANSYS-Fluent software by realizable k-ε turbulence model at
appropriate mesh structure on the flow volume. Numerical studies were made including leakage-loses and
balance holes to the flow volume. It was aimed that determination of the flow characteristics and comparison of
experimental and numerical study results should be more accurately including leakage-loses and balance holes to
the flow volume. The deviation between the experimental and numerical results for head, hydraulic efficiency
and hydraulic torque values were calculated to be in the range of less than 10% for all flow volume rates and
those deviations were decreased to be in the range of less than 1% on the best efficiency point. The quite close
values to each other obtained from the experimental and numerical studies indicate the importance of the
inclusion of leakage-loses and balance holes to the flow volume in numerical studies. In addition, this study
demonstrates that the numerical study results can be used for the design and production of the pump.
Keywords: Balance holes, multistage pump, leakage-loses, turbulent model
191
POSTER BİLDİRİLER
192
CuO-Su NANOAKIŞKAN KULLANILARAK ÜÇGEN DALGALI BİR
KANALDA ISI TRANSFERİNE PULSATİF AKIŞIN ETKİSİ
Ünal AKDAĞ* ve Selma AKÇAY
*Aksaray Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü
68100 Merkez Kampus, Aksaray, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, laminer pulsatif akış şartlarında üçgen şeklinde dalgalı bir kanalda CuO-su tabanlı
nanoakışkanın ısı transfer performansı üzerindeki etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Simülasyonlarda, kütle,
momentum ve enerji eşitlikleri sonlu hacim yaklaşımı (FVM) ile ayrıklaştırılmış ve iterasyonlar SIMPLE
algoritması ile çözülmüştür. Çalışmalarda, Reynolds sayısı, pulsatif genlik ve pulsatif frekans parametreleri
değiştirilirken nanopartikül hacim oranı ve diğer parametreler sabit tutulmuştur. Sayısal sonuçlar, daimi akış
şartları ile karşılaştırılmış ve pulsatif akış şartlarında nanopartiküllerin kullanımının ısıl iletkenliği artırması
nedeniyle ısı transfer performansını da önemli derecede artırdığını göstermiştir. Elde edilen sıcaklık ve akış
alanlarına ait görüntülerden, pulsatif akışın kanalın dalgalı duvarlarında ikincil akış yapılarının oluşmasına neden
olduğu, bu yapıların da akışkan karışımını iyileştirerek ısı transferinde de iyileşmeye yol açtığını göstermiştir.
Elde edilen sonuçlar boyutsuz parametreler cinsinden verilmiştir.
Anahtar Kelimler: Nanoakışkan, Pulsatif akış, Dalgalı kanal, Isı transfer iyileşmesi
THE EFFECT OF PULSATING FLOW ON THE HEAT TRANSFER USING CuOWater NANOFLUID IN A TRIANGULAR CORRUGATED CHANNEL
Abstract: In this study, the effect of CuO-water based nanofluids on the heat transfer performance in triangularcorrugated a channel under laminar pulsating flow conditions is investigated numerically. In simulations, the
mass, momentum and energy equations are discretized with finite volume approach (FVM) and iterations are
solved by SIMPLE algorithm. In the studies, as the Reynolds number, pulsating amplitude and pulsating
frequency parameters are changed, nanoparticle volume fraction and the other parameters kept constant.
Numerical results are compared with the steady flow conditions and showed that heat transfer performance
significantly increases also due to improve thermal conductivity the use of nanoparticles in the pulsating flow
conditions. The images of the obtained temperature and flow fields shown that pulsating flow caused the
formation of the secondary flow structure in the wavy wall of the channel, these structures lead to heat transfer
enhancement by improving mixture of the fluid. The obtained results are given as dimensionless parameters.
Keywords: Nanofluid, Pulsating flow, Wavy channel, Heat transfer enhancement
193
NANO AKIŞKANLAR VE POTANSİYEL UYGULAMA ALANLARI
Doğan ÇİLOĞLU* ve Abdurrahim BÖLÜKBAŞI**
*Atatürk Üniversitesi, Erzurum MYO, Elektrik ve Enerji Bölümü, 25240, Erzurum,
[email protected]
**Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 25240, Erzurum,
[email protected]
Özet: Günümüz teknolojisinde fiziksel ya da kimyasal sentezler yoluyla nano boyutta katı partiküllerin üretimi
gerçekleştirilebilmektedir. 1 nanometre, metrenin milyarda biri demektir (10 -9m) ve ortalama insan saç telinden
yaklaşık 100.000 kat daha incedir. Nanometre boyutunda malzemeler gerçek boyutlarına oranla çok farklı
özellikler sergilemektedirler. Bu nedenle, son yıllarda çok sayıda bilim insanı ısı ve kütle transferi işlemleri gibi
alanlarda nano malzemelere ilgi göstermiştir.
Nano akışkanlar yeni nesil ısı transfer akışkanı olarak ortaya çıkmıştır. Bu akışkanlar, düşük ısıl
performanslarına sahip su, yağ veya etilen glikol gibi temel ısı transfer akışkanlarına çok küçük oranlarda nano
boyutlarında katı partiküllerin (genellikle <100nm) ilave edilmesi ile elde edilen süspansiyonlardır. Literatürde
nano akışkanların ısı transferi özelliklerine yönelik çok sayıda deneysel ve teorik çalışma gerçekleştirilmiştir.
Nano akışkanlar sergiledikleri üstün özellikleri ile birçok araştırmacı tarafından tıp, güç fabrikaları, soğutma
sistemleri, elektronik ekipmanların soğutulması, otomobiller ve ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme
sistemlerinde iş yapan akışkan olarak kullanılmıştır. Bu çalışmada, nano akışkanların hazırlanması ve potansiyel
uygulama alanları üzerine bilgiler sunulmuştur.
Anahtar kelimeler: Nano akışkan, nano partikül, nano akışkanların uygulamaları
NANOFLUIDS AND THEIR POTENTIAL APPLICATION AREAS
Abstract: In the present technology, the manufacturing of nano-sized solid particles are made by the physical or
chemical synthesis. A nanometer is a billionth of a meter (10 -9m), or around 100,000 times finer than the average
human hair. The substances at nanoscale exhibit very different properties from those of bulk material. Thus,
recently, many scientists have given importance to nanomaterials in related fields such as heat and mass
transport processes.
Nanofluids have emerged as a new kind of heat transfer fluid. They are colloidal suspensions containing a very
small amount of nanometer sized particles (generally, <100nm) suspended in conventional heat transfer fluids
such as water, oil or ethylene glycol, which have low heat transfer performances. There are many experimental
and theoretical studies in the literature on the heat transfer properties of nanofluids. Because of their superior
properties, nanofluids have been used by many researchers as a working fluid in many fields containing medical,
power plants, cooling systems, cooling of electronics, automobiles, heating, cooling, ventilation and airconditioning industry. In this study, the acknowledgements on the preparation of nanofluids and their potential
application areas have been presented.
Keywords: Nanofluid, nanoparticle, applications of nanofluids
194
KISMEN BATIK BİR BARİYERİN DALGA KARAKTERİSTİKLERİNİN SAYISAL
OLARAK BELİRLENMESİ
Erdem KAYA* ve UTKU ŞENTÜRK**
Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, 35100, Bornova, İzmir
*[email protected] , **[email protected]
Özet: Bu çalışma ile kısmen batık bir bariyerin dalga karakteristikleri Açık Kaynak Kodlu (Open Source)
OpenFOAM yazılımı ile sayısal olarak elde edilmiştir. Dalga simülasyonları ile elde edilen sayısal çözümler,
analitik yaklaşımla doğrulanmıştır. Analitik yaklaşım kapsamında, Lineer Dalga Teorisi kabülü ile elde edilen ve
problemi tanımlayan, Laplace Denklemi olarak adlandırılan diferansiyel denklem, probleme özgü sınır koşulları
altında çözülmüştür. Burada problem, yayılma, yansıma ve iletim problemleri kısımlarına ayrılarak çözüm elde
edilmiştir. Sayısal yaklaşım kapsamında, kısmen batık bir bariyerin düzenli dalgalarla etkileşimi, Sonlu
Hacimler Yöntemi temelli, Açık Kaynak Kodlu (Open Source) OpenFOAM yazılımı kullanılarak incelenmiştir.
Burada Süreklilik Denklemi, Adveksiyon Denklemi ve Navier-Stokes Denklemleri olarak da adlandırılan
diferansiyel denklemlerin yaklaşık çözümleri elde edilmiştir. Böylece farklı konumlarda deniz yüzeyi
yükselmesi ve incelenen diğer veriler zamana bağlı olarak elde edilmiştir. Sonuçlar, OpenFOAM’ un çok fazlı
akışkan simülasyonlarının bu tip lineer dalga problemleri ve kısmen batık bariyerin dalga karakteristiklerinin
belirlenmesi için kullanışlı olduğunu göstermektedir.
Anahtar Kelimler: Dalga Enerjisi, Kısmen Batık Bariyer, Lineer Dalga Teorisi, Açık Kaynak Kodlu
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği.
NUMERICAL INVESTIGATIONS ON THE WAVE CONDITIONS OF THE SEMISUBMERGED PLATE
Abstract: In this work, wave conditions of semi-submerged wall is calculated as numerically with the Open
Source CFD Software OpenFOAM. Numerical results that is obtained with wave simulations are verified with
analytical approximations. The differential equation that is called as Laplace Equation is solved with the problem
specified boundary conditions, is conducted under the assumptions of the Linear Wave Theory. The problem is
decomposed into scattering, radiation and transmittion parts. The interaction of the proposed wave conditions of
semi-submerged regular waves are investigated numerically using the Finite Volume method based Open Source
software OpenFOAM. In this study approximate solutions to Continuity, Advection and Navier-Stokes
Equations are found. Thus the surface elevation of various locations and other results are obtained as timedependent. Results have indicated that OpenFOAM is very capable of accurate modelling of linear wave and
wave interactions with semi-submerged wall.
Keywords: Wave Energy, Semi-Submerged Plate, Linear Wave Theory, Open Source Computational Fluid
Dynamics.
195
HASTANELERDE İÇ HAVA KALİTESİ İLE İLGİLİ ÖLÇÜM SONUÇLARI VE
ANALİZİ
(TUNCELİ DEVLET HASTANESİ ÖRNEĞİ)
Erdem IŞIK* ve Anıl SÖZEN**
*Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
62000 Aktuluk, Tunceli, [email protected]
**Anka Proje & Danışmalık
34427 Fındıklı-Beyoğlu, İstanbul, [email protected]
Özet:İç hava kalitesi kavramı gün geçtikçe önem kazanmaktadır. İnsanları sağlık, algılama ve çalışma
performansları açısından etkileyen bu kavram özellikle okullar hastaneler ve ofislerde oldukça önem arz
etmektedir. Bu çalışmamızda İç Hava Kalitesi kavramı kapsamında CO2, nem ve sıcaklık parametrelerine ait
ölçümler yapılmış ve ölçüm sonuçları istatistiksel olarak analiz edilmiş ve değişik ülkelerde önerilen
standartlarla karşılaştırılmıştır. Çalışmamız Tunceli Devlet Hastanesinin ameliyathane, yoğun bakım ünitesi ve
yeni doğan bebek odası(küvöz) gerçekleştirilmiştir. Tunceli Devlet Hastanesi için sıcaklık, bağıl nem,
karbondioksit parametrelerinden nem oranının standartlara göre düşük kaldığı gözlemlenmiş ve gerekli
uyarılarda bulunulmuştur. Ölçüm yapılan zonları besliyen klima santrallerinin nemlendirme ünitelerinin aktif
edilmesi tavsiye edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: İç hava kalitesi, karbondioksit, nem, sıcaklık, Tunceli Üniversitesi
Abstract: The concept, indoor air quality becomes important day by day. This concept affects people in terms of
health, sense and working performance, is especially important for schools, hospitals and offices. Indoor air
quality has significant and positive effects for health and learning performance of students in university
classrooms. In our study, measurements related to CO2, humidity and temperature parameters within the concept
of Indoor Air Quality and the measurement results have been analyzed statistically and compared with the
standards proposed in different countries. Our study has been performed in operating room, intensive care and
newborn baby room (incubator) of the Tunceli State Hospital. It's observed that the humidity rate from
temperature, relative humidity, carbon dioxide parameters is low according to the standards for the Tunceli State
Hospital and the necessary warnings have been made.
Keywords: Carbon dioxide, ındoor air quality, moisture, temperature, Tunceli University
196
ISI TRANSFERİ PROBLEMLERİNİN ANSYS WORKBENCH İLE HIZLI ANALİZİ
VE KAYDIRILMIŞ LEVHADA ÖRNEK UYGULAMA
Mehmet Tahir ERDİNÇ*, Tuncay YILMAZ*, Ertuğrul CİHAN*, Şaban ÜNAL*
*Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü, 80000, Osmaniye.
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Özet: Isı transferi ve akışkanlar mekaniği problemlerinin çözümü için, sayısal tabanlı çok çeşitli paket
programlar kullanılmaktadır. Bu paket programlardan, en güvenilir ve yaygın olarak kullanılanlardan birisi de
ANSYS FLUENT programıdır. Bu programda, ısı transferi ve akışkanlar mekaniğine ait çeşitli boyutsuz
sayıların (Yerel-ortalama Nusselt sayısı vb) doğrudan hesaplanması mümkün olmamaktadır. Bu nedenle hesap
sonuçlarının değerlendirilebilmesi için ayrı bir “Post Processing” (son işlem) programına ihtiyaç duyulmaktadır.
Bu işlem son derece zahmetli olup, ana modeldeki en küçük değişiklikte sonuçların yeniden değerlendirilmesi
oldukça uzun zaman alan bir çalışma gerektirmektedir. Ansys Workbench programı kullanılarak ayrı bir “Post
Processing” programı kullanmadan “CFD Post” modülü ile akış bölgesinde, boyutsuz hız ve sıcaklık dağılımı,
yerel ve ortalama Nusselt sayısı, entropi üretimi, hız vektörü ve hız-sıcaklık gradyanlar arası açılar ve ortalama
değerlerin hesaplanması gibi zahmetli olan birçok analiz hızlı olarak yapılabilmektedir. Bu çalışmada, “CFD
Post” modülü kullanımına örnek amaçlı seçilmiş kaydırılmış bir levha dizisi için ısı transferi analiz sonuçları
ayrıntılı olarak gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Isı transferi, Ansys Workbench, boyutsuz sayılar.
QUICK ANALYSIS OF HEAT TRANSFER PROBLEMS IN ANSYS WORKBENCH
AND CASE STUDY OF ROWS OF PLATES IN STAGGERED ARRANGEMENT
Abstract: There have been lots of computer programs to solve heat transfer and fluid mechanics problems. One
of the most reliable and commonly used programs is Ansys Fluent program. In this program, dimensionless
parameters (local and average Nusselt number, etc.) in heat transfer and fluid mechanics cannot be obtained
directly. So, to find these numbers a Post Processing program is needed. This method requires great effort and
takes lots of time when parameters are changed. Calculation of local-average Nusselt number, entropy
generation, angles between velocity vector and velocity-temperature gradient can be made using Ansys
Workbench. In this study, heat transfer results are shown for a case study with rows of plates in staggered
arrangement
Keywords: Heat transfer, Ansys Workbench, dimensionless numbers.
197
MOTORLU TAŞITLARIN SEBEP OLDUĞU AĞIR METAL KİRLİLİĞİ
Adem ÇELİK* ve Beste YALÇIN ÇELİK*
* DSİ 8. Bölge Müdürlüğü, 2500, Erzurum [email protected]
*Artvin Çoruh Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü
08000, Artvin [email protected]
Özet: Teknolojideki ilerleme ve ülkelerin ekonomisindeki iyileşme ile beraber her geçen gün motorlu taşıtların
kullanımı biraz daha artmaktadır. Giderek artan motorlu taşıt kullanımı önemli çevre sorunlarını da beraberinde
getirmektedir. Özellikle büyük şehirlerdeki kişi başına düşen motorlu taşıt sayısı gün geçtikçe artmaktadır.
Motorlu taşıtlar hava kirliliğinin önemli bir bölümünden sorumludur. Hava kirliliğine sebep olan kirleticilerin
dağılımına baktığımızda sanayinin %19, meskenlerin %16, termik santrallerin %18, motorlu taşıtların ise
%47’lik paya sahiptir. Hava kirliliğinin en büyük kaynaklarından biri motorlu taşıtların egzozlarından çıkan ağır
metallerdir. Trafikteki motorlu araçların egzozlarından yayılan ağır metaller (kurşun, kadmiyum, demir, çinko
vb.) çevreye olumsuz etki yapmaktadırlar.
Şehir trafiğindeki araçların; teknik bakımlarının yeterince yapılmaması, bilinçsiz kullanımı ve bir kısmının çok
eski oluşları nedeniyle kirletici özellikleri bir kat daha artmakta ve araçlar önemli kirletici kaynak durumuna
gelmektedir. Taşıtlarda hava kirliliği yaratan kirletici kaynaklar, motor cinsine göre değişmektedir. Ülkemizin
gerek hızla sanayileşmesi ve gerekse her geçen gün artan trafik yoğunluğuna maruz kalması diğer birçok
kirleticiyle beraber ağır metallerin de çevredeki miktarlarını arttırmaktadır. Bu çalışmada motorlu taşıtlardan
kaynaklanan ağır metal kirliliği araştırılmıştır. Çevre ve insan sağlığı üzerine olan etkisi tartışılmış ve
alınabilecek önlemlerden bahsedilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Ağır Metal, Motorlu Taşıtlar, Egzoz gazları
HEAVY METAL POLLUTION CAUSED FROM VEHICLES
Abstract: With advances in technology and development in countries’ economies, the use of vehicles increases
day by day. Gradually increasing vehicle use also brings important environmental problems with it. The number
of vehicle per capita gradually increases, especially in large cities. Motor vehicles are responsible for significant
portion of air pollution. The portions of reasons leading to air pollution are 19% industry, 16% houses, 18%
thermal energy plants, and 47% motor vehicles. One of the most important reasons of air pollution is the heavy
metals released from the exhausts of motor vehicles. The heavy metals spread from the exhausts of vehicles in
traffic (lead, cadmium, ferrous, zinc, etc.) lead to negative effects on environment.
Insufficient technical maintenance, unconscious use, and oldness of the vehicles in traffic increases their
pollutant effects, and these vehicles become important pollutants. The pollutant resources in vehicles leading to
air pollution vary depending on the type of engine. Both of rapid industrialization and gradually increasing
traffic density increase the amounts of heavy metals in environment. In this study, the heavy metal pollution
caused from motor vehicles has been examined. Its effects on environment and human health have been
investigated, and it has been discussed about the possible measures that can be taken.
Keywords: Heavy Metal, Vehicle, Exhaustemissions.
198
HFO1234yf SOĞUTUCU AKIŞKANLI OTOMOBİL KLİMASI ve HAVA KAYNAKLI
ISI POMPASI SİSTEMİNİN TASARIM VE KURULUMU
Erkutay TAŞDEMİRCİ*, Murat HOŞÖZ*, Ertan ALPTEKİN*, İsmail SARI**
*Kocaeli Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Otomotiv Mühendisliği Bölümü, 41380 Kocaeli
[email protected], [email protected], [email protected]
** Kocaeli Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü, 41380 Kocaeli
[email protected]
Özet: Taşıt iklimlendirme sistemlerinde halen kullanılmakta olan HFC134a soğutucu akışkanının küresel ısınma
potansiyelinin yüksek olması nedeniyle, bu akışkanın Avrupa Birliği ülkelerinde 1 Ocak 2017’den itibaren
üretilecek araçlarda kullanımı yasaklanmıştır. HFC134a soğutucu akışkanına alternatif olarak CO 2 veya
hidrofloroolefin grubundan yeni geliştirilmiş HFO1234yf soğutucu akışkanlarının kullanımı planlanmaktadır. Bu
çalışmada, HFO1234yf kullanan bir otomobil kliması ve hava kaynaklı ısı pompası sisteminin performansının
laboratuvar ortamında gerçekleştirilecek testlerle detaylı bir şekilde belirlenmesi amacıyla kurulmakta olan
deneysel taşıt iklimlendirme sisteminin tasarımı ile ölçüm ve kontrol cihazlarıyla donatılması konu edilmektedir.
Kurulmakta olan sistem, kompakt bir otomobile ait klima sistemi bileşenlerinden oluşmakta olup, çevrimin ters
yönde ısı pompası olarak çalışabilmesi için dört yollu valf, ikinci bir genleşme valfi ve akışkanın istenilen
bileşenler üzerinden geçmesini sağlayan solenoid valfler ile donatılmıştır. Sistem, sürücü aracılığıyla üç fazlı
asenkron bir elektrik motoru tarafından tahrik edilmektedir. Soğutucu akışkan sıcaklığı, debisi ve basıncı ile
hava akımı sıcaklığı ve hızı, kompresör devri ve kompresöre gelen tork, uygun sensörler ve data toplama sistemi
aracılığıyla ölçülebilmektedir. Kurulmakta olan deney düzeneği ile HFO1234yf’lı sistemin çeşitli devir, hava
akımı hızı ve sıcaklığı durumlarındaki birinci ve ikinci yasa performans parametreleri belirlenebilecek ve
HFC134a’lı sistem ile karşılaştırılabilecektir.
Anahtar Kelimeler: HFO1234yf, Otomobil kliması, Isı pompası, Soğutma
DESIGN AND SETTING UP OF AN HFO1234yf AUTOMOBILE AIR
CONDITIONING AND AIR SOURCE HEAT PUMP SYSTEM
Abstract: Due to its high global warming potential, the use of HFC134a, which is the refrigerant currently used
in Automotive Air Conditioning (AAC) systems, will be banned in vehicles to be manufactured starting from
January 1, 2017. It is planned that CO2 or HFO1234yf, a recently developed refrigerant from hydrofluoroolefin
group, can be used as alternative to HFC134a. This study aims at describing the design, setting up and
instrumentation of an experimental automobile air conditioning and air source heat pump system with
HFO1234yf, which will be used for determining the detailed performance of the system via tests performed
under laboratory conditions. The system consists of the AAC system components from a compact car.
Furthermore, it is equipped with a reversing valve to operate the system in heat pump mode, another expansion
valve and solenoid valves to ensure that the refrigerant flows through the required components. The
experimental system is driven by a three phase electric motor via a frequency inverter. Refrigerant temperatures,
mass flow rate and pressures, air flow temperatures and speeds as well as compressor speed and the torque
applied to the compressor are measured by appropriate sensors via a data acquisition system. Using the
experimental system under construction, first and second law performance parameters of the system using
HFO1234yf will be experimentally evaluated for various compressor speeds, air flow speeds and air flow
temperatures. Then, these parameters will be compared with the parameters of the system using HFC134a.
Keywords: HFO1234yf, Automobile air conditioning, Heat pump, Refrigeration.
199
HİBRİT TEKNOLOJİSİNİN DÜNYADA VE TÜRKİYE’DE DENİZ TAŞITLARINDA
KULLANIMININ İNCELENMESİ
Tolga URAL* ve Gülşah KARACA*
*Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü 48000 Kötekli/
Muğla, [email protected]; [email protected]
Özet: Birincil enerji kaynağı olan fosil yakıtların tükenecek olması, fiyat belirsizliği, Türkiye’nin yüksek oranda
dışa bağımlılığı, bu kaynakların kullanımının hava ve su kirliliği, küresel ısınma ve bunun sonucunda iklim
değişikliği gibi sorunları beraberinde getirmesi bilim insanlarını alternatif çözümler üretmeye yönlendirmektedir.
Bu alternatifler arasında güneş enerjisi dünyada ve özellikle güneş yoğunluğunun fazla olduğu Türkiye’de
önemli bir enerji kaynağı haline gelmiştir. Üç tarafı denizlerle çevrili ülkemizde 70 bine yakın deniz taşıtı
bulunmaktadır. Bu taşıtların ekosistem üzerindeki olumsuz etkileri güneş, rüzgar ve biyoyakıt gibi çevreci enerji
kaynakları kullanılarak azaltılabilir. Şimdiye kadar yenilenebilir yakıtlara göre daha ucuz olması ve
emreamadeliği gibi sebeplerden dolayı fosil yakıtlar tercih sebebi olmuştur. Öte yandan fosil enerji kaynağına
bağlı tüm araçlarda sürdürülebilirlik açısından ciddi riskler mevcut olduğundan, deniz taşıtları dahil tüm ulaşım
araçlarının hibrit teknolojilerle çalıştırılması enerji arz güvenliği açısından önemlidir. Bu çalışmada dünyada ve
Türkiye’de yapılan çalışmalarda dizel motorla çalışan deniz taşıtlarına ikincil ve alternatif kaynak olarak
kullanılabilecek yenilenebilir enerji kaynakları incelenmiş ve bahsi geçen hibrit teknolojilerinin deniz taşıtlarında
ne kadar yaygınlıkta kullanıldığı araştırılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Elektrikli deniz taşıtları, hibrit deniz taşıtları, Solar gemiler, emisyon azaltımı,
MARPOL73/78.
200
YÜZEY SOĞURULMA VE YÜZEY YAYINLAMA KATSAYILARININ
HABERLEŞME UYDULARIN FİZİKSEL BOYUTLARINA ETKİSİ
Murat BULUT* ve Nedim SÖZBİR**
* TÜRKSAT AŞ, Gazi Üniversitesi Gölbaşı Yerleşkesi Gazi Teknopark
06830 Gölbaşı/ANKARA, [email protected], [email protected]
** Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
54187 Sakarya, [email protected], [email protected]
Özet: Haberleşme uydularında ısıl kontrol sisteminde kullanılacak olan malzemelerin yüzey soğurulma ve yüzey
yayınlama katsayıları uydunun fiziksel boyutlarının belirlenmesinde iki kritik özelliktir. Haberleşme
uydularında faydalı yük ekipmanlarının yer aldığı ve ısının transferinin sağlandığı kuzey ve güney panellerinin
boyutları yüzey soğurulma ve yüzey yayınlama katsayıları ile belirlenmektedir. Uyduların ön tasarımda
belirlenecek fiziksel boyutlar sayesinde uydularda yer alan tüm alt sistemlere ait ekipmanların uydunun
fırlatılmasından ömrünün sonuna kadar istenilen sıcaklık aralığında çalışması sağlanmaktadır. Isıl tasarım
aşamasında istenilen yüzey soğurulma ve yüzey yayınlama katsayı değerlerini taşıyan malzemenin haberleşme
uydusunun misyonuna uygun olacak şekilde uydu ön tasarım aşamasında seçilmesi gerekmektedir.
Bu çalışmada yüzey soğurulma ve yüzey yayınlama katsayılarının haberleşme uyduların fiziksel boyutlarına
etkisi gösterilmiştir. 40 oC radyatör sıcaklığı ile uydudan atılan ısı akısı miktarı 0 oC radyatör sıcaklığında ile
uydudan atılan ısı miktarının yaklaşık iki katının olduğu görülmüştür. Uydunun ömrü başlangıcında ihtiyaç
duyulan yüzey alanı kuzey ve güney toplamı 8,71 m2 iken uydunun ömrü sonunda ihtiyaç duyulan yüzey alanı
kuzey ve güney panel toplamı 10,70 m2’ dir.
Anahtar Kelimler: Haberleşme Uydusu, Uydu Isıl Kontrol, Yüzey Soğurulma, Yüzey Yayınlama.
EFFECT OF SOLAR ABSORPTIVITY AND EMMISIVITY ON PHYSICAL
DIMENSIONS OF COMMUNICATION SATELLITE
Abstract: Absorptivity and emissivity are two important parameters in order to obtain communication satellite
physical dimensions. At communication satellite, the north and south panel areas which payload panel located
was determined by absorptivity and emissivity parameters. The temperatures of all subsystem equipments from
beginning of life to end of life of the satellite is provided within the range of operational with respect to satellite
physical dimensions at preliminary design review. At thermal design phase, solar absorptivity and emissivity
values are selected according to satellite mission during preliminary design review.
In this study, the effect of absorptivity and emissivity parameters was shown to communication satellite physical
dimensions. The amount of heat removed from the satellite was found doubled at 40 oC as compared to 0oC
radiator temperature. At the beginning of life time of total satellite north and south panels was 8,71 m2 while end
of the life of total satellite north and south panels was 10,70 m2.
Keywords: Communication satellite, satellite thermal control, absorptivity, emissivity.
201
MATLAB GRAFİKSEL ARAYÜZÜ KULLANILARAK KOMBİNE ÇEVRİMİN
PARAMETRİK ANALİZİ
Mert YÜKSEL*, Ali Sercan COŞKUN*, Yasin BULUT*, Barbaros ÇETİN*
*İ.D. Bilkent Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
06800 Çankaya, Ankara
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected]
Özet: En verimli enerji çevrimlerinden biri olan kombine çevrim, enerji santrallerinde yaygın olarak
kullanılmaktadır. Kombine çevrim sayesinde, verim yüzde 60’lara kadar çıkabilmektedir. Kombine çevrim
kısaca Rankine Çevrimi ve Brayton Çevrimi’nin bir eşanjör vasıtasıyla bağlanması ile oluşmuştur. Bu eşanjör,
Brayton çevriminin gaz türbininden çıkan gaz ile Rankine çevriminin pompasından çıkan yoğunlaşmış su buharı
arasında gerekli olan ısı alışverişini mümkün kılmaktadır. Şuna dikkat edilmelidir ki, kullanılan eşanjör iki farklı
çevrimin akışlarının karışmasına izin vermemektedir. Yani iki çevrim de kapalı bir şekilde dolaşım yapmaktadır.
Bahsedildiği gibi, kombine çevrim, enerji santrallerinde yaygın bir şekilde kullanıldığından, lisans eğitiminde de
önemli bir yere sahiptir. Ancak, lisans eğitiminde kombine çevrimleri analiz etmek için standart hava varsayımı
gibi birçok varsayım kullanılarak, analizler basitleştirilmiştir. Bu sebepten ötürü, lisans eğitimindeki
kullanıcıların kombine çevrimi daha iyi anlaması ve daha kolay analiz etmesi için tasarlanan Matlab tabanlı
kullanıcı arayüzünün temelinde de benzer varsayımlar kullanılmıştır. Oluşturulan arayüz, T-s diyagramı gibi
önemli grafiksel çıkarımları sunduğundan ve kullanıcıya belirli bazı parametreler ile oynama imkânı
tanıdığından dolayı, belirli parametrelerin kombine çevrim üzerindeki etkisi, lisans eğitimi alan kullanıcılar
tarafından daha kolay anlaşılacağı düşünülmektedir. Örnek verecek olursak, arayüz kullanıcıdan bazı
parametreleri girmesini istemekte ve bunun sonucunda da genel verim ve yapılan net iş gibi sistem çıktılarını
vermektedir. Bu çıktılar kullanıcıya sunulmadan önce metalürjik limitlere ve UA değerinin limitlerine, yani
eşanjörün limitlerine, bakılarak mantıklı sonuçlar olduğu teyit edilmektedir. Aynı zamanda bu arayüz
kullanıcıların belirlenen birkaç parametreyi belli değer aralıklarında girmesine ve bunun sonucunda parametrik
çalışma yapmasına olanak sağlamaktadır. Bu sıralanan görevler Matlab kodu tarafından gerçekleştirilirken, arka
planda XAir ve XSteam gibi hazır kodları su buharının ve havanın termal özelliklerini bulmak için
kullanılmaktadır. Sonuç olarak, lisans öğrencilerinin kombine çevrimi analiz ederken yararlanması için
geliştirilen bu Matlab destekli kullanıcı arayüzü, örnek analizler ile arka planında çalışan kodlar ve
termodinamik formüller açıklanarak sunulmuştur.
Anahtar Kelimler: Kombine Çevrim, Rankine Çevrimi, Brayton Çevrimi, Parametrik Analiz, Matlab, GUI
COMBINED CYCLE ANALYSIS USING MATLAB GUI
Abstract: Combined cycle, which is one of the most efficient energy conversion cycles, is commonly used in the
power plants. By using combined cycle, the efficiency can go up to %60. Combined cycle is simply consist of a
Rankine cycle and a Brayton cycle, which are connected via a heat exchanger. This heat exchanger makes
possible the required heat exchange between the gas exiting from the turbine of the Brayton cycle and the
condensed water vapor exiting from the pump of the Rankine cycle. One should note that, the heat exchanger
doesn’t allow the mixing of flows of the two cycles. So both cycles perform closed loop cycling. Since, as it was
mentioned before, combined cycle is widely used in power plants, it also has an important place in
undergraduate education. However, in undergraduate level, the combined cycle analysis is made by
acknowledging many assumptions like standard air assumption. So because of this reason; this Matlab based
graphical user interface which is aimed to help undergraduate students to understand and analyze combined
cycles easily, is created by embracing the similar assumptions. Since the interface provides important graphical
findings and enables users to play with designated parameters, the designated parameters’ effect on the whole
combined cycle is expected to be understood better by the undergraduate users. To illustrate, the interface asks
user to enter the required parameters and presents the important system results like net thermal efficiency and net
work. One should note that the results are presented after they are assessed to see whether they exceed
metallurgical limits and UA value’s limits or not. By doing that, the results are double checked to provide logical
findings to users. This interface also enables users to make a parametric study by providing range span inputs for
some parameters. While all of these listed calculations and analysis are made by the Matlab code, in the
background the thermal properties of water vapor and air are found by the codes of XAir and XSteam. As a
result, this Matlab based graphical user interface which is made in order to help undergraduate students to
analyze combined cycles, is presented by example analysis including background codes and thermodynamic
codes.
Keywords: Combined Cycle, Rankine Cycle, Brayton Cycle, Parametric Analysis, Matlab, GUI
202
HİDROFOBİK YÜZEYLERİN ÖZELLİKLERİ VE ENERJİ/AKIŞKANLAR
MEKANİĞİ UYGULAMALARI ÜZERİNE BİR İNCELEME
Ali KİBAR*, Ridvan OZBAY**, Chang-Hwan CHOİ**
*Kocaeli Üniversitesi Ali Rıza Veziroğlu MYO Makine ve Metal Teknolojileri Bölümü
41285, Kartepe, Kocaeli, [email protected]
** Stevens Institute of Technology Department of Mechanical Engineering
07030, Hoboken, New Jersey, USA, [email protected], [email protected]
Özet: Bu çalışmada, hidrofobik ve süperhidrofobik yüzeylerin hidrofilik yüzeylerden farklılıkları incelenmiş ve
enerji/akışkanlar mekaniğindeki uygulama alanları özetlenmiştir. Hidrofobik yüzeyler üzerinde sıvı/su damları
yüksek temas açısı ile durmasına karşılık gaz/hava kabarcıkları yüzeyde yayılmaktadır. Süperhidrofobik
yüzeyler için Cassie ve Wenzel olmak iki farklı durum mevcuttur. Her iki durumda da yüzeyin temas açısı
yüksek olmasına karşılık Cassie durumda temas açısı histerezisi düşük olmakta Wenzel durumda ise yüksek
olmaktadır. Cassie durum süperhidrofobik yüzeyler üzerindeki sıvı damlası yüzeyle çok az noktalardan temas
etmekte ve küçük bir dış kuvvet etkisiyle yüzeyden uzaklaştırılabilmektedir. Süperhidrofobik yüzeyler sıvı
içerisine daldırıldıklarında etrafı ince bir hava filme ile kaplanmaktadır. Bu şekildeki yüzeye alttan gönderilen
hava kabarcığı yüzeydeki hava filmine nüfuz ederek kaybolmakta üstten gönderilen ise yüzeyde yayılmaktadır.
Süperhidrofobik yüzeyler donma/buzlanmasının önlenmesi, film/damla yoğuşmanın kontrolü, kaynamada oluşan
hava kabarcık dinamiğinin kontrolü gibi birçok alanlarda uygulama alanları bulunmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Süperhidrofobik yüzey, temas açısı, temas açısı histerezisi,
Abstract: In this study, the differences of the hydrophobic and superhydrophobic surfaces from the hydrophilic
surfaces have been examined and its application of energy/fluids mechanics are has been summarized. Although
the droplet remains a large contact angle on the superhydrophobic surfaces, the gas bubble spreads on the surface
with a low contact angle. There are two different conditions for superhydrophobic surfaces; including Cassie and
Wenzel. The contact angles are high for two surfaces. However, contact angle hysteresis is low and high for
Cassie and Wenzel states respectively. The droplet remains on the superhydrophobic surface touching a small
area with the surface and it can be removed off the surface by a very low external forces. When the
superhydrophobic surfaces are submerged in the liquid, it is covered by a thin air layer. In this case, the air
bubble, which is sent from the underneath of the surface, is burst and disappeared on the surface. The
superhydrophobic surfaces have potential application on the icing, film/dropwise condensation and boiling etc.
Keywords: Superhydrophobic surfaces, contact angle, contact angle hysteresis
203
AKIŞKAN YATAKLI ORGANİK GÜBRE KURUTMA FIRINI TASARIMI
Ozan ÖZKAN* ve Zafer UTLU*
*İstanbul Aydın Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
34295, Florya, İstanbul, [email protected] [email protected]
Özet: Dünyamızdaki beslenme gereksinimini karşılamak ve çevresel ihtiyaçlar için çok uzun zamandır ekip
biçme ve tarımsal faaliyetlerde bulunulmaktadır. Zaman ilerledikçe dünya nüfusu artmış ve tarım, özellikle de
organik tarım, aşırı önem kazanmıştır. Bu durum tarımsal faaliyetin gerçekleştirildiği alanlardan, birim alanda
daha fazla verim elde edilmesini gerektirmiştir. Topraktan birim alanda daha fazla verim almak için uygulanan
kültürel önlemlerin en başında gübreleme gelmektedir. Organik kökenli atıklar çeşitli işlemlerden geçirilerek
organik gübre elde edilebilmekte ve toprak ıslahında kullanılabilmektedir.
Akışkan yataklı kurutucular, yüksek ısı transfer hızları nedeniyle en çok tercih edilen kurutucu tiplerinden
birisidir. Yatak içerisinin hareketli olması nedeniyle akışkan yataklı sistemler, diğer sistemlere göre daha yüksek
ısı transferi katsayılarına sahiptirler. Yatak içerisinin homojen olması dolayısıyla akışın sürekli olması, hızlı bir
şekilde nemin giderilmesini sağlama gibi özelliklerden dolayı bu tür kurutucu tercih sebebidir. Isı transferi
yapılan yüzeyler ile nem alma işlemi gerçekleştirilmektedir. Çiftlik hayvanlarının atıkları ilk halde yaklaşık
olarak %65-85 arasında su miktarına sahiptir. Kurutucunun fırını sayesinde bu oranda %50-65 oranında bir
değişme gerçekleştirilmelidir. Aynı zamanda, gübrenin bitkilere yararlı olabilmesi için, içerdiği C:N
(karbon/azot) oranı büyük önem taşır. C:N oranı yüksek ise, bitkilerde azot noksanlığı olur. Bu oran ilk halde
ortalama 20:1 ile 40:1 arasındadır. İdeal orantı yaklaşık olarak 25:1 civarındadır ve otomasyon kontrollü
kurutucu ile kurutma esnasındaki değişim kontrol edilerek oranın bu hale gelmesi sağlanır.
Bu çalışmadaki gübre kurutma fırını tasarımı ile; gelişen tarım ve entegre hayvan çiftlikleri sayı ve
kapasitesindeki artışlar nedeniyle, bahsedilen çiftliklerdeki hayvansal atıkların niceliksel olarak artışından
kaynaklanan çevre sorunlarını bertaraf etmek ve bahsedilen hayvansal atıkların sağlıklı çevre, ekonomi ve sosyal
yararlar baz alınarak, kurutulup tekrar organik gübre olarak kullanılmasına yönelik ekonomik ve uygulanabilir
bir çözümün ortaya konması amaçlanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Organik Gübre, Akışkan Yataklı Kurutma Fırını
FLUIDIZED BED ORGANIC FERTILIZER DRYING OVEN
Abstract: Meet the nutritional requirements and environmental requirements of our world for a very long time
for the mowers and agricultural activities. As time progresses, the population of the world has increased and
agriculture, especially in organic farming, has gained extreme importance. This situation took place from the
areas where agricultural activities, required to obtain more yield per unit area. To get more yield per unit area of
soil that is applied cultural fertilizing at the beginning of most of the measures. Processed organic fertilizers and
wastes of organic origin can be used for a variety of soil improvement can be obtained.
Fluidized bed driers, driers is one of the most preferred because of high heat transfer rates. Due to the motion in
bed, fluidized bed systems have higher heat transfer coefficients compared to other systems. The inside of the
bed to be homogeneous, hence the continuous flow, be such as to ensure the removal of moisture quickly due to
the characteristics such drying is preferred. Heat transfer surfaces with the dehumidification process is carried
out. The waste of farm animals in the initial state approximately quantity of water between about %65-85.
Thanks to the dryer, the oven, at this rate by %50-65, a change must be performed. At the same time, in order for
it to be beneficial to the plants of fertilizer, it contains the C:N (carbon/nitrogen) rate is of great importance. C:N
ratio is high, the lack of nitrogen in plants. This rate in the first case, the average of 20:1 and 40:1. The ideal
proportion is approximately 25:1 is close to a dryer during the drying process and automation controlled by
controlling the ratio of change with this form is provided.
In this study, manure drying oven with the design; developing of integrated agriculture and livestock farms due
to the increase in number and capacity, mentioned on the farms resulting from the increase in the quantity of
animal waste and animal waste to eliminate the environmental problems mentioned in a healthy environment,
economy and social benefits, based on economical and viable solution and again dried for use as an organic
fertilizer is intended to be.
Keywords: Organic Fertilizer, Fluidized Bed Drying Oven
204
DENEYSEL VE HESAPLAMALI OLARAK ELDE EDİLEN ISI TRANSFERİ
VERİLERİ ARASINDAKİ FARKLILIKLARIN BELİRLENMESİ
Eren SOYLU*, Cihan COŞKUN*, Fatih SORGULU*,**, M. Ekrem ÇAKMAK*, M. Selçuk MERT*
*Yalova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, 77200, Yalova,
[email protected], [email protected]
** Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü
Kahramanmaraş, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, düz bir yüzey üzerinden ısı transferinin, gerçek bir deney sistemi ve o sistemin bilgisayar ile
tasarlanan modeli arasındaki farklılıkları açıklamak için bilgisayarlı benzetimi yapılmıştır. Bu amaçla, bir ısı
transferi teknik öğretim ekipmanı (Edibon Int., Madrid, İspanya) veri elde etmek ve hesaplama modeli
geliştirmek için seçilmiştir. Elde edilen veriler aynı zamanda geliştirilen modelin bilgisayarlı benzetim
sonuçlarını test etmek için kullanılmıştır. Bilgisayarlı benzetim çalışmaları COMSOL MP v5.1 benzetim
programı ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçların, enerji sistemlerinde ve diğer ısı ile ilgili proseslerde ısı
transferini daha iyi gösteren modelleri geliştirmek için bilgi sağlayacağı öngörülmektedir.
Anahtar Kelimler: Isı transferi, bilgisayarlı benzetim, modelleme.
DETERMINATION OF DISCREPANCIES BETWEEN EXPERIMENTALLY AND
COMPUTATIONALLY OBTAINED HEAT TRANSFER DATA
Abstract: In this study, the simulation of heat transfer from a flat surface is carried out to elucidate discrepancies
between a real experimental system and its computationally designed model. For this purpose, a technical
teaching heat transfer equipment (Edibon Int., Madrid, Spain) is chosen to acquire data to develop computational
model. The obtained data are also used to test the results of computational simulation of developed model. The
computational simulations are done with COMSOL MP v5.1 simulation software. It is expected that the obtained
results will provide knowledge to develop better models representing heat transfer in energy systems and in other
heat related processes.
Keywords: Heat transfer, simulation, modeling
205
GÜNEŞ ISIL SİSTEMLER İÇİN MEVZUAT, EĞİTİM VE SERTİFİKASYON:
AVRUPA BİRLİĞİ ÜLKELERİNE GENEL BİR BAKIŞ
Ayşe İsmet ÇALIŞ*, Emrah GÜNGÖR*, Neslihan ÇOLAK-GÜNEŞ*
*Ege Üniversitesi, Güneş Enerjisi Enstitüsü 35100 Bornova / İzmir
[email protected], [email protected], [email protected]
Özet: Avrupa’nın 2020 yılı öngörülerine göre enerji tüketiminde, nihai enerji talebinin %46’sı ısıtma/soğutma
amaçlı kullanılacak ve bunun %21’i yenilenebilir teknolojilerle gerçekleşecektir. Bu teknolojilerin %6’sını ise
güneş ısıl sistemler oluşturacaktır. Güneş ısıl sistemler daima temiz ve yenilenebilir enerji sağlayan
uygulamalardır. Bu sistemlerin düzgün çalışabilmesi için, kurulumun kaliteli bir şekilde yapılması
gerekmektedir. Kurulumdaki yanlışlar, sistemin çalışması sırasında oluşan hataların en sık rastlanan nedenidir.
Bu yüzden, güneş enerjisi uygulamaları ile ilgili yasal zorunluluklar mutlaka kurulum yapan kişinin yeterliliği ile
ilgili gereklilikleri de içermelidir. Avrupa Birliği, yenilenebilir enerji sektöründe nitelikli işgücüne yönelik
eğitim çalışmalarına önem vermekte ve bir standart getirmeyi hedeflemektedir. Bu çalışmada, güneş ısıl
sistemlerle ilgili bir ön bilgi verildikten sonra, güneş enerjili sıcak su sistemleri ile ilgili standartlardan
bahsedilmiş, ardından da bu sistemlerin kurulumunda çalışan personelin eğitimi ve sertifikasyonu konusunda
çeşitli Avrupa Birliği ülkelerindeki mevcut durum detaylı olarak anlatılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Güneş ısıl sistemler, Sertifikasyon, Mesleki eğitim
REGULATIONS, TRAINING AND CERTIFICATION OF SOLAR THERMAL
SYSTEMS: AN OVERVIEW OF EUROPEAN UNION COUNTRIES
Abstract: Europe foresees that by 2020, 46% of end-use energy demand will be for heating/cooling purposes
and 21% of it will be supplied from renewable energy technologies. Solar thermal systems will constitute 6% of
these technologies. Solar thermal systems are clean and renewable energy providers. For the proper operation of
these systems, the installation must be done in quality. Installation mistakes are the most common reasons of the
system operation defaults. For this reason, legislations related to solar energy applications must also cover the
qualifications of the installers. European Union gives importance to the training/education of the workforce to
improve the quality in renewable energy sector and aims to build a standard for that. In this study, a brief
information about the solar thermal systems was given, the standards related to the solar water heating systems
were mentioned and the current status of several EU member countries in training/education and certification of
the personnel working at the installation of these systems were presented in detail.
Keywords: Solar thermal systems, Certification, Vocational education
206
ÇAMAŞIR GEÇİRGENLİĞİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
M.M.Kemal TOZYILMAZ*, Fatih KASAP**, K.M.GÜLEREN***
M.Kemal SEVİNDİR*, İsmail TEKE*, Ali PINARBAŞI*
*Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
34349 Beşiktaş, İstanbul [email protected]
**Arçelik A.Ş.
Çayırova, İstanbul [email protected]
***Türk Hava Kurumu Üniversitesi Havacılık ve Uzak Bilimleri Fakültesi Uçak Mühendisliği Bölümü
06797 Etimesgut, Ankara [email protected]
Özet: Santrifüj ile su giderme işlemi endüstriyel proseslerde sık kullanılan bir yöntemdir. Çünkü santrifüjün
oluşturduğu itici basınç çoğu durumumda pompadan daha büyüktür. Ayrıca santrifüj kuvvet, yüksek su giderme
oranı ve düşük ıslaklık gibi avantajlar içerir [1]. Bu yöntemle döner bir tambur içinde sıkma ile kurutma etkili ve
ekonomik bir su giderme yöntemidir. Bir maddenin porozitesi, su giderme sırasında maddenin su doygunluğunu
ile ilgili bağlantı kurabilmek için önemli bir faktördür [2]. Yıllar içinde porozitenin etkileri üzerine bir çok
araştırma yapılmıştır. Darcy, Kozeny-Karman, David-Ingmansion ve Hapel gibi bilim insanları maddelerin
poroziteye bağlı olarak maddelerin geçirgenliği üzerine korelasyonlar sunmuşlardır. Bu çalışmada bu
korelasyonlar kullanılarak çamaşır geçirgenlikleri hesaplanmış ve karşılaştırmalı olarak yorumlanmıştır. İlk adım
olarak çamaşır geçirgenliğine etki eden çamaşır kalınlığı (katman), hidrolik basınç, porozite, sıcaklık gibi
durumlar bu çalışma için tasarlanmış deney tesisatında incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Porozite, poroz medya, geçirgenlik, deneysel çalışma
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE TEXTILE PERMEABILITY
Abstract: Centrifugal dewatering process is a method commonly used in industrial processes. Also centrifugal
force includes benefits such as higher water removal rate and low moisture [1]. Spin drying in a rotary drum by
this method is effective and economic dewatering method. Porosity of a material is an important factor in order
to establish a connection with the water saturation of the material during water removal [2]. Over the years, the
porosity has been a lot of research on the effects. Darcy, Kozeny-Karman, David-Ingmansion and Hapel have
presented correlations depending on the permeability of materials. In this study, textile permeability are
calculated using these correlations and were reviewed comparatively. As a first step in affecting the textile
permeability like testile layer, hydraulic pressure, porosity, conditions such as temperature has been investigated
in experimental systems designed for this study.
Keywords: Porosity, porous media, permeability, experimental study
207
JEOTERMAL KAYNAKLI ISI POMPASI SİSTEMİNİN KÜTAHYA-SİMAV
BÖLGESEL ISITMA SİSTEMİNDE KULLANILMASI
Halit ARAT*, Merve ŞENTÜRK ACAR**, Oğuz ARSLAN***
*Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Evliya Çelebi Yerleşkesi Tavşanlı Yolu 10.km Merkez, Kütahya, [email protected]
** Dumlupınar Üniversitesi Tavşanlı Meslek Yüksekokulu Elektrik ve Enerji Bölümü
Balıkesir Yolu 3. Km 43300 Tavşanlı, Kütahya, [email protected]
*** Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Evliya Çelebi Yerleşkesi Tavşanlı Yolu 10.km Merkez, Kütahya, [email protected]
Özet: Isı pompaları yüksek verime sahip alternatif bir ısıtma sistemidir. Isı pompasının kullanımı ülkemizde çok
yaygın olmamasına rağmen son yıllarda toprak ve su kaynaklı ısı pompası uygulamaları artmaktadır. Bu
çalışmada, soğutucu akışkan olarak R-134a’nın kullanıldığı, jeotermal kaynaklı ısı pompasının bölgesel ısıtma
sisteminde kullanımı araştırılmıştır. Çalışmada, Kütahya-Simav bölgesine ait jeotermal kaynaklar dikkate
alınmıştır. Bu çalışmada, dört alt çevrimden oluşan jeotermal kaynaklı ısı pompası destekli bölgesel ısıtma için
300 kPa 133.5 oC sıcaklığında ve 462 kg/s debideki jeotermal akışkan kullanılmıştır. I. devre jeotermal
akışkanın ısısını buharlaştırıcı yardımıyla ısı pompasına aktardığı jeotermal akış devresi, II. devre soğutucu
akışkan R-134a’nın kullanıldığı ısı pompası devresi, III. devre bölgesel ısıtma devresi ve IV. devre radyatöre
giriş ve çıkış sıcaklıkları sırasıyla 60 oC ve 49 oC kabul edilen konut ısı devresidir. I. ve IV. devredeki kabullere
göre diğer devre elemanlarının sıcaklık ve basınç değerleri hesaplanmıştır. Isı eşanjörlerinin etkin bir şekilde
çalışması için sıcaklık farkı minimum 10oC olarak hesaplamalara dahil edilmiş olup yapılan tasarım sonuçları,
mevcut SBIS ile karşılaştırılmıştır. 144 farklı sistem tasarımı yapılmış olup çalışma aralıkları belirlenen optimum
sistemin ikinci kanun verimi 0,66384 ve ısıtma tesir katsayısı 3,38069 olarak hesaplanmıştır. Parametrik
çalışılarak tasarımı yapılan sistem ile 9009 konutun ısıtılmasının mümkün olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimler: Jeotermal, ısı pompası, R-134a, bölgesel ısıtma
GEOTHERMAL HEAT PUMP SYSTEM USING KUTAHYA-SIMAV DISTRICT
HEATING SYSTEMS
Abstract: The heat pump is an alternative heating system with a high efficiency. Recently, the applications of
soil and water sourced heat pumps have increased, although heat pumps are not very common in our country. In
this study, the using of geothermal sourced heat pumps which use refrigerant fluid as R-134a is investigated. In
the study, Kutahya-Simav geothermal resources were taken into consideration. In this study, 300 kPa pressures
at 133.5 oC and 462 kg/h in the flow of geothermal fluid is used for geothermal sourced heat pump district
heating cycle which consists of four sub circuit. The Circuit I is geothermal flow circuit which transfers the heat
from the geothermal fluid to evaporator, Circuit II is the geothermal heat pump circuit in which R-134a
refrigerant use, Circuit III is district heating cycle and Circuit IV is residential heat cycle which utilize the
radiator acceptable inlet and outlet temperatures were 60 ° C and 49 ° C for effective heat transfer. The inlet and
outlet temperatures of the other components in the circuit according to the acceptance in Circuit I and IV have
been calculated. The effective temperature difference for the operation of the heat exchanger, minimum 10 °C, is
included in the calculations made in the design results are compared with the current SBIS. 144 different systems
have been designed and second law efficiency and COP of the optimum system that was defined working ranges
are respectively, 0,66384 and 3,38069. It is possible to heat 9009 residences with the performed system
designing parametrical study.
Keywords: Geothermal, heat pump, R-134a, district heating
208
PİRİNA TOZU İLAVESİNİN POLİÜRETAN KÖPÜĞÜN ISIL VE MEKANİK
ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ
Gizem ERSAVAŞ*, Seçkin ERDEN*, Gökhan GÜRLEK*
*Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
Bornova, İzmir,
[email protected], [email protected], *[email protected]
Özet: Isı yalıtım malzemesi olarak kullanılan poliüretan köpük, endüstrinin çeşitli alanlarında büyük miktarlarda
kullanılmaktadır. Aynı zamanda endüstriyel faaliyetlerin gün geçtikçe artması ve çeşitlenmesi sonucunda ortaya
çıkan atık ürünlerin bertaraf edilmesi gündeme gelmiştir. Her ne kadar atık ürünlerin bazılarının farklı alanlarda
tekrar kullanılabilir olsa bile bu alanlar kısıtlıdır. Bu amaçla yakıt ürünü dışında farklı bir kullanım alanı
amaçlanarak pirina maddesi bu çalışmanın konusuna dâhil edilmiştir.
Çalışma kapsamında zeytin işletmesi atık ürünü olan pirina, toz haline getirilip katkı maddesi olarak poliüretan
köpüğün içerisine belirli oranlarda karıştırılmıştır. Elde edilen pirina tozu katkılı poliüretan esaslı yalıtım
malzemesinin ısıl ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Isı yalıtım malzemesi üretim standartları doğrultusunda
yapılan ısı iletim katsayısı, basma dayanımı ve yoğunluk değişimi testleri ile standart poliüretan köpük ısı
yalıtım malzemesine göre daha iyi sonuçlar alınması hedeflenmiştir. %10, %20, %30, ve %40 pirina tozu içeren
yalıtım malzemeleri, hiç katkı maddesi olmayan poliüretan yalıtım malzemesi ile yapılan testler doğrultusunda
karşılaştırılmıştır.
Anahtar Kelimler: Poliüretan köpük, pirina tozu, ısı iletim katsayısı
EFFECTS OF OLIVE POMACE POWDER ON THERMAL AND MECHANICAL
PROPERTIES OF POLYURETHANE FOAM
Abstract: Polyurethane foam which is used as an insulation material is used in various fields of industry largely.
Although some waste products are recyclable in different areas, these areas are limited. Pomace is included in
this study be intended for a usage area that is different than fuel oil product.
Pomace which is waste of oil factories is pulverized and then it is mixed in polyurethane foam with certain
amount as an ingredient, in this study. Thermal and mechanical properties of insulating material which is mixed
with pomace reinforced polyurethane foam are investigated. The tests which are made with polyurethane foam
with %10, %20, %30 and %40 percent of pirina powder and polyurethane foam with no ingredient are
compared.
Keywords: Polyurethane foam, pomace powder, thermal conductivity.
209
ÇAPRAZ AKIŞLI HAVA-GAZ ISI DEĞİŞTİRİCİSİNİN
(REKUPERATOR) SONLU FARKLAR METODUYL MODELLENMESİ
M.Turhan ÇOBAN*
*Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, Bornova/İzmir
[email protected]
Özet: Çapraz akışlı ısı değiştiricilerinin hesaplanması için bu modellemede iki boyutlu sonlu farklar modeli ile
ısı değiştiricinin sıcaklık dağılımı ve bunun üzerinden ısı transferi hesaplarına gidilecektir. Çapraz akışlı ısı
değiştiriciler birbirine paralel levhalardan oluşturur ve bir levhadan sıcak akışkan akarken bir sonraki levhadan
soğuk akışkan çapraz geometride akar. Bu yapı birçok levha halinde tekrarlanır. Diferansiyel denklem sonlu
farklar denklemi haline getirildikten sonra iki giriş sıcaklığının bilindiği köşeden başlayarak satırlar halinde
çözülerek ilerlenir ve tüm ısı değiştiricinin sıcaklık profiline ulaşılır. Isı değiştiriciden çıkan gazın sıcaklığı çıkış
profilinin karışımı olacağından ortalama çıkış sıcaklıkları hesaplanarak çıkış profili oluşturulur. Soğuk akışkan
olarak tüm analizlerde hava alınmıştır. Sıcak akışkan olarak hava ve yanma gazları (baca ısı geri kazanımı)
alınarak ısı değiştirici performansı irdelenmiştir. Yanma gazlarının ve havanın termodinamik ve termofiziksel
özellikleri (vizkozite, ısıl iletkenlik katsayısı) hal denklemleri ve eğri uydurulmuş veriler kullanılarak
hesaplanmıştır. Bu denklemler kullanılarak java programlama diliyle bir benzeşim programı geliştirilmiştir.
Anahtar kelimeler: Isı değiştirici, rekuperatör, Sonlu farklar yöntemi, Isı geri kazanımı
210
EV TİPİ BUZDOLAPLARI STANDARTLARI VE PERFORMANS TESTLERİ
ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA
Engin SÖYLEMEZ*, Ayhan ONAT**, Kadir İSA***, İsmail EKMEKÇİ****
* Marmara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Göztepe Kampüsü,
Kadıköy, İstanbul
** Marmara Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Göztepe Kampüsü,
Kadıköy, İstanbul
***Istanbul Ümiversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Avcılar, İstanbul
****İstanbul Ticaret Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Maltepe, İstanbul
Özet: Ev tipi buzdolaplarının testlerinde ulusal ve uluslararası bağlayıcı nitelikte olan standartlar, tüketici
dergilerinin test programları ve buzdolabı üreticilerinin kendi test spesifikasyonları referans
olarak kullanılmaktadır. Yapılan bu çalışmada, ev tipi buzdolapları ile ilgili standartlar ve bunlara bağlı yapılan
performans testleri farklı standartlar için karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Ayrıca tüketici dergilerinin test
programları ve üretici firmaların test spesifikasyonları hakkında da bilgiler verilerek yakın gelecekte uygulamaya
konulacak olan yeni global standart hakkında değerlendirmeler yapılmıştır.
Anahtar Kelimler: Ev tipi buzdolabı, soğutma
A STUDY ON THE STANDARDS AND PERFORMANCE TESTS OF HOUSEHOLD
REFRIGERATING APPLIANCES
Abstract: In the tests of household refrigerating appliances, the obligatory national and international standards,
test programs of the consumer magazines and the test specifications of manufacturers are used as reference. In
this study, the standards and performance tests have been reviewed comparatively. In addition to this, the
information on the test programs of the consumer magazines and the test specifications of manufacturers have
been given. A remark is also made on the new, oncoming global standard.
Keywords: Household refrigerator, refrigeration
211
BETON KOLONUN TERMAL ENERJİ DEPOLAMA PERFORMANSININ
DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI
Evrim ÖZRAHAT* ve Sebahattin ÜNALAN**
*Bozok Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Biyosistem Mühendisliği Bölümü
66000, Yozgat, [email protected]
** Erciyes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü
38039 Melikgazi, Kayseri, [email protected]
Özet: Bu çalışmada, bina hacminin önemli bir kısmını oluşturan beton kolonların hem bir ısıtıcı hem de termal
enerji deposu olarak kullanılabilirliği deneysel olarak araştırılmıştır. Önerilen enerji depolama yöntemi binanın
inşaat aşamasını ve ekonomisini etkilemeyen bir yöntem olması nedeniyle ilginçtir. Bu sistem ile gündüz
güneşten alınacak termal enerji kolonlara depolanabilir, gece ise bu enerji ile bina ısıtılabilir. Günümüzün klasik
radyatörlü ısıtma sistemine bir alternatif olabilir. Radyatör ve boruların sebep olduğu görüntü kirliliği ve inşaat
maliyetine getirdiği ilave ekonomik yük azaltılabilir. Daha sessiz ve zamana göre daha konforlu bir ısıtma
mümkün olabilir. Önerilen sistemin uygulanabilirliğinin araştırılması amacıyla, standart bir beton kolon gerçek
boyutları ile imal edilmiştir. Kolona ısı depolanması, imalat aşamasında tam ortasına yerleştirilmiş bir çelik boru
içinden geçirilen sıcak hava ile sağlanmıştır. Deney düzeneğinde özel kontrollü hava ısıtma sistemi vasıtasıyla
havanın sıcaklığı ve hızı kontrol edilmiştir. Depolama işlemi farklı hava hızları için gerçekleştirilmiştir. Birbirini
takip eden şarj-deşarj aşamaları süresince kolon yüzey sıcaklıkları, akışkanın giriş ve çıkış sıcaklıkları ile ortam
sıcaklığı kayıt altına alınmıştır. Elde edilen veriler göstermiştir ki beton kolonlar birer ısıtıcı ve termal enerji
deposu olarak kullanılabilir. Kaydedilen kolon yüzey sıcaklığı değerleri, literatürde beton için belirtilen emniyet
sıcaklık değeri olan 300 °C değerinin çok altındadır. Yapılan hesaplamalara göre oda ortamını ısıtma açısından
beton kolonun termal performansı yeterli düzeyde olmuştur.
Anahtar Kelimler: Termal enerji depolama, Beton kolon, Duyulur ısı, Isıtıcı kolon.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THERMAL ENERGY STORAGE
PERFORMANCE OF CONCRETE COLUMN
Abstract: In this study, the usage of concrete column performing an important part of building volume as a
heater and thermal energy storage medium was investigated experimentally. Recommended method of energy
storage is interesting because it is a method that does not affect the economy and the construction phase of the
building. With this system, the thermal energy received from the sun can be stored in the column during the day
time and the building can be heated with this energy at night time. It may be an alternative to today’s
conventional radiator heating systems. The visual pollution caused by radiator and pipes and additional
economic burden brought to construction costs can be reduced. Quieter and more comfortable heating may be
possible. To investigate the applicability of the proposed system, a standard concrete column is constructed in
actual sizes. Storage of heat in the column is provided with hot air flowing through a steel tube positioned in the
centre of the concrete column in manufacturing process. In the experimental set-up, air temperature and air
velocity are controlled by special controlled air heating system. Storage operation was carried out for different
air flow velocities. During consecutive charging-discharging stages column surface temperature, fluid inlet and
outlet temperature and ambient temperature were recorded. The data obtained have shown that concrete columns
may be used as a heater and thermal energy storage device. Recorded column surface temperature values are far
below the safety temperature value of 300 ° C specified for concrete in the literature. According to the
calculations, thermal performance of the concrete column is sufficient in terms of heating the room medium.
Keywords: Thermal energy storage, Concrete column, Sensible heat, Heater column.
212
TERMOFOTOVOLTAİK SİSTEMLERDE YAKIN ALAN IŞINIMI İLE ENERJİ
HARMANLAMA ÇALIŞMALARININ DERLEMESİ
Elif Begüm ELÇİOĞLU*,**, Reha DENKER*, Azadeh Didari***, Tuba OKUTUCU-ÖZYURT*,
M. Pınar MENGÜÇ***
* Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Üniversiteler Mah., Dumlupınar Bulvarı, No:1,
06800 Çankaya, Ankara, [email protected], [email protected]
** Eskisehir Osmangazi Üniversitesi, Sivrihisar Meslek Yüksek Okulu, Makine Programı, Eskişehir Cad.
No:140, Sivrihisar, Eskişehir [[email protected]]
*** Mühendislik Fakültesi ve Enerji, Çevre ve Ekonomi Merkezi, Özyeğin Üniversitesi, 34794, İstanbul
[email protected], [email protected]
Özet: Tüm dünyada kritik seviyeye ulaşan enerji talebi, fosil yakıtların tükeniyor oluşuyla beraber
değerlendirildiğinde, yüksek verimle çalışan temiz enerji dönüşümlerine olan ihtiyaç net olarak gündeme
gelmektedir. Termofotovoltaik (TPV) sistemlerde, yayıcının bir yüksek sıcaklık kaynağı tarafından ısıl enerji ile
beslenmesi ve bu enerjinin fotovoltaik (PV) hücreye iletilmesi yoluyla elektrik enerjisine doğrudan dönüşümü
mümkün olmaktadır. TPV sistem verimi, sistem bileşenlerinin kısmi verimlerine bağlı tanımlanır. Sistem
bileşenleri arasındaki mesafe, sistem çalışma sıcaklığındaki ısıl ışınım dalga boyundan daha küçük olduğunda,
ısı geçişinde yakın alan etkileri gözlenmeye başlanır. Yakın alan ışınımında enerji aktarımı, yayıcı yüzeyden
uzaklaştıkça üstel azalarak sönen dalgaların tünellenmesi ile gerçekleşir. Bu durumda elde edilen ışınım ısı geçişi
katsayısının, uzak alan ışınımındakine kıyasla üç mertebeden fazla artabileceği literatürde gösterilmiştir. Sistem
bileşenlerinin optik özelliklerinin seçici hale getirilmesiyle TPV sistemlerin en yüksek verimi için geçerli olan
Shockley-Quesser limitinin aşılması potansiyeli gündeme gelmekte, yakın-alan ışınımı da yüksek verimlerin elde
edilmesi için potansiyele sahip kabul edilmektedir. Bu çalışmada, yakın alan ışınımının harmanlanması ve TPV
sistemlerde kullanımı konulu literatürdeki kritik yaklaşımlar ve uygulamalar açısından önemli potansiyele sahip
sonuçlar derlenmiştir.
Anahtar Kelimler: Enerji harmanlama, termofotovoltaik enerji dönüşümü, yakın alan ışınımı.
REVIEW OF NEAR FIELD THERMAL RADIATION HARVESTING STUDIES IN
THERMOPHOTOVOLTAIC SYSTEMS
Abstract: As the energy demand has reached a critical level worldwide and the amount of fossil fuels is limited,
there is a certain need for the development of clean energy devices operating with high efficiency. In
thermophotovoltaic (TPV) systems, through the supply of thermal energy to the emitter (radiator) and it's
delivery to the photovoltaic (PV) cell; direct conversion of thermal to electric energy is achieved. The overall
efficiency of a TPV system is dependent on the partial efficiencies of the system components (e.g., emitter, filter
(optional), and PV cell). When the gap between the system components is smaller than the thermal radiation
wavelength at the operating temperature, impacts of the near field is observed. Energy transfer in the near field is
achieved through the tunneling of the evanescent waves, which decay exponentially from the emitter surface. In
this case, it has been shown that, the radiative heat transfer coefficient can be increased more than three orders of
magnitude. By rendering the TPV system components' optical properties selective, the theoretical limit of the
TPV system efficiency could potentially exceed the Shockley-Queisser limit. The near field radiation is
considered to have a potential for enabling high system efficiencies. Performing numerical analyses and
modeling, design and fabrication, and structural and thermal performance tests require the simultaneous
consideration of a number of parameters and their optimization. In this study, harvesting of the near field thermal
radiation and its use in TPV systems is reviewed to present the essential approaches and the results critical for
potential applications.
Keywords: Energy harvesting, thermophotovoltaic energy conversion, near field radiation.
213
FARKLI ATMOSFER HAVA SICAKLIKLARINDA EVSEL TİP BİR SPLİT
KLİMANIN EKSERJİ ANALİZİ
Mehmet BİLGİLİ*, Erdoğan ŞİMŞEK**, Ahmet ÇOŞGUN***
*Çukurova Üniversitesi Ceyhan Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
01950 Ceyhan, Adana, [email protected]
** Çukurova Üniversitesi Adana Meslek Yüksekokulu Elektrik ve Enerji Bölümü
01160 Adana, [email protected]
***Akdeniz Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu Elektrik ve Enerji Bölümü
07070 [email protected]
Özet: Bu çalışmada, farklı atmosfer hava sıcaklıklarında evsel bir split klimanın enerji ve ekserji analizi
yapılmıştır. Oluşturulan deneysel sistemde, elektrikli ısıtıcıların kullanılması ile kondenser serpantini girişinde
atmosfer hava sıcaklığı değerleri kademeli bir şekilde artırılmış ve daha sonra sıcaklık, basınç, kompresör gücü
ve çekilen akım değerleri ölçülmüştür. Sistemin soğutma etkinliği (COP), tüm sistem ve herbir eleman için
(kompresör, kondenser, kılcal boru ve evaporatör) entropi üretimi, ekserji yok oluşu ve ekserji verimi değerleri
hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, atmosfer hava sıcaklığının artmasıyla birlikte soğutma ünitesindeki
toplam ekserji yok oluş değeri artmış, buna karşın sistemin ekserji verimi azalmıştır. Ayrıca, atmosfer hava
sıcaklığının artmasıyla birlikte kompresör ve kılcal borunun ekserji verimi azalmış; diğer yandan kondenser ve
evaporatörün ekserji verimi artmıştır.
Anahtar Kelimler: Atmosfer hava sıcaklığı, Ekserji, Evsel tip split klima.
EXERGY ANALYSIS OF A TYPICAL RESIDENTIAL SPLIT AIR CONDITIONING
SYSTEM AT DIFFERENT ATMOSPHERIC AIR TEMPERATURES
Abstract: In this study, energy and exergy analyses of a typical residential split air conditioning system at
different atmospheric air temperatures were done. During the experiment ambient air temperature in the
condenser coil inlet was increased gradually using electrical heaters and after that, temperatures, pressures,
compressor power and current values were measured. Coefficient of performances (COP), exergy efficiency and
exergy destruction values of whole system and its each sub-unit (compressor, condenser, capillary tube and
evaporator) were evaluated. According to the present results, the overall exergy destruction value in the
refrigeration system was increased with increasing atmospheric temperatures; however exergy efficiency value
of the system was decreased. Furthermore, an increase of the atmospheric temperature results in decreasing
exergy efficiency of compressor and capillary tube, but increasing of exergy efficiency takes place in the
condenser and evaporator of present air conditioning system.
Keywords: Atmospheric air temperature, Exergy, Residential split air conditioning system.
214
GELİŞMİŞ BİNA KABUĞU TEKNOLOJİLERİ: BİR LİTERATÜR TARAMASI
Yusuf YILDIZ*, İsmail CANER**, Nadir İLTEN**
*Balıkesir Üniversitesi, Mimarlık Bölümü, Çağış Kampüsü, Altıeylül/Balıkesir [email protected]
**Balıkesir Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Çağış Kampüsü, Altıeylül/Balıkesir
[email protected], [email protected]
Özet: Dünyanın birçok bölgesinde iklim değişikliği ve bu duruma çözüm arayışları geniş bir alana yayılmıştır.
Günümüzde, dizayn ve teknoloji ile ilgili yenilikçi tasarım ve fikirler, bina kabuklarında yeni işlevlerin ortaya
konulduğunu göstermektedir. Özellikle şeffaf yüzeyler için geliştirilen yeni sistemler, binalarda değişken
filtreleme ile enerji tüketimlerini düşürürken termal konfor şartlarını da optimize etmektedir. Bu çalışmada
mühendis ve mimarların yaklaşımları sonucunda gelişmiş bina kabuk teknolojilerinin etkileri araştırılmıştır.
Sonuçlar bina cephe teknolojilerinin belirgin şekilde etki ettiğini göstermiştir. Sepktral seçici cam üniteleri,
elektrokromik kaplamalar ve açısal seçici güneş kontrol cam üniteleri ve bitki ile gölgelendirme yöntemleri akıllı
teknolojiler olarak bilinmektedir. Bu teknolojiler iklim koşullarına dayalı olarak güneş ışınlarının olumsuz
etkilerini ortadan kaldırmayı amaçlamaktadır.
Anahtar Kelimeler: Spektral cam üniteleri, Elektrokromik kaplamalar, Bitki ile gölgelendirme, Güneş kırıcılar
ADVANCED BUILDING ENVELOPE TECHNOLOGIES: A LITERATURE REVIEW
Abstract: Climate change affects many areas in the world and solutions are spread over a wide area. Today,
innovation and innovative ideas related to design and technology shows that building envelope takes new
functions. New systems developed for especially transparent surfaces leads that building envelope acts as a
dynamic filter and optimizes itself for changing conditions in order to increase thermal comfort conditions while
reducing energy consumption in buildings. In this study, advanced building envelope technologies and their
impact of energy performance will be evaluated in detail to provide information to architects and engineers. The
results shows that facades technologies in advanced building envelope solutions seems to be more prominent.
Spectral selective glazing units, the electrochromic coatings and angular selective solar control glazings and treeshading are known as intelligent tehnologies. These technologies enable blocking determined adverse effects of
sunlight based on climatic conditions.
Keywords: Spectral selective glazing units, the electrochromic coatings, angular selective solar control glazings,
tree-shading
215
BİLEŞİK ISI – GÜÇ SİSTEMLERİ
Nazile YILANKIRKAN* ve Hikmet DOĞAN**
*Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
[email protected]
**Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi
[email protected]
Özet: Enerji ihtiyacının dörtte üçünü dış alımla sağlamakta olan Türkiye’nin enerjiyi verimli kullanması büyük
önem arz etmektedir. Türkiye’de çevrim, konut ve sanayi sektörlerindeki enerji tüketiminin toplam enerji
tüketimi içindeki payı yaklaşık %75’dir. Enerji tüketimi çok olan bu sektörlerde atık ısı miktarı da yüksek olup,
bu ısının değerlendirilmesi enerji verimliliğinin sağlanmasına katkı sağlayacaktır. Bileşik ısı-güç sistemleri
sayesinde söz konusu bu atık ısı değerlendirilmekte ve %80 ile %90 arasında verimlilik sağlanmaktadır. Bu
çalışmada bileşik ısı-güç sistemlerinin enerji kullanımındaki faydaları ve Türkiye için önemi incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Kojenerasyon, trijenerasyon, mikro kojenerasyon
COMBINED HEAT – POWER SYSTEMS
Abstract: It is important for Turkey to use energy efficiently, as it supplies three-quarters of its energy need
from foreign purchasing. The share of total energy consumption in the cycle, residential and industrial sector
energy consumption in Turkey is approximately 75%. These sectors have not only more energy consumption but
also waste heat, utilization of this heat will contribute to provide energy efficiency. This waste heat is utilized by
the combined heat-power systems provide efficiency between 80% and 90%. In this study, the benefits of the
combined heat-power systems in energy usage and their importance for Turkey are investigated.
Keywords: Cogeneration, trigeneration, micro cogeneration
216
FAZ DEĞİŞTİREN MALZEMELER ÜZERİNE BİLİMSEL YAYINLARIN
BİBLİYOMETRİK ANALİZİ
Alptuğ YATAĞANBABA*, Mehmet ŞENER**, İrfan KURTBAŞ*
*Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü
**Hitit Üniversitesi Bilimsel Teknik Uygulama ve Araştırma Merkezi
19030 Çorum
[email protected] ; [email protected] ; [email protected]
Özet: Bu araştırmanın amacı, termal enerji depolama ve faz değiştiren malzemeler üzerine 1980-2015 (Haziran)
yılları arasında yayımlanan bilimsel yayınların bibliyometrik profilini incelemektir. Araştırmada kullanılan tüm
veriler Web of Science (WoS) veri tabanı kullanılarak Science Citation Index Expanded (SCI-E) indeksindeki
yayınlardan elde edildi. 1980-2015 (Haziran) yılları arasında yayınlanmış 8747 adet yayın ve bu yayınlara ait
atıflar incelenmiştir. 35 yıllık dönem içinde veri tabanında indekslenen yayınlar, yayın sayıları, en fazla yayın
yapılan ülke, en fazla yayın yapan yazar ve kurum gibi başlıklar bakımından değerlendirilmiştir.
Anahtar Kelimler: Bibliyometrik analiz, Faz değiştiren malzeme, Web of Science, Atıf
BIBLIOMETRIC ANALYSIS OF SCIENTIFIC PUBLICATION
ON PHASE CHANGE MATERIALS
Abstract: The aim of this study is to evaluate the bibliometric characteristics of the scientific publications
related to thermal energy storage and phase change material published between 1980 and 2015 (June). All data
used in this study were accessed from the publications in Science Citation Index Expanded (SCI-E) index via
using Web of Science (WoS) database. 8747 publications and citations material published between the years
1980 and 2015 (June) were evaluated. In the past 35 years, some parameters in indexed studies were investigated
such as number of documents, the most productive countries, the most productive authors and organizations,
international collaborations, number of times cited.
Keywords: Bibliometric analysis, Phase change material, Web of Scence, Citation
217
BİR ÜNİVERSİTE BİNASI İÇİN ENERJİ ETÜDÜ VE VERİMLİLİĞİ İÇİN
FİZİBİTE ÇALIŞMASI
Nevzat ŞADOĞLU* ve İsmail EKMEKÇİ**
*Enerji Yöneticisi ve Enerji Etüd Uzmanı, İstanbul,
[email protected]
**İstanbul Ticaret Üniversitesi, Mühendislik ve Tasarım Fakültesi, Küçükyalı, İstanbul
[email protected]
Özet: İstanbul Ticaret Üniversitesinin Küçükyalı da bulunan Kampüs Binası için, 2009, 2010 ve 2011 yılları
arasındaki 3 yıllık doğal gaz ve elektrik enerji tüketim değerleri ile gerekli maliyet bilgileri ele alınarak bu
kampüsteki binaların enerji etüdleri ve enerji verimliliği fizibilite çalışması yapılmıştır. Bunun için kampüsteki
binaların ısıtma, soğutma ve aydınlatma sistemleri ve bunlarla ile ilgili enerji tüketim değerleri incelenmiş;
binaların mevcut yalıtımsız durumu için hesaplama ve ölçümler yapılmış; Bina Enerji Performans Yönetmeliği
ve TS825 standartlarına uygun yalıtım yapılması durumu için hesaplar yenilenmiş; yalıtım yapılması ve
kazanlarda ekonomizer kullanılması ile sağlanabilecek enerji tasarrufu için inceleme ve değerlendirmeler
yapılmıştır. Verimlilik Arttırıcı Proje (VAP) çalışması ile yakıt tüketim değerleri yeniden hesaplanarak gerekli
yatırım maliyetleri hesaplanmış; her iki durum için CO2 emisyon değerleri karşılaştırılmış; yıllık enerji tasarruf
değerleri hesaplanmış; yapılacak yatırımların basit geri ödeme süreleri ve iç-karlılık değerleri ayrıca belirlenmiş
ve gerekli karşılaştırmalar yapılmıştır. Kampüs için mevcut durumda yıllık enerji kullanımının 250 TEP`den az
olduğu; fakat kapalı alanının 10.000 m2 den fazla olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimler: Enerji Etüdü, Fizibilite çalışması, Verimliliği Arttırıcı Proje (VAP), Enerji Verimliliği
Abstract: Energy Audit and related energy saving feasibility study of the Istanbul Commerce University
Kucukyali Campus building is established by evaluating the natural gas and electricity bills with related energy
consumption and the required costs data amongs 2009, 2010 and 2011 years. The heating, cooling, illumination
systems and the related energy conspumtion rates are investigated in this study. Calculations and measurements
of the current uninsulated state of the campus buildings are accomplished. Required insulation with respect to
TS825 standard and Building Energy Performance Regulation was advised and the recomputings were done
accordingly; investigations and evaluations on the the energy savings rates which can be provided with
insulation and economisers installation to the boilers revisions were analyzed. The required investment costs are
calculated by reevaluating energy consumption values for the installation of economisers and making insulations
according to efficiency oriented approaches; then CO2 emissions rates for the both conditions are compared;
annual energy savings rates computed for the payback period of the required investments and in house
profitability rates are also computed and also required comparisons are conducted. It is established that the
annual energy consumption of the campus buildings without the revisions are less than 250 TEP; however the
inner-space-area is larger than 10.000m2.
Keywords: Energy Audit, Feasibility Study, Energy Saving Project, Energy Eficiency
218
219
DESTEKLEYENLER
KARESİ BELEDİYESİ
BALIKERSİR SANAYİ ODASI
BALIKESİR TİCARET ODASI
SPONSORLAR
DENEYSAN EĞİTİM CİHAZLARI SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ.
AFS BORU SANAYİ A.Ş.
BUZÇELİK TERMİK CİHAZLAR SANAYİ
KARYER ISI TRANSFER SANAYİ VE TİCARET A.Ş.
İKLİMSOFT İKLİMLENDİRME VE SOĞUTMA END. YAZILIMLARI LTD. ŞTİ.
220