BİLDİRİ ÖZETLERİ KİTABI Balıkesir Üniversitesi Mühendislik
Transkript
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 100De900 (250Re2200) 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 100De900 (250Re2200) 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 (Pr7.01) 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 (Pr7.01) 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