Search

Enerji, değişen ve gelişen dünyamızda insanlık için büyük önem arz etmektedir. Var olan enerji kaynaklarımızın hızlı tükenmesi ve fosil yakıtların çevreye verdiği zararlar insanları yeni enerji kaynakları bulmaya ya da elindeki kaynakları daha verimli kullanmaya sevk etmiştir. Buna bağlı olarak günümüzde kullanılmakta olan sistemlerde enerjiyi daha verimli kullanmak adına ısı transferi uygulamalarından yararlanılmaktadır. Eşanjörler veya ısı değiştiriciler bir akışkandan başka bir akışkana ısı transferi için kullanılan cihazlardır. Genel olarak; ısıtma, soğutma, kimya endüstrisi ve enerji santrallerinde kullanılmaktadır. Isı değiştiricileri, ısı değiştirici türlerine göre direkt temaslı ve direkt temaslı olmayan tip olarak iki kısımda incelenir. Akışkanların direkt temasta bulunduğu ısı değiştiricileri; bu tür ısı değiştiricilerinde farklı sıcaklıklardaki akışkanların ya da bir akışkan ile katı tür maddelerin birbirleriyle direkt karıştırılır veya temasta bulundurulurlar. Endüstriyel işlemler neticesinde ortaya çıkmış ısının atılması amacıyla uygulamalarda sıklıkla kullanılmakta olan soğutma kuleleri bu tür ısı değiştiricilerine iyi bir örnek teşkil eder. Akışkanların direkt temasta bulunmadığı ısı değiştiricileri; bu tür ısı değiştiricilerinde öncelikle sıcak olan akışkandan iki akışkanı birbirinden ayıran yüzeye ya da bir kütleye geçirilir. Sonrasında bu ısı, bu yüzeylerden veya kütlelerden soğuk olan akışkana iletilir. Bu tez çalışmasında düz bir bakır boru içerisinde ısı transferini arttırmak amacıyla, boru içerisinde boydan boya uzanan mil üzerine 0.5mm kalınlıklara sahip, bakır, alüminyum ve çelik sac tabakalarından yapılmış pervaneler vasıtası ile ısı transferini arttırmak hedeflenmiştir. Sistemde akışkan olarak buhar ve hava kullanılmıştır. Su, sistemin alt kısmında bir depoda ısıtılıp üst kısımdaki türbülatöre borular vasıtası ile buhar olarak gönderilmiştir. Hava akışının hızlı bir şekilde ısı değiştiricilere verilebilmesi için fan kullanılarak zorlanmış taşınım yapılmıştır. Türbülatörsüz olarak alınan deneylere oranla, başta 3cm aralıkta %111, başta 6cm aralıkta %112, başta 9cm aralıkta %128,8, başta 12cm aralıkta %121,6, başta 15cm aralıkta %132, ortada 3cm aralıkta %121,6, ortada 6 cm aralıkta %124,8, ortada 9cm aralıkta %119,2, ortada 12cm aralıkta %116,8, ortada 15cm aralıkta %121,6, sonda 3cm aralıkta %88, sonda 6cm aralıkta %76, sonda 9cm aralıkta %107,2, sonda 12cm aralıkta %111,2, sonda 15cm aralıkta %121,6, artışlar olduğu tespit edilmiştir. Deney sonuçlarına göre, Bakır, Alüminyum ve Çelik saclardan imal edilmiş türbülatörlerin ısıl verimleri, basınç kayıpları ve sürtünme faktörleri hesaplanarak grafikler çizilmiştir., Energy, is of great importance for humanity in our changing and developing world. The rapid depletion of our existing energy resources and the damage of fossil fuels to the environment have prompted people to find new energy sources or to use the resources they have more efficiently. Accordingly, in the systems used today, heat transfer applications are used in order to use energy more efficiently. Exchangers or heat exchangers are devices used to transfer heat form one fluid to another fluid. Generally; used in heating, cooling, chemical industry and power plants. Heat exchangers are examined in two parts as direct contact and non-direct contact types according to heat exchanger types. Heat exchangers where fluids are in direct contact; in this type of heat exchangers, fluids at different temperatures or a fluid and solid type materials are directly mixed or kept in contact with each other. Cooling towers, which are frequently used in applications to remove the heat generated as a result of industrial processes, are a good example of such heat exchangers. Heat exchangers where the fluids are not in direct contact, in this type of heat exchangers, firstly, the hot fluid is passed to the surface or a mass that separates the two fluids. This heat is then transferred from these surfaces or masses to the cold fluid. In this thesis, it is aimed to increase the heat transfer by means of propellers made of copper, aluminum and steel sheet layers on the shaft extending from one end to the other in the pipe in order to increase the turbulence in a straight copper pipe. Water was used as fluid in the system. The water was heated in a tank at the bottom of the system and sent to the turbulator at the top by means of pipes as steam. Forced convection was made using a fan so that the air flow could be given to the heat exchangers quickly. In travels experiments without a turbulator, 111 % at 3cm intervals at the beginning, 112% at 6cm intervals at the beginning, 128.8% at 9cm intervals at the beginning, 121.6% at 12cm intervals at the beginning, 132% at 15cm intervals at the beginning, 121% at 3cm distances, 6, 124.8% at 6cm spacing in the middle, 119.2% at 9cm spacing in the middle, 116.8% at 12 cm spacing in the center, 121.6% at 15cm spacing in the middle, 88% at 3cm at the end, 6cm at the end 76, 107.2% at 9cm spacing at the probe, 111.2% at the 12cm spacing at the probe, and 121.6% at the 15cm spacing at the probe. According to the test results, Thermal efficiency, pressure losses and Friction factors of turbulators made of Copper, Aluminum and Steel Sheet layers were calculated and charted.

In a cold plate low thermal resistance thus high heat transfer rate and also low pressure drop is desired. In this study, performances of three liquid cold plates with different configurations are investigated for the thermal regulation of li-ion battery cells in electric vehicle applications. The outer dimensions of the cold plates are kept identical in order to use the cold plates in the same battery module under series, parallel and series-parallel configurations. The performances of the cold plates are investigated by using Computational Fluid Dynamic (CFD) tools. ANSYS Fluent commercial software is used to calculate the flowfield and the thermal field inside the cold plates for various flowrates. The performances of the cold plates are obtained by 3D simulations that solve Navier-Stokes, energy and continuity equations in a steady manner. The flow is assumed to be laminar for all the cases since calculated Reynolds number stay in laminar flow limits. The results show that the pressure drop of the coolant liquid of parallel flow arrangement is significantly lower than the serial arrangement. However, high thermal resistance and low uniformity of the temperature through the cold plate is observed compared to the serial case, as expected. As a result, series-parallel configuration results show that the trade-off between pressure drop and heat transfer rate can be optimized by applying a serpentine shape while keeping the flow arrangement as parallel as possible and increasing the length of the cross channels., Soğutucu levhalarda düşük ısıl direnç, dolayısıyla yüksek ısı transferi ve düşük basınç kaybı arzu edilmektedir. Bu çalışmada, elektrikli araç uygulamalarında li-iyon pil hücrelerinin termal regülasyonu için, farklı konfigürasyonlara sahip sıvı soğutmalı üç soğutucu levhanın performansları incelenmiştir. Seri, paralel ve seri-paralel konfigürasyonlarda oluşturulan soğutucu levhaların aynı batarya modülünde kullanılabilmeleri için dış boyutları birbiriyle aynı tutulmuştur. Çalışmada, soğuk plakaların performansları, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) araçları kullanılarak incelenmiştir. Çeşitli akış hızlarında, soğuk plakaların içindeki akış alanını ve termal alanı hesaplamak için ANSYS Fluent ticari yazılımı kullanılmıştır. Soğuk plakaların performansları, sürekli rejimde Navier-Stokes, enerji ve süreklilik denklemleri 3 boyutlu simülasyonlar ile çözülerek elde edilmiştir. Reynolds sayısı laminer akış limitleri içerisinde hesaplandığından, tüm akış durumları için laminer akış kabul edilerek çözümlere gidilmiştir. Simülasyonlar sonucunda, paralel akış geometrisindeki soğutucu sıvının basınç kaybının seri olana göre önemli ölçüde daha düşük olduğu görülmüştür. Bununla birlikte, beklenildiği gibi, paralel akış geometrisinde seriye göre yüksek ısıl direnç ve düşük sıcaklık homojenliği gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, basınç düşüşü ve ısı transferi arasındaki dengenin, akış düzeninin mümkün olduğunca paralel tutulup çapraz kanalların ise uzunluğunun arttırıldığı bir serpantin şekli uygulanarak optimize edilebileceğini seri-paralel konfigürasyon sonuçları göstermektedir.

Taşıt radyatörleri ısı değiştiriciler arasında önemli bir uygulama alanına sahiptir. Taşıtların motor bloğunda oluşan ısının nedeniyle sıcaklığı artan soğutucu akışkan, radyatör vasıtasıyla soğutulmaktadır. Radyatörlerin ısıl performansının belirlenmesi ve iyileştirilmesi için sayısal ve deneysel birçok parametrik çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmada ilk olarak tasarım parametreleri değiştirilerek özel olarak üretilmiş radyatörler ile bir dizi deney yapılarak radyatörün ısı transferi ve basınç kaybı karakteristikleri belirlenmiştir. Daha sonra ısı değiştiricilerinin ısıl analiz ve basınç kaybı çözümlenmesine yönelik tasarım ve işletme parametrelerinin değiştirilebildiği bir program, bilgisayar ortamında oluşturulmuştur. Bu programdan elde edilen çıktılar ile deneysel çalışmanın sonuçları karşılaştırılmıştır. Ardından radyatör ve kanatçık performansına etki eden birçok faktör hesaba katılarak kapsamlı parametrik bir çalışma yapılmıştır. Son olarak radyatörün ısıl performansına ve basınç kayıplarına etki eden temel parametreler belirlenmiş ve bu parametrelerin radyatör performansı üzerindeki etki oranları farklı istatistiksel yöntemler kullanılarak analiz edilmiştir. Taguchi, ANOVA ve Gri ilişkiler analiz metodu kullanarak radyatörün termal ve hidrolik performansı üzerindeki etkili parametreler, bu parametrelerin etki ağırlıkları, optimum dizayn ve çalışma koşulları tespit edilmiştir. Vehicle radiators have an important application area among the heat exchangers. The radiator cools refrigerant, which was heated during the transfer of the heat generated in the engine block of the vehicles to the external environment. Several numerical and experimental parametric studies are carried out to determine and improve the thermal performance of radiators. In this study, firstly, different design parameters were changed and a series of experiments were performed with specially produced radiators to determine the heat transfer and pressure drop characteristics. Then, in computer environment, a program which can change the design and operating parameters, were created using many equations used in the analysis of heat exchangers. The results obtained from this program were compared with the results of the experimental study. Then, a comprehensive, parametric study was carried out taking into account many factors affecting radiator and fin performance. Finally, the fundamental parameters affecting the radiator's thermal performance and pressure drops were determined and the contribution ratios of these parameters on the radiator performance were analyzed using different statistical methods. Effective parameters on the radiator's thermal and hydraulic performance, contribution ratios of these parameters, optimum design and operating conditions were determined using Taguchi, ANOVA and Grey Relational Analysis methods. Kale Oto Radyatör

Bu çalışmada, teğetsel girişli sanal gövdeli bir siklon ayırıcının performansı, toplam verim ve basınç kaybı üzerinden incelenmiştir. Deney sisteminde gövde çapı, siklon gövde uzunluğu ve çıkış boru çapı gibi siklon geometrileri değiştirilebilir durumdadır. Gövde çapı değişiklikleri temel alınarak farklı giriş hızlarında, farklı dalma yüksekliklerinde, farklı gövde uzunluklarında ve farklı siklon çıkış borusu çaplarının birbiriyle olan ilişkileri incelenmiştir. Deneylerde dört farklı çıkış boru çapı, siklon gövde çapı dâhil olmak üzere beş farklı gövde çapı kullanılmıştır. Yapılan deneyler üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Deneyin ilk aşamasında her sanal gövde çapı için sırayla dört çıkış boru çapında ve sekiz farklı dalma borusu yüksekliğinde basınç kayıpları ve bunlara bağlı olarak K katsayı değerleri bulunmuştur. Deneyler sonucunda sanal gövde çapının azalmasının basınç kaybını arttırdığı gözlemlenmiştir. Deneyin ikinci aşamasında siklonun laboratuvar ortamında bulunan havadaki tozlar için toplam tutma verimi ve fraksiyonel verimleri hesaplanmıştır. Ortamdaki toz konsantrasyonu zamanla değişken olmasına rağmen benzer konsantrasyona sahip durumlar birbiriyle kıyaslandığında sanal gövde çapının artışına bağlı olarak verimde artış olduğu görülmüştür. Deneyin üçüncü ve son aşamasında ise kullanılan siklon için toz tutma verimi bulunmuştur. Deneylerde toz olarak kalsit kullanılmıştır. İki farklı ortalama partikül çapına sahip toz ile deney yapılmıştır. Değişik debilerde farklı siklon gövde çapı ve çıkış boru çapının siklon toplam tutma verimi ve fraksiyonel verimine etkisi incelenmiştir. Her iki toz için sanal gövde çapının azalmasına bağlı olarak verimlerde azalma gözlemlenmiştir. In this study, the performance of a tangential entry virtual body cyclone separator was examined on the basis of total efficiency and pressure loss. Cyclone geometries such as body diameter, cyclone body length and outlet pipe diameter are changeable in the test system. Necessary studies were carried out at different inlet velocities, different plunge heights, different body lengths and different cyclone outlet pipe diameters based on body diameter changes. A total of five different body diameters were used in the experiments, including four different plunger diameter and cyclone body diameter. The experiments were carried out in three stages. In the first stage of the experiment, pressure losses and K coefficient values were determined for each virtual body diameter in four submersible tube diameters and eight different submersible heights respectively. As a result of the experiments, it was observed that decreasing the diameter of the virtual body pipe increases the pressure loss. In the second stage of the experiment, the total retention efficiency and fractional efficiency of the cyclone were calculated for laboratory airborne dusts. Although the dust concentration in the environment is variable over time, when the cases with similar concentrations are compared with each other, there was an increase in the efficiency due to the increase in the diameter of the body. In the third and final stage of the experiment, dust holding efficiency was found for the cyclone used. Calcite was used as powder in the experiments. Powder having two different average particle diameter was tested. The effect of different cyclone body diameter and plunge pipe diameter on cyclone total holding efficiency and fractional efficiency were investigated. A decrease in the efficiency was observed due to the reduction of the virtual body diameter for both powders. 113

Akışkanlar dinamiğinin en önemli konularında biri de hiç kuşkusuz iki faza sahip olan akış modellerini incelemektir. Siklon ayırıcılar da genel olarak iki fazlı akışa sahip yapılardır. Teorik olarak akış parametrelerini belirlemek çok uzun ve çok fazla hesaplama gerektirse de bilgisayarların gelişmesi ile CFD temelli çözümler ile analizler çok daha kolay, hızlı ve kabul edilebilir hatalar ile sonuçlar vermektedir. Yaptığımız bu çalışmada da eksenel bir siklon ayırıcının performans parametreleri CFD temelli ticari bir yazılım olan ANSYS Fluent ile incelenmiştir. Bir, iki ve üç tur spiral sayısına sahip olan üç farklı eksenel siklon ayrıcının farklı giriş hızlarında, partikül toplama verimi ve basınç kayıpları üzerine etkileri analiz edilmiştir. Yapılan analizler tek fazlı ve iki fazlı olarak gerçekleştirilmiştir ve türbülans modeli olarak Reynold Stress Model (RSM) kullanılmıştır. Farklı helis açısına sahip siklon modelleri tasarlanmış ve incelenmiştir. Analiz sonuçlarına göre eksenel siklon ayrıcı içerisine giren akışkanın hızının ve helis açılarının siklon ayrıcının toplama verimi ve basınç kayıpları üzerine çok büyük ölçüde etkisi olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca 0,1 µm den 10 µm ye kadar olan partikül boyutları için de bu durumlar gözlemlenmiş, sonuçlar eşdeğer boyutta teğetsel siklonlarla mukayese edilmiştir. Yapılan bu çalışma optimum eksenel siklon ayrıcı çeşidini saptamak için yardımcı olabilecek niteliktedir One of the most important issues in fluid dynamics is undoubtedly to examine flow models that have two phases. Cyclone separators are generally structures with two phases. Although theoretically determining flow parameters is very long and requires a lot of calculation, with the development of computers, analysis with CFD based solutions gives results with much easier, faster and acceptable errors. In this study, the performance parameters of an axial cyclone separator were examined with ANSYS Fluent 19.1, a commercial software based on CFD. The effects of three different axial cyclone separators having one, two and three rounds of spiral numbers on particle collection efficiency and pressure losses at different inlet velocities were analyzed. The analyzes were carried out as single-phase and two-phase and Reynold Stress Model (RSM) was used as the turbulence model. Cyclone models with different helix angles have been designed and studied. According to the results of the analysis, it has been concluded that the velocity and helix angles of the fluid entering the axial cyclone separator have a great influence on the collection efficiency and pressure losses of the cyclone separator. In addition, for the particle from 0.1 µm to 10 µm, these conditions have been observed, the results are compared with equivalent tangential cyclones. This study can help to determine the optimum axial cyclone separator type.

Bu çalışmada Stairmand tipi yüksek verimli siklon esas alınarak siklon gövde çapının azaltılmasının ayırma verimine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla beş farklı büyüklükte mini siklon ayırıcı imal edilmiştir. İmal edilen siklonların basınç kayıp katsayıları ve ayırma verimleri deneysel olarak incelenmiştir. Bu çalışma sonuçlarına göre siklon gövde çapının azalması ile belli çapa kadar verim artarken daha küçük çaplarda azalma elde edilmiştir. Buna karşılık basınç kayıpları ise sürekli azalmıştır.Siklonların ayırma verimi için kritik parçacık çapı esas alınarak teorik olarak kritik çaplar hesaplanmıştır. Hesap sonucu ile elde edilen sonuçların deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu görülmüştür. Giriş kesitine göre Reynolds sayısı dikkate alındığında geçiş bölgesi ve laminer bölgede sürtünme katsayısının değişmesinin sonuca etkili olduğu değerlendirilmiştir. In this study, the effect of reduction of cyclone body diameter on separation efficiency based on Stairmand type high efficiency cyclone was investigated. For this purpose, five different size mini cyclone separators have been manufactured. Pressure loss coefficients and separation efficiencies of the manufactured cyclones were investigated experimentally. According to the results of this study, with the reduction of the cyclone body diameter, the efficiency up to a certain diameter has increased while the smaller diameters have been reduced. On the other hand, pressure losses have decreased continuously.Theoretically critical diameters were calculated based on the critical particle diameter for the separation efficiency of the cyclones. It is seen that the results obtained with the calculation result are compatible with the experimental results. Considering the Reynolds number according to the entrance section, the change of friction coefficient in the transition region and the laminar region was evaluated to be effective on the result. 92

Bu tez çalışması Batman Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından BTÜ BAP 2019-YL-04 nolu proje ile desteklenmiştir., Nüfus yoğunluğu, hızlı kentleşme ve teknolojik gelişmeler enerji talebini artırmaktır. Mevcut enerji kaynaklarının tükenme ihtimali, insanları yeni enerji kaynakları aramaya yöneltmiştir. Bunun yanı sıra var olan enerji kaynaklarının mümkün olduğunca verimli kullanılması önem arz etmektedir. Enerji verimliliğinde dikkate alınması gereken konulardan biri de türbülatörlerdir. Endüstride, ısı değiştiricilerinde kullanılan türbülatörler, ısı transferinde iyileşmeler sağlamaktadır. Bu çalışmanın amacı, yeni tasarlanan türbülatörlerin kullanım alanlarındaki sayısının ve diziliminin verimliliği nasıl etkilediğini belirlemektir. Bu doğrultuda sabit yüzey sıcaklığına sahip bir ısı değiştirici içerisine farklı sayı ve dizilimde yeni tasarlanan türbülatörler yerleştirilmiştir. Isı değiştiricisinin farklı noktalarından giriş-çıkış sıcaklıkları, basınç, debi, hız ölçümleri alınmıştır. Bunların ısıl verim, basınç kaybı, sürtünme faktörü, etkinlik, ekserji kayıp oranı, NTU değerleri üzerine etkisi incelenmiştir. Deney sonuçlarına türbülatör sayısının artması ile göre ısıl verim, basınç kaybı ve sürtünme faktöründe artışlar gözlemlenmiştir., Population growth, rapid urbanization and technological advances is to increase the energy demand. The possibility of existing energy resources' depletion has led people to look for new energy sources. In addition, it is important to use the existing energy resources as efficiently as possible. One of the issues to be considered in energy efficiency is also turbulators. In the industry, turbulators used in heat exchangers provide improvements in heat transfer. The aim of this study is to determine how number and sequences in usage areas of newly designed turbulators affects the efficiency. In this respect, newly designed turbulators of different numbers and sequences are placed into having constant surface temperature a heat exchanger. Inputoutput temperatures, pressure, flow, velocity measurements were taken from different points of heat exchanger. The effect of these on thermal efficiency, pressure loss, friction factor, efficiency, exergy loss rate, NTU values were investigated. According to the experimental results, increases in thermal efficiency, pressure loss and friction factors were observed with increasing number of turbulators.

Bu tezde pürüzlü borular içerisinde gerçekleşen laminer akışın hidrodinamik ve ısıl karakteristikleri nümerik olarak incelenmiştir. Bunun için periyodik olarak tekrar eden boru geometrisinde hidrodinamik ve ısıl anlamda tam gelişmiş akış ele alınmıştır. Yüzeyde oluşturulan kare tipi pürüzler ile pürüzlülüğün akış üzerindeki etkisi simüle edilmiştir. Dairesel kesitli pürüzsüz borular içerisindeki Newtonien akışların hidrodinamik ve ısıl karakteristikleri analitik olarak incelenmiştir. Pürüzlü borularda eşdeğer çap tanımlanarak akışkana ait sürtünme kaybı ve ısı iletimi değerlendirilmiştir. Daha sonra pürüzlü borular için elde edilen akış profilleri, Poiseuille ve Nusselt sayıları, pürüzsüz borulardaki değerlerle karşılaştırılmıştır. Yüzey pürüzlülüğündeki artışın basınç kaybını ve ısı transferini arttırdığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, yüzey pürüzlülüğü nedeniyle basınç kaybı ve ısı transferinde gerçekleşen artış, Reynolds sayısının büyümesiyle yükselmiştir., In this thesis, hydrodynamic and thermal characteristic of laminar flow in rough pipes is analyzed by numerically. For this purpose, developed flow in pipe geometry hydrodynamically and thermally is considered periodically. The effect of the roughness on the flow is simulated by the square type roughness on surface. The hydrodynamic and thermal characteristic of Newtonian flows in circular smooth pipes are analytically analyzed. Friction loss and heat conduction in the fluid have been evaluated by determining the equivalent diameter in rough pipes. Then, the effect of roughness elements on the flow profile, Poiseuille and Nusselt number are compared with the results of smooth pipe. It is found that increasing surface roughness increases pressure loss and heat transfer. Moreover, the increase in the pressure loss and heat transfer due to surface roughness, has increased with the Reynolds number raising.

Mobil iş makinaları, çalışma ömürleri boyunca önemli miktarlarda yakıt tüketimi yapmaktadırlar. Bu durum finansal boyutunun dışında çevreye olan olumsuz etkilerinden dolayı da istenilmeyen bir durumdur. Günümüzde mobil akışkan gücü uygulamaları, yaptıkları işe oranla daha fazla enerji sarf etmektedirler. Dünyada geleceğe yönelik en büyük hedeflerden biri olan yakıt sarfiyatı yönünden uygulamaların iyileştirilmesi amacına yönelik olarak, mevcut akışkan kontrol sistemlerinin de iyileştirilmesi ihtiyacı doğmuştur. Bu yüzden bu tezde hidrolik valf kaynaklı sisteme yansıyan güç yüklerinin düşürülmesi hedeflenmiştir. Valf kaynaklı kayıplar, sistemde kullanılmak üzere seçilen valfin çalışma prensibine bağlı oluşan kayıplar ve valf iç yapısı kaynaklı kayıplar olarak ikiye ayrılır. Çalışma prensibine bağlı oluşan kayıpların iyileştirilmesi amacıyla Amesim yazılımı kullanılarak simülasyon modelleri oluşturulmuştur. Bir diğer kayıp türü olan valf iç yapısı kaynaklı kayıpların iyileştirilmesi amacıyla Solidworks Flow Simulation ortamında yeni tasarımın akış analizleri yapılmıştır. Tüm bu analiz ve simülasyon çıktıları kullanılarak sistemin güç gereksinimleri hesaplanıp, sistemler enerji verimliliği ve yakıt sarfiyatı yönünden karşılaştırılmıştır., Mobile construction equipment consumes significant amounts of fuel during their working life. This situation is undesirable due to the negative effects on the environment besides its financial dimension. Today, mobile fluid power applications consume more energy than the useful work they do. In order to improve the applications in terms of fuel consumption, which is one of the biggest targets for the future in the world, there is a need to improve the existing fluid control systems. Therefore, in this thesis, aim is reduction of power loads reflected to the system due to hydraulic valve. The losses caused by the valve are divided into two; first one is losses due to operating principle of the valve, second one is losses caused by the valve internal structure. In order to improve the losses due to the working principle, simulation models were created by using Amesim software. Flow analysis of the new design was performed in Solidworks Flow Simulation environment in order to improve losses caused by valve internal structure which is another type of loss. By using all these analysis and simulation outputs, the power requirements of the system are calculated and the systems are compared in terms of energy efficiency and fuel consumption.

International Scientific Conference on Production Engineering Development and Modernization of Production (12. : 2019 : Sarajevo, Bosnia Herzegovina) Plastic pipes, especialiy polyethylene pipes have grown to become one of the freguently utilized material in pipeline systems owing to its advantages of corrosion, biological and chemical resistance over traditional metal pipes. Similar to any other material, design of polyethylene pipeline system reguires a comprehensive and detailed friction head loss analysis. There are two main methods on the literature recommended for estimating friction head loss. One is the weli-known Darcy-Weisbach eguation and the other is an empirical formula known as Hazen-Williams eguation. Darcy-Weisbach eguation depends on Darcy friction factor and Hazen-Williams eguation depends on Hazen-Williams coefficient. To estimate Darcy friction factor, pipe roughness height must be known. In the recent studies, head losses in polyethylene and plastic pipes are commonly estimated by using some constant coefficienis for pipe roughness height and Hazen-William formula. However, the experimental studies revealed that these values have a strong dependence on varying pipe diameter and flow regime characterized by Reynolds numbers. Therefore, a single fixed value cannot be used for ali ranges of diameters and flow velocity on polyethylene pipelines. In this paper, ihe authors reviewed ihe experimental studies for friction loss on polyethylene pipes and recommended some methods to hydraulic design of polyethylene pipeline systems. The results indicated the shortage of experimental studies for plastic pipes, particulariy for higher ranges of polyethylene pipe sizes. No sponsor

TEZ12468 Tez (Doktora) -- Çukurova Üniversitesi, Adana, 2019. Kaynakça (s. 163-172) var. XXXI, 192 s. :_res. (bzs. rnk.), tablo ;_29 cm. Bu çalışmada eksenel kanatlı boru demeti ısı değiştiricileri üzerindeki akış ve ısı transferi karakteristiklerinin sayısal tahmini ve eniyilemesi incelenmiştir. Sonlu hacim yöntemi, ana diferansiyel denklemleri sayısal olarak çözmek için kullanılmıştır. Ayrıca, bu eniyileme çalışmasında, Çok Amaçlı Genetik Algoritması II (MOGA-II) en uygun tasarımları bulmak için seçilmiştir. Kanatsız düzgün ve kaydırılmış sıralı boru demeti literatürde var olan çalışmalardan seçilerek doğrulamaları yapılmıştır. İlk olarak, dört farklı eksenel ve boyuna aralık oranlarında, düzgün ve kaydırılmış sıralı boru demetinde eksenel kanatın etkileri incelenmiştir. Daha sonra, kanatsız ve eksenel kanatlı, düzgün ve kaydırılmış sıralı boru demeti üzerinde ısı ve akışın sayısal eniyilemesi sunulmuştur. Eniyileme probleminin iki amacı vardır; verilen kütle akısı, izin verilebilir basınç düşümü ve boru demeti verimi için boru demetinin toplam ısı geçişinin arttırılması ve toplam hacminin azaltılmasıdır. Sonuçta, eksenel kanatlar ısı transferini düzgün ve kaydırılmış sıralı boru demetleri için geliştirir ve hacim kaydırılmış sıralı diziliş kullanılarak küçültülebilir. Numerical prediction and optimization of fluid flow and heat transfer characteristics of tube bank heat exchangers with axial fins are investigated in this work. Finite volume method is used for solving the governing differential equations numerically. Moreover, Multi-objective Genetic Algorithm II (MOGA-II) is selected to find optimum designs for the optimization study. Unfinned in-line and staggered tube bank configurations are selected from existing studies in literature and validation studies are carried out. Firstly, the effect of axial finning for four different axial and transversal pitch ratios are investigated for in-line and staggered tube banks. Then, numerical optimization of heat and fluid flow over in-line and staggered tube banks for both unfinned and axially finned cases are presented. Optimization problem has two goals which are maximization of total heat transfer from tube bank and minimization of tube bank volume for the given mass flow rate, allowable pressure drop and tube bank effectiveness. As a result, axial fins improve heat transfer for both in-line and staggered tube banks, and volume can be decreased for staggered arrangements.

Temel olarak çok fazlı akışlarda yoğun fazın santrifüj kuvvetler etkisiyle ayrıştırılması için kullanılan siklon ayırıcılar farklı mühendislik dallarında yaygın uygulama alanı bulmaktadır. Siklon ayırıcılar enerji üretim santrallerinde, yakma sistemlerinde, kimya ve ilaç sanayindeki proseslerde, ısı ve kütle transferinin gerçekleştiği sistemlerde ön veya ana ayırıcı, örnek alıcı ve filtre olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada sanal gövdeli yeni bir mini siklon tasarımı ve 3 boyutlu yazıcı ile imalatı yapılmıştır. Performans deneyleri için bir deney sistemi tasarlanmıştır. Deney sistemi emmeli tarza çalıştırılmış, atmosferik havayı emmek için bir blower kullanılmıştır. Dijital bir debimetre ile hava debisi, siklon kayıplarını ölçmek için dijital bir fark basınçölçer kullanılmıştır. Deneyler kalsit tozu kullanılarak yapılmıştır. Kalsit tozu ile yapılan deneylerde siklona verilen ve tutulan tozların partikül dağılımları partikül analiz cihazı ile yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucu siklon toplam tutma verimi, siklon sınıflandırma performansı, fraksiyonel verimleri ve siklondaki basınç kayıpları elde edilerek debi ve değişik geometrik parametrelerin siklon performansına etkileri incelenmiştir. Çalışmada elde edilen deney sonuçlarına bakıldığında; toz siklon ayırıcıda, partikül boyutuna göre 2, 3 ve 4'e sınıflandırılabilmekteyken, en belirgin ve tatmin edici sınıflandırma 3'lü sınıflandırmada olmuştur. Ayrıca, bir tozu istenilen partikül boyutunda sınıflandırabilmek için, deney düzeneğinde, uygun debi ve konfigürasyon ayarlamasının yapılması gerektiği de çıkarılan sonuçlardan birisidir. Cyclone separators which essentially separate dens phase by the action of centrifugal forces in two phase flows, find a wide application area in different engineering branches. Cyclone separators are used as main or pre-separator of particle in power plants, combustion systems, chemical and medical processes, systems related heat and mass transfer, etc. In this study, a new virtual body mini cyclone was designed and manufactured by using 3D printer. An experimental setup was constructed for its performance tests. The system was run in suction mode and the atmospheric air was sucked by using a blower. A digital flowmeter and a differential pressure sensor were used for measurement of the flow rate and pressure drop respectively. Calcite particles fed into incoming air was used in the experiments. Particle size distributions of the particles entering the cyclone and the collected particles were analyzed by using a particle analyzer. The particle collection efficiency, classification performance, fractional efficiencies and pressure losses were obtained from the test results. The effects of flow rate or inlet velocity and various geometrical parameters on the cyclone performances were also analyzed. Analysis of the results shows that the designed cyclone is capable of classification incoming particles into 2, 3 or 4 classes in the cyclone according to particle size. Classification performance of the configurations and influences of flow rate on this performance were also investigated. A distinct and satisfactory classification was obtained in the configuration with three collectors. The characteristics of the collected particles in the collectors depend on the flow rate, number of collectors and the space between the collectors. Therefore, it is seen that classification in desired characteristics can be achieved by using proper configuration for a certain flow rate. 82

Bu çalışmada ters akışlı klasik siklonlar ile ters ve eksenel akışlı sanal gövdeli siklonlarda iki fazlı türbülanslı akışın sayısal olarak modellenmesi ve performans analizleri gerçekleştirilmiştir. Sürekli faz Eulerian yaklaşımı ile RSM türbülans modeli kullanılarak, ayrık faz ise Lagrangian yaklaşımı ile çözümlenmiştir. Klasik siklonlar ile yapılan çalışmalarda yüzey pürüzlülüğünün ve kısa devre akışın siklon performansına etkisi basınç kaybı ve partikül toplama verimi açısından analiz edilmiştir. Ters akışlı sanal gövdeli siklonlarda, siklon performansı sürtünme yüzeyi yüksekliğine ve girdap durdurucu mesafesinin değişimi etkisinde sayısal olarak incelenmiştir. Bu değişkenlere ilave olarak ayrı bir çalışmada yüzey pürüzlülüğünün ters akışlı sanal gövdeli siklon performansına etkisi teğetsel hız profilleri, basınç kaybı ve partikül toplama verimi açısından irdelenmiştir. Ters akışlı sanal gövdeli siklonlarda ayrıştırma hacmi çapı değişiminin farklı giriş debileri için siklon performansına etkisi sayısal olarak analiz edilmiş ve ayrıştırma hacmi çapı değişiminin siklon performansı üzerindeki etkileri açıklanmıştır. Eksenel akışlı sanal gövdeli siklonlar, düz ve konik çıkış tipi olmak üzere iki farklı geometrik konfigürasyonda, ters akışlı sanal gövdeli siklonlarla performansları karşılaştırmalı olarak basınç kaybı ve partikül toplama verimi açısından değerlendirilmiştir. Ters akışlı sanal gövdeli siklonlarda EOV (end of vortex) oluşumunun hız alanı, basınç kaybı ve partikül toplama verimi üzerindeki etkileri ortaya konmuştur. Çalışmada ayrıca binek araca ait bir hava emiş sisteminde, hava filtresi yerine siklon filtre kullanımı ve araç performansına etkisi deneysel olarak irdelenmiştir. Motorun maksimum tork ve güç çalışma koşulları referans alınarak gerçekleştirilen hesaplamalarla klasik siklon geometrisi boyutlandırılmış ve hızlı prototip olarak imal edilerek şasi dinamometresinde basınç kaybı, güç ve tork kuvveti ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Klasik siklonda basınç kaybı ve partikül toplama verimi sayısal olarak çalışılmıştır. Basınç kayıpları açısından sayısal verilerin deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca sayısal olarak hesaplanan 2.17 ve 1.57 μm kritik çap değerlerinin, siklon filtrenin geliştirilmesi ile hava filtresi partikül toplama veriminin erişilebilir bir hedef olduğu ortaya konmuştur. In this study, two phase turbulent flow of traditional cyclone, reverse and axial novel cyclones and their performance were investigated numerically. Eulerian approach was used for flow field by using RSM turbulent model and Lagrangian approach was employed for particle phase. For traditional cyclones, surface roughness and short-cut flow effect on performance were analyzed numerically in terms of pressure drop and particle collection efficiency. For the reverse flow novel cyclones, performance parameters were investigated under influence of surface friction height and vortex limiter distance. In addition to these parameters, another study for the effect of surface roughness on reverse flow novel cyclone performance was interpreted with tangential velocity profiles, pressure drop and particle collection efficiency. Effect of Separation space diameter of reverse flow novel cyclone at the same surface friction height and vortex limiter distance was analyzed numerically and the effect of variation of separation space on performance was explained. Axial flow cyclones of two geometric configurations; flat and conic type entrance was analyzed in comparison with reverse flow novel cyclone in terms of pressure drop and particle collection efficiency. Effect of EOV (end of vortex) presence on flow field, pressure drop and particle collection efficiency was carried out numerically. Also in this study, usage of cyclone separator instead of air filter of an air intake system of a passenger car was investigated experimentally. Maximum torque and power conditions of engine were taken as operating conditions and traditional cyclone geometry was built according to calculations and after rapid prototyping of cyclone geometry, pressure drop, torque force and power were measured on chassis dynamometer. Numerical calculations of traditional cyclone were carried out in terms of pressure drop and particle collection efficiency and from the view point of pressure drop, experimental data shows good agreement with numerical calculations. Cut-off diameter of traditional cyclone was calculated as 2.17 and 1.57 μm for operating conditions and it is clear that cyclone separators can be used as air filters and the particle collection efficiency of 100 % collected particle size can be achieved with the development of cyclones. 212

Bu çalışmada, deneysel ve sayısal yaklaşım ile akış alanı optimizasyonu incelenmiştir. Yenilikçi yakınsak-ıraksak akış alanı tasarımı, bu çalışmanın özgün yanını ortaya koymaktadır. Deneysel sonuçlara göre belirli yakınsak akış alanlarının hücre gücü, diğer iki geleneksel serpantin akış alanına göre %19-27’lik bir artış göstermiştir. Sayısal model doğrulanmasında deneysel sonuçlara göre sadece % 1'den az sapma göstermiştir. Performans üzerinde önemli etkisi olan kanal geometrik parametrelerinden kanal derinliği, genişliği ve kaburga genişliği sayısal çalışma ile optimize edilmiştir. Sonuçlar, 1,0 mm kanal derinliği, 1,0 mm kanal genişliği ve 0,5 mm kaburga genişliğinin kabul edilebilir basınç düşüşü ile en iyi performansa sahip olduğunu göstermiştir. Geleneksel akış alanı tasarımları kütle transferi, basınç düşüşü ve hücre performansı bakımından serpantin akış alanı tasarımının paralel akış alanı tasarımından daha iyi bir performans gösterdiği görülmüştür. Son olarak, paralel ve serpantin yakınsak-ıraksak akış alanların karşılaştırmasında, sayısal sonuçlar güç yoğunluğu bakımından modifiye edilmiş serpantin akış alanında geleneksel serpantin akış alanına göre %2, modifiye edilmiş paralel akış alanında ise geleneksel paralel akış alanına kıyasla %16 oranında bir iyileşme sağladığını ortaya koymuştur., In this study, flow field optimization is carried out through experimental and numerical approach. Novel convergent and divergent flow field concept are proposed for this study, which is a case of originality. The experimental results showed 19-27% improvement in the cell performance for specific convergent flow field compare to the other two conventional serpentine flow fields. The numerical model is developed by validating the experimental case study having only less than 1% error of deviation. Considering the valid numerical model, channel geometry, comparative study of conventional parallel and serpentine as well as convergent and divergent flow fields are studied. The straight channel geometry is optimized for channel depth, width and rib width. The result show that 1.0 mm of channel depth and width as well as 0.5 mm of rib width provide the best performance with acceptable pressure drop. For the conventional flow fields study, analyzing mass transport, pressure drop and cell performance, where the results reveal that the serpentine design outperform parallel flow field pattern. Finally, from the numerical study of convergent and divergent flow fields, the result indicate an improvement for specific modified serpentine and parallel by 2% and 16% cell power density comparing conventional ones respectively with improved mass transport and water management.

Bu çalışmada; konvensiyonel siklonlardan farklı olarak konik kısmı çıkarılan ve yerine bir girdap durdurucunun konulduğu yeni bir siklon tasarımı incelenmiştir. Bu yeni tasa-rımlı siklon ile geometrik özelliklerin basınç kayıplarına ve toz tutma verimine etkileri incelenmiştir. Ayrıca belirli siklon giriş hızları için siklonun doğal vorteks uzunluğu tespit edilerek geometrik özelliklerdeki değişimlerin bu uzunluğa etkileri araştırılmıştır.Siklon deney düzeneğinde siklon giriş kesiti ve hava kısılma vanası yardımıyla belirli siklon giriş hızları elde edilmiştir. Modüler yapıda olan siklonun geometrik özelliklerin-den; katı gövde yüksekliği, girdap durdurucu yüksekliği, baca çıkış çapı ve baca dalma derinliği değiştirilerek belirli giriş hızlarına karşılık gelen basınç kayıp değerleri ölçül-müştür. Bu basınç kayıp değerleri, siklonun giriş ve çıkışındaki iki noktadan çıkan dijital basınç ölçme cihazı ile elde edilmiştir. Toz tutma verimi ise siklona verilen toz ağırlığı ile deneyden sonra toz kutusunda tutulan toz ağırlığının oranı ile hesaplanmıştır. Ayrıca yüzey pürüzlülüğünün genel verime etkisi de incelenmiştir. Lazer difraksiyon metoduna göre çalışan partikül analiz cihazından elde edilen toz analiz sonuçlarına göre fraksiyonel verim eğrileri de ortaya konmuştur. Doğal vorteks uzunluğunun belirlenmesinde ise, siklon silindirik kısmından belirli uzaklıktaki mesafede bulunan ve girdap durdurucunun üzerine yapıştırılmış haldeki lif-lerin hareketi kullanılmıştır. Deneylerden elde edilen basınç kaybı ve toz tutma verim değerleri incelenmiş ve klasik siklonun sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca doğal vorteks uzunluğu ile geometrik özellikler ve basınç kaybı değerleri grafiklerle ilişkilendirilmiştir. In this study, unlike conventional cyclones, a new cyclone design was investigated which has a vortex stopper instead of a conical part. In this new designed cyclone, the effects of geometrical characteristics to the pressure loss and efficiency were examined. In addition, by determining the cyclone natural vortex length for certain cyclone inlet velocities, the effects of changes in the geometrical properties to this length were investigated.In the experimental setup, certain cyclone inlet velocities were obtained with the help of the cyclone inlet section and the air throttling valves. By changing the geometrical characteristics of the cyclone with a modular structure: solid body height, vortex stopper height, outlet diameter and the depth of immersion; the pressure losses were measured for a certain inlet velocity. This pressure loss values were obtained by a digital measuring instrument from two-points in the cyclone inlet and outlet. The overall efficiency is calculated by the ratio of the dust weight given to the cyclone before the experiment and the weight of dust after the experiment in the dust bin. Moreover, the effect of surface roughness on the overall efficiency were investigated. Fractional efficiency curves were also revealed according to the particle analysis results obtained from a particle analyzer which is working with a laser diffraction method.In determining the length of the natural vortex, the motion of fiber that is already located to the vortex stopper which has a distance from the cylindrical portion is used.The pressure drop and overall efficiency values were examined which are obtained from the experiments and their results were compared with the conventional cyclone results. In addition, natural vortex length are associated with graphics to the geometric properties and pressure loss values . 178

Bu çalışmada, MTU 16V 4000 M90 marka/model dizel makineye ait egzoz sisteminin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Egzoz sistemi tasarımı yapılırken; sistemin üç boyutlu modeli “ANSYS Workbench” kullanılarak oluşturulmuş, Sonlu Elemanlar Metodu (SEM) ile yapılan matematiksel modeller “ANSYS ICEM CFD” ile gerçekleştirilmiş ve geri basınç ve ısıl analizleri kapsayan Hesaplamalı Akışkanlar Mekaniği (HAM) analizleri “ANSYS CFX 12” programı ile yapılmıştır [1]. Egzoz sistemi içinde bulunan kuru tip susturucunın tasarımı yapılırken, akustik bir tasarım metodolojisi uygulanarak akustik karakteristiği belirlenmiştir [2]. Egzoz sistemi tasarımı; MTU 16V 4000 M90 marka/model dizel makineye ait üretici firma tarafından verilen dizayn kriterleri ve dizel makinenin kullanılacağı gemideki makine dairesi yerleşimi dikkate alınarak son haline getirilmiştir. Ayrıca, egzoz sisteminde bulunan yaş ve kuru tip susturucuların imalatları, bu çalışma kapsamında ortaya çıkan susturucu konstrüksiyonlarına uygun olarak gerçekleştirilmiştir.

Siklonlar içinde katı parçacıklar bulunan bir gaz akımının sınırları belli bir girdaba dönüstürülmesi sonucu meydana gelen merkezkaç kuvveti ile katının gazdan ayrılması isleminde kullanılan sabit parçalı cihazlardır. Basit yapılı olması, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç gibi agır sartlarda çalısması siklonların en büyük avantajlarıdır. 5 µm'den küçük partiküllerde veriminin düsük olması ise dezavantajıdır. Siklonlarda mühendislik açısından iki önemli parametre vardır. Bu parametreler, siklon basınç kaybı ve toz tutma verimidir. Bunlardan siklon basınç kaybının ekonomi açısından önemi vardır. Bunun nedeni siklon basınç kaybının fan gücünü etkilemesidir. Siklonlarda basınç kaybı siklon giris kesitinde, siklon iç duvarında ve siklon çıkıs borusu yani dalma borusunda meydana gelir. Bu çalısmada tegetsel girisli ters akıslı siklonlardaki dalma borusu çap degisiminin basınç kaybına etkisi deneysel olarak incelendi.

Bu çalışmada; konik kısmı olmayan yeni bir siklon tasarımı yapılmış ve yeni siklon performansı incelenmiştir. Yapılan deneylerde basınç kayıpları ve verim incelenmiştir.Deney düzeneğindeki siklonun boyu ve giriş hızı değiştirilerek birbiriyle olan ilişkisi incelenmiştir.Siklonun giriş ve çıkışındaki iki noktadan TESTO marka dijital basınç ölçer cihazı ile basınç ölçümü yapılarak siklon basınç kaybı ölçülmüştür. Deneyde kullanılan numune deneyden önce ve sonra tartılarak aradaki farktan siklon toplama verimi hesaplanmıştır. Ayrıca her bir deney sonucu elde edilen numunelerin MALVERN marka MASTER SIZER2000 modelli partikül analiz cihazı ile analizleri yapılmış sonuçlara göre siklonun fraksiyonel verimleri hesaplanmıştır.Deneylerden elde edilen sonuçlar incelenmiş ve klasik siklonun sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar yeni siklonun aynı boy, çap ve giriş hızında klasik siklondan daha iyi olduğunu göstermiştir. In this study, a new cyclone design without conical part and its performance were also presented, were investigated pressure drop and efficient.Cyclone body length, diameter and inlet velocity were changed the relations between those parameters were investigated.Pressure losses in cyclone inlet, cyclone outlet and also in the cyclone body were investigated by using an digital pressure measurement device TESTO. All presents weight before and after process then calculate collection efficiency. Ater all experiments particul size distributions were measured both before and after the process using a Mastersizer 2000 particle size analyzer. According to this results calculate fractional efficients.Experimental results from the tests on the new cyclone are evaluated and compared with the results in conventional cyclone. Results show that the new cyclone gives better efficiency comparing to the conventional cyclone for the same cyclone diameter and inlet velocity. 131

Bu çalışmada; önceden tasarlanmış teğetsel girişli siklon düzeneğinde, performansı gösteren iki önemli parametre olan basınç kayıpları ve verim incelenmiştir.Deney tesisatında siklon gövde uzunluğu, giriş kesiti ve giriş hızı parametreleri değiştirilebilir durumdadır. Bunların birbirleriyle ilişkileri incelenmiştir.Siklon girişi ve çıkışında, ayrıca siklon gövdesi üzerinde uygun basınç ölçüm noktalarında dijital ölçüm cihazı (TESTO 521) kullanılarak basınç kayıpları ölçülmüştür. Deney sonucunda ayrıştırılan toz hassas terazide tartılarak verim değerleri elde edilmiştir. Kaydedilen veriler grafiklere dökülerek bütün parametrelerin etkisi incelenmiştir.Her deney sonucu alınan numunelerin partikül analizi MASTERSIZER 2000 cihazıyla yapılmıştır.Deney sonuçlarının karşılaştırmalı değerlendirilmesi sonucu;?Siklon giriş kesit genişliğinin artması, basınç kaybında artışa ve ayrışma veriminde düşüşe neden olmuştur.?Siklon gövde boylarından 790 mm yükseklikte maksimum verim elde edilmiştir. Bu boydan sonra verimde azalma görülmüştür. In this study, two essential parametres that determine the performance, were investigated in a predesigned tangential inlet cyclone system.Cyclone body length, inlet area and inlet velocity were changable in the experimental setup. The relations between those parameters were investigated.Pressure losses in cyclone inlet, cyclone outlet and also in the cyclone body were investigated by using an digital measurement device ? TESTO 521. By the end of the experiment, efficiency values were obtained by weighing the dust with precission balance. Effects of the all parametres were investigated with the help of graphics that generated by the gathered data.Analyses of particles of all individual experiments are analyzed by MASTERSIZER 2000.According to the results of this study;?Increase in the cyclone inlet width caused; pressure drop to increase, seperation efficiency to decrease.?Maximum efficiency was observed at the cyclone body length of 790mm. After 790 mm of body length decreases in efficiency were observed. 117

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2010, Bu çalışmada mekanik tesisat tasarımındaki hesaplama ve çizimlerin AutoCAD ortamında VBA ile yazılan makroların kullanılarak yapılabilmesi amacı güdülmüştür. Bu amaçla öncelikle konuya ilişkin literatür özeti yapılmış ve mekanik tesisatın bir alt displini olan ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme tesisatı hakkında tasarım ve uygulama esaslarından bahsedilmiştir. AutoCAD yazılımındaki makrolar ve bu makroların VBA ile nasıl yazılacağı ve diğer yazılımlarla nasıl ilişkilendirileceği ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Ayrıca örnek bir uygulama yapılmıştır. Bu örnek uygulamada örnek havalandırma tesisatı planından kanal boyutlarını, uzunluk ve koordinatlarını ve kanaldan geçen hava debisini alıp bu verileri hesaplarda kullanılmak üzere kaydeden ve kanal izometri şemasını çizen bir yazılım geliştirilmiş ve bu yazılım kullanılarak söz konusu tesisata ait izometri şeması hazırlanmış, basınç kaybı hesabı, cihaz seçimi ve kanal metrajı yapılmıştır., In this study it is aimed to do calculations and drawings in mechanical installation design by using VBA macros in AutoCAD media. For this purpose, firstly, a literature summary was made and design and application fundamentals of heating, ventilating and air conditioning system which is a sub-discipline of mechanical was mentioned. Macros in AutoCAD software and developing these macros with VBA were told particularly. And also an example application was done. In this example application, a program which gets duct dimensions,lengths and coordinates and saves them for using at design calculations and drawing duct isometry of the ducts was developped and isometric schema of this sytem was prepared and pressure loss calculations, equipment selection and determination of duct quantities was done., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2010, Bu çalışmada, klima santralleri veya havalandırma kanalları içerisinde ses yutumu amacıyla kullanılan, susturucular içerisindeki akış modellenmiştir. Susturucular içerisinde ses yutumunu sağlayan eleman olarak gözenekli bir malzeme olan cam yünü kullanılmaktadır. Hücre içerisinde susturucular arasından geçen hava gözenekli ortam ile temasta olmaktadır. Susturucu alın yüzeylerinin uygunsuz tasarımı, susturucu içerisinde gereksiz basınç kayıpları ve akıştan kaynaklı olarak ses oluşumuna neden olmaktadır. Tez çalışmasında susturucu alın yüzeyleri düz sac kaplı, üçgen sac kaplı ve silindirik sac kaplı olmak üzere üç farklı şekilde tasarlanmıştır ve fluent programı ile akış analizi yapılarak hücre içerisinde meydana gelen basınç düşümleri elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır ve susturucu alın yüzeylerinin silindirik sac ile kaplanması hücrede meydana gelen basınç kayıplarını yüzde yirmi altı mertebesinde azalttığı sonucu elde edilmiştir., In this study, the flow is modeled within silencers which is used for air handling units or air ducts that perform voice absorbing. The glass wool is used for sound absorbing within the silencers which is a porous material. The air which is passing from between the silencers in sections is contact with porous media. Silencer surfaces that are perpendicular to the airflow causes unnecessary loss of pressure because of improper design and are caused by the formation of the sound source. Silencer surfaces that are perpendicular to airflow covered with three different shapes in thesis, rectangle, triangular and cylindrical steel sheet are designed and modeled with Fluent and obtained pressure drops that occur within the silencer section. Results compared and surfaces are covered with cylindrical sheet in silencer section that occurs in order to reduce pressure losses as a result twenty six percent were obtained., Yüksek Lisans, M.Sc.

Bu çalışmada, borularda hidrodinamik olarak gelişmiş türbülanslı hava akışında girişteki dirsek veya orifis, asimetrik ve klape şeklindeki blokaj elemanları ile oluşturulan akış tıkanmasının, basınç kaybına etkileri incelenmiştir. Deneyler dirsek için 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150° ve 180° dirsek dönüşlerinde, blokaj elemanları için lA, V2, ve 3A alan tıkanma oranlan ile 5000-25000 arası çeşitli Reynolds sayıları için tekrarlanmıştır. Dirsek açısı ve tıkanma oram arttıkça basınç kayıp katsayısının büyüdüğü görülmüştür., The effects of flow separation induced by elbows or orifice, asymmetric and baffle type blockages on pressure drop in fully developed turbulent air flow in pipes are investigated. The experiments were performed at 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150° and 180° elbow turns and lA, V%, and % area ratio for blockage elements for various Reynolds numbers between 5000 and 25000. It observed that the pressure drop coefficients are increasing with increasing the degree of the turn elbows and blockage ratio.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2004, En uygun ısı değiştiricinin kullanılması, ısı endüstrisinde büyük bir öneme sahiptir. Burada uygunluğun yanı sıra ısı değiştiricinin seçim zamanı da önemlidir. Bu yüzden, bu çalışmada en uygun ve en kısa zamanda ısı değiştirici tipini bulmanın zorluğunu gidermek için, değişik bir yol olan genetik algoritma kullanılmıştır. Optimum ısı değiştiriciyi elde etmek için, ısı değiştirici geometrisi, akışkanların giriş ve çıkış hızları ile sıcaklıkları ve basınç kayıpları istenilen şekilde bir uyum içinde olmalıdır. Bu çalışmayı diğer çalışmalardan ayıran en büyük özellik, verilen performans limitleri doğrultusunda optimum ısı değiştirici geometrisini belirlemesidir. Genellikle, literatürde, öncelikle geometri belirlenmekte ardından performans hesapları yapılmaktadır. İstenilen performans elde edilemediği zaman, yeni bir geometri için bütün hesaplar tekrardan yapılmaktadır. Bu ise, zaman kaybı ve etkili olmayan bir yöntemdir. Bu yüzden, bu çalışma verilen başlangıç değerleriyle istenilen geometriyi elde etmeye imkan vermektedir., In heat industry, using of the best fitting heat exchanger has gained great importance. Here, beside fitness, the time to find it is important too. Therefore, in this study, to patch this gap, for both the best and the fast, finding, a different concept by using genetic algorithm is proposed. In order to obtain optimum heat exchanger; the heat exchanger geometry, inlet and outlet fluid velocities and temperatures, and pressure drops must be in a harmony by which the requirements implemented are satisfied. Most important feature of this study which makes it distinguishable is, for the given performance limits, determination of optimum heat exchanger geometry. In literature commonly, the geometry is defined at the beginning then the performance calculated. However, when the performance needed is not obtained the geometry is renewed and all the calculations are repeated. It is a time consuming and ineffective way. Therefore this study opens away to be able to calculate geometry via given initial values., Yüksek Lisans, M.Sc.

ÖZET Bu tez çalışmasında gerçek bir otomobil egzost sisteminin sayısal akışkanlar mekaniği (SAM) ile üç boyutlu akış ve ısı transfer analizleri gerçekleştirilmiş, oluşan basınç kaybının motor çalışma aralığına karşılık gelen Reynolds sayılarındaki değişimi ve ısı transfer karakteristiği incelenmiştir. Üç boyutlu gerçek bir egzost sistemi üzerinde motor performansı, yakıt ekonomisi ve emisyon oranlarını etkileyen fiziksel olaylar araştnılmıştır. Gerçek egzost sistemi için yapılan analizlere ilave olarak, basit genişleme odalı dairesel kesitli susturucular için yapılan sayısal akışkanlar mekaniği hesaplamalanyla, susturucu çap oram ve boyunun akış alam ve basınç kaybı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Dairesel kesitli basit genişleme odalı susturucu modelinin bir diğer özelliği de hem ani genişleyen hem de ani daralan kesitlerin birlikte bulunmasıdır. Bu alanda yapılan çalışmalar ya sadece ani genişleyen veya sadece ani daralan kesitlerdeki akış üzerine yoğunlaşmıştır. Bu tez çalışmasında ise her iki ani kesit değişikliğinin birbirlerine olan etkileri de dikkate alındığından, yapılan çalışmalara farklı bir boyut kazandırmaktadır. Susturucu bazında yapılan çalışmalar, farklı iç konfugurasyonlara sahip susturucu tiplerini de kapsayacak şekilde genişletilerek akış alam ve basınç kaybım etkileyen tasarım parametreleri belirlenmiştir. ii ABSTRACT During this study, three-dimensional flow and heat transfer analyses of a real exhaust system which is used on a passenger car have been performed using a Computational Fluid Dynamics (CFD) method, based on control volume approach, in order to investigate the pressure loss and heat transfer characteristics corresponding to Reynolds numbers variation of engine operating range. The main aim is to investigate the effects of the physical phenomenas on the engine performance, fuel economy and emission rates on a real exhausts system and to extract design parameters. In addition to analyses of the real exhaust system, several CFD calculations have been performed on a circular cross-sectional sudden expansion chamber in order to determine the effects expansion ratio and expansion length on the flow field and pressure losses. Another one of the important characteristic of the circular cross- sectional sudden expansion chamber is that it contains both sudden expended and sudden contracted section in the same system with a finite length. Although most of the general published works is concentrated only on flow of either sudden expended or sudden contracted section options, this study takes into account both of two section together. The work that has been carried out during this study is of great importance for the effect of two sudden section variations over each other. This thesis based mainly on the sudden expansion chamber analyses are expanded to effects of the design parameters on flow field and pressure loss for the various commonly used silencer types with different configurations. 132

Bu ¸calı¸smada, d¨oner rejenerat¨orlerin etkinli˘gi ve bunlarda meydana gelen basın¸c kaybı deneysel olarak ara¸stırılmı¸stır. Bu ama¸cla, al¨uminyum levhalar kullanılarak bir d¨oner rejenerat¨or imal edilmi¸stir. Deneyler, 2 devir/dakika ile 7 devir/dakika arasında de˘gi¸sen d¨onme hızlarında, 0.83 m3/s ve 0.92 m3/s hava debilerinde ve 45 ◦C ile 60 ◦C arasında de˘gi¸sen ¨u¸c farklı atık hava sıcaklı˘gında ger¸cekle¸stirilmi¸stir. Yapılan deneylerden, ele alınan parametre sınırları i¸cerisinde d¨onme hızının, hava debisinin ve atık hava sıcaklı˘gının etkinlik uzerindeki etkisinin ihmal edilebilir mertebede oldu˘ ¨ gu g¨or¨ulm¨u¸st¨ur. B¨ut¨un ko¸sullarda % 60 civarında bir etkinlik elde edilmi¸stir. The efficiency and pressure loss of rotary regenerators were inavestigated experimentally. A rotary regenerator was constructed using aluminium plates and was used in the experiments. The experiments were performed at various rotationel speeds between 2 rev/min and 7 rev/min, at two air flow rates of 0.83 m3/s and 0.93 m3/s and at three different temperatures of exhaust air, varying between 45 ◦C and 60◦C. It was found that the influence of rotationel speed, air flow rate and the temperature of the exhaust air was negligible for the range of parameters covered in the experiments. An efficiency of about 60 % was obtained under all conditions.

Bu çalışmada, iletken olmayan konik pimli yüzeylerde ısı geçişi ve basınç kayıpları deneysel olarak incelenmiştir. Dikdörtgen kesitli kanal içine yerleştirilen iletken olmayan konik pimli yüzeylerle deneyler yapılmış ve pim yüksekliği kanal yüksekliğine eşit alınmıştır. Farklı konfigürasyonlar da akış yönünde ve akışa dik yönde pim eksenleri arasındaki mesafeler değiştirilerek düz levha ve pimli 28 farklı diziliş için deneyler yapılmıştır. Her pim dizilişi için türbülanslı akışta farklı Re sayılarında ölçmeler yapılmış, en küçük kareler metoduyla deney sonuçlarına uyan Nu=AReB ve 2Ap/pwm2=MReB boyutsuz ifadeleri elde edilmiştir ve sonuçlar halinde düzenlenmiştir., Heat transfer and pressure loss characteristics are investigated experimentally for finned surfaces with conical non-conducting pins. An experimental set-up is established in the from of a rectangular duct, in which non-conducting pin-finned surfaces are placed. The height of pins are equal to the duct height and therefore the pin clearence is zero. A total number of 28 experiments are performed with different geometrical configurations obtained by changing the pin spacings in streamwise and transverse directions for both in line and staggered arrangments. Some experiments are also conducted for plates without pins for comparison. The plates were heated electrically from underside and constant heat flux boundary condition is maintained during the experiments. For all the configurations, measurements are made in range of turbulent flow with various Reynolds numbers and by the least - squares method, a series of nondimesional equations are obtained in the from of Nu=AReB and 2Ap/pwm2=MReB and tabulated.