PROF. DR. KEMAL ALTINIŞIK

Yoğuşmalı kombiler için çok geçişli kompakt ısı değiştiricisi ve yarı küresel metal matrix yakıcının geliştirilmesi

Bu çalışmanın amacı, yoğuşmalı kombiler için çok geçişli kompakt ısı değiştiricisi ve sisteme uygun yarı küresel metal matrix yakıcının geliştirilmesidir. Solid works programı kullanılarak tasarlanan sistemin parçaları paslanmaz çelik sactan ticari firmalara imal ettirildi. Parçalar montaj edilerek deneysel çalışmaya tabi tutuldu. Geliştirilen çok geçişli kompakt ısı değiştirici içine yerleştirilen yarı küresel metal matrix yakıcının simülasyonu Ansys Fluent programı ile yapıldı. Teorik sonuçlar kombi üzerinde yapılan deneysel çalışma ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Yapılan bu çalışmada yarı küresel metal matrix yakıcı ile açık ortamda 1274 K sıcaklık elde edildi. Tasarlanan yoğuşturucu ile egzoz gazından % 43′ lik enerji geri dönüşümü sağlandı. CO emisyon değerleri sınır değerin % 77,5 altına indirildi. Yanma verimi % 99,2 olarak gerçekleşmesi sonucu yakıt ve enerji tasarrufu sağlandı.

Çumra Şeker Fabrikası ekserji analizi Exergy analys of Cumra Sugar Factory

Dünyada enerji kaynaklarının sınırlı olması ve işletmeler için enerji maliyetinin en büyük girdilerden birisi olması nedeniyle, enerjinin verimli kullanılması çok önemlidir. Böylelikle hem üretim maliyetlerinde düşme sağlanacak, hem de çevreye verilen zararlar en aza indirgenecektir. Bu çalışmada, Çumra Şeker Fabrikası şeker üretim süreci sürekli akışlı açık sistem olarak kabul edilerek termodinamiğin ikinci kanununa göre analiz edilmiştir. Analizlerin detaylı olması için fabrika 7 farklı kısma bölünmüştür. Veriler fabrikanın 2006/2007 yılı kampanya ortalamalarından alınmıştır. Çalışmanın neticesinde sistemdeki önemli kayıplar sayısal olarak ortaya konmuş ve prosesin tamamındaki toplam tersinmezlikler %85,8 olarak bulunmuştur. Süreçteki meydana gelen en büyük tersinmezlik %70,4’lük oranla enerji üretim ünitesine aittir.

Atık odun talaşı kullanılarak ısı yalıtımlı dış cephe kaplama elemanının geliştirilmesi

Bu çalışmada, atık odun talaşları, ısı iletim katsayısı düşük olan perlit ile çeşitli oranlarda karıştırılarak sıcak olarak preslendi. Bağlayıcı olarak Üre-Formaldehit, sertleştirici olarak Amonyum Sülfat, levhanın bünyesine su almasını önlemek için Parafin, yangın dayanımını artırmak için ise Susuz Boraks kullanıldı. Değişik üretim şartlarında ve farklı karışım oranlarında üretilen bu levhaların ısı iletim katsayıları, su emme oranları ve basma dayanımları incelendi. En düşük ısı iletin katsayısı değeri 0,06764 W/mK, %10 bağıl deformasyonda basınç dayanımı maksimum 1936 kPa ve kısa süreli su absorpsiyonu miktarı minimum 0,631 kg/m2 olarak bulundu.

Proton değişimli membranlı yakıt hücrelerinin matematiksel modeli üzerine bir değerlendirme

Bu çalışma esas olarak, proton değişim membranlı yakıt hücreleri ve bunun matematiksel modeli üzerinde yapılan çalışmaların bir derlemesidir. M.Grujisic ve K.M. Chittajallu tarafından yazılan `’Polimer Elektrolit Zarlı(PEM) Yakıt Pillerinin Dizaynı `’ isimli makaleye göre; Polimer elektrolit zar yakıt pillerinin performansı, basit aşamalı iki boyutlu elektrokimyasal model kullanılarak çalışılır. Model, yakıt pilinin optimum dizaynını tespit etmek için çalışma ve hava giriş basıncı gibi geometrik katot parametreleri, katot kalınlığı, uzunluğu ve birbirine geçmiş hava distribitöründeki omuzların genişliği bakımından, lineer olmayan zorlanmış en çok istifade edilen optimizasyon algoritması ile bu model birleştirilir. Ayrıca, yakıt pilinin optimim dizaynının sağlamlığı, pek çok elektrokimyasal reaksiyondaki belirsizlik ve (örneğin, gaz yayılımı, yayılmış partikül büyüklüğü vs.gibi) çeşitli nakil parametreleri açısından istatiksel hassasiyet analizi kullanılarak test edilir. Optimizasyon analizinin sonuçları göstermektedir ki, sabit bir pil voltajında daha yüksek akım yoğunlukları, giriş hava basıncı ve birbirine geçmiş hava distiribitörünün omuzuyla bağlantılı olan katot uzunluğunun fraksiyonu artırıldıkça, katot kalınlığı ile her bir birbirine geçmiş gaz dağıtım omuzu için katot kalınlığı artırıldıkça elde edilir. Diğer taraftan istatistik hassasiyet sonuçları göstermektedir ki, denge katot/zar potansiyel farkı, yakıt pilinin öncede tahmin edilen kutuplaşma eğimi üzerinde en fazla etkiye sahiptir. Bununla birlikte, yakıt pilinin katot kenarının optimal dizaynının denge katot/membrane potansiyel farkı gibi model parametrelerdeki belirsizliklerden etkilenmediği bulunur.Elde edilen sonuçlar, hava akış alanları üzerinde yakıt pili dizaynının etkisi ve katot aktif tabakasından gelen ve giden türlü nakil oranları ile oksijen redüksiyonu yarı reaksiyonu kinetiği arasındaki rekabet bakımından rasyonalize edilir. Anahtar Kelimeler: Yakıt pili, Zar, Proton değişim zarı, Matematiksel model, İstatistik hassaslık analizi.

Alüminyum köpüğün ısı değiştiricisi olarak tasarımı ve ısı transferi modeli

Bu çalışmada, geniş bir kullanım alanı bulunan açık hücreli Alüminyum köpüğün ısı değiştiricisi olarak kullanımı amaçlandı. Çalışma teorik ve deneysel olarak gerçekleştirildi. Alüminyum köpük ısı değiştiricisinin ısı transfer modeli için üç boyutlu matematik model kuruldu. Üç boyutlu olarak elde edilen diferansiyel denklemin çözümü için sınır şartları yazıldı. Denklem ayrıklaştırılarak bilgisayar çözümü için kompakt form haline getirildi. Turbo Pascal 7.0 programı kullanılarak Gauss ? Seidel İterasyon Yöntemi ile diferansiyel denklem çözüldü. ?-X, ?-Y ve ?-Z’in porozite ve birim hacimdeki yüzey alanına göre değişimlerinin grafikleri elde edildi. Deneysel çalışmada 200x200x100mm boyutlarında üç geçişli, her geçişte 6 boru bulunan ve saptırmalı olarak dizilen üç ayrı ısı değiştiricisi dizayn edildi. PPI 10, 20 ve 30 özelliklerine sahip ısı değiştiricilerin ısıl etkenliklerini karşılaştırmak için, toplam 500’ün üzerinde deney yapıldı, hesaplamalarda sadece 252’si dikkate alındı. Deney sonuçları SPSS 11 İstatistik Paket Programı yardımıyla Reynold sayısının 5.103

Karlanma şartları altında kanatlı boru evaporatörlerin performansının incelenmesi

Soğutma sistemlerinin evaporatörlerinde kar oluşumu, kanatlar arasındaki hava geçiş alanını azaltır ve yüzey üzerindeki yalıtım etkisi nedeniyle, evaporatörün performansı düşer. Bu çalışmada bir kanatlı borulu evaporatörün geçici (transient) rejimdeki performansı deneysel ve sayısal olarak incelendi. Evaporatörün toplam ısıl geçirgenliği, deneysel veriler ve sayısal modelden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında; (%3,0759-%7,238) mertebesinde uyumlu olduğu hesaplandı. Sayısal modelde hava giriş sıcaklığının, bağıl nemin ve hava hızlarının; evaporatörün toplam ısıl geçirgenliğine (UA), hava tarafı basınç düşümüne ve kar kalınlığına etkisi incelendi. Sayısal modelden elde edilen sonuçlardan, görüldüğü gibi, hava sıcaklığı ve bağıl nem arttıkça UA değeri azalmakta, ve değerleri ise artmaktadır. Ayrıca bu çalışmanın literatürdeki çalışmalarla uyum içerisinde olduğu görüldü.

Farklı hızlarda ve ısı akılarında kanatlı yüzeylerde ısı transferinin deneysel olarak incelenmesi An experimental study of heat transfer in finned surfaces for different values of air velocity and heat flux

Bu çalısmada bir silindir üzerine yerlestirilen kanatcık dizilerinde, zorlanmıs konveksiyon ile ısı transferi deneysel olarak incelendi. Deneysel çalısmada, bilgisayar sogutucusu olarak kullanılan kanatcıklı yüzeyler, 5 mm kalınlıkta silindirik formda Alüminyum üzerine yerlestirildi. Silindirik formdaki Alüminyum aynı kalınlıkta ve aynı formda bir Bakır üzerine sıkı geçirildi. iki farklı malzemenin kontak direnci hesaplamalarda ihmal edildi. Bakır malzemenin içinde 20 mm çapında, 25 mm boyunda bir bosluk olusturuldu. Bu bosluga gücü 15-70 watt arasında degisen bir ısıtıcı yerlestirildi. Kanatlarla birlikte olusturulan sistem, 90 mm çapında alüminyum bir boru içerisine yerlestirildi. Isıtıcıya sabit ısı akısı verilerek, 0.5-5 m/s aralıgında degisen hava hızları için, kanatcıklardan transfer edilen ısı ve kanat etkenlikleri hesaplandı. 15-70 watt degerleri arasında ve 2 m/s hava hızı için kanatcıklardan transfer edilen ısı maksimum degerdedir. 15 Watt degerinden küçük ısı akılarında ve 5 m/s’den büyük hava hızlarında, uygun degerler elde edilemedi.