EE- Enerji Bilim ve Teknoloji Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/197

Gözat

Çıkarma tarihi ile EE- Enerji Bilim ve Teknoloji Lisansüstü Programı'a göz atma

Dizinde bir noktaya atla:
  • Öge
    Endüstriyel Amaçlı Gama Işınlama Sistemlerinde Işınlama Veriminin Hesaplanması
    (Enerji Enstitüsü, 1994-06-27) İdil, Papila ; Ali Nezihi, Bilge ; 35660 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Bu çalışmada tıbbi malzeme üreten bir firmadan edinilen üretim kapasitesi esas alınarak bir gama sterilizasyon tesisi için gerekli paremetreler hesaplanıp, plaka şeklindeki bir kaynak önünden geçen malzemenin etkileneceği doz ve tesi sin ışınlama verimi hesaplanmıştır. Malzemenin taşındığı taşıyıcı kap boyutları küçültülerek ve adım sayısı arttırılarak, malzemenin etkileneceği doz ve tesis ışınlama verimi hesaplanarak bir karşılaştırma ya pılmıştır. Böylece bu çalışma ile endüstriyel amaçlı sterilizasyon tesislerinde hangi faktör ve parametrelerin dikkate alınması gerektiği vurgulanmış ve hesaplama yöntemleri gösterilmiştir. Ancak, bu tür bir tesisin kapasite çalışmasıyla ve ekonomik fizibilitesiyle ilgilenilmemiş, yalnızca radyasyon doz miktarlarının ve ışınlama veriminin üzerinde durularak konuya bilimsel yaklaşılmıştır.
  • Öge
    Sonlu Elemanlar Metodunun Spreadsheed Programı Yardımıyla Nötron Difüzyon Denklemine Uygulanması
    (Enerji Enstitüsü, 1997-02-05) Öznur, Engin ; Hasan, Saygın ; 66632 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Sayısal analiz tekniklerinden biri olan sonlu elemanlar metodu, bilim ve mühendislik alanındaki problemlerin birçok çeşidine yaklaşık çözümler elde etmek için kullanılan çok güçlü bir tekniktir. Ancak basit problemlerin çözümü için Fortran, Basic, Pascal gibi geleneksel yüksek seviye programlama dillerinden birine gerek duyulması metodun öğretilmesini ve öğrenilmesini zorlaştırır. Hem metodun öğretilmesi ve öğrenilmesi hem de yüksek seviye programlama dili kullanılması durumunda programın karmaşıklığı içinde dalınarak metodtan tamamen uzaklaşılır hale gelinir. Oysa Spreadsheet programlan çok az programlama tecrübesi gerektiren bir ortam sağlar. Böylece spreadsheet programlan, hem metodun öğretilmesini ve öğrenilmesini çok kolay hale getirir hem de yüksek seviye programlama dillerine göre problemleri daha çabuk ve daha hızlı çözer. Bu tezde, sonlu elemanlar metodunun çok yaygın olarak kullanılan metodu olan Galericin metodu nötron difuzyon denklemine uygulanmıştır. Lineer üçgen eleman tipi kullanılarak elde edilen sonlu elemanlar formülasyonu, Excel 5'te kullanılan spreadsheet programına uygun notasyonda yazılarak nötron difuzyon denkleminin çözümü yapılmıştır. Karşılaştırma olarak, sonlu farklar metodunda kullanılan eşit boyutlu ızgara, dikdörtgensel bölge için ideal olan spreadsheete rahatça uygulanabilmesine rağmen, sonlu elemanlar metodunda farklı boyutlu ızgaranın yapılabilmesiyle çözümün daha hızlı değiştiği gösterilmiştir.
  • Öge
    Gama Geçirgenlik Tekniğiyle Yoğunluk Ölçüm Sistemi Tasarlanması Ve Kurulması
    (Enerji Enstitüsü, 1997-06-06) Burak, Barutçu ; Ali Nezihi, Bilge ; 66808 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Bu çalışmanın amacı, y-geçirgenlik tekniğiyle yoğunluk ölçümü yapan bir sistemin tasarımım gerçekleştirerek elektronik olarak kurmaktır. Bunun için önce sistem bileşenlerinin tümü ayrı ayrı oluşturulup, çalışmaları kontrol edilmiş sonra bunlar biraraya getirilerek sayım düzeneği oluşturulmuştur. Kurulan düzeneğin güvenilirliğini kontrol etmek amacıyla seçilen 5 malzemenin her biri için beşer sayım alınarak doğrusal kalibrasyon eğrisi çıkarılmıştır. Radyoaktif kaynak olarak İTÜ Nükleer Enerji Enstitüsü TRIGA MARK-II reaktöründe, sodyum karbonatın (Na2CO3) ışınlanmasıyla elde edilen Na-24 radyoizotopu kullanılmıştır. Ölçüm sonuçlarının doğrusal kalibrasyon eğişinden sapmalarının küçük olması ve sayımlardaki yüzde hatanın ortalama %2,5 olması sistemin güvenilir olduğunu açıkça göstermektedir.
  • Öge
    Counter Current Slug Flow İn A Vertical To Horizontal Tube Simulating Header Feeder System Having Obstructions İn Candu Reactors
    (Energy Institute, 1997-06-08) Önder, Ebru Nihan ; Saygın, Hasan ; 76587 ; Energy Sciences and Technologies ; Enerji Bilim ve Teknoloji
    Slug flow regime in a vertical to horizontal test section with an obstruction in the horizontal leg for counter-current flow has been investigated in order to understand the phenomena in header-feeder system during the cooling process after a loss of coolant accident (LOCA) in CANDU reactors. After the signals were collected by three electrodes which were installed in the horizontal leg of the test section in between elbow and the flanges, the data were treated to obtain fundamental information on slug frequency and propagation velocity. Subsequently, the data of void fraction, height of gas, superficial liquid and gas velocities, slug frequency and slug velocity were compared with several models and correlations.
  • Öge
    Bir Basınçlı Su Reaktöründe Kaza Sırasında Reaktör Kabında Oluşan Kalp Enkazının Soğumasının Sayısal Olarak İncelenmesi
    (Enerji Enstitüsü, 1998-01-19) Haşim, Emanet ; A. Cihat, Baytaş ; 76592 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Bir nükleer reaktörde, kalp içinde açığa çıkan yüksek ısı soğutma suyu devresi ile dışarı çekilir. Soğutma suyu devresinde meydana gelen bir arıza kalbin soğutulma işlemini tehlikeye sokar. Kalp içinde su seviyesi düşer ve açığa çıkan yüksek ısının dışarı çekilememesi sonucunda kalp malzemesi ergir ve reaktör kabının alt kısmına yığılır. Bu tür bir kaza sırasında, içerisinde yüksek sıcaklıktaki ergimiş kalp malzemesi bulunan çelik reaktör kabı, dış yüzeyinden uygun bir şekilde soğutulmazsa delinme tehlikesi ile karşı karşıya kalınır. Yapılan bu çalışmada, bir PWR tipi reaktörde meydana gelen bu tarz bir kaza şifâsında yarıküresel çelik reaktör kabının dış yüzeyinden soğutulmasının, çelik kapta oluşacak sıcaklık dağılımım nasıl etkilediği incelenmiştir. Bunun için, ergimiş malzeme ve çelik reaktör kabından oluşan fiziksel sistemin matematiksel modellemesi yapılmıştır. Yarıküresel çelik kaptaki sıcaklık dağılımım veren iki boyutlu diferansiyel denklem ve sımr koşulları sonlu farklar yöntemine göre ayrıklaştınlarak çözülmüştür. Sonuçlar, Mayinger (1976) ve Gabor (1980)'a ait ısı taşınımmı ifade eden iki ayrı eşilişkiden yararlanılarak elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlardan, içerisinde ergimiş kalp malzemesi bulunan çelik kabın dış yüzeyinden soğutulmasının, çelik kabın delinmesini engellemede büyük önem taşıdığı gözlenmiştir. Kalp malzemesinin ergime sıcaklığı 2500 K, çeliğin ergime sıcaklığı ise 1700 K'dir. Yapılan hesaplamalarda ısı iletimi, ısı taşımmı, ısıl ışınım ile ısı transferi, soğuma sonucu oluşan faz değişimi (katılaşma) ve bozunum ısısı gibi konular gözönünde bulundurulmuştur. Yapılan çalışma sonucu, ergimiş malzemeden oluşan havuz yüzeyinden üst yapıya ışınımla olan ısı transferinin de çelik reaktör kabındaki sıcaklık dağılımını önemli oranda etkilediği gözlenmiştir.
  • Öge
    Bwr İçindeki Bir Kanalda Ortaya Çıkan Kararsızlıkların Nükleer-termal Hidrolik Modellenmesi
    (Enerji Enstitüsü, 1998-01-19) Demirel, Aktaş ; Melih, Geçkinli ; 76589 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    BWR yakıt kanallarında iki fazlı akışkanların kararlılık problemleri, önceleri termalhidrolik yönleriyle incelenmekteydi. BWR'larda da iki fazlı akışların olması ve kararsızlıkların meydana gelmesinden ötürü nükleer-termal etkileşimlerin incelenmesi gereği doğmuştur. Günümüzdeki çalışmalarda nötronik-termalhidrolik kararsızlıkların işleyişini kolayca anlamak için nötron kinetiğine nokta-reaktör modelini uygulamaktayız. Isıtılan bir kanalda iki fazlı akış kararsızlıkları genel olarak ikiye ayrılmaktadır. Bunlar statik ve dinamik kararsızlıklardır. Ledinegg kararsızlığı bir statik kararsızlıktır. Yoğunluk dalgası ve basınç düşümü kararsızlıkları da dinamik kararsızlığa güzel örnek teşkil ederler. BWR'larda kararsızlıkları şu şekilde sınıflayabiliriz: 1) Kontrol sistemi kararsızlıkları 2) Kanal termalhidrolik kararsızlıkları 3) Nötronik-termalhidrolik kararsızlıklar: a) Tüm koru etkileyen reaktivite kararsızlığı b) Zıt fazlı reaktivite kararsızlığı. Kanal kararsızlıklarının analizi için homojen-termodinamik denge modeline dayanan bir boyutlu iki fazlı akışı tasvir eden kütle, enerji ve momentum denklemleri kullanılmıştır. Üç temel denklem yardımı ile, ısıtılmış kanalın pertürbasyonlara karşı kararsızlığı araştırılmıştır. Öncelikle sürekli rejimde temel denklemlerin çözümleri yapılarak sistemin çalışma parametreleri saptanmıştır. Isıtılan kanal iki bölgeye ayrılmıştır. Birinci bölgede, soğutucu akışkanın giriş kısmından belli bir noktaya kadar kaynama olmamaktadır. Kaynamanın başladığı yere kaynama sınırı denmektedir. Sistemdeki pertürbasyonlar ile bu kaynama sınırı değişebilmektedir. Kaynamanın başladığı yerden itibaren üst kısım ikinci bölge olarak bilinir ve akışkan burada iki fazlıdır, yani buhar ve su fazındadır. Birinci bölgede akışkan bir fazlıdır ve kaynama sınırında doymuş halde olduğu varsayılır. Her iki bölgeye ait denklemler lineerleştirilerek Laplace transformlan elde edilmiştir. Basınç düşümü denklemleri önce integre edilip sonra pertürbe edilmişlerdir. Bu işlem sıralarınm değiştirilmesi durumunda iki sonuç arasında kaynama noktasından ötürü bir fark oluşmaktadır. Bu fark teriminin sistem kararlılığında pek etkili olmamaktadır. Yapılan simülasyonda bu durum gösterilmiştir. Nötron ve yakıt dinamiğinin, hacimsel boşluk oram ile ilişkisi ortaya konurken, en basit ısı transfer modeli kullanılmıştır. Sistemin karakteristik denkleminin elde edilmesi için her bölgenin basınç düşümü pertürbasyonları terimleri toplanmıştır. Kanalın giriş ve çıkışındaki basınç düşümünün sabit olması sınır koşulundan ötürü yukarıdaki toplamın sıfıra eşitliğini sağlayan frekansta sistem kararsızlığın sınırındadır. Böylece istenilen sistem transfer fonksiyonu elde edilmiştir. Bu denklemden hareketle sistemin blok diyagramı oluşturulmuştur. Sitemin kararlılık haritası Ja sayısı- Zu sayısı düzleminde elde edilmiştir. Sonuçlar daha önceleri yapılan çalışmalar ile uyum içindedir.
  • Öge
    İTÜ Triga Mark-II Eğitim Ve Araştırma Reaktörünün Nükleer Güvenlik Ölçümleri İle Hava Ve Su Aktivite Seviyelerinin Değerlendirilmesi
    (Enerji Enstitüsü, 1998-06-08) Şecaattin, Yener ; A. Beril, Tuğrul ; 76591 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Nükleer tesislerde ve radyasyonla çalışılan her tür ortamda nükleer güvenlik ölçümlerinin yapılması bir gerekliliktir. Bu gereklilik, yasal olduğu kadar radyasyonla çalışanların kendi güvenlikleri için zorunludur. Önemli bir nükleer tesis olan nükleer reaktörlerde de reaktörün gücü ve tipi ne olursa olsun, nükleer güvenlik ölçümlemelerinden ödün verilemez. Türkiye'nin tek Üniversite reaktörü olan, İstanbul Teknik Üniversitesi (İ.T.Ü.) Nükleer Enerji Enstitüsü'nde bulunan TRIGA Mark-II Eğitim ve Araştırma Reaktörü'nde nükleer güvenlik ölçümleri ulusal ve uluslararası mevzuata uygun olarak, sürekli, periyodik ve gerektiği zaman yapımaya devam edilmektedir. Bu tez çalışmasında, nükleer güvenlik ölçümleri çerçevesinde yapılan radyasyon ölçümleri farklı şekillerde ele alınmıştır. Öncelikle, dış çevre radyasyon ölçümleri verilmiştir. Bu ölçümler reaktör binası dışında yapılmaktadır. İ.T.Ü. TRIGA Mark-II Eğitim ve Araştırma Reaktörü'nün iç çevre ölçümleri kendi içinde iki farklı şekilde ele alınmıştır. Bunlardan biri; alan radyasyon ölçümleri olup, alan radyasyon monitörleri ile sürekli ölçüm olarak alınmaktadır, ikincisi ise yüzey radyasyon ölçümleridir ve portatif yüzey radyasyon ölçüm cihazları ile yapılmakta ve reaktörde farklı bölgelerde bu ölçümler gerçekleştirilmektedir. İ.T.Ü. TRIGA Mark-II Eğitim ve Araştırma Reaktörü'nde personel radyasyon ölçümleri, film dozimetreleri ve cep dozimetreleri ile alışılmış olduğu üzere yapılmaktadır. Reaktörde, şimdiye kadar alman personel radyasyon ölçümleri ve ölçümlenen dozlar istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. İ.T.Ü. TRIGA Mark-II Eğitim ve Araştırma Reaktörü'nde numune alınarak yapılan ölçümler hava ve su numune alımları ile gerçekleştirilmiştir. Hava numuneleri sabit hava monitörü ile reaktör havuz suyu yüzeyinden emilen havanın gaz ve partikül aktivitesi olarak ve portatif hava monitörü ile alman numuneler olarak değerlendirilmiştir. Su numuneleri ise reaktör tankından ve ikinci devreden alınıp, rezidü elde edilerek yapılmaktadır. Su numuneleri değerlendirmeleri, hava numuneleri gibi reaktör çalışma sürecine bağlı olarak incelendiği gibi, birinci ve ikinci devre için karşılaştırmalı olarak da verilmiştir. Reaktörde, reaktörün kritik olduğu 1 1 Mart 1979 tarihinden bu yana alınan su ve hava numunelerine ilişkin olarak tüm veriler tablolar halinde bir araya toplanmıştır. Su ve hava numuneleri karşılaştırmalı olarak da değerlendirilmiştir. Bu şekilde reaktörün her çalışma şartı için fikir verilmiştir. İ.T.Ü. TRIGA Mark-II Eğitim ve Araştırma Reaktörü'nde yapılan tüm radyasyon ölçümleme sonuçlan ulusal ve uluslararası kabul edilmiş limitlerle karşılaştırılarak değerlendirilmiş ve nükleer güvenlik ölçüm değerlendirmesi olarak İ.T.Ü. TRIGA Mark-II Eğitim ve Araştırma Reaktörü'nün güvenilir olduğu bir kez daha bu yüksek lisans tez çalışması ile gösterilmiştir.
  • Öge
    Rbmk Ve Candu Tipi Reaktörlerde Boşluk Katsayısı Etkisinin Nötronik Açıdan İncelenmesi
    (Enerji Enstitüsü, 1998-06-08) Mehtap, Yalçınkaya ; Hasan, Saygın ; 76588 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Bu çalışmada RBMK ve CANDU tipi reaktörlerde ele alınan hücre modeli için çok gruplu nötron transport kodu WIMS-AECL yardımıyla, soğutucu kaybının oluştuğu bir kaza durumu için, reaktörün kritiklik hesabı yapılarak, boşluk katsayıları nedeniyle reaktöre ithal edilecek olan reaktivite miktarı saptanmış, sonsuz çoğalma katsayısı formülündeki dört faktör incelenmiştir. Özellikle RBMK tipi reaktörlerin, soğutucu suyunun boşaltımı şeklinde modellenen bir kaza durumu esnasındaki parametreleri daha ayrıntılı incelenerek, reaktöre daha düşük miktarda reaktivite ithal edebilen malzeme konfıgürasyonu geliştirilmiştir. Bu yöndeki çalışmalarımızı dört ana başlık altında toplayabiliriz. Bunlar;. Soğutucu sıcaklığı ve yoğunluğu değişimi,. Yavaşlatıcı sıcaklığı ve yoğunluğu değişimi,. Yakıt sıcaklığı değişimi,. Farklı elementlerin zehirleme özellikleri. Merkezi tüpteki gadolinyum ya da grafitteki bor miktarı
  • Öge
    Utilizing Mathematica Software Solution Of Boundary Value Problems İn Nuclear Engineeringby The Greens Function Method
    (Energy Institute, 1998-06-08) Şener, Dilek ; Atalay, Akif ; 76590 ; Energy Sciences and Technologies ; Enerji Bilim ve Teknoloji
    Utilizing the Mathematica software, this thesis study covers the solution of boundary- value problems which are encountered in nuclear engineering problems. Today, for the solution of almost all realistic problems we need to use a computer software. In this respect, the numerical computation plays a major role. Among all these kinds of software, Mathematica has a special place that, it is capable of performing symbolic operations in addition to numerical operations and graphical, programming etc. In this thesis, we study primarily, boundary- value problems. Our purpose is both to solve these problems and also show how symbolic operation capability of the Mathematica is benefited. For the solution of boundary-value problems in Mathematics, since our interest is directed basically to analytical solutions of boundary value problems, we can consider Green's function method as a solution tool. This method provides the most effective solution technique for boundary-value problems and also it is quite compatible using Mathematica software to handle these problems. In this study, we deal with only steady-state one and two-dimensional boundary value problems. For this purpose we consider the Laplace and the space form of Klein-Gordon (K.G.S) operators. The reason that these two operators chosen are related to two fundemantal problems of nuclear engineering, namely the heat transfer and neutronics. While the steady-state heat conduction is represented by the Poisson equation (which necessiates to handle Laplace operator), the steady-state neutron diffusion equation is identified as having the space form of K-G equation. Finally we will study Cartesian and cyclindrical geometry problems which are most frequently encountered. Here we treat one dimensional and two dimensional problems in Cartesian (x or x and y) and cylindrical geometry (r or r and z) Once the solution of Green's functions is available, the solution of boundary-value problems, which is our main concern, is usually trivial. In applications part, we showed how to obtain this solution. Also we applied these theories to general examples. These examples are selected as one-dimensional composite medium, reflector saving problem and criticality problem. For the latter, we considered initial condition of the benchmark problem. A widely used this one-dimensional benchmark problem is identified as ANL- BSS-6-A2 problem that is listed in the Argonne Code Center Benchmark Problem Book. In this study, we intended to give mathematical theory of essentially nuclear enginering related boundary value problems and to show how to apply Mathematica software for the solution of these problems. Our applications are chosen from model problems. This is especially important for testing and benchmarking of the developed computer codes, which are written down to, solve more realistic and complicated engineering problems.
  • Öge
    Toryum Reaktörleri Ve Türkiye İçim Önemi
    (Enerji Enstitüsü, 2000-06-19) Ümit, Yoldaş ; Şarman, Gençay ; 98134 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Bu çalışmanın amacı toryum reaktörleri ve bu reaktörlerin Türkiye için önemine yöneliktir. Birinci bölümde, Dünya' daki elektrik enerjisi ihtiyacının giderek arttığını ve yeni kaynaklara ihtiyaç duyulduğu belirtilmekte olup, nükleer enerji ve bu enerjinin üretiminde toryumun önemine dikkat çekilmektedir. İkinci bölümde, toryum madeninin Dünya' daki ve Türkiye'deki rezerverine ilişkin bilgiler verilmiştir. Özellikle Türkiye'deki toryum yataklarının nükleer enerji üretiminde ihtiyaca ne kadar cevap verebileceği belirtilmiştir. Üçüncü bölümde, dünyanın gelişmiş ülkelerinde toryum yakıt çevrimli reaktörlerin gelişimi ile ilgili çalışmalar ve özellikle Hindistan'ın bu konudaki çalışmalarının etkinliği üzerinde durulmuştur. Dördüncü bölümde, Toryum yakıt çevrimli reaktörlerin fiziği kısaca anlatılmış olup, özellikle toryum ile birlikte kullanılacak olan fısil madde ( 233U veya 235U) hakkında bilgiler verilmiştir. Beşinci bölümde, özellikle toryum yakıt çevrimi kullanımına uygun reaktör tipi olan CAİSIDU ve bu reaktörlerdeki Tek-Geçişli Çevrimlerden bahsedilmiştir. Burada özellikle 233U elde etmenin gerek fizik gerek ekonomik olarak uygun yolunun ne olduğu anlatılmıştır. Son bölümde ise, enerji üretiminde nükleer yakıt olarak kullanılacak toryumun, Türkiye'de mevcut yataklardan hangi işlemlerden sonra elde edilip reaktörlerde kullanılabileceğinden bahsedilmiştir. Tezin ana amacı tek geçişli toryum çevriminin tanınması ve tanıtılmasıdır. Toryum madeninden yararlanmak isteyen ve uranyumu yeterli olmayan ülkeler için uygun görünen bu çevrim Kanada' da geliştirilmiş olup, bu ülkenin yeterince uranyumu bulunması nedeni ile şimdilik yaygın olarak uygulanmayan bir çevrimdir.
  • Öge
    Thermal hydraulic analysis of molten core material contained within lower head of pwr pressure vessel
    (Enerji Enstitüsü, 2001) Ali, Liaqat ; Baytaş, A. Cihat ; 104266 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Bu çalışmanın önemi, reaktör kalbinin kısmen veya tamamen erimesi ile sonuçlanan bir şiddetli reaktör kazasının kontrol altına alınmasından kaynaklanmaktadır. Böyle bir durumda ergimiş malzeme basınç kabının alt tarafında, bir seri ergime ve katılaşma hallerinden geçtikten sonra toplanacaktır. Reaktördeki radyoaktivitenin açığa çıkmasına karşı son engel olan reaktör basınç kabı koryum tarafından ısıl olarak etkilenir. Uranyuma dayanan reaktör yakıtı ve yanmış yakıttan gelen fısyon ürünleri koryumda mevcuttur. Yarı ömürlerine göre fısyon ürünlerinin bozunumu, ergimiş kütle içinde az veya çok homojen olan bir iç ısı kaynağı oluşturur. Seramik yakıt bileşenlerinin yüksek ergime noktası ve fısyon ürünlerinden kaynaklanan radyoaktivite nedeni ile sistem deneysel olarak yapılamaz hale gelir. Bu nedenle reaktör basınç kabında oluşan koryum havuzunun içindeki ısıl hidrolik olayı incelemek için sadece sayısal benzeşim tek yol olarak kalır. Problemle ilgili akış ve ısı transferi karakteristiklerinin anlaşılması kazayı kontrol etmek ve böylece radyoaktivitenin kaptan yayılması ve atmosfere çıkması tehlikesini azaltmak mümkün olabilir. Bu çalışma düşük Rayleigh sayılarında yandan ısıtmalı bir kare kapta doğal taşınımın incelenmesi ile başlamıştır. Bu problem hesaplamalı akışkanlar dinamiğinde bir benchmark problemi olması sebebi ile seçilmiştir. Sonuçlar daha önce yapılan çalışmalar ile karşılaştırıldığında çok iyi bir uyum elde edilmiştir. İkinci olarak düşük Rayleigh sayıları için yazılan program içten ısıtılmış bir kare kapta doğal taşınım için analiz edilmiştir. Sonuçlar yayınlanmış diğer sonuçlarla karşılaştırıldığında çok iyi bir uyum içindedir. Daha önce yayınlanmış çalışmalarda içinde ısı üretimi olan ve yüksek Rayleigh sayıları için ölçekleme mevcut değildir, böylece bu hal için bir ölçekleme gerçekleştirilmiş ve sonuçlar yayınlanmıştır. Reaktör basınç kabı bir konjugate problem oluşturan kalın paslanmaz çelik bir duvara sahiptir. Konjugate problemin analizi için hayali noktalar yerleştirme yöntemi kullanılmıştır. Bu konuda elde edilen sonuçlar da yayınlanmıştır. Koryum düşük Pr sayılı bir akışa sahiptir, böylece koryumdaki doğal akışın analizi, kalın duvarda bir kare kapta yapılmıştır ve sonuçlar bir uluslararası konferans bildirisi olarak sunulmuştur. Yarı silindirik kapta kalın duvarın etkisini anlamak için analiz içten ısıtmalı bir yarı silindirik kap için yapılmıştır. Bu sonuçlar, duvarları sabit sıcaklıkta olan bir yarı silindirik kap ile karşılaştırılmış ve fark incelenmiştir. XI Yarı küresel basınç kabının özel durumu nedeni ile kabın sadece yarısı incelenmiştir. Ortalama Nusselt sayısı için sonuçlar karşılaştırılabilir olmasına rağmen, akışın aslında simetrik olmaması sebebi ile, nihai inceleme için yarı silindirik kap seçilmiştir. Son incelenen geometri mümkün olduğu kadar gerçek duruma yakın seçilmiştir. Koryum havuzundaki sıcaklık 3500 °K ulaşabilir, bu nedenle havuz yüzeyinden ışınımla ısı transferi bu analize dahil edilmiştir. Üç ısı transferi mekanizması, iletim, taşınım ve ışınım bu analizde mevcuttur. Sonuçlar göstermiştir ki, havuzdaki sıcaklıklar havuzun alt tarafında iyi bir tabakalaşma göstermiş ve üst tarafında taşımının hakim olduğu küçük bir bölge oluşmuştur. Havuz yüzeyinin neşretme oranı ve AT/TW parametresi de ayrıntılı olarak incelenmiştir. Ra sayısı 3.2xl07 den 3.2xl013 e kadar çalışılmıştır, son değer türbülanslı akışın başlama sınırıdır. Aynı zamanda sonuçlar gösteriyorki, reaktör basınç kabının hasara uğramasının mümkün olduğu nokta, basınç kabının duvarı ile serbest yüzeyin üst temas noktasına yakındır. Kabın alt bölgesi koryumun ısıl etkisinden hiç bir zaman zarar görmeyecektir. Böylece sunulan problemin ayrıntılı bir incelemesi yapılmıştır. Bu analizin, söz konusu problemle ilgili ısıl hidrolik olayın anlaşılmasına önemli ölçüde katkı sağlayacağı umulmaktadır. Aşağıdaki bölümlerde, bu doktora çalışması sırasında oluşturulan sayısal çalışmanın ayrıntıları anlatılmıştır. Bölüm 2 de, farklı haller için denklemler boyutlu ve boyutsuz olarak sıunulmuştur. Yüksek Rayleigh sayıları için ölçekleme analizi de bu bölümde anlatılmıştır. Bölüm 3, bu çalışmada kullanılan ızgara yapısını ve basınç ve basınç düzeltme denklemlerinin türetilmesini içermektedir. Bölüm 4 de sayısal algoritmalar ve bilgisayar programının düzenlenmesi tanıtılmıştır. Bu bölümde aynı zamanda bilgisayar programı ile ilgili bir akış diyagramı verilmiştir. İki ana parçadan oluşan bölüm 5 de; ilk kısımda önceki sonuçlarla karşılaştırmalar sunulmuştur, ikinci kısımda ise sonuçlar ve tartışmalar verilmiştir.
  • Öge
    Poisson Denklemi İçin Ters Kaynak Probleminin Çözümüne Yapay Sinir Ağları İle Yaklaşım
    (Enerji Enstitüsü, 2004-01-14) Melek, Yılmaz ; Melih, Geçkinli ; 152198 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Birçok fiziksel sistemin davranışı Hadamard'ın tanımladığı şekilde 'iyi ifade edilmiş' problem olarak modellenebilir. Bu önermenin temelini kararlı fiziksel sistemlerin uzaysal- zamansal frekansların düşük bölgesine duyarlı olmaları oluşturur. Bu durumda ilgili ters problemler de yüksek frekanslara çok duyarlı olmak zorundadırlar. Dolayısıyla ölçüm verilerindeki gürültü gereksiz bir şekilde yükseltilir. Giriş verilerindeki gürültü ters problemin çözümünde kararsızlıklara neden olur. İkinci problem de ters çözümün tek olmaması durumudur. Ters problemlerde kullanılan regülarizasyön yöntemi, doğruluktan bir miktar vazgeçerek, kararlı ve düzgün görünümlü çözümler üretmeyi amaçlar. Bu nedenle çözüme aday olabilen birçok sonuçların düzgün olanı seçilmeye çalışılır. Bir başka yaklaşım olarak giriş verilerindeki gürültü filtrelenir. Bu çalışmada basit bir model olarak kare şeklindeki bir bölge içinde koordinatları bilinmeyen nokta-birim kaynak göz önüne alınmıştır. Sınır verisi toplamak üzere karenin kenarlarının orta noktalarındaki sıcaklık ölçümleri analitik olarak simüle edilmektedir. Amaç, en az veri ile kaynağın koordinatlarının kestirilmesidir. Sıcaklık probunun yerinin seçimi için duyarlılık alam incelenmiştir. Önce problemin kötü ifade edilmiş problemler sınıfına neden ait olduğu incelenmiştir. Çözüm için klasik yöntemler dışında, kendinden organize olan haritalama yöntemi ve yapay sinir ağları denenmiştir. En iyi sonuçlar geriye yayma yöntemiyle eğitilen ve dört adet sıcaklık veri seti girdilenen yapay sinir ağlan ile alınmıştır. Bunun nedeni yapay sinir ağlarının sahip olduğu universal regülarizasyön ve interpolasyon özelikleridir. Ölçüm verilerine eklenen artan miktarlardaki gürültü katkısının sonuçlar üzerindeki orantılı etkisi gözlenmiştir.
  • Öge
    Konutlarda Enerji Yönetimi : Kompact Fluoresan Lamba Kullanımı
    (Enerji Enstitüsü, 2005-01-25) Emre, Erkin ; Sermin, Onaygil ; 151574 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Tüm dünyada olduğu gibi, ülkemizde de "enerji sorunu" en güncel konu olarak yerini korumaktadır. Kısıtlı rezervlere sahip enerji kaynaklan ile oluşturulabilecek "sürdürülebilir enerji politikaları"nda enerji verimliliğinin arttırılması, alınması gereken önlemlerin başında gelmektedir. Büyük yatırım maliyetleri gerektirmeden bilinçli uygulamalarla sağlanabilen son tüketici noktalarındaki tasarruflar özellikle üzerinde durulması ve başarılması gereken konulardır. Konutlarda aydınlatma amaçlı kullanılan elektrik enerjisi miktarını azaltan enerji tasarruflu kompakt fluoresan lambaların kullanılmasına ilişkin halkı bilinçlendirici ve özendirici çalışmalar tüm dünyada uygulanmaktadır. Ülkemizde de bu tür çalışmaların gerekliliği düşünülerek, Türk Philips'in maddi katkısı, BEDAŞ Çağlayan İşletme Müdürlüğü'nün veri desteği ile İTÜ Enerji Enstitüsü tarafından Eylül 2003 tarihinde bir proje başlatılmıştır. Bu çalışma, konutlarda kompakt fluoresan lambaların kullanımı ile sağlanabilecek enerji tasarrufu oranının ve aydınlatmanın toplam elektrik enerjisi tüketimi içindeki payının belirlenmesi amaçlanarak, pilot bölge olarak seçilen İstanbul - Kağıthane'deki 280 konutluk Terasevler Sitesi'nde projeye katılan 104 konut ile gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda 104 evdeki toplam 27.8 kW gücünde 422 adet enkandesen lamba, toplam 6.7 kW gücündeki eşdeğer KFL'ler ile değiştirilmiştir. BEDAŞ'tan 104 konuta ait, projenin bir sene öncesine uzanan elektrik enerjisi faturaları temin edilmiş ve lamba değişiminden sonraki faturalar aylık olarak takip edilmiştir. Projenin sonunda yapılan analizler ile sağlanan elektrik enerji tasarrufu %9 olarak hesaplanmıştır. Aydınlatmanın toplam elektrik enerjisi tüketimi içindeki payının belirlenmesi için bazı konutlardaki tüm lambalara sayaçlar takılmış ve bir aylık kullanımın sonunda lambaların hacimlere göre kullanım süreleri, dolayısıyla elektrik enerjisi tüketimleri hesaplanabilmiştir. Buna göre lambaların tümünün enkandesen lamba olduğu zaman aydınlatmanın payı %23, lambaların yaklaşık yarısının KFL olması halinde bu payın %10'lara düşürülebildiği belirlenmiştir.
  • Öge
    Sanayide Enerji Yönetimine Yeni Bir Yaklaşım Ve Tekstil Sanayisinde Uygulamalar
    (Enerji Enstitüsü, 2006-02-02) Okan, Öz ; Hasan, Saygın ; 172599 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Dünyada değişik ihtiyaç noktalan için enerji kullanımının geçmişine bakıldığında, olumsuz çevre etkilerinin bertaraf edilmesi ve enerji arz güvenirliğinin sağlanması gibi konular her dönemde önemini korumuştur. Bununla birlikte, günümüzde; enerji pazarının, daha ucuz ve verimli olması yanında çevreye olumsuz etkisi asgari ölçüde olan enerji kaynaklarına yönelmesinin en önemli nedeni, yeryüzündeki doğal kaynakların yanı sıra enerji kaynaklarının da hemen hemen tüm ekonomik platformlarda, ülkelerin zenginliğinin veya diğer ülkelere bağımlılığının bir ölçüsü durumuna gelmesi ve ülkelerin dış politikalarını bu doğrultuda şekillendirmesi ile bu büyük pazar içerisinde rekabet edebilir düzeye gelebilmeleri için saldırgan yollar izlemiş olmalarından ötürü oluşan kaos ortamıdır. Günümüzde fosil yakıtların yakın bir tarihte tükeneceği tahminleri, enerji darboğazı öngörülerinin yerini alsa da hem arz tarafı hem de talep tarafı için önemini koruyan bir diğer konu ise tüm platformlarda etkin enerji yönetimidir. Bu anlamda enerji çeşitliliği, enerji yönetiminin dayanak noktalarından biridir. Bir diğer önemli nokta ise başta sanayi olmak üzere, tüm alanlarda enerjinin rasyonel kullanımı ile verimliliğinin artırılması ve tasarruf imkanlarının değerlendirilmesidir. Bu çalışmada, yönetimsel ve teknik konular çerçevesinde, sanayide enerji yönetim programı dahilinde yürütülmesi gereken faaliyetler için, döngüsel bir prosedür oluşturulmuş ve enerji yönetim algoritması içerisinde değerlendirilen program parçalan ayrı ayrı ele alınmıştır. Geliştirilen yaklaşım içerisinde, enerji yönetim programının uygulanabilirliğinin saptanması amacı ile, algoritmadaki farklı koşullan sağlayabilecek örnek tekstil fabrikalarında iki ayrı çalışma gerçekleştirilmiş ve yönetimsel konulardaki muhtemel eksikliklerin belirlenebilmesi için ilk çalışmada, enerji yönetim seviyesi düşük olan bir iplik fabrikası seçilmiştir. İkinci çalışmada ise algoritma yapısının sürdürülebilirliğini saptamak amacıyla belirli bir enerji yönetim yaklaşımının benimsendiği bir ev tekstil fabrikası incelenmiştir. Çalışmanın genelinde uygulamalar karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş ve sanayide etkin enerji yönetim programı için önerilen yöntemlerin doğruluğu kanıtlanmıştır.
  • Öge
    Silindirik Parabolik Güneş Toplayıcılarının Isıl Analizi
    (Enerji Enstitüsü, 2006-02-02) Candeniz, Seçkin ; Abdurrahman, Kılıç ; 172604 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Enerji insan yaşamının ve ülke sanayinin en temel ihtiyacıdır. Artan dünya nüfusu, enerji tüketim hızında da artışa sebebiyet vermektedir. Çoğalan enerji ihtiyacının karşılanması için dünya çapında en fazla kullanılan fosil yakıtlar (petrol, doğal gaz, kömür vs.), ekolojik dengenin devamı için ciddi bir tehdit oluşturan sera gazı etkisine sebep olmakta ve rezervleri tükenme noktasına yaklaşmaktadır. Bu nedenle, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını arttırmak, tüm dünyada bir zorunluluk olarak görülmektedir. Tüm bunların sonucunda, bir yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisinin önemi ve uygulama alanı da her geçen gün artmaktadır. Güneş toplayıcıları, güneş enerjisinin ısı enerjisine dönüştürülmesini sağlar. Bu çalışmanın konusu olan silindirik parabolik güneş toplayıcıları, orta sıcaklık uygulamaları kapsamında (100 - 300 °C) kullanılan bir toplayıcı türüdür. Bu çalışmada, Ankara ili Haziran ayı şartlan altında örnek bir silindirik parabolik güneş toplayıcısı ele alınmıştır. Toplayıcı, yatayla incelenen yerin enlem açısı (39.95°) kadar açı yaparak güneye dönük şekilde kuzey-güney doğrultusunda yerleştirilmiş, ve güneşi tek eksenden takip etmektedir. Toplayıcıya giren ısı taşıyıcı akışkan (su), sisteme entegre edilmiş bir depodan gelmekte ve bu depoya dönmektedir. Gün sonu depo suyu sıcaklığının ve günlük ortalama termodinamiğin L ve II. kanun verimlerinin; depo hacmi, ısı taşıyıcı akışkan debisi ve açıklık alanı miktarına göre değişimleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara dayanarak, değişimi incelenen işletim parametrelerinin optimizasyonu yapılmıştır. Sistem değerlendirilirken, gün sonu konut sıcak su ihtiyacının karşılanması amaçlanmıştır. Bu ihtiyacın karşılanması için, gün sonunda depo suyu sıcaklığı minimum 55-60 °C olmalıdır. Sözü geçen incelemelerin yapılması için, Fortran programlama dilinde yazılan ve sayısal çözüm metotlarının uygulandığı bir bilgisayar programı oluşturulmuştur. Açıklık alanı 20-80 m2, ısı taşıyıcı akışkan debisi 0.016-0.36 kg/s ve depo hacmi 1-8 m3 değişim aralığında incelenmiştir. Bu nedenle, bu çalışmada elde edilen sonuçlar bu aralıklarda geçerlidir. Ele alman şartlar altoda toplayıcının, konut sıcak su ihtiyacının karşılanması için gerekli gün sonu depo suyu sıcaklıklarını incelenen her açıklık alanında sağladığı saptanmıştır. Optimal ısı taşıyıcı akışkan debisinin açıklık alanından bağımsız olarak, Ref>2300 değerini sağlayan minimum debi olduğu saptanmıştır. Optimal depo hacmi değerinin ise açıklık alanı ile değiştiği saptanmış ve bu değişimin matematik ifadesi sunulmuştur.
  • Öge
    Investigation Of The Non-isothermal Combustion Kinetics Of Some Agricultural Residues
    (Energy Institute, 2006-04-02) Yücel, Fikriye Seda ; Yaman, Serdar ; 172600 ; Energy Sciences and Technologies ; Enerji Bilim ve Teknoloji
    In today's world, many developed countries are in the rush of guaranteeing then- energy sources for the future. The energy demand of the world is increasing due to increasing population and developing technology. It is expected to have an energy crisis in the next century due to the depletion of the limited fossil fuel reserves. With these conditions, it is vital for countries to use alternative energy resources. Many countries have efforts to partially switch to renewable energy sources like wind, solar, biomass, tidal and geothermal energies. Some of these energy sources are used today, though they are not very common. The most used one is biomass energy, especially in developing countries. The share of biomass energy in primary energy consumption of developed countries is below 3 % and in still-developing countries this share changes between 20-90 %. Biomass stands for 15 % of the worlds total energy consumption. Many European countries, USA, Canada, and Brazil have ongoing projects; working large or pilot scale plants and aims to increase the shares of biomass in their future consumption. Turkey is a country which imports more than half of the energy it uses. It is estimated that this amount is going to increase. At present Turkey does not make much use of its biomass potential but there is a great opportunity to provide energy from biomass. Biomass, as a renewable energy source, has economic and environmental advantages. The advantage of keeping the environment cleaner when compared to fossil fuels makes biomass very attractive. The most important environmental effect of biomass is that it does not add up to carbon dioxide emissions because newly grown biomass absorbs the carbon dioxide emitted during combustion. Evaluating biomass as a fuel also provides us the opportunity to avoid land filling and problems with the disposal of wastes. From an economical view, the option to partially decrease reliance on imported energy sources makes biomass a strategically preferable alternative. In the past, biomass technology was very expensive and could not compete with fossil fuels but with the improvement of technology and increasing research, now biomass combustion systems compete with traditional methods. The biomass energy systems are considered to produce different energy carriers, namely heat and/or power. Biomass could be of two types: virgin biomass and waste biomass. Virgin biomass is purpose-grown species and waste biomass is residues from agricultural operations, municipal solid waste (MSW), sewage etc. This variety of species and their different physical properties necessitate the design of specific systems for every type of biomass. XI As biomass can't always be converted effectively to energy using direct combustion, some conversion processes are necessary. Some thermal processes that convert biomass into valuable fuel are carbonization, gasification, anaerobic digestion, liquefaction and pyrolysis. Combustion after some physical operations (drying, size reduction) is the most common method to obtain energy from biomass. Besides using only biomass as a fuel, co-combustion with fossil fuels is also an option. Drying, pyrolysis and reduction, combustion of the volatile gases and combustion of the char are the four stages of combustion. Fixed-bed and fluidized-bed systems can be used for combustion of biomass. These units produce the heat necessary for the steam cycle which provides power. Process conditions and biomass properties strictly affect the design of combustors. In order to design a combustion system for biomasses, the combustion kinetics of the species should be known in detail. Thermogravimetric analysis is the most used technique to achieve this. This method, which could be isothermal or non-isothermal, investigates the behavior of the components of biomass under the analysis conditions. Important kinetic parameters can be calculated from the thermogravimetric (TG) data obtained, using many different models. In this study Coats-Redfern model was used. The data for the model have been obtained carrying out experiments with a thermogravimetric analyser. Ten samples of biomass namely as olive bagasse, sunflower shell seed, rapeseed, walnut shell, pine cone, tea residue, cotton bagasse, grape seed, hybrid poplar, and sour cherry stone have been burned with two different heating rates and the resulting TG curves have been used to derive the differential thermogravimetric (DTG) curves. Maximum temperature of combustion, maximum burning rate and combustion time was extracted from the DTG curves. These data was compared with the ultimate, proximate, structural and calorific analyses that were obtained with a research project carried at Chemical Engineering Department, ITU
  • Öge
    Techno-economic analysis of hydrogen supply chains and hydrogen aircrafts for Gauteng Metropolitan Region of South Africa
    (Energy Institute, 2013) Konar, Ömer Faruk ; Yavuz Karatepe, Nilgün ; 444189 ; Energy Science and Technology
    Climate change is one of the issues that are results of greenhouse gas emissions. An important portion of energy consumption in metropolitan regions is transportation which has significant effect on greenhouse gas emissions. Therefore, air traffic is a notable contribution to these emissions. Hydrogen is one of the potential alternative fuels for future aviation transportation. Even though hydrogen seems like a promising alternative fuel, climate change mitigation tendency and commercially competitiveness of hydrogen are not proved yet and still under investigation. The purpose of this thesis is to evaluate future availability of hydrogen air transportation in Gauteng metropolitan region of South Africa. In order to assess entire hydrogen life cycle costs in Gauteng metropolitan region, current and future hydrogen production costs and efficiencies from coal, natural gas, biomass and electrolysis are analyzed. Distribution costs of hydrogen from centralized production fields to the international airport and onsite liquefaction costs are also analyzed for hydrogen. The conversion of a conventional airplane to a hydrogen fuel airplane design costs are determined and compared with the conventional aircraft. Finally, overall hydrogen utilization in air transportation is analyzed with a techno-economic approach. In addition to all, the main obstacles are the high costs of hydrogen production and hydrogen infrastructures. The result of the current and future comparisons of production and transportation costs shows that operating a hydrogen aircraft might be doable earliest around 2040 after competing hydrogen fuel prices with kerosene with further research and support by policy makers.
  • Öge
    Extended exergy accounting (EEA) analysis of Turkish society- determination of environmental remediation costs
    (Enerji Enstitüsü, 2013) Candeniz, Seçkin ; Bayülken, Ahmet R. ; 333051 ; Enerji Bilim Ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Bu tez çalışmasında, kaynak kullanım verimliliği yönünden incelenmek üzere Turkiye örneği ele alınmış, motod olarak Extended Exergy Accounting (EEA, Genişletilmiş Ekserji Analizi) metodu uygulanış ve ulaşılan sonuçlar sunulmuştur. İlk olarak Dr. Enrico Sciubba tarafından geliştirilerek literatüre katılan ve ekserji bazlı bir kaynak kullanım analizi metodu olan EEA metodu, bugüne kadar literatüre katılmış hiçbir metodolojinin yapısında barındırmadığı bir yenilik sunularak, ele alınan sistemin, enerji yada ağırlık birimleri ile ifade edilebilen girdilerin yanında (enerji akışları ve materyal dışında), sisteme olan ?diğer? girişlerin - kapital, iş gücü ve çevresel etki - ekserji biriminde ifade edilmesi için yeni bir hesaplama metodu sunulmuştur. Metodun arkasındaki zihniyet, sistemin tükettiği kapital, işgücü ve çevresel etkinin giderilmesi için harcanan ekserjinin üretiminde kaynak kullanıldığı ve adı geçen ekserji tüketimlerinin de sistemin toplam kaynak kullanımı içerisinde ele alınması gerektiğidir. İş gücü ve kapitalin ekserji karşılıkları olarak, bunları yaratmak için gerekli olan kaynak tüketiminin ekserji değeri belirlenmektedir. Çevresel etki olarak ise, sistemden çıkan atığın temizlenmesi için gerekli kaynak kullanımının ekserji karşılığı hesaplanır. Sonuç olarak EEA, sistemin hertürlü kaynak tüketimini tek bir birimle (ekserji) ifade ederek birim bütünlüğünün sağlanmasının yanında, bugüne kadar hiç ele alınmamış olan ek akışların da sistem ekserji dengesi içerisine katılması ile ?genişletilmiş ekserji dengesi (extended exergetic balance)? kurulmasını sağlamakta ve adından da anlaşılır şekilde, şu anda literatürde olan en ?gelişmiş? ekserji bazlı kaynak kullanım analizi metodunu sunmaktadır. Özetle, EEA metodu ile yapılan analizlerde, sistemin her safhasında kullanılan malzeme, enerji, kapital, işçilik ve çevresel etki (ele alınan sisteminin atık ve emisyonlarının izin verilen sınırlar dahilinde tutulması için yapılacak işlemler) gibi faktörlerin hepsi analize katılarak ekserji biriminde ifade edilmiş ve sistemin kaynak kullanımı değerlendirmesine katılmıştır.Bu çalışmada, sistem olarak ele alınan Türkiye, EEA metodu ile incelenmiştir. Çalışmanın amacı: eylem yapıcı birimlere, ülke içerisinde kaynak kullanım kalitesinin değerlendirilmesi ve ülkenin daha kararlı ve sürdürülebilir çizgide varlığını devam ettirmesi için en mantıklı ve faydalı müdehale noktalarının bildirilmesidir. Çalışmada yapılan uygulama özetlenecek olursa: EEA ile yapılan ülke analizlerinde mutat olduğu üzere, ele alınan ülke 7 sektörel bölüme ayrılmakta ve birbiri arasındaki ekserji alışverişleri analiz edilmektedir. Bu sektörlerin kendi içindeki ekserji akışlarının yanında çevre ile (Environment, ENV) ve diğer ülkeler (Abroad, A) ile etkileşimi de hesaplamalara dahil edilmektedir. Söz konusu 7 sektörel bölüm ve kapsadığı faliyetler şunlardır:EX (Madencilik Sektörü): Hammadde çıkarma ve işleme (Petrol ve doğal gaz çıkarma ve rafineri işlemleri dahil)CO (Dönüşüm Sektörü): Enerji üretim tesisleri (rafineriler, ısı ve elektrik üretimi)AG (Tarım Sektörü): Tarım ve hayvancılık faliyetleriIN (Endüstri Sektörü): Endüstriyel faliyet kolları (rafineriler hariç)TR (Ulaştırma Sektörü): Ulaştırma faliyetleriTE (Servis sektörü): Servis faliyetleri (otel, eğitim, danışmanlık vs. hizmetleri)DO (Hanehalkı): Ev içi kullanım ve üretime dayalı faliyetlerYukarıda özetlenen EEA metodolojisinin Türkiye uygulamasının tez içinde sunulmasının yanısıra, bugüne kadar literatürde ilk defa görülür şekilde, sektörel katı, sıvı ve gaz atıkların çevresel etki maliyetleri, EEA metodu içerinde sunulan orjinal tanım ve teori doğrultusunda hesaplanmıştır. Diğer bir değişle, bugüne kadar literatürde uygulanan: atık temizleme faliyetlerinin gerektirdiği parasal yatırımın ekserji karşılığını ?çevresel etki maliyeti? olarak kabul eden pratik fakat sentetik ve metodun doğasını yansıtmayan yaklaşımın dışına çıkarak, çevresel etki maliyetleri, gerçek sistemler ele alınarak, EEA içerisinde sunulan orjinal tanımına uygun olarak hesaplanmıştır.Çevresel etkinin ekserjetik maliyetinin hesaplanmasında ele alınan sistemlerin ticari olarak aktif, teknik olarak bilinen ve yaygınlıkla kullanılan sistemler olmasına dikkat edilmiştir. Bu amaçla,1) günümüzde atık su ve katı atık islahı için sıklıkla kullanılan ve atıktan, yaklaşık 98% saflıkta metan oranına sahip olan -bir nevi doğal gaz alternatifi- bir tür yakıt (biyogaz) ürtilmesini sağlayan anaerobik çürütme (anaerobic digestion) prosesi2) dönüştürülebilir atıklar için geridönüşümtabanlı sistem seçimleri yapılmış ve bu çalışma dahilinde analiz edilmiştir.Katı atık söz konusu olduğunda, atık türlerinin atık kompozisyonu içindeki oranları değişmekle beraber, DO, IN ve TE Sektörlerin katı atık bileşiminin ayni maddelerden oluştuğu göz önüne alınarak aynı proses zinciri içinde atık giderimi incelenmiştir. Özetle: atığın organik kısmı anaerobik çürütme prosesine tabi tutularak elde edilen biyogaz bir kojenerasyon tesisinde yakıt olarak kullanılmış ve elektrik ve ısı üretilmiştir. Inorganik kısım ise olabilecek maksimum oranda geridönüşüme uğradıktan sonra, geridönüşümsüz kısım yakma tesinde yakılarak ısı ve elektrik üretilmiştir. Geridönüsüm işlemleri sırasında oluşan artık kısım, düzenli depolama yapılmıştır. EX Sektör atığı, doğadan gelip tekrar depolama yolu ile doğaya terk edildiğinden incelenmemiştir. CO Sektör atığı içerisinde de yukarıda sayılan sektörlerin atık bileşiminde bulunan maddeler olduğundan yukarıda özetlenen atık giderimi sistemlerine ek olarak, rafineri atıkları için IGCC (integrated gasification combined cycle, entegre gazlaştırma kombine çevrim) sistemi ile enerji üretimi yapılmıştır. AG Sectör katı atığı olarak ele alınan hayvan ve bitki artıkları, anaerobik çürütme prosesinden geçirilmiş, oluşan biyogaz enerji üretiminde kullanılmıştır. TR Sektör atığı, tamamen farklı bir bileşime sahip olduğundan, sektöre özel bir yaklaşımla, taşıtların parçalanmasından sonra geri dönüşüm prosesi yapılmış, atık lastikler ise yakılarak ısı ve elektrik üretiminde değerlendirilmiştir. Geri dönüşüm işlemi artıkları ve yanmadan arta kalan kül, düzenli depolama ile yok edilmiştir. TR Sektör atığı olarak, sadece kara yolu atıkları incelemeye alınmıştır. Türkiyedeki ulaştırma sisteminin ne derece kara yoluna dayandığı dikkate alınırsa atığın büyük kısmının kara yolu taşıtlarından üretilmesini beklemek mantıklıdır. Ayrıca diğer ulaştırma motlarının ürettiği atık üzerine veri yoktur.Gaz emisyonlar için, güvenli ve düzenli bir veri analizinin ulaşılabilir olduğu CO2, CH4 ve N2O gazları ve bunların giderilmesi ele alınmıştır. Zaten kendisi bir yakıt olarak kullanılabilir olan CH4 enerji üretiminde değerlendirilerek, bu sistemin EEA analizi sunulmuştur. CO2 giderimi için CO2'nun Ca ile reaksiyonu sonucu CaCO3 üretimine dayanan bir sistemden faydalanılmıştır. N2O için ise N2O'nun yüksek sıcaklıkta dekompozisyonuna dayanan bir sistem incelenmiştir.Sıvı atıklar için ise, Türkiye'nin DO Sektörü tarafından üretilen evsel sıvı atık ele alınmıştır. Türkiye'ye özgü datalar incilendiğinde, atığın bir kısmının hiç işlem görmediği, bir kısmının ise çeşitli kademelerde arıtma proseslerine uğradıktan sonra ?arıtma çamuru? oluştuğu ve bu çamurun düzenli depolama ile gömüldüğü bilinmektedir. Bu çalışmada hem hiç proses görmemiş atık suyun hem de üretilen çamurun anaerobik çürütülmesi yolu ile bertarafının çevresel etki maliyetleri bulunmuştur. Diğer sektörel atıklar için de, çevresel etki maliyetinin evsel sıvı atık ile aynı olduğu kabul edilerek diğer sektörler için işlem yapılmıştır. Bu yaklaşımın gerekliliği, her sektörlerün atık su bileşimlerine ait bir veri kaynağının Türkiye için olmaması ve bu derece ayrıntılı bir analizin zaman ve hacim olarak sınırlı böylesi bir tez çalışması içinde mümkün olmadığı göz önüne alınarak açıklanabilir.Diğer bir çevresel etki ekserji maliyeti araştırması, sektörlerden atmosfere deşarj edilen ısının giderimi için yapılmıştır. Söz konusu ısı, en büyük oranda ve en yüksek sıcaklıkda baca gazları yolu ile atmosfere verildiği için baca gazları ele alınmış ve ortalama baca gazı bileşimlerinden yola çıkarak, atık gazların çevre ile aynı sıcaklığa getirilmesi için kullanılan ORC (Organic Rankine Cycle) sisteminden elektrik üretilminin EEA analizi sunulmuştur.Yukarıda anlatılan çevresel etki ekserji maliyetleri ve sektörel verimler sonuç bölümünde özetlenerek sunulmuştur. Bulunan sonuçların ayrıntılı incelemesi de sonuç bölümünde görülmektedir. Sonuçlara göre EX, CO, AG, IN, TR, TE ve DO Sektörlerin EEA analizi verimleri 91%, 43%, 0,13%, 57%, 48%, 87% ve 99% olarak belirlenmiştir.
  • Öge
    Tek Duvarlı Karbon Nanotüplerin Organik Güneş Pillerinde Elektrot Malzemesi Olarak Kullanılması
    (Enerji Enstitüsü, 2014-05-14) Ürper, Osman ; Yavuz, Nilgün Karatepe ; 301101045 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Bu çalışmada, tek duvarlı karbon nanotüplerin (TDKNT) organik güneş pillerinin (OPV) verimlerini, karakteristik ve elektriksel özelliklerini geliştirmek için uygulanması gösterildi. OPV'lerde yük taşınımı önemli bir etkendir, burada yük taşınımı elektrot malzemeleri ile gerçekleşir. Aktif tabakada üretilen eksiton yüklerinin geçirgen elektrotlar aracılığıyla taşınması gerekir. İndiyum kalay oksit (ITO) organik güneş hücrelerinde en çok kullanılan ve çok iyi bir geçirgenliğe sahip bir elektrot malzemesidir. Bu elektrotun çalışma fonksiyonu, düşük dirence sahip olması onu OPV'ler için önemli bir hole taşıyıcı haline getirmektedir. Fakat ITO'nun kimyasal kararsızlığı, fiyatının pahalı olması ve artması, sert olması (elastik olmaması) elektronik pazarda etkisini yitirmesine sebep olmaktadır. Bu yüzden bu alanda ITO'ya alternatif olabilecek elektronik materyaller aranmaktadır. TDKNT'lerin tek boyuta sahip olmaları, mükemmel bir dizilişe sahip olmaları, sıradışı elektriksel ve mekaniksel özellikleri onları ITO'ya alternatif bir elektrot malzeme haline getirmiştir. Bu özellikleri ile TDKNT'ler bu alanda ITO'nun yerine kullanılabilecek bir materyal olarak kendine yer edinmiş ve zaman geçtikçe bu alanda daha da yayılmaktadır. Ayrıca elektriksel dirençleri, optik özellikleri yoğun elektron sahibi olmaları onların diğer bir önemli avantajlarıdır. KNT sentezinde; ark-boşalım, lazer buharlaştırma ve kimyasal buhar birikimi (KBB) yöntemleri uygulanmaktadır. Bunlardan KBB düşük maliyet, yüksek ve kaliteli ürün eldesi gibi sahip olduğu önemli avantajlardan dolayı, özellikle seri üretim için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Karbon kaynağı, katalizör, destek malzeme, sentez sıcaklığı ve süresi, katalizör kalsinasyonu, karbon nanotüp yapısını-morfolojisini ve karbon verimliliğini etkileyen önemli parametrelerdir. Tez çalışması kapsamında, İstanbul Teknik Üniversitesi–Enerji Enstitüsü, Malzeme Üretim ve Hazırlama Laboratuvarı'nda kimyasal buhar birikimi yöntemi ile asetilen hidrokarbon kaynağı, MgO destek malzemesi ve demir katalizörü kullanarak TDKNT'ler üretilmiş ve kimyasal oksidasyon yöntemi uygulanarak HNO3 ile saflaştırılmışlardır. TDKNT'lerin karakterizasyonu; termogravimetrik analiz (TGA), raman spektroskopisi ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen KNT'ler, cam malzeme (lam) üzerine dönel kaplama ve vakum filtrasyon işlemleri ile kaplanarak tarayıcı elektron mikroskobu (SEM), optik profilometre ve UV ölçüm cihazları ile karakteristik özelllikleri incelenmiştir. Hazırlanan TDKNT ince filmler, organik güneş pili üretiminde geçirgen elektrot olarak kullanılmış ve güneş sümülatörü ile pil verimleri incelenmiştir.
  • Öge
    Alüminyum-Bor-Karbür kompozit malzemelerin radyasyon karşısındaki davranışının belirlenmesi, XCOM bilgisayar programı ile incelenmesi ve yeni bir hibrit kompozit radyasyon zırh malzemesi önerisi
    (Enerji Enstitüsü, 2015) Akkaş, Ayhan ; Tuğrul, Asiye Beril ; 416857 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies
    Bu doktora çalışmasında, farklı tiplerde iyonizan radyasyon çeşitlerinin zırhlanmasında kullanılmak üzere alüminyum-bor karbür kompozit malzemenin davranışının incelenmesi ve bu alanda kullanılabilecek yeni bir malzemenin önerilmesi amaçlanmıştır. İyonizan radyasyon kaynakları endüstri, tıp, tarım ve araştırma amaçlı olarak birçok alanda yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Radyasyon, kullanım alanına uygun olarak farklı tip ve enerjilerde olabilmektedir. Görevi gereği radyasyonla çalışan personelin ve toplum üyesi kişilerin radyasyondan korunmasının en önemli metodlarından biri radyasyon kaynağının veya kullanıldığı alanın zırhlanmasıdır. Radyasyonun tip ve enerjisinin değişmesi madde ile etkileşmesinde farklılıklar ortaya koyduğundan, zırhlama için kullanılan malzemeler de farklılık göstermektedir. Nükleer reaktörler, uzay çalışmaları gibi alanlarda aynı anda farklı tip radyasyona maruz kalınabilmektedir. Karışık radyasyon alanlarında tek bir malzeme ile etkin zırhlama yapmak, zırhlama malzemesinin kapladığı hacmin azalmasında, gerekse de maliyet açısından fayda sağlamaktadır. Bununla beraber, radyasyon zırhlamasında en yaygın kullanılan malzeme olan kurşunun toksit etkilere sahip olması, insan sağlığı açısından olumsuz etkilere neden olmaktadır. Öte yandan, Avrupa Birliğinin yayınladığı RoHS direktifleri sonucunda kurşunun birçok alanda kullanılması yasaklanmış ve ileri süreçte tamamen kurşun kullanımından vazgeçilmesi planlanmaktadır. Bu çerçeve de, bu doktora çalışmasında, kurşuna alternatif oluşturabilecek, farklı radyasyon tiplerinin zırhlanmasında etkili bir malzemenin önerilmesi benimsenmiştir Deneysel çalışmalarda öncelikle alüminyum-bor karbür (Al-B4C) malzeme bu doktora tezinin özgünlüğü içinde incelenmiştir. Bu malzemeler dört farklı hacimsel yüzde oranında, %5, %10, %15 ve %20 ve beş farklı tane boyutunda ortalama 3 µm, ortalama 53µm, 75-150 µm arası, 150-250µm arası ve ortalama 500 µm olmak üzere B4C bileşiği içermektedir. Malzemelerin tümü için gama, nötron ve beta radyasyonları karşısındaki zırhlama davranışları incelenmiştir. Bir başka deyişle, B4C bileşiğine ait tane boyutunun zırhlama davranışı üzerine etkisi ile gama, nötron ve beta radyasyonları ile yapılan çalışmalar doktora çalışmasının özgün kısımlarıdır. Alüminyum-bor karbür (Al-B4C) malzeme ile elde edilen sonuçlardan yararlanarak alüminyum-bor karbür-tungsten karbür kompozit malzemesi ile çalışılmış, gama, nötron ve beta radyasyonları karşısındaki zırhlama davranışları incelenmiştir. Bu husus, doktora tezinin malzeme seçimi konusundaki önemli özgünlüğünü oluşturmaktadır. Gama radyasyonu ile çalışmada, farklı gama radyasyon enerjilerinde yayınım yapan üç farklı radyoizotop kaynak kullanılmıştır. Bu yolla bağıl olarak Am-241 ile düşük enerjide (60 keV), Co-60 ile yüksek enerjide (1,17 ve 1,33 MeV' lik iki pik ortalaması 1,25 MeV) ve Cs-137 ile orta enerjilerde (662 keV) gama radyasyonu ile çalışma yapılmıştır. Nötron radyasyonu ile çalışmada Howitzer içerisinde bulunan Pu-Be nötron kaynağı kullanılmıştır. Bu kaynağın yaydığı nötronların ortalama enerjisi yaklaşık 4 MeV' dir. Beta radyasyonu ile yapılan çalışmada ise, kullanılan radyoizotop kaynak Sr/Y-90'dır. Söz konusu bu radyoaktif kaynaktan çıkan maksimum beta enerjisi 2,28 MeV' dir. Deneysel çalışmalar kapsamında transmisyon tekniği kullanılarak gama ve beta radyasyonları kullanılarak her bir malzeme için lineer zayıflatma ile kütle zayıflatma katsayısı değerleri, nötron radyasyonu için ise makroskopik tesir kesiti değerleri bulunmuştur. Bulunan bu değerler yardımı ile her bir malzeme için kullanılan radyasyon tipine bağlı olarak Yarı-Değer Kalınlık (YDK) değerleri bulunmuştur. Ayrıca, gama kütle zayıflatma katsayı değerlerinin teorik olarak bulunması için, uluslararası boyutta kabul gören XCOM bilgisayar programı kullanılarak teorik hesaplamalar yapılmıştır. Kompozit malzemelere ait deneysel olarak bulunan gama kütle zayıflatma katsayı değerleri, XCOM bilgisayar programından elde edilen teorik değerlerle karşılaştırılmıştır. Gama kaynakları ile yapılan deney sonuçlarına göre; Al-B4C bileşiği içerisinde B4C bileşiğine ait tane boyutunun artması, kompozit malzemenin radyasyon tutuculuğunu azaltmaktadır. Gama radyasyonu enerjisi arttıkça tane boyutunun etkisi azalmaktadır. Bununla beraber kompozit malzeme içerisindeki B4C hacimsel yüzde içeriğinin artması gama radyasyonunu tutuculuğunu azalmaktadır. Bu azalma düşük enerjili gama radyasyonunda daha belirgin, yüksek enerjili gama radyasyonu için daha düşüktür. Al-B4C-WC hibrit kompozit malzemesi için deneysel çalışmada malzeme içerisindeki WC miktarı arttıkça, gama radyasyonuna karşı malzemelerin tutuculuğu da artmıştır. Bununla beraber, gama radyasyonu karşısında XCOM programından elde edilen teorik kütle zayıflatma katsayıları ile deneysel olarak elde edilen kütle zayıflatma katsayıları birbirleri ile uyumlu çıkmıştır. İki değer arasındaki yüzde fark, büyük çoğunluğu %3'ün altında, tümü % 6' nın altında kalmıştır. Nötron deneyleri sonucunda, Al-B4C kompozit bileşiği için elde edilen sonuçlara göre kompozit malzeme içerisindeki B4C bileşiğinin hacimsel yüzde oranı ve tane boyutunun artması nötron tutuculuğunu arttırdığı saptanmıştır. Al-B4C-WC hibrit kompozit malzemeleri içinde hacimsel yüzde olarak B4C ve WC oranlarının artması nötron tutuculuğunu arttırdığı görülmüştür. Beta deneyleri sonucunda, Al-B4C kompozit bileşiği içerisindeki B4C hacimsel yüzde miktarının artması, malzemenin beta tutuculuğunu arttırdığı gözlemlenmiştir. Bununla beraber Al-B4C-WC hibrit kompozit malzemeleri içerisindeki B4C ve WC bileşiklerinin hacimsel yüzde miktarlarının beraber artışı beta tutuculuğunu arttırdığı saptanmıştır. Deneysel olarak kompozit malzemeler için bulunan kütle zayıflatma katsayıları, saf alüminyum için bulunan kütle zayıflatma katsayısı ile karşılaştırılmıştır. Al-B4C kompozit malzemeler içerisine belirli oranlarda WC bileşiğinin katılması farklı radyasyon kaynakları karşısında zırhlama etkisini arttırması ile birlikte kompozit malzemelerin yoğunluğunu da arttırmaktadır. Özellikle uzay teknolojisi, uçak teknolojisi, nano teknoloji gibi alanlarda kullanılan malzemelerin yoğunluğu da önemli bir yer tutmaktadır. Bu bağlamda bileşik içerisine katılan WC miktarı kısıtlı kalması gerekmektedir. Deneysel sonuçlar sonucunda Al-B4C kompozit malzeme içerisine %5 ve %10 oranında katılan WC ile oluşturulan hibrit kompozit malzemelerin karışık radyasyon alanlarında etkin bir zırhlama malzemesi olarak kullanılabilirliği bu doktora tezinin özgünlüğü kapsamında gösterilmiştir.