FBE- Makine Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Çıkarma tarihi ile FBE- Makine Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeKaynak bölgesindeki sıcaklık dağılım ve değişimine ısıl özeliklerin, gizli ergime ısısının ve elektrod çapının etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1983) Kılık, Recep ; Tülbentçi, Kutsal ; 2218 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringCağımızda uzaydaki uydulardan, maden ocaklarında çalışan makinalardan, denizlerin altında seyreden denizaltılara kadar, her cins makina ve teçhizatın imalatında, büyük ölçüde kaynak tın yararlanılmaktadır. Yüksek derecede zorlamalara maruz kalan bu kaynaklı bağlantaların kalitesi sadece tatbik- edilen kaynak usulüne ve kullanılan kaynak metalinin özeliklerine bağlı değildir. ' Kaynak usullerinin büyük bir kısmında birleştirilecek olan metalsel parçalar yerel olarak ergime sıcaklığı üzerinde bir.Sıcaklığa kadar hızla ısıtılmakta ve sonra soğumaya terk edilmektedir. Kaynatılan malzemenin özeliklerine, ebatlarına ve ortam şartla- i arına bağlı olarak kaynak- bölgesi oldukça şiddetli bir şekilde soğumaktadır. Günümüz endüstrisinde kullanılan çeşitli alaşımların cazip mekanik özeliklerinin büyük bir kısmı eldeleri esnasında uygulanan ısıl işlemlerden kaynaklanmaktadır. Kaynak işlemi esnasında uygulanan ısıl çevrim, bu şekilde elde edilmiş özeliklerin büyük bir.kısmının' yok olmasına sebep olmaktadır. Ayrıca, çağımızda 'makina ve teçhizat imalatında metalsel malzemelerin ağırlık olarak % '98 i demir esaslıdır. 'Kaynak işleminin, metalsel malzemeye yerel olarak takbik ettiği ısıl çevrim, allotropik özeliğe sahip demir esaslı malzemelerde, kaynak bölgesinde faz - dönüşümlerine sebep olmakta ve bu da, bağlantının mekanik özeliklerini büyük ölçüde etkilemektedir., Kaynak işlemi esnasında meydana gelen metalurjik olaylar ve bunun neticesinde ortaya çıkan yapının mekanik özeliklerini IV - önceden tahmin edebilmek için, kaynak bölgesinde sıcaklık dağılım ve değişimin bilinmesi gerekmektedir. Zira, ancak bu şekilde kaynağın tatbik ettiği ısıl çevrimi gereken şekilde ayarlayarak, kaynak bölgesinde malzemenin özelikleri, sıcaklığın tahripkar etkisinden korunabilir. Literatür araştırmasından şimdiye kadar, kaynak yapılan ince levhalarda sıcaklık dağılımı için kullanılan denklemler gizli ergime ısısının etkisi ihmal edilerek, malzemenin ısıl özelikleri sabit ve kaynak ısı enerjisinin bir noktadan tatbik edildiği kabul edilerek geliştirilmiştir. Bu çalışmada, kaynak edilen malzemenin ısıl özelikleri ile ışınım ve taşınımla oluşan ısı kayıpları sıcaklığın fonksiyonu olarak hesaplara dahil edilmiş ve kaynak ısı enerjisinin bir noktadan değil, elektrodun kesit alanı kadar bir bölgeden tatbik edildiği dikkate alınarak, kaynak bölgesinde sıcaklık dağılımının analizine imkan veren bir nümerik model geliştirilmiştir. Geliştirilen teorik model yardımıyla, az- karbonlu çelikten yapılmış ince levhalar için hesaplanan sıcaklık değerleriyle literatür de mevcut deney sonuçları karşılaştırılmış ve bunlarla iyi bir uyum içinde olduğu görülmüştür. Demir esaslı malzemelerde, soğuma esnasında ortaya çıkan metalurjik dönüşümlere ve neticede elde edilen iç yapıya en büyük etken soğuma hızıdır. Soğuma hızı veya seçilmiş iki sıcaklık derecesi arasındaki soğuma süresini geliştirilmiş olan nümerik çözüm modeli yardımıyla hesaplamak pratik olmadığından, az karbonlu çelik için bulunan sıcaklık dağılımı sonuçlarına en küçük ka- VI reler ve deneme-yanılma metodları uygulanarak soğuma bölgesinin 300 °C. -, 1200 °C arasında sıcaklık dağılımını veren denklem elde edilmiştir. Elle yapılan kaynak şartlarında, nümerik çözümle denklem arasındaki ortalama mutlak fark % 6 dan daha az olmakta dır. Soğuma hızını veren denklem, sıcaklık dağılımı denkleminin zamana göre türevidir. Fakat türev soğuma hızına göre non-lineer olduğundan, bunun da nümerik çözümü yapılmış, bulunan neticelere en küçük kareler metodu uygulanarak, iyi bir yaklaşımla yeni bir soğuma hızı denklemi geliştirilmiş ve geliştirilen soğuma hızı denkleminden 800 °C - 500°C sıcaklıklar arasında soğuma süresini veren ifade elde edilmiştir. Bu denklemlerin sonuçları analitik denklemlerle karşılaştırılmıştır. Analitik ifadelerde ısıl özelikler sabit alındığından, kaynak ısı enerjisine ve levha kalınlığına bağlı olarak soğuma hızı ve soğuma süresi hızla değişmektedir. Oysa, levhadan çevreye olan ısı kayıpları ve ısıl Özelikler sıcaklığın fonksiyonu olduğundan hızla değişmeyecektir. Bu çalışmada, az karbonlu çelikten yapılmış ince levhalar için elle yapılan elektrik ark kaynağında kullanılmak üzere geliştirilmiş olan, soğuma hızı denklemi taşınımla ve ışınımla olu şan ısı kayıplarının sıcaklığa bağımlılığını, elektrod çapının ve gizli ergime ısısının etkilerini içeren nümerik modelden hareket edildiğinden,, olaya daha uygun yaklaşım göstermektedir. Bu çalışmada teklif edilen bağıntıların bütün metalsel malzemelere tatbik edilebilmesi için, malzemenin ısıl özeliklerinin sıcaklık la değişimlerinin bilinmesi gereklidir.
-
ÖgeÇerceve tipi pres gövdelerinin hesap yöntemi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1983) Öztürk, Vedat ; Savcı, Mustafa ; 2244 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringTâlaşsız şekil veren takım tezgahları içinde en büyük grubu oluşturan preslerin endüstrideki kullanımı gittikçe yay gınlaşmaktadır. C formu ve kapalı form (0 formu) olarak iki ana grupta toplanabilen preslerden.kapalı form presler biçim üstünlüklerinin sağladığı yararlar nedeniyle daha büyük güçler için ve giderek yaygınlaşan bir biçimde kullanılmaktadır. * > Kapalı form preslerden saç.konstrüks iyon çerçeve tipi preslerin imalati, yapım kolaylığı ve kaynak teknolojisinin gelişmesi nedeniyle hızla artmaktadır. BU tür preslerin boyut- landırılması içinse günümüze kadar sistematik bir hesap yöntemi geliştirilmemiştir. Bu çalışmada çerçeve tipi pres gövdeleri ele alınarak tablası gövdesine kaynaklı olmayan konstrüks iyonların bir de ğerlendirilmesi yapılmış ve boyutlandırma için formül ve tablo lar geliştirilmiştir. Çalışmada basitlik bakımından çerçeve tipi hidrolik pres ler ele alınmıştır. Bununla beraber aynı inceleme şekli mekanik presler için de küçük değişikliklerle geçerlidir. Altı bölümden oluşan bu çalışmanın giriş bölümünde, daha önce sonuçlandırılmış geniş çaplı bir piyasa araştırmasının ışığında, pres imalat sanayiinin durumunun bir değerlendirilmesi yapılmıştır. İkinci bölümde sınıflaması verilen pres tipleriyle ilgili olarak günümüze kadar yapılmış çalışmalar tanıtılmış, hesap yön temi eksik görülen ve ülkemizde yaygın olarak imal edilen çerçeve VIII nonwelded beds are done, the necessary design formulae are established and practical design tables are prepared. For the illustration of the design procedure, the hydraulic type double- sided press frames are considered in the thesis. The method can also be ussed for mechanical presses, with small alterations. This thesis has six sections. In- the introduction section, an evaluation of the press sector of the machine tool industry is done. ı In the second section, the theoretical and experimental studies on the classified press types done up today are summar- ized. In the same section the characteristics of the double- sided, welded steel hydraulic press frames which have no com plete method of design calculations, but are widely manufactu red in our country are given. Further in the section, the design criteria for such designs are criticised and among these criteria, the limitation of maximum deflection on the bed plate is determined as the suitable design criterion. In the third section, the basic equations of the theory of plates are introduced and the reduction of the problem of bending of a plate to that of deflection of a membrane is shown. In the fourth section,. the method of obtaining the de flections of the double-sided frames by general methods of applied mechanics and the reduction of the frames to a simply supported deep beam for mostly used geometrical ratios, are given. In the same section, Finite Differences Equations are obtained to calculate deflections of a rectangular plate supported elastiçally along the edges by elastic supports of IX different rigidity, loaded by the press "forces, and the approx imate boundary values calculated before are used to determine deflections of the press bed plate.. In the fifth section, the total permitted deflection limited by the design criterion is divided between the frame and the bed plate in order to be used in. dimensioning them. - In thi,s way-, by equating the divided value of criterion to the deflection of the members calculated in the previous section, design formulae are obtained.. ; For the bed plate thickness t, the dimension to be calculated by the designer, the formula is obtained as. Fb '. - ' ", E " where F is the press force, b is the bed length, E is the modulus of elasticity of the material used and a is a tabulated- coefficient. For the frame- face plate thickness s, the most important dimension to be calculated by the designer, the design formula established is F ' s =? 6 ( - ) Eb where (3 is a tabulated coefficient. During the derivation of the formulae, the dimensions minimizing the total mass of the frame and the bed plate are found in the infeasible region, so the rigidities are selected to give feasible dimensions and thus the design is partially optimized. As a result, double-sided presses up to 1000 tonnes of press power is classified in six groups according to the optimum rigidity needed and within each group a suitable rigidity ratio is chosen to be a characteristic of the group. The suitable rigidity ratios of the six groups are chosen as follows: At the end of the section the formulae are tabulated in order to expedite the design calculations to be done by the press designers. In the sixth and the last section, the measured; deflec tions and forces on two typical examples of 150 tonnes double- sided welded steel hydraulic drawing presses are given and compared with the calculated values in the thesis. The deflections and the forces are measured by dial and strain gauges applied to the examples. The deflection values of the first example are found quite above the calcu lated values in the thesis. The differences are interpreted as the result of the 'discontinuities, such as holes and open ings, on the lower beams. XI The deflection values of the second example which have no openings on the face plates are found quite close to the calculated values in the thesis. Lastly, in the same section, the dimensions of a press frame having the same nominal dimensions as the 150 tonnes example are calculated by the developped formulae and the tables given in the previous section. The rigidity and material saving obtained through the new formulation are shown./ In Appendix 1, the derivation of the deflections of the beams carrying the bed plate are given. In Appendix 2, the listing of the program incorporating the Finite Differences Method used in the fourth section is given.
-
ÖgeIsı borusu prensibinin güneşli su ısıtıcılarına ve damıtmaya uygulanması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1984) Uyarel, Ali Yücel ; Borat, Oğuz ; 2135 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringTakdim olunan tezde; ısı borusu kullanarak, güneş enerjisiyle sıcak su üretimi ve tatlı su üretimi (damıtma) ele "alınmıştır. Güneşli su ısıtıcılar, "don" olayı sebebiyle, sınırlı bölge ve iklimlerde kullanılabilmektedir. Kapalı Cçift) devre güneşli su ısıtıcıların ise verimleri, (eşanjör kaybı ve sıcak çalışmadan dolayı) oldukça düşüktür. Isı/ borulu tatbikatlar da; geniş toplayıcı alanında toplanan enerjinin, depoya teksif edilmesinde orta ya çıkan zorluk nedeniyle uygulama alanına girememiştir. Çalışmanın birinci kısmında; her iklim şartına uygun güneşli su ısıtıcısı geliştirilmiş, eşit şartlar altında açık ve kapalı devre güneşli su ısıtıcılarla beraber denenerek deney sonuçları karşılaştirilmiştır. Yeni sistemin; verimi diğerlerinden yüksek, cevap süresi daha kısa ve depo ortalama sıcaklıkları da ha yüksektir. Bu üstünlükler; ısı borusunun, gizli ısının çeyrimi esasına göre çalışmasından, ters akım ve dolayısıyla gece kaybı olmamasından, en önemlisi de, çalışma sıvısı cinsine göre çalışma sıcaklığının seçilebilmesi özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Birçok buharlaştırıcı kol, depo içinde birtek helezon yoğuşturucuda birleştirilerek çok önemli bir problem halledilmiş, değişik sıvı ve geometriler denenmiştir. Damıtma işleminin en önemli problemi ise; yoğuşma bölgesinde, yoğuşmayan gazların mevcudiyetidir ?Birçok araştırmacı, konunun önemini vurgulayan araştırmalar yapmışlar, pratik bir çözüm elde edilememiştir. Damıtma ünitelerinde pekçok hassas cihaz yanında enerjinin yaklaşık %50 kadarı, yoğuşmayı güçleştiren bu gazların sistemden atılması için kullanılmaktadır. Çalışmanın ikinci kısmında; ısı borusunun yoğuşturucu bölgesi, damıtma işleminde yoğuşturma işi için kullanılmış, böylece yoğuşmayanlar problemine kolay bir çözüm getirilmiştir. İsı, borusu literatüründe ilk defa, açık ısı borusunun geçerliliği de-" neylerle gösterilmiş, açığa çıkan yoğuşma gizli ısının tekrar sisteme kazandırılmasının yolları araştırılmıştır. Son kısımda j açık ısı borusunda, besleme suyu giriş bölge sinde, su sıcaklığı ve buhar debisi değişim eğrileri elde edilmiş, günlük ürün debisi değişimi ve toplam ürün tatlı su miktarı üzerine tesir eden değişkenler ve aralarındaki korelasyonlar araştırılarak, katlı regresyon denklemleriyle en uygun eğriler tesbit edilmiştir. Bunlara ait bilgisayar programları ekte sunul muştur. Nihayet, bazı araştırıcıların amprik bulgularıyla deney sonuçları, bir model üzerinde teorik izahı yapılarak karşılaş tırılmıştır.
-
ÖgeYapay dolaşım sistemi ve modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1986) Korürek, Mehmet ; Önal, Hasan ; 2742 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringBu tezde, insanın kan dolaşım sistemindeki basınç ve debinin zamana göre değişimleri esas alınarak bir yapay dolaşım sistemi gerçekleştirilmiştir. Bu sistemin ana elemanlarını, sol karıncık görevini gören bir pompa ile aort, kılcaldamar ve toplardamar görevlerini gören plastik boru parçacıkları oluş turmaktadır. Sistemde gerçekleştirilmek istenen debi, ve basınç değişimleri, Schaaf'ın (1), bir canlıya ait dolaşım sisteminin matematiksel modelini kur mak için ele aldığı eğrilerden seçilmiştir. Tezin birinci bölümünde, konuya giriş olarak, çalışmanın amacı açıklan-' mış ve bu konu ile ilgili başka çalışmalarla olan ilişkisi gösterilmeye çalı- şılmış ve modelleme ve sistem kurma konularını birbirine bağlayıcı özelliği olması, bu tezin, yapay sistem kurma konusunda yapılan çalışmalar içinde üs tünlüğünü ortaya koyduğu savunulmuştur. Bu bölümde ayrıca, şimdiye kadar ger çekleştirilen hldromekanik sistemlere göre bu çalışmada gerçekleştirilen sis temin diğer bazı üstünlükleri de anlatılmaya çalışılmıştır. Bu üstünlükler, özet olarak: a) Sistem basit ve ucuzdur, b) Sistemden istenen şartlar (vurum hızı, vurum hacmi, debi şekli, basınç şekli gibi) kolayca sağlanır ve istenir se değiştirilebilir c) Sistem, anlık debi ve hız ölçerlerin kalibre edilmele rinde kullanılabilir. İkinci bölümde sistemi oluşturmada yardımcı olarak ele alınan elektrik sel eşdeğer modele ait parametrelerin belirleniş metodu anlatılmıştır. Elek triksel modelde pompa, bir akım kaynağı olarak ele alınmış, aort ise esneme özelliği olduğu ve içinden akan afcumn ataleti olduğu gözöriüne alınarak kapasi te ve indüktans elemanları ( C,, C" ve L.,) ile ve kılcal dimarlar ise çok da ha küçük çaplı olduklarından bir direnç elemanı (R~) ile temsil edilmiştir. Bu tür bir model "Geliştirilmiş Windkessel Modeli" olarak bilinmektedir (3-6). Referans olarak ele alınan hidrolik büyüklükler (debi, basınç), modelde elek triksel büyüklüklere (akım, gerilim) karşı düşürülmüş ve bu durumda modelin belli noktalarındaki akım-gerilim değişimleri, istenen değişimlere eğrişel olarak uyacakşekilde devre parametreleri belirlenmiştir» Eğri uydurmada /'En Küçük Kareler" metodu uygulanmış ve bunun için bir dijital bilgisayardan (IBM 4331) yararlanılmıştır. Uydurulan ve referans eğrilerden bir periyod- luk süre içinde alınan örneklerin farklarına bir değişken gözü ile bakılıp, standart sapması eğrilerin uygunluğunun bir ölçüsü olarak alınmış ve en küçük karelerle eğri uydurma işlemi sonucunda ele alınan çıkış işareti için bu sap ma 2,8 mmHg olarak bulunmuştur » Yapay -sistem, model üzerinde yapılan benzer- -II- lik çalışmalarından elde edilen bilgilerden yararlanılarak kurulacağından mo del, sistemi ilaha iyi inceleme imkanı veren analog bilgisayar (EAI 180) üzer- rinde de gerçekleştirilmiş ve parametrelerin çıkış büyüklüklerine olan etki^ leri teker teker incelenmiştir., Üçüncü bölümde sistemin mekanik kısmı anlatılmıştır. Pompa, pistonu bir mikroişlemci kontrollü adım motoru aracılığı ile ötelareH olarak hareket etti rilen ve iki kapakçığı Olan bir emme basma tulumba gibi çalışmaktadır. Piston, ötelemeli hareketini, motordan krank-biyel mekanizması ile almaktadır. Pisto nun zamana göre yerdeğişim 'hareketi, pompanın bir atım sürecindeki debi deği şimini belirlemektedir ve bu hareket ise mikroişlemci aracılığı ile kontrol edilmektedir. Dördüncü bölümde, pistona gelen hareketin mikroişlemci yardımı ile na sıl kontrol edildiği, istenen debi değişimini elde edebilmek için mikroişlem- cide kullanılan programın ne olduğu ve bu programa, ait verilerin (dataların) '.'?..,;.?, \ '?-?? nasıl elde edildiği anlatılmıştır. Burada mikroişlemci, adım motoruna uygula nan işaretin frekansını zaman içinde bir program dahilinde değiştirerek mo torun, bir atım periyodunda değişik hızlarda dönmesini ve dolayısıyla pompa piston hareketinin darbeli olmasını sağlamaktadır.Pompa çıkışında istenen de bi değişimi, mikroişlemcide çalıştırılan programın kullandığı veriler uygun seçilerek dolaylıkla elde edilebilmektedir. Beşinci bölümde sisteme ait hidrolik elemanlar ve hidrolik ölçmeler an latılmıştır. Hidrolik elemanların, istenen basınç değişimlerini elde edebil mek için elektriksel modeldeki parametre değerlerine uygun olarak seçildikle rinde, sistemden elde edilen debi ve basınçdeğişimlerinin^ elde edilmek iste nenlere ne derece benzediği karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Toplu ele manlar olarak gerçekleştirilmeye çalışılan elemanlar, devre parametrelerinin çıkış büyüklükleriyle ilişkileri ikinci bölümden bilindiğine göre, biliçli olarak ayarlanmaya çalışılmış ve sistemden, uydurulmak istenen referans basınç eğrisi ile. arasındaki standart sapma 3,4 mmHg olan bir basınç değişimi elde edilmiştir. Daha sonra model parametrelerinin (0, L., C,, R") ve kolaylıkla değiştirilebilen vurum hızı, vurum hacmi gibi diğer parametrelerin sistem çı kış büyüklüğü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu bölümde ayrıca debi ölçme düzeni verilmiş ve bu düzenle anlık debi ölçümü yaparken dikkat edilmesi ge^ reken noktalar açıklanmıştır. Altıncı bölüm, bir sonuç bölümü olup elde edilen sonuçların bir değerlen dirmesini içermektedir.
-
ÖgeAbsorpsiyonlu soğutma sisteminin simülasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1990) Yiğit, Abdulvahap ; Eğrican, Nilüfer ; 14298 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringBu çalışmada, enerji kaynağı olarak her türlü ısı enerjisini kullanan absorpsiyonlu soğutma sisteminin modeli elde edildi ve simülasyonu yapıldı. Önce soğutma sistemi elemanlarından olan absorber, çok detaylı bir şekilde incelendi. Absorber, film akışlı, dik borulu olarak düşünüldü. Akışın dik bir boru dışından olduğu ve boru cidar sıcaklığının, boru boyunca, lineer olarak değiştiği kabul edilerek, ısı geçiş, kütle geçiş ve sınır şart bağıntıları yazıldı. Ortaya çıkan simültane kısmi türevli diferansiyel denklemlerin çözümü için, sonlu fark denklemleri yazılarak bilgisayar yardımıyla, akış kalınlığı ve boru boyunca sıcaklık ve derişiklik dağılımları elde edildi. Elde edilen sıcaklık ve derişiklik dağılımlarından faydalanılarak, ısı taşınım ve kütle taşınım katsayıları bulundu. Soğutma sisteminin diğer elemanlarının herbiri, kovan-boru tipli ısı değiştiricisi olarak düşünüldü ve bilgisayar modelleri elde edildi. Absorpsiyonlu soğutma sistemi üzerinde daha önce yapılan ça lışmalarda, ısı değiştiricisi hesaplarında, parametre olarak toplam ısı geçiş katsayısı ile ısı geçiş alanının çarpımı (KxA) alınmıştır. Bu ça lışmada ise, soğutma sisteminin her bir elemanı için, akış şekline ve akışkan tipine bağlı olarak, boru içindeki ve dışındaki ısı taşınım katsayıları hesaplandı, bu değerler yardımıyla toplam ısı geçiş katsayısı bulundu. Herbir eleman için ısı değiştiricisi boyutlandırılması yapılarak, soğutma sistemi elemanlarının boyutları bulundu. Soğutma sistemi üzerinde parametrik çalışma yapılarak, sistem parametrelerinin soğutma tesir katsayısına (STK) ve sistem elemanlarının boyutları üzerine tesirleri incelendi. Elde edilen neticeler, grafikler ve tablolar halinde gösteri lerek yorumları yapıldı ve daha önceden yapılan teorik ve deneysel çalışmalarla karşılaştırıldı.
-
ÖgeMAG kaynak yönteminde dış manyetik alanların kaynak dikiş formuna ve ITAB'a etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1991) Türkocağı, İzzet ; Anık, Salahaddin ; 19299 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringBu çalışmanın amacı, çelik malzemelerin kaynağında geniş bir uygulama alanı olan MAG kaynak yönteminde kaynak arkına enine bir dış manyetik alan uygu 1 anıldığında, kaynaklı birleştirmelerin sertlik ve sünek ligindeki değişmeleri araştırmak, aynı zamanda enine dış manyetik alanlara bağlı olarak orta karbonlu alaşımsız imalat çeliği üzerinde dikiş formunun ve nüfuziyetin nasıl değiştiğini saptamaktır. Birinci bölümde, konuyla ilgili çalışmalardan kısaca bahsedilerek konunun önemi üzerinde durulmuştur. İkinci bölümde konunun tanıtımı yapılmıştır. Ark üflemesi, kaynak arkının kendi manyetik alanı, kaynak arkına uygulanan dış manyetik alanlar, dış manyetik alanların etkisi altında arkın sapma sı, kaynaklı birleştirmeler üzerindeki makroskopik etkileri, ark üflemesinin dengelenmesi ve manyetik kontrollü ark kaynağı, metal trans feri konularında litaretürde yapılan çalışmalar aktarılmıştır. Üçüncü bölüm deneysel çalışmaları kapsamaktadır. Bu bölümde, deney malzemelerinin hazırlanması, kaynak koşulları ve parametrelerinin belirlenmesi, çekme ve metallografik numunelerin hazırlanması verilmiştir. Değişen manyetik alan şiddeti değerlerine bağlı olarak nüfuziyet ( h ), dikiş genişliği ( b ) ve dikiş yüksekliği ( c ) değerlerinin nasıl değiştiği deneysel olarak saptanmıştır. 10 ve 15 mm kalınlığındaki deney levhaları üzerine yapılan küt paso dikişlerinde en fazla nufuziyetin 20 gaus civarında olduğu saptanmıştır. Yine aynı levhalarda ITAB ' deki en düşük sertlik değerleri 20 gaus civarın da elde edilmiştir. V ağızlı levhalarla gerçekleştirilen dikişlerde; küt paso dikişlerde olduğu gibi, ITAB 'deki ortalama maksimum sertlik değeri manyetik alan şiddetiyle değişmektedir. En düşük sertlik değerleri 40 gaus 'ta elde edilmiştir. Manyetik alansız yapılan dikişlere göre sertlikteki azalma ITAB 'de % 12 civarında bulunmuştur. Enine dış manyetik alanların süneklik üzerine önemli bir etkisi olmadığı görülmüştür. Sonuç bölümünde elde edilen sonuçlar özetlenmiştir.
-
ÖgeYaş kemikler için elektromekanik bir model(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1993) Sarıoğlu, M. Tacettin ; Demiray, Hilmi ; 39261 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringBu çalışmada yaş kemiğin, birisi piezoelektrik özellikli katı matris, diğeri de içerisinde çeşitli tuz ve iyonların bulunduğu polar bir akışkandan oluşan bir karışım olduğu kabul edilerek aralarında kütle ve elektrik yükü taşınımı olan bu karışıma ait denklik yasaları ve bünye ilişkileri elde edilmeye çalışılmıştır. Bu çalışma beş ana bolümden oluşmaktadır. Birinci Bölümde, konunun tarihsel gelişimi kısaca anlatılmış, konu ile ilgili önceden yapılmış olan çalışmalar özetlenmiş ve şimdiki çalışmanın gereği ve so nuçta neler yapıldığı anlatılmıştır. ikinci Bölümde N tane farklı bileşenden oluşan bir karışım için genel denklik denklemleri, elektromanyetik alan denklemleri ve entropi eşitsizliği elde edilmiştir. Üçüncü Bölümde ikili bir karışım için bağımsız bünye değişkenleri saptanarak genel bünye denklemleri elde edilmiş, daha sonra viskozitenin ihmal edildiği halde non-lineer bünye denklemleri bulunmuştur. Üçüncü Bölümün ikinci kısmında li neer bünye denklemleri elde edilmiştir. Bu denklemlerin (Cg) hexagonal simetri halinde aldıkları şekiller yine bu bölüm içerisinde ele alınmıştır. Çalışmanın Dördüncü Bölümünde bir önceki bölümde elde edilmiş olan lineer bünye denklemleri kullanılarak yaş kemikler içerisinde harmonik dalga yayılımı problemi incelenmiş, problemin basitliği açısından tek boyutta dalga yayılması problemi ele alınmıştır. Bu problemde genel dispersiyon bağıntısı elde edilmiş ve büyüklükler boyutsuzlaştırılarak nümerik olarak çözülmüştür. Sonuçta ortamda iki dalga olduğu görülmüştür. Bunlardan akışkan içerisinde yayılan dalganın akustik dalga olduğu katı faz içerisinde yayılan dalganın ise dispersif bir dalga olduğu dalga hızının dalga sayısı ile arttığı görülmektedir. Bu bölümün sonunda dışarıdan kemiğe verilen bir elektrik dalgası olması halinde kütle taşınım hesabı yapılmıştır. Son olarak Beşinci Bölümde, yapılan çalışmanın sonuçlan verilmiş ve bu konuda daha sonra yapılabilecek çalışmalardan söz edilmiştir.
-
Ögeİyon nitrürleme ile sıcak dövme kalıplarının ömrünün artırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996) Tamer, O. Muzaffer ; Çapa, Mehmet ; 55595 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringMekanik aşınma ve korozyon, kalıplarda çalışan parçalarda genelde ölçü değişmesi istenmeyen parçalarda, arzu dışmda ölçü farkı meydana getirirler. Aşınma malzemenin kırılmasına, şekil değiştirmesine ve asıl kullanma zamanına tesir eder. Aşınma birbirine temas eden yüzeylerin izafi hareketi neticesinde, korozyon ise korozif bir ortamda yüzey tabakasının korunmadığı durumlarda meydana gelir. Aşınma, 1979 senesinde DİN 50320 sayı ile tarif edilmiştir. Bu tarifi de şu şekilde özetleyebiliriz. Aşınma, katı bir kütlenin yüzey tabakasının, başka bir katı kütlenin, sıvı kütlenin veya bir gaz kütlenin dokunması ve izafi hareketi ile oluşmaktadır. Aşınma ve korozyon yoluyla makina parçalarında meydana gelen hasar, her sene milyarlarca liralık zarara neden olmaktadır. Sanayinin bütün kollarına yapılan yatırımın gün geçtikçe artması, Modern Makina ve Kalıplardan daha fazla ömür istenmesine sebep olmaktadır. Bütün bu ömür arttırma isteğinin sadece malzeme seçimiyle temin edilmesi mümkün değildir. Bugün bu problemler sadece modern yüzey işleme metodlanyla çözülebilmektedir. Bu çalışmada önce yüzey işleme metodlarma genel bir bakış verilmektedir, ve deneysel olarak iyon nitrürasyonu yapılmış sıcak dövme kalıplarının ömürleri incelenmiştir. İyon nitrürasyonu yapılan tesis İ. T. Ü. Makina Fakültesi Makina Malzemesi Labaratuarlannda geliştirilmiştir. İyon nitrürasyonu, her türlü demir esaslı malzemede yüzey tabakasının sert, korozyona ve aşınmaya çok mukavim bir duruma getirilmesi için 450 °C ile 600 °C arasındaki vakum ortamında yapılan yüksek kaliteli bir yüzey sertleştirme metodudur. Sertleştirme plazmadaki akım yükünün akkor boşalması (Glimmenetladung) neticesinde meydana gelir. Azot gazı veya difüzyona uygun başka bir gaz, malzemenin yüzey tabakasında, demirle veya alaşım elemanlarıyla kimyasal olarak birleşerek nitrürler meydana gelir. Prensibin bir çok variyasyonu mevcuttur. Bu nedenle zorlamaların şekline göre yüzey özellikleri optimal tespit edilebilir. İyon nitrürlenmiş yüzey genelde iki tabakadan oluşur. Üst yüzeye beyaz tabaka, alt kata ise difüzyon tabakası denilir. İyon nitrürleme yapılmış malzemeler, yüksek aşmma mukavemeti, sürekli değişken yük mukavemeti, boyut koruması, çekme ve korozyon mukavemeti özelliklerine sahiptirler. Her türlü çelik malzemede ve her türlü çelik işleme sanayiinde kullanılır. Bu çalışmada 2344 nolu sıcak iş takım çeliğinden yapılmış sıcak dövme kalıplarına iyon nitrürleme uygulanarak kalıp ömürlerinin, nitrürlenmemiş kalıplara oranla 10 katına kadar artırılabileceği gösterilmiştir. Bu tür çelikler için optimum nitrürleme zamanı 10 saat olarak saptanmıştır. 10 saatten sonra nitrür tabakası kalınlığı arttığı halde yüzey sertliğinin ve dolayısıyla ömrün düştüğü görülmüştür.
-
ÖgeSürgülü yön denetim valflerinde yük kaybının yarattığı ısı miktarı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Dinçer, Ahmet ; Genceli, Osman F. ; 66370 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringHidrolik, enerji iletiminin giderek yaygınlaşan ve benimsenen vazgeçilmez bir parçasıdır. Bir hidrolik devre elemanı olan ve sunulan çalışmanın konusu olan, sürgülü yön denetim valflerinin önemi her geçen gün daha da artmakta, uygulama alanları gelişmektedir. incelenen olayda kullanılan NG6 ve NG10 büyüklüğündeki sürgülü yön denetim valfleri, endüstride kullanılan valflerin sayıca %85'ni oluşturmaktadır. Sürgülü yön denetim valflerinin geometrisi ve akışkanın izlediği yol, şimdiye kadar üzerinde çalışılan basit geometrilere göre oldukça karmaşık ve analitik çözüm yapılamıyacak kadar da zor olduğu için tam bir teorik modeli yoktur. Bu nedenle simülasyonu bilgisayar yardımı ile gerçekleştirilen teorik bir model geliştirilmiştir. Sürgülü valflerin deneysel olarak incelenmesi pahalı, külfetli ve zaman alıcıdır. Bundan dolayı deneyler, tasarımı özel olarak yapılan dijital - analog çevirici bir elektronik kart ve özel olarak yazılan bilgisayar programı ile hassas olarak yapılmıştır. Yapılan teorik çalışma ile akışı simule eden bilgisayar programına sadece valfin geometrisi ve akışkanın giriş şartları girilerek, valfın içindeki akış incelenmiştir. Valf sürgüsünde yapılan geometri değişikliği ile sadece bazı valflerde basınç düşümünü ve sıcaklık artımını, düşük seviyede iyileştirici etkisi bulunmuştur. Mevcut ve geometri değişikliği yapılan sürgülü yön denetim valflerinde oluşan ısı ve basınç kaybının büyüklüğü için elde edilen sonuçlar detaylı olarak verilmiştir. Geliştirilen teorik modelin deneysel çalışma ile uyumlu olduğu görülmüştür. Yeni geliştirilecek olan valflerde, geometri değişiklikleri, bu model sayesinde ucuz, hızlı ve en önemlisi bilgisayar ile simule edilerek yapılabilecektir. Böylece çok değişik geometriye sahip valflerde, olabilecek ısı üretimi ve yük kayıpları imalattan önce, valfler imal edilmeden hesaplanabilecektir. Bu şekilde üretilecek olan verimi yüksek valflerin sağladığı ekonomik fayda çok fazla olacaktır.
-
ÖgeTaşıtların seyir konforu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Çağıl, İbrahim Hilmi ; Özdemir, Yaşar ; 66404 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringTaşıt titreşimleri ortaya çıkardıkları yük salınımları ile irdelenen seyir dinamiği ve emniyetle ilgili etkilerinin yanında ivme salınımları ile de sürücü ve yolcuların konforunu etkilemektedir. Taşıtın tabi olduğu dinamik yük uyarılarının ve bu uyarıların etkilerinin objektif yöntemlerle incelenmesi mümkündür. Ancak ivme değişmelerinin insan üzerine olan etkilerinin incelenmesi sübjektif değerlendirmelere göre yapılabilmektedir. Bu güne kadar yapılan çalışmalarda, titreşimlerin insana ve insan sağlığına etkisi incelenmiş kurulan matematik modellerde koltuk baş vurma yayı alınmamış, koltuk arkalığının koltuk oturağına rijit bağlı olduğu varsayılmıştır. Çözüm işlemleri sırasında hareket denklemleri sürekli durum uzayında birinci dereceden bir diferansiyel denklem takımına dönüştürülmüş ve daha sonra ayrık durum uzayına taşıt dinamiğinde daha önce kullanılmamış bir yöntemle geçilmiştir. Diferansiyel denklem takımının çözümü sırasında matlab dilinin 4.üncü jenerasyon özellikleri kullanılmıştır. Parametrik incelemeler için her seferinde alınan örnek taşıt datalarından biri değiştirilerek konfor sayısını veren çözümler elde edilmiştir. Bu çözümler değerlendirilerek taşıt tasarımı için yol gösterici sonuçlara varılmıştır. Çözüm işlemleri için frekans boyunca genlik incelemelerine geçilirken değişik frekanslarda sinus uyarı fonksiyonları kullanılmış, elde edilen genlik değerleri ile yol pürüzlülüğü yol fonksiyonundan alınarak yol kalitesine bağlı gerçek uyarı genlikleri ile gövde ağırlık merkezine, koltuk ağırlık merkezine, ellere ve ayaklara ulaşan düşey ve baş vurma titreşim ivmelerinin genlikleri bu frekanslar için bulunmuştur. Parametrelerin seçiminde elde edilen sonuçlara dayanılarak aşağıdaki tavsiyelerde bulunmak mümkündür: Yay katsayıları maksimum konfor değerlerinin yanısıra çökme miktarlarının değerlendirilmesi ile seçilmelidir. Sönüm katsayıları minimum konfor sayısını yani maksimum konforu sağlayacak şekilde seçilmelidir. Düşük hızda taşıt kullanımı konforlu taşıt kullanabilme süresini artırmaktadır. Sürücü koltuğunun ağırlık merkezi taşıt ağırlık merkezinden bir miktar geride olması sürücü konforunu artırmaktadır. Başvurma yay sertliğinin çok sert olduğu bir koltukta bile başvurma konfor sayısı toplam konfor sayısının yaklaşık %35 lik payını tek başına etkilemektedir. Örnek taşıtta, koltuk başvurma yay sertliğinin 20000 - 60000 Nm/rad olması halinde ise baş vurma konfor sayısı çok yüksek olmakta ve bu husus taşıtın konforsuzluğunda büyük rol oynamaktadır. Bu nedenle koltuk yaslanma yayının sert yapılması istenir. Bu da incelememde koltuk baş vurma yay sertliğinin ele alınmasının önemini gösteren bir sonuçtur.
-
ÖgeYüksek alaşımlı ve paslanmaz çeliklerin sert plaketli takımlarla tornalama prosesinin kesme kuvvetleri, kesme gücü ve özgül kesme enerjisi bakımından incelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Absadykov, Bakhyt ; Akkurt, Mustafa ; 66392 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringTezde sunulan araştırma talaş kaldırma prosesinin rasyonaleştirme çalışmaları ile ilgilidir. Buna göre tezde esasen sert plaketli takımla işlenen yüksek alaşımlı ve paslanmaz (ısıya dayanıklı) çeliklerin:. Kesme kuvvetleri ve kesme gücü;. özgül kesme enerjisi ve. Harcanan motor enerjisi ile talaş kaldırma faktörlerin kontrolü incelenmiştir. Tez teorik-deneysel niteliğini taşımaktadır. Tezin ortaya koyduğu en önemli işlemler ve sonuçlar şu şekilde sıralanabilir.. Deney sonuçların literatürde verilen bağıntılarla karşılaştırılmasında oldukça büyük farklıklar olduğu görülmüş ve buna göre kesme kuvvetleri ve kesme gücü için yeni bağıntılar bulunmuştur.. Talaş kaldırma prosesinin değerlendirilmesi ve optimizasyon işleminde esas alınması için özgül kesme enerjisi kriteri önerilmiş ve bu kriter her yönü ile analize edilmiştir.. Tezde önerilen ve pratik bakımından önemli olan bir başka husus tezgah motor enerjisinin kontrol sistemidir. Bu kontrol sistemi; tezgahın harcadığı enerjiyi, talaş kaldırma prosesini oluşturan kesme kuvvetlerin değerini, değişmelerini, kesme gücünün değerini, takım kırılmasını, takım aşınmasını kontrol etmekte ve ayrıca malzemelerin işlenme kabiliyetlerini tayin etmektedir.. Fiziksel olarak talaş kaldırma prosesini etkileyen en önemli olay malzemelerin plastik şekil-değiştirmeleridir Bu olay talaş kaldırma prosesini tamamen yönlendirmekte ve bazı çelişkili sonuçları açıklamaktadır. Bu hususla ilgili bir başka önemli sonuç, talaş kaldırma sırasında, kesme şartlarına bağlı olarak malzemelerin plastik şekil-değiştirme davranışlarının değişmesidir.. Plastik şekil-değiştirmelerle ilgili talaş kaldırma prosesini önemli şeklinde etkileyen bir başka olay ağız birikintisidir. Bu olay talaş kaldırma prosesini çift yönlü yani hem olumlu, hem de olumsuz şeklinde etkilemektedir.
-
ÖgeDüşey levhalarda ısı iletkenliği düşük yatay kanatların doğal ısı taşınımına etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Türkmen, Nedim ; Genceli, Osman F. ; 66384 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringDüşey levhalarda ısıl iletkenliği düşük yatay kanatların doğal ısı taşınımına etkisi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneyler; 20x20x1.2 cm boyutlarındaki bakır plaka üzerine yatay olarak yerleştirilmiş pleksiglas kanatlardan oluşan deney parçası üzerinde holografik interferometri yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bakır plaka elektrik direnci ile ısıtılmış ve sabit yüzey sıcaklığı elde edilmiştir. Kanat yüksekliği ve kanat aralığı parametre alınarak dokuz farklı geometride deneyler yapılmıştır. Holografik interferomtri ile elde edilen görüntüler video kamera ile kaydedilmiş ve bir görüntü kartı ile bilgisayara aktarılmıştır. Bu görüntüler; hazırlanan bir pragram ile değerlendirilerek yüzeydeki ısı taşınım katsayıları hesaplanmıştır. Sayısal çözüm için PHEONICS CFD paket programı kullanılmıştır. Buradan elde edilen sonuçlar ile deney sonuçlarının karşılaştırılması yapılmıştır. Deneysel olarak belirlenen boyutsuz ısı geçişi parametreleri arasında, en küçük kareler yöntemi kullanılarak bir bağıntısı elde edilmiştir.
-
ÖgeTermal bariyer kaplamanın türbo doldurmalı bir dizel motorunun performasına etkileri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Yaşar, Halit ; Çelik, Veli ; 66376 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringOtomotiv endüstrisinde maliyetin düşürülmesi ve yakıt sarfiyatının azaltılmasına yöne¬ lik araştırmalar ve teknolojik yenilik çalışmaları sürdürülmektedir. İçten yanmalı bir motorun performansını artırabilmek, toplam yakıt enerjisinin mümkün olan en fazla oranda faydalı enerji haline dönüştürülmesini gerektirmektedir. Bu motorlarda yanma sonucu açığa çıkan enerjinin ancak %30-40 kadarı faydalı işe dönüşmekte, geri kalan enerji ise; motor parçalarını yüksek sıcaklıktan korumak amacıyla yapılmış oian soğutma sistemine, egzoz gazlarına ve diğer kayıplara gitmektedir. Kayıp enerjiyi faydalı hale getirmek; genişleme zamanındaki faydalı işi artırmak, egzoz ve soğutma sistemine giden ısıları azaltmakla sağlanabilir. Bunun için de yanma odasını teşkil eden parçaların ısıl iletkenliği düşük, yüksek çalışma sıcaklığına dayanabilen bir malzemeyle kaplanması, "Düşük Isı Kayıplı Motor" kavramını ortaya çıkarmıştır. Literatürde bu motorlar için, "Adyabatik Motor" kavramı da sıklıkla kullanılmaktadır. Düşük ısı kayıplı motorlarda, soğutma sistemine giden enerjinin azaltılması sonucu, artan silindir sıcaklığı ve tutuşma gecikmesi periyodundaki küçülme ile birlikte özgül yakıt tüketimi de azalmaktadır. Bu çalışmada, seramik kaplamanın türbo doldurmak bir dizel motorunun performan¬ sına etkisi incelenmektedir. Bu amaçla motorun, silindir kapağı, supaplar ve pistonlar termal bariyer amaçlı olarak zirkonya ile 0,5 mm kalınlığında, plazma kaplama tekniği kullanılarak, kaplanmıştır. Daha sonra, normal ve seramik kaplı motor, değişik yük ve devir şartlarında çalıştırılmak suretiyle test edilmiş ve her iki hale ait deneysel veriler hazırlanan bir biigisayar programı yardımıyla analiz edilerek sonuçlar karşılaştırmalı olarak grafikler halinde sunulmuştur. Termal bariyer kaplama sonucu egzoz gaz enerjisi önemli ölçüde artmaktadır. Egzoz enerjisindeki bu artış, motora türbokombine veya rankin ait çevriminin eklenmesiyle faydalı işe dönüştürülebilir. Bu sebeple çalışmada, egzoz gazlarının kullanılabilir enerji (ekserji)'leri de hesaplanarak seramik kaplamanın egzoz gazlarının exerjilerine etkisi de incelenmiştir. Çalışmada motor, türbo doldurucu devre dışı bırakılarak kaplamalı ve kaplamasız olarak test edilerek seramik kaplamanın tabi ernmeii motor çalışmasına etkileri de incelenmiştir. Çalışma sonuçlan, termal bariyer kaplamanın motorun performansını belirgin şekilde iyileştirdiğim göstermektedir. Seramik kaplı motorun püskürtme avansının azaltılması sonucu yakıt ekonomisindeki iyileşmenin daha da arttığı gözlenmiştir. Motorun tabi emmeli olarak çalıştırılması durumunda, seramik kaplama sonucu motor performan¬ sında elde edilen iyileşmenin türbo doldurmalı motora göre çok daha düşük kalmakta ve bazı çalışma şartlarında ise kötüleşme görülmektedir.
-
ÖgeTemperleme sonrası çeliklerin sertliğini belirlemek için geliştirilen yeni bir yöntem(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Sevük, Ahmet ; Eryürek, Barlas ; 66379 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical Engineeringeliklerin temperleme sonrası sahip olacağı sertliği verilen zaman ve sıcaklık koşullarında önceden hesaplayabilmek, pratikte önemi olan bir problemdir. Bugüne kadar yapılan çalışmalar, grafik esaslı olup, uygulaması zahmetli ve hassas olmayan ampirik çözümler olagelmişlerdir. Ayrıca, zamanın etkisi hesaplara tam olarak katılamamıştır. Daha da önemlisi, geliştirilen çözümler, genellikle martenzitik yapının temperlenmesiyle ilgilenmiş, farklı içyapıların davranışını tahmin edememiş ve çeliğin kimyasal bileşiminin etkisini basit bir biçimde hesaba katamamıştır. Bu çalışmada yedi farklı alaşımsız ve düşük alaşımlı çelikten hazırlanan Jominy numunelerine uçtan su verilerek, farklı soğuma hızlarıyla farklı içyapılar elde edilmiştir. Numuneler dört farklı sıcaklıkta temperlenerek, başlangıç sertliğinin nasıl değiştiği incelenmiştir. Temperlemenin, karbür parçacıklarının büyümesi ile sertlikte azalmaya neden olacağından hareketle, karbür büyümesi için yayınmanın sorumlu olduğu bir ifade kullanılarak, olayın matematik modeli çıkarılmıştır. Kimyasal bileşimin etkisi, kaynak tekniğinde kullanılan karbon eşdeğeri kavramıyla açıklanmaya çalışılmıştır. Sonuçta, zaman, sıcaklık ve kimyasal bileşimin etkisini tek bir formül ile belirlemek mümkün olmuştur. Ayrıca, geliştirilen formül ile başlangıç mikroyapısının etkisi normalize edilerek temperleme sonrası sertliği hesaplamak mümkün olmuştur. Yapılan deneyler ve kontroller sonrası, geliştirilen eşitlikte, zaman, sıcaklık, kimyasal bileşim ve başlangıç mikroyapısının etkileri biraraya getirilerek alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerde ( ikincil sertleşme gösteren çelikler dışında), temperleme sonrası sertlik, 400-700°C aralığında (küçük bir değişiklikle 200°C'a kadar) hesaplanabilmektedir. Ayrıca, eşitliğin kaynak sırasında, Isı Tesiri Altında kalan Bölgede de aynı derecede hassas olduğu kanıtlanmıştır. Böylece tek bir eşitlikle, hızlı ve hassas bir biçimde temperleme sonrası sertlik elde edilebilmektedir.
-
ÖgePompa çarkları içindeki akışın sayısal çözümlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Sarıoğlu, M. Kemal ; Şen, Mete ; 66380 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringNumerical solution is done on a finite mesh and incoming and outgoing waves cross the boundary of the mesh. In order to have well-posed problem appropriate boundary conditions must be specified. The numerical treatment of boundary conditions along the boundaries in the physical domain is one of the problem in solving the Euler equations. Their improper implementation can result inaccurate results. A major problem involved in solving incompressible Euler equations comes from the lack of a pressure term in the continuity equation. The techniques used for the solution of the incompressible equations can be classified as follows (LAKSHIMINARAYANA, 1990). Pressure Based Methods : In this technique the assumed pressure is updated using an auxiliary equation for pressure. And this equation is solved together with momentum equations in an uncoupled manner. The equations are iterated until a divergence free flow field is satisfied. This procedure usually requires a relaxation scheme. Convergence slows down because of the uncoupled approach. Fractional Step Method : This method is used for the time dependent computations of the incompressible Euler equations. The time evaluation is approximated by several steps. The common application of this method is done by two steps. The first step is to solve for an auxiliary velocity field using the momentum equation in which the pressure-gradient term can be computed from the pressure in the previous time step. In the second step, the pressure is computed which will map the auxiliary velocity onto a divergence-free velocity field. Pseudo-compressibility Method : Recent advances and most of the studies in computational fluid dynamics have been made in compressible flow equations. Therefore many algorithms has been developed for compressible equations. Instead of using Poisson equation for pressure artificial compressibility approach suggested by CHORIN (1967) is used. In this formulation which is also used in this study, the continuity equation is modified by adding a time derivative of the pressure term. This is done to preserve the hyperbolic character of the equation. Together with the unsteady momentum equations, this forms a hyperbolic type of time-dependent equations. NUMERICAL ANALYSIS OF THE FLOW E The numerical analysis of the flow in radial pump impeller is not studied properly. There are a few studies in the literature. In this study it is attempted to solve steady flow field in radial pump impeller, by: using time-dependent incompressible Euler equations with the assumption of pseudo-compressibility. The flow models used in this study as follows. : ' Two Dimensional Incompressible Flow : The two dimensional incompressible time- dependent Euler equations written in conservative form has been used. This section has been done to test the limits of pseudo-compressibility approach by using computer calculations. Several two-dimensional test cases where experimental results are available has been solved numerically.. : ? ' ' The governing equations by using a Cartesian coordinate system are as follows.
-
ÖgeTrombe duvarlı bir pasif güneş sisteminde türbülanslı doğal taşınımın deneysel incelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998) Onbaşıoğlu, Hüseyin ; Eğrican, Nilüfer ; 75038 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringGeçmiş yıllarda oluşan, fosil enerji kaynaklarının birgün gelip tükeneceği düşüncesinin, son yıllarda gelişen çevre bilinci ile birleşmesi sonucu yenilenebilir enerji kaynaklarına verilen önem daha da artmıştır. Bu kaynaklar arasında, güneş enerjisi ön sıralarda yer almaktadır. Bu çalışmada, güneş enerjisiyle ısıtılan Trombe duvarlı bir pasif güneş sistemindeki türbülanslı doğal taşınım deneysel olarak incelenmiştir. İstanbul Teknik Üniversitesi, Makina Fakültesi Kampusu 'nde bulunan ve tek hücreli bir test odasıyla, buna bitişik bir kontrol odasından oluşan bu sistemde, ilk olarak, güneş ışınımının toplandığı yüzey olan Trombe duvarı siyah yüzeyindeki sıcaklık dağılımının gün içindeki seyri termoelemanlar yardımıyla, elde edilmiştir. Buna göre, gölgelenen bölgeler haricinde, duvarın orta kısmı en yüksek sıcaklıklara sahip olmaktadır. Diğer, günlerde yapılan deneylerde, Trombe duvarı yüzeyindeki sıcaklık dağılımı yanısıra, cam ve soğuk duvar yüzeyi ile kanal bölgesi, ventilasyon delikleri, iç ortam ve dış ortam sıcaklıkları da gün boyunca termoelemanlar yardımıyla ölçülmüştür. Sıcaklıklarla ayni anda, yatay düzleme gelen anlık tüm güneş ışınımı da bir piranometre yardımıyla, ölçülmüştür. Sıcaklık ve güneş ışınımı ölçümleri sonucunda, oda içerisinde bir sıcaklık katmanlaşması, yanında kanal ve oda arasında termosirkülasyon olayının gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ayrıca, soğuk duvar sıcaklığının, gün içinde birkaç derece arttığı görülmüştür. Diğer yandan, kanal içindeki akışı karakterize eden, İçsel Rayleigh sayısı, Rai, ile kanal ve oda arasındaki akışı karakterize eden, Dışsal Rayleigh sayısı, Rae, tanımlanmış ve hesaplanmıştır. Bunlara ilaveten taşınımla, ısı transferini belirleyebilmek amacıyla Nu, sayısı da hesaplanmıştır. Sonuç olarak, Trombe duvarı sisteminin, düşey düzleme gelen toplam güneş enerjisinin %10-15 'ini odaya taşınım yoluyla aktarabildiği, odanın ısı kazancının, RaE sayısıyla doğru orantılı, Rai sayısıyla ise ters orantılı olduğu, Nu'in ise Rai ile doğru orantılı olarak değiştiği görülmüştür. Odaya sıcak hava akışım dolayısıyla ısı taşımmını sağlayan üst ventilasyon delikleri ve sıcak havanın, ventilasyon deliklerinden geçtikten sonra akışa devam ettiği odadanın tavana yakın bölgesindeki akış karakteristikleri Sıcak Tel Anemometresiyle yapılan ölçümlerden sonra elde edilen veriler yardımıyla tespit edilmiştir. Buna göre, üst ventilasyon deliklerindeki akış, öğle saatlerinde en yüksek değerine ulaşmaktadır. Üst ventilasyon deliklerindeki akış tamamen türbülanslı olmasına karşın, alt ventilasyon deliklerinde tamamen laminer bir akış sözkonusudur. Üst ventilasyon deliklerinde elde edilen hız profilleri ve türbülans değerlerinden çıkan sonuca göre, akışın ventilasyon deliğine girişte 90° 'lik dönüşten dolayı yüzeyden ayrılması nedeniyle deliğin alt yansında bir döngü oluşmaktadır. Ventilasyon deliklerinin kesitlerinin daraltılmasıyla bu döngünün boyutları küçülmekte ve daha düzgün bir hız profili elde edilmektedir. Diğer taraftan, odanın üst kısmındaki akışa göre ventilasyon deliğinden odaya giren sıcak havanın tavana yapışık bir şekilde soğuk duvara kadar devam ettiği ve bu akış nedeniyle odanın üst kısmında büyük ölçekli bir döngü oluştuğu görülmüştür. Bu döngü tavana yakın bölgede dengesiz sıcaklık katmanlaşmasına neden olmaktadır. Yapılan modelleme ve sayısal çözüm sonucunda elde edilen sonuçların deneysel verilerle uyum içinde olduğu görülmüştür.
-
ÖgeOstenitik paslanmaz çelik ortopedik implantların iyon nitrürlemeyle yorulma dayanımlarının artırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998) Gülmez, Turgut ; Çapa, Mehmet ; 75095 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringSoğuk şekil değiştirmiş, AISI 316L ostenitik paslanmaz çelikler yıllardır, çeşitli dizaynlarla internal tesbit araçlarının yapımında başarıyla kullanılmaktadır. Metalik cerrahi implant malzemeleri insan vücudunun ılık ve tuzlu ortamında korozyona maruz kalırlar. Kırık kemiklerin tesbitinde kullanılan ortopedik kemik tesbit plakları, invivo koşullarda değişken ve bileşik eksenel, eğme ve burulma şeklindeki yüklere maruz kalırlar ve buna bağlı olarak istenmeyen implant hasarları oluşabilmektedir. Yorulma, implant hasarları içinde en sık karşılaşılan hasar türüdür. Korozyon gibi yorulma hasan da malzeme yüzeyinden ya da yüzeyle ilgili olaylardan kaynaklandığından, ortopedik implantlann yüzeylerinin ileri yüzey işlemleri kullanılarak modifiye edilmesi ile implant hasarlarının azaltılabileceği açıktır. Son yıllarda, paslanmaz çeliklerin iyon nitrürleme ile yüzeylerinin sertleştiril-mesi giderek artan bir önem kazanmakta ve bu işlemden sonra malzemenin yorulma, aşınma ve korozyona karşı direncinin birlikte artırılması umulmaktadır. Bazı çalışmalarda belli işlem koşullan altında yapılan iyon nitrürleme ile bunun mümkün olabileceği gösterilmiştir. Bu çalışmada iyon nitrürleme ostenitik paslanmaz çelikten cerrahi implant malzemelerine uygulanarak, yorulma dayanımlannda önemli artış yapılabileceğinin gösterilmesi amaçlanmıştır. Sonlu elemanlar yöntemiyle plakta oluşan gerilme ve şekil değişimleri belirlenmiştir. İyon nitrürlemeden sonra yapılan yorulma deneylerinde, pratikte tesbit plaklannın çoğunlukla hasara uğradığı, uzun ömürlü yorulma koşullan altında, yorulma ömrünün en az 10 kat artınlabildiği, iyon nitrürlem? ile ostenitik paslanmaz çelikten imal edilen kemik tesbit plaklannın yorulma dayanımlannın %60 oranında artınlabileceği görülmüştür.
-
ÖgeEksenel simetrik sıcaklık alanı altında bazı plastisite problemlerinin çözümleri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998) Altay, Oğuz ; Savcı, Mustafa ; 75091 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringBu çalışmada kararlı eksenel simetrik sıcaklık alan etkisinde bazı elastik-plastik davranış halleri düzlem gerilme koşulu ile incelenmiştir. Malzemenin davranışı doğrusal izotrop ve homojen olarak alınmış ve ortotropinin etkisi göz önüne alınmamıştır. Plastik davranış halinde pekleşme etkisi göz ardı edilmemiş, bununla beraber doğrusal pekleşme varsayımı yapılmıştır. Burada göz önüne alınan sıcaklık aralığının malzemenin elastiklik modülü, Poisson oranı, akma gerilmesi, sıcaklıkla genleşme katsayısı ve ısı iletim katsayısı üzerinde bir etkisinin olmadığı da varsayılmıştır. Kararlı eksenel simetrik sıcaklık alanında, uygulamadaki önemi nedeni ile ısı üretiminin varlığı da göz önüne alınmıştır. Kapalı biçimde çözümlerin elde edildiği bu çalışma Tresca akma koşulu ile akış kurallarına dayanır. Çok sayıda grafik ve tablolar ile sayısal sonuçlar verilmiştir. Birinci bölümde konu ile ilgili kısa bir açıklama, daha önce yapılmış benzer çalışmaların özetleri, başlıca varsayımlar ve genel bağıntılar verilmiştir. İkinci bölümde içi boş disk hali kararlı eksenel simetrik sıcaklık alanı etkisinde, dış basınç ve dıştan rijit sınır koşulları altında incelenmiştir. Üçüncü bölümde ısı üretiminden doğan eksenel simetrik sıcaklık alanındaki dolu disk hali ele alınmıştır. Burada sınır koşulları olarak önce diskin dış sınırda rijit bağlı olması hali, yani radyal yer değiştirmesinin sıfır olması ve daha sonra dış basınca zorlanması hali göz önüne alınmıştır. Dördüncü bölümde düzlem gerilme halinde süreksiz eksenel simetrik sıcaklık alanları ve küresel simetrik sıcaklık alanı için elastik- plastik davranış halleri ayrı ayrı düşünülmüştür. İçi boş ve dolu disklerde farklı süreksiz sıcaklık alanları için çözümler verilmiştir. Yalnızca bu bölüm içinde içi boş kürede bir süreksiz sıcaklık alanı için elastik-plastik çözüm verilmiştir. Beşinci bölüm sonuçlara ayrılmış, özellikle doğrusal pekleşme halini gösteren pekleşme katsayısı ile ısı üretiminin elastik-plastik davranış üzerine etkileri vurgulanmıştır.
-
ÖgeMechanics and dynamics of milling with generalized geometry(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999) Engin, Şerafettin ; Altıntaş, Yusuf ; 100827 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringFrezeleme işlemleri birçok farklı sanayi dalında yaygın olarak kullanılır. Frezeleme ile ilgili önemli bir problem tırlama titreşimidir. Tırlama, takımın kararsız bir şekilde iş parçasından ayrılmasına veya talaş kalınlığının ve bundan dolayı kesme kuvvetlerinin üstel olarak büyümesine ve takımın kırılmasına sebep olur. Kesme ağızında talaş birikmesinin dışında, tırlama titreşimleri sonucu yüzey kalitesi çok kötüleşir. Bu nedenle kesme şartlarının uygun seçimi tırlama titreşimlerini yok etmede, takım ömrünün uzamasında ve iyi bir yüzey kalitesi elde etmede önemli bir rol oynar. Bu tezde, genelleştirilmiş takım geometrisi ile frezeleme işleminin mekaniği ve dinamiği üzerinde çalışıldı. Freze takımlarının geometrik olarak modellenmesinin amacı, endüstride geliştirilmiş takım tasarımı ve işlem planlaması için farklı parmak freze takımlarını kapsayabilen bir frezeleme simülasyon sisteminin tasarlanmasıdır. Bu çalışma ile, yüksek verimlilik ve uygun parça kalitesi elde edilmesinde önemli olan talaş kalınlığı, kesme kuvvetleri, moment, güc, takım titreşimleri, parça titreşimleri, ve tırlama titreşimlerinin meydana gelmediği kesme hızı ve kesme derinlikleri tayin edilebilmektedir. Frezelemedeki kesme kuvvetleri, kesme ağızı geometrisine, iş parçası malzeme özelliklerine, kesme hızına, ilerlemeye, kesme derinliğine ve kesme genişliğine bağlıdır. Kendi ekseni etrafında dönen ve trokoid bir yörünge üzerinde hareket eden freze takımının gerçek kinematiği kullanılarak takımın kesme ağzı üzerindeki bir nokta tarafından kaldırılan gerçek talaş kalınlığı analitik olarak modellenmektedir. Kesme kuvvetleri talaş kalınlığına bağlı olduğu gibi, malzeme özellikleri ile ve takım geometrisine de bağlıdır. Kuvvetler kesme ağızı boyunca toplanarak, iş parçasında ve iş milinde oluşan toplam kuvvetler bulunabilir. Bu çalışma ile ayrıca, havacılık ve kalıp sanayiinde kullanılmakta olan değişken açılı, plaketli, helisel küresel kafalı ve helisel konik küresel kafalı parmak frezeler gibi kompleks geometriye sahip takımların parametrik tasanmınada imkan verilmektedir. Bu çalışmada üç ana amaç vardır, bunlar: - Her türlü parmak freze takımı için genelleştirilmiş geometrik modelin geliştirilmesi, mekanik ve dinamik açılardan incelenmesi, -XXI- -Plaketli takımlar için genelleştirilmiş geometrik modelin geliştirilmesi, mekanik ve dinamik açılardan incelenmesi, -Değişken taksimatlı takımların tırlama titreşimleri meydana getirmeyecek şekilde analitik yöntemle tasarımı ve tırlama kararlılık eğrilerinin analitik olarak hesaplanması. Genelleştirilmiş parmak freze dış geometrisi zarf formu APT ve CAD/CAM programlama sistemleri tarafından kullanılan parametrik gösterime benzer bir yöntemle tanımlanmıştır. Takım üzerindeki kesici ağız koordinatlarının formülasyonu geliştirildi. Verilen geometrik modelin kullanımı ile, çok çeşitli parmak freze geometrilerinin tasarlanabildiği gösterilmiştir. Modellenen kesme ağızı değişen kesme sabitlerine sahip küçük parçacıklara ayrıldı. Uygulama örnekleri olarak, helisel küresel başlı parmak freze, konik helisel parmak freze ve köşesi yuvarlatılmış takımları kapsayan çalışmalar verilmiştir. Geliştirilen modelin, tanımlanan zarf geometrisi içinde herhangi bir takım geometrisi için kesme kuvvetlerinin, titreşimlerin, boyutsal yüzey pürüzlülüğünün, hatta tırlama kararlılık eğrilerinin belirlenmesinde kullanılabildiği deneysel olarak da gösterildi. Altıntaş ve Lee tarafından küresel parmak freze için verilmiş olan yönteme benzer bir teknik kullanılarak bu geometri mekanik ve dinamik açıdan incelenmiştir. Parmak freze geometrisi, parametrik zarf geometrisi etrafına helisel kanalların sarılması ile modellendi. Parametrik helisel kanal boyunca kesme ağzı her noktasının koordinatları matematiksel olarak ifade edildi. Takım, mekanik ve dinamik açıdan incelenebilmek için küçük elemanlara bölündü. Herbir kesme noktasında talaş kalınlığı değerleri, takım ve iş parçasının yapısal titreşimleri dahil edilerek ve frezelemenin gerçek kinematikleri kullanılarak belirlendi. îş parçası ile temasta olan her kesme ağzı boyunca integrasyonla, genel bir parmak freze için kesme kuvvetleri, titreşimler, boyutsal yüzey kalitesi ve tırlama kararlılık eğrileri belirlendi. Küresel başlı, helisel konik küresel başlı ve köşesi yuvarlatılmış parmak freze için hesaplanan ve ölçülen kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü ve kararlılık eğrileri verilerek genelleştirilmiş parmak freze analizinin uygulanabilirliği gösterilmiştir. Plaketli takımlar ince ve kaba talaş kaldırılması aşamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Plaket geometrileri ve takım gövdesi üzerindeki plaketlerin dağılımı endüstrideki uygulamalara bağlı olarak farklılıklar gösterir. Plaketli takım geometrisi için genelleştirilmiş matematiksel model, frezelemedeki kesme kuvvetlerinin, titreşimlerinin, boyutsal yüzey kalitesinin ve kararlılık eğrilerinin hesaplanabilmesi amacıyla geliştirildi. Kesici ağız geometrisi her plaket için yerel koordinat sisteminde tanımlandı ve takım genel koordinat sistemi kullanılarak takım gövdesi üzerinde konumlandınlmıştır. Kesme ağızı konumları matematiksel olarak tarif edildi ve kesme bölgesi boyunca talaş kalınlığı değişiminin belirlenmesinde kullanıldı. Her plaket prizmatik, üçgensel dış bükey vb. veya matematiksel olarak tanımlanabilen farklı bir geometriye sahip olabilir. Plaket merkezlerinin koordinatları takım gövdesi merkezine göre belirlenerek, her plaket takım gövdesi üzerine matematiksel olarak yerleştirilebilir. Plaketler takım gövdesi üzerinde döndürülerek, her plaket farklı eğim ve eksenel talaş açılarına sahip olacak şekilde yerleştirilebilir. Ağızın her noktasında kesme işlemi mekanik ve dinamik açıdan incelendi ve temas alanı boyunca integre edilerek, frezeleme işleminin herhangi bir plaketli takım için hesaplanabildiği gösterilmiştir. Plaketli takım modeli örneklerin analizi ile deneysel olarak doğrulandı. Budak ve arkadaşları tarafından verilmiş olan ortalama kesme -XX11- sabitleri metodu kullanılarak, Z ekseni boyunca yeni bir değişken kesme sabitleri modeli, plaketli takımlara uygulandı. Plaketli takımların dinamik açıdan incelenmesi, daha önceden Altıntaş ve Budak tarafından önerilen analitik çözüm ve zamana bağlı çözümlerin kullanılmasıyla yapılmıştır. Çalışmada ayrıca frezeleme sırasında meydana gelen titreşimler de göz önüne alınmıştır. Takımın yapısal dinamik modeli çok serbestlik dereceli bir sistem olarak takım ucundan modellendi. Esnek takımın hareket denklemleri talaş kalınlığının belirlenmesine dahil edildi. Frezeleme işlemi sırasında ortaya çıkan yüzey kalitesi ve kesme kuvvetleri zamana bağlı olarak hesaplandı. İş parçası ve takım titreşimleri, iş parçası ve tezgahın dinamik davranışları ve kesme kuvvetlerine göre hesaplandı. Titreşimlerin üstel olarak büyümesi analiz edilerek kesme işleminin kararlılığı araştırıldı. Tırlama titreşimleri veya tırlama kararlılığı, dinamik frezelemenin lineer analizinin yapılması ve analitik olarak özdeğer probleminin çözümlenmesiyle hesaplandı. Kararlı kesme derinlikleri ve kesme hızı sınır çizgisini karakterize eden kritik tırlama kararlılık sının analitik olarak belirlendi. Analitik çözümler zamana bağlı çözümlerle ispatlandı. Tezde ayrıca, daha önce Altıntaş ve Budak tarafından verilmiş olan sabit taksimatlı parmak freze kararlılık eğrisi çözümü geliştirilerek, değişken taksimatlı freze takımları için kararlılık eğrilerinin analitik olarak belirlenmiştir. Bu yöntem, tırlama kararlılığı ifadesinde kesme sabitlerini, kesme ağızı sayısını ve tezgah üzerine takılan takımın transfer fonksiyonuna ihtiyaç göstermektedir. Kararlılık, zamanla değişen, yöne bağlı kesme sabitlerinin, zamanla değişmeyen sabitlere dönüştürülmesiyle formüle edilmiştir. Eşit taksimatlı takımlardaki sabit kesme gecikmesi, değişken taksimatlı takımlar için çok sayıda değişken gecikmesine dönüştürülmüştür. Kararlı kesme derinliği, kararlılık eşitliğinden bulunur, oysa kesme hızı, kesmedeki faz farklarından bulunmaktadır. Önerilen yöntem çok sayıda kesme testi ve zamana bağlı simulasyonlarla doğrulanmıştır. Çalışmada, Shirase ve Altıntaş'ın değişken taksimatlı takımlar için talaş yükü ve kesme kuvvetleri statik modeli kullanılmıştır. Değişken taksimatlı takımların analitik çözümlerinin pratik kullanımı, tırlamanın ortaya çıkmadığı kesme derinliği sınırını oldukça yükselten en uygun kesici ağız tasarımı uygulaması ile gösterilmiştir. Farklı ağız açılı bir takımın tasarlanmasındaki ana fikir, sabit taksimatlıdaki durumla karşılaştırıldığında yüksek kesme derinliklerine ulaşabilen yüzey dalgalan arasında farklı faz açısı oluşturulmasıdır. Taksimat açılan, verilen bir devir sayısı için kesme derinliğini maksimum yapacak bir şekilde seçilmiştir. Geliştirilen yöntem, verilen tezgah-iş mili-takım grubu dinamikleri için minimum faz farkını oluşturan ve göz önüne alman kesme hızında mümkün olan bütün ağız açılanm vermektedir. 5000 dev/dak 'daki kesme hızında dört ağızlı bir takımla A1356 malzemesinin kesilmesi örneği takım ve iş parçası için optimum takım ömrünü veren değişken taksimatlı takımlann tasannu yapılarak 90o-90°-90o-90° yerine 70°-110o-70o-110° bulunmuştur, için yapıldı. Sonuçta, kararlı maksimum kesme derinliği, sadece takım açılannın değiştirilmesiyle aynı kesme şartlan altında, üç katından fazla arttınlmıştır. Bu iyileşme, deneylerle ve zamana ve frekansa bağlı çözümlerle ispatlanmıştır. Bu tezde verilen simülasyon ve matematiksel modellerin hepsi deneysel olarak doğrulanmıştır. Kesme kuvvetleri, takım ve iş parçası titreşimleri, kararlılık eğrileri, tırlama frekanslan ve yüzey prüzlülüğü profilleri gibi değerleri, frekansa bağlı -XX111- analizler ve zamana bağlı çözümlerden gerçeğe yakın olarak elde edildi. Frezeleme simülasyonlarmın giriş ve çıkış değerlerinin ölçülmesinde bir lazer yer değiştirme algılayıcısı, ivme ölçücüler, kuvvet ölçücüler, darbe algılayıcılı çekiçler, bir mikrofon ve bir lazer yüzey tarayıcısı kullanılmıştır. Deneysel sonuçlarla simülasyon sonuçlan, dikkatlice kontrol edilen şartlar altında bir birine oldukça yakın çıkmıştır. Bu tezde verilen teorileri doğrulamak için bütün çalışma boyunca ikibinden fazla kesme testi,yapılmıştır. Doğru sonuçların alınabilmesi için bazı kesme testleri defalarca tekrar edilmiştir. Yanlış değerler veren bazı test sonuçlan tezde verilmemiştir. Tezde geliştirilen teorik çalışmanın simülasyonlarla birleştirilmesi imalat hızım artırmak üzere en uygun kesme şartlannın belirlenmesinde çok yararlı olacaktır. Modeller için bir bilgisayar programı hazırlanmış ve British Columbia Üniversitesi - İmalat Otomasyonu Laboratuvan'nda araştırmayı maddi olarak destekleyen çeşitli firmalara (Boeing, General Motors, Partt&Whitney) verilmiştir. Bu fırmalardaki kullanıcılardan alınan tavsiye ve eleştiriler araştırmaya dahil edilmiştir.
-
ÖgeBoru demeti taşıyıcı levhalarında üçgen ve sıralı dizilişler için ısı taşınım katsayısının belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999) Çakır, Kemal ; Dağsöz, Kemal ; 100722 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringBu deneysel çalışma, değişik boru demetleri dizilişleri için boru demeti taşıyıcı levhalarında ısı taşınım katsayısının belirlenmesini amaçlamaktadır. Buhar üreticilerinde 4 farklı ısı transfer yüzeyi uygulanmaktadır. Bunlar; Helisel sargılı buhar üreticileri, Dönemeçli (kavisli) buhar üreticileri, Düz akışlı buhar üreticileri, U borulu buhar üreticileridir. Uygulamalarda sık görülen helisel sargılı buhar üreticilerinde değişik çaplarda helisel biçimdeki birçok boru iç içe sarılarak silindirik boru demetini oluşturur. Boru demetinin desteklenmesi için taşıyıcı levhalar kullanılır. Taşıyıcı levhalarda termal gerilmeler oluşur. Taşıyıcı levhaların gerilme analizi için öncelikle gaz ve levha arasındaki ısı taşınım katsayısının bilinmesi gerekir. Nükleer santrallarda kullanılanlarda olduğu gibi büyük boyut ısı değiştiricilerin termal ve akışkan alanlarının detaylı olarak bilinmesi de termal/hidrolik, termal/konstrüktif sistem tasarımlarının analizinde çok büyük derecede önem arz eder. Büyük boyutlu ısı değiştiricilerin termal ve hidrolik testleri bu ekipmanlarda geniş kapasiteli test yapma imkanlarının olmayışından zorlaşmaktadır. Bu nedenle genelde yapılan testler ya tek bir boru ile veya boru demetinin bir geometrik düzenlemesiyle sınırlı kalmaktadır. Her ne kadar bu veriler önemli bilgiler sağlasa da ısı değiştiricisindeki sıcaklık dağılımı ile ilgili detaylı bilgileri sağlamaz. Çünkü sıcaklık dağılımı boru demeti dizilişine ve boru demetindeki akışa bağlıdır. Bu yüzden taşıyıcı levha ile ortam arasında ısı taşınım katsayısını belirlemek için deneyler ancak modeller üzerinde gerçekleştirebilmektedir. Bu testler gaz ile taşıyıcı levha arasındaki ısı taşınım katsayısının belirlenmesini sağlar. Yüzey üzerinde sınır tabakanın gelişimi ve ayrılmadan ısı geçişini etkiler. Pratikte ısı değiştiricileri nadiren akışa karşı tek borudan oluşur. Çünkü bu durumda ısı transfer yüzeyi küçüktür. Endüstriyel uygulamalarda borular demet halinde bir araya getirilirler. Bu çalışmada çapraz akışta tek bir boru ve boru demetinde ısı transferi ve akış prensipleri açıklanmıştır. Boru demetleri sıralı veya üçgen olarak dizilirler. Boru demetlerinin ısı taşınım katsayısı dizilişlere bağlıdır. Hilpert tarafından boru demetlerindeki ısı taşınım katsayısını hesaplama metodu önerilmiştir. Grimison, Hilpert'in önerdiği denklemlerde tanımlanan katsayıları verir. Brandt, hacım boşluğu olarak tanımlanan boru demetlerindeki boşluk hacminin boru demetinin toplam hacmine oranını kullanarak başka bir hesap yöntemi geliştirmiştir. Yukarıda bahsedilen zorluklan aşabilmek ve deneyleri boru demetinin tek bir dizilişiyle sınırlandırmamak için özel olarak geliştirilmiş model üzerinde deneyler yapılmıştır. Bu model değişik boru çaplarında ve boru demeti dizilişleri için deneylerin yapılabilmesini sağlamıştır. Bu deneysel tasarımdaki değişkenler boru XI demetlerinin boyuna ve enine taksimatları ile Reynolds sayısıdır. Bu değişkenlerin ısı transferine etkileri incelenmiştir. Modeli terk eden hava çıkış kanalı, anonometreyi geçerek akışın ayarlandığı valfe ulaşır. Bu valf yardımıyla hava debisi istenildiği değerlere ayarlanarak çeşitli Reynolds sayılan elde etmek mümkün olmaktadır. Boru demetlerinde 11 boyuna 5 enine taksimat mevcuttur. Boru demeti geometrisi Grimison verileri esas alınarak düzenlenmiştir. Değişik enine taksimatlarda deney yapabilmek için kanal kesitini değiştirmek yerine boru dış çapı değiştirilmiştir. Boru demetini modellemek üzere maun ağacından yapılmış çubuklar kullanılmıştır. Levhadan çubuklara ısı transferini azaltmak için çubukların içleri boru şeklinde delinmiştir. Bu çubuklar tek taraftan ısıtılan taşıyıcı plakalar üzerine yerleştirilmiştir. Taşıyıcı plakanın sıralı ve üçgen Boyuna ve dizilişi için 17 farklı düzenlemesi üzerinden deney yapılmıştır. Isı transferi ve basınç düşümü için (1), (2) nolu boyutsuz denklemlerdeki A, b, B, s sabitleri, deneylerden elde edilen değerler kullanılarak en küçük kareler yöntemi yardımıyla belirlenmiştir. NuPr1/3 = AReb (1) f = AP/Cpue2 12) = B Res (2) Isı taşınım katsayısı Nu değerinin belirlenmesi için kullanılmıştır. Grimison ve Brandt denklemleri bu çalışma için özel olarak yazılmış bilgisayar programı yardımıyla belirlenmiştir. Hava debisi ve sıcaklık gibi deney sonucu elde edilen veriler programa girildiğinde sürtünme katsayısı (f) de program tarafından hesaplanmaktadır. Ana programın bir parçası olan grafik alt programı Reynolds sayısına bağlı olarak NuPr~1/3=AReb, f=AP/(pue2/2)=BRes grafik çıktılarını vermektedir. Sonuçların doğruluğu yanında en küçük kareler metoduyla elde edilen sonuçların pratikte uygulanabilir olmasına dikkat edilmiştir. Her bir boru çapı için enine taksimat sabittir. Bu durumda boyuna taksimatın azalması ile boru demeti taşıyıcı levhalarında ısı transferi artmıştır. Diğer taraftan boru demeti ısı taşınım katsayısı ile taşıyıcı levha ısı taşınım katsayısı arasında iyi bir korelasyon mevcut olduğu gözlenmiştir. Deneysel aşama ve veri değerlendirme sonucunda, boru demeti ile taşıyıcı levha ısı taşınım katsayıları arasında bir orantı olduğu sonucuna varılmıştır. Bu orantı, boru demeti dizilişinin geometrik parametrelerindeki değişimle çok yakından ilgilidir. Deneylerin sonucunda, ısı taşımmını boyutsuz denklemler elde edilmiştir. Boru demetleri boyunca basınç düşümü için benzer ifadeler de bu çalışmanın sonuçlarına ilave edilmiştir. Değişik tasarımlar için ısı taşınım katsayısın belirlenmesinde kullanabilirler.