Search

Fosil yakıtlarına alternatif ve temiz enerji arayışında önemli bir konu haline gelen PEM Yakıt Pilleri enerji taşıyıcı olarak hidrojeni kullanmakta ve ürün olarak su çıkarmaktadır. Eğer su PEM’den uzaklaştırılmaz ise madde geçişi ve reaksiyon bölgeleri azalır hücrenin verimliliği düşer. Öte yandan PEM kurutulursa proton geçirgenliği azalır ve yine performans kaybı yaşanır. Dolayısıyla su tahliyesi devamlı ve kontrollü şekilde sağlanmalıdır. PEMFC de su yönetimini sağlamanın bir yolu da kanal geometrisi tasarımını geliştirmektir. Bu çalışmada PEM kanalına eklenmiş ekstra bir çıkışın damlacık hareketine etkisi incelenmiştir. Eklenen çıkışa farklı bağıl basınçlar uygulanarak ve çeşitli durumlar modellenerek HAD analizi, ANSYS Fluent ortamında gerçekleştirilmiştir. İncelenen durumlar sonucunda çıkışa yakın hareketsiz damlacıkların hemen tahliye olduğu, hareket halindeki damlacıkların ise yalnız düşük bağıl basınçlarında ekstra çıkıştan tahliye olduğu saptanmıştır Ayrıca yerçekimi yönünün su tahliyesinde az bir etkisi olduğu gözlemlenmiştir. PEM Fuel Cell has become an important topic in the search of clean, renewable energy sources. It uses hydrogen as an energy carrier and it produce water and electricity. If the produced water can’t be evacuated from the cell, the transformation across the PEM could be blocked and/or reaction area would be decreased. On the other hand, if the PEM completly dry out, its proton conductivity would be lowered. Therefore, water management with a steady evacuation must be achieved in order to work PEMFC efficiently. One of the ways of achieving such water management is designing flow channels accordingly. In this work the water droplet movement in a PEMFC channel with an extra outlet is investigated with CFD analysis. A water droplet in the channels with two outlets are modelled in ANSYS Fluent, varying one of the outlets pressure, droplet size or the direction of gravitational accelerations in each case. As a result,it is observed that only the stationary droplets which are close to the extra outlet is discharged in no time. Lowering the gage pressure of extra outlet is needed to discharge non-stationary droplets. In addition, little effect of the direction of gravitational acceleration is seen.

Bu çalışmanın amacı, boru içerisindeki haraketli sıvıların korozyon etkisinin tasarım değişkeni ile minimuma indirgenmesidir. Petro-kimya endüstrisinde akışkan taşımada kullanılan borular farklı tasarımlara sahiptir. 2 farklı boru tasarımı göz önüne alınarak 3D çalışmaları için SolidWorks programı kullanılmıştır. Boru içi akış analizleri hesaplamalı akışkanlar dinamiği programı Ansys Fluent kullanılarak sonlu hacim metoduna dayalı olarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde, 90°’lik keskin dirsek boru ve yuvarlatılmış dirsek boru kullanılmıştır. 2 farklı boru için yapılan analiz sonuçlarında, her bir model için akış hızları, basınç, türbülans kinetik enerji, türbülans girdap dağılımı, girdap vizkositesi, ve erozyon oranı elde edilmiştir. Yuvarlatılmış dirsek boru modelinin geometrik yapısı türbülans ve dolayısıyla girdap oluşumuna 90°’lik dirsek boruya göre daha az müsaade etmektedir., The aim of this study is to minimize the corrosion effect of moving fluids in a pipe by design variable. The pipes used for fluid transport in the petrochemical industry have different designs. SolidWorks program is used for 3D studies considering two different pipe designs. Intra-pipe flow analyses are performed based on the finite volume method by using computational fluids dynamics program- Ansys Fluent. 90 ° sharp e lbow pipe and rounded e lbow pipe are used for analyses. Flow velocity, pressure, the turbulence kinetic energy, turbulence eddy dissipation, eddy viscosity, and erosion rate for each model have been obtained in the results of the analysis for two different pipes. The geometrical structure of the rounded elbow pipe model allows turbulence and hence eddy formation less than the 90 ° sharp elbow pipe.

Sıvı yakıtlı roketlerin pahalılığı ve karmaşıklığı, katı yakıtlı roketlerin patlama tehlikesi ve itki kontrolü sorunları nedeniyle, güvenlik avantajı da dikkate alınarak son zamanlarda hibrit roketlere yönelindiği görülmektedir. Hibrit roketlerin güvenlik, ekonomiklik, itki kontrol kolaylığı, yakıtın taşınmasında tehlike oluşturmaması yanında, yanma hızı ve buna bağlı olarak itkisinin düşük olması olumsuzluğu vardır. Bu olumsuzluk, katı yakıt olarak parafin kullanılarak bir ölçüde aşılabilmektedir. Roket motorlarında ana amaç, mevcut şartlar altında en yüksek itkiye ulaşmaktır. Bu itki, genel olarak, OF (yakıcı/yanıcı) oranına, yakıcı enjektör çapına, yakıcı ve yanıcının kütlesel debisine, ön-yanma odasının uzunluğuna, arka-yanma odasının uzunluğuna, yakıtın boyu ve çapına, nozulun yakınsak kısmının boyu ve şekline, nozulun ıraksak kısmının boyu ve şekline, çevre basıncına, yanma odası basıncına, yanıcı ve yakıcının kimyasal bileşenlerine bağlıdır. Bu çalışmada, sıvı oksijenparafin itici çifti kullanılarak optimum bir hibrit roket motoru tasarımı hedeflenmiştir. Motor ön tasarımı, literatürde verilen yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiş, daha sonra sonlu hacimler nümerik yöntemini kullanan Ansys Fluent Paket programı kullanılarak, motor parametrelerinin en iyi değerleri belirlenmiş ve bu şekilde elde edilen en iyi roket motorunun analizi yapılmış, itki, özgül itki, boğaz ve nozul çıkışındaki Mach sayıları, motor içindeki sıcaklık, basınç ve yoğunluk değişimleri verilmiştir., Due to the cost and complexity of liquid rockets, the explosion hazard of solid fuel rockets and the problems of thrust control, it has been observed that hibrid rockets which have safety advantage are preffered recently. Hybrid rockets are safe, cheap, easy to thust control, not dangerous for the transportation of fuel. But, they also have low regression rate and therefore low impulse. This disadvantage can be overcome by using paraffin as solid fuel. The main goal in rocket engines is to reach the highest thrust under the current conditions. In general, this impulse depends on the OF (oxidizer / fuel) ratio, the diameter of the oxidizer injector, the mass flow of the oxidizer and fuel, the length of the pre-combustion chamber, the length of the post-combustion chamber, the length and diameter of fuel, the length and shape of the convergent part of the nozzle, the length and shape of the divergent part of the nozzle, the ambient pressure, the combustion chamber pressure, the chemical components of the the oxidizer and fuel. In this study, an optimum hybrid rocket engine design is aimed by using liquid oxygen-paraffin propellant pair. The engine preliminary design was carried out using the methods given in the literature, then the best values of the engine parameters were determined using the Ansys Fluent program, which uses the finite volumes numerical method, and the best rocket engine obtained in this way was analyzed, the thrust, the specific thrust, the Mach numbers at the throat and outlet of nozzle temperature, pressure and density changes in the engine are showed.

With the air conditioning systems used in the air conditioning of today's operating rooms; it is desirable that the amount of microorganism and powder that can be carried in the air to be significantly reduced as well as the temperature, humidity, waste anaesthesia gas, the odour ratio control. In addition, it is aimed to be able to form the protection area specified in the standards with the air-conditioning systems used. In this way, the risk of infection to the patient from the incision site during the operation should be minimized. Therefore, in the present study, the temperature distribution in an operating room of a state hospital in Turkey were examined. In the study, two different models (Model 1 and Model 2) were designed and the designed models were numerically analysed and simulated by using ANSYS Fluent software. Model 1 is designed as a system that blows air from the ceiling, sucking air from the sides with suction grilles, while the Model 2 is designed to air-conditioning with the aseptizer. For each designed model, five different sections along the x-plane and three along the z-plane were examined. In Model-1, it was observed that the dead winter regions were formed as a result of the positioning of the surgical lamps on the surgical area. In addition, it was observed that the temperature values in the room were not disturbing for the personnel and the patient. Because of the high air flow rate in the Model 2, it was seen that the operating room is uncomfortable the personnel due to high air flow rate and also surgical area infection development is possible due to the lack of laminar flow on the surgical area. When the results of the study are examined, it is seen that the most suitable air-conditioning system for the operating rooms in accordance with the standards and the results of the studies in the literature is air-blowing from the ceiling and air-sucking from the sides with suction grilles system, which is defined as Model 1 in the present study., Ameliyathane ortamlarına giren ve çıkan personel gibi kaçınılamaz mikroorganizma kaynaklarının dezenfektanlar ile verdiği zararların minimize edilmesi mümkün iken mikroorganizmaları zararlı seviyenin altında tutabilmek için ortamın uygun standartlarında havalandırmasının ve iklimlendirmesinin kritik öneme sahip olduğu açıkça görülmektedir. Bu nedenle bu çalışma kapsamında, bir ameliyathanenin iklimlendirilmesi ve havalandırılması esnasında hava akışından kaynaklı mikroorganizmaların çoğalmasını engellemek için hava akışı ANSYS Fluent programı kullanılarak sayısal olarak analiz edilmiştir. Çalışma kapsamında ameliyathane için tavandan üfleme ve duvardan emme menfezli Model-1 ve aseptizör cihazının kullanıldığı Model-2 bir arada ele alınmış ve hava akış yönü ve hava hız açısından elde edilen analiz sonuçları birbiri ile kıyaslanmıştır. Tasarlanan her iki iklimlendirme sistemi de ocak ve temmuz ayları için analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar bir arada değerlendirildiğinde, monitör, cerrahi alet masası, ilaç dolabı, anestezi makinası gibi cihazlar tavandan askılı olmadığı için her iki model de hava sirkülasyonunun engellendiği ve ölü akış bölgelerinin oluştuğu görülmüştür. Model-2’de bulunan aseptizör cihazı, standartlarda belirtildiği gibi laminer hava akımı oluşturmadığından ve enfeksiyon riski oluşumunu artırdığından en uygun iklimlendirme sisteminin Model-1’de ki tavandan üfleme kenarlardan emme yapan iklimlendirme sistemi olduğu görülmüştür.

This study aimed to investigate the numerical modelling parameters that are in good agreement with experimental data for the temperature distribution of a non-premixed swirling methane flame. All numerical calculations have been performed with FLUENT, a computational fluid dynamics code. P-1 radiation model has been chosen for all numerical calculations. In addition, the swirl number has been taken 0.4 value to validate the results with respect to reference experimental data. All comparisons have been performed in axial and radial temperature distributions according to experimental data. Firstly, the number of swirl has been defined as a user-defined function. Thus, the effect of defining user-defined functions has been examined in the swirl number. Secondly, the model constant (A) of the eddy dissipation combustion model has been investigated to determine suitable value. After that, the eddy dissipation and PDF mixture fraction combustion models have been compared with each other. Finally, k-ε standard, realizable and RNG models have been analyzed to determine the proper turbulence model. The results showed that to define the swirl number as a user-defined function in the comparison tests has not been an important effect to obtain good agreement with the experimental temperature distribution data. It has been found that the value of one for the Eddy dissipation model constant is suitable for this model. It has also been found that the experimental results in both combustion models give approximate results, but the PDF model is particularly better at axial temperature distribution. Moreover, it has been seen that the k-ε realizable turbulence model is more suitable for this model.

Bu çalışmada havacılıkta uçak kanat geometrilerimde sıklıkla kullanılan NACA0012 kanat profili ve bir daire geometrisinin beraber, hesaplamalı akışkanlar dinamiği teknikleri kullanılarak incelemesi yapılmıştır. Çalışmanın yapılmasındaki esas amaç, bir uçağın iniş takımlarının açık ve kapalı durumlarda uçuş hızına bağlı olarak, uçuşu nasıl etkilediğini ortaya koyabilmektir. Bu amaçla Dauglas A2D Skyshark geometrisi esas alınarak, farklı hızlarda (0.1 Mach, 0.2 Mach, 0.3 Mach) sürükleme katsayısı (CD), kaldırma katsayısı (CL) ve basınç değişimi değerleri incelenmiştir. Bu incelemede CL ve CD değerlerinin iniş takımı açık durumda hız arttırıldığında önemli değişime uğradığı tespit edilmiştir. Hız 0.1 Mach değerine göre 0.3 Mach değerinde CD değerinde yaklaşık sekiz kat artış meydana gelmiştir. Kanat üzerinde yukarıdan aşağı baskı yapan kuvvet miktarında benzer şekilde 8 kat artış gözlenmiştir. Bu durum CL değerinde 8 kat düşüşü ifade etmektedir. İniş takımı kapalı iken ise CL ve CD değerlerinin hız ile değişimi azdır. Bu durum liteatürdeki diğer çalışmalarla uyum göstermektedir In this study, NACA0012 airfoil wing profile and circle geometry, which is used extensively as aircraft components has been calculated using fluid dynamics techciques. The aim of the study is to determine how an aircraft affects the flight, where the landing gear is open and closed. On the basis of this reflection Dauglas A2D skyshark geometry. The main reason to make studies, is to analysis CD, CL and pressure change values at different speed (0.1 Mach, 0.2 Mach, 0.3 Mach). During this study, it was found that the CL and CD change significantly when the spped was increased in the landing gears open state.. An approximately eight-fold increase in CD value depend on Mach number. Similarly, an eight-fold increase in the amount of force exerted from the top on the wing was observed. This represents a eight-fold decrease in CL value. But the landing gear is closed, CL and CD values are not change .This result is compatible with other studies in the literature

Günümüzde kullanılan araçların büyük bir kısmını fosil yakıtlar kullanarak kimyasal enerjiyi hareket enerjisine çeviren içten yanmalı motorlu araçlar oluşturmaktadır. Petrol ürünlerinin içten yanmalı motorlarda kullanılması sonucu oluşan kirletici emisyonların çevreye ve insan sağlığına karşı oluşturduğu olumsuz etkiler günden güne artmaktadır.Bu tez çalışmasında püskürtme yönlendirmeli direkt püskürtmeli benzin motorunda kademeli dolgu modunda çalışma sınırının arttırılarak motordan elde edilebilecek veriminin arttırılması hedeflenmektedir.Çalışmada Fluent programı ile silindir içi akış analizleri yapılarak buji etrafında karışım oluşumu incelenmiştir. Analizler sonucunda denenen yöntemlerle buji etrafında düzgün kademeli dolgu oluşup oluşmadığı gözlemlenmiştir. Emme basıncının arttırılması ile kademeli dolgu modunda çalışma sınırlarının arttırılabileceği sonucuna varılmıştır. Recently most of the vehicles we use are vehicles powered by internal combustion engines which use fossil fuels as energy source. Using petroleum-extrailed fuels for internal combustion engines generate pollutant emissions and that adversly affect the environment and human health day by day.The aim of this thesis study is to increase thermal effiency by extending stratified operation limit of spark ignited direct injection gasoline engines.In this study mixture formation around the spark plug was investigated by in cylinder flow analysis on Fluent. Through these analyses we tried to investigate whether a proper stratification is formed or not around the spark plug. It is observed that stratified operation limit could be extended by increasig intake pressure. 112

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, İçerisinden +1oC ve 230oC arası akışkan geçen küresel vanalarda sızdırmazlık elemanı olarak PTFE (teflon) malzeme kulanılmaktadır. İçerisinden 230oC üzerinde akışkan geçen küresel vanalarda ise sızdırmazlık elemanı olarak metal malzeme ve grafit kullanılır. Bu iki malzemenin birlikte kullanılmasıyla sızdırmazlık sağlanmaktadır. İhtiyaç duyulan düşük sıcaklıkta çalışan küresel vanalar, birçok farklı imalatçı tarafından Türkiye’de üretilebilmekteyken, yüksek sıcaklıkta çalışan vanalar yurtdışından ihraç edilerek getirtilmektedir. Yurtdışından yapılan bu alımı azaltmak ve Türkiye’de bu tip vanaların imal edilebilme durumu, tasarım ve analiz sonuçları ile, üretildiği taktirde, pazarda maliyet açısından yer edinebilirliğini araştırmak hedeflenmiştir., While inlet temperature of ball valve under the 230oC, PTFE is used as seal in order to prevent water leak, if it is over the 230oC, metal seat have to be used as seal because of melting of seal parts. Ball valves are bought from foreign companies if it is over 230oC fluents. It will be manufatured in Turkey by Turkish companies if costs and manufacturing has enough advantages. Ball valves whether using in high temperature or using low temperatures, they have some common parts which are body, flange (cover), shaft, disc spring, nuts, rings, screws and also actuator. If valve using in high temperature process, its parts are differ from low temperature ball valve parts such as; metal surface sealing, ball which is actually common for high and low temperatures ball valves but in high temperature process, ball must be hardened because of metal sealing will demage its surface, graphite, graphite protecter and also disc spring. Study steps are; ball valve design which is resistance high temperature, analyse the design, optimisation, manufacturing and cost analyse., Yüksek Lisans, M.Sc.

Eriyikten lif üretimi prosesi, sentetik liflerin üretiminde önemli bir endüstriyel prosestir. Bu proses termoplastik polimerlerin şekil, yapı ve özelliklerinin değişimiyle meydana gelmekte ve lifin nihai özellikleri bu durumda oluşan uzama akışına bağlı olarak belirlenmektedir. Özellikle polimerin tek eksenli non-izotermal uzama davranışı proseste baskındır. Ayrıca proseste, momentum ve ısı transferi gerçekleşmektedir. Bilgisayar simülasyonu, lif hızı, çapı, sıcaklığı ve yoğunluğunun lif üretim hattının fonksiyonu olarak hesaplayabilen ve bu nedenle enerji ve zaman kazancı sağlayan yararlı bir yöntemdir.Bu çalışmada, farklı kütle akış miktarları ve kristalizasyonun ihmal edilebildiği düşük çekim hızlarında eriyikten lif üretimi prosesini tanımlayan bir model oluşturulmaktadır. Polimer akışının viskoz akış olduğu varsayımıyla Newtonian modele ait kurucu denklemler kullanılmaktadır. Proses parametrelerini tanımlamak için lif modeli CFD hesaplamalarında soğutma havası ile bir arada tanımlanmaktadır. Bu modelde enerji, momentum ve kütle denklemleri çözülmektedir. Bu amaçla Fluent Continuous Fiber Model kullanılmaktadır. Elde edilen grafikler daha önce literatürde PET için yapılmış olan iki deneysel çalışma ile (George 1982, Bansal ve Shambaugh 1998) karşılaştırılmaktadır. Karşılaştırmalar sonucunda oluşan farklılıklar tartışılmaktadır. Sonuçlar, yapılan modellemenin eriyikten lif üretimi prosesinde önemli özellikleri tanımladığını göstermektedir. Bununla beraber, viskoelastik davranış lif hızı ve lif çapında belirgin farklılıklar oluşturmaktadır.Anahtar Kelimeler: Eriyikten Lif Üretimi, Polietilen Tereftalat, Polimer, Uzama Akışı, Viskoelastik, Isı Transferi, Fluent, Newtonian, Modelleme The fiber-spinning process is an important industrial operation to manufacture synthetic fibers. The process includes change in shape, structure and properties of the thermoplastic polymer and the final properties of the fiber are characterized by the extensional properties of the polymer. Specifically, the non-isothermal response of the polymer in uniaxial extension dominates the process. Also the process includes momentum and heat transfer. Computer simulation is useful method to simulate melt spinning process that can compute the velocity, diameter, temperature, and density as a function of distance from the spinneret which provides saving energy and time.In this study, a model is formulated to describe the melt spinning of (PET) within the different mass throughputs and low range of take-up velocities when the degree of crystallization becomes negligible. The constitutive equations of Newtonian model are used for modellling which assumes the flow of polymer is as a viscous. To simulate the influence of process parameters to the melt spinning process a fiber model is used and coupled with CFD calculations of the quench air flow. In the fiber model energy, momentum and mass balance are solved for the polymer mass flow. The above formulation is implemented in Fluent Continuous Fiber Model. Numerical predictions of the model compare well with experimental data reported in the literature for a PET (George 1982, Bansal ve Shambaugh 1998). The reasons for the observed differences between experimental profiles and those computed from the model are discussed. The results show that the model describes the major features of the melt spinning process. However, viscoelasticity plays an important role in accurately predicting diameter and velocity profiles.Key Words: Melt spinning, Polyethylene terephthalate, Polymer, Extensional Flow, Viscoelastic, Heat Transfer, Fluent, Newtonian, Modelling. 120

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Flaş buhar uygulamaları sanayide yakıt tasarrufu sağladığı ve işletme maliyetlerini düşürdüğü için ısı geri kazanım sistemleri arasında önemli bir yere sahiptir. İşletmeler rekabet piyasasında kendilerine yer edinebilmek için maliyetleri mümkün olduğunca düşürmek zorundadır. Ayrıca 18.04.2007 tarihinde yürürlüğe giren enerji verimliliği kanunu ile de işletmeler enerji tasarrufuna teşvik edilmiştir. Endüstride en çok kullanılan yakıt doğal gazdır. Başta Metan (CH4) ve Etan (C2H6) olmak üzere çeşitli hidrokarbonlardan oluşan doğal gaz, organik maddelerin yeryüzünün alt katmanlarında milyonlarca yıl süren doğal dönüşümü sonucu oluşur. Flaş buhar uygulaması ile düşük basınçta buhar elde edilir. Bu buhar işletmede çeşitli amaçlar için kullanılır. Başka bir değişle kazandan daha az buhar çekilir. Bu çalışmada flaş buhar uygulaması sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Sayısal çözümler ve deney sonuçları ayrı ayrı incelenmiştir. Sayısal çözümlemede giriş çapının DN20, DN40, DN50 ve DN65 olması ve giriş basıncının değişmesinin akışa ne gibi etkisinin olduğu tek fazlı olarak incelenmiştir. Akışkan olarak su kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar birbiri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sayısal çözümleme için Fluent ve Gambit programları kullanılmıştır Deney tesisatı kurulup akışkanın giriş ve çıkış debileri ölçülerek flaş buhar miktarı bulunmuştur. Deneysel veriler analitik formül yardımıyla elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Ölçme hataları nedeniyle deneysel sonuçlar teorik değerlerden farklı çıkmıştır. Ancak flaş buhar ve giriş kondens debileri oranları birbirine yakın çıkmıştır., Due to the fact that the flash steam applications are fuel saving and reduce the operating cost, it has a great application in energy recovery systems. The plants in the market, the costs must be low in order to compete with the others. Recently, companies are encouraged by the government via energy efficiency stage legislation, setting in force in 2007. The most used fuel in industries is a natural gas. The natural gas made of mainly Methan (CH4), Ethan (C2H6) and varies hydrocarbons is obtained as a result of the natural alteration of the organic materials below layers of the world for million years. The low pressured steam is gained from the flash steam application. This steam is used in different aims in the plant. In other words, less steam is pulled from the boiler. In this study, flash steam numerical and experimental investigations are carried out on the use of flash steam in a industry. In numerical results, the various inlet diameters has been checked as DN20, DN40, DN50 and DN65. Also the inlet pressure is specified. In addition, effects of change of flash tank inlet pressure on flow are investigated for he case of single-phase flow. The fluid used in this study is water. The results obtained were compared to each other. For numerical studies, the commercial Fluent and Gambit softwares are used. The amount of flash steam is calculated after measuring inlet and outlet flowrates by using an experimental set up. Experimental data are compared to data that are obtained by theory. Because of the measurements errors, the experimental data somewhat differ than the theory. However, the ratio of the flash steam and inlet flow rates is in a very close agreement., Yüksek Lisans, M.Sc.