Search

Bölüm seçimi öğrencilerin yaşamındaki en önemli kararlardan birisi olup birçok farklı kriterden etkilenen karmaşık bir süreci kapsamaktadır. Bu süreç sonunda bu farklı kriterlere bağlı olarak yaptıkları tercih ile öğrencilerin büyük çoğunluğu ilerideki mesleklerini ve yaşantılarını da belirlemektedir. Bu tercihte kararı etkileyecek birden çok ve farklı önem derecelerine sahip kriterlerin olması yapılacak tercihi de önemli derecede etkilemektedir. Ayrıca yükseköğretim kurumlarının başarısı da, öğrencilerin bu karmaşık süreç sonunda yaptıkları seçimlere dolayısıyla tercih edilebilirliğine bağlıdır.Ülkemizde yükseköğretim kurumlarının sayısının artması, bünyelerindeki programların sayılarındaki hızlı artışı da beraberinde getirmiş ve kurumlar arasındaki rekabeti kaçınılmaz kılmıştır. Yükseköğretim kurumları, öğrencilerin tercihlerini kendi bünyelerindeki bölümlerden yana kullanmalarını sağlamak için, öğrencilerin tercihlerindeki kriterlerin neler olduğunu ve bu kriterlerin önem derecelerinin daha kapsamlı bir şekilde incelenmesine yönelik çabaları önemli hale getirmiştir. Bu incelemeler neticesinde ancak, yükseköğretim kurumları öğrencilerin kendi bünyelerindeki bölümü seçme taleplerini artırarak, diğer yükseköğretim kurumlarıyla rekabet avantajı sağlayabilirler. Bu bağlamda çalışmanın temel amacı; Büro Yönetimi ve Yönetici Asistanlığı programını seçiminde etkili olan kriterlerin önem derecelerinin belirlenmesidir. Çalışmanın, öğrenciler tarafından tercih edilebilirliğini arttırma aşamasında, yükseköğretim kurumlarına rehberlik edip başarılı bir stratejik plan oluşturmada önemli bir role sahip olacağı düşünülmektedir. Bu nedenle çalışmada Hitit Üniversitesi Osmancık Ömer Derindere Meslek Yüksek Okulu Büro Yönetimi ve Yönetici Asistanlığı programı birinci sınıfta öğrenim gören öğrencilerin bu bölümü tercih etmelerinde etkili olan 7 faktör belirlenmiştir. Bölümdeki öğrencilere uygulanan anket sonucunda Analitik Hiyerarşi Prosesi (AHP) yöntemiyle bu bölümü seçmelerinde etkili olan kriterlerin önem dereceleri belirlenmiştir. Sonuç olarak; 7 faktör önem derecelerine göre sıralanmış ve öğrencilerin Büro Yönetimi ve Yönetici Asistanlığı programını tercih etmelerinde etkisi olabilecek kriterlere ilişkin yorumlarda bulunulmuştur.

Araştırma, Sivas il sınırları içinde bulunan bir devlet lisesinin 12. sınıfında öğrenim gören, merkezi sınav ile yerleşmiş ve modelleme problemlerinde geçen ilgili konuları daha önceden görmüş 16'sı kız, 10'u erkek olmak üzere toplam 26 öğrenci ve bu öğrencilerin matematik öğretmenleri ile yürütülmüştür. Çalışmanın amacı ortaöğretim öğrencilerinin matematiksel modelleme problemlerine ilişkin çözüm yaklaşımlarının matematik öğretmenleri tarafından değerlendirilerek öğrencilerin ve öğretmenin matematiksel modelleme üzerine bakış açılarının ve yeterliliklerinin ne düzeyde olduğunu belirlemektir. Araştırmanın yöntemi nitel araştırma, deseni ise doğasına uygun olan `özel durum çalışması` olarak belirlenmiştir. Bu kapsamda sınıf içi yapılan uygulamalar gözlemlenmiş, öğrenciler ve öğretmenlerle görüşmeler yapılmış, ilgili dokümanlar incelenmiştir. Öğrenciler gerçek hayat problemlerinin çözümünde birçok farklı çözüm yaklaşımı kullanmışlardır. Bu çözüm yaklaşımlarıyla öğrencilerin matematiksel modelleme etkinliklerinin çözümünde cebirsel, şekilsel, grafiksel, tablosal gösterimlerinden ve sözel olarak yaklaşımlardan faydalanarak çözüm yolları geliştirdikleri ve anladıklarını bu gösterimlerle anlamlandırdıkları görülmüştür. Matematiksel modelleme uygulaması sonunda öğrencilerin matematiksel bir model oluşturmaktan daha çok sözel olarak tahmin yürütme yoluna gittikleri anlaşılmıştır. Öğrenciler uygulanan matematiksel modelleme problemlerinin kesin bir çözümü olmadığından bir çok varsayımı içinde bulunduran, üst düzey düşünme gerektiren mantık soruları olarak tanımlamışlardır. Öğrenciler matematiksel modelleme problemlerini daha çok mantıksal sorular ve günlük hayatla ilişkili sorular olarak tanımlamışlardır. Anahtar Kelimeler: Matematiksel modelleme, Gerçek Hayat Problemi, Matematiksel Modelleme Etkinlikleri The research was conducted with mathematics teachers of 26 students (16 female, 10 male) who had previously studied the 12th grade of a state high school in Sivas province and who had previously been involved in modeling problems. The aim of this study was to find out teachers' evaluatios of students' solution approaches to some modeling questions asked, and also to examine indirectly the perspectives, perceptions and competencies of teachers about modeling. The method of the research is determined as qualitative research and its design is determined as `special case study`. In this context, in-class practices were observed, interviews were made with students and teachers and related documents were examined. Students have used many different solution approaches to solve real life problems. With these solution approaches, it was seen that the students developed and understood the solution paths by using the algebraic, formal, graphical, tabular representations and verbal approaches in solving the mathematical modeling activities. At the end of mathematical modeling, it was understood that the students were more likely to make a verbal prediction than to create a mathematical model. Since students do not have a definite solution of mathematical modeling problems, they have defined it as logic questions that includes many assumptions and require high level thinking. The students mostly defined mathematical modeling problems as logical questions and questions related to everyday life.Key Words: Mathematical modeling, Real life problem, Mathematical modeling activities 157

Electric motor and power electronic systems are essential elements for the performance and efficiency of electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles. The inadequacy of the range due to battery limitations is compensated by powertrain solutions and innovative control algorithms. Future targets of electric powertrains are mostly based on weight, space, and efficiency issues. Highly efficient low-volume and light-weight propulsion systems increase the performance of EVs and also enhance their importance as an alternative to internal combustion engine vehicles. In this paper, a detailed propulsion system design study is presented by considering all of the important constraints of the electric powertrain. The design criteria and output, which are opposites of each other, are submitted in terms of their advantages and disadvantages. The tests of all constraints are conducted as a whole and discretely and then the effects of electrical machine and power electronics circuits are presented.

Mesane kanseri erkeklerde en sık görülen 4. kanser olup erkekleri kadınlardan 3 kat daha fazla etkilemektedir. Transizyonel karsinom olarakta bilinen ürotelyal karsinom tüm mesane kanseri tipleri içerisinde en sık görüleni olup %902ın üzerinde bir orana sahiptir. Mesane kanserinin görülme sıklığı yaşla artmaktadır ve olguların %90’ını 55 yaş üzeri olgular oluşturmaktadır. Transizyonel hücreli kanser çocukluk döneminde oldukça nadir olarak görülmektedir. Onbir yaşındaki erkke çocuk ağrısız hematüri yaınması ile kliniğimize başvurdu. Abdominal ultrasonografi mesane posterolateral duvarda yaklaşık 3x2 cm boyutlarında tümör olduğunu gösterdi. Komplet transüretral tümör rezeksiyonu yapıldı. Histopatolojik olarak tümörün lamina propria invazyonu olan düşük dereceli papiller transizyonel hücreli karsinom olduğu anlaşıldı. Kontrol sistoskopide tümör nüksünün olmadığı görüldü., Bladder cancer is the fourth most common cause of cancer in males and affects men three times more frequently than women. Urothelial carcinoma, also known as transitional cell carcinoma, is the most common pathologic subtype of bladder cancer and is seen in over 90% of all tumors. Its incidence also increases with age, with 90% of cases occurring in individuals over 55-years-old. Transitional cell carcinoma of the bladder is a rare entity in childhood. A 11-year-old child having the symptoms of painless gross hematuria was admitted to our clinic. Abdominal ultrasonography revealed a tumor located on the left posterolateral transurethral resection of the lesion was performed. Histopatologically, resected tumor was low grade papillary transtional cell carcinoma with lamina propria invasion. Control cystoscopy showed no evidence of recurrence

Testis torsiyonu yenidoğan, çocukluk ve adölesan dönemdeki erkekleri etkileyen ve sık karşılaşılan ürolojik acil bir hastalıktır. Testiküler torsiyon sonucu gelişen testiküler hasarın olası nedenlerinden biri testiküler iskemireperfüzyon (I/R) hasarıdır. Bu çalışmamızda testiküler torsiyon-detorsiyon (T/D) sonucu gelişen I/R hasarı üzerine bir nonsteroidal ilaç olan ketoprofenin etkisi araştırıldı. Çalışmaya alınan 28 prepubertal sıçan eşit olarak 4 gruba bölündü: grup 1, kontrol; grup 2, sham; grup 3, T/D; grup 4 T/Dketoprofen. Grup 3 ve 4’deki sıçan testislerine 2 saat torsiyon ve 4 saat detorsiyon uygulandı. 4. grupta ketoprofen (5 mg/kg) detorsiyondan 60 dakika önce intraperitoneal olarak verildi. Çalışmanın sonunda bütün sıçanlara iki taraflı orşiyektomi yapılarak hem testiküler MDA ve NO seviyeleri ölçüldü, hem de testiküler histopatolojik inceleme yapıldı. Testiküler torsiyon/detorsiyonun hem ipsilateral hem de kontralateral testiste oksidatif strese ve doku hasarına neden olduğu saptandı. Ketoprofen verilmesinin oksidatif stresi önemli derecede azalttığı ve testiküler doku hasarında anlamlı bir düzelmeye neden olduğu tespit edildi. Ketroprofen testiküler torsiyon/detorsiyona bağlı olarak gelişen iskemi/reperfüzyon hasarı üzerine koruyucu etkiye sahip bir ilaç olarak gözükmektedir. Introduction: Testicular torsion is a common surgical emergency affecting newborns, children and adolescents. A possible cause of testicular injury is ischemia-reperfusion (I/R) injury. In this study we evaluated the effect of ketoprofen, a non-steroidal anti-inflammatory drug, on I/R injury due to testicular torsion-detorsion (T/D). Materials and Methods: Twenty-eight prepubertal male Wistar rats were divided into four groups each containing 7 rats: Group 1, control; Group 2, sham; Group 3, T/D; and Group 4, T/Dketoprofen. Group 3 and 4 underwent 2 hours of left testicular torsion and 4 hours of detorsion. In Group 4, ketoprofen (5 mg/kg) was administrated intraperitoneally 60 minutes before detorsion. At the end of the study, bilateral orchiectomies were performed for measurement of MDA and NO levels and histopathologic examination. Results: Testicular torsion-detorsion significantly induced oxidative stress and tissue damage in both ipsilateral and contralateral testes. Administration of ketoprofen significantly lowered MDA level and improved histologic parameters of spermatogenesis in both testes. Conclusion: Ketoprofen has a protective effect on testicular ischemia-reperfusion injury due to testicular torsion/detorsion.

Isı geçişinin pasif yollarla iyileştirilmesi aktif metotlara nazaran daha ekonomik olabilmektedir. Bunun için akış fiziğinin iyi incelenmesi ve ısı geçişini arttıran mekanizmaların ayrıntılı biçimde ortaya konması gerekmektedir. Bu çalışmada üst üste konmuş ahşap iki bloğun arasındaki düşey aralığın, bloklar arkasında oluşan basınç ve ısıl iz bölgesine etkisi incelenmiştir. Blokların arkasındaki statik basınç alanları benzerlik göstermekle birlikte, yerel ısı taşınım katsayısı dağılımı konfigürasyona ve aralık yüksekliğine bağlı olarak değişmektedir, Enhancement of heat transfer by passive methods may be more economical when compared to that attained by active methods. To achieve this, it is necessary to focus on flow physics in detail and to relate them to various heat transfer enhancement mechanisms. The present work aims to investigate the heat transfer and static pressure distribution behind vertically placed intermittent blocks. Although the static pressure field distribution shows similarity behind the blocks, the local heat transfer coefficient distribution varies depending on the configuration and the gap heights

ÖZET Bu çalışmamızda Aralık 1991- Aralık 1993 tarihleri arasında Gazi Üniversitesi Tıp FakültesiÜroloji Anabilim Dalı'na başvuran 71 BPH'lı hastada PSA, TRUS ve PSAD değerlerinin tanıdaki değerleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Hastalarımıza BPH tanısı 26 (% 36,62) sında histolojik olarak, 45 (% 63,38) inde ise rektal muayene, PSA ve TRUS ile konulmuştur. Hastaların 52 (% 73,23) sinde PSA değerinin 4'ün altında, 13 (%18,30) ünde 4-10 ve 6(%8,47) sında ise 10'un üzerinde olduğu saptanmıştır. Böylece toplam 19 (% 26,76) hastada PSA değeri yüksek bulunmuştur. Çalışmamızda 50-59 yaş arası (l.Grup)hastalarda ortalama PSA değeri 3,24 ±4.12 ng/ml; 60-69 yaş arası (2. Grup) 3,84 ± 3,28 ng/ml; 70-79 yaş arası (3. Grup) 4,65 ±4,27 ng/ml ve 80-89 yaş arası (4.Grup) 5,00 ± 6,10 ng/ml bulunmuştur. Bu yaş grupları arasındaki PSA değer artışının istatistiksel olarak anlamlı olduğu ve herbir yaş artışında PSA'nın 0,078 ng/ml arttığı saptanmıştır. TRUS ile saptanan ortalama prostat volümü 1. Grupta 33,92 ± 11,60 mi; 2. Grupta 42,37 ± 18,39; 3. Grupta 49,75 ± 17,23 ve son Grupta 46,71 ±11,98 mi bulunmuştur. Son gruptaki değer düşüklüğü bu gruptaki hasta sayısının azlığına bağlanmıştır. Burada gruplar arasındaki ortalama prostat volümündeki artışın istatistiksel olarak anlamlı olduğu ve herbir yaş başına prostat volümünde 0,536 mi artış olduğu belirlenmiştir. 39PSA/V şeklinde tarif edilen PS AD ortalamasının 1. Grupta 0,071±0,077; 2.grupta 0,086 ± 0,059; 3. Grupta 0,098± 0,080 ve 4.Grupta 0,105 ± 0,107 olduğu saptanmıştır. Gruplar arasındaki PSAD değer artışının istatistiksel olarak anlamlı olduğu ve yaş başına PSAD'nin 0,001 değerinde arttığı saptanmıştır. Çalışmamızda ilerleyen yaş ile birlikte prostat volüm ve PSA'nın arttığı ve PSA'daki bu artışın büyük bir oranda volüm artışına bağlı olduğu; aralarındaki bu iHşkinin istatistiksel olarak da önemli olduğu saptanmıştır. Bu nedenle PSA yorumlanırken hastaların yaşı ve prostat volümünün göz önüne alınması gerektiği sonucuna varılmıştır. Bu çalışmamızda ayrıca son yıllarda kullanıma sunulan ve PSA/V şeklinde tarif edilen PSAD'nin BPH ayırıcı tanısında PSA'dan daha üstün bir parametre olduğu; rektalmuayene ve TRUS'da prostat ca lehine bir patoloji saptanmayan hastalarda PSAD 0,15'in altında olduğu müddetçe hastanın BPH olarak değerlendirilmesi gerektiği tesbit edilmiştir. Bu şartlara uymayan hastalara ise transrektal iğne biopsisi ile patolojik tanı konulmasının uygun olacağı fikrine varılmıştır. Çalışmamızda ayrıca PSAD'nin yaş ile birlikte artış gösterdiği ve bu nedenle PSAD yorumlanırken hasta yaşının gözönüne alınması gerektiği düşünülmüştür. 40 SUMMARY In our study, the significance of PSA, TRUS and PSAD values in the diagnosis of 71 BPH patients that have applied to the Gazi University Faculty of Medicine, Department of Urology between December 1991 and December 1993 have been comparatively examined. The BPH diagnosis has been made histologically in 26 patients (36,62%), and in the other 45 patients (63,38%) via rectal examination, PSA and TRUS. The PSA values of 52 patients (73,23%) were found below 4, in 13 patients (18,30%) between 4-10 and in 6 patients (8,47%), above 10. Thus, in a total of 19 (26,76%) patients, the PSA has been found to be high. In our study the average PSA value in patients of 50-59 (1. group) has been found as 3,24 ± 4,2 ng/ml; in patients of 60-69 (2. group) as 3,84±3,28 ng/ml; in patients of 70-79 (3. group) as 4,65 ±4,27 ng/ml and in patients of 80-89 (4. group) as 5,00±6,10 ng/ml. It has also been found out that the increase of the PSA values in groups of these ages was statistically logical and that in each age increase, PSA increased by 0,078 ng/ml. The average prostate volume that has been determined via TRUS has been found as 33,92 ± 11,6 ml in the first group, as 42,37 ml±18,39 ml in the second group, as 49,75 ± 17,23 ml in the third group and as 46,71 ± 11,98 ml in the last group. The decline in value of the last group has been explained on the basis of fewer patients in this group. Here, the increase of the average prostate volume between groups has been found statistically 41logical and it has been determined that i a 0.536 ml increase in the prostate volume existed per age. It has been found that the averaga of PSAD which can be described as PSA/V, in the 1. group was 0,071 ± 0,077, in the 2. group was 0,086 ± 0,059, in the 3. group was 0,098 ± 0,080 and in the 4. group was 0,105 ± 0,107. It has been determined that the increase between the groups were statistically logical and that PSAD increased by 0.001 per age. In our study, it has been found that with older ages, the prostate volume and PSA increased, and that this increase in PSA was mainly related to the increase in volume; that this relation between them was also statistically important. Therefore, the conclusion that while interpreting PSA, the age and the prostate volume of the patients should be taken into consideration has been achieved. In our study, it has been determined that PSAD, which has been introduced into use during the past few years and described as PSA/V was a better parameter when compared to PSA, in the distinctive diagnosis of BPH; that in patients where a pathology in favor of prostate has not been identified during rectal examination and TRUS, and where PSAD is below 0,15, that they should be considered as BPH. In patients that do not meet these conditions, the concept of achieving a pathological diagnosis via a transrectal injection biopsy has been regarded as appropriate. At the end of our study, it has been concluded that PSAD increases with age and that therefore, in interpreting PSAD, the age of the patient should be taken into consideration 42 52

AIM • The aim of this guidebook is to develop a basic framework of a design guideline to deliver the most appropriate and costeffective solutions for NZEB in Mediterranean climates. • This guidebook (Part 1) represents specific conditions of Mediterranean climate, aspects related to theoretical background and building envelope design. • Additionally, case studies and a database are described. • Residential buildings are mainly considered in this guide book. CONTENTS 1. Introduction. 2. Challenges to face in a Mediterranean climate. 3. NZEB. 4. General Design Strategies: • Building Envelope Solutions and Technologies; • Opaque Building Envelope; • Transparent Building Envelope; • Shading; • The solutions for opaque components; • Ventilation. 5. Cost effectiveness – optimality. APPENDİX - A. APPENDİX - B. APPENDİX - C. References

Artan nüfus ve gelişen teknoloji sebebiyle enerjiye ihtiyaç günden güne artmaktadır. Dünyada tüketilen enerjinin %54'ü sanayide kullanılmaktadır. Sanayide kullanılan enerjinin ise %60'ı proses ısısı elde etme amaçlı, %11'i mahal ısıtma %3'ü de soğutma amacıyla kullanılmaktadır. Fosil kaynakların tükeniyor olmasının yanısıra, yanma sonucu açığa çıkan sera gazlarının etkileri, dünyadaki canlıları doğrudan etkilemekte, canlı yaşamının sürdürülebilirliğini tehlikeye sokmaktadır.Bu sebeple alternatif kaynaklar, gün geçtikçe önem kazanmaktadır.Bu çalışmada, beyaz eşya sektöründe üretim yapan bir firmanın, Romanya'nın Ulmi bölgesinde çamaşır makinesi üretimi yapan fabrikasına kurmuş olduğu yoğunlaştırılmış güneş enerjisi destekli ısıtma ve soğutma sistemi incelenmiştir. 711 kW kurulu güce sahip yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemi, parabolik oluklu kolektörlerden meydana gelmektedir. Temperli cam ayna kullanılan yansıtıcı yüzeyin toplam açıklık alanı ise 1283 m²'dir. +58° azimut açısı ile konumlandırılan sistem, doğu-batı yönünde tek eksende güneş takip sistemine sahiptir. Isı transferi akışkanı olarak %30 oranında glikol propilen-su çözeltisi kullanılmaktadır, glikol propilen çözeltisi suyun donma sıcaklığını düşürerek antifiriz görevi görmektedir. Daha yüksek işletme sıckalıklarında glikol propilenin termofiziksel özellikleri, bu talebe cevap verememektedir ancak mevcut sistemin işletme sıcaklığı 100°C olduğu için glikol propilen çözeltisi kullanımı uygundur. 100°C işletme sıcaklığı elde edilene kadar çözelti, baypas devresi üzerinden sirküle edilir. 100°C'ye ulaştığında, plakalı ısı eşanjörü üzerinden demineralize suya aktarılan ısı, 40 ton kapasiteli akümülasyon tanklarında depolanır. Depolanan ısı enerjisi, ısıtma ve soğutma için kullanılmaktadır. Isıtma sezonunda ısıtma kolektörünü destekleyerek işletme içerisinde mahal ısıtma ve sıcak kullanım suyu elde etmede kullanılmaktadır. Isıtma devresi 80/60°C çalışmaktadır, dolayısıyla akümülasyon tankı sıcaklığı 80°C'ye ulaştığında ısıtma kolektörü beslenmektedir, böylelikle kaskad doğalgaz kazanlarının yükü kısmi olarak azaltılmaktadır. Soğutma sezonunda ise, akümülasyon tankındaki sıcak su tek etkili (LiBr-Su çözeltili) absorbsiyonlu soğutma grubunu besleyerek, 15°C sıcaklığında proses soğutma suyu elde edilir. Böylelikle, santrifüj soğutma grubundan elde edilecek soğutma enerjisinin miktarı azaltılarak elektrik tasarrufu elde edilmiş olur.Tez çalışması kapsamında mevcutta bulunan yoğunlaştırılmış güneş enerjisi destekli ısıtma soğutma sistemi, dinamik modelleme yazılımı olan TRNSYS ile modellenmiştir. Mevcut şartlar altında ve farklı ışınım değerleri altında elde edilecek soğutma ve ısıtma enerjileri hesaplanarak, önlenen sera gazı emisyonları hesaplanmıştır. Orijinal çalışma koşulları optimize edilerek alternatif kullanım senaryoları çalışılmıştır.Birinci bölümde, dünyada enerji görünümü, artan nüfus ve talep; buna bağlı olarak artan enerji ihtiyacından bahsedilmiştir. Birincil enerji kaynaklarının tüketimi incelendiğinde, yenilenebilir enerjinin artışının yanı sıra diğer tüm fosil yakıtların tüketimleri de geçtiğimiz senelere göre rekor büyüme hızları ile artmaktadır. Tüm bunlar göz önüne alınarak tezin amacı anlatılmış, bu alanda literatüre kazandırılmış çalışmalar incelenmiştir. Literatür araştırması esnasında, ışınım seviyeleri ve güneşlenme süreleri yüksek olan özellikle Orta Doğu ve Kuzey Afrika ülkelerinden solar termal destekli iklimlendirme sistemleri ile ilgili sayıca fazla bilimsel çalışma, makale bulunduğu gözlemlenmiştir. İkinci bölümde, yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemleri, teknolojileri ve diğer yardımcı ekipmanlar (pompalar, absorbsiyonlu soğutma sistemleri, ısı eşanjörleri) hakkında genel bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde, kurulan sistemin ekipmanları anlatılmış; bir önceki bölümde genel anlatılan özellikler, bu bölümde detaylandırılmıştır. Ekipmanların teknik özelliklerine ve teknolojilerine değinilmiştir. Kurulan sistemin gerçek çalışma koşulları anlatılmıştır.Dördüncü bölümde TRNSYS yazılımı tanıtılmış, kurulan modelde kullanılan TRNSYS ekipmanları ve bu ekipmanların matematiksel formülasyonlarına yer verilmiş, yapılan kabuller anlatılmıştır.Beşinci bölümde ise, on farklı senaryonun değişkenlerine ve çıktılarına yer verilmiştir. Altıncı bölümde ise, senaryoların çıktılarına göre, enerji tasarrufları, sera gazı emisyonu azaltımları birbirleri ile karşılaştırılmış ve geliştirilen öneriler sunulmuştur. Simülasyon çıktılarından, Pakistan'da kurulacak bir sistemin, diğer bölgelere kurulacak (Türkiye, Romanya ve Güney Afrika) sistemlere göre daha verimli olacağı görülmektedir. Ancak tozlanma faktörü, sabit bir katsayı olarak hesaba dahil edilmiştir. Pakistan ve civarında gerçekleşen kum fırtınaları düşünüldüğünde, kirlilik yükü üzerine daha detaylı çalışma yapılmalıdır. Üreticiden alınan veriler doğrultusunda %5,3 daha düşük verime sahip olan alüminyum yansıtıcı yüzey ile cam ayna arası üretim ve enerji karşılaştırması yapılmıştır. Mevcut sistem yerine, alüminyum yansıtıcılı sistem tercih edilseydi, soğutma suyu üretiminde yaklaşık %8; sıcak su beslemesinde ise %10,25 düşük kapasiteli kullanılmış olacaktı. Her bir sistem için set sıcaklıklarının optimize edilmiş değerleri ile tekrar simüle edilerek sonuçlar incelenmiştir. Düşürülen set sıcaklıkları ile, tüm sistemlerde ısıtma enerjisinden elde edilen enerjide artış görülürken, soğutma sisteminden elde edilen enerjide düşüş görülmüştür. Absorbsiyonlu soğutma grubuna beslenmesi gereken optimum sıcak su 95ºC olduğundan, daha düşük sıcaklıklarda beslenen sular, verimin düşmesine sebep olmuştur. Romanya'ya kurulan mevcut sistem için optimum çalışma set sıcaklığı değerleri ile sistemin en verimli koşullarda işletilmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışma doğrultusunda, Romanya'daki sistem kış sezonunda 90°C baypas set sıcaklığı ile çalışırken, yaz döneminde bu sıcaklığın 100°C olması önerilmiştir. Bu öneri ile ısıtma enerjisinde %25,86 iyileştirme beklenirken, sera gazı emisyonlarında %14'e varan azalma öngörülmektedir.Kurulan yoğunlaştırılmış güneş enerjisi destekli ısıtma ve soğutma sistemi, yenilenebilir enerji kaynaklı bir sistem olması sebebiyle, sera gazı emisyonlarında azalma sağlarken, yıllık elektrik ve doğalgaz tüketimlerinde düşüş sağlamaktadır. Analiz sonuçları, yapılacak fizibilite çalışmalarına yön verecek nitelikte, tüm detayları ile irdelenmiştir. Demand for energy increases due to increasing in population and developing technology day by day. Fossil fuels do not provide a sustainable and environment-friendly solution for meeting the demand due to greenhouse gas emissions caused by combustion. The 54% of the global energy consumption is consumed by industrial sector and 60% of the industrial consumption is for process heat, 11% of total shared by space heating and 3% shared by electricity consumption. To decrease the GHG emissions, it is possible to implement renewable energy technologies and energy efficiency projects.By this thesis, a concentrated solar power system for heating and cooling of a household appliances company's washing macine factory is examined. System is located in Romania, Ulmi and the installed capacity is 711 kW with the technology of parabolic trough collectors. Total aperture area is 1284,23 m² for whole system. Parabolic trough collectors' reflective surface is tempered glass mirror which has higher reflective efficiency than polished aluminium surfaces. System has astronomic time clock to have precise tracking in single axis. Astronomic time clock uses the GPS' site location data to calculate the sun's angle for the CSP area. With a variable speed drive pump, heat transfer fluid is circulated through the parabolic trough collectors. Glycol propylene water solution (30%) is used as working fluid to prevent the freezing in Romania's weather conditions. System has a bypass circuit on the parabolic trough collector side to circulate the heat transfer fluid to reach the 100°C set temperature as soon as possible. After the set temperature is reached, system feeds the heat exchanger which has 900kW capacity. Demineralised water is used for the seconder side of the heat exchanger. The heated up demineralised water is stored in 40 m³ thermal energy storage tanks, which is located into CSP technical room.Insulated tanks store the hot water for consumption points. There are two point of uses of the hot water in the related system. First one is facility heating and domestic hot water production. The facility has cascade natural gas boilers for space heating and domestic hot water. By using of the concentrated solar power supported system, not only natural gas consumption but also GHG emissions will be decreased. The working temperatures of the heating system of the facility are 80/60°C. Since the hot water temperature must be 80°C, thermal energy storage's temperature should equal to 80°C to support the heating system.The second usage point is to have chilled water at 15°C to satisfy the cooling loads of mold and oil cooling circuits. Facility has single effect LiBr sourced absorption chiller which is invested to work coupled with concentrated solar power system. According to system design, the absorption chiller's optimum COP rates are at 95°C of hot water. Hence, the system's set temperature will be 95°C for summer season.By using the concentrated solar power supported cooling system, not only electricity consumptions but also GHG emissions will be decreased to satisfy the cooling loads as in the heating system.The real system has a building management system to manage the system algorithms with the feedbacks of sensors and calorimeters. System designed to have free-cooling in spring and autumn periods. In the study, it is assumed that there is not any free cooling option, system works with two scenario, heating and cooling. Cooling season starts in the mid of April and remains till mid of October (the assumptions made according to heating degree days). And the rest of the year is heating season. System is modelled in the TRNSYS software which is capable to analyse such dynamic systems. TRNSYS is set up to 6 minutes intervals to calculations. Each 8760-houred simulation took approximately 35 minutes. By decreasing the interval time, simulation times will be increased. All the equipments in real condition is modelled. And the objectives of the thesis are analysing the current system in Romania weather conditions. Have a benchmark with different locations such as Turkey, South Africa and Pakistan. As it is stated, system has tempered glass reflective surfaces. However in the investment stage, polished aluminium surfaces had offered also. According to manufacturer, the reflectivity efficiencies of tempered glass is 5,3% higher than aluminium's. The effect of polished aluminium surface is analysed. The different usecase's will be offered to increase the efficiency for current system.In the first part of the study, global energy outlook, increase in energy demand and it is resulted by increase in carbondioxide emissions. Objectives of the thesis and the literature review can be found in section one. Second part of the study, general information is given for concentrated solar power systems and used equipments in the real system. General information of different technologies can be found. Third part of the study includes the real system equipments such as parabolic trough collectors, pumps, heat exchanger and absorption chiller with details such as parameters, characteristics, capacities with tables and pictures form real side etc. The fourth part of the study includes the TRNSYS data which are input to the system with references. System modelling details and formulas which are used in background can be found in this section. The Key Performance Indices (KPI) are defined to have benchmark with each scenario. Defined KPIs and formulations can be found in the fourth section.In the fifth part, different scenarios and outputs of each scenario can be found with detailes and defined KPIs. In the sixth part, consolidated KPI table for analysing the outputs.When the systems which are located Romania, South Africa, Turkey and Pakistan are compared, Pakistan has the greatest value because of duration of sunshine and DNI values. According to Pakistan's climate conditions, there will not be occured any heating demand (if heat will not use in any process), since Pakistan's system ran again in TRNSYS with only cooling scenario. With solar-only-cooling option, system efficiency increased to 45,18%. By using polished aluminium surfaces instead of tempered glass mirrors, it will be obtained at least 5,98% less energy from solar field and it will effect also heating and cooling systems by 10,4% and 8,00% respectively.With the average seasonal collector outlet temperatures, the optimum working temperatures, which are lower than design temperature, are defined for each scenario. Each scenario reacts in improvement in heating energy however, degredation in cooling energy. Since the existing absorption chiller's optimum working temperature is 95°C, lower feed water temperatures can be lower the COP rates. For the existing system in Romania, the bypass set temperatures are defined as follows, for the summer season bypass set temperature should be 100°C and for the winter season bypass set temperature should be 90°C. With this new set temperature proposal, more than 25% increase in heating energy and 14% decrease in GHG emissions are expected. Analyses in the study have been provided with details to be a source for feasibility studies in the future. 135

Halkasal kesitli borulardaki akışlar, uygulamada birbirinden çok farklı alanlarda karşılaşılan akış tipleridir. Halkasal kesitli borulardaki ısı taşınımı etkilerinin incelenmesi ise yaygın bir araştırma konusudur. Akışkanın boru girişinde döngülü bir karakter sergilediği, borunun ilerleyen bölgelerinde ise bu döngülü karakterin sönümlenerek eksenel bir karaktere evrildiği sönümlü döngülü akışlar ve bu akışların ısı taşınımına katkıları, ısı geçişi ve akışkanlar mekaniği disiplinleri açısından incelenmeye değer konulardır. Bu çalışmada halkasal kesitli borulardaki sönümlü döngülü akışların laminer koşullardaki ve sürekli rejimdeki iç silindirik yüzeydeki ısı taşınımına etkileri incelenmiştir. İnceleme tamamen deneysel olarak yapılmış, deneylerde sönümlü döngülü akış üretim yöntemi olarak teğetsel girişler kullanılmıştır. Teğetsel girişlerin kesiti dairesel olup, çap değeri halka kalınlığına eşittir. Ayrıca deneylerde kullanılan ısıl sınır koşulları, iç silindirik yüzeyden sabit ısı akısının verildiği ve dış silindirik yüzeyde kısmi yalıtımın sağlandığı sınır koşullarıdır. Çalışmada teğetsel giriş sayıları ve giriş açılarının iç silindirik yüzeydeki ısı taşınımına etkileri ele alınmıştır. Bu bağlamda, tez çalışmasında öncelikli olarak ısı taşınımının temel denklemleri ve zorlanmış taşınımın genel ilkelerinden bahsedilmiştir. Ardından dairesel ve halkasal kesitli borulardaki eksenel akışların dinamiğine ve ısı taşınımı karakteristiğine ait çözümlemeler ele alınmıştır. Sonrasında borulardaki sönümlü döngülü akışların genel özelliklerinden, sönümlü döngülü akış üretim yöntemlerinden bahsedilmiş ve bu akışların dinamiği ve ısı taşınımı karakteristiği anlatılmıştır. Literatürdeki bilgilerin derlenip aktarılmasından sonra, deneysel çalışmaya geçilmiştir. Deney setinin tasarımı, imalatı ve kurulumu ele alındıktan sonra, deney sonuçları çizelgeler halinde verilmiştir. Sonrasında deney sonuçlarının anlamlı verilere dönüştürülmesinde kullanılan kabullerden ve hesaplamalardan bahsedilmiştir. Ardından iç silindirik yüzeyin ısı taşınımı karakteristiği ile ilgili sonuçlar elde edilmiştir. Bu sonuçların elde edilmesiyle beraber, iç silindirik yüzeye ait ısı taşınımındaki ortalama Nusselt sayıları, akışkanın borudan aktarılması için gereken güç değerleri, iç silindirik yüzeydeki ısı taşınımı performansı ve iç silindirik yüzeydeki sıcaklık dağılımının homojenliği yorumlanmıştır. Son olarak, deneysel çalışmanın belirsizlik analizi yapılmıştır. Flows in an annulus are types of flows observed in fields that are very different from each other, in practice. Investigation of effects of convective heat transfer in the annulus is one of common research topics, as well. Swirling decaying flows, exhibiting swirl character at the entrance of pipe and showing axial character at the further regions of pipe, and contribution of these flows to the convective heat transfer are worth researching topics in heat transfer and fluid mechanics areas. In this study, effects of swirling decaying flows in an annulus on convective heat transfer of inner cylindrical surface were investigated in laminar conditions and steady state regime. Investigation was carried out completely experimentally and tangential inlets were used as a generation method for swirling decaying flow in the experiments. Cross section geometry of tangential inlets are circular and diameter of each tangential inlet is equal to annular thickness. Moreover, thermal boundary conditions handled in the experiments are constant heat flux at the inner cylinder surface and semi – insulation at the outer cylinder surface. In this study, the effects of tangential inlet numbers and angles on convective heat transfer on the inner cylindrical surface are discussed, generally. Within this context, fundamental equations of convective heat transfer and basic principles of forced convection were handled in this study, with priority. Then, analysis of dynamics and convective heat transfer characteristics of axial flows in an annulus and a pipe with circular cross section was mentioned. Further, general characteristics of swirling decaying flows in pipes, generation methods for swirling decaying flows, dynamics and convective heat transfer characteristics of these flows were evaluated. After reviewing the literature, experimental study was carried out. After designing, manufacturing and installing experimental setup, results of experiments were represented in tables. Then, the assumptions and calculations used in converting the experimental results into meaningful data were pointed out. With these results obtained, the average Nusselt numbers in convective heat transfer of the inner cylindrical surface, the power values required to transfer the fluid from the pipe, convective heat transfer performance of the inner cylindrical surface and homogeneity of the temperature distribution on the inner cylindrical surface were interpreted. Finally, uncertainty analysis of the experimental study was performed. In this study, a total of 16 swirl flow generators with 4 different angle values and 4 different tangential input numbers were discussed. Since axial flow had been accepted as the reference flow, a total of 17 flow generators are examined. Experiments were carried out in the interval of 400 to 1000 Reynolds number. In this interval, 4 different Reynolds numbers were examined. Thus, a total of 68 experiments were examined.Solid modelling software called Solidworks was used in the design of the experimental setup. Experimental setup was manufactured with the help of solid models created in this software. The flow generators are manufactured with the aid of a 3D printer, while other components are either ready-made or manufactured by conventional machining methods. The experimental setup was installed at the heat and mass transfer laboratory of mechanics faculty at ITU.MATLAB programming language was used for the evaluation of the experimental results. First of all, a program for calculations has been developed. Then, the curves requested to be drawn with the help of the data obtained from the program were created. The curve fitting toolbox of MATLAB program was used for fitting these curves. Then, another program was composed to draw and interpret the curves. The results were interpreted with the help of the information obtained from this program, as well. These interpretations are discussed under four headlines. Firstly the heat transfer coefficient on the inner cylindrical surface in same Reynolds numbers, secondly the fan power volumetric flow rate relationships, thirdly forced convection performances and fourthly the homogeneity of the temperature distribution on the inner cylindrical surface were evaluated.In the same Reynolds numbers for the heat convection on the inner cylindrical surface, it was found that swirling decaying flow has a higher heat convection coefficient than axial flow. In addition, it has been observed that decreasing the number of tangential inlets and decreasing the tangential inlet angle increases the heat transfer coefficient, separately. Accordingly, it was found that the highest heat convection coefficient in same Reynolds numbers was realized in swirl generator with 45-degree and 1-inlet. When the powers used to transfer the fluid through the pipe are considered, it is observed that the fan power used for the axial flow is much lower than the fan power used for swirling decaying flows. According to the results obtained, the decrease of the tangential inlet angle generally decreases the average fan power and the decrease of the number of tangential inlet significantly increases the average fan power. Accordingly, the highest fan power value was obtained in a swirl generator with 90-degree and 1-inlet. Separately determined average Nusselt number-Reynolds number relationships and fan power-volumetric flow rate relationships were discussed according to the axial situation and the percentage increases was calculated. By this way, it was possible to calculate forced convection performance for each case. In determining forced convection performance, the percentage increase according to the axial flow in fan power was subtracted from the percentage increase according to the axial flow in average Nusselt number. From this point of view, it is observed that swirl flow generators with 1-inlet and 2-inlet exhibit a lower forced convection performance than the axial flow generator. It was calculated that swirl flow generators with 3-inlet and 4-inlet provide higher forced convection performance than axial flow generator. In addition, the highest forced convection performance was calculated on swirl flow generator with 45-degree 4-inlet.Homogeneity analysis of the temperature distribution on the inner cylindrical surface was carried out with standard deviation calculation which is frequently used in statistical studies. Accordingly, it has been found that swirling decaying flow cools the inner cylindrical surface more homogeneously than axial flow for each case. Therefore swirl flow generators with 2-inlet and 4-inlet have achieved a more homogeneous cooling of the inner cylindrical surface than swirl generators with 1-inlet and 3-inlet. In addition, increasing the Reynolds number increases the homogeneity of cooling. By means of these investigations, general information about the convective heat transfer characteristics on inner cylindrical surface of swirling decaying flows with tangential inlet in annulus was obtained. In the further studies, supporting this informations with computational studies will enable the most suitable flow generator among different applications to be determined. Thanks to this feature, this study is able to provide experimental data that can be used in design stage. 145

Özellikle iklimlendirme alanında ihtiyaç duyulan enerji talebindeki artış, ısıtma ve soğutma sistemlerinde yeni arayışlara yol açmış ve enerji verimli sistemlerin tercih edilmesini sağlamıştır. Pasif yaklaşımlar, iklimlendirme sistemlerinde verimliliği arttıran önemli başlıklardandır. Gece soğutması ya da diğer bir tabir ile gece havalandırması, pasif ve fan takviyesi ile hibrit sistem olarak soğutmada enerji verimliliğini sağlayabilecek, enerji etkin bir sistem olarak karşımıza çıkmaktadır. Gece soğutması prensibi, temel olarak gün içerisinde yapıda biriken ısıyı gece dış ortam havası ile uzaklaştırmaya ve termal kütlede bu serinliği depolamaya dayanır.Tez kapsamında gece soğutması örnek bir yapı ele alınarak saatlik ısıl performans analizine tabii tutulmuştur. Farklı iklim değerlerinin incelenmesi adına çöl iklimi, karasal iklim ve ılıman iklim bölgelerinden 4 farklı lokasyon seçilmiştir. Ben Guerir (Fas) çöl iklimini, Ankara karasal iklimi, İstanbul ve İzmir ise ılıman iklimi temsil etmektedir. Her bir lokasyon için Mayıs – Ekim aylarında soğutma ihtiyacı ısıl konfor değerleri göz önünde bulundurularak saatlik olarak hesaplanmıştır. Isıl yük analizinde, `Heat Balance Method`dan türetilmiş olan `Transfer Fonksiyonu Metodu` kullanılmıştır. Transfer fonksiyonunda yapının her bir bileşeni ayrı ayrı hesaplanarak ısıl yükler bulunmaktadır. Transfer fonksiyonu yöntemi, ASHRAE tarafından kabul görmüş bir hesaplama yöntemidir. Binalarda ısıl performans analizleri uzun ve karmaşık basamaklara sahip olduğu için saatlik yük analizi yapabilen paket program Carrier HAP® kullanılmıştır. Esas alınan bina programa tanımlanırken, gece soğutması sistemini oluşturacak şekilde program kurgusu oluşturulmuştur. Buna gore iklimlendirme sisteminin çalıştırılmadığı zaman olarak gece saatleri belirlenmiş ve sırasıyla 3, 5 ve 8 hava çevrimi mahalde tanımlanmıştır.Hesaplamalarda örnek yapının salonu için 24:00 ile 7:00 saatleri arasında gece soğutması yapılacağı ön görülmüş ve iç ortam set değeri 24°C olarak kabul edilmiştir. Daha sonrasında konfor sıcaklığının gece soğutmasına etkisini görmek için mahal set değeri 27°C alınarak sonuçlar tartışılmıştır.Daha önce yapılan gece soğutması çalışmalarına benzer olarak, gece gündüz sıcaklık farkının fazla olması, gece soğutmasının verimliliğini arttırdığı saptanmıştır. Ben Guerir gibi çöl iklimine sahip bölgelerde gece soğutmasının yüksek verim ile çalıştığı, öte yandan yüksek sıcaklıkların gözlemlendiği mevsimlerde kontrollü gece soğutmasının yapılması gerektiği, karasal iklim bölgelerinde geçiş mevsiminde sıcaklıkların istemsiz olarak konfor sıcaklıklarının çok altına inebileceği, ılıman bölgelerde gece soğutmasının etkilerinin azaldığı ve nem gibi farklı parametrelerin de kontrol edilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Sistemin verimlilğini daha iyi anlamak adına ısı pompasının COP değerlerindeki değişim de hesaba katılarak yapılacak olan yıl boyu analizler ileriki araştırmalara konu olabilir. Energy demand in manufacturing, housing, transportation and in many other topic keep increasing from the past to present. Especially, changing in life style affects this situation. The comfort level of the people is one of the essential topic for buildings nowadays. Therefore, climatization systems are huge energy consumer in building sector. When different climate zones are oberserved, it is noticed that the demand and type of the energy ( heating or cooling ) are changing. Hot and mild climates zones generally require more energy for cooling and northern countries which have cold and continental climate require more heating energy. On the other hand, design approaches have been changed and now even cold climate zones demand cooling energy during certain time of periods. That's why cooling energy decrement in buildings with energy efficient systems would be key aspect for energy saving.Energy usage in buildings is supplied by mostly fossil fuels. Decreasing the demand provide local and global benefits. Low demand means low energy supply and it leads to limited number of power plants. At the end, cleaner nature and rational orientated investments create difference in all around the world. Therefore building energy performance regulations are considered as an important constituent in energys savings. These regulations for buildings are mostly about building façade, HVAC systems, lighting and sanitar systems. Standards such as ASHRAE, EN can be considered as an example.Wise use of passive, active and hybrid system in buildings provide energy efficiency. Night cooling, also known as night purge and night ventilation, is considered as passive system. The main principle of the night cooling is based to swipe out abosbed heat during the day in the building components and store the cool by using cool night air. This method provides decreasing peak temperature and cooling energy demand during the day. The main subject in night cooling is the building should allow to store heat during the day and extract it by night that has lower outside temperature. Night cooling can be wind driven or it can be maintained with a fan. Additionally, due to unexpected temperature changes during cooling season may affect night cooling efficiency and makes it difficult to provide indoor comfort level.Climate characteristic is the first topic to investigate for the night cooling because the night cooling performs at best for low night temperatures come after hot and dry day time regarding to high temperature difference. Therefore, desert, semi-desert, continenal climate zones perform high efficient night cooling in general. One other topic is precipitation. In the location which considered for night cooling, precauitons should be taken both safety and humidity reasons. Automation systems help to sustain night cooling in controlling temperature and humidity interior spaces.One of the main objective of the night cooling is to help indoor enviromental quality. Thermal comfort terms are defined by ASHRAE and ISO regarding to inside, outside temperature, clothing, activation levels and etc. It is claimed that in naturally ventilated spaces, occupants desire comfort levels with longer band gaps.Passive cooling strategy night cooling has been researched regarding to many topics. Indoor air quality efficiency, evaporative cooling assistance, working with radiant cooling are discussed based on night cooling. These numerical and experimental studies helped to understand night cooling and determine parameters such as building physic, climate and etc. It is seen that mean outside temperature range gives clear understanding about climate affect in night cooling. It is also noted HVAC systems can provide night cooling with automation system with no additional investment and save significant cooling energy. Degree-days climate datas have been used to create a method to evaluate night cooling in Europe also it is asserted phase change materials can increse night cooling efficiency. Energy simulation is used to find out energy demand of building, selecetion of mechanical systems and energy utilization costs. Weather data, load profiles, constrction materials, equipment efficiency are need to perform simulation analysis. Heating and cooling energy demand of the building can be determined with simulation. To practise simulation, software programmes can be used to decrease the time spent for calculations. The calculations for cooling load of the building can be practise with different methods such as Heat Balance Method or Transfer Function Method. For each method, it can be said that heat gain occurs in space with convection and radiation. The solar radiation hits to surface of the wall and wall absorbe some amount of it and then release the rest. The surface temperature increases after absorbing radiation. If there is thermal balance between wall and indoor space, heat transfer starts from outer surface to interior. Heat load calculation can be complicated. Heat Balance Method is presented by ASHRAE and it is one the most complicated and accurate analysis method for building energy performance analysis. On the other hand, because of the complexity, much more faster and reliable methods as Heat Balance Method are taken in use such as Transfer Function Method. Transfer Function method assumes three principle. Total heating load equals to sum of each heat gain component and it is called superposition principle. Linearity principle says that the thermal response to heat gain change linear regarding to heat load maginitude. Uniformity principle means, the equal heat gains in different times create the same thermal response in the same. Based on these principles, Transfer Function Method is performed with two steps; find the transfer function coefficient and determine heat gains with time series. Energy simulation regarding to Transfer Function Method help to see night cooling performance in buildings. The night cooling and its efficiency for building energy performance are investigated with hourly analysis programme in the scope of the thesis. Different locations are taken to compare climate zones. Ben Guerir (Morrocco) represents dessert climate, Ankara continental climate, Istanbul and Izmir represent mild and humid-mild climate. Weather data for Ben Guerir is 2017 real life data and for the rest programme library data has been taken. To analyze energy demand and usage sample building is considered. There would be no additional building thermal behaviour improvement. The time period is chosen May-October to create clear comparison performance behaviours.The example building is a residential house with a courtyard for five people. The night cooling is taken in action for living space. Occupant, lighting, electrical equipment and activation profiles are considered based on residential house type. There would be no heat transfer from adjacent spaces. Heat transfer occurs from wall and roof mainly and occupant, electrical heat gain loads come from interior. The wall characteristic is taken from architectural project. The walls consist of composite soil based material with 0,3 W/mK heat conduction coefficient and wood based insulation bamboo with 0,05 W/mK. The overall U value of the wall is 0,181 W/m^2 K. The roof has wood panel, insulation and proofing layer with overall U value 0,118 W/m^2 K. The programme used for calculations is Carrier Hap® and it has huge usage in building construction sector. The scenerio for night cooling is set based on creating air change in a room 3, 5 and 8 times per hour betwen 24:00 – 7:00.To identify benefit of night cooling, the air change of room is considered regardless to wind pressure. The heating and cooling system in the building is air sourced heat pump and two pipe fan coil system. After night cooling implementation electrical usage is changed and cost analysis have been made relating to utilization. As a result, it is seen that outside temperature difference between night and day time increased the efficiency of night cooling. Calculation shows that Ankara and Ben Guerir have the highest energy saving rates. On the other hand, in Ben Guerir, high temperature may cause unexpected temperature increasing in space and in Ankara cool seasons (May, October) can cause low indoor temperature which is not desired. Therefore automation system can be taken in action for optimasing the night ventilation. Izmir, because of the mild climate, night ventilation has homogenious efficiency and lower than the other locations. Also humidty should be taken as a drawback in Izmir. Istanbul has promising energy efficiency for night cooling. It performs homogenous efficiency to compare with Ankara and Ben Guerir because it has much more mild climate. Day time temperature is not as high as Ben Guerir and night time temperature is not as low as Ankara which allow Istanbul to have certain efficiency during cooling seasons.Increasing comfort temperature is another aspect to increase night cooling efficiency. The room temperatures is increased from 24℃ to 27℃ for Ben Guerir and the night cooling efficiency is jump from 8 ACH, %18 - %43 to 8 ACH, %25 - %64. The efficiency improvement is occured due to higher temperature difference between outside and inside air temperature. In Ben Guerir warm months like April and special temperature changes during cooler seanson also allow night cooling application and it might increase yearly benefit of night cooling for desert climate areas.Based on the calculation it can be claimed that it is not easy to warrant thermal comfort for a space during all day or begining of the usage yet it is highly efficient passive system to decrease energy demand for cooling. Beside residential houses, night cooling can be considered in big complex buildings which have HVAC system. The automation scenerio allows to create night cooling with HVAC system even in existing buildings. For future studies, heat pump COP changes can be integrated to the building energy performance simulations, year based benefit of night cooling and thermal comfort change effect be disscussed for different locations and climate zones. 81

Bu çalışmada İstanbul'da bulunan Elektrik Üretim Anonim Şirketi Ambarlı Doğalgaz Kombine Çevrim Santralinin termodinamik çevrimi incelenmiş, enerji ve ekserji analizi hesaplamaları Cycle-Tempo 5.0 bilgisayar yazılımı ile oluşturulan EÜAŞ Ambarlı Doğalgaz Kombine Çevrim Santrali termodinamik analiz modeli ile yapılmıştır. Enerji ihtiyacının giderek arttığı günümüzde enerji üretimi kaynaklı çevre kirliliği giderek artan bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanıldığı santrallerde enerji arzının çevresel etkenlere doğrudan bağlı olması ve fosil yakıtlı santrallerde enerji arzının devamlılığının sağlanabilmesi sebebiyle fosil yakıtlı santraller toplam enerji talebinin karşılanmasındaki önemlerini korumaktadır. Bu nedenle yeni inşa edilen fosil yakıtlı enerji santrallerinin tasarımlarında yüksek verim elde edilmesi ve üretilen birim enerji başına çevre kirliliğine sebep olan emisyon değerlerinin azaltılması amaçlanmaktadır. Yeni kurulacak santrallerin tasarımında uygulanacak bilgisayar yazılımı destekli enerji ve ekserji analizi çalışmaları sayesinde yatırım ve işletme masraflarını en aza indirerek santral tasarımları geliştirilebilmektedir. Ayrıca, yeni santrallerin kurulması planlanan bölgelerdeki atmosferik hava şartlarının yıllık değişimi kullanılarak yapılan parametrik enerji ve ekserji analizi çalışmaları ile uygun santral kurulum yeri tespit edilebilmektedir. Diğer taraftan mevcut santrallerin verimini arttırmaya yönelik iyileştirme çalışmalarında ihtiyaç duyulan enerji ve ekserji analizi çalışmaları bilgisayar yazılmaları ile yapılarak, yapılacak iyileştirmelerin etkisi henüz fiziki olarak yatırım gerçekleştirilmeden yani yatırım masrafı yapılmaksızın öngörülebilmektedir. Bu tez çalışmasında mevcut bir santralin bilgisayar yazılımı ile kurulan termodinamik modeli sayesinde enerji ve ekserji analizi hesaplamaları yapılmış ve bu analiz sonuçlarının santralden ölçülen değerlerle uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışmada yapılan analizlerde kullanılan veriler EÜAŞ Ambarlı Doğalgaz Kombine Çevrim Santrali kumanda odasındaki merkezi veri izleme ve kayıt sisteminden elde edilmiş, bu sistemlerle ölçülemeyen değerler ise santralin dizaynına esas teşkil eden dokümanlardan alınmıştır. Delft Teknoloji Üniversitesi'nde (Delft University of Technology) geliştirilen Cycle-Tempo 5.0 bilgisayar yazılımı ile oluşturulan EÜAŞ Ambarlı Doğalgaz Kombine Çevrim Santrali termodinamik modeli kullanılarak enerji ve ekserji analizi hesaplamaları yapılmıştır. Gerçekleştirilen bu enerji ve ekserjiye dayalı termodinamik analiz sonucunda santrali oluşturan ekipmanlarda oluşan tersinmezlikler ayrı ayrı hesaplanarak karşılaştırmalı olarak irdelenmiştir. Bu sayede, santrali oluşturan ekipmanlar için enerjiye ve ekserjiye dayalı verim iyileştirmelerine müsait olanlar belirlenmiştir. Ambarlı Combined Cycle Power Plant which is located in Istanbul is examined in this study for the purpose of an energy and exergy analysis. Calculations are done with the thermodynamic models created with Cycle-Tempo 5.0 software. With rapidly increasing population and its eventual energy demand that has reached 14 Gtoe, pollution caused by energy production at fossil fuel power plants is becoming a major environmental problem. Although there is a growing interest in harvesting renewable energy sources, taking into consideration that energy supply by power plants using renewable energy resources are directly dependent on environmental conditions and energy supply by fossil fuel power plants is relatively more sustainable, as for time being thermal power plants are believed to be keeping their leader position in total energy supply. Therefore, it is one of the main goals of the thermodynamic studies to increase the efficiency of new thermal power plant designs in order to reduce the pollution caused by unit energy produced. Computer aided energy and exergy analysis are used for increasing the efficiency and reducing the investment and running costs of thermal power plants. Also with the help of such energy and exergy analysis it has become possible to make feasibility studies for selecting geographical locations and thus climatic conditions for new power thermal plants according to yearly change of environmental conditions without investment costs of construction. On the other hand, for the existing thermal power plants, the investigation of opportunities for potential improvements without any investment cost can be foreseen with the help of computer based energy and exergy analysis software which are widely in use today.This study deals with setting the thermodynamic model of an already existing power plant; EÜAŞ Ambarlı Natural Gas Combined Cycle Thermal Power Plant that has been empowering the base load of Istanbul and its periphery since 1988. Ambarlı Natural Gas CCPP has three blocks of combined cycles; each of them having an installed power capacity of 450 MW. Each combined cycle block consists of two identical gas turbine groups which has installed power capacity of 138.8 MW each and one steam turbine group which has installed power capacity of 172.2 MW. Total installed power capacity of EÜAŞ Ambarlı Natural Gas CCPP is 1350 MW and its thermal efficiency is around 52%. The dynamic data used in the analysis was taken directly from the central data monitoring and recording system of Ambarlı Natural Gas Combined Cycle Power Plant. The data, which neither can be taken from the central data monitoring and recording room of Ambarlı Natural Gas Combined Cycle Power Plant nor from the design documents of the power plant, have been retrieved with the help thermodynamic equations such as mass and energy conservations of the closed system.The thesis makes use of Cycle-Tempo 5.0 software which was developed by TU Delft to run energy and exergy calculations based on CCPP's dynamical data and on relevant thermodynamical equations. Section 1.2 focuses on thermodynamical analysis conducted for various thermal and nuclear power plants by using Cycle-Tempo 5.0 software. This section also explains different strategies followed in modelling thermal power plants and their energy-exergy outcomes. The following Chapter describes the working scheme of Ambarlı CCPP and introduces the different equipments of the entire system including gas turbine groups, steam power group, heat recovery steam generator, feed water system, deaerotor, condenser, water demineralisation system, main condensate pump and the stack unit. In Chapter 3, the Cycle-Tempo 5.0 software, which was developed at TU Delft was described in detail. Concepts such as how to run the software, how to form its modelling scenarios, how to enter the data and how the analysis is run were considered separately and in detail. Besides, in order to get acquinted with the usage of the program, initially a simple gas turbine cycle model was formed and run by using the Cycle-Tempo 5.0 software. The sub-systems of the entire Ambarlı Natural Gas CCPP were modelled in Chapter 4. In order to prove the credibility of the software and cross checking the accuracy of the model, the sub-systems need to be handled one by one before they were consolidated. These sub-systems were separately run so that the probable errors could be detected immediately if any errenous result occured. The fundamental concepts and descriptions on energy and exergy analysis were explained in Chapter 5. The energy and exergy analysis equations derived by assessing the energy balance diagram of Ambarlı Natural Gas CCPP were described in detail.Chapter 6 is reserved for feeding the Ambarlı Natural Gas CCPP model with the data obtained either from the instantaneously recorded parametric values that were measured by pressure, temperature and mass flow rate sensors, the design data and the results obtained through mass and energy conservation equations. The measurements reflects the fact that the performance of Ambarlı Natural Gas CCPP was affected by both the outdoor and sea water temperature variations. But moreover, the performance of the plant varied with respect to the manual and automatic fine tuning of power plant equipment that aimed to set the operation at a steady regime. Therefore the Cycle-Tempo 5.0 software analysis was assessed only for the fix outdoor temperature of 30°C not for the entire year. Finally, a good agreement was found between the power generated by the plant and the power predicted by the Cycle-Tempo 5.0 software for the specific outdoor temperature of 30°C. Under these conditions, the success of the software prediction was thus proved. In the last chapter, the results pertaining to equipment irreversibilites for each system component were assessed through energy and exergy analysis of Cycle-Tempo 5.0 software. Based on this analysis, exergy transfer, rather than energy loss of various components, were compared to each other in order to specify system improvement possibilities. The results show that the highest irreversibilites occurred, with decending order, in the combustion chamber, gas turbine, low pressure steam turbine, compressor, condenser and high pressure steam turbine.The thesis proposes improvement strategies for all of the above mentioned equipments in order to decrease the ratio of irreversibilities to the energy transferred to the system which would naturally increase the efficiency of the Ambarlı Natural Gas CCPP. 197

Doğal havalandırma, diğer mekanik sistemlere göre daha maliyetsiz ve daha temiz bir havalandırma sistemi olduğundan ötürü günümüzde tercih edilmektedir. Doğal havalandırma ile ilgili yapılan çalışmalar sürdürülebilirlik ve yeşil enerji kavramlarından ötürü artmaktadır. Doğal havalandırma, belirli bir hacim içerisinde bulunan kirli atık havanın sıcaklık veya basınç farkları sebebiyle binadan uzaklaştırılması prensibine dayanır. Tez çalışması kapsamında, eski zamanlardan beri kullanılan ve modern binalara uyarlanan rüzgar kapanları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Günümüzde birçok modern yapıya uyarlanmış rüzgar kapanı örneğine rastlanmaktadır. Yapılan tez çalışması kapsamında, tek katlı 18 m x 14.5 m x 4 m boyutlarındaki bir binanın rüzgar kapanı ve atış bacası geometrilerine göre hesaplamalı akışkanlar mekaniği ile doğal havalandırma analizi incelenmiştir. Bu bina üzerine 5.5 m yüksekliğinde bir rüzgar kapanı yerleştirilmiştir. Rüzgar kapanı arkasına bir adet atış bacası konumlandırılmıştır. Bina modelinde rüzgâr kapanı rüzgâr geliş yönüne konumlanmıştır. Rüzgâr kapanı arkasına bir atış bacası konumlandırılarak rüzgâr kapanı engelinden dolayı oluşan basınç düşümünden faydalanılarak bina içerisindeki atık havanın dışarı atılması amaçlanmıştır. Bu etkiyi gözlemlemek için atış bacası çeşitli yüksekliklerde denenmiştir. Bu bina için 10 adet havalandırma modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan havalandırma modellerindeki değişken parametre atış bacası yükseklikleridir. Rüzgâr kapanı yüksekliği sabit bir değerdedir. Atış bacası yüksekliği 1 metreden başlayarak 0.5 m aralıklarla arttırılarak 10 adet model oluşturulmuştur. 10. Modelde atış bacası yüksekliği ve rüzgar kapanı yüksekliği aynı değerdedir. Ortalama rüzgâr hızı (3 m/s) ve yönü Çin Dezhou bölgesi meteoroloji verilerinden alınmıştır. Sayısal analiz çalışmalarından önce, binanın 3 boyutlu modeli fluent programının geometri kısmında oluşturulmuştur. Modelin ayrıklaştırılma(mesh) işlemi ve sınır koşullarının belirlenerek modelin çözdürülmesi yine FLUENT ANSYS programında yapılmıştır. Bina içerisindeki çözümlerde, vizkoz özelliğinden dolayı türbülans modeli olarak standart k-ɛ modeli kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre belirlenen en verimli model için iyileştirme yapılarak yeni bir model olan M11 modeli oluşturulmuştur. Rüzgar kapanı köşeleri yuvarlatılarak elde edilen M11 modeli en verimli model olarak gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, kütlesel debi, hava hızı ve basınç katsayısı(cp) değerlerini içermektedir. There is an increasing interest in utilizing from natural ventilation systems in modern buildings. Many designers have been conducting researches on improvement of natural ventilation systems with the aim of reducing operation cost. Compared to mechanical systems, natural ventilation systems provide healthier and more comfortable working and living environments for occupants. Considering the sustainability and thermal comfort, natural ventilation systems are offering better indoor air quality by reducing the effects of sick building syndrome caused by mechanical ventilation systems.Natural ventilation is a method for the buildings to reduce the energy consumption by eliminating the use of mechanical ventilation systems. Researchers have been working on adaptation of ancient applications such as windcathers used in East Asia to the modern buildings for many years. Windcatchers have been used in many modern buildings. Researchers have improved windcatchers called `Monodraught` which can be controlled automatically according to the weather conditions.In this study, one storey building with combination of windcatcher and exhaust chimney which is located behind the windcatcher is simulated and numerically investigated. Dimensions of the building is 18 m x 14.5 m x 4 m. Building area is 261 m2. Natural ventilation efficiency is investigated by changing exhaust chimney heights behind the windcatcher. 10 models according to exhaust chimney heights have been created, analysed numerically and compared by Ansys FLUENT. A 2 m height of guide plate has been placed between two chimneys inside the building in order to prevent by-pass of incoming air flow between chimneys. Maximum height of the exhaust chimney has been selected equal to windcatcher chimney's height in model 10. The initial height of exhaust chimney has been modelled as 1 m with 0.5 m increment on models from 1 to 10. Exhaust chimney and windcatcher chimney openings have been modelled as 1.5 m x 1 m and 3 m x 1.5 m, respectively. Windcatcher height is 5.5 m for all models. These analysis results for this building are planned to be used in Solar Decathlon Competition held in China. Therefore meteorological climatic datas of China/Dezhou area have been used in Ansys simulation models. The constant mean wind velocity 3 m/s and dominant wind direction have been chosen from these data. The weather data consists of 12 months of last 5 years.After creating geometry of whole building with chimneys, control volume has been added around geometry. Control volume has 54 m width, 223 m length and 36 m height. 5 times of the building width of control volume is created in front of the building while 10 times of the building width of control colume is created behind the building. In Fluent Mesh program, the geometry has been divided into tetrahedron & Hex mesh elements. About 2.700.000 elements have been generated for the geometry volume of all models in order to examine the analysis in Ansys FLUENT. Maximum and minimum element numbers are 2.805.046 and 2.682.110 respectively. Control volume has been divided into 9 volume in order to obtain good mesh quality. 25 m x 25 m x 16 m control volume has been created around the building in order to obtain boundary layer thickness by using 5 layer inflation with 1.15 growth rate. Grid density has been larger in the regions which includes more flow over the building.The next step was to assign the boundary conditions to the surfaces of the geometry. Boundary conditions of the exterior parts of the building have been described as `Wall` while the inlet and outlet parts of control volume geometry have been described as `inlet` and `outlet`, respectively. Ansys Fluent has defined the interior parts of the building as `interior`. The numerical analysis have been carried out by CFD commercial code Fluent which is commonly used in most researches nowadays by the scientists. CFD Fluent is mostly accepted to deliver the reliable and accurate results for large and complex geometry models by the scientists. CFD model solves the models analytically by using Navier Stokes equations in order to give exact data for properties of indoor environment. k-ε turbulence model has been used for the analysis of the models due to giving a better approximation results for the models including near-wall flow. The analysis has been conducted for steady state conditions. k-ε standard turbulence model has been chosen because there are some similar successfull researches in literature which use same turbulence models. Pressure based solver is chosen for this study. Air flow around and inside the building and the control volume is simulated by CFD Fluent package which solves the governing equations on individual control volumes to construct an algebraic equation for pressure coefficient and velocity values.In this study, wind driven ventilation strategy takes an important role in natural ventilation of this building without any temperature differences between outside and inside. Only one ventilation mechanism which uses pressure coefficient differences takes part in this study. Buoyancy ventilation is ignored because the temperature differences between outside and inside is not considered.Aim of this study is to examine the mass flow rates with velocity and pressure coefficient distributions and correlate between mass flow rate and pressure coefficients. Precious relation between mass flow rate and pressure coefficient can't be obtained. Mass flow rate efficiency is not just related to the pressure coefficient. After obtaining the analysis results, the most efficient model has been chosen according to mass flow rates. The model extracting the maximum mass flow rate into the building has been determined as the most efficient one. Most efficient model has 2 m height exhaust chimney. This most efficient model has been modified by curving the edged corners of the wind catcher. This modified model has been taken into analysis again in order to achieve better efficiency and this modified model has been determined as most efficient final model. Comparing the final model to the previous most efficient model, it seems that there has been a considerable mass flow difference. In this study, mass flow rate, velocity and pressure coefficient distributions has been obtained by numerical methods and tried to find most efficient model according to extracted mass flow rates. In future, experimental study can be conducted for this study in order to compare the results of CFD Fluent package. 209

Modern gaz türbinlerinin performansını etkileyen en önemli parametrelerden biri türbin giriş sıcaklığıdır. Türbin giriş sıcaklığının yüksek olması daha verimli türbin sistemlerinin olmasını sağlar. Günümüzde türbin giriş sıcaklıkları kullanılan malzemenin dayanım değerlerini aşmıştır. Bundan dolayı türbin malzemesi makul seviyelere soğutulmalıdır.Türbinlerde kullanılan çeşitli soğutma yöntemleri vardır ve bunların en önemlileri film soğutma, çaptırmalı soğutma ve iç soğutmadır. İç soğutma sisteminde türbin kanatlarının içerisinde çeşitli geometrilere sahip soğutma kanalları bulunmaktadır. Kanat dış ortam sıcaklığına göre daha soğuk akışkan bu kanallardan geçerek kanadı soğutmaktadır. Kanallarda ısı transferi yüzeyini ve türbülansı artırıcı pertürbatörler kullanılmaktadır. Bu sayede malzemeden uzaklaştırılan ısı akısı da belirli miktarda artmaktadır ve daha verimli sistemler elde edilmektedir. Mevcut çalışmada tek yüzeyi % 30 blokaj oranına sahip pertürbatörler ile kaplı soğutma kanalının performansı incelenmiştir. Bu tarz yüksek blokaj oranına sahip kanallar daha çok küçük türbin kanatlarında ve kanadın firar kısmına yakın bölgelerde bulunmaktadır. Literatürde daha önce deneysel ve LES analizi yapılmış pertrübatörlü kanal ele alınarak sayısal olarak RANS modeli ile analiz edilmiştir. Yapılan sayısal çalışma konjuge olarak ve metalden akışkana doğru sabit ısı akısı verildiği kabul edilerek yapılmıştır. Kanal içerisinde 7 adet pertürbatör bulunmaktadır ve pertürbatör adımı ve Reynold sayısı hiçbir modelde değişmemektedir. En uygun RANS modeli seçilerek blokaj oranı aynı kalmak şartıyla 3 adet bombeli 3 adet de çukurlu pertürbatörden oluşan kanalın hem akış performansı hem de ısı transferi performansı incelenmiştir. Bombe ve çukurların eğrilik yarıçapları pertürbatör yüksekliği ile orantılı olarak değişmektedir. Bu eğrilik yarıçapları pertürbatörlerin yüzey alanlarında meydana gelen değişimler göz önüne alınarak belirlenmiştir. Yapılan sayısal çalışmada bir adımlık pertürbatör bölgesindeki ortalama EF katsayısı hem genel hem de bölgesel olarak incelenmiştir. Bombeli ve çukurlu pertürbatörlerden elde edilen bölgesel ve genel sonuçlar kare kesitli pertürbatörlü sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Buna ilave olarak boyutsuz basınç düşüşü katsayısı da her yeni pertürbatörlü kanal için değerlendirilmiştir. Bu sayede hem ısı transferi hem de basınç kaybı konusunda önerilen yeni pertürbatörler mevcut kare kesitli pertürbatörün RANS sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. One of the most important parameters affecting the performance of modern gas turbines is the turbine inlet temperature. The high turbine inlet temperature ensures more efficient turbine systems. Today, the turbine inlet temperature exceed the material strenght value. Hence, the türbine material must be cooled down to acceptable levels.There are various cooling methods used in turbines, and the most importants one are film cooling, impingement cooling and internal cooling. In the internal cooling system, the türbine blades have cooling channel with various geometries. The fluid which is colder than blade outher temperature passes through these channels and cools the turbien blade. The heat transfer surfaces and turbulence enhancing ribs are used in the channels. In this case, the heat flux removed from the material also increases in certain amounts and more efficient systems are obtained.In this present study, performance of the cooling channel roughed single surface with % 30 blockage ratio ribs was investigated. Such high blockage ducts are mostly found in small gas turbine blades and in areas close to the trailing edge of the blade.That experimental and LES analysis of ribbed roughned channel has been worked in literature is analyzed numerically with RANS model. The numerical study was carried out as a conjugate and assuming that constant heat flux from meatal to fluid. There are 7 ribs inside the channel and pitch to rib ratio and Reynolds number have not changed any model.A proper RANS turbulence model was chosen for channel whose experimental work and LES analysis were done. Ansys Fluent version 18.1 was used for two and tree dimensional validation and benchmark works. First of all, entire channel which has 7 ribs was simulated with proper flow properties in two dimensions. Besides, K-Epsilon Standard, K-Epsilon RNG, K-Epsilon Realizable, K-Omega, K-Omega SST, Spalart Allmaras ve Reynolds Stress Model ( RSM ) were tried with software in two dimensional model. In experimental work, the periodic flow in the channel commences after 4th rib and measurements were made between 4th and 5th ribs. The reason for modelling of entire channel, not periodically, to observe how the flow develop at the channel inlet and determine that the periodic flow begins at which ribs due to new rib geometries. All analysis results obtained between 4th and 5th ribs. The validation studies were carried out by considering dimensionless pressure drop, enhancement factor, velocity profiles, bubble dimension. When results were obtained RANS simulations examined, It is seen that RSM is the most suitable sutbulence model. Later, validation studies were carried out in 3 dimensional. Moreover, 3 dimensonal model simulated simetrically and results were obtained symetry plane compared with 2 results of 2 dimensional RANS model, LES and experimental results. In addition this, mesh independency was achieved by tried 3 mesh structure with 3 dimensional RSM model. Heat transfer mechanism of conjugate and non-conjugate conditions were considered in this work. For a more accurate analysis of the internal cooling system of turbine blade, It is a more correct approach to introduce heat flux from the metal into the flow. Temperature gradient on the channel surface is different due to the effect of the metal. The temperature gradient of conjugate system is lower than gradient of non-conjugate system. The conjugate and non-conjugate condition for channel was carried out and compared each other for channel. Generally in literature studies, parameters affecting the heat transfer in the channel was emphasized. Numerous experimental and numerical studies have beed carried out on the cooling performance and aerodynamic effects of the variation of these parameters. Some of these parameters are blockage ratio, pitch to rib height ratio, channel aspect ratio, angle attack of rib, reynols number and cruolis effects. While new rib geometries creating, previous studies in the literatüre have been examined and a different rib geometry was introduced. Curved surface at various radii of curvature on the rib surface were formed. This Radius of curvature strats from half of the rib height and goues to infinity. The change of heat transfer surface area is taken into consideration while determining the radius of curvature to be investigated. In this study, the radius of curvature of the curved surface was determined to be 0.75, 1 and 1.5 times the height of the rib. Dimple application on the turbine blades are generally applied on the trailing edge section. In some cases it is used in internal cooling channels. In this study, a dimple is applied on the rib surface and radius of curvature of these dimples is the same as that of the curved ribs. Both curved and hollow rib geometries were examined with a blockage rate of % 30. In the las phase of the study, 3 curved and 3 hollow ribs were analyzed in 3 dimensional with RSM. Firstyl, the dimensionles pressure drop and heat transfer enchancement factor along the symmerty region were compared with the results of the rectangular rib. The results obtained in the new geometries were compared only with the RSM results of the rectangular ribs because 3 dimensional RSM result was considered as reference work.The contur distribution on the channel was examined and heat transfer enhancement factor differences was observed between symmeryt axis and channel wall. For this reason, heat trasnher enhancement factor were calculated on total surfaces and area weight average method was used for calculation. The front ,top and back of rib, the distance between the ribs and a total one step region taken into account separately.At the end of the thesis, the curved ribs give better result than the rectanguler rib in terms of heat transfer. It seems that there is not much change about heat transfer when the hallow ribs are considered. In terms of dimensionless pressure drop, curved ribs give more favorable results than rectangular ribs. However; hallow ribs led to more pressure drop than rectangular ribs. While turbine blade producing, there may be production error in the ribs are lcoated cooling channel besides, sharp edges and surfaces can have various radii of curvature. Therefore, in this thesis, an aero-thermal study has been crried out on the new rib geometries that may be formed during the production process or are formed advertently. 87

Günümüz dünyasında küçük boyutlarda jetin çarptırmalı soğutma etkinliği üzerine birçok çalışma yapılmaktadır. Mevcudiyette olan çalışmaların yanında da bu konu üzerindeki gerek çalışma gerekse de kullanım alanı olarak yoğunlaşma günden güne artmaktadır. Bunun altında günümüzde kullanılan uygulamaların dizaynının ergonomi arttırımı kapsamında gittikçe küçüldüğü gerçeği yatmaktadır. Giriş paragrafında da bahsedildiği üzere günümüz endüstrisinde küçük boyutlarda jet çarptırmalı soğutma uygulamasının yüksek kütle ve ısı transferi kapasitesi ve küçük uygulamalara yatkınlığından ötürü geniş bir kullanım alanı mevcuttur. Bu alanların nereleri olduğundan bahsedecek olursak; kullanım alanları kurutma, soğutma ve ısıtma olmak üzere üç ana başlıkta toplanabilir. Bu alanlar içinden en yaygın olanı ise hiç kuşkusuz jet akışı soğutma kabiliyetinden ötürü kullanan alanlardır. Soğutma kabiliyeti de kullanım yerine göre kendi içinde koruma ve üretim alanları olarak ikiye ayrılmaktadır. Örnek olarak, çok yüksek sıcaklıklarda çalışan içten yanmalı, jet motorları, ağır sanayideki bazı uygulamalar (torna,freze vs.), elektronik sistemler daha yüksek performanslara erişebilmek ve oluştuğu parçaların dayanım limitleri için etkili bir soğutma sistemine ihtiyaç duymaktadır. Bu uygulamalar jet soğutmanın koruma alanlarındandır. Jet soğutmanın üretim teknolojilerinde kullanılma alanına dönersek, temperli cam, camın ergime sıcaklığına kadar ısıtılıp ani olarak soğutulması ile elde edilmektedir buradaki hızlı ve etkili soğutma, jetin soğutma kabiliyeti ile yapılmaktadır. Yani jet hızlı soğutmaya sebep olarak üretim tekniğinde bir adım olmaktadır. Jet akışın soğutma özelliğinin yanında birkaç alanda da ısıtma kabiliyetinden de yararlanılmaktadır. Bir örnek olarak, bazı ürünlerin saklandıkları depolarda sağlıklı kalabilmesi için gerekli olan minimum sıcaklık limitinin altına düştükleri, bunun önüne geçmek için de çözüm önerisi olarak jet akışların belirlenen mimimum sıcaklıklarda devreye girerek ürünlerin sıcaklıklarını yükseltmesi gösterilebilir.Jet soğutma uygulamalarının revaçta olduğu ile bağlantılı olarak, jetin hangi şartlar altında en iyi soğutmayı yapabileceği üzerine dizayn çalışmaları da önem kazanmıştır. Bilinçsiz şekilde yapılan dizaynlar ve uygulamalar hem ücret hem de verim kaybına yol açmaktadır. Bu gibi durumları önlemek için bu çalışmada en iyi jet soğutma koşullarını ve dizayn şemasını anlatılmıştır.Bu çalışmada küçük boyutlardaki jetin çarptırmalı soğutma uygulamasının hedef plaka üzerindeki zamana bağlı ısı transfer karakteristiği incelenmektedir. Çalışmada hava soğutması kullanılmış olup havanın jete giriş sıcaklığı sabit 283°K alınmıştır. Bunun yanında soğutmanın istendiği hedef plakanın sıcaklığı da başlangıç koşulu olarak 293°K kabul edilmiştir. Isı transfer karakteristiği saptanması kapsamında akış türü, jet ile hedef tabaka arası uzaklık, hedef tabakanın eğimi ve akış jetten çıkış yaptıktan sonraki doğrultusuna engel konulması olarak dört başlık altında çalışmalar yapılmıştır. Bu başlıkların detayına inersek, incelenen ilk faktör 3,3300 ve 6,660 olarak hesaplanan Reynolds sayısı ile elde ettiğimiz akış karakteristiği etkisidir. Bilindiği gibi Reynolds sayısı akışkanın jete giriş hızı, akışkanın girdiği kesitin çap değeri ve akışkanın giriş sıcaklığındaki kinematik akmazlık değeri ile doğrudan ilgilidir. Bu çalışmada Reynolds sayısının değeri enjektöre giren havanın sabit sıcaklık ve çap değeri olduğundan ötürü havanın giriş hızının değişmesi (5-10 m/s) ile farklılık göstermektedir. İkinci faktör, dairesel jet ile hedef plaka arasındaki uzaklığın (H), havanın girdiği enjektör çapına (D) oranı (H/D) yani dolaylı olarak jet ile hedef plaka arasındaki uzaklık etkisidir. Sabit enjektör çapında (10 mm), jetin plakaya uzaklığı değiştirilerek (10,50,100 mm) üç farklı oran (1,5,10) incelenmiştir. Üçüncü faktör olarak soğutulmasını istediğimiz hedef plakanın eğiminin (0°,10°,20°) soğutma profiline etkisi gözlenmiştir. Son olarak incelenen konu ise akış üzerine yerleştirilen bir engelin hedef plaka soğutma profili üzerine etkisi olmuştur.Çalışmada kullanılan mesh tiplerine değinirsek, yapısal ve yapısal olmayan olmak üzere iki farklı mesh türü kullanılmıştır. Eğim olmayan geometrilerde düzenli olduğundan ötürü yapısal ve kare mesh kullanılırken eğimli geometrilerde düzensiz olan eğimli kısımlar yapısal olmayan ve üçgen mesh uygulamasına tabii tutulmuştur. Uygun mesh sonrası tüm simulasyonlarda standart duvar fonksiyonu k-e türbülans modeli kullanılmıştır. Uygun modelin kullanılıp kullanılmadığı doğrulaması için standart duvar fonksiyonu k-e, gerçeklenir k-e, kayma gerilmesi k-w türbülans modelleri ile bir uygulamada karşılaştırma yapılmış ve çıkan sonuçlar arasında küçük farkların olduğu görülmüştür. Bundan dolayı standart duvar fonksiyonu ile çözüme devam edilmiştir. Ayrıca tüm simulasyonlar iki boyutlu ve zamana bağlı olarak çözülmüştür.Çözüm için gerekli koşullar sağlandıktan sonra bahsettiğimiz etkenler değiştirilerek toplamda yirmi civarında dizayn konfigurasyonu koşulmuştur. Bu testlerin sonucuna göre bazı çıkarımlar edinilmiştir.İlk çıkarım, Reynolds sayısının artması, hedef plaka soğuma profili üzerinde olumlu etki göstermiştir. Bu sebepten yola çıkarak daha soğuk bir tabaka için Reynolds sayısını arttıracak bütün aksiyonlar yani jet enjektörüne giren havanın hızının ve havanın girdiği enjektör çapının arttırılması örnek olarak uygulanmalıdır. Reynolds sayısı ile ısı geçişi kapasitesi doğru orantılı olduğundan bu sonuç olağandır. İkinci çıkarım, jetin soğutulması istenen hedef plakaya yaklaştırılması diğer bir deyişle jet ile hedef plaka arasındaki mesafenin azalması hedef plakanın daha soğuk sıcaklıklara gelmesine sebep olmuştur. Bundan ve akışın çarpan etkisinin fazla olmasından dolayı jetin hedef tabakaya olabildiğince yakınlaştırılması soğutma verimini yukarıya çıkaracaktır. Üçüncü çıkarım ise jetin soğutma etki performansının eğimli yüzeylerde daha zayıf olduğudur. Bunun nedeni, akışın düzgün dağılmamasından dolayı jet çıkışındaki hava ile hedef plaka arasındaki ısı transferinin kötü olmasıdır. Bu doğrultuda ek olarak eğimli yüzeylerdeki eğime bağlı basınç ve sıcaklık dağılımı da ayrıca incelenmiştir. Bahsettiğimiz soğutma profilini iyileştiren üç etken aynı zamanda hızlı soğuma zamanlaması performanlarını da daha iyi noktalara getirmektedir. Son etki olarak incelenen akış yönüne engel konulması da soğutma profiline olumlu katkı yapmıştır. Bu katkının aksine yöntemin, soğutma zamanlaması olarak engel akışın doğrudan etkisine kötü yönde etki ettiği için uygun olmadığı görüşmüştür. Sonuç olarak, jet ile hedef plaka arasındaki mesafenin olabildiğince kısaltılması yani jetin hedef plakaya yakın etki ettirilmesi, akışın Reynolds sayısını arttrıcı aksiyonlar alınması, soğutulacak hedef plakanın eğimli olmaması ve akış yönüne konulacak engel soğutma konfigurasyonu olarak en uygun seçim olarak belirlenmiştir. Yapılacak dizaynların ve ortam şartlarının bu doğrultuda seçilmesi hem maliyet hem de verime olumlu katkıda bulunacaktır. There are many studies released about small air jet impingement in today's world and the number of studies and usage areas have been increasing in this direction day by day. Because the size of design of applications are becoming smaller due to ergonomic requirements. There are widely small jet usage area available in the industry in connection with their mass and heat transfer capability and being package friendly. To mention about where they are used; they can be collected under three title. They are drying, cooling and heating. The most common area is the area which is using cooling ability of jet nozzle. In this direction, cooling ability can be divided into two topics as protection and production skill. For example, internal combustion engines, jet engines and some applications in heavy industry (CNC turning, milling etc.), electronic systems require efficient cooling systems to reach better performance and prevent hardware failure. These usage areas use protection skills of jet nozzle. To give an example, obtaining tempered glass method is populer in using production method of jet nozzle. Because, the procedure of production of tempered glass need quick cooling after it gets its melting temperature. The jet nozzle is used due to its heating ability as well. Some products are desired high temperature to stay healthy. However, the storage areas of the products may not have the necessities about temperature. For this reason, jet nozzle heating method is finding a solution to avoid it.Associated with ever growing usage areas of jet nozzle, the design of jet nozzle is becoming important role to get higher effectiveness. The unconscious applications can cause cost and efficiency reduction. In this study, the best design schematic is being tried to find to prevent it.This study is related to time dependance heat transfer characteristics of small jet impingement under variety condition of flow type, the distance between the jet and the bottom wall, the inclination of bottom wall and the blockage effect on the way of flow line on the bottom cavity (293°K). To mention in details with pointing out using air as refrigerant, the first factor is flow characteristic related different Reynolds number (Re) changes in two values of 3,300 to 6,600 which are affected directly from diameter, inlet velocity of circular jet nozzle and kinematic viscosity of air in this inlet temperature (283°K). The second one is to see effect of distance between circular jet and the bottom wall (H) and constant nozzle diameter with 10 mm (D) (H/D) as three different ratio of 1, 5, 10. The third one is the tilt angle of bottom wall which is nearly the first contact with the jet flow with variance of 0, 10 and 20 degrees. The last one is using circular blockage over flow area. Unstructured and structured mesh type are used by looking inclination availability. If the geometry has zero inclination, structured and quadriteral mesh is used. Otherwise, unstructured and triangle mesh is applied at inclined zones. Standart wall function k-e turbulent model is performed all of the simulations. For the validation, standart wall function k-e, realizable k-e and SST k-w turbulent model are compared with one simulation. It is seen that the results are close to each other so it is not problem to continue with standart wall function k-e turbulent model. Lastly, the solution is run by using 2-D and transient method.Totally there are about twenty configurations simulated in the study by changing inputs which have mentioned before. As a consequence of these tests, the first deduction is to impinge the air with as fast as possible to the taget surface since the heat transfer on the surface has directly relationship with Reynolds number namely inlet velocity. Another method of getting increased Reynolds number might be widen diameter of jet nozzle. It also causes efficient heat transfer. The second deduction is to pull the jet nozzle over the surface which is desired to cool, in another saying reduce the distance between the jet nozzle and the effected plate since the effect of air has improved in this case. The third inference is applying inclination has poor effect on the heat transfer between air exit from jet nozzle and the target plate due to nonuniform flow distribution. All these inputs lead quick cooling as well besides increased cooling profile. The last inference is setting blockage on the flow line can be used for increasing head transfer capability but it does not work for increasing cooling acceleration.In conclusion, the lower distance between target plate and jet nozzle, the more Reynolds number, the less inclination and using blockage on the flow line is the best configuration to increase cooling and heat transfer capacity on the confined cavity. 87

Dünya nüfusunun artması ve insanların refah seviyelerinin değişmesi sonucu enerji ihtiyacı her geçen yıl artış göstermektedir. Uzun dönem, artan enerji ihtiyacı tükenebilir kaynaklardan ve fosil yakıtlardan karşılanmış, bunun sonucunda atmosfere yapılan yoğun karbon emisyonuyla ekosisteme ciddi zararlar verilerek insanoğlu küresel ısınma tehdidiyle karşı karşıya kalmıştır. Bu durum dünyada enerji politikalarının gözden geçirilmesine neden olmuş, tüm ülkeleri enerji tasarrufu ve enerjiyi verimli kullanmaya dair tedbirler almaya mecbur kılmıştır. Gerek dünyada gerekse ülkemizde insanların yaşam alanlarını oluşturan binalar en önemli enerji tüketen kalemler arasında yer almaktadır. Ülkemizde son yıllarda hızlı bir gelişim gösteren inşaat sektörü kapsamında, büyük şehirler başta olmak üzere bir çok şehirde konut inşaatı sayısı artış göstermiştir. Farklı bölgelerde hızla yapılan konutlarda gerekli enerji tasarrufu ve verimliliği tedbirleri düşünülerek, sürdürülebilir yapılar yapılmasına yoğunlaşıldığında önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlanarak ülkemizin enerjide dışa bağımlılığı azaltılabilecektir. Yapının sürdürülebilirliğinde en önemli paremetrelerden birisi uygun mekanik tesisat sisteminin seçilmesidir. Mimari anlamda enerji verimli stratejilerin uygulanması tek başına yeterli olamayacağı için mimariye ve iklime uygun mekanik tesisat sisteminin belirlenmesi, yapının sürdürülebilirliğinde pay sahibi olup, önemli ölçüde enerji tasarrufu elde edilmesini sağlayacaktır.Tez çalışmasında, Türkiye'nin beş derece-gün iklim bölgesi için seçilen örnek bir konutta uygun mekanik tesisat sisteminin tayini saatlik simülasyon programı ile irdelenmiştir. Bu kapsamda ele alınan konut, beş iklim bölgesinde standartlarca belirlenen minimum bina kabuğu şartlarını sağlayacak şekilde modellenip ısıtma, soğutma ve kullanım sıcak suyu hazırlanması işlemlerinde kullanılmak üzere üç farklı mekanik tesisat sisteminin yıllık enerji tüketimleri, yıllık CO2 emisyonları ve geri dönüş süreleri her iklim bölgesi için hesaplanıp karşılaştırılmıştır. Bina modellemesi simülasyon programında yapılarak, tüm bina elemanları, iç kazançlar ve aydınlatma yükleri programa tanımlanmıştır.Simülasyonlarda incelenen mekanik tesisat sistemlerinden, referans olarak alınan sistemde ısıtma ve kullanım sıcak suyu ihtiyacının duvar tipi kombi ile, soğutma ihtiyacının ise multi split klima ile karşılandığı düşünülmüştür. Bu sistemlere alternatif olarak ısıtma, soğutma ve kullanım sıcak suyu ihtiyacını karşılamak üzere hava kaynaklı ve yatay serme toprak kaynaklı ısı pompalarının yıllık enerji tüketimleri simülasyon programıyla hesaplanmıştır. Hesaplamalar sırasında, hava kaynaklı ısı pompasının farklı dış hava sıcaklıklarında ve kısmi kapasitelerdeki elektrik tüketimleri ile, toprak kaynaklı ısı pompasının toprak devresinde farklı mevsimlerde oluşan farklı su giriş sıcaklıklarında ve kısmi kapasitelerde elektrik tüketim verileri programa işlenmiştir. Hesaplanan enerji tüketimlerinden yola çıkılarak, birim tüketilen enerji başına atmosfere salınan CO2 miktarı Excel programına işlenerek, karşılaştırılan iklimlendirme sistemlerinin her derece-gün bölgesinde yıllık CO2 emisyonları hesaplanmıştır. Mekanik tesisat sistemlerinin her bölgedeki yıllık enerji faturaları, tüketilen enerjinin birim maliyetinin simülasyon programına işlenmesi sonucu simülasyon programının çıktısı olarak elde edilmiştir.Simülasyonlar sonucunda beşinci iklim bölgesi dışındaki tüm bölgelerde ısı pompası alternatiflerinin ikisi de binanın yıllık enerji harcamalarını ve CO2 emisyonlarını önemli ölçüde düşürmüştür. Geri ödeme süreleri düşünüldüğünde birinci ve ikinci iklim bölgelerinde hava kaynaklı ısı pompası referans iklimlendirme sistemine alternatif olarak kullanılabilmektedir. Üçüncü iklim bölgesinde, hava kaynaklı ve toprak kaynaklı ısı pompalarının geri ödeme süreleri birbirine yakın olduğundan, enerji tüketimi ve CO2 emisyonlarında toprak kaynaklı ısı pompası daha büyük oranda bir düşüş sağladığı için üçüncü bölgede toprak kaynaklı ısı pompası daha iyi bir alternatif olarak göze çarpmaktadır. Dördüncü ve beşinci iklim bölgelerinde ısı pompası sistemlerinin geri ödeme süreleri yüksek olduğundan söz konusu sistemlerin bu bölgelerde ekonomik bir çözüm olmadıkları tayin edilmiştir. Energy demand in the world increases continuously due to the population rise and prosperity level change of the people. Especially after the industrial revolution and new technological improvements, energy demand has risen rapidly and people have met this demand from limited fossil fuels for a long time. However this strategy damaged the ecosystem and nature significantly by means of high amount of carbon emissions to the atmosphere and as a result of this, global warming became a huge problem for humanity. Consequently, many countries started take significant energy efficiency measures to decrease energy consumption and increase energy efficiency. One of the most energy consuming sector in the world are buildings. In many countries, special precautions are taken and significant legislative regulations are gone into operation to decrease energy consumption and increase sustainability in buildings sector. In addition, many countries started to give incentives to people who considers to use renewable energy strategies in their buildings. In Turkey, construction sector has expanded rapidly in the last few years. Many new buildings are constructed especially in the big cities and large portion of them are built as residentials. So, desiging and constructing these new buildings by considering energy efficiency and sustainability, may create significant decrease in energy consumption and by this way external dependence of our country in terms of energy may become lower. Sustainability is mixture of different parameters which are related with architecture, mechanical and electrical systems and building material. It is such a concept that starts from buildng design and continues until the building ceases to live. The design, is one of the most important stage sustainable buildings because huge portion of energy efficient measures can be taken at this stage with considering several alternatives by all disciplines. Especially for mechanical system identification, engineers analyze different kinds of mechanical system depending on architecture and climatic conditions. Thus all alternative mechanical system cannot be gauged experimentally because of the lack of time and high costs, energy simulation softwares are good solutions for engineers to identify optimum mechanical systems. As the building modeled architecturally into the simulation tool, weather data and building envelope properties are entered into the program. The more detailed information entered to the simulation tool, the more realistic results can be obtained. Thus, mechanical systems have a significant portion of energy consumption. Architectural measures cannot be enough by itself to construct sustainable buildings. By choosing suitable mechanical system for a building, energy consumption and CO2 emissions of the buildings can be decreased significantly. In the scope of this thesis, an optimum mechanical system is aimed to be identified in a residential building for five degree-day zones of Turkey. In these climate zones, first one can be considered as the hottest one and the fifth one can be considered as the coldest one. From one to five, climate zones' heating degree days become higher and cooling degree days become lower. The building is consist of 50 m2 and 3,5 meter height. Two people, both of them work in weekdays, were considered to be lived in this building. Thermal properties of building envelope is determined by the minimum Turkish Standard requirement. One representative city is chosen for each climate zone. Izmir, Istanbul and Ankara are selected representative cities for respectively first,second and third climate regions. The reason to be choosen these cities for first three region is, design and simulation weather informations were included automatically in simulation programme for these three cities. Van and Erzurum are selected to represent the fourth and fifth climate regions respectively. However, thus the simulation program does not include the climatic informations of these cities, cities that included in program databese and having similar climatic characteristics were taken into consideration. The similarity of these cities were identified by taking the cities that are in the same climatic region with Van and Erzurum according to Köppen Geiger Climate Classification. Idaho Twin Falls' climatic datas are taken for Van and Moscow's climatic datas are taken for Erzurum.Three different mechanical system has been analyzed and hourly simulated for five different climate zones. These mechanical systems were compared by means of energy consumptions, energy bills, CO2 emission and payback periods. For baseline mechanical system, heating demand is met by wall mounted condensing combi boiler, cooling demand is met by multi split air conditioning system. Two types of heat pump systems; air source heat pump and horizontal type ground source heat pump are modeled in the simulation program and compared with baseline mechanical systems. For air source heat pump, electrical consumptions in partial loads and for different air temperatures are determined. Technical parameter are taken from of Daikin Altherma catalogue. Electrical consumptions at different air temperatures and and partial loads are calculated with RC World 5 program. In addition, an auxiliary heater is added for air source heat pump to support the equipment especially for cold climates. For horizontal ground source heat pump, entering water temperatures are calculated by depending on outside air temperatures for heating and cooling seasons. Ground source heat pump technical parameters are taken from Canovate company. Electrical consumptions are determined for ground source heat pump in partial loads and different entering water temperatures. In addition a circulation pump is defined for ground side water circulation. Maximum and minimum entering water temperature values for ground source heat pump are taken from the manufacturer. Energy bills are also calculated from the hourly simulation program by entering the electrical and fuel rates. These rates are taken from Turkish Statistical Institution. Annual energy consumptions of three mechanical systems are calculated for five different climate zones in Turkey. In all climate zones heat pump systems are decreased the energy consumption and CO2 emissions significantly compared to combi boiler and multi split air conditioning system. For heating and domestic hot water production, air source heat pump and ground source heat pump are consumed %80 and %84 less energy in comparison with combi boiler system. These ratios are obtained %78 and %82 respectively in the second degree-day region. In the third climate zone air source heat pump decreased the energy consumption by %65 and ground source heat pump decreased the energy consumption %82 in heating and domestic hot water production. In fourth and fifth degree day zones, air source heat pump decreased the energy consumption respectively by %50 and %18 when compared to combi boiler. On the other hand, ground source heat pump consumed %13 less energy in fourth region and %63 less energy in the fifth climate region for heating and domestic hot water production in comparison with combi boiler. As the heating degree days become higher and climate zone become colder, energy conversation of air source heat pump is decreaseddue to longer defrost times. For cooling, air source heat pump has reached maximum energy conservation in the second degree day zone by %28. The minimum energy conversation from air source heat pump is obtained inthe fifth climate region by %9. In the first, third and fourth climate regions, energy consumption for cooling decreased by %22, %24 and %18 respectively. For horizontal ground source heat pump, maximum energy conservation is obtained in the third climate zone by %57. The minimum energy conservation is obtained the fourth climate zone by %29. In the first,second and fifth climate zones, energy consumptions for cooling are decreased by %42, %43and %44 respectively. When the CO2 emissions are compared with each other for each degree day zone, it is obtained that in all regions except fifth one, heat pumps decreased the CO2 emissions of reference system. Thus the fifth region is the coldest climate of Turkey and auxilary heater consumes much electrical energy, CO2 emissions of air source heat pump is obtained higher than the reference combi boiler and multi split system. In the first climate zone, air source heat pump and horizontal ground source heat pump decreased the annual CO2 emissions respectively %36and %52 in comparison with reference system. In the second climate zone, these ratios are obtained as %40 and %52. For the third climate zone, ground source heat pump decreased the CO2 emissions of combi boiler and multi split system by %60 which is the two times of air source heat pumps performance. In the fourth climate zone, %14 and %30 CO2 emission decrese are obtained from air source heat pump and ground source heat pump respectively, when compared with reference system.In the final climate zone ground source heat pump decreased the CO2 emissions %32 however air source heat pump increased the emissions by %21. For the economical analysis, the initial investment and maintenance costs are taken directly from the manufacturers. When considered initial investments and annual energy bills together, it is obtained that air source heat pump is a good alternative mechanical system when compared to wall mounted combi boiler and multi split air conditioning system for first and second climate regions. For the third climatic region, payback periods of both air source heat pump and ground source heat pump are close to each other. Due to higher energy conversation and lower CO2 emissions, horizontal ground source heat pump can be a better alternative system. In the fouth climatic region, although CO2 emissions and annual energy bills of both heat pumps are lower than combi boiler and multi split alternative because of the high payback periods, both air source and horizontal ground source heat pump does not seem feasible investments. For the fifth climatic region, higher annual energy bills are obtained from air source heat pump alternative in comparison to combi boiler multi split alternative. So air source heat pump is not feaseble in terms of technically and economically. Even thogh horizontal ground source heat pump has lower annual energy bills and lower CO2 emissions, it is not seemed to be a good a good choice by economically due to it's high payback period. 97

Bu çalışma patentli bir sistem olan turbo solenoid vana sistemi için türbin tasarımından oluşmaktadır. Turbo solenoid sistemi akış otomasyonunda akış kontrolü için kullanılan yeni geliştirilmiş bir sistemdir. Bu sistem kendine yeten bir sistem olup bu sistem sayesinde akış kontrolü enerji ve kontrol için kablo kullanmadan mümkün olacaktır. Turbo solenoid sisteminin en önemli parçalarından biri türbindir. Bu sebepten dolayı bu çalışmanın ana amacı HAD analizlerini kullanarak turbo solenoid vana sistemine uygun bir boru içi türbin tasarımı yapmaktır. Bu kapsamda boru içi çalışmalarına uygun olan farklı tip türbinler incelenmiştir. Sonuç olarak Darrieus, Gorlov ve Lucid® türbinlerinin bu uygulama için daha uygun olacağı kanaatine varılmıştır ve bu bağlamda HAD akış analizlerine tabi tutulmuştur. HAD analizlerinde türbin tipi dışında ayrıca kanatların burkulma açısı ve kanatların profil tipinin türbin performansı üzerine etkisi incelenmiştir. Aynı ölçüye ve NACA0018 profiline sahip türbinler üzerine yapılan analizler sonucunda Lucid® türbininin en yüksek moment değerini ürettiği ve buna karşılık boruda en yüksek basınç düşüşüne de sebep olduğu anlaşılmıştır. Diğer yandan 10° burkulmuş Gorlov türbinin Lucid® türbinine göre %31,3 daha az moment ürettiği ancak buna karşılık %51,4 daha az basınç düşüşüne sebep olduğu görülmüştür. Kanat profili etkisini incelemek için Darrieus türbini NACA0021 ve NACA0015 profilleri ile irdelenmiştir. Kıyaslamalar sonucunda NACA0021 profiliyle olan türbinin NACA0018 profiline sahip türbine göre %1,5 daha az moment ürettiği ama %3,3 daha fazla basınç düşüşüne sebep olduğu görülmüştür. Buna karşılık NACA0015 profiline sahip türbinin NACA0018 profiline sahip türbine göre %9 daha fazla moment ürettiği ve %1,4 daha fazla basınç düşüşüne sebep olduğu görülmüştür. Kanat burkulma açısının performans üzerine etkisini incelemek için 20° burkulmuş Gorlov türbini incelenmiştir. Sonuç olarak 20° burkulmuş Gorlov türbininin 10° burkulmuş Gorlov türbinine göre %19,1 daha yüksek bir moment ürettiği ve %5,5 daha az basınç düşüşü ürettiği sonucu elde edilmiştir. Son olarak 20° burkulmuş Gorlov türbini NACA0015 profiliyle analiz edilmiştir. Analizler sonucunda bu tip türbinin en yüksek momenti üreten Lucid® türbinine göre sadece %4,7 daha az moment ürettiği ve buna karşılık %49,3 daha az basınç düşüşüne sebep olduğu sonucuna elde edilmiştir. Analizler sonucunda NACA0015 profiline sahip 20° burkulmuş Gorlov türbininin turbo solenoid sistemine en uygun türbin olacağı sonucuna varılmıştır. Çalışmaların devamında turbo solenoid sistemi için uygun görülen NACA0015 profiline sahip 20° burkulmuş Gorlov türbininin hızlı prototipleme yöntemiyle üretimi yapılmıştır. Üretilen bu türbinle deneysel çalışmalar yapılarak, sayısal analiz sonuçlarının doğruluğu araştırılmıştır. İncelemeler sonucunda moment üretimi kıyaslamalarında yatak ve sızdırmazlık elemanlarından kaynaklandığı bilinen %10'luk bir fark gözlemlenmiştir. Benzer şekilde basınç kaybı kıyaslamalarında kanat yüzey sürtünmelerinden kaynaklandığı bilinen 1,9 kPa'lık bir fark gözlemlenmiştir. Fluid control technology is a field with numerous applications in the industry, the service industry and for domestic uses. On the other hand, with the proliferation of concepts such as the industry 4.0 industrial revolution in the world and the internet of things, the interest and need for smart systems is increasing day by day. Two issues have gained importance in this respect, particularly by the routing of current user trends: energy efficiency and self sufficiency.Especially in regions where electrical power is difficult to deliver, it is very important to provide the energy of the flow automation equipment that will be used for flow control in remote areas. Cable networks established for the energy supply and control of flow automation equipment in installations, such as international crude oil and natural gas transmission lines, large power plants, petrochemical plants and petroleum refineries bring serious installation, repair and maintenance costs to the enterprises. The failure of fluid control equipment to operate properly in such facilities may sometimes lead to adverse situations. Because of this reason, it is ensured that these systems work continuously in a healthy way with the repairs and maintenance that are perpetually made in the enterprises. In areas of explosion risk in particular, these costs are increasing even more, due to the dedicated equipment that needs to be used, and any malfunction can lead to greater catastrophes. The numerical and experimental study presented here is concerned with the establishment of a locally self-sustaining system for the control of the fluid control equipment, producing energy with the aid of the fluid to be controlled. Thanks to this system, automation processes will become much easier, and it will be possible to provide only wireless power and flow control with wireless communication, especially in big pipe areas without any cabling system. In the Turbo Solenoid Valve System, first of all, rotation is obtained from the running fluid by means of a turbine; in this way, a special electrical generator is operated and the solenoid valve is energized by the electric power obtained. A battery system is used to keep the required electrical energy at an appropriate level and to ensure that the control system operates in all situations. The operation of the system is briefly as follows: the fluid is driving the turbine, the turbine drives the generator and the alternative current power obtained from the generator is converted by a rectifier and a regulator to a constant voltage, which charges the battery and powers the control system. In case of both the first operations and insufficient power generation, the battery will provide the necessary energy. It will also feed the control system in standby mode, which requires a certain amount of energy, especially for wireless data communication. As a result of the experimental measurements made, it has been observed that a 4W power source is sufficient for a latching solenoid valve that opens or closes in 12 seconds. In the experiments performed, the Wi-Fi system's power consumption and the system's incapability of generating power when the valve is closed have been considered. As is well known, the prime equipment used to generate electric power from the flow energy is turbines. The turbines can be divided into two main groups according to the position of the turbine's axis of rotation in the flow: 1) Axial Flow Turbines, 2) Cross Flow Turbines. In axial flow turbines, the turbine's axis of rotation is parallel to the flow direction. In order to obtain a good efficiency in such turbines, the direction of the rotor must always be parallel to the flow. In cross-flow turbines, the flow direction is perpendicular to the turbine's axis of rotation. In such turbines, the axial direction of the turbine does not need to be continuously changed as in the axial flow turbines as well as the flow axis. Therefore, they are advantageous over the axial flow turbines in this respect. However, it is very difficult to predict the design rules and hydrodynamic behavior of such turbines. On the other hand, the flow structure in cross flow turbines introduces varying loads on the aerofoils. In these turbines, the turbine is exposed to variable loads at each rotation, which causes material fatigue. The severity of these mechanical loads determines the turbine lifetime. Therefore, material fatigue analysis is very important in these types of turbines. When designing the turbine in cross flow turbines, factors such as limiting the fatigue effects of the material and decreasing the maximum and mean load difference need to be considered.Generally speaking, cross-flow turbines have two important advantages over axial flow turbines: 1- They can be connected directly to the generator (without using intermediate gear mechanism), 2- They can be easily installed. On the other hand, the hydrodynamics of cross-flow turbines are very difficult due to three different conditions that cause uncertainty, complex turbulence and flow separation. 1 - Ever differing angle of attack. 2- Influence of aerofoil turbulences on each other, 3- Influence of connecting rods on flow. In cross-flow turbines, at low rotational speed, changes in angle of attack very effectively influences turbine performance and causes static and dynamic stalls to occur. On the other hand, the performance of the turbine at high speeds is influenced by the turbulence of the flow running into the turbine, the vortices created by the aerofoils and the interactions they have on each other. In addition, as the rotational speed increases, the drag effect of the connecting rods increases and the total generated moment decreases.In this study, it is planned to use a cross flow turbine in design because, it is more suitable for the system considered, it is simpler and longer lasting for mass production in the future, the system does not need a very high moment generation and low pressure loss is more important in this system.In this study, three different types of cross flow turbines were numerically compared to each other and the most suitable type of turbine was selected for the turbo solenoid system. 1) Darrieus Turbine, 2) Gorlov Turbine 3) Lucid® Turbine (Figure 1). The numerical study was based on Sliding Mesh approach where the interaction of eddies shed by blades with consequent blades was taken into account. In the CFD analysis except turbine type also the effect of the twisting angle and aerofoil profile on the turbine performance was investigated. As a result of analysis on same dimension turbines with NACA0018 profile, it is understood that Lucid® turbine produce highest torque value and also cause highest pressure drop in pipe. On the other hand, 10° twisted Gorlov turbine produce 31.3% torque less than Lucid® turbine but against that it is cause 51.4% less pressure drops. On the investigation on aerofoil effect Darrieus turbines with NACA0021 and NACA0015 has been studied. As a result of this comparison it is understood that NACA0021 produce 1.5% torque less than NACA0018 but cause 3.3% more pressure drop, and NACA0015 produce 9% higher torque than NACA0018 but cause 1.4% more pressure drop. On the investigation on blade twisting angle effect 20° twisted Gorlov turbine has been studied. As a result, it is understood that 20° twisted Gorlov turbine produce 19.1% higher torque and 5.5% less pressure drops than 10° twisted Gorlov turbine. In the next step 20° twisted Gorlov turbine with NACA0015 aerofoil has been studied and it is understood that only by 4.7% less torque production and 49.3% less pressure drop, related to Lucid® turbine, 20° twisted Gorlov turbine with NACA0015 aerofoil shows the best result related to all studied turbines. For the experimental studies, a 20° twisted Gorlov turbine with NACA0015 aerofoil profile was produced. In addition, a turbine housing was built for a special pipe made from a DN50 size plexiglass material. For the experimental studies, a special test setup was used in the SMS-TORK mechanical laboratory. This test setup is a specially designed test rig to measure the performance of solenoid valves. In this test setup, one frequency modulated pump, flowmeter and pressure transmitter are used to calculate the flow coefficient of the valves in the size range from 1/8` to 2`.The pump frequency was set above 42.2 Hz to obtain a flow speed of 3 m/s in the CFD analysis. In this case, the flow meter reads 21.2 m^3/h flow rate. This value means an average flow speed of 3 m/s in a DN50 pipe. In the first stage, the turbine is rotating at 141 rad/s with no generator connection and the turbine is neutral. Since the CFD analyses are performed at 157 rad/s, which is greater than 141 rad/s, this time the CFD analyses were repeated with 78.5 rad/s for the Gorlov turbine with a 20° twisted NACA0015 wing profile in order to make an accurate comparison between experimental and numerical analyses. In this case, the average moment value is 0.0176 Nm and the mean pressure loss is calculated as 6.3 kPa. After this step, a special test setup for moment measurement was developed. This system consists of a braking system, a torque meter and a tachometer. When the turbine rotates under the effect of 3 m/s flow, the rotation speed is fixed at 78.5 rad/s by means of the brake provided in the system. In these conditions, the moment value is measured as 0.016 Nm. In this case, a difference of 10% is seen between the numerical and experimental result, which is caused by the friction in the bearing and sealing elements. On the other hand, a pressure loss of 28.3 kPa was measured in experimental studies with a calibration uncertainty of ±3.5% and equipment accuracy of 0.2%. This value was predicted as 6.3 kPa in the CFD studies. This difference is due to local losses in pipes which was not taken in account in CFD runs. When the turbine is taken off the line, the pressure loss of the pipe is measured as 20.1 kPa. In this case, the pressure loss due to turbine is calculated as 8.2 kPa. This difference between the CFD and the experimental studies is thought to be caused by surface and windage friction on the turbine. 136