Makine Mühendisliği

Experimental Investigation Effect of Using Nano Fluid on Thermal Performance in Solar Collectors

2026-09-30T07:51:59Z

Experimental Investigation Effect of Using Nano Fluid on Thermal Performance in Solar Collectors TALBANI, Rebwar Faiq Abdulmajeed ABSTRACT: We focus in our research on solar thermal technologies in terms of design and performance in water heating first, the process of heat transfer within flat panel collectors, and the calculation of solar radiation secondly, and then we compare between traditional solar water heaters that use water as a heat transfer fluid with poor thermal physical properties and between the development of new methods that contribute to raising the thermal performance and efficiency of the collectors to the use of Nano fluids that contain unique and superior nanoparticles, especially the size of fine particles (<100 nm) with thermal, electrical, optical and mechanical properties by dispersing them in conventional heat transfer fluids. Silver (Ag) nanoparticles were fabricated in the laboratory in an easy, inexpensive, and environmentally friendly manner, for crystal growth, stability and better control of shape and size for various nanotechnology applications Petroselinum crispum, parsley, leaf extract was utilized as a reducing, capping and stabilizing agent, without using hazardous chemical materials, for producing Ag NPs. The biosynthesized Ag NPs were characterized using different characterization techniques, namely UV-Vis, FT-IR spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), dynamic light scattering (DLS), zeta potential, differential scanning calorimeters (DSC), thermo gravimetric analysis (TGA), transmission electron microscope (TEM).To investigate the optical, thermal, structural, morphological and chemical properties of plant extract and biosynthesized silver nanoparticles, field emission electron microscopy (FESEM), and energy dispersive X-ray (EDX) analysis are performed. After that, the biosynthesized Ag NPs have been utilized in harvesting sunlight for solar thermal generation. Surface Plasmon resonance (SPR) for the green synthesized Ag NPs with the dark color were adjusted nearly at 450 nm. Once the Ag NPs are excited at the SPR, a large amount of heat is released, which causes a change in the local refractive index surrounding the Ag NPs. The released heat from the Ag NPs under the solar irradiation at the precise wavelength of Plasmon resonance significantly increased the temperature of the aqueous medium. Different percentages of Ag NPs were dispersed in water and then exposed to the sunlight, to monitor the temperature of the suspension. It was found that the temperature of the aqueous medium reaches its highest point when 3 wt. % of Ag NPs has been utilized. This investigation is rare and unique, and it shows that utilizing a small amount of the biosynthesized Ag NPs can increase the temperature of the aqueous medium dramatically.; ÖZET: Araştırmamızda ilk olarak su ısıtmada tasarım ve performans, düz panel kollektörlerde ısı transferi süreci ve ikinci olarak güneş radyasyonunun hesaplanması açısından güneş enerjisi teknolojileri üzerine odaklanıyoruz ve ardından su kullanan geleneksel güneş enerjili su ısıtıcıları arasında karşılaştırma yapıyoruz. Zayıf termal fiziksel özelliklere sahip bir ısı transfer akışkanı olarak ve komplekslerin termal performansının ve verimliliğinin yükseltilmesine katkıda bulunan yeni yöntemlerin geliştirilmesi, özellikle ince partikül boyutunda (<100) benzersiz ve üstün nanopartiküller içeren nanoakışkanların kullanımına kadar. Geleneksel ısı transfer akışkanlarında dağıtarak termal, elektriksel, optik ve mekanik özelliklere sahiptir. Gümüş (Ag) nanopartiküller, kristal büyümesi, stabilite ve çeşitli nanoteknoloji uygulamaları için daha iyi şekil ve boyut kontrolü için laboratuvarda kolay, ucuz ve çevre dostu bir şekilde üretildi. Ag NP’leri üretmek için tehlikeli kimyasallar kullanılmadan indirgeyici, kapak kapatıcı ve fiksaj maddesi olarak Petroselinum crispum, maydanoz ve yaprak ekstresi kullanıldı. Biyosentezlenmiş Ag NP’ler, UV-Vis, FT-IR spektroskopisi, X-ışını kırınımı (XRD), dinamik ışık saçılımı (DLS), zeta potansiyeli, diferansiyel kalorimetri (DSC), termogravimetrik analiz (TGA) gibi farklı karakterizasyon teknikleri kullanılarak tanımlanmıştır. Transmisyon elektron mikroskobu (TEM), alan emisyon taramalı elektron mikroskobu (FESEM) ve bitki özü ve biyokompozit Ag NP’lerin optik, termal, yapısal, morfolojik ve kimyasal özelliklerini araştırmak için enerji dağılımlı X-ışını (EDX) analizi. Bundan sonra, biyosentezlenen Ag NP’ler, güneş enerjisi üretimi için güneş ışığının hasat edilmesinde kullanılmıştır. Koyu renkli yeşil sentezlenmiş Ag NP’ler için Yüzey Plazmon rezonansı (SPR) yaklaşık 450 nm’de ayarlandı. Ag NP’ler SPR’de uyarıldığında, Ag NP’leri çevreleyen yerel kırılma indeksinde bir değişikliğe neden olan büyük miktarda ısı açığa çıkar. Plazmon rezonansının kesin dalga boyunda güneş ışınımı altında Ag NP’lerinden salınan ısı, sulu ortamın sıcaklığını önemli ölçüde arttırdı. Ag NP’lerin farklı yüzdeleri suda dağıldı ve daha sonra süspansiyonun sıcaklığını izlemek için güneş ışığına maruz bırakıldı. Ag NP’lerin ağırlıkça %3’ü kullanıldığında sulu ortamın sıcaklığının en yüksek noktasına ulaştığı bulunmuştur. Bu araştırma nadir ve benzersizdir ve az miktarda biyosentezlenmiş Ag NP’lerin kullanılmasının sulu ortamın sıcaklığını önemli ölçüde artırabileceğini göstermektedir.

Tünel Yangınlarında Jet Fanların Konumu-Hava İletim Yönü ve Fan Hızının Tahliyeye Etkisinin Simülasyon ile İncelenmesi

2026-09-25T12:21:55Z

Tünel Yangınlarında Jet Fanların Konumu-Hava İletim Yönü ve Fan Hızının Tahliyeye Etkisinin Simülasyon ile İncelenmesi BAŞIBEYAZ, Mehmet ÖZET: Bu tez çalışmasında eğimli bir tünel yangınında jet fanların konumu, hava iletim yönü ve fan hızının tahliyeye etkisinin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği yazılımı ile incelenmiştir. Tüneller coğrafi engebelerin aşılıp, buna bağlı mesafelerin azalmasıyla hayatımızın büyük bir parçası olan ulaşımı kolaylaştırmaktır. Tünellerde çıkan yangın ve kazalarda çok ağır sonuçlar meydana gelmektedir. Yangınlarda ölümlerin en büyük sebebi çıkan duman gazlarının entübe (solunması) ile oluşmaktadır. Tünelde araçlardan çıkan emisyonları düşürerek acil durumlarda çıkan sıcak dumanları kullanıcılardan uzaklaştırılmalıdır. Bu tez çalışmasında Erzurum ve Rize arasında yapılmakta olan Kırık Tüneli için basınç kayıpları, jet fanların sayısı, debisi, hava iletim yönü belirlenmiştir. Tünel 7091 m boyunda at nalı kesitindedir. Ayrıca tünelin %-4,75 eğimli olduğu ve bu eğime göre geometri oluşturulmuştur. 709 m için tünel modellenmiştir. Tünelin çok uzun olması sebebiyle tünelin çıkış kısmında özellikle dumandan etkilenme oranı yüksek olacağından dolayı çıkış kısmının analizleri yapılmıştır. Amaç tünelde bir araç yangını durumunda daha hassas analiz sonuçları elde etmektir. Kırık Tüneli için 30 MW ve 100 MW yangın yükü için analiz yapılmıştır. Konumuna göre yerleştirilen jet fanların debileri %50 ile %75 artırıldı ve azaltıldı. Böylelikle her yangın gücü için 5 durum belirlendi ve duman tahliyesi simülasyon ile incelendi. Farklı jet fan debilerine göre tünelde meydana CO, CO2, hız, görünürlük ve sıcaklık durumları analiz sonucunda belirlenmiştir. Yapılan simülasyon sonucunda 30 MW ve 100 MW yangın yüklerinde belirlenen jet fan debileri ile havalandırma sistemleri yangın esnasında duman tahliyesini gerçekleştirebilmiştir. Fakat bu yangın yükleri için %50 ve %75 debi azalttığımız jet fanların itki kuvveti yetersiz kalmıştır.; ABSTRACT: In this thesis, the effects of the jet fans position, air direction and fan speed on the evacuation in an inclined tunnel fire were investigated with Computational Fluid Dynamics software. Tunnels are to facilitate transportation, which is a big part of our lives, by overcoming geographical obstacles and reducing the distances associated with it. Fires and accidents in tunnels have severe consequences. The most significant cause of death in fires is caused by intubating (breathing) the smoke gases. By reducing the emissions from the vehicles in the tunnel, the hot fumes that come out in emergencies should be removed from the users. This thesis determined the pressure losses, the number of jet fans, the flow rate, and the air transmission direction for the Kırık Tunnel, which is being built between Erzurum and Rize. The tunnel is 7091 m long and has a horseshoe section. In addition, the tunnel has a slope of -4.75%, and the geometry was created according to this slope. The tunnel is modeled for 709m. Because the tunnel is very long, the analysis of the exit section of the tunnel was made since the rate of exposure to smoke would be high, especially in the exit section of the tunnel. The aim is to obtain more precise analysis results for a vehicle fire in the tunnel. Analysis was performed for 30 MW and 100 MW fire loads for Kırık Tunnel. The flow rates of the jet fans placed according to their position were increased and decreased by 50% to 75%. Thus, five situations were determined for each firepower, and smoke evacuation was analyzed by simulation. According to different jet fan flow rates, CO, CO2, velocity, visibility, and temperature conditions in the tunnel were determined as a result of the analysis. As a result of the simulation, the jet fan flow rates determined at 30 MW and 100 MW fire loads and ventilation systems were able to perform smoke evacuation during a fire. However, the thrust of the jet fans, for which we reduced the flow rate by 50% and 75% for these fire loads, was insufficient.

Biyomalzemeler İçin Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilen Timocu Alaşımlarının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

2026-09-24T08:25:38Z

Biyomalzemeler İçin Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilen Timocu Alaşımlarının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi KURT, Murat ÖZET: Bu çalışma biyomalzeme alanında kullanılmak üzere toz metalurjisi prosesleri kullanılarak TixMo5Cu alaşımları üretilmiştir. Farklı oranlarda Mo takviyesi yapılarak, 550 MPa basınç altında soğuk preslemeyle şekilendirilmiştir. Şekillendirilen numuneler 5 farklı sıcaklıkta 180 dakika bekleme süresi ile sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Sinterleme süresi boyunca oksidasyondan korumak için %99,99 saflıkta argon gazı kullanılmıştır. Daha sonra numunelere Arşimet prensibiyle yoğunluk testleri yapılmıştır. En yüksek yoğunluğa 1300°C‟de sinterlenen alaşımlarda ulaşıldığı için; X-ışınları analizi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), yüzey kırık analizi, (EDS) analizleri, çekme, sertlik gibi mekanik testler 1300°C üretilen numunelere uygulanmıştır. Yoğunluk testi ile artan Mo oranıyla bağıl yoğunluk değerlerinin azaldığı görülmüştür. XRD analizi ile faz yapısını, SEM ile mikroyapı özellikleri belirlenmiştir. Mekanik özellikleri için, vickers sertlik ve çekme testlerinden faydalanılmıştır. İlave edilen alaşım elementlerinin ve farklı sinterleme sıcaklıklarının mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri gözlenmiştir. Mo artış oranına bağlı olarak mukavemet ve yoğunlukta azalma görülürken, sertlikte artış tespit edilmiştir.; ABSTRACT: In this study, TixMo5Cu alloys were produced using powder metallurgy processes for use in the field of biomaterials. It was shaped by cold pressing under 550 MPa pressure by adding Mo reinforcement at different rates. The shaped samples were subjected to sintering at 5 different temperatures with a waiting time of 180 minutes. During the sintering period, 99.99% pure argon gas was used to protect it from oxidation. Then, density tests were performed on the samples with Archimedes principle. Since the highest density is reached in alloys sintered at 1300°C; Mechanical tests such as X-ray analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), surface fracture analysis (EDS), tensile and hardness were applied to the samples produced at 1300°C. With the density test, it was observed that the relative density values decreased with increasing Mo ratio. Phase structure was determined by XRD analysis and microstructure properties were determined by SEM. For mechanical properties, vickers hardness and tensile tests were used. The effects of added alloying elements and different sintering temperatures on microstructure and mechanical properties were observed. Depending on the increase in Mo, a decrease in strength and density was observed, while an increase in hardness was detected.

İndüksiyon Yöntemi Kullanılarak Niti/Sic Tozu ile Kaplanan Aısı 1020 Çeliğin Mikroyapı ve Mekanik Davranışlarının Araştırılması

2026-09-23T10:26:11Z

İndüksiyon Yöntemi Kullanılarak Niti/Sic Tozu ile Kaplanan Aısı 1020 Çeliğin Mikroyapı ve Mekanik Davranışlarının Araştırılması YILDIRIM BELTİR, Meral ÖZET: Düşük karbonlu çeliklerin yaygın kullanımları ve kullanıldıkları ortamda kullanım ömürlerinin uzatılması büyük önem arz etmektedir. Bu çeliklerin yüzey özelliklerinin geliştirilmesi için birçok çalışma yapılmış ve çok sayıda çalışma devam etmektedir. Bu çalışmada AISI 1020 çelik yüzeyine Ni/Ti ve Ni/Ti–SiC tozları ile indüksiyon ateşleme sistemi kullanılarak kendi kendine yanma sentezi yöntemi ile kaplanarak yüzey özellikleri açısında aşınma direnci iyi, düşük maliyetli ve kaplanmaları daha kolay üretim yöntemleri geliştirilmiştir. AISI 1020 çeliği düşük karbonlu çeliklerin yüzeyi indüksiyon ısıtma yöntemi ile farklı kompozit tozlarla alaşımlandırılmıştır. Alaşımlandırılan yüzeylerin aşınma ve mikro yapı özellikleri araştırılmıştır. Düşük karbonlu çeliklerin yüzeyleri 25 gr NiTi oranı ile oranları değişen SiC alaşımının tozları katılarak alaşımlandırılmıştır. Yüzey alaşımlama işleminden sonra, alaşımlı yüzeyin mikro yapısını incelemek için, tarayıcı elektron mikroskobu (SEM), X-ışınları (XRD) noktasal analiz (EDS), optik mikroskop gibi teknoloji araştırma yöntemleri kullanılmıştır. Abrasif aşınma testleri pin-on-disk aparatı üzerinde gerçekleştirilmiştir. Alaşımlandırılmış yüzey üzerinden mikro sertlik değerleri ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar literatür ile karşılaştırılarak tartışılmıştır.; ABSTRACT: Widespread use of low carbon steels and prolonging their useful life in the environment in which they are used are of great importance. Many studies have been carried out to improve the surface properties of these steels and many studies are ongoing. In this study, production methods with good wear resistance, low cost and easier coating have been developed in terms of surface properties by coating AISI 1020 steel surface with Ni/Ti and Ni/Ti –SiC powders by self-combustion synthesis method using induction ignition system. The surface of low carbon steels of AISI 1020 steel is made with different composite powders by induction heating method. The wear and microstructure properties of the described surfaces were investigated. The surfaces of the low carbon steels are made sense by adding the powders of the SiC alloy, the proportions of which vary with the 25 gr NiTi ratio. After the surface alloying process, technology research methods such as scanning electron microscope (SEM), X-rays (XRD) point analysis (EDS), optical microscope were used to examine the microstructure of the alloy surface. Abrasive wear tests were performed on pin-on-disc, adhesive wear tests were performed on block-on- disc apparatus. Microhardness values were measured on the alloyed surface. The obtained results were discussed by comparing with the literature.