2024-03-29T09:05:35Zhttp://i-rep.emu.edu.tr:8080/oai/request
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/852012-12-25T13:47:35Zhdl_11129_15Tadrisi, Sedighe2012-11-30T11:16:55Z2010Tadrisi, Sedighe. (2010). An Experimental Study of Natural Convection of Nanofluid in a Rectangular Cavity. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/85Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2010. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet S. Aybar.The concept of nanofluids refers to a new kind of heat transport fluids by
suspending nano scaled metallic or nonmetallic particles in base fluids. The
experimental results showed that the suspended nanoparticles increased convective
heat transfer coefficient of the fluid.
The properties and behavior of a nanofluid depend on a number of parameters
including the properties of the base liquid and the dispersed phases, particle
concentration, particle size and morphology, as well as the presence of dispersants
and/or surfactants. From a macroscopic view, the properties of homogenous
nanofluids that affect the heat transfer behavior include heat capacity, thermal
conductivity, density and viscosity.
Natural convective heat transfer is affected by a number of processes in parallel
and/or series, including unsteady state heat conduction through the heating wall,
conduction within the boundary layer and its development, as well as convection due
to the variation of liquid density and the density difference between the nanoparticles
and the liquid.
In this experimental study, natural heat transfer of Nanofluid will be
investigated. Nanofluid with different volume percentage will be put between walls
of the cavity, and the natural heat transfer will be observed. As a result of the
experimental readings, Nusselt number as a function of Rayleigh number (i.e. Nu= c
Raⁿ) will be obtained.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringFluid MechanicsNanofluid - Convective Heat Transfer - Natural Convection - CavityAn Experimental Study of Natural Convection of Nanofluid in a Rectangular CavityThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/1152012-12-25T14:22:48Zhdl_11129_15Bijanrostami, Khosro2012-12-03T06:52:26Z2011Bijanrostami, Khosro. (2011). Design and development of an automated guided vehicle for educational purposes. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/115Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2011. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.An Automated Guided Vehicle (AGV) is a set of cooperative driverless vehicle, used on manufacturing floor and coordinated by a centralized or distributed computer-based control system. AGVs-based Material Handling Systems (MHSs) are widely used in several Flexible Manufacturing Systems (FMS) installations. One of the challenge in MHSs is how flexible and adequate is the utilization. The key issue of the flexibility of MHSs is the routing system. It should be designed in a way that can be easily modified to become adaptable to new or replaced machines.
The main focus of this study is to make an AGV with the convenient materials, simple and applicable routing system and more importantly reducing the cost and increasing the flexibility. For this propose an AGV is basically modeled and designed with CATIA software and developed with special specifications such as producing some parts by milling CNC when high accuracy was necessary. Moreover the flexibility of the system is improved employing three more sensors which make the plan more intelligent dealing with multi directional guiding paths. Also benefiting from the colorful paths the flexible is enormously increased due to simplicity of the nature the paint to be plant or removed. Finally the users are able to extend components, add new machines, define them and specify routs for new settings without disturbing the operations in process. This thesis also addresses key issues involved in the design and operation of AGV-based MHSs for the FMS section of CAD-CAM laboratory of Mechanical Engineering Department of Eastern Mediterranean University.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringAutomated guided vehicle systemsRobots - Control systemsFuzzy Logic - Steering System - Programmable Logic Control (PLC)Flexible Manufacturing System (FMS) - Material Handling System (MHS)Design and development of an automated guided vehicle for educational purposesThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/1182012-12-25T14:24:58Zhdl_11129_15Ghazal, Maher T.S.2012-12-03T07:17:18Z2010Ghazal, Maher T.S.. (2010). Designing and Optimization of a High Efficiency Single Family House Located in the TRNC. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/118Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2010. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.The conscious design of building parameters and the awareness of the available materials that could be used in construction could decrease or in some cases eliminate the need for HVAC systems, and thus, optimizing building parameters could help eliminating undesired energy losses through the building's envelope. This work highlights the benefits of some of the materials which are newly dragged to the North Cyprus market. Possibility of manufacturing and casting of lightweight Pumice concrete using ordinary concrete planet is discussed. Heat conductivity test, as well as the cooling time, of those new materials has been done and results have been tabulated. A case study is introduced for a house in N. Cyprus to find the impact of those construction materials. The house has been hypothetically constructed using ordinary materials which are considered as the norm in N. Cyprus in Case A. On the other hand, the house (hypothetical) in Case B is constructed with thermal comfort criteria in mind, and by using the new materials experimentally tested as a part of this work. Energy losses during the heating season and gains during the cooling seasons are calculated for both cases using heat transfer methods. The energy needed to compensate for the loss and gain are presented. The study shows that about 50% of the energy needed for the HVAC can be eliminated in Case B.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringBricks - Building Materials - Cyprus, NorthPumice cencrete - Pumice bricks - U-value - Low energy houses - PBPDesigning and Optimization of a High Efficiency Single Family House Located in the TRNCThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/1292012-12-25T14:31:39Zhdl_11129_15Solomon, Olopade Olusegun2012-12-03T09:39:42Z2011Solomon, Olopade Olusegun. (2011). Energy Assessment of a Parabolic Trough Collector in North Cyprus. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/129Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2011. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Uğur Atikol.The present work is concerned with the investigation of the performance of a parabolic trough collector in North Cyprus. The Feasibility of using this collector for the purpose of supplying hot steam in a solar thermal power plant has been the interest of energy policy makers recently. In order to optimize the performance of trough, a mathematical simulation was carried out displaying the temperature of the out flowing working fluid. The simulation results show that the temperature of the working fluid exiting a trough ranges from 80 0C to 115 0C during the summer months and is less than 80 0C during winter. This shows that using parabolic trough mirror for setting up a concentrating solar plant in North Cyprus is technically feasible.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringSolar Energy - Engineering - Cyprus, NorthConcentrating Solar Power - Parabolic Trough - System Simulation - Collector SizeEnergy Assessment of a Parabolic Trough Collector in North CyprusThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/1362012-12-25T14:37:10Zhdl_11129_15Dianat, Golnaz2012-12-03T12:28:31Z2011Dianat, Golnaz. (2011). Experimental and Numerical investigation of flow structures behind Bluff Bodies in Tandem Arrangement. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/136Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2011. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.Flow structures attracted scientist since many decades. When a fluid flows around a bluff body or an object moves within a fluid at different Reynolds numbers different flow regimes can be observed. The flow properties plays great importance in analysis of different applications. These properties either calculated with numerical or experimental techniques. Experimental studies are time consuming and more expensive. Developments in computers enabled scientist to analyse and simulate almost all flow conditions easily. But always these results must be compared with experimental results to have more healty conclusions. In this study flow properties such as instantaneous velocity, normalized velocity and incoherent flow structures analyzed numerically behind two normal flat plates in tandem arrangement at six different gap ratios. Reynolds Stress Model versus Two-Equation Shear Stress Transport model compared effectively for different gap ratios. Also results of double tandem plates and square cylinder were examined.
Computational Fluid Dynamics (CFD) codes ANSYS/FLUENT 13.0® was used to simulate the flow around the normal flat plates. The equations of shear stress transport model and Reynolds Stress Model (RSM) were considered as solution techniques. But since, the validity of any theoretical prediction can only be assessed in practice, the comparison was done between numerical data and achieved data from the experiments, for both cases based on literature. The experiments were done on an open type sub-sonic wind tunnel at Reynolds number of 33000 with turbulence intensity around 0.5-0.8%. The effects of gap ratio on the flow characteristics were tested for tandem arrangements. Experimental errors, high cost equipment and spending too much time on testing, result in fulfilling the problem by CFD processes. These numerical methods compared with experimental results to justify the effects of different turbulence model.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringFluid MechanicsCFD - Vortex Shedding - Incoherent Products - Bluff Bodies in TandemExperimental and Numerical investigation of flow structures behind Bluff Bodies in Tandem ArrangementThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/1742012-12-26T06:48:41Zhdl_11129_15Fonche, Cosmas Abong2012-12-07T13:11:08Z2010Fonche, Cosmas Abong. (2010). Manufacturing, Simulation and Implementation of Concurrent Engineering to Improve ProductionA Case Study in Palm Oil Industry. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/174Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2010. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: The objective of this thesis is to improve the performance of a medium size industrial manufacturing plant by studying the effects of its production line and developing a proposed model of the production stages of the system via computer simulations.
The study has been carried out over an industrial case; Cameroon Development Corporation (C.D.C) is a palm oil manufacturing factory located in Limbe – Cameroon, which intends to invest on upgrading some of the production stages or by constructing another plant in the near future. This study aims to define the requirements and methods of simulation implementation for this selected case to improve its throughput and delivery performance in batch production. The proposed system is basically focused on modeling and simulation of the palm oil production lines of selected case via Activplant computer simulation tool. Then, the existing model is modified to test the several aspects by implementing computer simulation for achieving better performance and effectiveness in continuous production. The result of this simulation study is expected to be useful reference to the factory under study for its process of improvement.
Keywords: Simulation, Modeling, Batch production, Continuous production.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bu tezin amacı, üretim hattının etkileri eğitimi ve bilgisayar simülasyonları ile sistemin üretim aşamaları önerilen model geliştirilerek endüstriyel üretim tesisi orta boy bir performansını geliştirmektir. Çalışmanın bir sanayi davası yüzünden yapılmıştır; Kamerun Development Corporation (CDC) bir hurma yağı fabrikasında Limbe bulunan - Kamerun, bazı üretim aşamaları ya da yakın gelecekte başka bir bitki oluşturarak yükseltme üzerine yatırım yapmak niyetinde olduğunu. Bu çalışma kendi akışı ve toplu üretim teslimat performansını artırmak için gereksinimleri ve simülasyon uygulama yöntemleri bu seçilmiş için tanımlamak amacındadır. Önerilen sistem temelde modelleme ve seçilmiş davanın hurma yağı üretim hatlarının simülasyon Activplant bilgisayar simülasyon aracı ile odaklanmıştır. Daha sonra, mevcut modelin daha iyi performans ve etkinliğini sürekli üretimde ulaşmak için bilgisayar simülasyonu uygulayarak çeşitli yönleriyle test etmek değiştirilir. Bu simülasyon çalışması sonucu fabrika için yararlı referans iyileştirme ve süreç için çalışma altında olması bekleniyor.
Anahtar Kelimeler: Simülasyon, Modelleme, Parti üretimi, Sürekli Üretim.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringSimulation - Modeling - Batch production - Continuous productionManufacturing, Simulation and Implementation of Concurrent Engineering to Improve ProductionA Case Study in Palm Oil IndustryThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/1752012-12-26T06:49:12Zhdl_11129_15Salarvand, Navid2012-12-07T13:29:22Z2009Salarvand, Navid. (2009). Mathematical Modeling of Magnetic Regenerator Refrigeration Systems. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/175Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2009. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Aybar.ABSTRACT: Active magnetic regenerative refrigeration (AMRR) systems are designed based on magnetocaloric effect of some special solid materials, such as Gadolinium-Silicon-Germanium, Ferrum-Rhodium, etc. During the last three decades, a variety of cooling systems have been proposed using magnetic materials at room temperature. In this thesis, an AMRR system using FeRh as refrigerant is studied. For the simulation, a one-dimensional, time-varying mathematical model is developed. This model consists of two energy equations for the heat transfer fluid and the regenerator which are descritized by finite difference method. The simulation begins at an initial temperature distribution in the regenerator and fluid and takes time steps forward in time and space until the steady state is attained. On the other hand, in order to simulate the system, it was necessary to obtain and code the properties of the FeRh alloy, especially the entropy. The entropy of the alloy was calculated by using the specific heat experimental data. The coding procedure of properties was done by surface fitting and additional interpolation. To verify the developed model, the temperature distribution in the regenerator was obtained for all stages using Gadolinium as the refrigerant validated with some published results. At last, the performance of the refrigerator was optimized in terms of refrigerant porosity, mass flow rate, and type of the heat transfer fluid. The capability to give acceptable results of the performance of the system proves that the model is a powerful tool to predict the performance of AMRR systems. Besides, the high performance of the AMRR gained in this study, shows that this upcoming technology will be a suitable alternative for space cooling in the near future.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Aktif manyetik rejeneratif soğutma (AMRR) sistemlerinin tasarımı Gadoliium-Silicon-Germanium, Ferrum-Rhodium… gibi özel katı maddelerin magnetocaloric etkilerine göre yapılır. Son 30 yıl içerisinde birçok soğutma sistemi oda sıcaklığında manyetik materyaller kullanılarak denenmiştir. Bu tezde, FeRh soğutucu akışkan kullanılan AMRR sistem incelenecektir. Simülasyon için bir boyutlu, değişken zamanlı matematiksel model geliştirildi. Simülasyon rejeneratörde ilk sıcaklık değerinde başlar ve kararlı hale ulaşıncaya kadar devam eder. Sistemin simülasyonunu yapabilmek için, FeRh alaşımının özelliklerinin gözlenmesi ve kodlanması gerekir, entropi bu özelliklerin başında gelmektedir. Alaşımın entropisi özgül ısı deney dataları kullanılarak hesaplandı. Özelliklerin kodlanması ise surface fitting ve additional interpolation yöntemleri kullanılarak yapıldı. Geliştirilen modelin doğrulanmasında, rejeneratöründeki sıcaklık dağılımı bütün aşamalarda soğutucu akışkan olarak Gadolinium kullanılarak gözlendi ve önceden yayınlanmış sonuçlar ile doğrulandı. Son olarak, soğutucunun performansı soğutucu akışkan porozitesi, debisi ve ısı transfer akışkanı yönünden optimize edildi. Sistemin performansı hakkında kabul edilebilir ve geçerli sonuçlar vermesi bu modelin AMRR sistemlerinin performansını ölçmede iyi bir araç olduğunun göstergesideir. Bu çalışma AMRR nin yüksek performansını göstermenin yanında gelecekteki teknolojilerin soğutmada geçerli bir alternatif olacağını göstermektedir.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringRefrigeration and Refrigerating MachineryCold StorageMathematical Modeling of Magnetic Regenerator Refrigeration SystemsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/1822012-12-26T07:24:10Zhdl_11129_15Esfahani, Mehdi Lajavardi2012-12-10T08:55:29Z2012Esfahani, Mehdi Lajavardi. (2012). Monitoring the Performance of a Small-Scale Wind Turbine. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/182Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2012. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Uğur Atikol.ABSTRACT: Small wind turbines are known to generate less than 100 kW of electricity and they are used in farms, homes and small businesses for backup electricity to reduce electricity bills. The present work is concerned with the monitoring of a small scale wind charger which is mounted on the roof of the building of the department of mechanical engineering at Eastern Mediterranean University. Rutland 913 wind charger used for this work has a swept diameter of 910 mm and produces a power output up to 300Wp. A data acquisition system composed of a microcontroller and a series of resistors are used to measure the current and voltage and calculate the corresponding power and wind speed. Using a serial port, data are sent to a personal computer (PC). The data transferred to the PC are recorded to a text file using a purpose-designed program for this system. Two methods of estimating annual energy output (AEO) are introduced and compared with actual data. Data recorded are displayed as a power versus hour curves for each month. Average wind speed for the period of measurements (7 months) was obtained as 4.9 m/s and power produced at this speed was measured as 12.6W. AEO generated was estimated to be 110kWh/yr according to experimental data. By using the swept area and power curve methods, the theoretical AEO was estimated as 103.2kWh/yr and 112.21kWh/yr respectively.
Keywords: Small-scale wind turbine, power output, data acquisition system, microcontroller, annual energy output.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Küçük rüzgar türbünleri 100 kW elektrik üreten türbinler olarak biliniyor ve evlerde ve çiftliklerde kullanılıyor. Ev ve işletmelerde elektrik depolamak için kullanılarak elektrik faturasının azalmasını sağlıyor. Yapılan iş makina mühendisliği binasının çatısı üzerine monte edilmiş küçük ölçekli şarj izleme ile ilgilidir. Bu iş için Rutland 913 modelinde türbin kullanılmıştır ve bu iş için çapı 910 mm olan türbin kullanılmıştır. Bu türbin 300 Wp bir güç üretiyor. Bir veri toplama sistemi üreten gücü ölçmek için ve rüzgarın hızını hesaplamak için kullanılır. Seri port verileri PC’ye gönderilir. Gönderilen veriler bu sistem için hazırlanmış özel bir programla text dosyasında kaydediliyor. Tahmini yıllık enerji üretimi için iki yöntem tanıtılmış ve pratik veri ile karşılaştırılmıştır. Kaydedilen bilgiler güç saat grafiği oluşturularak grafik oluşturuldu. 7 ay boyunca alınan ölçümler sonucu ortalama rüzgar hızı 4.9 m/s ve bu hızda üretilen güç 12.6 W olarak saptandı. Yıllık üretilen enerji yaklaşık olarak 110kWh/yr. Swept area methodla yıllık üretilen enerji 103.2kWh/yr ve power curve methodla da 112.21kWh/yr olarak bulundu.
Anahtar kelimeler: Küçük ölçekli rüzgar türbini, güç çıkışı, veri toplama sistemi, mikro işlemci, yıllık enerji üretimi.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringWind Power - Wind TurbinesSmall-Scale Wind Turbine - Power Output - Data Acquisition SystemMicrocontroller - Annual Energy OutputMonitoring the Performance of a Small-Scale Wind TurbineThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/2162012-12-26T07:42:30Zhdl_11129_15Mirlatifi, Amir Motaleb2012-12-13T12:32:18Z2009Mirlatifi, Amir Motaleb. (2009). Simulation of Melting of a Pure Substance Using Curvilinear Moving Grids. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Gazimagusa: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/216Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2009. Supervisor: Prof. Dr. İbrahim Sezai.ABSTRACT: Melting and solidification of metals play an important role in material processing, metallurgy, welding, and growth of crystals from melts and solutions. There are generally two types of methods to simulate the melting/solidification processes: 1) The fixed grid methods 2) Moving grid methods. In the fixed grid approach a fixed grid is used in the real space of the problem and the solid-liquid interface is accounted for by using artificial source terms similar to the flow in porous media. In this method the interface position is not tracked but can be estimated indirectly and approximately. In the moving grid method the flow equations in the curvilinear moving plane are transformed into the fixed computational plane. Consequently, the solution of the transport equations as well as the position of the interface is tracked accurately. In this work Stefan condition is explained and mathematical modeling and numerical prediction of phase change processes of pure materials using curvilinear moving grids at macroscopic level is presented. The effectiveness of the method is demonstrated by adopting the conventional problem of Gallium melting. Grid refinement test is carried out and effects of different time steps as well as various Rayleigh and Stefan numbers are examined on the results.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZET: Malzemelerin işlenmesi, metalurji ve eriyiklerle çözeltilerden kristal büyümesinde metallerin erime ve katılaşması önemli rol oynar. Erime/katılaşma işlemlerini simüle etmede genel olarak iki metod kullanılır: 1) Sabit grid metodu 2) Hareketli grid metodu. Sabit grid yaklaşımı kapsamında reel uzayda sabit bir grid kullanılır ve katı-sıvı geçişleri gözenekli ortamlardaki akışa benzer yapay kaynak terimleri kullanılarak çözümlenir. Bu metodda, katı-sıvı ara sınırı takip edilmez ama dolaylı yoldan ve yaklaşık olarak hesaplanabilir. Hareketli grid metodunda eğrisel uzaydaki akış denklemleri, sabit hesaplama düzlemine dönüştürülür. Sonuç olarak, taşıma denklemlerinin çözümü ve katı-sıvı ara sınırı kesin bir şekilde takip edilir. Bu çalışmada Stefan durumu açıklanmış ve eğrisel hareketli gridler makroskopik düzeyde kullanılarak saf malzemelerin hal değişim işlemlerinin matematiksel modellemesi ve sayısal tahmini yapılmıştır. Metodun etkililiği, geleneksel Galyumun erimesi problemine uyarlanarak denenmiştir. Grid iyileştirme testi yapılmış ve farklı zaman aralıkları, Rayleigh ve Stefan rakam değerleri kullanılarak sonuçta oluşan farklar gözlemlenmiştir.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringFluid DynamicsGas DynamicsSimulation of Melting of a Pure Substance Using Curvilinear Moving GridsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/2452013-01-03T00:00:19Zhdl_11129_15Al-Khawajah, Monther Fuad2013-01-02T13:16:55Z2011Al-Khawajah, Monther Fuad. (2011). The Effect of Using Transverse Partitioning and Reflection on Single and Counter Flow Solar Air Heater Using Wire Mesh as an Absorber. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/245Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2011. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.ABSTRACT: Rising costs of conventional fuels, increasing energy demand, concerns over climate change and pollutants resulted from burning fossil fuels have increased the interest in various renewable energy technologies. The energy demand associated with heated air for different sectors is quite significant. Solar air heaters have been developed with the aim of reducing the demand for conventional fuels. 3 glazed solar air heaters were experimentally studied here. The thermal performance of a single and counter path solar air heater with 2, 4, and 6 fins attached were experimentally investigated. The effect of reflection on the single path solar air heater with 2 fins was studied. Wire mesh layers were used between the fins instead of an absorber plate. The effects of mass flow rate of air on the outlet temperature and thermal efficiency were studied. The indicated results show that the efficiency always increases with increasing the mass flow rate for the range of the flow rate used in this work. The maximum efficiencies obtained for the counter pass solar air heater (CPSAH), and the single pass solar air heater (SPSAH) for the 6 fins case and mass flow rate of 0.042 kg/s were 85.9% and, 79.8% respectively. While the maximum efficiency obtained for single pass solar air heater with reflection (SPSAHWR) was 56.1% compared to 65.8% for the 2 fins SPSAH case and same mass flow rate. In addition, the maximum instantaneous temperature difference obtained for CPSAH, and SPSAH, was 62.1 oC, 51 oC, respectively for the 6 fins SAH when the mass flow rate was 0.0121 kg/s. While the maximum instantaneous temperature difference obtained for SPSAHWR was 51.1 oC compared to 44.2 oC of SPSAH of the same mass flow rate. Comparison of the results of CPSAH, SPSAH and SPSAHWR collectors with those of a conventional collector shows a substantial enhancement in the thermal efficiency.
Keywords: Renewable energy, solar air heaters, counter path solar air heater with fins, single path solar air heater with fins, thermal efficiency.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Artan konvansiyonel yakıt maliyetleri, artan enerji talebi, iklim değişikliği endişesi, ve fosil yakıtların yanmasından çıkan kirlilik, yenilenebilir enerji teknolojilerine olan ilgiyi artırdı. Farklı sektörlerin ısıtılmış havaya olan talebi oldukça önemlidir. Konvansiyonel yakıt tüketimini azaltmak için güneş hava ısıtıcıları geliştirildi. Bu çalışmada 3 camlı güneş ısıtıcısı deneysel olarak çalışıldı. Tek ve çift geçişli, 2, 4, 6 kanatçıklı güneş hava ısıtıcılarının termal performansı deneysel olarak araştırıldı. Güneş yansımasının tek geçişli 2 kanatçıklı güneş hava ısıtıcısına etkisi araştırıldı. Emici metal plaka yerine kanatçıkların arasında tel örgü tabakaları kullanıldı. Hava kütlesi akış hızının termal verimliliğe ve havanın çıkış sıcaklığına olan etkileri araştırıldı. Elde edilen neticelerde bu çalışmada kullanılan hava kütlesi akış hızının artmasıyle verimliliğin sürekli arttığı görülmüştür. Çift geçişli güneş hava ısıtıcısında ve tek geçişli güneş hava ısıtıcısında elde edilen en yüksek verimlilik 6 kanatçık ve 0.042 kg/s hava akış hızında sırasıyla %85.9 ve %79.81 idi. İki kanatçıklı tek geçişli yansıtıcılı güneş hava ısıtıcısında elde edilen en yüksek verimlilik %56.1’e kıyasla, aynı hava akış hızında iki kanatçıklı tek geçişli güneş hava ısıtıcısında elde edilen en yüksek verimlilik %65.8 idi. Altı kanatçıklı çift geçişli güneş hava ısıtıcısında ve tek geçişli güneş hava ısıtıcısında elde edilen en yüksek ani sıcaklık değişimi 0.0121 kg/s akış hızında sırasıyla 62.1 oC ve 51 oC idi. Ayrıca, iki kanatçıklı tek geçişli yansıtıcılı güneş hava ısıtıcısında ve tek geçişli güneş hava ısıtıcısında elde edilen en yüksek ani sıcaklık değişimi 51.1 oC ve 44.2 oC idi. Çalışılan sistemlerde elde edilen neticeler ışığında bu ısıtıcılar konvansiyonel güneş ısıtıcılarına kıyasla oldukça yüksek verimliliğe sahiptirler.
Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, güneş hava ısıtıcısı, kanatçıklı çift geçişli güneş hava ısıtıcısı, kanatçıklı tek geçişli güneş hava ısıtıcısı, termal verimlilik.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringSolar Engineering - Solar Space HeatingSolar Heating - Solar-Air - HeaterRenewable Energy - Solar Air Heaters - Counter Path Solar Air Heater With FinsSingle Path Solar Air Heater With Fins - Thermal EfficiencyThe Effect of Using Transverse Partitioning and Reflection on Single and Counter Flow Solar Air Heater Using Wire Mesh as an AbsorberThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/2722013-01-05T00:00:37Zhdl_11129_15Enayatollahi, Reza2013-01-04T12:27:34Z2012Enayatollahi, Reza. (2010). Winter performance of a Solar Humidification Dehumidification Desalination System. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/272Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2012. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Uğur Atikol.ABSTRACT: The present study is concerned with desalinating the saline water, using the humidification dehumidification method. An open air open water cycle is chosen, whilst forced air circulation is applied. The system utilizes water and air heating technique. The energy required for heating the air is provided by solar radiation, while the required energy for heating the water is provided by electricity. The goals of this study are: a) To study different existing systems in the literature b) To review the governing equations for each segment of the desalination unit c) To conduct and experiment on the above described humidification dehumidification desalination unit under North Cyprus winter conditions The solar air heater placed to azimuth angle of -20 , with a tilt angle of 45 . According to the experiment, the optimum flow rate for water stream is 4 Lt/min, while the air flow rate is 1.5 m3/min. Besides, the inlet water temperature to the evaporator is kept at 55 . The maximum productivity of 1.55 Lt/day.m2 is achieved for this condition. The present experiment implies that the maximum productivity is achieved with higher temperature of both air and water streams into the evaporator, higher flow rate for water and lower flow rate for air.
Keywords: Humidification, Dehumidification, Desalination.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bu çalışma nemlendirme ve nem alma methodu kullanılarak tuzlu suyu tuzdan arındırmayı kapsamaktadır. Bir açık hava, açık su devresi seçilerek fanlı sirkülasyon uygulanmıştır. Bu sistem su ve hava ısıtma tekniğinden faydalanmaktadır. Havayı ısıtmak için gerekli enerji güneş radyasyonu tarafından karşılanırken suyu ısıtmak için elektrik enerjisi kullanılmıştır. Çalışmanın Amacı: a) Bu konuda yapılmış önceki çalışmaları incelemek b) Tuzdan arındırma ünitesinin her aşamasında mevcut denklemleri yeniden gözden geçirmek c) Kuzey Kıbrıs kış hava şartlarında; nemlendirme ve nem alma yöntemiyle yukarıda bahsi geçen tuzdan arındırma ünitesini deneye tabi tutmak Güneşli hava toplayıcısı güneyden doğuya doğru 20 ’lik açıyla yerleştirilmiş olup yataydan 45 lik eğimle monte edilmiştir. Deneye göre su buharının ideal akış hızı 4 lt/dk iken; hava akış hızı 1.5m3/dk’dır. Ayrıca; suyun buharlaştırıcıya giriş sıcaklığı 55 ’de tutulmuştur. Maksimum üretim 1.55 Lt/gün.m2 olarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada azami su üretiminin sağlanabilmesi için su ve havanın daha yüksek sıcaklıklarda olmasının, su debisinin artırılmasının ve hava debisinin azaltılmasının gerektiği ortaya çıkmıştır.
Anahtar Kelimeler: Nemlendirme, Nem alma, Tuzdan Arındırma .enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringSaltwater DesalinationSolar Saline Water ConversionHumidification - Dehumidification - DesalinationWinter performance of a Solar Humidification Dehumidification Desalination SystemThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/3042013-01-10T00:00:26Zhdl_11129_15Hamidi, Armita2013-01-09T09:08:46Z2012Hamidi, Armita. (2012). Energetic and Exergetic Analyses of a Direct Steam Generation Solar Thermal Power Plant in Cyprus. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/304Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2012. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Uğur Atikol.ABSTRACT: In recent decades, the threat of climate change and other environmental impacts of fossil fuels have reinforced interests in alternative and renewable energy sources for producing electricity. In this regard, solar thermal energy can be utilized in existing power generation plants as replacement for the heat produced by means of fossil fuels. The objective of this study is to investigate the energetic and exergetic feasibility of utilizing a solar thermal power plant in Cyprus. The analysis carried out is two-fold. First, the efficiency of each component of an existing steam power plant (Teknecik) is estimated using energy and exergy analyses. The results show that the boiler of this power plant has the highest irreversibility rate due to the combustion process of Fuel oil No.6 that happens in the boiler. In the second step, it is proposed to change the conventional power plant into a direct steam generation solar power plant. In this regard, parabolic trough collectors are used to generate superheated steam at 87 bars and 510˚C. Moreover, the energy and exergetic efficiency of each component of the new design has been estimated and compared with the results that obtained in the first part. The highest exergy losses occurred in the collectors while the receiver subsystem has the maximum energy losses. Furthermore, the average exergy efficiency of the solar field is 24% while the boiler average exergy efficiency is 50%. The outcome clarifies that a DSG power plant has poor energetic and exergetic feasibility due to the high rate of losses. Nevertheless, the exergy analysis shows the cause and the location of the losses which are worthwhile for optimizing and improving the solar field design. This can make the solar thermal power generation competitive with current technologies for producing electricity in large scales.
Keywords: energy, exergy, steam power plant, solar thermal power plant, direct steam generation
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Son yıllarda iklim değişikliği tehdidi ve diğer çevresel etkiler yüzünden elektrik üretimi için alternatif ve yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi giderek artmıştır. Bu çerçevede, mevcut santrallerde fosil yakıt kullanılarak elde edilen ısı yerine güneş enerjisi kullanılabilmektedir. Bu çalışmanın amacı Kıbrıs’ta güneş enerjisiyle çalışacak bir santralin enerjik ve ekserjetik fizibilitesini araştırmaktır. Çalışmada bu konuda yapılan analiz iki bölümden oluşmaktadır. İlk olarak, enerji ve ekserji analizleri kullanılarak Teknecik’teki mevcut buhar santralinin ayrı ayrı tüm kısımlarının verimliliği saptanmıştır. Sonuçlar bize göstermiştir ki santralda, en yüksek tersınmezlik oranına (6 numaralı fuel-oil yakıtının yanma sürecinden dolayı) buhar kazanında. İkinci olarak, klasik enerji santrali yerine doğrudan buhar üreten güneş santralinin kullanılması önerilmektedir. Bunun için parabolik oluk kollektörleri kullanılarak 87 bar ve 510 santigrat derecelik kızgın buhar meydana getirilmesi gerekmektedir. Ayrıca, yeni tasarımdaki tüm kısımların enerji ve ekserji verimliliği saptanmış ve bunlar ilk kısımda elde edilen sonuçlarla kıyaslanmıştır. En büyük ekserji kayıpları kollektörlerde meydana gelirken maksimum kayıp alıcı altsisteminde gerçekleşmiştir. Ayrıca, güneş tarlasındaki ortalama ekserji verimliliği %24 olurken, kazandaki ortalama ekserji verimliliği %50 olarak gerçekleşmiştir. Bu sonuca göre, yüksek düzeydeki kayıplardan dolayı doğrudan buhar üreten (DSG) bir santralin enerji ve ekserji fizibiliteleri düşüktür. Yine de ekserji analizi bu kayıpların sebebini ve konumunu gösterdiği için güneş tarlası tasarımını optimize etmeye ve geliştirmeye yaramaktadır. Bu da büyük çaplarda elektrik üretimlerinde, güneş enerjisi sistemlerini mevcut teknolojilerle şimdikinden daha rekabet edebilir hale getirebilir.
Anahtar Kelimeler: Enerji, ekserji, buhar santrali, güneş enerjisi santrali, doğrudan buhar üretimi.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringSolar Power Plants - Solar EnergyEnergy - Exergy - Steam Power Plant - Solar Thermal Power Plant - Direct Steam GenerationEnergetic and Exergetic Analyses of a Direct Steam Generation Solar Thermal Power Plant in CyprusThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/3132013-01-11T00:00:17Zhdl_11129_15Şibliyev, Orxan2013-01-10T06:20:16Z2012Sibliyev, Orxan. (2012). Modeling of Turbulent Flow Past a Circular Cylinder Using Large Eddy Simulation on Unstructured Grids. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/313Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2012. Supervisor: Prof. Dr. İbrahim Sezai.ABSTRACT: In this work, a computer program is written for solving the turbulent flow equations on unstructured grids using a Large Eddy Simulation (LES) model in C++ language.
To test the code, two cases are considered: laminar, periodic flow past a circular cylinder at Reynolds number, ReD = 100 which is based on the diameter of the cylinder and turbulent flow at ReD = 3900. The turbulence or sub-grid scale (SGS) model is chosen as Smagorinsky model due to its simplicity compared with dynamic models. It was found that, for the laminar case, drag, lift, and back-pressure coefficients, pressure and velocities matched quite well with the reference values obtained from literature. For the turbulent case of ReD = 3900, there is some discrepancy between the results of the present investigation and the results obtained from other resources which is due to rather coarse grid distribution dictated by the insufficient computing resources.
Keywords: Computational fluid dynamics, circular cylinder, large eddy simulation, unstructured mesh, turbulence.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Piyasada Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) problemlerini çözmek için bazı ticari yazılımlar olsa da, ana denklemleri ve onların ayrışımlarını, türbülans modellemesini, programlamayı ve diğer HAD ile ilgili meseleleri derinlemesine anlamak için bireysel olarak yazımış bir yazılıma ihtiyaç vardur. Bu tezde, bu amaçlanmıştır ve ek olarak, yazılım, şekilsiz ızgaraları da çözecek şekilde, kapsamlı bir biçimde yazılmaya çalışılmıştır. Kodu test etmek için, iki durum düşünülmüştür; Reynolds sayısı, ReD = 100’ de laminar, periodik dairesel silindir üzerinden geçen akış, ve aynı problem ama bu kez ReD = 3900’de türbülans bir akış ile ve türbülans modeli olarak Smagorinsky Büyük Eddy Simulasyonu (BES) kullanılarak. Gösterilmiştir ki, laminar durum referans veri ile karşılaştırınca, engel, kaldırma ve basınç katsayıları, anlık basınç alanı kontür çizimi, ve ortalama akışa bakılarak, hiçbir sorun olmadan çalışmıştır. Diğer yandan, ReD = 3900 durumu yine aynı parametlere bakılarak ama bu defa ek olarak, sürtünme katsayısı, türbülans statistikleri ve daha birçok parametre ile test edilmiştir. ReD = 100 durumunda olduğu gibi, bu durumda da sonuçların çoğu referans değerlerle uyuşuyor. Bazı değerlerle ise referans değerler arasında ufak farklılıklar vardır. Bunun nedeni ise
göreceli olarak daha düşük çözünürlükte ızgara kullanmaktır.
Anahtar kelimeler: Hesaplamalı akışkanlar dinamiği, dairesel silindir, büyük eddy simulasyonu, düzensiz ızgara, türbülans.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringTurbulence--Mathematical ModelsComputational Fluid Dynamics - Circular CylinderLarge Eddy Simulation - Unstructured Mesh - TurbulanceModeling of Turbulent Flow Past a Circular Cylinder Using Large Eddy Simulation on Unstructured GridsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/3622013-01-19T00:00:32Zhdl_11129_15Kiani, Ehsan2013-01-18T11:25:31Z2012Kiani, Ehsan. (2012). Design and Development of an Auto-Steering System Control for Off-Road Vehicles. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/362Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2012. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.ABSTRACT: In this thesis, a control method is developed to enhance the path tracking accuracy of an agricultural vehicle steering system. Therefore, in order to boost the mean error value, the lateral error of a farm tractor at the curvature transitions is minimized by introducing a second look-ahead reference point (LARP) to the conventional lateral deviation controller. Since automation and precision have been significant objectives in the recent studies of land vehicle guidance controllers, a reasonable trade-off has been sought to come up with a steering control system approach with respect to the modern farming operation needs, recent industrial developments, sophistication degree of the approach, reliability, manoeuvrability, accuracy, computational cost, implementation feasibility and sensitivity to variation of system parameters. Present study develops a simple automatic path tracking system to satisfy the typical requirements of an unmanned agricultural tractor application based on properties of two look-ahead reference points (LARPs) on the desired path. The main objective of the proposed control system is to track the desired path within reasonable tolerances of a typical farming process including considerable slippage. Since the path shape of the farm field depends strongly on the terrain and surrounding environment such as crop rows pattern, the curvature of the reference path is subject to change. Thus, the employed look-ahead reference points provide compensation for centrifugal forces and reduction of the peak lateral deviation due to curvature transition, using only simple arithmetic operations. Extensive numerical tests were carried out on the computer simulation of the system dynamics driven by the proposed control method. Simulation results indicate enhancements in vehicle manoeuvrability and reduction of peak lateral displacement error at the curvature transitions to one fifth of single LARP error. The proposed 2-LARP control strategy performs exactly same as the conventional lateral deviation controller on the linear and circular paths but it outperforms the conventional controller at the curvature transitions where the second LARP behaves independent to the first LARP.
Keywords: look-ahead reference point (LARP) control, path tracking, automatic steering agricultural vehicle, curvature transition.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bu çalışmada dairesel dönüş yapan tarımsal traktör aracının yanal hatalarının ikinci ileri görüş referans noktasının (LARP) konvansiyonel yatay sapma kontrolörüne ilave edilmesi ile en aza indirilmesi sağlanmıştır. Otomasyon ve hassasiyet son zamanlarda arazi araçları kontrolünde önemini artırdığından direksiyon kontrolünde hatırı sayılır ticari değer artışları gözlemlenmiştir. Modern tarım operasyonları olaya yaklaşım derecesi ve endüstrideki son gelişmeler da dikkate alınarak dayanıklılık, manevra kabiliyeti, doğruluk, bilsayar fiyatı, uygulanabilirlik fizibilitesi, ve hassasiyet parametrelerinin değişim derecesi bunu daha önemli kılmaktadır. Bu çalışmada insansız tarım aracından beklenen tipik uygulamaları sağlamak için iki ileri görüş referans noktasını (LARP) özelliklerini kullanarak basit otomatik yol takip sistemi geliştirilmiştir. Önerilen control sisteminin ana konusu, tipik tarımsal prosesler için arzu edilen yolun makul kaymalar ve kabul edilebilir tolerenslar dahilinde alınmasıdır. Bir tarım arazisinin yol şekli kuvvetle tarım arazisinin bölge ve çevresine bağlıdır, örneğin ürün sıra şekline, bu yüzden referans noktasın kavisi her harekette değişime uğramaktadır. Sadece basit aritmetik operasyonlar kullanarak atanmış ileri bakış referans noktalarının merkezkaç kuvvetlerin dengelenmesi ve pik yatay sapmaların azalması kavis geçiş ile sağlanmaktadır.System dinamikleri simülasyonu üzerine önerilen control metodu ile ilgili olarak çok miktarda bilgisayar destekli numerik çalışma yapılmıştır. Simülasyon neticeleri araç manevra kabiliyetinde artış olduğunu göstermiştir. Testler araç yanal kayma hata miktarının kavis taşıması sırasında tek ileri bakış açısına gore beş kez daha az olduğunu göstermistir. Önerilen çift ileri bakış referans noktası (2-LARP) control stratejisi kullanılan konvansıyonel yatay sapmalı kontroler ile düz ve virajlı yollarda tamamen ayni neticeyi vermiştir, fakat konvansiyonel kontroler kavis geçişlerinde daha az başarılıdır, ikinci ileri bakış referans noktası birinci ileri bakış referans noktasına göre daha bağımsız davmanktadır.
Anahtar Kelimeler: ileriye bakış referans noktası (LARP) kontrolü, yol takibi, otomatik direksiyon tarımsal araç, eğrilik geçiş.enEastern Mediterranean University (EMU)Motor Vehicles - Automatic ControlMotor Vehicles - Automatic ControlAutomobiles - EngineeringMotor EngineeringLook Ahead Reference Point (LARP) Control - Path Tracking - Automatic Steering Agricultural Vehicle - Curvature TransitionDesign and Development of an Auto-Steering System Control for Off-Road VehiclesThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/6072013-08-12T23:00:37Zhdl_11129_15Al-Rubae, Layth Abed Hasnawi2013-08-12T08:41:22Z2013Al-Rubae, Layth Abed Hasnawi. (2013). Maximizing the Lifespan of Hydraulic Power Plants with Application of the Integrated Preventive Maintenance Program. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/607Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.ABSTRACT: Hydropower plant became one of the main resources for electricity production. This research mentions the Iraq hydropower plant as a case study, there is lack in Iraq electricity production. One of the important drawbacks of these plants in Iraq is poor maintenance. In this study the program for maintenance has been suggested. It is a preventive maintenance program that depends on seven steps (inspection and testing, lubrication, planning and scheduling, documentation, training, stimulation and control of spare part). These steps cover all types of hydropower plant maintenance problems. To evaluate the preventive maintenance work a new technique by using Microsoft Office Access 2007 & Visual Basic 2008 based program is prepared. The proposed technical program depends on four major criteria: time, weight activity, percentage completion and duration of activity. The objectives of this study are to keep the level of electricity production at the desirable level, reduce the down time of hydropower plant for the maintenance, reduce the cost of maintenance and finally to prepare a successful planning for the future maintenance program.
Keywords: Integrated preventive maintenance, Hydraulic Power Plants or hydroelectric, Maintenance program, Periodic evaluation, Maintenance cost, Maintenance.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Hidroelektrik santrali elektrik üretimi için en önemli kaynaklardan biri haline geldi. Bu araştırmada bir Irak hidroelektrik santrali örnek çalışma olarak incelenmiştir. Irak'ta elektrik üretiminde yetersizlik vardır. Irak'ta bu santrallerin önemli sorunlardan biri yetersiz bakımdır. Bu çalışmada, bakım için yeni bir bakım ve onarım programı önerilmiştir. Bu program yedi ana kısma (denetim ve test, yağlama, planlama ve çizelgeleme, dokümantasyon, eğitim, stimülasyon ve yedek parça kontrolü) bağlı önleyici bir bakım programıdır. Bu adımlar her türlü hidroelektrik santralinin bakım sorunlarını kapsamaktadır. Önleyici bakım çalışmasını değerlendirmek için yeni bir çözüm tekniği olarak Microsoft Office Access 2007 ve Visual Basic 2008 kullanmak önerilmiştir. Önerilen teknik program dört ana kritere bağlıdır; zaman, ağırlıklı aktivite, tamamlama yüzdesi ve faaliyet süresi. Bu çalışmanın amacı elektrik üretimini istenilen düzeyde tutmak, bakım için hidroelektrik santralinin kapalı kalma süresini, bakım maliyetini azaltmak ve nihayet gelecekteki bakım programı için başarılı bir planlama hazırlamaktır.
Anahtar kelimeler: Birleştirilmiş önleyici bakım, Hidrolik güç santrali, hidroelektrik, operasyon ömrü, bakım programı, hidrolik türbin, periyodik değerlendirme, bakım maliyeti, bakım.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringHydroelectric Power PlantsHydraulic EngineeringIntegrated Preventive Maintenance - Hydraulic Power Plants or Hydroelectric - Maintenance Program - Periodic Evaluation - Maintenance Cost - MaintenanceMaximizing the Lifespan of Hydraulic Power Plants with Application of the Integrated Preventive Maintenance ProgramThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/6172013-08-13T23:00:31Zhdl_11129_15Akbari, Aliakbar2013-08-13T06:12:55Z2013Akbari, Aliakbar. (2013). Application of Radio Frequency Identification in Intelligent Distributed Manufacturing System. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/617Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: Radio-frequency identification (RFID) has become a remarkable technology among industrial manufacturers to enhance automation systems. It provides the unique identification number with conforming international global standards for each tagged item which is monitored or traced. RFID system competes with other automated identification devices e.g. barcode scanners and smart cards with regard to high speed scanning, reliability and accuracy. The purpose of the current study is to propose a reference model based on RFID application for the process control of industrial distributed system in order to enhance productivity, efficiency, utilization as well as decreasing idle time. The reference model is composed of production and assembly systems which are integrated with RFID system. In addition, the real time data monitoring, allocated to activities of tagged products throughout the manufacturing cells, was illustrated with the purpose of satisfying operation types. Three cases were simulated for measuring performance of the system in the Petri Net Toolbox which portrays graphical scenes in the MATLAB programming based on the mathematical modeling. The first case represented the impact of RFID in the mixed mode manufacturing system. The second case demonstrated the comparison between RFID and barcode reader. It also contributed the benefits driven by RFID to improve system performance. The last case presented the comparison model between RFID and Wireless Sensor Networks (WSN) for the process control of distributed system. Keywords: Radio-frequency identification (RFID), intelligent system, distributed manufacturing system, Petri Net.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Radyo frekans tanımlama (RFID) otomasyon sistemleri geliştirmek için sanayi üreticileri arasında kayda değer bir teknoloji haline geldi. Bu takip veya takip her etiketli öğe için uluslararası küresel standartlara uygun olan benzersiz bir kimlik numarası içerir. Diğer otomatik tanımlama cihazları, örneğin RFID sistemi yarışıyor yüksek hızlı tarama, güvenilirlik ve doğruluk ile ilgili barkod tarayıcıları ve akıllı kartlar. Bu çalışmanın amacı, endüstriyel dağılımlı sisteminin proses kontrolü için RFID uygulama üretkenlik, verimlilik, kullanım yanı sıra boş zaman azalan artırmak amacıyla dayalı bir referans modeli önermektir.Referans modeli RFID sistemi ile entegre, üretim ve montaj sistemleri oluşur. Buna ek olarak, imalat hücreleri boyunca etiketli ürünlerin faaliyetlerine ayrılan gerçek zamanlı veri izleme,, tatmin edici bir işlem tipleri amacı ile izah edildi. Üç olguda matematiksel modellemeye dayalı MATLAB programlama grafik sahneleri canlandıran Petri Net Toolbox sistem performansını ölçmek için simüle edilmiştir.İlk durumda karma mod üretim sistemi içinde RFID etkisini temsil etti.İkinci vaka RFID ve barkod okuyucu arasındaki karşılaştırma gösterilmiştir. Aynı zamanda sistem performansını artırmak için RFID tarafından tahrik fayda sağlamaktadır.Son durumda dağıtık sistem proses kontrolü için RFID ve Kablosuz Sensör Ağları (WSN) arasındaki karşılaştırma modeli sundu.
Anahtar Kelimeler: Radyo frekans tanımlama (RFID), akıllı sistem, dağıtık üretim sistemi, Petri Net.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringRadio Frequency Identification SystemsProduction Management - Data ProcessingRadio - Frequency Identification (RFID) - Intelligent System - Distributed Manufacturing System - Petri NetApplication of Radio Frequency Identification in Intelligent Distributed Manufacturing SystemThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/6192013-08-13T23:00:43Zhdl_11129_15Sousi, Abdulla2013-08-13T06:48:13Z2013Sousi, Abdulla. (2013). Solar Desalination System by Humidification Dehumidification Method. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/619Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.ABSTRACT: A humidification/dehumidification (HDH) solar desalination unit having combined solar water/air heater was designed constructed and experimentally investigated. The main components of the desalination system are the combined solar air/water heater collector with double glazing, humidifier (evaporator), dehumidifier (condenser), circulating pump, fan and a storage tank. Both air and saline (or brackish water) were heated in a single combined solar water/air heater. The effect of air mass flow rate and the temperature difference of the brackish water between the solar collector and humidifier exits on the performance were investigated. The result showed that the temperature difference has no effect on the system productivity however; the change in the air mass flow rate has a direct effect on fresh water productivity.
The maximum productivity was achieved on 7th of July 7.2L/m2day at air mass flow rate of 0.0261 kg/s. Furthermore, economic study was provided and it is found that the cost of fresh water per liter was calculated as 0.041TL and the payback period was estimated to be 770 days.
Keywords: Solar desalination, Humidification, Dehumidification.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Kombine güneş su/hava ısıtıclı bir nemlendirme/nem alma (HDH) desalinasyon ünitesi tasarlanmış, yapılmış ve deneysel olarak incelenmiştir Desalinasyon sisteminin ana bileşenleri kombine çift cam güneş hava/su ısıtıcı kolektörü, nemlendirici (evaporatör), nem alıcı (kondenser), pompa, fan ve bir su tankıdır. Hava ve tuzlu su (veya acı su) kombine güneş su/hava ısıtıcısında ısıtılmıştır. Hava kütle akış hızının, güneş kolektörü ve nemlendirici çıkışındaki tuzlu su sıcaklıklarının sistem üretkenliğine etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak, tuzlu sudaki sıcaklık farkının sistem verimliliği üzerinde hemen hemen hiçbir etkisinin olmadığını ancak; hava kütle akış oranındaki değişimin tatlı su verimliliği üzerinde doğrudan bir etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir. Maksimum verimlilik 0,0261 kg/s hava debisi ile 7 Temmuzda 7.2L/m2gün olarak elde edildi. Ayrıca, ekonomik çalışma sağlandı ve elde edilen tatlı su maliyetinin litre fiyatı 0.041TL olarak tesbit edildi sistemin kendisini geri ödeme süresi ise 770 gün olarak tahmin edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Güneş desalinasyonu, Nemlendirme, Nem alma.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringSaline Water ConversionSolar Desalination - Humidification - DehumidificationSolar Desalination System by Humidification Dehumidification MethodThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/6212013-08-13T23:00:47Zhdl_11129_15Kazemeini, Alireza2013-08-13T07:07:57Z2013Kazemeini, Alireza. (2013). Improving Control Mechanism of an Active Air-Suspension System. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/621Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.ABSTRACT: The technology of pneumatic vibration isolation for air-suspensions is developing gradually. As environmental vibroisolation requirements on precision equipment and air-suspensions become more stringent, the use of pneumatic isolators has become more popular, and their performance is subsequently required to be further improved. Due to air-suspension systems prevalence in heavy vehicles todays, improving control strategy and software base reformation can be an economical solution for performance improvement. In this study an active control technique, based on pressure is applied to a pneumatic isolator to enhance the isolation performance in the low frequency range where the passive techniques have difficulties. An air spring from air suspension system was modelled as the pneumatic isolator in a quarter-car model. The test plan for suspension model was in two approaches, model based simulation and experimental test, in order to evaluate the quarter-car suspension system. First, a mathematical model of an air-suspension for a quarter-car was built, in MATLAB-Simulink program. Then, the suspension prototype was prepared for the approach of experimental study. The experimental test design was based on physical equipment’s and performed in lab-view. Body acceleration, tire forces and suspension travel were outputs of experimental test. The optimization was investigated in two parts of dynamic performance including handling and comfort, and suspension travel as a structural performance. The results from experimental study were compared with simulative test from Simulink software in order to evaluate the percentage of simulation accuracy of active and passive approaches. The result comparison between active and passive suspension demonstrates 11.51% acceleration reduction during experimental test. Additionally, amplitude of suspension travel was reduced until 11.94% which shows structural improvement in vehicles suspension. Also dynamic forces were applied to the wheel, didn’t increase but also reduced until 3.04%. As conclusion, the new suspension performance was increased by applying control on system.
Keywords: suspension, pneumatic, air-spring, control strategy, simulation and experimental tests.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Havalı süspansiyon sistemleri’nin kullanımı araçların sürüş konforunu, dinamik davranışını ve yükseklik ayarlarını geliştirdiği için havalı titreşim söndürücülerin kontrol sistemleri modern koltuk, kabin ve şasi uygulamalarında gittikçe önem kazanmaktadır. Havalı süspansiyon sistemlerinin hava titreşim söndürücüsü teknolojisi günden güne gelişmekedir. Hassas cihazlara çevreden gelen titreşimin etkileri ve havalı titreşim söndürücülerin üzerlerindeki performans etkilerinin daha araştırılması gerekir. Havalı söndürücülerin dinamik performansları limitlidir ve alçak frekanslarda tasarım parametreleri daha karmaşık hale gelmektedir, bu etki rezonans frekansı veya hava bölmesinin hacmi tarafından sınırlanmaktadır. Aktif süspansiyon sistemi gelişen performans yaklaşımları için düşünülmüştür. Bugün havalı süspansiyon sistemleri birçok araçta yaygın olarak kullanılmaktadır, kontrol stratejisinin geliştirilmesi ve yazılım uygulamaları ile performans gelişimine ekonomik çözüm getirmek amaçlanmaktadır. Bu çalışmada basınca bağlı aktif kontrol tekniği pasif tekniğin zorlandığı alçak frekanstaki izolasyon performansını artırmak için pnömatik izolatöre uygulanmıştır. Havalı süspansiyon sistemindeki bir hava yayı çeyrek araç modeli pnömatik izolatörü olarak modellenmiştir. Çeyrek araç süspansiyon sistemini değerlendirmek amacıyla süspansiyon modeli için test planı, simülasyon ve deneysel test olarak iki kısımda ele alınmıştır. Öncelikle pasif, aktif ve pnömatik aktif süspansiyon sistemi için MATLAB-Simulink programında bir bilgisayar modeli inşa edilmiştir. Sonra, deneysel çalışma yaklaşımı için süspansiyon prototip hazırlanmıştır. Bu çalışma için inşa edilen deneysel model, yükseklik sensörleri, basınç sensörü, pnömatik aktüatörler ve denetleyici ihtiva eden çeyrek araç modeli oldu. Deneysel test çıkışı ivme ve mesafe olmuştur. Gövde ve tekerleğin ivmesi ile aralarındaki mesafe süspansiyon performans değerlendirmesinde önemli bir rol oynar. Optimizasyon dinamik performansın iki öğesi olan yol tutuşu ve konfor için incelenmiş ve yapısal performans olarak süspansiyon hareketi araştırılmıştır. Deneysel çalışmanın sonuçları aktif ve pasif yaklaşımların simülasyon doğruluk yüzdesini değerlendirmek için Simulink yazılımı sonuçları ile karşılaştırıldı. Aktif ve pasif arasındaki sonuçların karşılaştırılması sonucunda deneysel model gövdesinde %11.51 ivme azalması görülmüştür. Ayrıca, süspansiyon hareketi genliği % 11.94 kadar düşmüş ve araç süspansiyonunda yapısal iyileşme göstermiştir. Tekerleklere uygulanan dinamik kuvvetler artmamış fakat % 3,04 kadar azalmıştır. Sonuç olarak, sistem üzerinde kontrol uygulanarak yeni süspansiyon performans artırılmıştır.
Anahtar kelimeler: süspensiyon, pnömatik, hava yayı, kontrol stratejisi, simülasyon ve deneysel test.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringMotor Vehicles - Suspension SystemSuspension - Pneumatic - Air-Spring - Control Strategy - Simulation and Experimental TestsImproving Control Mechanism of an Active Air-Suspension SystemThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/6292013-08-13T23:00:50Zhdl_11129_15Sobhansarbandi, Sarvenaz2013-08-13T10:23:20Z2013Sobhansarbandi, Sarvenaz. (2013). Performances of Flat-Plate and CPC Solar Collectors in Underfloor Heating Systems. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/629Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Uğur Atikol.ABSTRACT: There is a growing interest in using solar energy in the underfloor heating systems.
However, the large areas required for the placing of the solar collectors can be discouraging, especially for the apartment buildings. The objective of this study is to investigate the possibility of using Compound Parabolic Collector (CPC) collectors to replace Flat-Plat collectors in solar energy underfloor heating systems. By this way, it is aimed to explore the feasibility of area reduction required by the collectors. Secondly, the temperature profiles of the circulating water
loops and the concrete slabs are sought to be examined. The simulations were carried out under the winter weather conditions of the Cyprus. The system consists of solar thermal collectors, a storage tank and circulation of water to carry the heat to 4 floor slabs. The results of the simulations show that, a CPC collector which is commonly used in producing high grade heat can work more effectively with less area occupied in this system. It is observed from this study that the outlet fluid temperature of this collector is between 25 to 95 °C, compared to that of Flat-Plate collectors which is between 25 and 75 °C. The simulations suggest that a 2 m² CPC collector can perform satisfactorily to match the job of 8 m² Flat-Plate collectors. The heat that is stored in the tank can supply hot water at a temperature of 60 °C which is reduced to 45 °C after mixing with cold return water before entering the floor slabs. The estimated slab temperature is approximately 24 °C which is compatible with the standards. Fluid which is passing through the slabs will eventually lose its temperature as the heat transfer occurs from the slabs to the environment. Consequently the fluid outlet temperature is observed to be approximately 25 °C.
Key Words: Solar energy, Floor Heating, TRNSYS, Cyprus.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Güneş enerjisi ile çalışan yerden ısıtma sistemlerine olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Güneş kollektörleri için gereken geniş alanlar özellikle apartman uygulamalarında büyük bir sorun oluşturmakta ve tüketicilerin bu sistemleri kullanmalarında onları olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmanın amacı, düz levha güneş toplayıcılarının yerine, daha az alana ihtiyaç duyan bileşik parabolik güneş toplayıcılarının (BPT) kullanılabilme olasılığını incelemektir. Böylelikle güneş toplayıcıları için gereken alanın daha aza indirilmesinin ne kadar fizibll olduğu araştırılmış olacaktır. Ayrıca sistemde devridaim eden su döngülerinin ve beton döşemelein sıcaklık profilleri de hesaplanacaktır. Simulasyonlar Kıbrıs’ın Kış şartları dikkate alınarak kurgulanmıştır. Sistem güneş termal toplayıcılardan bir depolama tankı ve sıcak suyu 4 döşemeye taşıyan bir devri daim sisteminden oluşmaktadır. Elde edilen sonuçlar yüksek sıcaklıkta ısı üreten BPT’lerin daha az alan kullanarak daha etkili çalıştığını ortaya koymuştur. Bu toplayıcıların çıkış suyu sıcaklığının 25 ile 95 °C arasında değiştiği gözlemlenmiştir. Ayni simulasyon düz levha toplaycılarında gerçekleştirildiğinde toplayıcı çıkış suy sıcaklığı 25 ile 75 °C arasında değişiyordu. Simulasyonlar 2 m² lik BPT toplayıcılarının 8 m² lik düz levha toplayıcıların verdiği performansa eşdeğer bir performansı rahatlıkla yerine getirdiğini gösterdi. Tankta depolanan ısı tank çıkışında 60 °C sıcak su elde edilmesine olanak sağladığından döşeme altlarına bu suyla dönüş suyunun karışımından elde edilen 45 °C sıcaklığındaki su arzedildi. Döşeme sıcaklıkları standardlarla uyumlu olması gerektiği gibi 24 °C civarında olacağı hesaplanmıştır. Döşeme içinden gelen akışkanın sıcaklığı, çevreye yapılan ısı transferinden dolayı, sonunda düşer. Bu yüzden dönüş suyu sıcaklığı yaklaşık olarak 25 °C olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, yerden ısıtma, TRNSYS, Kıbrıs.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringSolar Energy - Solar Collectors - HeatingSolar Energy - Compound Parabolic Collectors (CPC)Solar Energy - Floor Heating - TRNSYS - CyprusPerformances of Flat-Plate and CPC Solar Collectors in Underfloor Heating SystemsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/6552013-08-14T23:01:00Zhdl_11129_15Motlagh, Mohammad Rahim Zeraat Talab2013-08-14T08:19:16Z2013Motlagh, Mohammad Rahim Zeraat Talab. (2013). Localization of Wireless Sensor Network Using Triangulation in Industrial Environment. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/655Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: Wireless sensor networks (WSNs) have important role in new generation of manufacturing systems due to the fact that is an infrastructure comprised of computing, measuring and communication elements that gives the ability to users to observe, instrument and react to events and phenomena in a specified environment. In wireless sensor networks one of the significant problems is the localization of sensor nodes based on the location of several nodes. The main object of the current study is to simulate triangulation method based on received signal strength indicator (RSSI) as distance estimation measurement in industrial environment. In the theoretical part with using Cartesian coordinates four networked transceivers arranged in a triangular pattern and each one equipped with one anchor node. Then with utility of RSSI equation have calculated the position of unknown node of more than hundred points. The first experimental environment has done at the exterior space and without any equipment and in very quiet place. The coordinate system in this experiment was performed on ground and also RSSI was calculated for every meter on x and yaxis separately. Then for making comparison, the theoretical results for RSSI were achieved from Friss equation. The second experimental part was done in the industrial environment with lots of mechanical machines and manufacturing tools and same as first experiment in two dimension but reverse of first experiment in this part there was too many noises. After comparison RSSI errors between second experimental environment and Friss equation, results show that simulation of triangulation method based on RSSI in industrial environment is executable. At the final part of thesis the comparison was done between three localization methods that were researched in EMU.
Keywords: Wireless Sensor Networks, Localization, Triangulation, Received Signal Strength Indicator.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Kablosuz algılayıcı şebeke (telsiz duyarga ağları) yeni nesil üretim sistemlerinde, muhasebe, ölçme ve irtibat unsurlarınınkarmaşık altyapısı olduğuna göre önemli bir role sahip olmaktadır. Ayrıca kullanıcılara özel çevrelerde fenomenler hakkında gözlemcilik ve tepki ayrıcalığı tanır. Kablosuz algılayıcı şebekede önemli sorulardan biri algılayıcı düğümleri yerel düğümler esasında yerelleştirmektedir. Bu çalışmanın asıl amacı, endüstriyel ortamda alınan sinyal gücü göstergesi esasında nirengi metod benzetmesi ile mesafe tahmininde bulunmaktadır. Teorik bölümünde Kartezyen koordinatlar ağlarını kullanarak çapa düğümle donatılmış şebeke alıcılarını üçgen şeklinde düzeni vardır. Sonra RSSI formülünü kullanarak bilinmeyen düğümün konumunun yüzden fazla noktada belirtiyoruz. İlk deney sessiz herhangi bir cihaz ve donanım olmayan dış ortamda yapıldı. Bu deneyde koordinat sistemi zeminde yapıldı ve ayrıca RSSI miktarı x ve y eksenleri üzerinde ayrı ayrı ölçüldü. Sonra, karşılaştırma yapmak için RSSI miktarı teorik sonuçları Friss formülü ile elde edildi. İkinci deney ise endüstriyel ortamda birçok makine ve üretim araçları bulunan gürültülü bir mekânda yapıldı. Bu deney birinci deney gibi iki boyutta x ve y eksenleri üzerinde ama birinci deneyin tersine çok fazla gürültülü mekânda yapıldı. İkinci deneyin RSSI sonuçlarını Friss formülünden muhasibe olan yanılgıları karşılaştırdıktan sonra, RSSI esasında nirengi metodunun simülasyonu endüstriyel ortamda çalıştırılabileceği kanaatine varıyoruz. Tezin son kısmında DAÜ’de yapılan üç ayrı yerelleştirme yöntemlerini tezdeki yöntemle karşılaştırıyoruz.
Anahtar Kelimeler: Kablosuz Algılayıcı Ağlar, Yerelleştirme, Nirengi, Sinyal Gücü Göstergesi Zamanı.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringWireless Sensor Networks - Localization - Triangulation - Received Signal Strength IndicatorLocalization of Wireless Sensor Network Using Triangulation in Industrial EnvironmentThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/6692013-08-14T23:00:53Zhdl_11129_15Jafari, Saeid2013-08-14T12:21:34Z2013Jafari, Saeid. (2013). Application and Development of a New AGV in Sprinkler Irrigation. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/669Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: The new technologies play a more and more important role in improving the productivity over the agriculture industry. In this way, the irrigation machines as well as technologies have significant roles. Nowadays, intelligent systems and Robots are employed supplementary on irrigation systems, aiming to decrease the manpower defects as well as save on energy and time.
In this thesis, the conventional irrigation methods are reviewed briefly. The sprinkler irrigation classic method (moving sprinkler) is considered in detail and some of the shortcomings of this method are highlighted. Since, in sprinkler irrigation classic method after each period of irrigation the position of the sprinklers have to be replaced by manpower, this difficulty makes the method impractical from time, cost and energy points of view. The purpose of this thesis is to application and development a new automatic guide vehicle (AGV) with the capability to change sprinklers timely and on appropriate positions for sprinkler irrigation classic method. The designed AGV is simulated on computer environment and the results show acceptable outcomes.
Keywords: Irrigation; Robot; Agriculture.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Yeni teknolojilerin gelişmesi tarım endüstrisinin verimliliğinin gelişmesinde de çok önemli rol oynamaktadır. Özellikle sulama makinaları tarım ensdüstrisinde önemli bir role sahiptir. Günümüzde robot ve akıllı sistemler insan gücü kusurlarını azaltarak enerji ve zaman tasarrufu sağlamayı amaçlar. Bu tez çalışmasında geleneksel sulama yöntemlerine kısaca değinilmiştir, yağmurlama sulama klasik yöntemine (hareketli yağmurlama) ayrıntılı olarak yer verilerek yöntemin eksikleri vurgulanmıştır. Yağmurlama sulama klasik yönteminden beri her sulama pozisyonu değişiminde insangücü kullanılmak zorundaydı. Zaman, maliyet ve enerji açısından zorluk oluşturmaktadır. Bu tezin amacı, yağmurlama sulama klasik yöntemindeki sulama pozisyonlarını zamanında değişimini sağlayan telerehber sulama aracını (AGV) araştırmaktadır ve dizayn edilen AGV bilgisayarda kurgulanmış, sonuçlar kabul edilebilir sonuçlar içermektedir.
Anahtar Kelimeler: Sulama, Robot, Tarım.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringSprinkler irrigationIrrigation - Robot - AgricultureApplication and Development of a New AGV in Sprinkler IrrigationThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/12202013-11-13T00:00:29Zhdl_11129_15Yassien, Husam Naufal Saleh2013-11-12T09:48:35Z2012Yassien, Husam Naufal Saleh. (2012). Integrated Solar Water Heater. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1220Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2012. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Loay B.Y. Aldabbagh.ABSTARCT: Nowadays, water heating by using the solar energy has been spread all over the world. The studies on solar water heating system were stimulated the researchers due to the scarcity of natural energy resources, like fossil fuel and natural gas as well as the rising and rapidly fluctuating prices for these resources. The purpose of this study is to design and manufacture a new storage domestic electric water heater with solar collector in North Cyprus. In this project, the normal cylindrical shape of the storage, which is available in North Cyprus, will be replaced by triangular shape to include the solar collector and the storage in a compact way (i.e., Integrated Solar Water Heater). Moreover, dual heaters will be used to improve the efficiency. Further investigation was done by adding extra dimensions to the solar absorber by extending it to 10cm from the two sides and the bottom. The temperature profiles inside the new storage for two different flow rates were plotted, with and without the solar insolation. Additionally, the performance of the triangular Integrated Solar Water Heater (ISWH) was presented in terms of discharging efficiency and cumulative efficiency. The utilization of this system was studied by calculating the number of persons that can take a quick shower for electrical and solar water heating. The obtained results show that, this system can receives approximately 893 W/m2 of solar insolation with a maximum collection efficiency of 73%. In addition, the maximum discharging efficiency was 98% if amount of water withdrawn during the solar heating process at 12:00 and 14:00. This system would allow the user to get hot water as long as the ISWH can supply hot water above 40°C. If the ISWH is unable to supply hot water above 40°C, then the electric water heater turns on. The electric heater installed at a height of 47cm from the tank bottom will provide a 50L of warm water, which is the sufficient amount of water for one person to take a quick shower, with a discharging efficiency of 85.18%.
Keywords: Integrated solar water heater, Domestic hot water system, Thermal performance, Thermal stratification.
…………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Günümüzde su ısıtma amaçlı güneş enerjisi kullanımı tüm dünyada yayıldı. Fosil yakıtlar ve doğal gaz gibi doğal enerji kaynaklarının kıtlığı yanı sıra bu kaynakların yükselen ve hızla değişen fiyatları nedeniyle, araştırmacılar güneş su ısıtma sistemlerindeki çalışmalarını hızlandırdı. Bu çalışmadaki amaç Kuzey Kıbrıs’ta, yeni evsel güneş kolektörlü ve elektrikli su ısıtmalı bir depolama tasarımı ve imalatıdır. Bu çalışmada Kuzey Kıbrıs’ta kullanılan kesit alanı dairesel sıcak su deposu yerine daha kompakt olması için güneş kollektörünü de içeren (Entegre Güneş Su Isıtıcısı) kesit alanı üçgensel sıcak su deposu kullanılmıştır. Ayrıca, verimliliği artırmak için çift ısıtıcı kullanıldı. Güneş panelinin iki yan kenarı ve alt kenarı 10 cm uzatılarak etkisi araştırıldı. Farklı iki akış hızında, yeni depo içindeki sıcaklık profillerinin grafikleri güneşli ve güneşsiz olarak çizildi. Ayrıca, üçgensel entegre güneş su ısıtıcısının termal performansı boşaltım verimliliği ve kümülativ verimliliği olarak sunuldu. Bu sistemin kullanımı elektrikli ve güneş su ısıtıcılı olarak kaç kişinin hızlı bir duş alabileceği hesaplanarak çalışıldı. Elde edilen sonuçlara göre sistem yaklaşık 893 W/m2 güneş ışınımı almakta ve azami toplama verimliliği %73‟tür. Buna ilaveten suyun saat 12:00 ve 14:00’te çekilmesi halinde güneş ısıtma sisteminin boşaltım verimliliği %98’dir. Entegre güneş su ısıtıcısındaki su sıcaklığı 40°C‟ın üzerinde olması halinde kullanıcı sıcak suyu depodan alabilmektedir. Su sıcaklığı 40°C‟ın altına düşmesi halinde elektrikli su ısıtıcaları devreye girmektedir. Su deposunun alt kısmından 47cm yüksekliğe yerleştirilen elektrikli su ısıtıcısı bir kişilik kısa bir duş için 50 litre ılık suyu %85.18 boşaltım verimliği ile sağlayabilmektedir.
Anahtar Kelimeler: Entegre güneş su ısıtıcısı, Evsel sıcak su sistemi, Termal performance, Termal tabakalaşma. DICATION.enEastern Mediterranean University (EMU)Mechanical EngineeringSolar Energy - Solar HeatingIntegrated Solar Water Heater - Domestic Hot Water System - Thermal Performance - Thermal StratificationIntegrated Solar Water HeaterThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/12892014-09-11T23:00:37Zhdl_11129_15Salati, Hana2014-09-11T07:04:50Z2014-01Salati, Hana. (2014). Experimental and numerical investigation of heat conduction in porous media. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1289Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Ş. Aybar.ABSTRACT: Heat transfer in porous media has recently become an important subject in mechanical engineering. This study presents experimental and numerical investigations of the effective thermal conductivity in porous media. A porous sample (pumice stone) has been used in experimental investigations. Bottom and upper parts of the sample were cooled and heated using heat exchanger and the water thermal bath. The interior temperatures of four different locations of the sample were measured at various times. Then, the effective thermal conductivity of the material was calculated. The experiment was modeled and simulated and the governing equation was numerically solved using finite difference method. The obtained value of effective thermal conductivity of material was very close to the values have been found in literatures.
Keywords: Porous Media, Thermal conductivity, Effective Thermal Conductivity.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Gözenekli ortamda ısı transferi son zamanlarda daha önemli olmuş bir konudur. Bu çalışmada, gözenekli ortamda etkili termal iletkenlik, deneysel ve sayısal inceleme sunulmuştur. Deneysel kısımda, gözenekli numune (ponza taşı) kullanılmıştır. Alt ve üst numune ısı değiştiricisi ve su banyosu tarafından ısıtıdu ve soğutuldu. Numunenin dört farklı yerde iç sıcaklıkları farklı zamanlarda ölçülür. Daha sonra, malzemenin etkin ısı iletkenliği hesapladı. Deney modellenmiş ve simulasyon. yapılmıştır. denklemler, sonlu farklar yöntemi kullanılarak sayısal olarak çözülmüştür. FORTRAN kullanılarak bilgisayar kodu geliştirilmiştir. Malzemenin etkin ısı iletkenliği, literatürde bulunan değerlere çok yakındır.
Anahtar kelimeler: Gözenekli medya, Isı iletkenlik, Etkin termal iletkenlik.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringHeat - TransmissionThermodynamicsPorous materials - Thermal propertiesPorous Media, Thermal Conductivity, Effective Thermal ConductivityExperimental and numerical investigation of heat conduction in porous mediaThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/13042014-09-15T23:00:39Zhdl_11129_15Haghani, Pooya2014-09-15T07:54:44Z2014-01Haghani, Pooya. (2014). Selection of product designs using modified data envelopment analysis. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1304Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: Producing new products and representing the outstanding ones in a right time in a competitive market is considered to be a vital factor for each firm. To gain the customer's confidence in a specific product, each manufacturer tries to meet all the customer's demands when representing a product. This goal is not likely to be achieved unless the product represents all those special and demanded features which are supposed to satisfy customers' needs. Selecting the ideal design for a product is always considered to be a complex procedure since increase in number of attributes makes this selection more complicated. The ultimate success and popularity of the product is heavily depended on the selection methods used by manufacturers in order to assess the various designs. That is the reason which has captured the focus of researches to represent a solution to make the procedure easier and more accurate. To choose the most outstanding solution, this study uses Modified Data Envelopment Analysis. The attributes of products are categorized in two different levels as beneficial (output) and non-beneficial (input). Unlike the previous used methodologies this study is using a model which concentrates on performance attributes and not designers' preferences. Keyword: product design, inputs and outputs, beneficial attribute, modified data
envelopment analysis.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Yeni ürünler üretmek ve seçkinlerini rekabetçi olan pazara doğru zamanda sunmak her firma için çok önemli bir faktör olarak kabul edilir. Belirli bir üründe müşterinin güvenini kazanmak için, üreticiler müşterilerinin tüm taleplerini karşılamaya çalışır. Ürün, müşterilerin memnuniyetine, ihtiyaçlarına ve taleplerine karşılık verinceye kadar bu hedefe ulaşmak mümkün değildir. Ürün için ideal tasarımı seçmek her zaman karmaşık bir süreç olarak Kabul edilir ve ürünün niteliklerini arttırmak işi daha da karmaşık bir hale sokar. Ürünün nihai başarı ve popüleritesi, üreticilerin bir çok tasarım içerisindeki tercih yöntemine bağlıdır. Bu sebepten dolayı, yöntemlerin daha kolay ve kesin hale getirilip sunulması, araştırmaların odak noktası haline gelmiştir. Bu çalışma, en seçkin çözüme ulaşmak için, Değiştirilmiş Veri Zarflama Analizini kullanır. Ürünün nitelikleri, Faydalı (çıkış) ve Faydasız (giriş) olarak iki kategoriye
ayrılır. Bu çalışma, daha önce kullanılmış metodolojilerin aksine tasarımcıların tercihlerine
göre değil, fayda sağlayacak performans modeline göre konsantre olmuştur. Anahtar Kelime: Ürün Tasarımı, Girişler Ve Çıkışlar, Yarar Niteliği, Değiştirilmiş Veri Zarflama Analizi.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringProduct DesignProduct Design, Inputs and Outputs, Beneficial Attribute, Modified Data Envelopment analysisSelection of product designs using modified data envelopment analysisThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/13292014-09-17T23:00:49Zhdl_11129_15Semiromi, Mohammad Elashem Davoodi2014-09-17T10:58:35Z2014-01Semiromi, Mohammad Elashem Davoodi. (2014). On The use of modified data envelopment analysis models for product line selection. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1329Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: The process of converting the raw materials to a final product in a factory is called production line. These processes include refinement, purification and assembly. Afterward, selection of best production line would be the next step which leads to determining the best product. Now to make the choice easier this thesis proposes a method based on Data Envelopment Analysis (DEA) for product line selection. DEA is a technique based on simple linear programming. This method is often used to measure the performance of Decision Making Units (DMUs) and to choose the most efficient ones which could generate multiple outputs via multiple inputs. DEA has been used in different sciences from mechanical and industrial engineering to economics and finance and results show that the accuracy of method is substantial. The method has not been applied to product line selection problem before, though. Hence this study tries to investigate the matter on product line selection problem by
testing the DEA methodology. To generate the evidence in a quantitative manner, a real life sample is discussed and the results are argued. The results of this study are expected to be used by managers to make the correct decisions in order to achieve both maximum consumers' satisfaction and maximum profitability. Keyword: Product Line Selection, Data Envelopment Analysis, Linear Programing.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bir fabrikada ham maddelerin nihai ürüne dönüştürülme işlemine üretim hattı denir.
Bu işlemler arıtma, tesfiye ve sentez aşamalarıni içerir. Bir sonraki aşamada, en uygun ürün hattı seçimi için, en iyi ürünün belirlenmesi gerekir. Bunun belirlenmesini kolaylaştırmayı amaçlayarak, bu tez Veri Zarflama Analizi (Data Envelopment Analysis) yöntemini ürün hattı seçimi için önermektedir. Veri Zarflama Analizi (DEA) basit bir çizgisel programlama tekniğidir. Bu yöntem genellikle karar verme birimlerinin (DMUs) performansını ölçmek ve çoklu girişleri ve çıkışları göz önünde bulundurarak en verimli ürünü seçmek için kullanılır. DEA mekanik ve endüstriyel mühendislik, ekonomi ve finans gibi farklı bilim dallarında da
kullanılıyor ve elde edilen sonuçlar yöntemin doğruluğunu kanıtlamaktadır. Bu çalışma daha önce ürün hattı seçim problemi üzerine uygulanmadığı için, DEA metodolojisi yardımı ile incelenir. Bu tezde gerçek bir ürün kullanılmakta ve sonuçlar tartışılmaktadır. Araştırma sonuçlarının maksimum tüketici memnuniyeti ve maksimum kar elde edilmesi amaçlanarak yöneticiler tarafından kullanılması beklenmektedir.
Anahtar Kelime: Ürün hattı seçimi, Veri zarflama analizi, Çizgisel programlama.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringProduction managementProduct Line Selection, Data Envelopment Analysis, Linear ProgramingOn The use of modified data envelopment analysis models for product line selectionThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/13512014-09-25T23:00:33Zhdl_11129_15Sadeghi, Alireza2014-09-25T12:51:19Z2013-05Sadeghi, Alireza. (2013). Developing equations for ideal gas air properties. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1351Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.ABSTRACT: The equations for property data of air as an ideal gas are developed. The equations are presented as a function of temperature. Although there are several software capable of using property tables for example, EES, VisSim and etc., others require equations for property calculations such as FORTRAN. Equations are developed by using the ―CurveFitting Expert‖ software. Equations are presented for air properties as a function of temperature are; enthalpy, internal energy, entropy, reduced pressure and reduced volume. Many equations were developed but only those which have high correlations are presented (i.e., equations with highest R2). Moreover, the percent deviations of the calculated properties were studied and the equations which have more than one percent deviation from the tabulated data were neglected. Two equations to calculate temperature as a function of reduced pressure and enthalpy are also presented. The property equations developed in this study were used to simulate a 320 hp actual gas power turbine engine of a small military ship with reheater and recuperator. EES, MATLAB software and the developed equations were used to calculate various properties and the efficiency of the cycle. The difference in the final result (i.e., thermal efficiency) obtained by using the developed equations compared with the result obtained by using the EES software was around 0.1 % which indicated that the developed equations are accurate.
Keywords: Curve fitting, air properties, ship propulsion, EES software.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Havanın mükemmel gaz varsayımıyla özelliklerini hesaplamak için denklemler geliştirilmiştir. Denklemler sıcaklığın fonksiyonu olarak sunulmuştur. Özellik tablolarını kullanabilecek çeşitli yazılımlar olmasına rağmen örneğin EES, VisSim vb., diğerleri, FORTRAN gibi yazılımlar özellik hasaplamaları için denklemlerin kullanımını gerektirir. Denklemler ―CurveFitting Expert‖ yazılımını kullanarak geliştirildi. Sıcaklığın fonksiyonu olarak sunulan havanın özellik bağıntıları; özgül entalpi, özgül iç enerji, özgül entropi, indirgenmiş basınç ve sanki-indirgenmiş özgül hacimdir. Birçok denklem geliştirilmiş ancak korelasyonu yüksek olanlar (en yüksek R2’li denklemler) sunuldu. Ayrıca, hesaplanan özelliklerin tablo değerleri incelendi ve yüzdelik sapması 1’den fazla olan denklemler ihmal edildi. Sıcaklık hesaplamaları için indirgenmiş basınç ve özgül entalpinin fonksiyonu olarak iki farklı denklem sunuldu. Bu çalışmada geliştirilen özellik denklemleri, küçük bir askeri geminin araısıtıcılı ve rejenaratörlü 320 BG gücünde gerçek gaz türbin motorunu simüle etmek için kullanıldı. EES, MATLAB yazılımları ve geliştirilmiş denklemler kullanılarak havanın özellikleri ve gaz turbininin çevrim verimliliğini hesaplamada kullanıldı. EES yazılımı kullanılarak elde edilen sonuçlar (ısıl verim) denklemlerin kullanılmasıyle elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında farkın % 0.1 civarında bulunması, geliştirilen denklemlerin oldukça doğru olduğunu göstermektedir.
Anahta Kelimeler: Eğri uydurma, hava özellikleri, gemi tahrik gaz türbini, EES yazılım.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringCurve Fitting, Air Properties, Ship Propulsion, EES SoftwareDeveloping equations for ideal gas air propertiesThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/13602014-09-26T23:00:46Zhdl_11129_15Barenji, Ali Vatankhah2014-09-26T08:53:17Z2013-06Barenji, Ali Vatankhah. (2013). An RFID - based distributed control system for flexible manufacturing system. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1360Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: A modern flexible manufacturing (FMS) system typically consists of several distributed control systems, such as machining stations, assembling stations, material handling and storage systems. Employing new technologies and novel approaches on a FMS results to more flexibility, agility and re-configurability. The application of Radio Frequency Identification (RFID) technology in the manufacturing systems provides the basis for accomplishing more flexible and agile systems by utilizing real-time information of the components. Modeling an RFID-enabled FMS is necessary, so as to evaluate the design, measure the performance and translate the resulting models into operational applications. However, these processes are complex but very vital in implementation of the new technology. This thesis (a) presents the architecture for modeling an RFID-enabled flexible manufacturing system.(b) discusses the architecture devised to deploy RFID-enabled distributed control and monitoring system by means of a set of agents that are responsible for the realization of different control and monitoring tasks and cooperating with each other to enhance agility, flexibility and re-configurability of manufacturing system.
The primary focus is on, requirement analysis of the manufacturing system, design and development of RFID-enabled manufacturing system using Unified Modeling Language (UML) diagrams that ensure systems integration with more flexibility and re-configurability, using efficient algorithms and effective tools and applications for implementing RFID-enabled architecture for the FMS.
The RFID-enabled distributed control and monitoring system has been explored using a flexible manufacturing system (EMU- CIM lab) to demonstrate the feasibility of the proposed architecture successfully.
Keywords: Flexible Manufacturing (FMS) System, Radio Frequency Identification (RFID) Technology, Unified Modeling Language.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
OZ: Modern esnek üretim sistemi genellikle bir çok kontrol sistemlerinde oluşur ki,buna imalat istasyonları,montaj istasyonları,malzeme taşıma ve depolama sistemleri dahildir. Üretim sistemi sonuçları üzerinde yeni teknolojiler ve yenilikçi yaklaşım istihdamı daha fazla esneklik,çeviklikle sonuçlanır.Radio frekansı uygulama teknolojisi imalat sistemlerinde gerçek zamanı kullanarak geçiş ve esnek sistem sağlar. Üretim sistemi modellemesinde radio frekansı ile tanımlama özelliği gereklidir,böylece tasarım değerlendirildiğinde performans ölçer ve operasyon uygulamalarını çevirir. Ancak, bu yöntem karmaşık olsada yeni teknolojinin uygulanmasında hayati rol oynar. Bu tez, a) radio frekansı tanımlama özelliği ile esnek üretim sistemi için mimari modelleme sunar. b)radio frekansı tanımlama özellikli kontrol sisteminin mimari keşfi açışından tartışır ve izleme sistemi hangi farklı kontrollerin gerçekleşmesi için sorumlu, izleme görevleri ve çeviklik,esneklik üretim sistemini geliştirmek için işbirliğini anlatır.
En önemli odak noktası,üretim sisteminin tasarımı ve geliştirme analizidir.Radio frekansı tanıma özelliği ile üretim sistemi kullanarak birleşik modelleme dili diagramları temin eden sistem entegrasyonu ile daha fazla esneklik yaratır,verimli algoritmalar ve etkili araçlar ve radio frekansı tanımlama özelliği ile üretim sistemi mimari uygulamalarını anlatır. Radio frekansı tanımlama özellikli dağıtılmış kontrol etkin ve izleme sistemi başarıyla önerilen mimari uygulanabilirliğini göstermek için esnek bir üretim sistemi (DAÜ-CIM laboratuar) kullanılarak incelenmiştir.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringProduction management - Data processingBusiness logistics - Data processingFlexible Manufacturing (FMS) System, Radio Frequency Identification (RFID) Technology, Unified Modeling LanguageAn RFID - based distributed control system for flexible manufacturing systemThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/13622014-09-26T23:00:58Zhdl_11129_15Dadfar, Mohammadhossein2014-09-26T11:28:17Z2013-08Dadfar, Mohammadhossein. (2013). Optimization of ranking cycle. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1362Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.ABSTRACT: Optimization of steam power plants has always been a major concern for industries. Even one percent increase in thermal efficiency of a power plant could save lots of money. A power plant which consumes sea water as a working fluid has been studied which simulated by VisSim software. The ideal steam power plant is called Rankine cycle. In this study, cycle efficiency and optimal placement of FWHs in three regenerative Rankine cycle from one feedwater heater (FWH) up to three feedwater heaters (FWHs) have been investigated in ideal and actual case. Different parameters that affects cycle efficiency include boiler pressure, condenser pressure, boiler temperature, pump efficiency, turbine efficiency, cooling water temperature and the number of feedwater heaters utilized in a power plant. Based on the acquired data from VisSim software, in actual base one, two and three FWHs, the efficiency was 38.87%, 39.68% and 43.55% respectively and the change from ideal cycle was 10.16% decrease, 10.17% decrease and 2.73% decrease respectively. As the number of FWHs increased, the efficiency also increased and it got closer to ideal cycle. The parameter which had the highest impact on increasing efficiency was turbine efficiency. By raising turbine efficiency by 5%, the efficiency moved up around 5% for one and two FWHs and 1.11% for three FWHs. After that boiler temperature had the highest impact on efficiency change which was about 3.5% increase in efficiency by rising it up to 20%. By raising boiler pressure by 20% the efficiency raised by around 1.80% and finally lowering condenser pressure by 20%, led to around 1.40% efficiency increase for actual one, two and three FWHs. Another purpose of this study was to find the optimal placement of feedwater heaters in each cycle. In 1 FWH and 2 FWHs regenerative Rankine cycle, the optimal pressure of the FWHs in both ideal and actual cycles are almost the same, however in 3 FWHs regenerative Rankine cycle, optimal pressure of the feedwater heaters in actual cycle is much less than those in ideal cycle for corresponding feedwater heaters.
Keywords: Rankine Cycle, Feedwater Heater, Vissim, Optimization, Power Plant.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Buhar santrallerinin optimizasyonu her zaman sanayi için önemli ilgi noktalarından birisi olmuştur. Bir santralin termik verimliliğinde yüzde birlik bir artış bile çok büyük maddi tasarruf sağlayabilmektedir. İdeal buhar santraline Rankine çevrimi denir. Bu çalışmada çevrim verimi, ve besleme suyu ısıtıcılarının optimum yerleştirilmesi için 1, 2 ve 3 ara ısıtıcılı ideal ve gerçek rejeneratif (Rankine) buharlı güç çevrimleri incelendi.
Çevrim verimini etkileyen farklı parametreler kazan basıncı, kazan sıcaklığı, pompa verimi, türbin verimi, soğutma suyu sıcaklığı ve santralda kullanılan besleme suyu ısıtıcılarının (ara ısıtıcılar) sayısını içerir. Çevrim simülasyonu için VisSim yazılımı kullanıldı. Gerçek, rejenerasyonlu bir, iki ve üç ara ısıtıcılı buhar santralleri için simülasyon sonucu elde edilen optimum termal verimlilik sırasıyla % 38.87, % 39.68 ve % 43.55 olarak hesaplandı. Gerçek rejeneratif Rankine çevriminin aynı türbin basıncı ve sıcaklığı ile kondenser basınca sahip olan ideal rejeneratif Rankine çevriminden daha düşük ısıl verimliliği vardır. Bir, iki ve üç ara ısıtıcılı gerçek bir Rankine çevriminin verimliliği aynı çalışma parametreleri olan ideal çevime göre sırası ile % 10.16, % 10.17 ve % 2.73 daha düşüktür. Ara ısıtıcıların sayısı arttıkça, gerçek çevrimin verimliliği artar ve ideal çevrimin verimliliğine yaklaşır.
Gerçek çevrimde, termal verimliliğe en yüksek etkisi olan parametre türbinin verimliliğidir. Türbin verimi referans değerine göre % 5 artırılırsa, bir ve iki ısıtıcılı gerçek çevrimin termal verimliliğinde yaklaşık % 5 iyileşme olur. Türbin verimliliğinde yapılan ayni iyileştirmede ise üç araısıtıcılı çevrimin verimliliğindeki artış % 1.11 dir. İkinci en yüksek etkiye sahip parametre kazan sıcaklığıdır, kazan sıcaklığında % 20 lik artış çevrimin termal verimliliğini % 3.5 civarında artıdı. Kazan basıncındaki % 20 lik artışın bir, iki ve üç ara ısıtıcılıdaki gerçek rejeneratif Rankine çevrimindeki verimliliğe etkisi yaklaşık % 1.80 dir. Son olarak kondenser basıncındaki % 20 lik azalmanın her üç çevrimin termal verimliliğine olan etkisi % 1.40 iyileşme olarak bulundu. Sunulan verimlilikler optimal verimlilikler olup çevrimin termodinamik optimizasyonu sonucu ara ısıtıcıların en uygun yerleştirilmesi yolu ile elde edildi.
Anahtar Kelimeler: Rankine Çevrimi, Besleme Suyu Isıtıcı, Vissim, Optimizasyon, Güç Santralı.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringHeat EngineeringRankine Cycle, Feedwater Heater, Vissim, Optimization, Power PlantOptimization of ranking cycleThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/13632014-09-26T23:00:42Zhdl_11129_15Farzad, Houman2014-09-26T11:39:24Z2013-07Farzad, Houman. (2013). Aluminum pigmenten chromate - free metal effect coatings on steel substrates. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1363Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Prof. Dr. Murat Bengisu.ABSTRACT: Metals such as iron and aluminum are used in industrial structures because of their mechanical properties including high strength and stiffness. These materials are very sensitive to corrosion due to aggressive environments, which cause energy and material loss. Making use of a protective film or coating is the most common route to protect metals from corrosion. A common coating used on metals is chromate coating due to its good protective and aesthetic qualities however; Cr (+6) is known and designated by EPA as one of the 17 high toxicity chemicals. It is known to be a human carcinogen and emits a toxic mist at elevated temperatures. Because of environmental and health perspective, alternative more environmentally friendly coating methods are under investigation. Sol-gel process is amongst the common methods for deposition of the coatings on metal surfaces. Such process has several advantages over those other methods such as low temperature and waste-free processing. In the current research sol-gel processing was used to deposit coatings on the steel substrates.
It is known that UV curing is becoming an accepted technique and offers a variety of advantages because of its uniqueness, therefore in the current study a series of UV-curable coating with aluminum pigments was prepared in order to replace the chromium coatings, since from the health and environmental perspective, chromium can be toxic and can have significant negative effect on human beings.
For this purpose, among the oligomers that can be applicable for UV-curing, aliphatic tri-functional oligomeric urethane methacrylate (ATOUA) was formulated from trimethylolpropane (TMP), isophrone diisocyanate (IPDI) and hydroxyethyl methacrylate (HEMA). Also, dibutyltin dilaurate (DBTDL) was incorporated to let the reaction to take place. As incorporated to let the reaction, the metallic shine effect was also achieved by formulating leafing and non-leafing aluminum pigments with ATOUA as binder with a proper dispersing agent, during the coating process.
In this study, ATOUA was reacted with 1,6 hexanediol diacrylate (HDDA) and trimethlol propane triacrylate, serving the function of a reactive diluent, benzophenone as phtoinitiator, N-methyl diethanolamine as co-initiator, aluminum pigments, wetting agent 1OEO), to produce UV-curable aluminum pigmented coatings. SEM analysis was also performed to monitor the surface morphology of the produced coatings. SEM images of the ATOUA polymers illustrated a crack free coating involving aluminum particles. Moreover, FTIR, 1H-NMR and 13C-NMR spectroscopic measurements were employed to pinpoint the structural properties of the synthesized oligomers. Additional characteristics of the surface coatings such as chemical and mechanical properties have been investigated through the following tests: König hardness, cross cut adhesion, impact resistance, gloss, mandrel bend, cupping and salt spray. Furthermore, the DSC and TGA analysis were investigated. results clearly indicated that the cured films possess proper pendulum hardness and strong adhesion to the substrate. Moreover, coatings passed 1000 h of salt spray resistance test. Coatings have suitable abrasion resistance, gloss and flexibility and consequently can be applied in industrial sectors.
Keywords: UV Curable Coating, Aluminum Pigment, Organic- Inorganic Hybrid Film, Metal Effect Coating, Gloss, and Steel.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Çeşitli çelik ve alüminyum alaşımları endüstriyel uygulamalarda yüksek mekanik dayanım ve esneme direnci gibi mekanik özellikleri nedeniyle kullanılmaktadır. Ancak bu metaller birçok ortamda korozyona uğramakta ve bu da enerji ve malzeme kayıplarına neden olmaktadır. Metalleri korozyondan korumak ve görünümlerini çekici kılmak amacıyla çeşitli kaplama yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemler arasında elektrolitik krom kaplama ve çeşitli boyama yöntemleri yaygındır. Ayrıca sol-jel yöntemi de düşük uygulama sıcaklığı ve çevre dostu bir işlem olması nedeniyle giderek önem kazanmakta olan bir kaplama yöntemidir. UV tepkimeli polimerleştirme de giderek yaygınlaşan bir yöntem olup yüksek etkinlik ve enerji verimliliği gibi çeşitli üstünlükler sunmaktadır. Krom kaplama teknolojisi ise sağladığı mükemmel parlak görünüme rağmen krom iyonlarının toksik etkisi nedeniyle endüstrinin vazgeçmekte olduğu bir teknoloji durumuna gelmiştir.
Bu çalışmada krom kaplamalar yerine geçebilecek alüminyum pigmentli metal etkili kaplamaların çelik yüzeyler üzerine uygulanması araştırılmıştır. Bu amaçla sol-jel ve UV tepkimeli polimerleştirme yöntemleri kullanılmış ve uygun kaplama malzemeleri geliştirilmiştir. Bu hedef doğrultusunda UV tepkimeli polimerleştirme yöntemine uygun olabilecek çeşitli oligomerler arasından alifatik üç işlevli oligomerik üretan metakrilat (ATOUA) geliştirilmiştir. ATOUA eldesinde trimetilpropan (TMP), izoforon diizosiyanat (IPDI) ve hidroksietil metakrilat (HEMA) kullanılmıştır. Ayrıca hızlandırıcı olarak dibütiltin dilaurat (DBTL) kullanılmıştır. Ayrıca yapraksı veya yapraksı olmayan alüminyum pigmentlerin kullanıldığı ATOUA tabanlı uygun kaplama bileşimleri geliştirilmiş ve uygun seyrelticiler belirlenmiştir. Sol-jel yöntemi ile elde edilen silika-Al pigment filmlerinde çatlama ve pigment boyutunun film kalınlığı ile uyuşmaması gibi sorunlarla karşılaşılmıştır.
UV tepkimeli Al pigmentli kaplamalar elde etmek için ATOUA, 1,6 hegzandiol diakrilat (HDDA), tepkimeli seyreltici trimetilolpropan triakrilat, fotobaşlatıcı olarak benzofenon, ek fotobaşlatıcı olarak N-metil dietanolamin, alüminyum pigmentler, ıslatıcı ve dağıtıcı olarak OA 1OEO ile tepkimeye sokulmuştur. Elde edilen kaplamaların taramalı electron mikroskop (SEM) görüntüleri Al içeren ya da içermeyen kaplamaların çatlak içermediğini göstermiştir. FTIR, 1H-NMR ve 13C-NMR spektroskopik analizleri sentezlenmiş olan oligomerlerin kimyasal yapısı hakkında bilgiler vermiştir. Ayrıca yüzey kaplamalarının kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri çeşitli yöntemlerle incelenmiştir. Bu yöntemler König sertlik, çapraz kesikli yapışma, darbe dayanımı, parlaklık, mandrel bükme, batma/çökertme, ve tuz püskürtme, DSC ve TGA deneylerini içermektedir. Elde edilen sonuçlar, kaplamaların uygun darbe dayanımı, sertlik ve metale yapışma özelliklerine sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca kaplamalar 1000 saatlik tuz püskürtme deneyini başarı ile geçmiştir. Kaplamalar uygun aşınma dayanımı, parlaklık ve esnekliğe sahiptir ve endüstriyel uygulamalarda kullanılabilirler.
Anahtar Kelimeler: UV Tepkimeli Kaplama, Alüminyum Pigment, Organik-Inorganik Hibrit Film, Metal Etkili Kaplama.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringCoatings and CoatingUV Curable Coating, Aluminum Pigment, Organic- Inorganic Hybrid Film, Metal Effect Coating, Gloss, and SteelAluminum pigmenten chromate - free metal effect coatings on steel substratesThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/13692014-09-30T23:00:30Zhdl_11129_15Ibraheem, Hussein Mohammad Ali2014-09-30T12:40:54Z2013-07Ibraheem, Hussein Mohammad Ali. (2013). Numerical optimization for cutting process in glass fiber reinforced plastic using conventional and non-conventional methods. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1369Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: Glass fiber reinforced polymer (GFRP) composites are used in many industrial applications due to the advantages they offer compared to other materials. These advantages are the light weight with the high strength, good toughness, high corrosion resistance, high thermal resistance and relative ease of manufacture of components using GFRPs, makes these materials candidates for more and more applications. Joining GFRP composite laminate to other metal material structure could not be avoided; the bolt joining efficiency depend critically on the quality of machined holes in all the industrial applications. There are many cutting processes which are used for producing riveted and bolted joints during the assembly operation of composite laminates with other parts. For riveted and bolted joints, precise holes must be made in the components to ensure high joint strength and precision. Conventional machining such as drilling and milling of hole making in composite materials face many challenges due to the properties of the matrix, diverse fiber , fiber orientation and the inhomogeneous nature of the composite. Non conventional machining like abrasive water jet machining (AWJM) & laser beam machining (LBM) processes have been used for processing composite materials because of the advantages they offered as compared to the traditional techniques.
The objective of the current work is to evaluate the effect of drilling, milling, abrasive water jet and laser beam machining parameters on hole making process of GFRP. Statistical approach is used to know the effects of the predictor parameters on the response variables. Analysis of variance (ANOVA) was used to isolate the effects of the predictor parameters affecting the hole making in both abrasive water jet and laser processes. The result shows that abrasive water jet cutting promises a better cutting, less cost of operation and high production compared to the other cutting technologies.
Keywords: CO2 laser, AWJM, Cutting Parameters, Laminated GFRP, Cut quality, Cost, Productivity and Optimization.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Cam elyaf ile güçlendirilmiş polimer (CTP) Kompozit çünkü bunlar diğer geleneksel ve geleneksel olmayan malzemeler ile karşılaştırıldığında üstün avantajları sunar uygulamaları bir çok sayıdaki kullanılmaktadır. Bu avantajlar ağırlık oranı yüksek mukavemetli, yüksek modüllü, yüksek kırılma tokluğu, yüksek korozyon ve ısıl direnci vardır. Dolayısıyla üretim maliyeti düşük sunan GFRPs ile komponent imalatı göreceli olarak kolay, daha fazla uygulama için bu malzemeler aday hale getirlir. Yapısal malzeme olarak diğer metal malzeme yapısı kompozit laminate katılmadan kaçınılması olamazdı; verimliliği ve kaliteyi birleştiren cıvata tüm endüstriyel uygulamalarda işlenmiş delik kalitesine eleştirel bağlıdır. Çeşitli kesme işlemleri yaygın olarak diğer bileşenler ile kompozit laminatların montaj işlemi sırasında perçinli ve cıvatalarını üretmek için kullanılır. Perçinli ve cıvatalı eklem için, hasarlı ücretsiz ve hassas delikler yüksek ortak gücü ve hassasiyeti sağlamak için bileşenleri olarak yapılmalıdır. Delik delme ve frezeleme fiber takviyeli kompozit yapma gibi Konvansiyonel işleme çeşitli lif ve matriks özellikleri, elyaf oryantasyonu, malzemenin homojen olmayan yapısı nedeniyle zordur. Aşındırıcı su jeti ile işleme (AWJM) & Lazer ışını işleme (LBM) işlemleri nedeniyle geleneksel tekniklerle karşılaştırıldığında bu teknolojilerin sağladığı avantajlardan kompozit malzemelerin işlenmesi için kullanılmaktadır.
Mevcut çalışmanın amacı delik GFRP verme sürecinde üzerinde delme, frezeleme, aşındırıcı su jeti ve lazer ışını işleme parametrelerinin etkisini değerlendirmek için. İstatistiksel yaklaşım yanıt değişkenler kontrol parametrelerinin etkisini anlamak için kullanılır. Varyans analizi (ANOVA) analiz aşındırıcı su püskürtme ve lazer işlemleri hem de alma deliği etkileyen parametrelerin etkilerinin izole etmek için yapıldı. Bunun sonucu aşındırıcı su jeti kesim, lazer ışını kesme teknolojisi ile karşılaştırıldığında çalışma ve yüksek üretim daha iyi bir kesim, daha az maliyet vaad edir gösterir.
Anahtar Kelimeler: CO2 lazer, AWJM, delme, frezeleme, Parametreler, Lamine GFK, Kesme kalitesi, Maliyet, Verimlilik ve Optimizasyon.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringProduction managementHard materials - MachiningCO2 Laser, AWJM, Cutting Parameters, Laminated GFRP, Cut Quality, Cost, Productivity and OptimizationNumerical optimization for cutting process in glass fiber reinforced plastic using conventional and non-conventional methodsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/13972014-10-09T23:00:38Zhdl_11129_15Faghiri, Ali Hooshyar2014-10-09T07:27:56Z2014-01Faghiri, Ali Hooshyar. (2014). Unsteady natural convection within a differentially heated porous enclosure. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1397Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Ş. Aybar.ABSTRACT: Investigation on heat transfer performance of porous enclosure is numerically performed. The working fluid is air and the square cavity is heated from left side wall and the right edge is cold. Two other walls including top and bottom edge are kept as adiabatic. The mentioned above feature is used in several practical and industrial fields of engineering such as solar collectors. FLUENT 6.3 were used for simulating some specified case studies to control the amount of heat transferred through the media. Validating the work, we employed a simple porous enclosure of air to see how well we predict the previous results of researchers for square configuration. Then, there are distinct cases which we considered: using an insulated block on bottom/ top edge, couple insulated blocks at top and bottom and block within the media. All designed cases let the thermal system manufacturers know and produce a device much more economical. To have better insight to the rate of heat transfer, all studied cases are investigated from the starting time of the heating up to a steady state condition.
Keywords: Unsteady natural convection, Porous enclosure, Computational fluid dynamics.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Nusselt numarası ortalaması ile gözenekli muhafazanın ısı transferini araştırılması sayısal olarak gerçekleştirilmektedir. Çalışma sıvısı havadır ve kare muhafaza sol dikey duvardan ısıtılmaktadır ve sağ köşesi soğuktur. İki üst ve alt duvarlar izole edilmiştir. Yukarda sözü geçen özellik birçok Pratik ve endüstriyel alanlarda kullanılmakta örneği kolektörlerinde, ısı transfer miktarın kontra ıcın farklı durumlar dıkkate alındı : izolasyon, üst ve altta cıfte yalıtımlı blok ve ortam ıcınde blok . Tüm tasralanmişdurumlar,durumlar,termal sistemlerin daha ekonomik uretimi ıçındır. Isı transferı hakkında daha ıyı fıkır sahıbı olmak ıçın çalışılan bütün konfıgürasyonlarda ısıtmaya başlanılan andan kurarlı ortama ulaşılıncaya arştırma gerçekleştırıdı
Anahtar Kelimeler: Kararsız doğal konveksiyon, Gözenekli muhafaza, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringHeat - ConvectionHeat EngineeringUnsteady Natural Convection, Porous Enclosure, Computational Fluid DynamicsUnsteady natural convection within a differentially heated porous enclosureThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/14092014-10-16T23:00:31Zhdl_11129_15Barenji, Reza Vatankhah2014-10-16T08:17:15Z2014-02Barenji, Reza Vatankhah. (2014). A novel competency - based ontology for enterprise knowledge modeling. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1409Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: Enterprise competency refers to knowledge that describes the skills and abilities possessed by a particular enterprise. This dissertation proposes a new framework for intra-enterprise competency modelling. First, formal definitions of enterprise competency and related aspects (i.e. resource, activity, and knowledge) are presented. Second, conceptual sub-categories (i.e. capability, cross-functional co-ordination, and cross-functional integration) are discussed for the purposes of capability and competency modelling. The framework is illustrated by developing a competency knowledgebase for a bicycle plant with two sectors. Furthermore, the developed competency-based ontology is employed as knowledgebase for developing an RFID-enabled intelligent distributed manufacturing control system. The competency knowledgebase provides information important to decision-making, and can act as an indicator for an enterprise’s willingness to engage in robust collaboration.
Keywords: Enterprise modelling, enterprise architecture, knowledge management, competency modelling, capability modelling.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Kurumsal yetkinlik belirli bir işletme tarafından sahip beceri ve yeteneklerini açıklar bilgi anlamına gelir. Bu tez içi kurumsal yetkinlik modelleme için yeni bir çerçeve önermektedir. İlk olarak, kurumsal yetkinlik ve ilgili yönleri (yani, kaynak, etkinlik ve bilgisi) resmi tanımları sunulmaktadır. İkincisi, kavramsal alt kategoriler (yani yeteneği, çapraz fonksiyonlu koordinasyon ve çapraz fonksiyonel entegrasyon) kapasitesi ve yetkinlik modelleme amacıyla tartışılmıştır. Bu çerçeve, iki sektör ile bir bisiklet bitki için bir bilgi bankası yetkinlik geliştirerek görüntülenmiştir. Ayrıca, geliştirilen yetkinlik bazlı ontolojisi bir RFID özellikli akıllı dağıtılmış üretim kontrol sistemi geliştirmek için bilgi bankası olarak kullanılır.Yetkinlik bilgi bankası karar verme önemli bilgiler sağlar ve sağlam işbirliği yapmaya bir işletmenin istekli bir göstergesi olarak hareket edebilir.
Anahtar Kelimeler: Kurumsal modelleme, kurumsal mimari, bilgi yönetimi, yetkinlik modelleme, modelleme yeteneği.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringProject Management - ManufacturingEnterprise modelling, Enterprise Architecture, Knowledge Management, Competency Modelling, Capability ModellingA novel competency - based ontology for enterprise knowledge modelingThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/14172014-10-16T23:00:42Zhdl_11129_15Bahlouli, Keyvan2014-10-16T12:21:03Z2014-01Bahlouli, Keyvan. (2014). Development of a reduced chemical kinetic model of n-heptane - NG blend for homogeneous charge compression ignition engine combustion. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1417Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.ABSTRACT: As the transportation technologies move forward and the need of travelling becomes more important, the mankind is facing two major challenges, namely, emission of
green-house gases and excessive fuel consumption. The homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines have the well known benefits of emitting very low amounts of NOx and soot, while producing higher efficiencies compared to the conventional engines. Computational modeling is a useful tool for engine design and optimization. The full chemical kinetic mechanisms to simulate the fuel oxidation consist of hundreds or thousands of species and reactions. Utilizing such a detailed mechanism requires extremely long computational time. In order to facilitate practical simulations, reduced mechanisms of smaller sizes are necessary. A threestage reduction process is proposed in this research. The performance of the proposed method is investigated by producing reduced mechanisms of n-heptane fuel. This work is performed by using a validated single zone HCCI combustion model. To remove unimportant species at the first stage, the directed relation graph with error propagation (DRGEP) is applied. In the second stage, the computational singular perturbation (CSP) method is used to eliminate insignificant reactions. In the third stage, once again DRGEP is applied to the mechanism for further reduction. This combination of methods successfully reduced the comprehensive Curran's nheptane mechanism (561 species and 2539 reactions) to a reduced mechanism with only 118 species and 330 reactions, while maintaining small errors (less than 2 percent) compared to the detailed mechanism in predicting selected representative parameters. The simulation time required for calculation is decreased from about 601 minutes when the detailed mechanism is used to 8 minutes by applying reduced mechanisms to the model. Also, a reduced mechanism for a fuel blend of natural-gas and n-heptane is proposed. The approach is validated for the prediction of ignition timing in the HCCI combustion engine. A two-stage reduction process is used to produce two reduced mechanisms of existing detailed mechanisms for natural-gas and n-heptane fuels.
The combination of the generated reduced mechanisms is used to develop a reaction mechanism for a fuel blend of natural-gas/n-heptane. Then, the genetic algorithm is used for optimization of reaction rate constants in the newly generated mechanism. The proposed mechanism includes only 41 species and 109 reactions. Simulation results agree well with the experimental results under various operating conditions, while maintaining small errors (less than 2 degrees) in predicting ignition timing. Furthermore, effect of heat transfer through the boundaries in HCCI combustion simulation in generating reduced mechanism from the detailed mechanism is also investigated. A two-stage reduction process is used to produce reduced mechanisms of existing detailed GRI-Mech. 3.0 mechanism. Small differences observed in the developed reduced mechanisms for HCCI combustion model with considering heat transfer and in the adiabatic condition. Keywords: HCCI engine, Ignition timing, Reduced mechanism, DRGEP, CSP, PCA, Blended fuel
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Seyahat gereksinimleri nin önemi artıp ulaşım teknolojileri geliştikçe, insanoğlu iki büyük sorunla karşı karşıya kalmaktadır. Bunlar, sürekli artan sera gazlarının atmosfere salınımı ve aşırı miktarda yakıt kullanımı olarak kayıtlarda yer almaktadır. Homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) motorlarının çok düşük seviyelerde NOx ve kurum salınımları olması en bilinen faydalarındandır. Bu motorlar, bir yandan da geleneksel motorlara göre daha yüksek verimlilikte çalışmaktadır. Tasarım ve optimizasyon faaliyetlerinde en yararlı gereçlerin başında bilgisayarla modelleme yapmak gelmektedir. Yanmaya ait kimyasal kinetik mekanizmanın tamamı yüzbinlerce tür ve reaksiyondan oluşmaktadır. Böyle detaylı bir mekanizmayı kullanarak simülasyon yapmak için çok uzun bir bilgi işlem zamanına ihtiyaç duyar. Uygulanabilir simülasyonlar gerçekleştirebilmek için daha
küçük boyutlara azaltılmış mekanizmalar kullanmak kaçınılmazdır. Bu araştırmada üç aşamalı bir azaltma süreci önerilmiştir. Önerilen yöntemin işleyişi n-heptan yakıtının azaltılmış mekanizmalarını oluşturarak incelemeye tabii tutulmuştur. Bu çalışma, geçerliliği isbat edilmiş tek bölgeli HCCI yanma modeli kullanılarak yürütülmüştür. İlk aşamada, önemsiz türleri mekanizmadan çıkarmak için hata yayılmalı yönlendirilmiş ilişki grafiği (DRGEP) uygulanmıştır. İkinci aşamada, hesaplamalı tekil karışıklık (CSP) metodu kullanılarak ilgisi olmayan reaksiyonlar elendmiştir. Üçüncü aşamada, daha fazla azaltma yapmak için DRGEP tekrar kullanılmıştır. Metodların bu şekilde birleştirilmesi Curran’ın (561 tür ve 2539 reaksiyondan oluşan) kapsamlı n-heptan modelini (sadece 118 tür ve 330
reaksiyondan oluşan) azaltılmış bir mekanizmaya düşürmeyi başarmıştır. Bunu yaparken de detaylı mekanizmaya göre temsili parametrelerin tahmininde yüzde 2’den daha az yanılgı payları elde edilmiştir. Hesaplamalar için detaylı mekanizma sırasında gereken simulasyon zamanı, 601 dakikadan, azatılmış mekanizmada 8 dakikaya kadar düşürülmüştür. Doğal gaz ve n-heptandan oluşan bir yakıt karışımı için de bir azaltılmış mekanizma önerilmiştir. Bu yaklaşım, HCCI motorunun ateşleme zamanını tahmin etmek için kullanılmış ve geçerliliği sınanmıştır. Doğal gaz ve n-heptan yakıtlarına ait mevcut detaylı mekanizmalar iki aşamalı bir azaltma süreci kullanılarak iki azaltma mekanizması meydana getirilmiştir. Bu iki mekanizmanın birleştirilmesiyle doğal gaz ve n-heptan yakıtlarının karışımı için bir azaltılmış mekanizma geliştirilmiştir. Daha sonra, yeni üretilmiş mekanizmaların reaksiyon oranı katsayılarını optimize etmek için genetik algoritma kullanılmıştır. Önerilen mekanizmada sadece 41 tür ve 109 reaksiyon bulunmaktadır. Bir çok değişik çalışma şartlarında, simülasyon sonuçları, deneysel sonuçlarla iyi örtüşmektedir. Bu mekanizma ile ateşleme
zamanını tahmin etmede çok düşük hata payları (yüzde 2’den az) elde edilmiştir. Bir ileri tetkik olarak detaylı mekanizmadan azaltılmış mekanizma elde ederken HCCI yanma simülasyonu ile ilgili ısı kayıplarının etkisi sorgulanmıştır. Mevcut GRI-Mech 3.0 mekanizmasından azaltılmış bir mekanizma üretmek için iki aşamalı bir azaltma mekanizması kullanılmıştır. HCCI yanma modeli için geliştirilmiş azaltılmış mekanizmalarda ısı transferinin dikkate alınmasının çok az bir fark yarattığı gözlemlenmiştir.
Anahtar kelimeler: HCCI motoru, Ateşleme zamanı, Azaltılmş mekanizma, DRGEP, CSP, PCA, yakıt karışımı.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringMotor Vehicles - Pollution Control DevicesHCCI Engine, Ignition Timing, Reduced Mechanism, DRGEP, CSP, PCA, Blended FuelDevelopment of a reduced chemical kinetic model of n-heptane - NG blend for homogeneous charge compression ignition engine combustionThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/14192014-10-16T23:00:43Zhdl_11129_15Abdollahpour, Maryam2014-10-16T13:29:06Z2014-01Abdollahpour, Maryam. (2014). Design of an experiment to calibrate a peltier element and measuring thermal conductivity. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1419Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Ş. Aybar.ABSTRACT: Peltier element, which is a thermoelectric component, is a device that can pump heat from its cold side to the hot side depending on the direction of current. Therefore, it is a kind of heat pump of solid state. The amount of heat transfer, which can be pumped by this device, is certainly depending on the electrical power supplied to it. Thus, it can be used in many different experiments as either a heating or cooling unit. In order to use a Peltier element as a thermal unit, calibration of this device would be necessary. In the current study, an experimental method is developed in order to calibrate a Peltier element. In this study, a Peltier element of model TEC1-4905 and size 25mm x 25mm was used for the calibration process. The calibration method was based on measuring the amount of heat generated by the element according to different electrical currents. The results, then, were analyzed and presented as graphs for some important parameters of this device. Based on the calibration results, in order to verify them, another experiment was performed to measure the thermal conductivity of a sample.
Keywords: Peltier element, Calibration, Thermal Conductivity.
…………………………………………………………………………………………………………………………
OZ: Termoelektrik bileşen olan peltier elementi, akımın yönüne bağlı olarak, soğuk taraftan sıcak tarafa ısı pompalayan cihazdır. Bu yüzden, peltier elementi katı haldeki ısı pompasının çeşididir. Bu cihaz tarafından pompalanan, ısı transferinin miktarı kesinlikle elektrik güç sağlayıcısına bağlıdır. Böylece ısıtma veya soğutma gereken birçok farklı deneylerde kullanılabilir. Peltier elementini termal ünite gibi kullanabilmek için, bu cihazın ayarlanması gerekmektedir. Şimdiki çalışmalarda, peltier elementini ayarlamak için, deneysel metotlar geliştirilmiştir. Bu çalışmada, TECI-4905 modeli peltier elementi kullanılmıştır. Ayarlama metodu, farklı elektrik akımlarına göre element tarafından oluşturulan ısı miktarını ölçmenin temelidir. Sonuç olarak, bazı önemli parametrelere oluşturulan grafiklere göre bu cihazın analizleri ve sunumları vardır. Ayarlama sonuçları temeli, onları doğrulamak ve diğer deney örneğinin termal iletkenliğini ölçmek için yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Peltier element, Ayarlama, termal iletkenliğini.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringRefrigeration and refrigerating machineryPeltier Element, Calibration, Thermal ConductivityDesign of an experiment to calibrate a peltier element and measuring thermal conductivityThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/14272014-10-24T23:00:34Zhdl_11129_15Irani, Foad2014-10-24T11:30:30Z2014-01Irani, Foad. (2014). Experimental study on inclined double solar water distillation system. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1427Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Şelli Aybar.ABSTRACT: The aim of this project is to design and test the double inclined solar water distillation system and compare it with a single inclined solar water distillation system under the climate conditions of North Cyprus. In an inclined solar water distillation system, the feeding water falls down on the bare plate through the distribution pipe. The double inclined solar water distillation system has two sections. In the lower section the feeding water falls down on the bare plate, through distribution pipe. In upper section of the double inclined solar water distillation system, the feeding water falls down on the glass, through distribution pipe. Inclined solar water distillation (ISWD) and double inclined solar water distillation (DISWD) systems have the ability to produce both fresh water and hot water at the same time. These systems were tested by two variants: bare plate and black-fleece wick. It was observed that both systems showed better performance with higher production rate of fresh water when the black-fleece wick was used. Also, the hot water produced by both an inclined solar water distillation and double inclined solar water distillation systems was hot enough for domestic appliances. In comparison of these two systems with each other, the amount of condensate water and hot water produced by a double inclined solar water distillation system is more than that of an inclined solar water distillation system. Keywords: Solar distillation, solar hot water, wick.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bu tezin amacı, çift eğimli güneş su damıtma sistemini tasarlamak, test etmek ve Kuzey Kıbrıs iklim koşullarında tek eğimli güneş su damıtma sistemi ile karşılaştırmaktır. Tek eğimli ğüneş su arıtma sisteminde, besleme suyu dağıtım borusundan çıplak plakaya düşmektedir. Çift eğimli ğüneş su arıtma sistemi iki kısımdan oluşmaktadır. Alt kısımda besleme suyu dağıtım borusundan çıplak plakaya düşmektedir. Üst kısımda dağıtım borusundaki su cama düşmektedır. Bu tür sistemlerin aynı anda içilebilir ve sıcak su üretme olanaği vardır. Önerilen bu sistemler iki şekilde test edildi, çıplak plaka ve siyah polar fitil. Tek ve çift eğimli güneş enerjili su damıtma sistemlerinde siyah polar fitil kullanıldığında tatlı su üretimi çıplak plakadaki üretimden daha çoktur. Ayrıca tek eğimli ve çift eğimli güneş enerjili su damıtma sistemleri tarafından üretilen sıcak su, ev aletleri için uygun sıcaklıktadır. Bu iki sistem birbiri ile karşılaştırıldığında, çift eğimli güneş enerjili su damıtma sistemi tarafından üretilen tatlı su ve sıcak su miktarının, tek eğimli güneş enerjili su damıtma sistemi tarafından üretilen tatlı su ve sıcak su miktarından daha fazla olmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Güneşle damıtma, Güneşle sıcak su, tapa.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringWater conversion - Distillation processSolar Distillation, Solar Hot Water, WickExperimental study on inclined double solar water distillation systemThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/14282014-10-28T00:00:39Zhdl_11129_15Afolayan, Ayoola Olamide2014-10-27T08:15:46Z2014-01Afolayan, Ayoola olamide. (2014). Effect of tank size on the temperature distributions for solar water heaters. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1428Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.ABSTRACT: The objective of the present study is to investigate the effect of tank size on the temperature distributions as well as the availability of hot water in the storage tanks of solar water heaters with two-stage usage. A usage pattern is assumed, where the first discharge is 50 L of hot water at 7:00 pm (representing two persons taking showers in succession) and the second discharge is 25 L of hot water at 7:00 am (representing one person taking a shower). The standing time between the two draw-offs is fixed at 12 hrs. The investigation is carried out by considering different tank sizes namely: 80 L, 121 L, 150 L and 200 L. TRNSYS program is used for the simulation. Results show that the optimum tank size for solar water heaters is 150 L with high quality solar collectors for the described scenario of the daily hot water usage.
Keywords: Temperature distributions, storage tank, hot water, simulation.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bu çalışmanın amacı, güneş enerjili su ıstma sistemlerinde depo kapasitesinin, depolanan suyun sıcaklık dağılımı ve kullanılabilir sıcak su mevcudiyetinin üzerindeki etkisini iki aşamalı kullanım şartlarında incelemektir. Varsayılan kullanım şablonunda ilk kullanım akşam 7:00’de 50 L, ikinci kullanımın ise sabah 7:00’de 25 L olarak belirlenmiştir. İlk kullanım iki kişinin sırayla duş almasını, ikinci kullanım ise bir kişinin duş almasını temsil ediyor. İki aşama arasında geçen bekleme süresi 12 saat olarak sabitlenmiştir. Araştırmada 80, 121, 150 ve 200 L ebatlalarında su tankları kullanılmıştır. Simulasyonlar TRNSYS programı kullanarak yapılmıştır. Bulgular, yüksek kaliteli güneş panelleri ie kullanılmak kaydı ile, bahsedilen senaryo için, en optimum tank kapasitesinin 150 L olduğunu gösteriyor
Anahtar Kelimeler: sıcaklık dağılımları, depolama tankı, sıcak su, simülasyon.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringSolar energySolar heatingTemperature Distributions, Storage Tank, Hot Water, Simulation.Effect of tank size on the temperature distributions for solar water heatersThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/14412014-10-31T00:00:48Zhdl_11129_15Toughian, Masoud2014-10-30T08:54:21Z2014-01Toughian, Masoud. (2014). Performance analysis of a stirling engine heated by two individual heat sources (Solar and fossil fuel). Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1441Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.ABSTRACT: To meet the continuously increasing demand in electricity, while conserving our natural resources and the earth as a whole, more effective and alternative energy sources must be utilized. For an alternative source of energy to be attractive, it must be both economical and have the ability to be interconnected with existing grid. Stirling engine can achieve and implement the highest efficiency of all the practical heat engines and theoretically up to the Carnot efficiency. In addition, Stirling engine is fuel flexible, and is not limited to any one specific heat sources.
The purpose of this thesis is to effectively and efficiently convert thermal energy from two different heat sources (solar and fossil fuel) into electrical energy via Stirling heat engine. The comparison and performance of these two heat sources under Northern Cyprus climate conditions analyzed. The proposed work is designed and developed a prototype and manufactured alpha Stirling engine operates at temperature range of 70 to 200 . The engine first tested and heated by fossil fuels and secondly by solar radiation. Two working fluids (helium and air) are considered in this prototype to compare the working principles of the engine.
Keywords: Stirling engine, Stirling cycle, low moderate temperature, helium, fuel flexible, engine performance, thermodynamic simulation.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Doğal kaynakları muhafaza ederken, artan elektrik talebinin karşılanması için daha etkili ve alternatif enerji kaynakları kullanılmalıdır. Bununla birlikte, kullanılacak alternatif kaynağın ekonomik ve mevcut dağıtım sistemine uyumlu olması gerekmektedir. Stirling motoru diğer ısı motorları arasında pratik olarak en yüksek, teorik olarak Carnot verimine yakındır. Ayrıca Striling motoru yakıt kullanımında esnektir ve herhangi bir özel ısı kaynağı ile sınırlı değildir.
Bu tezin amacı etkin ve verimli bir şekilde iki farklı ısıl enerji kaynağını (güneş ve yanan yakıt) elektrik enerjisine dönüştürmek için Stirling kullanılmasıdır. Kuzey Kıbrıs iklim koşulları altında bu iki ısı kaynağının karşılaştırılması ve performans analizinin yapılmasıdır. Bir diğer amaç ise 70 - 200 sıcaklıkları arasında çalışabilen bir prototipin tasarlanıp üretilmesidir. Prototip önce fosil yakıt sonra da güneş enerjisi kullanarak test edilmiştir. Çalışma akışkanı olarak hava ve helyum gazı kullanılarak karşılaştırma yapılmıştır.
Anahtar kelimeler: Stirling motor, Stirling döngüsü, düşük orta sıcaklık, Helyum, esnek yakıt, motor performansı, termodinamik simülasyon.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringElectric power productionPower generationStirling enginesTechnology and engineering - ElectricalStirling Engine, Stirling Cycle, Low Moderate Temperature, Helium, Fuel Flexible, Engine Performance, Thermodynamic SimulationPerformance analysis of a stirling engine heated by two individual heat sources (Solar and fossil fuel)ThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/14522014-11-01T00:00:40Zhdl_11129_15Khalatbari, Hosein2014-10-31T10:05:27Z2012-09Khalatbari, Hosein. (2012). Investigation of formability of material in incremental sheet metal forming process. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1452Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2012. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.ABSTRACT: Currently, Incremental Sheet Forming (ISF) is known as a novel technology, which promises a higher flexibility in process, lower production price and lead time, in addition to improved formability of material compared to conventional forming processes. The beneficial aspects of ISF are mainly ascribed to the essence of this technique that is progression of forming process by propagation of localized plastic deformation. However, this special characteristic concurrently induces the major imperfection of the process that is long processing time. Furthermore, this attribute of ISF along with nonlinear behavior of material, lead to complexity in simulation of the process. Accordingly, to achieve better understanding of the process and to extend its application over different industrial fields, a great deal of efforts has been focused on experimental investigation of ISF during the last decade. However, a few number of research work are reported to aim at optimization of the process by consideration of process parameters. Moreover, the interaction effects of participating parameters are mostly neglected by these studies. This thesis, taking an experimental-statistical approach, attempted to investigate the individual and interactional effect of predictor parameters, namely tool and step size, feed rate, spindle speed and blank thickness upon formability of material in ISF. To do so, a set of screening trials of 16 runs conducted prior to the main experimental campaign of 72 runs in order to realize the reasonable levels of aforesaid participating factors. The preliminary and the main tests were designed and later analyzed according to Two-Factorial and Optimal Design of Experiment (DOE) by application of scholarly accredited commercial software, Design Expert. For the sake of preciseness, a novel sensor system was developed and employed to detect the crack, once it appeared on the specimens. Based on the literature review and the knowledge of process acquired through this research, a new indicator proposed to effectively measure the formability of material in ISF. In addition, Individual and interactive effect of associated factors up on the new criterion were assessed by development of a quadratic and also modified cubic response surface models. More specifically, the positive effect of elevated spindle speed (2400 to 3000 rpm) on formability was highlighted in this study. However, feed rate (up to 5000 mm/min) was found to produce no significant effect, which means the process time can be remarkably reduced. Blank thickness was considered as a continuous numerical factor along with the rest of factors to provide an empirical model; hence it portrayed the greatest individual effect upon formability. Regarding the interaction effects, it was explored that the factors of spindle speed and blank thickness interdependently create the strongest effect on formability. At the next stage, interaction of the tool and step size was depicted to play a key role. Finally, the process was optimized in terms of maximum achievable formability, minimum processing time, and minimum sheet thickness. By optimized process parameters, it was demonstrated that approximately 96% of the maximum formability can be attained, using a moderate sheet thickness (1.26 mm), while the average forming time can be reduced to about 5.5 min. Maintaining the same criteria, but setting the spindle speed at zero, the most optimized situation revealed a reduction of about 29% in formability and an increase of about 62% in processing time.
Keywords: Incremental sheet forming, formability, design of experiments, process parameters, individual effects, interaction effects, optimization.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Şu anda, Artan Yaprak Şekillendirme (ISF), geleneksel kalıplama işlemleri ile karşılaştırıldığında malzeme Katlamaya ek olarak, bir süreç içinde daha yüksek bir esneklik, düşük üretim fiyat ve süreçte yeni bir teknoloji olarak bilinir. ISF ve yararlı yönlerini özellikle lokalize plastik deformasyonun yayılma sürecini oluşturan ilerlemesinde bu tekniğin özü atfediliyor. Bununla birlikte, bu özel karakteristik aynı uzun işlem zamanı işleminin büyük kusur indükler. Ayrıca, malzemenin doğrusal olmayan davranışı ile birlikte ISF bu niteliği, süreci simülasyon karmaşıklığı yol açar. Buna göre, sürecin daha iyi anlaşılmasını sağlamak ve farklı endüstriyel alanlar üzerinde uygulama genişletmek için, çabaları büyük bir anlaşma son on yılda ISF deneysel araştırma odaklı olmuştur. Ancak, araştırma çalışmalarının az sayıda proses parametrelerinin dikkate alarak süreç optimizasyonu yapılmıştır. Ayrıca, katılımcı parametrelerin etkileşim etkilerinin çoğunlukla bu çalışmalar tarafından ihmal edilmiştir. Bu tez, deneysel-istatistiksel bir yaklaşım alarak, ISF malzemenin şekillendirilebilirlik üzerine belirleyici parametreleri, yani uç ve adım büyüklüğü, besleme oranı, dingil hızı ve plaka kalınlığı bireysel ve etkileşimsel etkisini araştırmak için yapılmıştır. , Bu nedenle söz konusu katılımcı faktörlerin makul seviyelere gerçekleştirmek üzere 72 ana deneysel kampanyası öncesinde yapılan 16 pistlerinden tarama çalışmalarında bir set yapılmıştır. Ön ve ana testler tasarlanmış ve daha sonra bilimsel akredite ticari yazılım, “İki Faktöriyel” ve “Optimal Design of Experiment” (DOE)’e göre analiz edilmiştir. Bu numuneler üzerinde belirdi kez doğruluk uğruna, yeni bir sensör sistemi, geliştirilip çatlak tespiti yapmak için istihdam edildi. Literatür taraması ve araştırma yoluyla edinilen sürecinin bilgiye dayanarak, yeni bir gösterge etkili ISF malzemenin şekillendirilebilirlik ölçmek için önerdi. Buna ek olarak, yeni ölçütler kadar ilişkili faktörlerin bireysel ve etkileşimli etkisi kuadratik ve ayrıca değiştirilmiş kübik yanıt yüzey modellerinin geliştirilmesi ile değerlendirildi. Daha spesifik olarak, şekillendirilebilirlik yükseltilmiş mili hızının pozitif etkisi (2400-3000 rpm) bu çalışmada vurgulanmıştır. Bununla birlikte, besleme hızı (5000 mm/dak) işlem süresi önemli ölçüde düşürüldüğünde hiçbir önemli etki ürettiğini tespit edilmemiştir. Plaka kalınlığı bir deneysel model sağlamak faktörlerin geri kalanı ile birlikte sürekli bir sayısal faktör olarak kabul edildi; dolayısıyla şekillendirilebilirlik üzerinde en büyük bireysel etki canlandırdı. Etkileşim etkileri ile ilgili olarak, dingil hızı ve plaka kalınlığı faktörlerin karşılıklı bir bağımlılık şekillendirilebilirlik üzerinde güçlü bir etki yaratmak olduğu araştırılmıştır. Bir sonraki aşamada, uç ve adım büyüklüğü etkileşimi önemli bir rol oynamak için tasvir edilmiştir. Son olarak, işlemi maksimum şekillendirilebilirlik, minimum işlem süresi ve minimum saç kalınlığı açısından optimize edilmiştir. Optimize edilen işlem parametreleri olarak, bu ortalama oluşturucu zaman yaklaşık 5.5 dk için azaltılmış olabilir iken maksimum şekillendirilebilirlik yaklaşık 96%, bir orta tabaka kalınlığı (1.26 mm) kullanılarak elde edilebilir olduğu bulunmuştur. Aynı kriterler bakımı, ama sıfır mili hızı ayarı, en optimum duruma şekillendirilebilirlikte yaklaşık 29% bir azalma ve işlem süresi yaklaşık 62% lik bir artış gösterdi.
Anahtar Kelimeler: Artımlı sac şekillendirme, şekillendirilebilirlik, deney tasarımı, proses parametreleri, bireysel etkileri, etkileşim etkisi, optimizasyon.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringMaterial FormingIncremental Sheet Forming Formability Design of Experiments Process Parameters Individual Effects Interaction Effects OptimizationInvestigation of formability of material in incremental sheet metal forming processThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/14542014-11-01T00:00:45Zhdl_11129_15Yazdi, Poorya Ghafoorpoor2014-10-31T13:05:14Z2012-09Yazdi, Poorya Ghafoorpoor. (2012). Localization of wireless sensor networks for industrial applications. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1454Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2012. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: In new generation manufacturing systems, Wireless Sensor Networks have become an important technology because of the various ameliorations in comparison with common sensors, such as power consumption, connection to base station, data processing and etc. In order to obtain all these capabilities in sensor nodes, some difficulties may be encountered such as power resource, data transmission and localization for each sensor node. The objective of this study is to investigate a localization of the distributed wireless sensor networks in the manufacturing domain with utilizing Trilateration algorithm and received signal strength Indicator (RSSI) as distance based measurement. In experimental part of this study, an Assumption Based Coordinates (ABC) algorithm is proposed to define the location of a node with unknown position through utilizing the Trilateration method. This part is composed of two different methods. Both of these methods are distance based, and Received Signal Strength Indicator (RSSI) is used as a measurement factor. Friss transmission equation is the base of the theoretical part of this study and the results obtained by experimental methods are compared with the theoretical results related to this equation. The first experimental part was done in a simple environment without any manufacturing machines and equipments. Sensors were deployed in that area and RSSI was measured in different distance for several times. Because the simulation of Terilateration method is the aim of this experiment, the graph that shows the relationship between the measured RSSI and distance was obtained to use as data resource to calculating the distance for one hundred random RSSI. Nevill algorithm is a mathematical solution to change this graph to be data recourse for the distances those related to one node to use as input data for Trilateration method.
In the second experimental method some unknown nodes are assumed in a coordinate system and their distances to each reference node was calculated. By utilizing the Friis equation the related RSSI for each distance was measured. The theoretical RSSI was changed by adding 40 percent white Gaussian noise (AWGN) and then imported again to the Friis equation to obtain the distances related to each RSSI. Finally, the locations of unknown nodes were obtained with the Trilateration method.
The proposed localization methods were considered on two different manufacturing environments as industrial application of WSN. The first one is EMU mechanical engineering workshop which houses different types of machines and manufacturing equipments and the second one in gas distillation columns used in oil and gas refineries.
Comparison of the theoretical location of unknown node with the location obtained by experimental methods shows the errors and deviations are depend on many factors. These factors are environmental condition, available machines or equipments in sensor field, computational errors of the written program for Trilateration or Nevill algorithm and etc.
Keywords: Wireless sensor network, Manufacturing, Localization, Trilateration, RSSI, Distance.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Yeni nesil üretim sistemlerinde, kablosuz algılayıcı ağlar sıradan algılayıcılar ile kıyaslandığında güç tüketimi, ana istasyonlarına bağlanabirliliği ve bilgi işlenebirliliği gibi alanlardaki gelişmelerden dolayı teknoloji yönünden önemli bir konumundadır.Algılayıcı devre düğümlerin tüm bu özelliklerin faydalanabilmek için güç kaynağı, veri aktarımı ve her bir algılayıcı devre düğümün “lokalizasyonu” gibi bazı zorluklarlar karşı karşıya gelmek olasıdır. Bu tezin amacı “Trilateration” algoritma ve gelen sinyal gücünü mesafe tabanlı öiçümü kullanarak üretim alanında dağıtılan kablosuz ağların “lokalizasyonunu” araştırmaktır. Bu araştırmanın deney bölümünde, “Trilateration” yöntemi ile bilinmeyen bir devre düğümün konumunu belirlemek için “Assumption Based Coordinates (ABC)” algoritma önerilmektedir.Bu kısım iki farklı yöntemden oluşmaktadır. Her iki yöntem mesafe esaslıdır ve Gelen Sinyal Güç Gösterge ölçüm etmeni olarak kullanılmıştır. Friss aktarım denklemi bu araştırmanın teorik yapısını oluşturmaktadır ve ilgili grafiği RSSI ve mesafe arasındaki bağlantıyı göstermek için kullanılacaktır. Birinci deney, üretim makinaların ve herhangi bir donanımın olmadığı bir ortamda gerçekleştirildi. Bir araba park yerinde algılayıcılar yerleştirildi ve “RSSI” farklı mesafelerde birkaç kez ölçüldü. Ölçülen RSSI ve mesafe arasındaki bağlantıyı gösteren grafik bulundu. Bu grafikle Nevill algoritması kullanılarak, yüz gelişigüzel RRSI in mesafeleri ölçüldü. İkinci deneysel yöntem birincisinden tamamıyla farklı. Bu yöntemde koordinat sistemde varsayılan bilinmeyen birim devresi ve bilinen her bir algılayıcı birim devresine olan mesafeleri hesaplandı. Friis denklemi kullanılarak her bir mesafe için ilgili RSSI hesaplandı. Teorik “RSSI” 40% beyaz Gaussian parazit (AWGN) eklenerek değiştirildi. Ardından tekrar Friis denklemi kullanılarak her bir mesafe için ilgili RSSI hesaplandı. Tasarlanan “lokalizasyon” yöntemleri üretim alanında iki farklı deney alanlarında uygulandı. İlki, DAÜ makina mühendisliği atölyesinde bulunan makinalarda ve donanımlarda ikincisi ise gaz ve yağ arıtma tesislerinde kullanılan gaz damıtma haznelerinde.
Bilinmeyen birim devresinin teorik konumu ile deneysel yöntemlerle elde edilen bilinmeyen birim devresinin konumu karşılaştırıldığında RSSI hesaplamaları ve “Trilateration” yöntemi ile elde edilen uzaktan “lokalizasyon” hataların ve sapmaların birçok algılayıcı alanda bulunan makınaların ve donanımların varlığı, hesaplamaya dayalı hatalar gibi birçok çevresel etemenlere bağlıdı olduğunu gösterecektir.
Anahtar Kelimereler: Kablosuz algılayıcı ağı, Üretim, “Lokalizasyon”, “Trilateration”, RSSI, Mesafe.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringSensor NetworksWireless Sensor Network Manufacturing Localization Trilateration RSSI DistanceLocalization of wireless sensor networks for industrial applicationsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/15062014-11-21T00:00:51Zhdl_11129_15Ayyad, Shadi2014-11-20T08:01:16Z2013-09Ayyad, Shadi. (2013). Comparison of three single-passage SAHs with different modifications. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1506Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.ABSTRACT: The increasing costs of fossil fuels and the influence of their harmful combustion products on the climate change, which has dramatically been revealed in this century are considered as critical dynamics behind the global search for different suggestions to meet these urgent challenges. In the present work, three different types of solar air heaters (SAHs). One of the collector consist of fins attached to aluminum plate and the other collectors made of two different sizes of aluminum square tubes as absorber plates were experimentally investigated in order to achieve the most efficient design of the proposed SAHs. Experiments were conducted, based on the ASHRAE standards, under Famagusta - Cyprus climatic conditions. The thermal performances of the three collectors were examined over a broad range of operating and design conditions. Results showed that there was no superiority for one collector over the other. The effect of mass flow rate on the performance was different for each SAH. At low mass flow rates it was found that the SAH having 20 x 20 mm square aluminum tubes as absorber plate has the highest efficiency which was calculated as 86%; whereas, the maximum efficiency at higher mass flow rates was obtained in the SAH having finned absorber plate which was 93%.
Key words: Solar air heater, Thermal efficiency, Collectors, Temperature, Panels.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Fosil yakıtların fiyatlarındaki artış ve yanma sonucu ortaya çıkan zaralı bileşiklerin iklim değişikliği üzerindeki etkileri global olarak başka acil çözümler aranması üzerinde önemli dinamikler teşkil etmektedir. Bu çalışmada üç değişik tipte Havalı Güneş Isıtıcıları (HGI) finli düz ve iki değişik ölçüde kare alüminyum profiller emici yüzey olarak en verimli tasarımı belirlemek için deneylerde kullanılmışlardır. Deneyler Kıbrıs – Mağusa koşulları altında, ASHRAE standartlarına göre yürütülmüştür. Kollektörlerin ısıl performansları geniş bir işletme ve tasarım aralığı üzerinde incelenmiştir. Sonuçlar her üç tipin de birbiri üzerine büyük bir üstünlük sağlamadığını göstermiştir. Hava akış oranının her bir tasarım üzerindeki etkisi farklı olmuştur. Düşük hava akış oranlarında 20 x 20 mm ölçüsündeki aluminyum kollektörün %86‟lık en yüksek verimi verdiği hesaplanmıştır. En yüksek verim ise fin tipi emici plakası olan kollektör tarafından %93 olarak yüksek hava akış oranlarında elde edilmiştir.
Anahtar kelimeler: Güneş hava ısıtıcı, Isıl verim, Collectors, paneller, Sıcaklık.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)AyyadShadiComparison of three single-passage SAHs with different modificationsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/15092014-11-21T00:00:52Zhdl_11129_15Tavallalinia, Farshad2014-11-20T13:52:45Z2013-06Farshad, Tavallalinia. (2013). Effect of helmet in preventing human head and brain trauma in traffic accidents. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1509Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Neriman Özada.ABSTRACT: To date, there have been number of studies to demonstrate the effectiveness of helmet during head impacts in car or motorcycle accidents, but these studies were focused on
frontal impacts to the head only. There is still a need to study more on helmet to make it more effective, especially in lateral impacts. To my knowledge, previous studies did not focus on the effects of helmet during lateral impacts. This study focuses on lateral impacts and how the helmet prevents head injuries during such impacts. In this thesis, 3D models of the human head and helmet were created in order to build a parameterized Finite Element (FE) model of a protected human head. In the FE model, brain is assumed to be hyper-elastic, the helmet is considered as elasto-plastic and the skull is considered as a linear elastic material. Two separate FE analyses were carried out in this study to find out how the helmet prevents lateral impacts to the head. In the first analysis, the head was not protected and it hits the impact object directly. In the second analysis the head model is protected with a one-layered helmet. In each of these simulations normal and Von Mises stresses are calculated and in the end compared with each other in order to understand the influence of helmet in reduction of such stresses on human head. Afterwards the acceleration of center mass of the head during two simulations are calculated and compared to each other. Helmet reduces head acceleration by 83%, which is a very important cause of Traumatic Brain Injury (TBI). It is clear that the helmet can be very crucial in avoiding brain trauma during car accidents under lateral impacts.
…………………………………………………………………………………………………………………………
Through applying more sophisticated modeling in the FEA, the stress distribution at
each layer of the helmet and at each part of the head could be illustrated. Therefore, this
knowledge will provide insight into designing and developing helmet and safety
products to reduce head and brain trauma.
Keywords: Traumatic Injury, Helmet, Lateral Impacts, Head, Biomechanics.
ÖZ: Bu güne kadar yapılan bir çok araştırmada, araba ve motor kazalarında kask kullanımının etkisi incelenmiş fakat bu araştırmalar, kazalarda başın ön tarafına gelen darbeleri ele almıştır. Pek çok trafik kazası sonucunda baş yaralanmaları yan taraftan alınan darbelerden dolayı da olabilir. Fakat hala daha yan taraftan alınan darbelerin kask ile nasıl zararsız hale getirileceği incelenmemiştir. Yaptığım araştırmalara dayanarak, çok az bilimsel çalışmada başın aldığı yan darbeler ele alınmıştır. Bu araştırma tezi, başın aldığı yan darbelerde kask kullanımını ve yaralanmalardaki etkilerini incelemiştir. Bu tezde ilk olarak yapılan, üç boyutlu baş ve kask modellerinin yaratılmasıdır. Daha sonra bu modeler sonlu elemanlar yazılımına aktarılmış ve analize hazır duruma getirilmiştir. Sonlu elemanlarda kullanılan modellerde, kafatası doğrusal ve elastik, beyin, hiper elastik ve kask elasto-plastik olarak tanımlanmıştır. Sonlu elemanlar kullanılarak iki tür analiz yapılmıştır. Bunlardan birincisinde kask kullanılmamış ve başa alınan yan darbelerde, başın gösterdiği mekanik davranış elde edilmiştir. Ikinci çalışmada, hem baş hemde kask modelleri kullanılmıştır. Her iki analizde de hem normal hemde Von Mises stress dağılımları elde edilmiş ve birbirleriyle
karşılaştırılmıştır. Burada elde edilen sonuçlardan kask kullanımının başa gelen yan darbenin şiddetini düşürdüğü ve başı koruduğu anlaşılmıştır. Daha sonra ivme hesaplamaları iki tür analiz için de yapılmıştır. Böylece yan darbelerde başı korumak için kask kullanımının önemi ortaya konulmuştur. Bu çalışma ileride daha sofistike kask ve baş modellerinin yaratılmasının analizlerde daha detaylı sonuçlar elde edilmesinde yararlı olacağını desteklemektedir. Bunların yanında elde edilen detaylı analiz sonuçları da beyin ve baş travmalarını önlemeye
yarayan kask ve benzeri koruyucu ürünlerin tasarım ve geliştirilmesine katkıda bulunacaktır.
Anahtar Kelimeler: Travmatik Yaralanma, Kask, Yan Darbeler, Baş, Biyomekanik.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringTraffic Accidents - Traffic Safety - Motorcycling - Safety measuresCrash injuries - Use of - HelmetTraumatic Injury, Helmet, Lateral Impacts, Head, BiomechanicsEffect of helmet in preventing human head and brain trauma in traffic accidentsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/15872015-03-03T00:01:57Zhdl_11129_15Abid, Muhammad2015-03-02T12:26:03Z2012-01Abid, Muhammad. (2012). Experimental Investigation of Thermal Conductivity through Nanofluids. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1587Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2012. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet S. Aybar.ABSTRACT: The method used in this experimental work is the Temperature Oscillation Technique (TOT). Thermal conductivity measurement through Temperature Oscillation Technique is to fill the cylinder with the nanofluids, and apply the temperature oscillations at both ends of the cylinder. It measures the phase and amplitude of the temperature oscillation in the center and at both ends of the cylinder. Thermal diffusivity is calculated from the phase and amplitude values. Furthermore, thermal conductivity is calculated from thermal diffusivity values. Nanofluid used in this study is Al2O3. First of all this technique is validated by calculating the thermal conductivity of pure water. After getting the acceptable results, Al2O3 nanoparticles mixed in water (80% water, 20% Al2O3) with the particle size of 20 nm has been used and its thermal conductivity has been calculated. Thermal conductivity data has been compared with other researchers work. The results are very much in acceptable range which is a proof that our experimental setup is well designed and can be used to measure the thermal conductivity and thermal diffusivity very accurately. Keywords: Cylinder, Nanofluids, Aluminum Oxide, Thermal Conductivity, Temperature Oscillation, Thermal Diffusivity.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bu deneyde kullanılar yöntem sıcaklık salınım tekniği yöntemidir. Sıcaklık Salınım Tekniği ile termal iletkenlik katsayısının ölçümünün yapılması, silindir şeklindeki bir kaba akışkan bir sıvının doldurulması ve bu kabın her iki ucuna sıcaklık salınımlı sınır noktası koşulu uygulanması ile gerçekleştirilir. Termal yayılım, faz ve fazın şiddeti değerlerinden hesaplanabilir. Ayrica termal yayılım değerinden termal iletkenlik değeri de bulunabilir. Bu çalışmada kullanılan nanoakışkan Al2O3. Bu tekniğin sağlaması saf suyun termal iletkenlik katsayısının bulunması ile yapılmıştır. Kabul edilebilir bir katsayının bulunmasından sonra, boyutu 20 nm olan nanoparçacık saf su ile belli oranda (80 % saf su, 20% Al2O3 ) karıştırılmıştır ve karışımın termal iletkenlik katsayısı hesaplanmıştır. Bulunan termal iletkenlik katsayısı diğer araştırmacıların çalışmalarında bulunan değerlerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar oldukça kabul edilebilir değerlerde çıkmıştır. Bundan dolayı diyebiliriz ki kurulan deney düzeneğimiz doğru dizayn edilmiştir ve bu deney düzeneği kullanılarak farklı malzemelerin termal yayılım ve termal iletkenlik katsayıları bulunabilir.
Anahtar kelimeler: Boşluk, Nanoakışkanlar, Aluminium Oxide, Termal iletkenlik, Sıcaklık salınım, Termal yayılım.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringNanofluids - Thermal propertiesFluid MechanicsCylinder, Nanofluids, Aluminum Oxide, Thermal Conductivity, Temperature Oscillation, Thermal DiffusivityExperimental Investigation of Thermal Conductivity through NanofluidsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/16012015-03-07T00:01:24Zhdl_11129_15Lamooki, Saeb Ragani2015-03-06T07:29:46Z2014-06Lamooki, Saeb Ragani. (2014). Numerical Investigation of Copper-Water Nanofluid in a Parallel Plate Channel. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1601Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. İbrahim Sezai.ABSTRACT: Heat transfer behavior of Cu-water nanofluid in a two dimensional (infinite depth) rectangular duct is studied numerically for laminar flow, where the nanofluid has been considered as a Newtonian fluid. The governing continuity, momentum, and energy equations are discretized using finite volume approach and solved using SIMPLE method. The viscosity and thermal conductivity of nanofluid are determined by models proposed by Brinkman and Patel et al. Study has been conducted for a wide range of Reynolds number from 10 to 1500, for solid volume fractions between 0% and 5%. Top and bottom walls are considered for two cases of constant temperature and constant wall heat flux, while results for both uniform and parabolic entrance velocities are considered in each case. It has been observed that the rate of heat transfer increases with increase in solid volume fraction as well as increase in flow rate. Besides, higher heat transfer is observed for uniform entrance velocity compared to channel with parabolic inlet velocity. Keywords: Nanofluid, Rectangular duct, Laminar flow, Newtonian.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bakır-Su nano-sıvısının ısı transferi davranış ve iki boyutlu dikdörtgen kanal içerisinde sayısal ve nümerik olarak laminer akım için gözlemlenip incelenmiştir. Burada nano-sıvı bir Newton sıvısı olarak düşünülmüştür. Akımın sürekliliği ve istikrarı, ivme ve enerji eşitlikleri sonlu elemanlar yöntem ve analizi kullanılarak ayrıştırılmıştır ve “Simple” yöntemi kullanılarak çözümlendirilmiştir. Nano-sıvının akışkanlığı ve termal iletkenliği Brinkman ve Patel modelleri ile belirlenmiştir. Çalışma 10 Reynolds sayısından 1500 Reynolds sayısına kadar olmak üzere çok geniş Reynolds sayısı aralığında %0 dan %5‟e kadar olan katı hacim yüzdeleri için yapılıp sürdürülmüştür. Alt ve üst duvarlar sabit sıcaklıkta ve sabit duvar ısı akışında olmak üzere iki farklı durumda düşünülüp incelenirken hem düzgün hem de parabolik giriş hızları sonuçları her iki durumda da ayrı ayrı incelenmiştir. Sıvı içindeki katı hacim yüzdesi arttıkça ısı transferinin yükseldiği görülmüştür. Bunun yanında düzgün hız girişli akışın, parbolik hız girişli akıştan daha yüksek ısı transferi sağladığı gözlemlenmiştir. Anahtar kelimeler: nano-sıvısı, dikdörtgen kanal, laminer akım, Newton sıvısı.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringFluid mechanicsNanofluidsNanofluid, Rectangular Duct, Laminar Flow, NewtonianNumerical Investigation of Copper-Water Nanofluid in a Parallel Plate ChannelThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/16102015-03-07T00:01:21Zhdl_11129_15Emad, Vahid2015-03-06T12:12:57Z2014-09Emad, Vahid. (2014). Evaluating the Performance of Various Convection Schemes on Free Surface Flows by Using Interfoam Solver. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1610Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. İbrahim Sezai.ABSTRACT: The main propose of this study is to analyze and compare the effects of different limiters on interface tracking within two phase flows. OpenFOAM source codes were employed as the base of analysis. In order to simulate the two phase incompressible flows in the OpenFOAM, the embedded InterFOAM solver has been used in this study. The solver is based on a modified volume of fluid (VOF) method. The VOF approach relies on a scalar indicator function between zero and unity to differentiate two different fluids. Since simulation results are affected by the applied convection schemes, selection of an appropriate scheme is significant. Discretization of the convection term is a controversial issue in the two phase flow simulations. In this thesis, investigation of the performance of the various limiters has been done on a variety of well-known validation test cases that include Dam-break problem, free bubble rise problem and advection of hollow shapes in an oblique velocity field problem. Results were obtained using the Upwind, Van-Leer, UMIST, QUICK and MULES convection schemes. With the comparison of these schemes, it has been observed that MULES is the most accurate scheme in tracking the interface.
Keywords: OpenFOAM, InterFOAM, VOF, limiters, convection schemes, free-surface flow.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bu tezin asil amacı iki fazlı akımlarda bulunan ara yüzeylerin takibi için farklı sınırlandırıcınin incelenmesi ve bunların karşılaştırılmasıdır. Analiz işlemleri için OpenFOAM ana kodu kullanılmıştır. İki fazlı sıkışmayan akımların simülasyonu için, OpenFOAM içinde bulunan InterFOAM çözücüsü kullanılmıştır. Bu çözücünün temeli değiştirilmiş Volume of Fluid (VOF) yöntemidir. Sıfır ve bir arasında olan indikator fonksiyonuna dayanarak, VOF yöntemi iki akışkanın ayırdedilmesinde kullanılmaktadır. Simülasyon sonuçlarının seçilen konveksiyon yöntemine bağımlı olması nedeni ile uygun bir konveksiyon yöntemi seçilmesi çok önemlidir. İki fazlı akımların simülasyonu ile ilgili çalışmalarda konveksiyon teriminin ayrıştırılması en tartışılan konulardan biridir. Bu tezde çeşitli sınırlandırıcıların performansı bir kaç meşhur doğrulama testi ile incelenmiştir. Bu testler baraj yıkılma problemi, serbest baloncuk tırmanışı problemi ve içi boş şekillerin eğri hız alanı içinde adveksiyon problemidir. Tez Sonuçları Upwind, Van-Lear, UMIST, QUICK ve MULES konveksiyon yöntemleri kullanarak elde edilmiştir. Bu yöntemlerin karşılaştırılmasına göre MULES yöntemi arayüz takibi için en doğru yöntem olarak belirlenmiştir.
Anahtar kelimeler: OpenFOAM, InterFOAM, VOF, sınırlandırıcılar, konveksiyon yöntemleri, açik yüzeyli akişlar.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringFluid DynamicsOpenFOAM, InterFOAM, VOF, Limiters, Convection Schemes, Free-Surface FlowEvaluating the Performance of Various Convection Schemes on Free Surface Flows by Using Interfoam SolverThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/16252015-03-11T00:01:20Zhdl_11129_15Erciyas, Orhan2015-03-10T12:08:02Z2014-06Erciyas, Orhan. (2014). Sustainability Assessment of Photovoltaic Power Plants in North Cyprus. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1625Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.ABSTRACT: The clean, cheap and environmental friendly renewable energy sources, such as solar energy, are good alternatives to fossil fuels for generating electricity, especially
in the Middle Eastern countries like N. Cyprus where high solar energy potential exists. Cyprus Turkish Electricity Utility Company (KIB-TEK) is responsible for producing, transmitting and distributing electricity to the consumers in N. Cyprus. Fuel oil no 6 is the only fuel used by KIB-TEK to produce electricity. The present work discusses the first experiences of the 1.275 MWp Photovoltaic (PV) Power Plant installed in Serhatköy. In 2012, with total production of 2,209,322 kWh energy, KIB-TEK saved 516.8 tonnes of fuel oil no: 6 reducing the CO2 emission by 1590 tonnes. An emission analysis was conducted for the thermal power plants of N. Cyprus in order to estimate the reduction in emissions in the case of installing PV plants to replace them. It was found that green house gas (GHG) emissions were reduced between 584g/kWh - 886g/kWh of CO2. The specific fuel consumption of the
reciprocating diesel engines and steam turbine thermal power plants was found to be
233.9 g/kWh. From these values the environmental and economical benefits of the
Serhatkoy PV Plant was estimated. Moreover, a life cycle cost analysis is performed for the Serhatkoy PV Power Plant where it is shown that the savings to investment ratio is greater than 1 leading to the conclusion that it is economically feasible.
Keyword: Renewable energy, photovoltaic (PV) systems, N. Cyprus energy system.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Temiz, ucuz ve çevreye dost bir yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisi özellikle güneş ışınım potansiyeli yüksek Ortadoğu ve Kuzey Kıbrıs gibi ülkelerde fosil yakıt ile elektrik üreten sistemler için iyi bir alternatif enerji kaynağıdır. Kıbrıs Türk Elektrik Kurumu (KIB-TEK) Kuzey Kıbrıs’taki tüketicilere elektriği üretme, iletme ve dağıtımından sorumludur. Fuel oil no:6 yakıtı, KIB-TEK bünyesindeki elektrik santralleri için tek enerji kaynağıdır. Bu çalışmada, Serhatköy’e kurulmuş olan 1.275 MWp fotovoltaik (FV) güneş santralinin performansı incelenmiştir. 2,209,322 kWh lik toplam üretimi ile 2012 yılında KIB-TEK santrallerinde 516.8 ton fuel oil no: 6 yakımı ve 1590 ton CO2 emisyon tasarrufu sağlanmıştır. Kuzey Kıbrıs’taki termik santrallerin emisyon analizleri yapılarak, kurulu FV
santraller ile emisyon düşümünün tahmini yapılmıştır. Sera gazı etkisi yaratan karbondioksit salınım değerleri 584 g/kWh – 886 g/kWh arasında bulunmuştur. Aynı zamanda, pistonlu dizel makineler ve buhar türbinli termik santraller için ortalama olarak birim yakıt tüketimi 233.9 g/kWh olarak bulunmuştur. Bu değerlerle, Serhatköy FV Güneş Santrali’nin çevreye ve ekonomiye sağladığı fayda hesaplanmıştır. Bundan başka, Serhatköy FV güneş santrali için hayat boyu analiz metodu uygulanmıştır. Buna göre yatırım tasarruf oranı bir (1)’ in üzerinde olduğu görülerek yatırımının uygulanabilir (fizibıl) olduğu sonucuna varılmıştır.
Anahtar kelimeler: Yenilenebilir enerji, fotovoltaik sistemler, K.Kıbrıs enerji
sistemi.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringPhotovoltaic power systems - Solar energy - Solar power plants - Cyprus, NorthElectric Power Production - Power Plants - Cyprus, NorthPhotovoltaic power generationRenewable Energy, Photovoltaic (PV) Systems, North Cyprus Energy SystemSustainability Assessment of Photovoltaic Power Plants in North CyprusThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/16682015-03-25T00:01:15Zhdl_11129_15Oymaghi, Bahador Vosooghi Chahar2015-03-24T07:44:25Z2014-06Oymaghi, Bahador Vosooghi Chahar. (2014). Mathematical Modeling of Laser Ablation. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1668Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Ş. Aybar.ABSTRACT: In new surgery, there are various surgical methods for heating human tissue which are applied in an accurate and secure way. All these methods are based on particular applicator such as laser, radiofrequency device and microwave. In the past, Pennes defined bio-heat (BE) equation by considering Fourier’s law of heat conduction to model heat transfer in biological tissues. With the progression of modern operational methods, medical therapies involve shorter time steps and higher heat fluxes, thus the classical model has been become inappropriate. The fact is that, the heat flux does not have enough time to propagate after imposing thermal energy. Therefore, this thesis introduces a more precise and pragmatic model by using of hyperbolic bio-heat equation (HBE) which uses thermal relaxation time that is necessary for heat propagation after radiation. There are different types of numerical methods which are applied to analysis temperature distribution during laser heating. One of the frequently applied numerical methods is Finite Difference Method (FDM). In this study, FDM method is used for analyzing temperature profile for both standard and hyperbolic bio-heat equations in 7 different penetration depths. This analysis has been performed for two various initial temperatures 35°C and 40°C, the differences between two models for both initial temperatures have been reported and the effect of increasing initial temperature on the behaviors of two model has been investigated. To prove some specifications and benefits of the modified model, the results received from tissue heating with great energy fluxes are applied to correct Hyperopia (far-sightedness). Keyword: Laser, heat transfer, biological tissues, bio-heat equation, cornea, modeling, Finite Difference Method.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: İnsan dokusunu ısıtmak için, doğru ve güvenli bir şekilde uygulanan çeşitli yeni cerrahi yöntemler vardır. Tüm bu yöntemler, lazer, radyo frekans cihazı ve mikrodalga uygulayıcısı gibi belirli özel araçlara dayanmaktadır. Geçmişte, Pennes, biyolojik dokularda ki ısı transferini Modele Fourier ısı iletimi kanunu dikkate alınarak, bio-ısı (BE) denklemi tanımlamaktaydı. Modern işletme yöntemlerinin ilerlemesi ile, tıbbi tedaviler kısa zaman adımları ve yüksek ısı akısı içermektedir, böylece klasik modeli uygunsuz hale gelmiştir, Aslında ısı akışının termal enerjiyi heybetli sonra yaymak için yeterli zaman yoktur. Bu nedenle, bu tez radyasyondan sonra ısı yayılımı için gerekli olan termal gevşeme zamanı τ kullandığı hiperbolik biyo-ısı denklemini (HBE) kullanarak, daha kesin ve pragmatik modeli tanıtmaktadır.
Lazer ısıtması sırasında analiz ısı dağılımının uygulandığı sayısal yöntemlerin farklı türleri bulunmaktadır. Sık uygulanan sayısal yöntemlerden biri Sonlu Farklar Yöntemi (FDM) 'dir. Bu çalışmada, FDM yöntemi bir sıcaklık profili analiz etmek için 7 farklı penetrasyon derinliklerinde standart ve hiperbolik hem de biyo-ısı denklemleri için kullanılmaktadır. Bu analizin iki farklı başlangıç sıcaklıkları 35 ° C ve 40 ° C için yapılmıştır. İlk sıcaklıklar için iki model arasındaki farklar bildirilmiştir ve iki modelin davranışları üzerinde artan başlangıç sıcaklığına etkisi araştırılmıştır. Modifiye modelin bazı özellikleri ve faydalarını kanıtlamak için, büyük enerji akıları ile doku ısıtma da alınan sonuçları hipermetropta düzeltmek için uygulanmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Lazer, ısı transferi, biyolojik dokular, biyo-ısı denklemi, kornea, modelleme, Sonlu Farklar Yöntemi.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringLaser AblationLaser, Heat Transfer, Biological Tissues, Bio-Heat Equation, Cornea, Modeling, Finite Difference MethodMathematical Modeling of Laser AblationThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/17172015-04-14T23:01:02Zhdl_11129_15Tadayon, Abbas2015-04-14T10:24:51Z2014-07Tadayon, Abbas. (2014). Vibration Analysis of Multi Degree of Freedom Self-excited Systems. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1717Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Mostafa Ranjbar.ABSTRACT: It is known that nonlinearities in the friction-velocity curves of dry friction may lead to instability of the steady frictional sliding, namely, friction-induced vibration. Therefore, stick-slip vibration is an important issue in mechanical engineering, and understanding the dynamics of stick-slip and its possible elimination also becomes important, especially for applications requiring high-precision motion. Among the many everyday examples of friction sounds, violin music and brake noise in automobiles represent the two extremes in terms of the sounds they produce and the mechanisms by which they are generated. Of the multiple examples of friction sounds in nature, insect sounds are prominent. In this thesis, multi-degree degree of freedom self-excited vibrating systems which are excited by the friction force imposed from a moving surface will be considered. A Coulomb friction law is introduced in the equations of the contact point taking into account all the possible status: separated, sliding or sticking. The vibration response and velocity of system’s components under various initial conditions will be calculated and reported. The effect of initial conditions, velocity of moving surface, mass, spring stiffness coefficient, damping and its coefficient of friction will be studied and discussed. The results are obtained for occurrence and nonoccurrence of stick slip phenomena. It is thought that this design guides may be useful in the control and reduction of the vibrations induced by dry friction. Furthermore, the result of this study provides an understandable structure for vibro-acoustical analysis of self-excited vibrating systems.Keywords: Friction Contact, Friction-Induced Vibrations, Self-Excited systems, Brake Noise, Non-linear Time-Series Analysis, Chaotic Dynamics.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Kuru sürtünmeli alanda sürtünme hızı eğrilerinde oluşan sapmaların sürtünmeli kaymada istikrarsızlığa yani sürtünme kaynaklı titreşime yol açtığı bilinmektedir. Bu nedenle, tutma - bırakma titreşimi makine mühendisliğinde önemli bir konudur. Tutma - bırakma ve olası eleme dinamiklerini anlamak da özellikle yüksek hassasiyetli hareket gerektiren uygulamalar için önemli hale gelir. Sürtünme seslerinin günlük örnekleri arasında, ürettikleri sesler ve üretildikleri mekanizmalar bakımından keman sesi ve otomobillerin fren gürültüsü iki uç noktayı temsil eder. Böcek sesleri doğadaki sürtünme seslerinin çoğu örneği arasından belirgin olanıdır. Bu tezde, hareketli bir yüzeyden oluşan sürtünme kuvveti tarafından uyarılan kendinden ikazlı titreşim sistemlerinin çoklu serbestlik derecesi dikkate alınacaktır. Coulomb sürtünme yasası, tüm olası durumları: ayrılmış, kayan / hareketli, sürtünme dikkate alınarak temas noktası denklemlerinde tanıtılmıştır. Titreşim tepkisi ve sistem bileşenlerinin hızı farklı başlangıç koşulları altında hesaplanacak ve rapor edilecektir. Başlangıç koşullarının etkisi, hareketli yüzey hızı, kütle, yay direngenliği katsayısı, söndürme ve sürtünme katsayısı incelenecek ve tartışılacaktır. Sonuçlar tutma – bırakma olaylarının oluşumu ve olmayan oluşumu için elde edilir. Bu tasarım kılavuzlarının kuru sürtünmeden kaynaklanan titreşimlerin azaltılması ve kontrolünde yararlı olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca, bu çalışmanın sonucu kendinden ikazlı titreşim sistemlerinin titreşim akustiği için anlaşılır bir yapı sağlar.
Anahtar Kelimeler: Sürtünme yüzeyi, Sürtünme kaynaklı titreşim, Kendinden ikazlı titreşim sistemleri, Fren Gürültüsü, Doğrusal Olmayan Zaman Serisi Analizi, Düzensiz Dinamikler.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringVibrations (Mechanical Engineering)Engineering - Mechanics - VibrationFriction Contact, Friction-Induced Vibrations, Self-Excited Systems, Brake Noise, Non-Linear Time-Series Analysis, Chaotic DynamicsVibration Analysis of Multi Degree of Freedom Self-excited SystemsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/17232015-06-24T23:00:46Zhdl_11129_15Kaljahi, Behzad Zamani2015-06-24T04:23:47Z2015-02Kaljahi, Behzad Zamani. (2015). Reverse Engineering of Pump Impeller Utilizing Rapid Prototyping Technology. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1723Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: Utilizing the manufacturing procedure of product mostly depended on physical characteristics, accessible facilities and desired specifications of product. In addition, procedure lead-time and economic issues are the effective parameters, which are investigable in planning procedure of every product. Pump manufacturing industries as one of the Precursor industries has also involved with some challenges in both design and manufacturing phases of production. The pump impellers as the main part of pumps are considered in this regard. The shape of impellers characterizes the performance and application of pump. Complicated blade shapes manufacturing is also needed to skilled workforce as well as implementing high technologies and equipment’s. 3D blade shapes impeller reverse engineering as the objective of this thesis is investigated in follow steps: a) Utilizing Rapid Prototyping method in reverse engineering as objective of this thesis has been studied and compared with conventional and CAD/CAM method with considering to time and cost issues.
b) Pump hydraulic test analysis demonstrate the degree of compliance among reverse manufactured pump and the original pump. Parameters including Head (H) and Flow rate (Q) have been studied in case of conventional manufactured impeller and RP utilized impeller. The results have been investigated in two diagrams separately. Keywords: Reverse Engineering, Rapid Prototyping.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Urünün üretim prosedürü kullanimi, Çoğunlukla fiziksel özellikleri, erişilebilir tesisleri ve ürünün istenilen özelliklerine bağlıdir. Ayrıca işlem kurşun süresi ve ekonomik konular her ürünün planlama prosedürü araştırmali olan etkili parametrelerdendir. Pompa imalat sanayileri ayrıca üretim tasarım ve üretim aşamalarında hem de bazı zorluklar ile ilgili olan Öncü sektörlerden biridir. Pompaların ana parçası olarak pompa pervaneları bu konuda kabul edilir. Pervane şekli pompanin performansı ve uygulamasına işaretedir. Karmaşık pervane
şekilleri imalatı da kalifiye işgücü yanı sıra, yüksek teknoloji ve ekipman uygulayıcı için gereklidir. Bazı durumlarda üretici stratejileri karmaşık çarkları üretmek için uygulanan ters mühendislike bağlıdır. Bu tezin amacı olarak 3D pervane şekiller çark tersine mühendislik takip adımlarla incelenmiştir: a) Bu tezin amacı olarak tersine mühendislik kullanarak Rapid Prototyping yöntemi okudu ve zaman ve maliyet sorunları dikkate alarak geleneksel ve CAD / CAM yöntemi ile karşılaştırılmıştır. b) hidrolik test analizi uyum derecesi ters imal pompa ve orijinal pompa arasında gösterirler. Head (H) dahil Parametreler ve Akış hızı (Q) geleneksel imal pervane ve RP kullanılan çark durumunda çalışılmıştır. Sonuçlar ayrı ayrı iki
diyagramlarda incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Tersine Mühendislik, Rapid Prototyping.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringReverse engineeringRapid prototypingReverse Engineering, Rapid PrototypingReverse Engineering of Pump Impeller Utilizing Rapid Prototyping TechnologyThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/17252015-06-24T23:01:04Zhdl_11129_15Faridani, Mehdi Moghadasi2015-06-24T04:53:58Z2015-01Faridani, Mehdi Moghadasi. (2015). Mathematical Modeling of Transpiration Cooling in Cylindrical Domain. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1725Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Ş. Aybar.ABSTRACT: This research is conducted to develop numerical schemes modeling one-dimensional steady-state non-equilibrium transpiration cooling in Si-C porous materials. The transpiration cooling process is assumed to be used to protect the thrust chamber of a liquid rocket engine by blocking the enormous heat transfer towards its walls. The flow modeling within the porous media is performed through applying numerical schemes to the compressible flow of the coolant in cylindrical coordinates. The results of this modeling are validated by the experimental results obtained from a study in the University of Stuttgart. Also, a numerical method is developed to solve the equations of hot gases which are flowing through the nozzle in order to provide the hot boundary condition of the porous segment. The flow equations within the porous medium are solved separately, to analyze the important parameters affecting the transpiration cooling process. The effect of coolant mass flow rate, hot face boundary condition type, gas type, and sample length are observed as well. Moreover, the internal convective heat transfer between solid structure and the coolant flow is studied. The porous solver code is then coupled with the gas solver code so that the cooling process can be studied in a more realistic area. The results show the variation of gas properties through the nozzle the effect of transpiration cooling on them. Also, a sample method of controlling the nozzle wall temperature is demonstrated.
Keywords: Transpiration cooling, cylindrical, porous media, thrust chamber.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bu araştırma Si-C gözenekli malzemelerde tek boyutlu, kararlı durumda, denge dışı terleme soğutmanın sayısal şema modellemesinin geliştirilmesi için yapılmıştır. Terleme soğutma işlemi sıvı roket motorunun itme odasını korumak için odanın duvarlarına karşı muazzam ısı transferini engeller. Gözenekli ortam içinde akış modelleme, soğutucunun sıkıştırılabilir akışı silindirik eşgüdüm içinde sayısal düzenler uygulanarak gerçekleştirilir. Bu modellemenin sonuçları Stuttgart Üniversitesi’nde yürütülen bir çalışmadan elde edilen deneysel sonuçlar tarafından doğrulanmaktadır. Ayrıca, gözenekli parçanın sıcak sınır koşulunu sağlamak için ağızlık boyunca akan sıcak gazların denklemlerini çözmek için sayısal yöntem geliştirilmiştir. Terleme soğutma sürecini etkileyen önemli parametreleri analiz etmek için gözenekli ortamda akış denklemleri ayrı ayrı çözülmüştür. Soğutucu kütle akış oranının etkisi olarak sıcak yüz sınır koşulu türü, gaz türü ve numune uzunluğu gözlenmektedir. Ayrıca, katı yapı ve soğutucu akış arasındaki iç konvektif ısı transferi incelenmiştir. Gözenekli çözücü kod daha sonra gaz çözücü kod ile birleştirilir, böylece soğutma işlemi daha gerçekçi bir alanda incelenebilir. Terleme soğutma etkisini ağızlık boyunca gaz özelliklerini degiştirerek gösterir. Ayrıca, ağızlık duvar sıcaklığının kontrol edilmesi için örnek yöntem gösterilmiştir.
AnahtarKelimeler: terleme soğutma, silindirik, gözenekli malzemeler, itme odası.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringCoolingTranspiration cooling, cylindrical, porous media, thrust chamberMathematical Modeling of Transpiration Cooling in Cylindrical DomainThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/17502015-06-25T23:00:37Zhdl_11129_15Kermani, Milad2015-06-25T11:06:08Z2015-02Kermani, Milad. (2015). Muffler Design by Noise Transmission Loss Maximization. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1750Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Mostafa Ranjbar.ABSTRACT: The reduction of the emitted noise pollution from the exhaust system of engines is a real challenge for various industries. At this regard, mufflers have been used to reduce the transmitted noise from the engine of vehicles into the surrounding environment. Mufflers are designed to reflect the sound waves produced by the engine in such a way that they partially cancel themselves out. Noise transmission loss performance in muffler depends on its geometry. Therefore, maximization of noise transmission loss in mufflers using shape modification concept is an important research area. In this research, three approaches have been followed for the maximization of noise transmission loss in mufflers by using of shape modification concept. To begin, Three-point method is used to calculate the transmission noise loss for a muffler. The effect of geometry of muffler on the maximization of noise transmission loss over the 1/3 octave band and the hole frequency range, are investigated. The same procedure is repeated by using of Transfer-Matrix Method for the calculation of noise transmission loss. The diameters and lengths of in-, out-takes and silencer are considered as the design variables. Finally, the optimum shape of muffler based on the considered design variables for having maximum noise transmission loss is searched by genetic algorithm method. Keywords: Noise Transmission Loss, Geometry Modification Concept, Narrow Band Frequency, Design, Muffler, Silencer, Transfer Matrix Method, Genetic Algorithm.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Motorların eksoz sistemlerinden yayılan gürültü kirliliğinin azaltılması muhtelif endüstriler için gerçek bir sorundur. Bu bağlamda araç motorlarından çevreye yayılan gürültüyü azaltmak için susturucular kullanılmaktadır. Susturucular motordan gelen ses dalgalarını yansıtarak dalgaların birbirlerini kısmen yok edecek şekilde tasarlanırlar. Susturucudaki gürültü iletim kaybı performansı susturucunun geometrisine bağlıdır. Bu nedenle, şekil modifikasyonları konsepti ile susturuculardaki gürültü iletim kaybının maksimizasyonu önemli bir araştırma alanıdır.
Bu araştırmada şekil değiştirme konsepti kullanılarak susturuculardaki gürültü iletim kaybı maksimizasyonu için üç yaklaşım ortaya konulmuştur. Öncelikle, susturucudaki gürültü iletim kaybını hesaplamak için Üç-nokta metodu kullanıldı. Susturucu geometrisinin 1/3 oktav bandı üzerinde ve tüm frekans aralığındaki gürültü iletim kaybının maksimizasyonu üzerine olan etkisi araştırıldı. Ayni prosedür Transfer-Matris Metodu ile tekrarlanılarak gürültü iletim kayıpları hesaplandı. Susturucunun giriş-çıkış çap ve uzunluğu tasarım değişkenleri olarak kabul edildi. Son olarak, tasarım değişkenlerine göre maksimum gürültü iletim kaybı için, susturucunun optimum şekli „Genetik Algoritma Yöntemi‟ ile araştırıldı.
Anahtar Kelimeler: Gürültü iletim kaybı, Geometri Modifikasyon Konsepti, Dar Bant, Frekans, Tasarım, susturucu, Matris Yöntemi, Genetik Algoritma.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringMotors - Mufflers - Design and constructionNoise Transmission Loss, Geometry Modification Concept, Narrow Band Frequency, Design, Muffler, Silencer, Transfer Matrix Method, Genetic AlgorithmMuffler Design by Noise Transmission Loss MaximizationThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/18052015-07-02T23:00:42Zhdl_11129_15Emamverdian, Ali Akbar2015-07-02T12:15:16Z2013-01Emamverdian, Ali Akbar. (2013). Design of a competency - based information and knowledge model for a manufacturing system: Case study EMU CIM Lab. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1805Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: By increasing demand and industry development throughout the world, the levels of competition among enterprises are growing dramatically. The required capabilities to survive in this competition are the ability to manage and exploit high efficiency from the resources. In order to achieve such purposes, classification of the resources and identification of capabilities as well as competencies are vital.
The contribution of this thesis is developing a competency-based information and knowledge model for intra-enterprise. A capability-based information and knowledge model for Computer Integrated Manufacturing laboratory of Eastern Mediterranean University (EMU CIM lab) has been developed and, for achieving competency-based information and knowledge model the other information and knowledge models (design capability model, marketing capability model, R&D capability model and after sale competency model) of the enterprise with the same approach is introduced.
The study of this thesis is subdivided into three phases, namely; requirement phase, design and development phase and implementation phase. Unified Modeling Language (UML) employed as the modeling language.
Finally as output an architecture for a capability analyses tool is designed which is used for decision making within enterprise for product and outside in market. Keywords: capability, competence, competency model, Computer Integrated Manufacturing, information and knowledge model, manufacturing data model, enterprise integration.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Talep ve sanayi gelişimi dünyada arttıkça, kurumlar arası rekabet de artmaktadır. Bu rekabetçi ortmada barınabilmenin yolu ise iyi yönetim ve kaynakları doğru kullanma ile olur. Bu amaca ulaşabilmek için kaynakların sınıflandırılması ve kapasitenin ve yeterliliğin tanımlanması büyük önem taşımaktadır.
Bu tezin katkısı, yeterlilik-temeline bağlı detay ve iç-kurum bilgilerini geliştirmektir. Kapasite-temeline bağlı bilgi ve Bilgisayar Entegreli İmalat Laboratuarları, Doğu Akdeniz Üniversitesi‟nde yaratılmıştır. Kurum aynı yaklaşım ile Yeterlilik-temeline bağlı detay modeli ve bilgi modelinr göre (tasarım kapasite modeli, pazarlama kapasite modeli, R&D kapasite modeli ve satış sonrası yeterlilik modeli) tanıtılmıştır. Karar verme mekaniması yeterlilik analiz gerecine göre mimarisi tasarlanmıştır.
Anahtar kelimeler: yetersiz, yapabilirlik, yapabilirlik modeli, Bilgisayar Entegreli İmalat, Bilgi ve Detay Modeli, Şmalat Veri Modeli, Kurum Entegrasyonu.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringManufacturing processes - AutomationComputer integrated manufacturing systemsEastern Mediterranean University Computer Integrated Manufacturing Laboratory (EMU CIM Lab)Capability Competence Competency model Computer Integrated Manufacturing Information and Knowledge Model Manufacturing Data Model Enterprise IntegrationDesign of a competency - based information and knowledge model for a manufacturing system: Case study EMU CIM LabThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/18202015-10-28T00:00:27Zhdl_11129_15Valaei, Hatef2015-10-27T06:08:08Z2014-07Valaei, Hatef. (2014). The Effect of Cut-out Hole Size on the Formability of Hole Flanging by Multistage Incremental Forming. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1820Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain.ABSTRACT:Single point incremental forming is advancing to replace the conventional sheet forming processes. Multi stage incremental forming is introduced to cover some shortcomings of this process and extend the complexity of the shapes that cannot be produced in single stage incremental forming. This method does not require any special equipment and is very economic.
In this study the effect of varying cut-out hole size on the formability of hole flanging in multi-stage incremental forming and on the thickness distribution of flange is investigated. The AA1060 aluminum is taken as the experimental material, and the formability is measured as the flange depth without sheet fracture. The flanges are made in 4 stages of 45°, 60°, 75° and 90° at room temperature. Furthermore, the stress and strain patterns are studied utilizing ABAQUS software in order to understand the process mechanics.
The results have shown that the hole size has great effect on the flange depth and wall thickness of the part made by multistage incremental forming. The achieved depth decreases with increasing the hole size due to lack of material and thinning is less as the hole diameter gets larger.
The FEA results shows that increasing hole diameter will lead to lower stress and hoop strain levels due to decreasing the amount of material under load of the tool. Also it showed that a small amount of work hardening is useful for increasing the formability of the process. Keyword: Multi stage incremental forming, formability, FEA ABAQUS, failure, hole flanging, hole diameter, stress level, strain level.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Tek nokta artırımlı şekillendirme, konvansiyonel saç şekillendirme prosesinin yerini alma yönünde ilerlemektedir. Çok aşamalı atışlı şekillendirme metodu tek noktalı metodun eksikliklerini gidermek ve tek noktalı proses ile üretilemeyen kompleks parçaları üretmek için tanıtılmıştır. Bu metod herhangi özel bir ekipman gerektirmiyor ve çok ekonomiktir.
Bu çalışmada çok aşamalı atışlı şekillendirmenin delik ölçüsündeki değişikliklerin, delik flanş oluşumuna ve flanş kalınlığına etkisi incelenmiştir.
Deneysel malzeme olarak AA1060 aluminyum kullanılmış ve saç kırılması olmadan şekillendirme ve flanş derinliği ölçülmüştür . Flanşlar oda sıcaklığında 45° ,60°, 75° ve 90° olmak üzere dort aşamada yapılmıştır.
Prosesin mekaniğini anlamak için mukavemet hesapları ABAQUS yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Çok aşamalı atışlı şekillendirme metodun delik ölçüsünün flanş derinliği ve et kalınlığı üzerinde büyük etkisi olduğu saptanmıştır. Elde edilen derinliğin delik ölçüsünün artması ile azaldığı, malzemenin kalınlığının azalması ve malzemenin kendisi ile alakalı olduğu ve incelmenin delik çapının artması ile azaldığı saptanmıştır.
Anahtar kelime: Çok aşamalı artışlı şekillendirme, şekillenebilirliği, FEA ABAQUS, şekillendirme başarısızlığı, flanş, delik çapı, stres düzeyi, gerginlik seviyesi.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringMaterial FormingMulti stage incremental forming, formability, FEA ABAQUS, failure, hole flanging, hole diameter, stress level, strain levelThe Effect of Cut-out Hole Size on the Formability of Hole Flanging by Multistage Incremental FormingThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/18212015-10-28T00:00:36Zhdl_11129_15Alhashemi, Ataollah Jalalian2015-10-27T06:23:30Z2013-08Alhashemi, Ataollah Jalalian. (2013). Process Optimization in Hole Machining of Glass-Fiber Reinforced Polymer Composite. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1821Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain.ABSTRACT: As Fiber Reinforced Polymer composites (FRPC) in the defense, space and aerospace industries have enjoyed a steady upward trend in usage in recent years, the importance of their machining processes have inevitably been brought to the foreground.Our knowledge of machining FPRC does not seem to be yet fully developed to be applied in its copious fields of applications. As a result, material properties and theoretical mechanics are of great significance in the relevant field of research. Cost effectiveness in production techniques is important to obtain manufacturing cycles which are completely automated and large-scale. There is a need for a certain degree of machining FPRCs to be performed to achieve close fits and tolerances and to get to near-net shape, even though they are normally molded. Unfortunately, as they are anisotropic and non-homogeneous, more often than not, FPRCs encounter serious problems while being machined such as fiber pull-out, delamination, burning and the like. This issue is the significant and dividing difference between machining composite materials and other commonly used metals and their alloys.
Because of different mechanical behavior, hole-machining in glass fiber reinforced polymer composite (GFRPC) is substantially different from that in metallic materials. The drilling of this material may generate delamination of drilled holes on work piece. The purpose of this thesis is to investigate the influence of the cutting parameters, such as rotational speed of spindle and feed rate, on delamination and surface quality of holes in GFRPC and material strength after machining. The said effect of parameter variation was studied for two machining processes namely, milling and drilling. A comprehensive test plan was prepared using a robust design of experiments method, called D-optimal method (a statistical technique). It was found that end milling is better than drilling process to machine holes. Further, in order to control surface quality and delamination, the ratio of rotational speed to feed rate needs to be set around 1. Moreover, in the applications where strength of machined components is an important factor, the processing should be carried out with intermediate values of parameters (i.e., rotational speed= 4100rpm and feed rate= 3100mm/min). Finally, an empirical formula was developed. This formula is deemed to serve as guideline to choose optimal parameters and process in order to produce good quality holes in GFRPCs.
Keywords: GFRPC, Drilling, Milling, Composite, ANOVA.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Son yıllarda, fiber savunmalı Polimer kompozitlerin (FRPC) takviyeli olarak kullanılmıs, uzay ve havacılık endüstrileride bir artış gostermıstır. FPRC işleme hakkındaki bilgilerimiz onun henüz tam olarak her alanda uygulanacak ve geliştirilecek bir işlem olarak gostermıyor. Sonuç olarak, malzeme özellikleri ve teorik mekanik araştırma, ilgili alanda büyük öneme sahiptir. Üretim teknikleri, tamamen otomatik ve büyük ölçekli üretim döngüleri elde etmek için önemlidir. Yakın şekilde ve toleranslar elde etmek ve yakın net şekil elde etmek için yapılması gereken işleme FPRCs belli bir derece için bir ihtiyaç normalde kalıplanmış halde bulunmaktadır. Onlar anizotropik ve homojen olmayan olarak ne yazık ki, çoğu zaman, FPRCs elyaf çek gibi işlenmiş olurken, ciddi sorunlarla karşılaşabilirsiniz delaminasyon, yanma ve benzeri. Bu sorun işleme kompozit malzemeler ve diğer sık kullanılan metaller ve alaşımlar arasındaki önemli bir farktır.
Çünkü farklı mekanik davranış, cam elyaf takviyeli polimer kompozit (GFRPC) delik-işleme Metalik malzemelerin bu önemli ölçüde farklıdır. Bu malzemenin sondaj iş parçası üzerinde açılan deliklerin delaminasyonu oluşturabilir. Bu tezin amacı delaminasyonu ve işleme sonra GFRPC ve malzeme gücü delik yüzey kalitesi, böyle mil ve ilerleme hızı dönme hızı gibi kesme parametreleri, etkisini araştırmaktır. Parametre varyasyon etkisi freze ve delme, yani iki işleme süreçleri için incelenmiştir söyledi. Kapsamlı bir test sistemi D-uygun yöntem adı deneysel yöntem sağlam bir tasarımı, (bir istatistik tekniği) kullanılarak hazırlandı. Bu son freze deliklere süreci delme daha iyi olduğu bulunmuştur. Bundan başka, yüzey kalitesini kontrol etmek ve delaminasyon amacıyla, hızı ihtiyaçlarını doyurmaya dönme hızının oranı yaklaşık 1 ayarlanmalıdır. Ayrıca, işlenen parçaların mukavemeti önemli bir faktör olduğu uygulamalarda, işleme parametrelerinin ara değerlere (örneğin, dönme hızı = 4100 ve besleme hızı = 3100mm/min) ile yapılmalıdır. Son olarak, ampirik formülü geliştirilmiştir. Bu formül GFRPCs iyi kaliteli delik üretmek için en iyi parametreleri ve proses seçmek için kılavuz olarak hizmet sayılır. Anahtar Kelimeler: GFRPC, Delme, Freze, Kompozit, ANOVA.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringFiber - reinforced concreteFibrous compositesReinforced concrete constructionGFRPC, Drilling, Milling, Composite, ANOVAProcess Optimization in Hole Machining of Glass-Fiber Reinforced Polymer CompositeThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/18542015-11-18T00:00:28Zhdl_11129_15Alialhosseini, Seyed Emad2015-11-17T11:50:21Z2014-09Alialhosseini, Seyed Emad . (2014). Comparative study between Laser and Water-jet machining of polymer composites. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1854Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain.ABSTRACT: One of the most important group of advanced materials in Engineering is the polymer composite such as Carbon Fiber Reinforce Polymer (CFRPC) or Glass Fiber Reinforce Polymer (GFRP) which have been used in different industries including aerospace, shipbuilding and automotive. The mechanical manufacturing processes are not appropriate for shaping of Polymer Composites because these cause material damage.
In this work, two advanced of manufacturing processes named as Water-jet machining and Laser machining were employed with an objective to find the most useful one in reducing processing damages. To do so, samples of two materials (CFRPC and GFRPC) were cut employing both of the processes and then Scanning Electron Microscopy and Open Hole Tensile Test were performed on each sample. The Scanning Electron Microscopy showed that the Laser-machined work pieces underwent melting of resin in the composite and caused delamination in the surrounding areas of cut surface. From the results of Open Hole Tensile Test, it was found that the Laser machining caused reduction in strength of GFRPC, however no such an effect was noticed for CFRPC. Water-jet machining did not pose any adverse effect on strength of either material.
In conclusion, Water-jet machining process is the most suitable method to process considered composites from perspectives of surface quality, delamination, productivity and cost. Keywords: Carbon Fiber Reinforce Polymer Composite; Glass Fiber Reinforce Polymer Composite; Delamination.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Mühendislikte ileri malzemelerin en önemli gruplarından biri de Karbon lifli armatür polimeri (CFRPC) veya Cam Elyaf armetür polimerdir (GFRPC). Bu malzeler havacılık, gemi inşa ve otomotiv olmak üzere farklı sektörlerde kullanılmaktadır Mekanik üretim süreçleri Polimer Kompozitlerin şekillendirilmesi için uygun olmadığı için maliyetlidir.
Bu çalışmada, Su-jet işleme ve Lazer işleme olarak adlandırılan iki gelişmiş üretim süreçleri işleme zararlarının azaltılmasında en yararlı olanı bulmak için kullanılmıştır. Bunu yapmak için, iki malzemeden (CFRPC ve GFRPC) numuneler üzerinde her iki işlemi uygulanarak kesilmiş, numuneler daha sonra Taramalı Elektron Mikroskobu ile incelenmiş, açık delik Çekme Testi ile test edilmiştir.
Taramalı Elektron Mikroskobu ile yapılan incelemeler sonucunda Laser ile işlenmiş numunelerin bileşenlerinde bileşik reçine erime olduğu ve kesilen yüzeylerinde katmanlarının ayrılmasına neden olduğunu tespit edildi. Açık delik Çekme Testinin incelemeleri sonuçlarından, lazer işlemede GFRPC kuvvetindeki azalmaya neden olduğu bulunmuştur ancak böyle bir etki CFRPC için saptanmadı. Su jeti işlemesinin malzemeye gücü üzerinde herhangi bir olumsuz etkisi saptanmadı.
Sonuç olarak, su-jeti işleme işlemi yüzey kalitesi, yüzeyin yıpranması, verimlilik ve maliyet açısından değerlendirildiğinde en uygun yöntemdir.
Anahtar Kelimeler: Karbon Elyaf güçlendirmek Polimer kompozit; Cam Elyaf güçlendirmek Polimer kompozit; katman ayrılmas.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringEngineering, Materials ScienceMachining - Materials - Manufacturing processesMachining - Polymeric compositesCarbon Fiber Reinforce Polymer Composite, Glass Fiber Reinforce Polymer Composite, DelaminationComparative study between Laser and Water-jet machining of polymer compositesThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/18682015-11-19T00:00:21Zhdl_11129_15Ilkhechi, Atabak Rahimzadeh2015-11-18T12:21:52Z2014-07Ilkhechi, Atabak Rahimzadeh. (2014). An Experimental Study on Friction Stir Processing of AA-7020 Aluminum Alloy. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1868Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain.ABSTRACT: Friction stir processing (FSP) as a promising thermo mechanical approach aims on altering the microstructural and mechanical properties of material in order to obtain the highest performance (increasing or decreasing of hardness and tensile) in terms of properties, cost and lead time. This study addresses FSP of AA-7020 aluminum alloy. The effect of variation in the ratio of rotational and translational speeds (i.e., ω/f) is examined on the mechanical properties and microstructure of AA-7020 aluminum alloy. The value of ω/f (ω is rotational speed f is feed rate) is varied from 22 rev/mm to 125 rev/mm. The results show that with increasing ω/f, the grain size decreases. When ω/f (ω is rotational speed f is feed rate) ranges from 22 to 28, average hardness, ultimate strength and yield strength increase from 75 HV to 103 HV, from 313 to 364 MPa and from 173 MPa to 208 MPa, respectively. However, for ω/f ranging from 28 to 125, a reduction has been noticed in these properties. Regarding microstructure, it is found that the size of grain in the processed zone is small and the direction of grain is random. Besides mechanical properties, observations regarding the effect of ω/f on surface quality are also made to show that larger values of ω/f lead to poor surface texture.
Keywords: Friction Stir Processing, Hardness, Impact, Quality, Microstructure, Tensile, AA-7020.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ:Sürtünme hareketlenme işlemi (FSP) termo mekanik işleme tekniklerini kullanarak malzemelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerini değiştiriyor ki bu üretim masraflarını ve zamanı azaltıyor ve yüksek performans elde etmeğe neden oluyor.
Bu çalışmada, Sürtünme hareketlenme işlemi (FSP) soğuk çekilen AA-7020 alaşımı üzerınde kullanılmıştır . Dönme ve öteleme hızı oranı (ω/f), 22 ve 125 (devir/mm) arasında değişmiştir. Adı geçen parameternin mikroyapı ve mekanik özellikler etkilamasi incelenmiştir.Sonuçlarına göre, FSP tanelerin boyunu operasıyon bölgesınde azaltmştır.Nezaman ω/f artmışsa tanelerin boyu azaltmştır. Beli bir aralık için, 0 ile 22 arasında ortalama sertlik artmıştır ve 0 ile 22 aralık için arasında gerilme mukavemeti artmaktadır ki bunlar soğuk çekilen malzemelerin darbe dayanımı ve yumuşaklık azalmasına neden oluyorlar.Halbuki, daha sonra ortalama sertliği 28 ve 125 oranlar arasında ve gerilme mukavemeti 28 ve 125 oranlar arasında ters oluyor.Yukarıdaki parametrenin etkisi yüzey kalitesi nin üzerine görsel olarak gözlenmiştir. Bulunmuştur ki yüzey kalitesi,, ω/f artmasıyla iyileşmektedir. Mikro sonuclarına göre operasıyon bölgesınde tanelerin boyu küçük ve onların yönleri belirsizdir. Beli bir aralık için, 0 ile 22 arasında malzemelerin darbe dayanımı artmıştır Halbuki, daha sonra tekrar azalmıştır.
Anahtar Kelimeler: Sürtünme hareketlenme işlemi,Mikroyapı, Sertlik, Çekme Darbe, Kalite,AA-7020.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringFriction weldingFriction Stir Processing, Hardness, Impact, Quality, Microstructure, Tensile, AA-7020An Experimental Study on Friction Stir Processing of AA-7020 Aluminum AlloyThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/18702015-11-20T00:00:26Zhdl_11129_15Sadeghi, Majid Mohammad2015-11-19T08:20:45Z2013-08Sadeghi, Majid Mohammad. (2013). Design and Development of RFID-enabled Flexible Manufacturing Cell Control System. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1870Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.ABSTRACT: Nowadays organizations challenge each other in highly competitive market, in which customer’s demands change frequently and swiftly. In these circumstances,
organizations have to be very flexible in respond to customers to be able to survive
and prosper. This flexibility lies within the control mechanism in production. Current
control systems in production and manufacturing encompass some deficiencies in
providing highly flexible systems. In this thesis, RFID technology has been used in
manufacturing control system to overcome some of the deficiencies of current
control systems. A RFID enabled control system is designed and implemented for a
manufacturing cell. The proposed control system has many advantages brought by
RFID technology including: bringing the real-time monitoring ability to the system,
facilitating quality control and fault finding, reducing errors in management of raw
material handling, production operations and finished products, enabling product
customization, providing capability of reacting to incidents at production time,
creating the chance of real-time customization of products and improvement of just
in time manufacturing paradigm and at last providing capability of simultaneous
multiple type production with no predefined order. All the proposed beneficial
characteristics of the system are tested and verified at implementation phase and it is
observed that the control system is absolutely applicable in industry.
Keywords: Manufacturing Control System, Radio Frequency Identification (RFID),
Flexible Manufacturing Cell.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Bugünkü kuruluşlar, müşterilerin hızla ve sıklıkla değişen ihtiyaçlarından dolayı
oluşan yüksek rekabetli piyasada birbirlerine meydan okumaktadırlar. Bu durumda,
kuruluşlar hayatta kalmak için müşterilere çok esnek davranmaktadırlar. Bu esneklik
üretimdeki kontrol mekanizmalarını da içermektedir. Akım kontrol sistemleri,
üretimde ve üretimi kapsayacak bazı eksikliklerde sistemlerdeki yüksek esnekliği
sağlamaktadır. Bu tezde kullanılan RFID teknolojisi, üretim kontrol sistemlerinde,
akım kontrol sistemlerinin bazı eksikliklerinin üstesinden gelmek için
kullanılmaktadır. RFID etkin kontrol sistemleri, üretim hücreleri için kontrol
edilmektedir ve uygulanmaktadır. RFID teknoloji tarafından önerilen kontrol
sistemleri çok avantaj kazandırmaktadır. RFID teknoloji sisteme izleme yeteneği,
kolaylaştırılan kalite kontrol ve arıza tespiti, üretimde bulunan ham materyal
tutumunda hataların azalması, üretim operasyonları ve ürün bitimi, etkin ürün
özelleştirme, üretim zamanında olaya tepkinin sağlanması, gerçek zamanlı üretimin
yaratılma şansı ve sonda önceden tanımlanmamış siparişle eş zamanlı çoklu çeşit
üretim yeteneği sağlaması getirmektedir. Bütün önerilen sistemin karakteristiği test
edilmiştir ve uygulama aşamamasında onaylanmıştır ve gözlemlenmiştir. Üretimde
kontrol sistemi kesinlikle uygulanabilmektedir.
Anahtar Kelimeler: Üretim Kontrol Sistemi, Radyo Frekans Tanıma (RFID), Esnek
Üretim Hücresi.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringManufacturing processes - Management information systemsBusiness logistics - Technological innovationsRadio frequency identification systemsManufacturing Control System, Radio Frequency Identification (RFID), Flexible Manufacturing CellDesign and Development of RFID-enabled Flexible Manufacturing Cell Control SystemThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/18732015-11-20T00:00:22Zhdl_11129_15Bazaz, Shahin Hassanzadeh2015-11-19T11:37:40Z2014-07Bazaz, Shahin Hassanzadeh. (2014). Trade-off among Mechanical Properties and Energy Consumption in Multi-pass Friction Stir Processing of Al 7075-T651 Alloy Employing Hybrid Approach of Artificial Neural Network and Genetic Algorithm. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1873Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain.ABSTRACT: Friction Stir Processing (FSP) is a solid state and thermomechanical processing technique that modify and improve the microstructural and mechanical properties of the material to achieve better performance in less time, using a simple and inexpensive tool and low production cost. Processed zone contains modified mechanical properties, fine grained, equaled and homogeneous microstructures. Discussions about efficient use of energy and expense have become more frequent in many sectors of industry. During manufacturing processes, power consumption of components and potential for savings can be evaluated and measures can be defined for the efficient use of energy. In the present work, FSP was applied on the Aluminum 7075-T651 alloy sheet. Application of multi-objective multivariable genetic optimization in FSP was presented. A trade-off among various mechanical properties of an aerospace alloy and energy consumed during FSP was sought out. At first, the experimental data regarding the elongation, tensile strength, hardness and the consumed electrical energy with respect to various spindle rotational speed and feed rate of FSP were measured. Then an Artificial Neural Network-based approximation approach was used to approximate the value of measured data during the Genetic Optimization. The properties like elongation, tensile strength and hardness were maximized while the cost of consumed electrical energy was minimized.
Keywords: Friction Stir Processing; Al7075; Multi-objective; Genetic Algorithm; Optimization; Artificial Neural Networks.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Sürtünme karıştırma işlemi (FSP) basit ve masrafsız araçlar kullanarak, üretim maliyeti az olan ve kısa sürede daha iyi bir performans elde etmek için kullanılan, maddenin mikroyapısal ve mekanik özelliklerini geliştirmek ve modifiye etmeyi amaçlayan bir katı hal ve termomekanik işlem tekniğidir. İşlenmiş bölge modifiye edilmiş mekanik özellikler, ince taneli, eşitlenmiş ve homojen mikroyapılar içermektedir. Enerji kullanımı ve masraflarla ilgili tartışmalar, endüstrinin birçok sektöründe artmaktadır. Üretim işlemi süresince, elemanların güç tüketimi ve olası enerji tasarrufları değerlendirilebilir ve etkili enerji kullanımı için gerekli ölçüler tanımlanabilir. Bu çalışmada FSP, Al 7075-T651 alaşımlı saca uygulanmıştır. FSP’nin çok amaçlı, çok değişkenli, genel optimizasyonu bu çalışmada sunulmuştur. Hava uzay alaşımındaki çeşitli mekanik özellikler arasındaki dönüşüm ve FSP sırasındaki enerji tüketimi gözlemlenmiştir. Öncelikle, genişleme, çekme direnci, katılık, ilerleme hızı ve dönme hızı bağlamında tüketilen elektrik enerjisi ile ilgili deneysel veriler ölçülmüştür. Daha sonra, genetik optimizasyon sırasında ölçülen verileri uyumlaştırmak amacıyla, yapay sinir ağı temelli uyumlaştırma yaklaşımı kullanılmıştır. Genişleme, çekme dirence ve katılık gibi özellikler artırılırken, tüketilen elektrik enerjisinin maliyeti ise azalmaktadır.
Anathar Kelimeler: Sürtünme Karıştırma İşlemi; Al7075; Çok amaçlı; Genetik Algoritma; Optimizasyon; Yapay Sinir Ağları.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringFriction Stir WeldingFriction Stir Processing, Al7075, Multi-objective, Genetic Algorithm, Optimization, Artificial Neural NetworksTrade-off among Mechanical Properties and Energy Consumption in Multi-pass Friction Stir Processing of Al 7075-T651 Alloy Employing Hybrid Approach of Artificial Neural Network and Genetic AlgorithmThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/18832015-11-21T00:00:29Zhdl_11129_15Firouzbakht, Dariush2015-11-20T11:46:17Z2014-06Firouzbakht, Dariush. (2014). Numerical Study of the Effect of Turbulent Wake of Cylinder on Vortex Shedding from Flat Plate in Tandem Arrangement. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/1883Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.ABSTRACT: Disturbed regions of flow will always appear in presence of any fluid flow over a stationary or moving body. These regions structures depend on both flow characteristics as well as the body. Body shape, surface roughness, orientation, size, flow velocity and viscosity are all influential parameters in the extent of disturb region. The flow structure behind multiple arrangements on bluff bodies are still an interesting subject and vastly under research because of the interaction between wakes. The development of different computational fluid dynamics (CFD) codes and commercial software are all as a result of this need for better understanding on the flow behavior. Vortex shedding from different bluff geometries is one of the most attractive and significantly important areas in fluid mechanics. Recent years with global warming issues caused by aerodynamic drag forces, rising fuel prices and safety measures, the vortex shedding has become more important. Energy conservation examples include but not limited to automobiles and skyscrapers (convection heat loss). Furthermore, it is important in structural design to limit the oscillation amplitude of the structure as well as preventing resonance phenomena.
Simulation the flow structure and characteristic behind a circular cylinder and a normal flat plate in tandem arrangement with the same diameter and width at six gap ratios was performed. The impact of the circular cylinder turbulent wake on shedding frequency and Strouhal number of the plate were the main aim of this study. Commercial computational fluid dynamics software, ANSYS/CFX 15.0® was used. Shear stress transport turbulent model were used as simulation technique. The geometry modeling was done with respect to the test section of the EMU Mechanical Engineering Aerodynamics laboratory for data comparison in future studies and justification of the results. The shedding frequency and Strouhal number for each case were calculated and compared with respect to geometry and gap ratio.
Keywords: Vortex Shedding, Bluff Bodies, Strouhal Number, Shedding Frequency.
…………………………………………………………………………………………………………………………
ÖZ: Sabit veya hareketli cisimlerin etrafindaki uyarılmış akışkan akımı her zaman gözlemlenmektedir. Bu bölgesel yapılar akış karakteristiklerine ve cisimlerin şekline bağlıdır. Cismin şekli, yüzey pürüzlülüğü, oryantasyonu, boyutu, akış hızı ve viskozitesi uyarılmış bölge içinde etkili olan parametrelerdir. Değişik düzenlemelerdeki yapıların arkasındaki akış yapılarının oluşturduğu dalgalar arasındaki etkileşim hala daha ilgi çekici olmakta ve çeşitli araştırmalara konu olmaktadır. Geliştirilmiş olan birçok CFD (Bilgisayar Destekli Akışkanlar Mekaniği) kodu ve programı akış davranışlarını anlamak için geliştirilmişitr.
Değişik geometrilerin Vortex oluşumu akışkanlar mekaniğinin en çekici ve önemli alanlarından biridir. Son yıllarda küresel ısınma, yakıt fiyatlarındaki artış ve güvenlik ölçütleri ile girdap oluşumları daha önemli hale gelmiştir. Enerji tasarrufu örnekleri, sadece otomobille sınırlı değil gökdelenleri de kapsamaktadır ( konveksiyon ısı kaybı ). Ayrıca, yapısal tasarımlarda yapının salınım amplitüdünü limitlemek yanında rezonans olgularını sınırlamak da önemlidir.
Bu çalışmanın amacı, altı değişik boşluk oranında aynı çapa ve genişliğe sahip arka arkaya dizilmiş bir silindir ve normal bir düz plaka arkasında akım yapısını ve özelliklerini canlandırmaktır. Bu çalışmanın esas amacı dairesel silindirin turbulent dalgasının, düz plakanın sarmal frekansı ve Strouhal sayısının üzerindeki etkisini araştırmaktır. Çalışmada ticari olarak hazırlanmış hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı , ANSYS / CFX 15.0 ® kullanılmıştır. Kesme gerilmeli taşıma turbulans modeli simülasyon tekniği olarak kullanılmıştır. Geometrik modelleme gelecekteki çalışmaları ve sonuçları mukayese edebilmek için DAÜ Makine Mühendisliği Aerodinamik laboratuvarındaki rüzgar tüneli test bölümüne göre yapılmışır. Her bir geometri ve boşluk oranı için sarmal frekansı ve Strouhal sayısı hesaplanıp karşılaştırılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Vortex oluşumu, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, Kaba gövde, Strouhal Number, Shedding Frequency.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)Mechanical EngineeringAerodynamic characteristicsFluid dynamicsVortex Shedding, Bluff Bodies, Strouhal Number, Shedding FrequencyNumerical Study of the Effect of Turbulent Wake of Cylinder on Vortex Shedding from Flat Plate in Tandem ArrangementThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/20292016-01-20T13:26:54Zhdl_11129_15Agh, Nima2016-01-20T13:26:54Z2014-01Agh, Nima . (2014).Finite element analysis of head and brain during frontal impact collisions. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/2029Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Neriman Özada.enEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ).Mechanical EngineeringAutomobiles - Collision damageBrain, Head, Injury, Frontal Impact, Finite Element Analysis, Modeling, BiomechanicsFinite element analysis of head and brain during frontal impact collisionsThesisDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/21882016-03-05T00:00:15Zhdl_11129_15Atikol, UğurRezaei, Marzieh2016-03-04T14:03:56Z2015-082015Rezaei, Marzieh. (2015). Experimental Analysis of a Hybrid Thermal Storage Wall – Water Heating System. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/2188Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)-Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.The aim of this study is to evaluate the performance of the thermal storage wall (TSW) of the Solar Energy Research, Inspection and Training (SolERIT) laboratory in the Eastern Mediterranean University. The laboratory building has a floor area of 10 m2 and the walls are not insulated. The façade of TSW facing to south has an area of 8.037m2. An array of piping was fastened on the outer surface of the TSW to form a solar collector for heating water that can be used in heating applications of the rooms normally located in the northern parts of the buildings. Recording of solar radiation and temperatures of the ambient, TSW and water flow through the pipes were conducted during selected days of March 2015.
It was found that the temperature and solar radiation variations during the day influence the performance of the TSW. TSW performed well specially on sunny days with 9-15 ᵒC temperature drops at nights. Cyprus is a suitable area for taking advantage of TSW during winter.
The results of experiments showed that with the TSW under test the lowest room temperature in the coldest day (i.e. 12th March) was 17 ᵒC while the ambient temperature was 7 ᵒC. It was observed that the water pipes fixed on TSW surface played an important role on the efficiency of hybrid TSW – water heating system and low-grade heat could be accumulated in a tank for utilizing in other heating applications.Öz:Gün boyunca sıcaklık ve güneş radyasyonu varyasyonları termal depolama duvarının performansını etkileyebilir. Isıl depolama duvarının (IDD) güneşli iklimlerde ve günlük sıcaklık dalgalanmalarında olumlu bir performans göstermesi bekleniyor. Kıbrıs, kışın IDD’nin avantajlarından yararlanmak için uygun bir bölgede yer almaktadır.
Bu çalışmanın amacı, Doğu Akdeniz Üniversitesi Güneş Enerjisi Araştırma, Denetleme ve Eğitim (SolERIT) Laboratuvarında bulunan IDD’nin performansını değerlendirmektir. Laboratuvar binası, 10 m2 taban alanına sahip ve duvarlar izolasyonlu değildir. IDD’nin güneye bakan cephesi 8.037m2 bir alana sahiptir. güneş kolektörü oluşturmak için boru dizisi IDD’nin dış yüzeyinde tespit edildi. Bu sistem suyu ısıtmada kullanılabilir ve odaların ısıtma uygulamalarında normalde binaların kuzey bölgelerine monte edilir. Güneşin ışınımı ve IDD ile kollektöre su giriş çıkışı sıcaklıkları Mart 2015’in seçilen günlerinde kayıt altına alınmıştır.
Deneylerin sonuçları, 8,073 m2 alana sahip bir IDD’nın en soğuk günde (12 Mart), ortam sıcaklığının 7 ᵒC olduğu bir sırada oda sıcaklığı 17 ᵒC olarak ölçülmüştür. IDD yüzeyinin üzerine sabitlenen su boruları IDD ve su ısıtma sistemlerinin perfomansinda çok önemli rolü vardır ve tankın içersinde toplanan düşük derecedeki ısı miktarları diğer ısıtma sistemlerinde kullanılabilir.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar Energy - Heating Systems SubjectHeat storage - Heat engineeringThermal storage wallTrombe wallsolar collectorsolar energy laboratoryNorth CyprusExperimental Analysis of a Hybrid Thermal Storage Wall – Water Heating SystemmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/25432016-05-02T23:00:43Zhdl_11129_15Ranjbar, MostafaAlinaghi, Maryam2016-05-02T11:15:06Z2015-062015Alinaghi, Maryam. (2015). Noise Transmission Loss Maximization in Absorptive Muffler with Shells. . Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprushttp://hdl.handle.net/11129/2543Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Mostafa Ranjbar.The reduction of the emitted noise pollution from the exhaust system of engines is a
real challenge for various industries. At this regard, mufflers have been used to
reduce the transmitted noise from the engine of vehicles into the surrounding
environment. Mufflers are designed to reflect the sound waves produced by the
engine in such a way that they partially cancel themselves out. Noise transmission
loss performance in muffler depends on its geometry. Therefore, maximization of
noise transmission loss in mufflers using shape modification concept is an important
research area. In this M.Sc. study, maximization of noise transmission in mufflers is
studied and investigated. A model is developed to present the absorptive muffler with
shell. The muffler structure and its sound absorbing layer are modeled using shells
elements. This model analyzes the muffler structure which has effects on the
transmission loss (TL). The results are compared to a model without any absorbing
layer. It indicates that the thickness and material type of absorbing layer have
distinctive effects on the amount of noise transmission loss of muffler over a wide
frequency range. ÖZ
Motorların egzoz sisteminden yayılan gürültü kirliliğinin azaltılması, çeşitli
endüstriler için gerçek bir meydan okumadır. Bu bağlamda içinde susturucular
çevredeki ortama araç motoru iletilen gürültüyü azaltmak için kullanılmıştır.
Susturucuları kısmen kendini iptal şekilde motor tarafından üretilen ses dalgalarının
yansıtacak şekilde tasarlanmıştır. Susturucuda gürültü iletim kaybı performansı kendi
geometrisine bağlıdır. Bu nedenle, şekil değiştirme kavramını kullanarak susturucu
gürültü iletim kaybı maksimizasyonu önemli bir araştırma alanıdır. Bu Yüksek
Lisans içinde Tez araştırması , susturucular gürültü iletim maksimizasyonu okudu ve
incelenmiştir. Bir model kabuğu ile emme susturucu sunmak için geliştirilmiştir.
Susturucu yapısı ve ses emici katmanı kabukları elemanları kullanılarak
modellenmiştir. Bu model iletim kaybı ( TL ) üzerinde etkileri vardır susturucu
yapısını analiz eder. Sonuç, her türlü emici tabakası olmayan bir model ile
karşılaştırılır. Bu katman emici kalınlığı ve malzeme tipi geniş bir frekans aralığında
susturucu gürültü iletim kaybının miktarına ayırt edici etkilere sahip olduğunu
göstermektedir.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringMufflers -Automobiles - Motor PartsNoise controlAbsorptive mufflernoise transmission losssound absorbing materialshellNoise Transmission Loss Maximization in Absorptive Muffler with ShellsmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/27342016-06-13T23:00:32Zhdl_11129_15Egelioğlu, FuatBaykent, Aziz2016-06-13T11:20:41Z2015-092015Baykent, Aziz. (2015). Experimental Investigation of A Glass Partitioned Solar Still. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/2734Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Mustafa İlkan, Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.The population of the world increases rapidly and this causes an increase in the demand for potable water accordingly. It is possible to desalinate brackish and seawater by using solar energy. In North Cyprus, solar radiation is high. Therefore desalination techniques would be a reliable option in order to extract fresh water from brackish water. In this study, a single slope improved conventional solar still distillation system and simple single slope solar still are studied and compared theoretically and experimentally in Mechanical Engineering Department at EMU Campus area.The modified solar still consists of five different sizes of glasses and the inside of the still was painted in black colour. The solar stills were constructed 0.98m0.98m base area. Solar irradiance, inlet and outlet air temperatures and water temperatures of 2 different types of solar stills, 5 different sizes of glasses’ temperatures and the potable water production was measured between 09:00 a.m to 16:00 p.m hourly. Experimental results showed that, the maximum amount of water produced by the improved solar still system was 3.51 L/day.m2. The reference system’s water production was 2.1 L/day.m2. The experiment was conducted for a period of three weeks (29 July 2014 – 19 August 2014 ). The present study showed that, with the use of 5 different sizes of glass panes in the solar still the amount of water production increased by 67% compared to the conventional still due to the improved air circulation within the modified still. Keywords: Solar Desalination, Solar Still, Modified Solar Still.ÖZ: Artmakta olan dünya nüfusu ile birlikte kullanılabilir su ihtiyacı da gittikçe artmaktadır. Güneş enerjisi kullanarak deniz suyu veya acı sudan, kullanılabilir su elde edilmesi uygun bir yöntemdir. Güneş radyasyonunun Kuzey Kıbrıs’ta yüksek olması , tuzlu ve acı sudan tatlı su elde etmede güneş enerjisi damıtma tekniklerini güvenilir bir seçenek kılmaktadır. Bu çalışmada, geliştirilmiş konvansiyonel güneş damıtıcı sistemi ile basit tek eğimli güneş damıtıcı sistemi arasındaki teorik ve deneysel çalışmalar Doğu Akdeniz Üniversitesi kampüsünde Makine Mühendisliği Bölümünde, yapılmıştır. Geliştirilmiş güneş damıtıcısı sisteminde beş farklı tipte cam kullanıldı. Damıtıcının içerisi siyah boyayla boyanmıştır. Damıtıcı 0.98 m × 0.98 m taban alanı üzerine kurulmuştur. Güneş ışınım değeri, iç ve dış hava sıcaklıkları ve 2 tip damıtıcı içindeki su sıcaklıkları, 5 farklı ölçüdeki cam sıcaklıkları ve kullanılabilir su miktarı saatlik periyodlarla ölçülmüştür. Yapılan çalışmaya göre, geliştirilmiş güneş damıtıcısının bir günde ürettiği en yüksek su miktarı 3.51 L/gün.m2 olarak ölçülmüştür. Referans tip damıtıcıda ise 2.1 L/gün.m2 su üretilmiştir. Bu deney 3 hafta boyunca sürdürülmüştür (29 Temmuz 2014 – 19 Ağustos 2014). Bu çalışmada geliştirilmiş damıtıcı içerisine konan beş adet farklı ölçülerdeki camlar kullanıldığı için hava sirkülasyonu artmış ve damıtılan suyun miktarı konvansiyonel damıtıcıya göre %67 artırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Güneş desalinasyonu, Güneş Enerjili Sera Tipi Damıtma, Geliştirilmiş Güneş Enerjili Sera Tipi DamıtmaengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar stills - Design and constructionSaline water conversion - Distillation processSaline water conversion - Solar energy - Desalination of waterHeat engineeringSolar DesalinationSolar StillModified Solar StillSolar still distillation systemExperimental Investigation of A Glass Partitioned Solar StillmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/28052016-06-23T23:00:24Zhdl_11129_15Hashemipour, MajidAdetunla, Adedotun Olanrewaju2016-06-23T11:12:39Z2015-082015Adetunla, Adedotun Olanrewaju. (2015). Developing Manufacturing Execution Software as a Service for Small and Medium Size Enterprise . Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/2805Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Supervisor: Prof. Dr. Majid Hashemipour.Small and Medium Size Enterprises (SMEs) have been considered as the engine of economic growth and for promoting equitable development, many of the Small and Medium-size enterprise are suffering from the lack of the capabilities of research and development. SMEs will have to increase the agility and flexibility of their IT infrastructure, in order not to lose competitiveness and to respond quickly to customer's demand. Also the real time access to information and response to unplanned disruptive events are becoming important issues, due to the rigidity of the IT infrastructure. This research analyzes the needs and challenges faced by the IT infrastructure of Small and Medium Sized enterprises. The findings show that the communication between Enterprise Resource Planning(ERP) and Manufacturing Execution system(MES) is not real time hence it affects the flexibility and agility of the system. To cover the gaps between MES and ERP, a Cloud based Software as a Service for MES (MESaaS) is proposed. This thesis (a) proposed a cloud based MES for SMEs (b) introduces a framework based on the Model Driven Architecture (MDA) for designing the proposed MESaaS.
It is concluded that using the proposed framework, there is a real time operation and the complexity of the IT infrastructure of the SMEs is reduced.
Keywords: Enterprise Resource Planning (ERP), Manufacturing Execution System (MES), Software-as-a-Service (SaaS), Model-driven Architecture (MDA)ÖZ:Küçük ve Orta Boy İşletmeler (KOBİ), ekonomik büyümenin motoru olarak ve adil
kalkınmayı, sağlamak için birçok araştırma ve geliştirme yeteneklerinin eksikliğini
gidermek için düşünülmüştür. KOBİ'ler için rekabet etmek ve müşteri talebine hızlı
cevap verebilmek için , BT altyapısının çevikliğini ve esnekliğini artırmak zorunda
olduğu belidir. Ayrıca bilgi ve plansız olaylara yanıt vermek , gerçek zamanlı erişim
sayesinde IT altyapısı sertlik ve önemli konularda haline gelmektedir. Bu araştırma
Küçük ve Orta Ölçekli işletmelerin IT altyapısı karşılaştığı ihtiyaçları ve zorlukları
inceliyor. Bulgular Kurumsal Kaynak Planlama (KKP) ve Üretim yürütme sistemi
(ÜYS) arasındaki iletişim sistemin esneklik ve çeviklik etkiler , dolayısıyla gerçek
zamanlı olmadığını gösteriyor. ÜYS ve KKP arasındaki boşlukları doldurmak için,
ÜYS (MESaaS) için bir hizmet olarak bulut tabanlı yazılım önerilmektedir. Bu tez,
(a), (b) önerilen MESaaS tasarımı için modele güdümlü mimari (MGM) dayalı bir
çerçeve sunar KOBİ'ler için bulut tabanlı ÜYS önerdi.
Bu önerilen yaklaşım kullanarak, azalır gerçek zamanlı operasyon ve KOBİ'lerin
bilişim altyapısının karmaşıklığı olduğu sonucuna varılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Kurumsal Kaynak Planlama (KKP), Üretim Yönetim Sistemi
(ÜYS), yazılım olarak servis(YOS), Modele güdümlü Mimari (MGM)engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringComputer integrated manufacturing systems - Production management - Data processingEnterprise Resource Planning (ERP), Manufacturing Execution System (MES), Software-as-a-Service (SaaS), Model-driven Architecture (MDA)Developing Manufacturing Execution Software as a Service for Small and Medium Size EnterprisemasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical Engineering.Department of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/28032016-06-23T23:00:30Zhdl_11129_15İlkan, Mustafa (Co-Supervisor)Egelioğlu, Fuat (Supervisor)Mbamarah, Timothy Chinedu2016-06-23T10:51:19Z2015-082015Mbamarah, Timothy Chinedu (2015). An Experimental Investigation of a Concentrating PVT Systems. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/2803Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Mustafa İlkan, Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.Solar Photovoltaic (PV) systems harness the solar energy from the sun and converts it into electrical energy. The electrical efficiency of a PV system depends on the type of cells, and the working temperature of the system. The efficiency of a PV module decreases as its temperature increases due to incoming solar radiation. Even with the decreasing cost of the PV modules, the efficiency is still low due to the above mentioned factors (ideal conversion efficiency is about 15%) and most of the radiation reaching to the PV modules is wasted as heat. Therefore, there is a need to remove or better still utilize this waste energy. The Photovoltaic- thermal system (PV/T) is a hybrid system that produces thermal energy as well as electrical energy.
This thesis experimentally investigates the use of solar concentrated photovoltaic-thermal system (CPV/T) to boost the overall productivity of the solar PV module. In CPV systems mirrors or lenses are used to concentrate sunlight onto solar cells. High-efficiency solar cells are used in CPV systems where concentration ratios are high but conventional solar cells can be used at low concentration ratios (i.e., less than 10). The studied CPV/T system uses mirrors to intensify the solar radiation on the PV module of about 3 times. The performance of the CPV/T collector was analyzed and compared to that of the reference PV module working under the same weather conditions of the Northern Cyprus in the month of June. The CPV/T system was established by attaching a set of 4 mirrors to the module frame and a glass duct mounted on the top of the module for cooling purpose. With Water used as the coolant and heat carrier.
The inlet temperature of the coolant was varied between 14 oC and the ambient temperature (i.e., 14°C, 18°C, 22°C and ambient temperature). In this experimental work, it was found that the CPV/T collector performed better using an inlet cooling water temperature of 14°C. The maximum electrical power output from the CPV/T system was 49.06 W yielding a 3.3 times the rated power of the PV ( 15 W at STC), and its maximum thermal output was 920 Wh/m2.
Keywords: Photovoltaic, CPV/T collector, Electrical power, Thermal energy.ÖZ:
Solar Fotovoltaik (FV) sistemleri güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. FV sisteminin elektrik verimililiği güneş pilinin tipine ve sistemin çalışma sıcaklığına bağlıdır. FV modülünün sıcaklığı, gelen güneş ışınlarının nedeniyle arttıkça verimliliği azalır. FV modüllerinin maliyetleri azlsa bile yukarıda belirtilen faktörlerden dolayı verimlilikleri hala düşüktür (ideal dönüşüm verimliliği yaklaşık %15) ve FV modülüne ulaşan radyasyonun çoğu ısı olarak heba olmaktadır. Bu nedenle, atık ısıyı uzaklaştırmak ya da daha iyisi kullanmaya ihtiyaç duyulmaktadır. Fotovoltaik-termal sistemi (PV/T) ısı enerjisi ve elektrik enerjisi üreten bir hibrid sistemdir.
Bu tezde FV sisteminin genel verimliliğini artırmak için konsantre fotovoltaik-termal sistemin (KFV/T) kullanımı deneysel olarak araştırılmıştır. KFV sistemlerinde aynalar veya lensler güneş hücreleri üzerine güneş ışığı konsantre etmek için kullanılır. Yüksek konsantrasyonlu KFV sistemlerde yüksek-verimli piller kullanılır, ancak düşük konsantrasyonlu KFV sistemlerde geleneksel piller kullanılabilir (örneğin 10 dan az konsantrasyon oranı). İncelenen KFV/T sisteminde aynalar kullanılarak güneş ışınları FV modülüne yansıtılmış ve ışınımlar 3 kat artırılmıştır. KFV/T kolektörün performans analizi haziran ayında Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti-Mağusa’da, aynı hava koşullarında çalışan referans FV modülü ile karşılaştırılmıştır. Bir FV modül çerçevesine 4 ayna takılmış ve modülün ön yüzeyine soğutma amaçlı cam kanal monte edilerek KFV/T sistemi oluşturuldu. Soğutucu ve ısı taşıyıcı olarak su kullanıldı.
Soğutma sıvısının giriş sıcaklığı 14o C ile ortam sıcaklığı arasında (örneğin, 14 ° C, 18 ° C, 22 °C ve ortam sıcaklığı) değiştirildi. Deneysel çalışmada KFV/T kolektöründe en iyi verimlilik soğutucu sıvı giriş sıcaklığı 14 oC olduğu zaman elde edildi. KFV/T sistemde elde edilen maksimum güç FV modülünün nominal gücünün (15 W) 3.3 katı olarak (49.06 W) elde edildi, ayrıca elde edilen ısı 920 Wh/m2 olarak bulundu.
Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik, KFV/T toplayıcı, Elektrik gücü, termal enerji.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringPhotovoltaic power generation - Solar energyPhotovoltaic power systems - Photovoltaic power generationPhotovoltaicCPV/T collectorElectrical powerThermal energyAn Experimental Investigation of a Concentrating PVT SystemsmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/28162016-06-29T23:00:31Zhdl_11129_15Özada, NerimanAghazadeh, Samaneh2016-06-29T08:33:33Z2015-092015-09Aghazadeh, Samaneh. (2015) . Effect of Stress Distribution in Designing Reverse Shoulder Prosthesis: A Finite Element Analysis . Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/2816Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Neriman Özada.One of the extreme diseases among patients are Rotator cuff tear and degenerative shoulder join, which result in stark pain and shrink performance in shoulder joint. Nowadays, a substitute shoulder is the best way to relieve pain and reestablish stability. A reversed spare shoulder is needed whenever, the substitute shoulder isn’t efficient enough to refurbish the joint. The only difference between those two components is that the reverse replacement is similar to the normal shoulders. For instance, the ball component is positioned to the glenoid and the socket is placed to the proximal humerus. The main reason of the altered anatomy is to provide a greater lever arm for the deltoid muscle to regain active shoulder elevation. Identically to other inventions, reversed replacement has inconvenient, such as loosening in glenohumeral joint and failure of prosthesis at the glenoid attachment area.
The main purpose of this thesis is to recognize the probable failures at any of the implant`s components like the glenoid and glenohumeral joint. 3D model of reverse shoulder implant was created using the software SolidWorks in order to perform finite element analysis (FEA). The finite element (FE) analysis has been carried out in this study via ANSYS software to obtain the maximum values for Von Mises stress on each component, in order to evaluate the values and see if the designed component would sustain during the three analyzed movements (abduction, flexion and rotation) for a movement span of 4 seconds. It is hypothesized that the range of motion (ROM) of the shoulder joint is altered with reverse shoulder implant. An investigation is carried out concerning the extent of contact stress to cause wear of the humeral cup in glenohumeral joint.
The results show that the maximum stress of the polyethylene made humeral cup happens during abduction, and it can get as high as 26 MPa that exceeds the polyethylene yield strength. This high value of stress Polyethylene would probably wear which can lead to joint loosening of reverse glenohumeral joint. Also according to the obtained results the two screws used in the implementation of the implant (Inferior screw and Superior screw) are the componets with the maximum Von Mises Stress, especially in flexion movement (maximum stress of 134 MPa for superior screw). Almost in all three movements these screws are the most critical component however their maximum stress does not become critical since it does not exceed 15% of the titanium yield strength (neither compressive or tensile). Hence the titanium alloy parts of the implant would not become critical for the design.
On an overall conclusion the results shows that in the design of humeral cup, the abduction movement is the key movement since it has the most stress impact on this component, and similarly the flexion movement is the key movement in the design of the baseplate and connection screws.
Keywords: Shoulder arthroplasty, Finite Element, Shoulder 3D modeling, Von Mises stress equivalentÖz: Omuz ağrılarına ve omuz hareketlerinin engellenmesine sebep olan en önemli rahatsızlıklardan biri “Rotator Cuff” yırtılmasıdır. Omuzdaki ağrıları dindirmek ve omuz ekleminin dengesini sağlamak için kullanılan bazı yöntemler vardır. Fakat, birçok tedavinin sonuç vermemesi sebebi ile omuz eklemini tedavi etmek için ters eklem protezine ihtiyaç vardır. Ters omuz protezi de düz omuz protezine benzer şekilde üretilir fakat yalnızca küre kısmı ile oyuk kısım yer değiştirmiş şekildedir. Normal omuz protezinde küre kısmı kol kemiği ve oyuk kısım da kürek kemiği yerine monte edilir. Bunun tam tersi olarak, ters omuz eklemi protezinde küre kısmı kürek kemiği üzerine ve oyuk kısım ise kol kemiği üzerine monte edilmektedir. Ters omuz eklemi protezinin kullanılmasının en büyük amacı omuzu saran delta şeklindeki “Deltoid” kasının kolu kaldırma hareketinde daha aktif rol oynayabilmesidir. Fakat, ters omuz protezinin avantajlarının yanında protezin kaybı ve protez parçalarının kırılması gibi önemli dezavantajlar da görülebilmektedir.
Bu tez için yapılan çalışmanın amacı, ters omuz protezinde bulunan kol kemiği ve kürek kemiği arasındaki eklemin ve protez parçalarının kırılma olasılıklarını bulabilmektir. Öncelikle SolidWorks yazılımı kullanılarak üç boyutlu ters omuz protezi modeli oluşturuldu. Daha sonra bu model sonlu elemanlar analizi gerçekleştirmek için ANSYS yazılımına aktarıldı. Ters omuz protezinde bulunan tüm parçalar ile kürek kemiği ve kol kemiğinin de Von Mises stres analizleri yapılıp stres yoğunluğunun dağılımları da incelendi. Protez parçalarının stres analizi kolun üç farklı hareketi altında incelenip, harekete bağlı olarak da stres dağılımları bulundu. Bu sonuçlar ters omuz protezi parçalarının tasarımında değişiklik yapılıp yapılmaması
gerektiği konusunda da bizi aydınlatmıştır. Bu çalışmada omuz hareketlerinin parçalar üzerindeki stres dağılımında etkili olabileceği hipotezi ortaya konuldu ve doğruluk payı kanıtlandı. Bunların yanında omuz eklemi arasındaki kontak stres de incelenerek aşınmaya sebep olup olmadığı da bulundu.
Elde edilen sonuçlar, UHMWPE kullanılarak üretilen “humeral cup” parçasında oluşan stresin en yüksek değerinin 26 MPa olup “abduction” hareketinde görüldüğü tespit edilmiştir. Bu stress değeri UHMWPE maddesinin mukavemet değerinden daha yüksek olduğu görülmüştür. Bu sonuç, ters eklem protezi takılan kişinin abduction hareketi sırasında “humeral cup” üzerinde oluşan stresin aşınmaya ve protezin kaybına yol açabileceği bulunmuştur. Incelenen diğer hareket olan flexion hareketindeyse, “Inferior screw” ve “Superior screw” parçalarının en yüksek stress altında oldukları bulunmuştur. Incelenen tüm omuz hareketleri içinde en kritik ve kırılmaya eğilimli parçaların da “Inferior screw” ve “Superior screw” oldukları belirlenmiştir. Son olarak, yapılan bu çalışmada, en kritik hareketlerin “abduction” ve “flexion” olduğu ve sırasıyla “humeral cup” ile baseplate ve “Inferior screw” ve “Superior screw” parçalarının kırılmasına neden olabileceği belirlenmiştir.
Anahtar Sözcükler: Ters omuz artroplastisi, sonlu elemanlar, omuz modeli, Von Mises stresengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringOrthopedic implantsArthroplasty - methods -Shoulder Joint - surgery - Shoulder joint - Endoscopic surgeryShoulder arthroplasty, Finite Element, Shoulder 3D modeling, Von Mises stress equivalentEffect of Stress Distribution in Designing Reverse Shoulder Prosthesis: A Finite Element AnalysismasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Deptartment of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/28362016-07-18T23:00:34Zhdl_11129_15Egelioğlu, FuatObafunmi, Jaiyejeje Sunday2016-07-18T08:30:34Z2014-072014Obafunmi, Jaiyejeje Sunday. (2014). Thermodynamic Analysis of Organic Rankine Cycles . Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/2836Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.In this thesis, investigations are carried out in order to find the best suitable working fluid for a given temperature limits of Organic Rankine Cycles (ORCs) with the focus on thermodynamic analysis, safety and environmental aspect. Making a suitable choice of working fluid for the ORC is of vital importance for the cycle efficiency and net work output. In this study only the dry and isentropic working fluids are investigated from different perspectives. Engineering Equation Solver (EES) software package was used as the main source to find thermo-physical properties of the working fluids. The data from EES were transferred to the VisSim software package and different block models were developed for the simulation of ORCs.
Five organic working fluids used for this study are Butane, Isobutane, R245fa, R236fa and R124. The cycle operating parameters are varied and the effect of these parameters on the cycle performance and net work produced are investigated. Based on the simulations utilizing VisSim software, the cycle using butane as working fluid achieved the highest thermal efficiency (21.42%). The thermal efficiencies obtained for the ORCs using R245fa, Isobutane, R236fa and R124 as working fluids are 21.09, 20.87, 20.37 and 19.6% respectively. Although the thermal performance of the ORC utilizing R245fa is higher than the cycle utilizing Isobutane, specific net work produced by the cycle using isobutane is higher than the cycle using R245fa.
Butane has better thermodynamic properties but it is not environmentally friendly because it is highly flammable and highly toxic with no ozone depletion potential (ODP) but with a global warming potential (GWP) of 20. The R245fa which also
has good thermodynamic properties is not flammable and nearly non-toxic with no ODP and a GWP of 950.
The five working fluids are investigated and the choice of the working fluid is based on the safety and its environmental characteristics. The R245fa is found to be the most suitable organic working fluid compared with the other four working fluids.
Keywords: Organic Rankine Cycle, Low grade heat, SimulationÖz:
Bu tezde, Organik Rankine Çevrimlerinde (ORÇ) belirli bir sıcaklık sınırları içerisinde en iyi çalışma akışkanını bulmak için termodinamik analiz, güvenlik ve çevresel yönü üzerinde odaklanarak araştırmalar yürütüldü. ORÇ için uygun çalışma akışkanının seçimi çevrimin ısıl verimliliği yanında net iş üretimi de hayati önem taşımaktadır. Bu çalışmada sadece kuru ve izentropik çalışma akışkanları farklı açılardan incelenmiştir. Mühendislik Denklem Çözücüsü (EES) yazılım paketi çalışma sıvılarının termo-fiziksel özelliklerini bulmak için ana kaynak olarak kullanılmıştır. EES’den alınan termo-fiziksel özellikler VisSim yazılım paketine aktarılmış ve ORÇ’nin simülasyonu için farklı blok modelleri geliştirilmiştir. Bu çalışmada kullanılan beş organik çalışma akışkanı bütan, izobütan, R245fa, R236fa ve R124’tür. Çevrimin çalışma parametreleri değiştirilerek bu parametrelerin çevrimin performansı ve net iş üretimi üzerindeki etkileri araştırıldı. VisSim simülasyonları neticesinde, çalışma sıvısı olarak bütan kullanıldığında çevrimde en yüksek ısıl verimlilik elde edildi (%21.42). ORÇ’lerde R245fa, izobütan, R236fa ve R124 çalışma akışkanları kullanıldığında elde edilen ısıl verimlilik sırasıyla, 21.09, 20.87, 20.37 ve%19.6 olarak bulundu. ORÇ’de isobütan kullanıldığında net iş üretimi R245fa akışkanını kullanıldığından daha yüksek olmasına rağmen R245fa akışkanı kullanan ORÇ’nin ısıl verimliliği daha yüksektir.
Bütanın termo-fiziksel özellikleri diğer akışkanlara göre daha iyidir ancak son derece yanıcı ve yüksek derecede toksik oluşu ozon tüketme potansiyeli olmayan ancak 20 küresel ısınma potansiyeli ile de çevre dostu değildir. Termo-fiziksel
özellikleri iyi olan R245fa akışkanı yanıcı ve toksik değildir, ozon tüketme potansiyeli yoktur ve küresel ısınma potansiyeli 950 dir.
Beş çalışma akışkanı incelenmiş ve çalışma akışkanının seçimi, çevrimin performansı ve akışkanın güvenlik ve çevre özellikleri de dikkate alınarak yapıldı. R245fa diğer dört çalışma akışkanına kıyasla en uygun organik çalışma akışkanı olduğu bulunmuştur.
Anahtarkelimeler: Organik Rankine Çevrimi, organik akışkanlar, simülasyon, ısıl verimlilikengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringPower (Mechanics) - Rankine cycle - Solar thermal energyOrganic Rankine CycleLow grade heatLow grade heatThermodynamic Analysis of Organic Rankine CyclesmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/28432016-07-18T23:00:39Zhdl_11129_15İlkan, Mustafa (Co-Supervisor)Egelioğlu, Fuat (Supervisor)Ekin, Mehmet2016-07-18T10:00:44Z2016-022016Ekin, Mehmet. (2016). Experimental Investigation of an Inclined Combined Solar Hot Water and Desalination System. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/2843Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2016. Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Mustafa İlkan, Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.The main aim of this research is to design a new solar collector for heating the water and use it in water desalination. This study gives information about the inclined solar water desalination and heating system design, construction and the results of the system. The performance of the inclined solar water desalination and heating system was studied with different mass flow rates and systems. Different systems and mass flow rates were compared. In this study 6 different mass flow rates and 2 different systems were tested. In the first system, two different storage tanks were used. In the first system one storage tank sends the water to the solar collector and then hot water goes to second storage tank. There is no circulation in this system. This system was tested with 3 different mass flow rates and the average efficiency of the system is 65% and average daily water production is 2134,1 ⁄. In the second system one storage tank was used. The second system has circulation and because of this the inlet temperature of the water increases. The same water circulates in this system and this reduces the water quality. This system was tested with 3 different mass flow rates. The average efficiency of the system is 72% and daily average water production is 2833.17 ⁄. The cost of the collection and payback analysis of the system are shown in the economic analysis section. Keywords: Solar energy, inclined water desalination and heater, efficiency, daily water productionÖZ:
Bu tezde Kıbrıs‟taki insanların sıcak su elde etmek için kullandıkları güneş enerji
panellerini yeniden tasarlayarak, ülkede yaşanan su sorununu çözmek
amaçlanmaktadır. Bu tez, yatay su arıtma ve su ısıtma cihazının tasarımı, üretimi,
maliyeti ve sonuçları hakkında bilgi vermekte ve ayrıca diğer su arıtma
yöntemlerinin çalışma prensipleri de anlatılmaktadır.
Güneş enerjisi ile yatay su ısıtma ve arıtma sisteminin performansı farklı debiler ve
sistemler ele alınarak incelenmiştir. Güneş panelinden alınabilecek en verimli sistem
dizayını belirlenmiştir. Bu belirlenme olana kadar debiler ve sistemler birbirleriyle
mukayese edilmiştir. İki farklı sistemde 6 farklı debi denenmiştir. İlk sistem iki tanklı
sistem olarak tasarlanmıştır. Sistem, güneş paneline sürekli yeni su girişi yaparak
çıkan sıcak suyun başka bir tankta toplanması şeklinde tasarlanmıştır. Bu sistemde 3
farklı debi kullanarak elde edilen ortalama verimlilik 65% ve içilebilir günlük su
üretimi 2134,1 ⁄ ‟dir. İkinci sistem ise tek tanklı sistem olarak tasarlanmıştır.
Tek tanklı sistem, suyun sürekli döngüsünü sağlayarak giriş suyundaki sıcaklığın
artışını hedeflemektedir. Aynı su sürekli döndüğü için panele giren suyun kalitesi
düşecek ama sıcaklık oranı yükselecektir. Bu sistemde 3 farklı debi kullanarak elde
edilen averaj verimlilik 72% ve içilebilir günlük su üretimi 2833.17 ⁄ ‟dir.
Güneş panelinin üretim alanında olan maliyet ve geri dönüşümü hakkında bilgiler
raporun ekonomik analizi kısmında mevcuttur.
Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, yatay su arıtma ve ısıtma, verimlilik, içilebilir
günlük su üretimiengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSaline water conversion - Solar energy - Desalination of waterHeat engineeringSolar energyinclined water desalination and heaterefficiencydaily water productionExperimental Investigation of an Inclined Combined Solar Hot Water and Desalination SystemmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/28972016-09-27T23:01:23Zhdl_11129_15Atikol, UğurRoudi, Danial2016-09-27T09:53:52Z2015-122015Tadrisi, Sedighe. (2015). A Dynamic Multi-Agent Based Scheduling for Flexible Flow Line Manufacturing System Accompanied by Dynamic Customer Demand . Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/2897Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.Nowadays, the manufacturing enterprises endeavor to avoid the risk of losing competition, and strive to respond precisely to the customer demands by improving their flexibility and agility, while maintaining productivity and quality. In this thesis a multi-agent based dynamic scheduling for flexible flow line manufacturing system is presented while considering dynamic customer demand. A case of unplasticized polyvinyl chloride (uPVC) door and window manufacturing company is considered to confirm the design of Multi-Agent System (MAS). A multi-agent dynamic scheduling system is developed based on Prometheus methodologyTM. The Prometheus methodology is employed for specifying, designing, implementing and testing agent oriented software systems in a detailed manner. Moreover, JACK agent platform is used as an implementation platform. Simulation test platform based on existing case study is developed for validation and verification of the proposed MAS. Two scenarios are defined to compare the conventional system with the proposed system. In the first scenario the acceptance rate for both conventional system and multi-agent based dynamic scheduling system is evaluated and compared. In the second scenario the effect of changing number of order is evaluated for both systems. The simulation results show that the proposed multi-agent dynamic scheduling system outperforms (acceptance rate, changing number of order, lead time) the conventional system. Furthermore, it was found that the proposed system performs better in terms of run time.
Keywords: Dynamic Scheduling, Multi-Agent System, Prometheus Methodology, JACK, Dynamic Customer DemandӦZ:
Günümüzde, üretim işletmeleri rekabet kaybetme riskini önlemek, verimliliği ve kaliteyi korur, esneklik ve çeviklik geliştirerek müşteri taleplerine tam cevap için çalışıyoruz. Bu tez çalışmasında bir çok agent dinamik müşteri talebini göz önüne alarak sunulmuştur. Esnek akış hattı üretim sistemi için dinamik zamanlama tabanlı Plastikleştirilmemiş polivinil klorür (uPVC) kapı ve pencere üretim şirketi olgusu Multi-Agent Sistemi (MAS) tasarımı doğrulamak için kabul edilir. Bir multi-agent dinamik planlama sistemi Prometheus metodolojisine dayanarak, geliştirilmiştir. Prometheus metodolojisi belirterek tasarımı, uygulanması ve detaylı bir şekilde agent yönelimli yazılım sistemleri test etmek için kullanılır. Ayrıca, JACK agent platformu bir uygulama platformu olarak kullanılmaktadır. Mevcut durum çalışmaya dayanarak Simülasyon test platformu önerildi. MAS doğrulama ve onaylama için geliştirilmiştir. İki senaryo olarak önerilen sistem ile geleneksel bir sistemi karşılaştırma tanımlanır. Birinci senaryoda konvansiyonel sistem ve multi-agent tabanlı dinamik zamanlama sistemi hem de kabul oranı değerlendirilir ve karşılaştırılır. İkinci senaryoda düzenin sayısının değiştirilmesi etkisi, her iki sistem için değerlendirilir. Simülasyon sonuçları önerilen multi-agent dinamik planlama sistemi, geleneksel sistem (sipariş sayısını kurşun zamanı değiştirerek, kabul oranı) daha iyi performans göstermektedir. Bundan başka, önerilen sistem; çalışma süresi açısından daha iyi performans olduğu bulunmuştur.
Anahtar Kelimeler: Dynamic Scheduling, Multi-Agent System, Prometheus Methodology, JACK, Dynamic Customer DemandengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringManufacturing processes - Automatic controlDynamic SchedulingMulti-Agent SystemPrometheus MethodologyJACKDynamic Customer DemandA Dynamic Multi-Agent Based Scheduling for Flexible Flow Line Manufacturing System Accompanied by Dynamic Customer DemandmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/31522017-01-18T00:00:34Zhdl_11129_15Aybar, Hikmet Ş.Yosif, Mohamed Fateh2017-01-17T12:31:50Z2014-122014Yosif, Mohamed Fateh. (2014).The Performance of Combined Solar Chimney System for Power Generation and Seawater Desalination . Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3152Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Ş. Aybar.Energy and fresh water shortages are two important problems which the whole world faces. Making use of solar energy to desalt seawater or brackish water and setting up solar chimney power systems can go some way to solve the aforementioned problems. In this study an alternative method of heat and moisture extraction from seawater under the collector of a solar chimney system for power generation and seawater desalination with a high-efficiency condenser (HEC) is investigated with the objective of estimating its performance.
In seawater desalination one-dimensional compressible flow model was employed. The combined solar chimney system for power generation and seawater desalination (CSCSPD) can achieve simultaneously multitargeted production such as power and freshwater. The performance of CSCSPD is studied and investigated mathematically and economically.
The mathmatical investigation is done by using some parameters from the pilot setup in Dalian, China. the mathematical modeling was constructed by employing the matrix laboratory software (MATLAB) to achive accurate estimations for variations in the parameters. The aim of the mathematical modeling is to investigate and obtain the optimal working of the power plant .
The investigation that relates to the economic value of the project is estimated by employing a methodological approach based on revenue analysis. In this regard, the revenue analysis is based on the price of fresh water and electric power in Dalian,
China. Furthermore, the economic model is developed by utilising MATLAB software.
The final results obtained indicated that the price of the water from the integrated power plant compares favourably to the price range of fresh water produced by conventional energy supply and wind energy supply. It can be concluded that the application of the multi-product system will enhance the economic performance of a solo solar chimney system (SSCS).
The results of the proposed mathematical and economic model clearly show how parameters of the CSCSPD affects ascending or descending to enhance the efficiency of integrated power plant performance.
The integrated system would significantly improve the utilization efficiency of solar energy.
Keywords: CSCSPD, MATLAB software, Integrated system, Solar power plant, Total electric power, Efficiency of power plant, mass flow rate, condenser.ÖZ:
Enerji ve tatlı su sıkıntısı bütün dünyanın karşı karşıya kaldığı iki önemli sorundur. Güneş enerjisinden yararlanılarak deniz suyu ve acı sudan tatlı su elde edilebilir ve güneş enerjisi baca sistemleri kurarak yukarıda sözü edilen sorunları çözmek için yol katedilebilir. Bu çalışmada alternatif bir yöntem olarak enerji üretimi ve deniz suyunu tuzdan arındırılması için deniz suyundan ısı ve nem çıkartılmasında yüksek verimli kondenseri olan bir güneş baca sisteminin performansı incelenmiştir.
Deniz suyunun tuzdan arındırılmasında tek boyutlu sıkıştırılabilir akış modeli kullanıldı. Elektrik üretimi ve deniz suyunu tuzdan arındırma için kombine güç ve desalinasyon güneş baca sistemi (KGDGBS) kullanılarak aynı anda güç ve tatlı su üretimi elde edilebilir. KGDGBS’nin performansı çalışıldı, matematiksel ve ekonomik olarak incelendi.
Matematiksel incelemede Dalian, Çin’deki pilot kurulumdan elde edilen parametreler kullanıldı. Matematiksel modellemede parametrelerdeki değişimlerden dolayı doğru tahminleri bulmak için matrix labaratory (MATLAB) yazılımı kullanıldı. Matematiksel modellemenin amacı güç santralinin optimal çalışmasını incelemek ve elde etmektir.
Projenin ekonomik değeri ile ilgili inceleme gelir analizine dayalı bir metodolojik yaklaşım kullanılarak tahmin edildi. Bu bağlamda gelir analizi Dalian, Çin’deki tatlı su ve elektrik enerjisi fiyatlarını dayanmaktadır. Ayrıca, ekonomik modelleme MATLAB yazılımı kullanılarak geliştirilmiştir. Elde edilen nihai sonuçlara göre entegre santralden elde edilen tatlı su maliyetleri, geleneksel enerji ve rüzgar
enerjisinin kullanımı ile elde edilen tatlı su maliyet aralığı ile kıyaslandığında netice olumludur. Kombine sistemin uygulanması ile yalnız güneş baca sisteminin ekonomik performansının artıracağı sonucuna varılabilir.
Önerilen matematiksel ve ekonomik modellemede elde edilen sonuçlardan, KGDGBS’nin çalışma parametrelerinin entegre sistemin performansını nasıl artırıp azalttığını açıkça göstermektedir. Entegre sistem, önemli ölçüde güneş enerjisi kullanım verimliliğini artıracak.
Anahtar klimeler: kombine güç ve desalinasyon güneş baca sistemi, MATLAB software, Entegre sistem, Güneş enerjisi santrali, Toplam elektrik, Güç santrali verimliliği, kütle akış hızı, kondenser.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringElectric power productionSolar power plantsSolar energySaline water conversion plants - Power supplyRenewable energy sourcesCSCSPDMATLAB softwareIntegrated systemSolar power plantTotal electric powerEfficiency of power plantmass flow ratecondenserThe Performance of Combined Solar Chimney System for Power Generation and Seawater DesalinationmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/32362017-04-26T23:00:35Zhdl_11129_15Hussain, GhulamShamchi, Sahand Pourhassan2017-04-26T06:19:00Z2014-092014Shamchi, Sahand Pourhassan. (2014). Microstructures and Mechanical properties of AA-5754 and AA-6061 Aluminum alloys formed by Single Point Incremental Forming Process. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3236Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain.Single point incremental forming (SPIF) process is considered as a cost-effective method to fabricate sheet metals because there is no need for dedicated dies which are used in other conventional processes. Due to the capability of forming sheets on CNC machines, the flexibility of this process is high which allows the operator to modify the geometry of the product much easier than the other methods like stamping. This study is carried out to investigate the effects of different forming parameters on the mechanical properties and microstructures of formed parts. The effects of wall angle, feed rate, spindle speed and lubrication are explored on AA5754 and AA6061 Aluminium Alloys. Tensile tests and optical microscopy are used to observe the effects of each forming parameter on the properties of the final parts.
The results show that the wall angle has a major effect on the strength of the formed part. By increasing the wall angle, the strength, average grain size and the chaining of second phase particles increase; however, the amount of elongation decreases in both materials. Also, by increasing the feed rate, the strength and average grain size increase, but it has almost no effect on the elongation of both materials. The spindle speed has the least effect on strength and average grain size of both materials, but a slight increment is observed on the elongation in AA5754. To examine the effect of lubricant, hydraulic oil and grease are used on the AA5754 Aluminium Alloy. The results demonstrate that the strength of the part increases with the use of grease instead of hydraulic oil. Additionally, the average grain size in the part formed by grease is greater than of that formed with hydraulic oil.
From the results, the wall angle and the feed rate are the most significant parameters affecting both microstructure and mechanical properties in SPIF process.
Keywords: Single Point Incremental Forming, Mechanical properties, Microstructures, Wall angle, Feed rate, Spindle speed, Lubricant, Tensile test, AA5754, AA6061ÖZ:
Tek noktalı artan şekillendirme işlemi, sacları üretmek için ucuz bir yöntem olarak kabul edilir, çünkü diğer geleneksel yöntemlerde kullanılan özel kalıplara gerek yoktur. CNC makinesi yardımıyla çalışan bu işlem, esnekliği yükseltmiştir, ürünün geometrisini pres gibi diğer yöntemlerden daha kolay değiştirebilir.
Bu çalışma şekilli parçaların mekanik özelliklerini ve mikroyapılarını farklı yapan parametrelerin etkilerini araştırmak için yapılmıştır. Duvar açısı, ilerleme hızı, iş mili hızı ve yağlama etkisi, AA5754 ve AA6061 üzerinde incelenmiştir. Gerilme testleri, ve optik mikroskopi nihai parçaların özelliklerine etkisini görmek için kullanılmıştır.
Sonuçlar duvar açısının, şekillendirilen parçanın gücü üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Duvar açısını artırmak, ortalama tane büyüklüğü ve materyalin gücünü artırır, ancak uzama miktarı her iki malzemde azalır. Bununla birlikte, besleme hızı, parçanın gücü ve ortalama tane boyutu artmıştır, ancak malzemelerin uzaması üzerinde çok az etkisi görülmüştür. İş mili hızı, güç ve her iki malzemenin ortalama tane boyutu en az etkiye sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca, hafif bir artış AA5754 uzama miktarında görülmüştür. Yağlayıcı etkisini incelemek için, hidrolik yağ ve gres, şekillendirme sırasında kullanılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki, hidrolik yağı kullanımı ile parça sağlamlığı artmaktadır, ancak, gres yağı ile oluşturulan parçalarda ortalama tane büyüklüğünün arttığı görülmektedir.
Sonuçlardan yola çıkıldığında, duvar açısı ve besleme oranı, SPIF işleminde mikroyapı ve mekanik özelliklerde en önemli parametrelerdir.
Anahtar Kelimeler: Tek Noktalı Artan Şekillendirme, Mekanik özellikler, mikroyapılar, duvar açısı, besleme oranı, Mil hızı, yağlayıcı madde, çekme Testi, AA5754, AA6061engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringMechanical PropertiesSingle Point Incremental FormingMicrostructuresWall angleFeed rateSpindle speedLubricantTensile testAA6061AA5754,Microstructures and Mechanical properties of AA-5754 and AA-6061 Aluminum alloys formed by Single Point Incremental Forming ProcessmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/32392017-05-15T23:00:45Zhdl_11129_15Aybar, Hikmet ŞYazdi, Sina Ghafoorpoor2017-05-15T10:52:38Z2014-012014Yazdi, Sina Ghafoorpoor. (2014). Blood Flow Simulation in Descending Thoracic Aorta and the Effect of Geometry and Pathology on Flow Behavior. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3239Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Ş. Aybar.Nowadays, the importance of detecting reasons for pathology of blood vessel and their removal is increasing. One of the best solutions which can be brought up is CFD blood flow simulation for human in vivo condition. This study concerns blood flow simulation in descending thoracic aorta as comparative investigation to find the effect of the geometry and conditions (i.e., aneurysm and atherosclerosis) on flow behavior, without and with considering non-linear isotropic elastic vessel wall. In this analysis, laminar transient flow is used for simulation according to the time variant velocity and pressure value in boundary conditions. Carreau_Yasuda non-Newtonian rheology is used as the blood property to find its effect as the shear stress on the vessels wall. Finally, results showed the effect of the geometry and pulsatile flow on formation of vortex flow in different regions of the vessel as well as their effects on flow stagnation which can be led to plaque accumulation and diseases. The distribution of wall shear stresses (WSS) and their maximum and minimum regions also showed the importance of this parameter on rapture and diseases incidence in those regions.
Keywords: Blood; Flow; Pulsatile; Simulation; Aneurysm; Atherosclerosis; Thoracic; Iliac; RenalÖZ:
Günümüzde, kan damarı ve bunların kaldırılmasına yönelik patolojik nedenlerin tespitinin önemi artmaktadır. İnsan vüaudunumun iç durumu için, bugüne kadar getirilebilen en iyi çözümlerden biridir. Bu çalışma, doğrusal olmayan izotropik damar duvarı dikkate alınmadan, akış ve davranışı üzerindeki şantlarin ve hastalıkların (anevrizma ve ateroskleroz) etkisini öğrenmek için karşılaştırma ve soruşturma olarak atardamardaki artan kan akış simülasyonu ile ilgilidir. Bu analizde, sınır koşullarında değisken hız ve basınc değerlerine göre simülasyon için, tabakalı ve geçiçi akış getirildi. Kan özellikleri, sınır duvarında yırtılma stresi olarak etkisini öğrenmek için, Carreau_Yasuda newtoniyan olmayan rheolojisi seçilmiştir. Sonuç olarak, plak birimi ve hastalıklara neden olan ve akış durgunluğunun üzerindeki etkisi farklı bölgedeki girdap akışının, insan üzerindeki geometri ve pulsatil akımının etkisidir. Duvar kayma gerilemeleri (WSS)ve onun maksimum ve minimum bölgelere dağılımı da bu parametrelerin önemini ve bu bölgelerde olan hastalığın olasılığını göstermektedir.
AnahtarKalimeler: Kan, akış, pulsatil, simülasyon, anevrizma, ateroskleroz, göğüs, kalça kemiği, böbrekengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringBiomedical engineeringBlood Circulation - Computer SimulationBody fluid flowBlood flow - Fluid mechanicsBloodFlowPulsatileSimulationAneurysmAtherosclerosisThoracicIliacRenalBlood Flow Simulation in Descending Thoracic Aorta and the Effect of Geometry and Pathology on Flow BehaviormasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/32582017-05-18T23:00:53Zhdl_11129_15Al-Ghamdi, Khalid A.Isidore, Besong Besong Lemopi2017-05-18T11:12:46Z2014-062014Isidore, Besong Besong Lemopi. (2014). Controlling Pillow Defect in Single Point Incremental Forming Through Varying Tool Geometry. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3258Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain and Co-Supervisor: Assist. Prof. Dr. Khalid A. Al-Ghamdi.Single point incremental forming (SPIF) is a new sheet forming process with much potential for application in industry and can be used in combination or in place of standard sheet forming processes. However, part accuracy is a major drawback in this process. Pillow formation in particular is a major defect in SPIF because it leads to early fracture and part inaccuracy. This study aims at understanding the effects of sheet thickness, tool geometry and radius on pillowing in SPIF. The study was carried out on aluminum 1060 alloy (commercial aluminum).The findings are determined based on practical work and simulations using Finite Element Analysis (FEA) on Abaqus 6.12. The temperature, machining conditions and material property are assumed to be same in FEA. Parameters that influence the formation of pillow were studied. It is observed that an increase in tool radius decreases pillow height due lower stresses and strains as revealed by FEA. Flats tools tend to form lower pillows than round tools due to lower bending angles and also the fact that flat tools may bend the sheet at two points along the profile. Pillow height was found to increase with sheet thickness. The ratio of the tool size to sheet thickness was proven to be a very important parameter as this determines the amount of bend severity. FEA was used to determine of the stress and strain states in SPIF and hence an explanation for pillowing mechanism. The results are expected to be a useful reference to designers and manufacturing enterprises.
Keywords: Single Point Incremental Forming, Pillow Forming, Small batch production, Finite Element Analysis, Modeling, Part Accuracy.ÖZ:
Tek noktalı artan şekillendirme, endüstride kullanım potansiyeli çok ve kombinasyonlarla veya standart levha şekillendirmenin yerine kullanılan bir işlemdir. Parça doğrultu bu işlemin en büyük dezavantajıdır. Yastık oluşumu bu işlemin en büyük hatasıdır çünkü erken kırılma ve parça eğrilmesine sebep olur. Bu çalışma, levha kalınlığının, olet geometrisinin ve yastiklama işlemindeki yarı çapın, tek noktalı artan şekillendirmeninü zerindeki etkisini ortaya koyar. Bu deney, 1060 alüminyum alaşım üstünde gerçekleşti. Buluşumlar, pratik iş ve sonlu elemar analizini kullarak ortaya akmıştır. Sıcaklık, işleme şartları ve material özellikleri, sonlu elemar analizi ile aynı olduğu var sayıldı. Yastık üretimindeki parametrelerin etkileri araştırıldı. Sonu elemar analizinde ortaya çıkan gerilim ve burkulmaya bağlı olarak, alet yarı çapı azaldığında yastık yüksekliğinin de azaldiği gürülmşütür. Düz aletin levhayi bükmesi ve düşük bükme açılarına bağlı olarak düz aletler, yuvarlak aletlere oranla daha alçak yastıklar üretilir. Levha kalınliğına bağlı olarak yastık yüksekliğinin artması gözlemlendi. Bükülme derecesini saptamak için kullanırlar, alet boyutunun levha kalınlığına oranının, çok önemli bir parameter olduğu kanıtlarımıştır. Sonlu eleman analizi, tek noktalı artan şekillendirme de belirtilen bükülme ve gerilmeyi bulmak için kullanılır ve ayrıca yastıklama mekanizması için bir açıklamadır. Çıkan sonuçlar, tasarım ve üreticiler için kullanışlı referanslar olması beklenir.
Anahtar kelimeler: Tek noktalı artan şekillendirme, Yastık oluşumu, küçük ölçekli üretim, sonlu eleman analizi, modelleme, parça doğruluğu.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSingle Point Incremental FormingFinite Element AnalysisModelingPart AccuracyPillow FormingSmall batch production,ModelingControlling Pillow Defect in Single Point Incremental Forming Through Varying Tool GeometrymasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/32752017-05-24T23:00:38Zhdl_11129_15Egelioğlu, FuatKhamooshi, Mehrdad2017-05-24T07:40:30Z2014-012014Khamooshi, Mehrdad. (2014). Simulation and optimization of novel configurations of triple absorption heat transformer integrated to a water desalination system. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3275Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.In this study, a thermodynamic analysis on six different configurations of triple absorption heat transformer (TAHT) utilizing lithium bromide and water as the working fluid of the cycle integrated with water desalination system has been conducted. The energy source of the desalination system is provided by high temperature heat of the TAHT which was utilizing the waste heat from a textile factory. A thermodynamic model in Engineering Equation Solver (EES) was developed for the performance analysis of the system such as; coefficient of performance (COP), exergy coefficient of performance (ECOP), quantity of distilled water and utilized heat for the use of desalination. Also an optimization was made with respect to the main parameters of the cycle in order to maximize the amount of the freshwater production rate for all configurations. Six alternative configurations were made by different arrangement of heat exchanger units within the system. It is found that last modified configuration can increase the COP and production rate of fresh water compared with other configurations. The results show that the optimized amount of water output obtained from the last proposed configuration was 0.1307 kg/s which is enough to supply 1131 residential units.ÖZ:
Bu çalışmada, lityum bromür ve suyu çalışma akışkanı olarak kullanan su arıtma sistemi ile entegre üçlü emilim ısı trafo (ÜEIT) çevriminin on altı farklı konfigürasyonda termodinamik analizi yapıldı. Su arıtma sisteminin enerji kaynağı bir tekstil fabrikasındaki atık ısıyı kullanan ÜEIT den gelen yüksek sıcaklıktaki ısıdan sağlanmaktadır. Engineering Equation Solver (EES) yazılımı kullanılarak sistemin performans analizleri için termodinamik model geliştirildi örneğin; etkinlik katsayısı, ekserji etkinlik katsayısı, damıtılmış su miktarı ve damıtmada kullanılan ısının analizi. Ayrıca, tatlı su üretimini maksimize etmek için çevrimin temel parametreleri kullanılarak tüm konfigürasyonların optimizasyonu yapıldı. Sistem içerisinde ısı eşanjörlerinin farklı düzenlenmesi ile altı alternatif konfigürasyon yapıldı. Son konfigürasyondaki (6. Konfigürasyon) etkinlik katsayısı ve tatlı su üretimi diğer düzenlemelere göre daha yüksek bulunmuştur. Sonuçlar son önerilen konfigürasyonda elde edilen optimize edilmiş su üretim miktarının 0.1307 kg/s, bunun 1131 konut için yeterli olduğunu göstermektedirengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringThermodynamics - Heat-enginesHeat engineeringTriple absorption heat transformerLiBr/H2ODesalinationEconomizerSimulation and optimization of novel configurations of triple absorption heat transformer integrated to a water desalination systemmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/32992017-06-13T23:00:40Zhdl_11129_15Hussain, Ghulam HussainMahna, Aminreza2017-06-13T11:23:21Z2013-082013Mahna, Aminreza. (2013). Formability analysis of polymers in incremental sheet forming processl. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3299Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam HussainSingle point incremental forming (SPIF) being simple and flexible has potential to replace conventional process in order to produce customized cost-effective parts. It has found several applications in automobile, aerospace and biomedical industries. Traditional processing of polymers normally requires dedicated tools, long setup times and high investments. Therefore, there is a need to find an economical alternative of traditional processing. In this study, the ability of SPIF to process polymers is examined at room temperature. Two polymer materials, polyvinylchloride (PVC) and polyethylene (PE) are employed. The said objective is done through examining the formability of these polymer sheets by varying process parameters, namely tool radius, spindle rotation and step size. To do so, a frustum of cone with wall angle continuously varying along depth is used as test geometry. The formability is defined in two ways: maximum wall angle corresponding to commencement of wrinkling and maximum wall angle corresponding to fracture point. To examine the effect of temperature, if any, on sheet failure during SPIF, temperature rise is recorded in each test. The test plan following response surface method is prepared using a statistical package, Design Expert Dx-8.
The tests results have shown that the formability of PVC is limited by sheet fracturing and the formability of PE is limited by sheet wrinkling. Moreover, the combination of parameters, instead of an individual one, is more meaningful to control formability in SPIF. Further, high-high combination (i.e., high values of parameters) is useful for improving formability of PVC, whereas low-low combination of parameters is useful to enhance formability of PE. Temperature rise
during SPIF has been found to be the major reason behind the above findings, which have been detailed in the thesis. Finally, to predict the formability for both of PVC and PE material, empirical models as function of process parameter have been proposed.
Keywords: Single point incremental forming, polymers, PVC, PE, formability, maximum wall angle, fracture, wrinkling.ÖZ:
Tek nokta artan şekillendirme (SPIF) basit ve esnek olan özelleştirilmiş maliyetli parçaları üretmek için kullanılan bir uygulamadır. Bu şekillendirme havacılık, otomotiv ve biyomedikal gibi çeşitli uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Polimerlerin Geleneksel işlemesi normalde uzun kurulum süresi ve yüksek yatırımlar gerektirir. Bu nedenle, geleneksel bir işlem ve ekonomik bir alternatif bulmak ihtiyaç haline gelmiştir. Bu çalışmada, proses polimerlerin SPIF kabiliyeti oda sıcaklığında incelenir. İki polimer malzeme olan polivinilklorür (PVC) ve polietilen (PE) kullanılır. Amaç, parametreleri, takım yarıçapı, iş mili dönüşünü ve adım boyutu değişen bu polimer levhaların şekillendirilebilirliğinin incelenmesidir. Bunu kesik koni testi olarak kullanılır.Şekillendirilebilirlik iki şekilde tanımlanır: kırışıklıklar ve nokta kırılmaya karşılık gelen maksimum duvar açısı. SPIF sırasında levha sıcaklığının etkisi, eğer varsa, sıcaklık artışı, her bir testte kaydedilir. Bu tezde bir istatistik paket olan Tasarım Uzmanı Dx-8 kullanılmıştır.
Test sonuçları PVC’nin şekillendirilmesinin levha kırılması ile sınırlı olduğunu ve PE’nin şekillendirilmesinin de levha kırışma ile sınırlandırılmış olduğunu göstermiştir. Ayrıca, bunun yerine, parametrelerin oluşturduğu kombinasyon, SPIF bölgesindeki şekillendirilebilirliği kontrol etmek için daha uygundur. Parametrelerinin düşük-düşük kombinasyonu PE ile şekillendirilebilirliğin artması için yararlı ise, PVC’de şekillendirilebilirliğin iyileştirilmesi için yararlıdır. SPIF sırasında sıcaklık artışının bulguların arkasındaki en önemli neden olduğu tespit edilmiştir. Son olarak, PVC ve PE malzemelerinin her ikisi için de
şekillendirilebilirliliği tahmin etmek için, işlem parametresinin fonksiyonu deneysel model olarak önerilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Tek noktadan artan şekillendirme, polimerler, PVC, PE şekillendirilebilirlik, maksimum duvar açısı, kırık, kırışıklıklar.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanicalProduction engineeringSingle point incremental formingpolymersPEPVCmaximum wall anglefracturewrinklingFormability analysis of polymers in incremental sheet forming processmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/33272017-06-28T23:00:53Zhdl_11129_15Özada, NerimanShiraz, Arash Cheraghpour2017-06-28T08:30:27Z2013-072013Shiraz, Arash Cheraghpour. (2013). Effect of Total Elbow Arthroplasty in Varus-Valgus Laxity and Stress Distribution of Elbow Joint. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3327Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Neriman Özada.Nowadays, there are vast number of studies, which concentrate on the elbow joint
problems and total elbow arthroplasty (TEA). Mostly, these studies focus on the
complications and failures of the implants. In this thesis the main objective is to
understand how the varus-valgus laxity and stresses change when elbow joint is
implanted as these may lead the failure and future problems of artificial joints. In this
study varus-valgus laxity and Von Mises stress tests are performed. Varus-valgus laxity
is measured during 140° of flexion motion with 15N and 50N loads for both anatomic
and artificial elbow joint. Von Mises stress test is performed with a 15N load on the ulna
of the anatomic elbow joint and ulnar part of the implant in artificial elbow joint.
In this thesis a 3D model of elbow joint implant has been designed and also 3D models
of the ulna and humerus are used. These 3D models are assembled in order to create
finite element (FE) models of anatomic and artificial elbow joints. Ligaments are
neglected in order to decrease the time of the process.
Once the varus-valgus laxity and the Von Mises stress measurement tests are performed
for the anatomic elbow joint, the same analyses are performed for implanted elbow joint.
Obtained results from the FE model of anatomic and artificial elbow joints are compared
with each other in order to understand the efficiency of the TEA and probable
limitations, which may occur after total elbow replacement. As written in the literature
review the implantation increases the varus-valgus laxity almost 20% in 140° of flexion
motion. The maximum Von Mises stress of the implanted elbow joint is much higher
than this value in normal elbow joint. The increase of the varus-valgus laxity is a cause
of failure of the implants in TEA. Moreover, the increase in Von Mises stress leads to
wear of the polyethylene part and finally failure of the implants.
Keywords: Total Elbow Arthroplasty, Range of Motion, Varus-Valgus Laxity, Von
Mises Stress, Finite Element AnalysisÖZ:
Günümüzde dirsek eklemi problemlerine ve tam dirsek artroplastisine konsantre olan
pek çok çalışma vardır. Bu çalışmaların çoğu dirsek implantlarının komplikasyonlarına
ve bozulmalarına odaklanmıştır. Bu tez çalışmasının ana amacı, anatomik dirsek eklemi,
yapay eklem implantları ile değiştirildiği zaman, yapay eklemdeki varus-valgus
gevşemesinde ve stres sonuçlarında nasıl değişiklikler olduğunu tespit etmektir. Burada
yapılan tez çalışmasında, yapay ve doğal dirsek eklemlerinin gevşekliği ve Von Mises
stres analizleri yapılmıştır. Dirsek eklemlerinin gevşekliği ve Von Mises stresi, 15N ve
50N yükler kullanılarak, kolun 1400 bükülme hareketi sırasında test edilmiştir.
Bu tezde üç boyutlu dirsek eklemi implantları tasarlanmış ve anatomik üst ile alt kol
kemikleri (humerus,ulna) kullanılmıştır. Üç boyutlu eklem implantları ile anatomik
kemik modelleri bir araya getirilmiş ve sonlu elemanlar analizinde kullanılmak üzere
birleştirilmiştir. Analiz sürecini düşürmek için dirsek ekleminin lifleri analizde
kullanılmamıştır.
Gevşeme ve Von Mises stres analizleri öncelikle anatomik dirsek eklemi için
gerçekleştirilmiş, daha sonra da aynı işlemler yapay dirsek eklemi için uygulanmıştır.
Anatomik ve yapay dirsek eklemleri için kullanılan sonlu elemanlar programı sonuçları
birbirleri ile karşılaştırılmış. Yapılan karşılaştırmanın amacı tam dirsek artroplastisinin
etkinliğini ve sınırlamalarını anlamaktır. Geçmiş çalışmalara bakıldığı zaman, yapay
dirsek eklemlerindeki gevşemenin anatomik eklemlere oranla %20 arttığı yazılmıştır.
Bunun yanında yine anatomik dirsek eklemi ile karşılaştırıldığı zaman Von Mises stres
sonuçlarının yapay dirseklerde çok daha yüksek olduğu yazılmıştır. Bu olgular yapılan
tez çalışmasında da desteklenmiştir. Yapılan çalışmadan da anlaşılacağı üzere, yapay
dirsek ekleminde, stres ve gevşemedeki artış implantın polietilen parçasında aşınmaya
ve ileri bozukluklara sebep olabilir.
Anahtar Kelimeler: Tam Dirsek Arthroplastisi, Hareket Alanı, Varus-Valgus Dirsek
Gevşekliği, Von Mises Stes, Sonlu Elemanlar AnaliziengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringOrthopedic implantsTotal Elbow ArthroplastyRange of MotionVarus-Valgus LaxityVon Mises StressFinite Element AnalysisEffect of Total Elbow Arthroplasty in Varus-Valgus Laxity and Stress Distribution of Elbow JointmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/33402017-06-28T23:01:30Zhdl_11129_15Özada, NerimanEmami, Siavash2017-06-28T11:22:30Z2013-072013Emami, Siavash. (2013). Finite Element Analysis of Reverse Shoulder Joint Prosthesis. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3340Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Neriman Özada.Rotator cuff tear is one of the most common cases among patients that cause severe pain
and reduced performance in shoulder joint. Recently, in order to relieve pain and restore
stability and function of shoulder, shoulder replacement is commonly performed.
However, when normal shoulder replacement is not sufficient to restore the joint
function, the reverse shoulder replacement is performed. In reverse replacement unlike
the traditional replacement system, which is same to the normal shoulders, the ball
component is positioned to the glenoid and the socket is placed to the proximal humerus.
Reason of this altered anatomy is to provide a greater lever arm for the deltoid muscle to
regain active shoulder elevation. Some complications after reverse shoulder
replacement such as loosening in glenohumeral joint and failure of prosthesis at the
glenoid attachment area have been reported.
Aim of this thesis is to recognize the probable failures at the glenoid prosthesis and
artificial glenohumeral joint. In this thesis a 3D models of reverse shoulder implants
were created in order to perform finite element analysis (FEA). Therefore FEA is carried
out in this study to find out whether or not the stress distribution on implants and
micromotion between bone and implant at glenoid part cause the implant failure. It is
hypothesized that the ROM of shoulder joint is altered with reverse shoulder implant.
The abnormality of ROM of the implanted reverse shoulder joint is examined for
abduction movement. Then it is investigated, if contact stress is high enough to cause
wear of the humeral cup in glenohumeral joint or not. In order to simplify the analysis
only abduction movement of shoulder joint is considered and the duration of the analysis
was kept low in 4 seconds. The analysis proves that the peak stress generated of the
humeral cup, which is made of polyethylene, can be as high as 25 MPa that exceeds the
polyethylene yield strength. Polyethylene wear can be the result of this high contact
stress. In addition to the permanent deformation and destruction of the component, one
of the reasons for loosening of reverse glenohumeral joint is small particles from the
polyethylene wear. Bone ingrowth can provide the long-term attachment between
baseplate, which is attached to scapula, and bone after shoulder replacement, when the
stable interface is maintained between bone and baseplate; and displacement of
baseplate does not exceed 150 !", which is a threshold value to allow bony ingrowth.
The result also shows the parallel motion to the glenoid between baseplate component
and scapula bone with 104 !" as maximum value. The micromotion does not exceed
the limit value but as the obtained result is close to the threshold value to allow bony
ingrowth, the probability of failure may arise under more sophisticated modeling
conditions. Therefore, this knowledge will enable researchers, engineers and clinicians
to improve the design of the reverse shoulder prosthesis.
Keywords: Reversed Shoulder Arthroplasty, Complications, Finite Element,
Glenohumeral Joint, Stress AnalysisÖZ:
“Rotator Cuff” yırtılması ciddi ağrılara sebep olan ve omuz hareketlerini engelleyen,
hastalar arasında en çok görülen vakalardandır. Günümüzde ağrıyı dindirmek, omuz
eklemlerinin dengesini ve fonksiyonlarını düzenlemek için eklemleri protezler ile
değiştirmek en fazla uygulanan tedavi yöntemidir. Fakat, normal omuz protezlerinin
kullanımı omuz eklemlerinin hareketlerini düzenlemekte yetersiz kaldığı zaman kol
kemiği ve kürek kemiği arasındaki ekleme ters omuz protezleri de takılmaktadır. Protez
şekli göz önüne alınırsa, ters omuz protezleri, normal omuz protezlerinin tam tersi olup,
küre kısmı kürek kemiğine, oyuk kısmı ise kol kemiğinin üst tarafına yerleştitilmektedir.
Bu ters konumlandırmanın en önemli sebebi omuzu saran delta şeklindeki Deltoid
kasının kolu kaldırma hareketinde daha aktif rol oynayabilmesidir. Bunun yanında, ters
omuz protezlerinde de normal omuz protezlerinde görülen protez parçalarının gevşemesi
ve çıkması gibi komplikasyonlar rapor edilmiştir.
Bu çalışmanın amacı kol kemiği ve kürek kemiği arasındaki yapay eklemin
fonksiyonlarındaki aksamanın nedenlerini incelemektir. Böylece, hem yapay eklem
protezlerindeki stres dağılımı hemde omuz hareketleri sırasında protez parçalarında
görülebilecek mikro düzeydeki hareketler ve bunların yapay eklemin bozulmasındaki
etkileri sonlu elemanlar kullanılarak analiz edilmiştir. Bu çalışmadaki hipotez yapay ve
ters omuz ekleminin normal omuz hareketlerini sağlayamayacağı ve yüksek kontak stres
ile protez parçalarının mikro hareketlerinin yapay eklem bozukluğuna sebep
olabileceğidir. Bu değişiklikler özellikle kolun yukarıya doğru olan hareketi (abduction)
sırasında incelenmektedir. Bu hareket doğrultusunda, kol ve kürek kemiği arasındaki
yapay eklemde oluşan stesin aşınmaya neden olup olmadığı da incelenmiştir. Yapılan
analizin süresini kısaltmak için omuz hareketi yalnızca dört saniyede sınırlı kalmıştır.
Elde edilen sonuçlar en yüksek stresin kol kemiğine takılan ve özel bir tür polietilen
olarak modellenen protez parçasında olduğu görülmüştür. Hareket sırasında kontak
stresin 25Mpa gibi aşınmaya neden olabilecek yüksek bir değere ulaştığı ve bu değerin
de modellemede kullanılan polietilenin akma mukavemetinden de fazla olduğu
saptanmıştır. Bu sonuç kontak stresin protezde aşınmaya neden olabileceğini
göstermektedir. Ek olarak, kol kemiğine takılan ve “Baseplate” adı verilen protez
parçasının kolun yukarı hareketi sırasında mikro hareketleri incelenmiş ve en fazla
mikro hareketin 100μm ve baseplate e paralel yöne olduğu bulunmuştur. Genel olarak
protezin bozulmasına neden olan mikro hareket 150μm olarak kabul edilmekte ve bu
çalışmada çıkan değere göre protezin bozulmasına neden olacak bir mikro hareket
görülmemektedir. Fakat sonlu elemanlar analizi ve modellemesi daha sofistike olarak
yürütülürse, mikro hareketlerin daha yüksek çıkma ihtimali olacaktır. Sonuç olarak bu
tez için yürütülen çalışma ve elde edilen sonuçlar, araştırmacılara, mühendislere ve
ortopedi klinik tedavi uzmanlarına ters omuz protezi tasarım ve geliştirilmesinde
yardımcı olabilir.
Anahtar Kelimeler: Ters Omuz Artroplastisi, Komplikasyonlar, Sonlu Elemanlar, Kol
ve Kürek Kemiği Eklemi, Stres AnaliziengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringOrthopedic implantsReversed Shoulder ArthroplastyComplicationsFinite ElementGlenohumeral JointStress AnalysisFinite Element Analysis of Reverse Shoulder Joint ProsthesismasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/33232017-06-28T23:01:00Zhdl_11129_15Egelioğlu, FuatMoghanlou, Soheil2017-06-28T07:50:10Z2014-022014Moghanlou, Soheil (2014). Thermodynamic Study of the Supercritical, Transcritical Carbon Dioxide Power Cycles for Utilization of Low Grade Heat Sources Application. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3323Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.Low-grade heat (LGH) sources, here defined as those below 500 oC, are a group of abundant energy sources available as industrial waste heat, solar thermal, and geothermal which are not used to their full advantages. For example, they are not adequately for conversion to power because of low efficiency energy conversion. The utilization of LGH can become advantageous for achieving to the highest thermal efficiency. Technologies that allow the efficient conversion of low-grade heat into mechanical and electrical power need to be developed.
Various studies have been carried out to appraise the potential of using supercritical carbon dioxide (S-CO2) in a closed Brayton cycle using LGH source for power generation. In this study, the objective of research is to perform a thermodynamic analysis on five different configurations of S-CO2 Brayton cycle. Different configurations are examined among which recompression and partial cooling have been found very promising.
The main part of this study is focused on carbon dioxide Brayton cycle. CO2 Brayton cycle has wide range of applications such as heat and power generation and in automotive and aircraft industry. Proposed configurations of each carbon dioxide Brayton cycle performance simulation are conducted and subsequently compared with other power cycles utilizing LGH sources.
The CO2 transcritical power cycle (CDTPC) utilizing LGH is also studied. The models are developed by using the Engineering Equation Solver (EES) for several
different Brayton cycle configurations. The choice was made to pursue Brayton cycle with regeneration configuration for further, due to its simplicity and high efficiency.
Keywords: Supercritical CO2 Brayton cycle, transcritical CO2 cycle, simulation, low-grade heat.ÖZ:
Burada, 500 oC altında olarak tanımlanan düşük-dereceli ısı kaynakları, tüm avantajları kullanılmayan endüstriyel atık ısı, güneş enerjisi ve jeotermal gibi mevcut bol enerji kaynaklarından bir gruptur. Ancak, düşük enerji dönüşümü verimliliğinden dolayı bu kaynaklardan az yararlanılıyor. Düşük-dereceli ısı kullanımı birçok nedenden dolayı avantajlıdır. Düşük-dereceli ısının mekanik ve elektrik güç haline verimli dönüşümünü sağlayan teknolojileri geliştirmek oldukça önemlidir.
Süper kritik karbon dioksitin, düşük-dereceli ısı kaynaklı kapalı Brayton çevriminin güç üretimide kullanım potansiyelini değerlendirmek için çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmadaki araştırmanın amacı beş farklı konfigürasyonda süper kritik karbon dioksit Brayton çevriminin termodinamik analizini gerçekleştirmektir. Farklı konfigürasyonlar incelendi ve bunlar arasında tekrar sıkıştırma ve kısmi soğutma çok umut verici bulundu.
Bu çalışmanın ana kısmı, karbon dioksit Brayton çevrimine odaklanmıştır. Karbon dioksit Brayton çevrimi geniş uygulama yelpazesine sahiptir, örneğin ısı ve güç üretimi, otomotiv ve uçak sanayisi. Önerilen karbon dioksit Brayton çevrimi konfigürasyonlarının performans simülasyonu yapıldı ve diğer düşük dereceli ısı kullanan güç çevrimleri ile karşılaştırıldı. Düşük-dereceli ısı kaynağı kullanan CO2 transkritik güç çevrimi ayrıca incelendi. Engineering Equation Solver yazılımı kullanılarak farklı konfigürasyonlardaki Brayton çevriminin modelleri geliştirildi. Rejenaratörlü basit Brayton çevriminin sadeliği ve yüksek verimliliği nedeniyle daha fazla takip edilmesi gerektiği seçimi yapıldı.
Anahtar kelimeler: Süper kritik CO2 Brayton çevrimi, transkritik CO2 çevrimi, simülasyon, Düşük-dereceli ısıengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringHeat engineeringPower (Mechanics) - Energy harvestingSupercritical CO2 Brayton cycletranscritical CO2 cyclesimulationlow-grade heatThermodynamic Study of the Supercritical, Transcritical Carbon Dioxide Power Cycles for Utilization of Low Grade Heat Sources ApplicationmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/34182017-08-18T23:00:35Zhdl_11129_15Atikol, UğurParham, Kiyan2017-08-18T08:22:53Z2014-012014Parham, Kiyan. (2014). Applications of Absorption Heat Transformers in Desalination, Cogeneration and the Use of Alternative Working Pairs. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprushttp://hdl.handle.net/11129/3418Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.In recent years considerable attention has been given to reduce the use of fossil fuels
for heating and cooling applications. Large amounts of thermal energy at low
temperatures from the process industries are released into the atmosphere, which
causes thermal pollution. The Absorption Heat Transformer (AHT), being principally
heat operated, is a useful tool to upgrade this low temperature rejected heat to the
required heat energy at higher temperatures for useful applications. The desalination
of seawater is one of such applications, which requires heat input at higher
temperatures. Therefore, integrating the AHT and the desalination system for the aim
of seawater desalination can significantly contribute to improve energy utilization
and also the energy conservation. This thesis presents theoretical investigations on
AHT based desalination systems.
Alternative configurations of AHT systems using LiBr/H2O as the working fluid and
integrated with a water purification system are analyzed and optimized
thermodynamically. First, the waste heat from a textile factory is utilized to run the
AHT systems and the generated high temperature heat is employed for the purpose of
desalination. A computer program is developed in the EES (Engineering Equation
Solver) to investigate the effects of different parameters on four different
configurations of AHT and the desalination system. It is shown that applying
different modifications can increase the coefficient of performance (COP) of the
AHT and consequently the productivity of the desalination system. The maximum
flow rate of the distilled pure water reaches 0.2435 kg/s when waste heat from the
condenser is utilized by the evaporator. The risk of crystallization of LiBr is lowered
in the modified configurations.
In the subsequent section of the study the waste heat from a novel cogeneration cycle
based on the recompression supercritical carbon dioxide (S-CO2) Brayton cycle is
utilized to produce power through a transcritical CO2 power cycle and pure water by
means of distillation process. Alternative configurations of AHT systems are
employed to upgrade the lower temperature waste heat in order to run desalination
system. It was found that in the best configuration, both the energy and exergy
efficiencies are about 5.5–26% and 9.97-10.2% higher.
The thermodynamic performance of the absorption chiller using (H2O+LiCl) as the
working pair was simulated and compared with the absorption chiller using
(H2O+LiBr). The effects of evaporation temperature on the performance coefficient,
COP, generation temperature, concentration of strong solution and flow rate ratio
were also analyzed. The results showed that the coefficient of performance of the
absorption chiller, using (H2O+LiBr) at the optimum conditions, was around 1.5–2%
higher than that of (H2O + LiCl).
Keywords: Absorption Heat transformer, absorption chiller, Alternative
configurations, Desalination, LiBr+H20, crystallizationÖZ:
Son yıllarda, ısıtma ve soğutma uygulamalarında fosil yakıt kullanımının
azaltılmasına özen gösteriliyor. Proses sanayilerinde açığa çıkan çok miktarda düşük
sıcaklıktaki ısıl enerji atmosfere bırakılarak termal kirlilik yaratılıyor. Esasen ısı ile
çalıştırılan Absorbsiyonlu Isı Dönüştürücüsü (AID), bu düşük sıcaklıkta atılan ısıyı
bazı uygulamalarda ihtiyaç duyulan daha yüksek sıcaklıktaki ısı enerjisine
yükseltmek için kullanılabilecek yararlı bir gereçtir. Deniz suyunun tuzdan
arındırılması, yüksek sıcaklıkta ısı girdisine ihtiyaç duyulan bahse konu
uygulamalardan biridir. Bu yüzden, deniz suyunu tuzdan arındırmak için, AID’ı
arıtma sistemi ile entegre ederek enerjiyi daha etkili kullanma ve enerji tasarrufu
konularına katkıda bulunmak mümkündür. Bu tez raporu, AID ile birleşik su arıtma
sistemlerinin kuramsal araştırmalarını içermektedir.
Bir su arıtma sistemi ile entegre edilen ve LiBr/H2O çalışma akışkanını kullanan
farklı AID yapılandırmaları analiz edilerek termodinamik optimizyasyonlar yapıldı.
Önce, bir tekstil fabrikasında açığa çıkan atık ısıdan yararlanılarak AID sistemleri
çalıştırılmış ve bunlardan elde edilen yüksek sıcaklıktaki ısı, su arıtma maksatlı
kullanılmıştır. Dört alternatif düzende kurulmuş AID üniteleri ile entegre edilmiş su
arıtma sistemlerinin değişik parametrelerini incelemek için EES (Engineering
Equation Solver) yazılımı kullanarak bir bilgisayar programı geliştirilmiştir.
AID’lerde uygulanan değişikliklerin soğutma tesir katsayılarını (STK) ve buna bağlı
olarak arıtma sisteminin üretkenliğini artırdığı gözlemlenmiştir. Yoğuşturucudan
çıkan atık ısı, buharlaştırıcı tarafından kullanıldığı zaman arıtılmış suyun azami akış
hızı 0.2435 kg/s’ye ulaşıyor. Sözkonusu alternatif AID sistemlerde, LiBr akışkanının
kristalleşme riski de azalıyor.
Araştırmanın daha sonraki kısmında, yeniden sıkıştırma kritik üstü karbondiyoksit
(S-CO2) Brayton çevrimine dayalı yeni bir kojenerasyon çevriminden açığa çıkan
atık ısı kullanılarak, transkritik CO2 çevrimde güç üretimi elde edilmiş ve damıtma
işlemi yapılarak saf su elde edilmiştir. Değişik düzeneklerde tasarlanan AID
kullanılarak düşük sıcaklıkta elde edilen atık ısıyı daha yüksek sıcaklıklara çıkarmak
suretiyle tuzdan arındırma sistemi beslenerek çalıştırılmıştır. En iyi düzenekte, enerji
ve exerji verimliliklerinin yaklaşık yüzde 5.5-26 ve 9.97-10.2 daha yüksek olduğu
gözlemlenmiştir.
Akışkan çifti olarak (H2O+LiCl) kullanan absorbsiyonlu soğutma gurubunun
termodinamik performansı simule edilmiş ve (H2O+LiBr) kullanan soğutma
gurubuyla kıyaslanmıştır. Ayni zamanda, buharlaşma sıcaklığının STK’na, üretim
sıcaklığına, güçlü solusyonun konsantrasyonuna ve akış hızı oranına etkileri
değerlendirilmiştir. Sonuçlar, (H2O+LiBr) çiftini optimum şartlarda kullanan
absorbsiyonlu soğutma gurubunun, (H2O + LiCl) kullanana göre, STK’nın yüzde 1.5
– 2 civarında daha yüksek olduğunu göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Absorbsiyonlu ısı dönüştürücüsü, absorbsiyonlu soğutma
gurubu, alternatif düzenekler, tuzdan arındırma, LiBr+H20, kristalleşmengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringThermodynamics - Heat - enginesAbsorption Heat transformerAlternative configurationsDesalinationLiBr+H20crystallizationApplications of Absorption Heat Transformers in Desalination, Cogeneration and the Use of Alternative Working PairsdoctoralThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/34172017-08-18T23:00:47Zhdl_11129_15Hussain, GhulamSoufi, Ramin2017-08-18T08:11:00Z2013-092013Soufi, Ramin. (2013). An Experimental Study on Friction Stir Processing of AA-6061 Aluminum Alloy. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3417Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain.Friction stir processing (FSP) has promised for application of thermo mechanical processing techniques where aims to change the microstructural and mechanical properties of materials in order to obtain high performance and reducing the production time and cost.
In this study, friction stir processing on cold worked 6061 Aluminum alloy was employed. The ratio of rotational and translational speed (ω/f) was varied from 22 to 125 (rev/mm). The effect of the said parameter on the microstructure and mechanical properties was examined. The results show that FSP reduces the grain size in operational zone. Grain size decreases as ω/f increases. To a certain range of ω/f from 22 to 28 average hardness decrease and for range of ω/f from 22 to 25 tensile strength decreases which correspondingly causes increase in toughness and ductility of cold worked material. However, afterwards range of ω/f from 28 to 125 for average hardness and range of ω/f from 25 to 125, the trend becomes reverse. The effect of above parameter on surface quality was also observed visually. It has been found that within investigated range, the surface finish enhances with increasing ω/f. The result of microstructure shows that operation zones have small grain size with undefined directions. The effect of the multi passing (from 2 to 4) on grain size was also investigated. It was found that with increasing the number of passes, the size of grains decreases.
Keywords: Friction Stir Processing, Microstructure, Hardness, Tensile, Impact, Quality, AL6061.ÖZ:
Sürtünme hareketlenme işlemi (FSP) termo mekanik işleme tekniklerini kullanarak malzemelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerini değiştiriyor. Bu teknik üretim masraflarını ve zamanı azaltıyor ve yüksek performans elde etmeye neden oluyor.
Bu çalışmada, sürtünme hareketlenme işlemi (FSP), soğuk işlenen 6061 Alüminyum alaşımı üzerinde kullanılmıştır. Dönme ve öteleme hızı oranı (ω/f), 22 ve 125 (devir/mm) arasında değişmiştir. Adı geçen parameterenin mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlarına göre, FSP operasyon alanındaki tanelerin boyunu azaltmıştır. Dönme ve öteleme hızı oranı (ω/f ) arttığı zaman, tanelerin boyu kısalmıştır. Beli bir aralık için, 22 ile 28 (devir/mm) arasında ortalama sertlik azalmıştır ve 22 ile 25 (devir/mm) arasında gerilme mukavemeti azalmıştır. Bunlar soğuk işlenen malzemelerin darbe dayanımının ve yumuşaklığının artmasına neden oluyorlar. Halbuki, daha sonra ortalama sertliği 28 ve 125 (devir/mm) oranlar arasında ve gerilme mukavemeti 25 ve 125 (devir/mm) oranlar arasında ters oranla değişiyor. Incelenen parametrenin yüzey kalitesi üzerineki etkisi görsel olarak da gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, yüzey kalitesi, ω/f oranının artmasıyla da artmaktadır. Mikro düzeyde edilen sonuçlara gore, operasyon alanında tanelerin boyu küçük ve yönleri belirsizdir. Aynı zamanda aynı malzeme üzerinde, operasyon sayısının (2`den 4`e kadar), tanelerin boylarındaki etkisi de araştırılmıştır. Sonuçlara göre bu sayı arttıkça, tane boyutu azalmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Sürtünme hareketlenme işlemi,Mikroyapı, Sertlik, Çekme Darbe, Kalite, AL 6061.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringFriction weldingFriction Stir ProcessingMicrostructureHardnessTensileImpactQualityAL6061An Experimental Study on Friction Stir Processing of AA-6061 Aluminum AlloymasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/34252017-10-19T06:10:22Zhdl_11129_15Sezai, İbrahimJavadi, Armin2017-10-19T06:10:22Z2014-092014Javadi, Armin. (2014). Incorporation of various turbulence models into a flow solver for unstructured grids. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3425Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. İbrahim SezaiengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringFluid DynamicsTurbulence ModelingBackward Facing StepImpinging JetHeat TransferNusselt NumberSkin Friction CoefficientLam and BremhorstWilcoxMenter SSTIncorporation of various turbulence models into a flow solver for unstructured gridsmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/34042017-08-17T23:00:29Zhdl_11129_15Hikmet Ş., Aybar.Rashidian, Hossein2017-08-17T10:03:17Z2014-072014Rashidian, Hossein. (2014). Simulation of Ocean Waves and Marine Currents by Smoothed Particle Hydrodynamics Method l. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3404Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Prof. Dr. Hikmet Ş. Aybar.Using the advances in smoothed particle hydrodynamics method in the numerical simulation of the ocean waves and marine currents is the aim of this study. The ocean wave has been proposed to be one of the most commercially feasible energy sources .The modeling of the ocean waves and currents is crucial to recognize wave and marine energy resources. The smoothed particle hydrodynamics (SPH) method and its solver called SPHysics are suitable to analyze the free surface phenomena, because it can easily match with large and complicated geometric and regions. The main idea of the SPH is developing an accurate numerical solution for governing equations with all types of existing boundary conditions by using a set of particles without any mesh. The SPH describes the physical properties of each particle based on the property of neighboring particles. The last version of the serial SPHysics code, V2.2.1, which is based on the SPH method, is applied for numerical modeling in this study. The wave breaking on the sloping beach is endorsed as a validation test case. In this case, the simulation is carried out for three types of breaking wave which are Spilling, Plunging and Surging. According to approach of Grilli et al., the type of breaking wave is obtained due to the slope and dimensionless wave height factor. The results represent a considerable similarity between the computational models and the simulation of breaking waves by the SPHysics. For modeling ocean wave, the wave maker generates waves on the free surface with different periods and amplitude according to the far field Biesel transfer function. In addition, the water surface elevation and the particle velocity components in the sub layers of the still water level can be plotted by Matlab. The results show that the water surface elevation and particle velocity depend on the height of wave and the wave period. It
is important to investigate the marine currents when the waves occur on the free surface of ocean. Finally, the total energy in the waves which consists of potential energy and kinetic energy is analyzed for different ocean waves. In short, total energy will increase as the amplitude of wave maker increases and the wave period decreases.
Keywords: smoothed particle hydrodynamics, SPHysics, ocean wave, wave makerÖZ:
Bu çalışmada, düzleştirilmiş parçacık hidrodinamik yöntemindeki gelişmeler kullanılarak, okyanus dalgaları ve deniz akımlarının sayısal benzetimi amaçlanmaktadır. Okyanus dalgaları, ticari açıdan uygulanması en uygun enerji kaynaklarından biri olarak öne sürülmüştür. Dalga ve deniz enerji kaynaklarını tanımak için okyanus dalgaları ve akımlarının modellemesi çok önemlidir. Düzleştirilmiş parçacık hidrodinamik (SPH) yöntemi ve çözüm programı SPHysics, serbest yüzey çözümlenmesi için uygundur çünkü büyük ve karmaşık geometrik bölgeler kolayca modellenebilir. SPH’nin ana fikri, temel denklemler için, sınır koşulları ile herhangi bir ağ oluşturmadan, yalnızca parçacıkların bir kümesi kullanılarak sayısal bir çözüm geliştirmektir. SPH, her bir parçacığın fiziksel özelliklerini komşu parçacıkların özelliğine göre tanımlar. Seri SPHysics kodunun son sürümü V2.2.1, SPH yöntemine dayanmaktadır. Bu çalışmada, sayısal modelleme için bu sürüm kullanılmıştır. Geçerleme testi olarak eğimli sahilde dalga kırılması kullanılmıştır. Bu durumda simülason, dalan, kabaran ve dökülen olarak üç tip dalga kırılması için gerçekleştirilmiştir. Grilli ve arkadaşlarının çalışmasına göre, dalga kırılma türü, eğim ve boyutsuz dalga yükseklik faktörü ile elde edilir. Sayısal model ve SPHysics dalga kırılma benzetimi sonuçları arasında önemli bir benzerlik görülmüştür. Okyanus dalgası modellemesi için, dalga üretici, serbest yüzeyde farklı periyotlarda ve uzak alan Biesel transfer fonksiyonuna göre farklı genliklerde dalgalar oluşturur. Buna ek olarak, alt katmanlarda su yüzeyi yükselmesi ve parçacık hız bileşenleri Matlab ile çizilebilir. Sonuçlar, su yüzeyi yükselmesi ve parçacık hızının dalga yüksekliği ve periyoduna bağımlı olduğunu göstermektedir. Bu dalgalar okyanusun serbest yüzeyinde meydana geldiğinde deniz akımlarını
araştırmak önemlidir. Son olarak, dalgalardaki potansiyel ve kinetik enerjinin toplamı, farklı okyanus dalgalarına göre çözümlenmiştir. Kısaca, toplam enerji dalga üreticisinin genliği arttığında ve dalga periyodu azaldığında artmaktadır.
Anahtar Kelimeler: düzleştirilmiş parçacık hidrodinamiği, SPHysics, okyanus dalgası, dalga üreticiengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringHydrodynamicsFluid DynamicsComputational Fluid DynamicsSmoothed particle hydrodynamicsSPHysicsocean wavewave makerSimulation of Ocean Waves and Marine Currents by Smoothed Particle Hydrodynamics MethodmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/34772018-06-19T10:35:55Zhdl_11129_15Atikol, Uğur (Supervisor)Egelioğlu, Fuat (Co-Supervisor)Mirlatifi, Amir Motaleb2017-10-31T06:43:43Z2016-092016-09Mirlatifi, Amir Motaleb. (2016). Electricity Peak Demand Forecasting for Developing Countries . Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3477Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2016. Co-Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu, Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.The current thesis aims to develop a peak demand forecast model suitable for developing countries based on their characteristic and availability of data. In this respect, we attempted to review a number of techniques used for energy forecasting and categorize them in terms of time ranges, the techniques used, and the cases in which they were employed. The advantages and disadvantages of each method were indicated and suitable approaches were devised to forecast the energy demand for small and large developing countries. We developed two different scenarios for small utilities depending on the availability of time series data. First, when considerable amount of time series data is available we proposed an econometric method to model the annual peak demand by which the key parameters affecting the electricity demand were discovered. The electricity demand was decomposed into weather sensitive demand and based demand to further examine the effect of extreme weather conditions on the peak demand. Second, when time series data is limited to merely annual peak demand records, an algorithm based on deterministic time series methods and fuzzy arithmetic was developed. These methods can be applied to forecast electricity demand of N. Cyprus and similar small islands. Thus, some advices were offered for electricity security plan of N. Cyprus. Finally, using the previously developed forecasting models, an approach was presented to forecast the peak demand of all developing countries based on their distinctive regional characteristic. The algorithm requires partitioning the country into smaller segments in which the previously developed forecast models for small utilities can be utilized.
Keywords: Decomposition, Econometric Method, Extension Principle, Fuzzy Arithmetic, Peak Demand Forecasting, Time Series Method, Transformation MethodÖZ:
Bu tez çalışması “ile” elde bulunan veriler doğrultusunda azami talebin gelişmekte olan ülkelere göre tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda çeşitli teknikler kullanılarak belirli zaman aralıklarında enerji taleplerinin kategorize edilmeleri yardımıyla sonuca varılmıştır. Avantajlar ve dezavantajlar, her bir yöntem ışığında, gelişmekte olan büyük ve küçük ülkelerin enerji talep ihtiyaçları tahminine göre oluşturulmuştur. Zaman serisi verileri kullanılarak iki farklı senaryo geliştirilmiştir.
Öncelikle, öngörülebilen zaman verisi ışığında yıllık en yüksek elektrik talep miktarı ekonometrik metot modeli ile kilit parametreler baz alınarak belirlenmiştir. Elektrik talebi mevsimsel olarak değişkenlik göstermekle beraber kötü hava koşullarında en yüksek elektrik talebine ulaştığı saptanmıştır.
İkinci olarak, zaman serisi verileri olarak sadece yıllık talep kullanıldığında saptanabilir zaman serisi metodu ve fuzi aritmetik modeli bağlı algoritma geliştirildi.
Bu yöntemler Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti ve benzeri adalardaki elektrik taleplerin tahmini için kullanılabilir. Bununla beraber, Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti’nin elektrik güvenliği için çeşitli planlar da tavsiye edilmiştir.
Sonuç olarak, geçmiş dönemlerde geliştirilmiş tahmin modellerini kullanarak gelişmekte olan ülkelerin en yüksek enerji talepleri o ülkelerin bulundukları coğrafi konumları göz önünde bulundurularak oluşturulmuştur. Bu algoritma daha önce geliştirilmiş tahmin teknikleri ile birlikte, ülkelerin küçük uygulama alanlarında kullanılabilinir.
Anahtar kelimeler: Ayrıştırma, Dönüşüm yöntemi, Ekonometrik yöntem, En yüksek talep tahmini, Fuzi aritmetik, Genişleme prensibi, Zaman serisi yöntemi.Eastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringEnergy consumption - Forecasting - ElectricityPower resources - Electric power distributionDecompositionEconometric MethodExtension PrincipleFuzzy ArithmeticPeak Demand ForecastingTime Series MethodTransformation MethodElectricity Peak Demand Forecasting for Developing CountriesdoctoralThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/34932017-11-01T00:01:35Zhdl_11129_15Atikol, UğurIganatovna, Dinara Kumasheva2017-10-31T08:53:49Z2016-092016-09Iganatovna, Dinara Kumasheva. (2016). Ground Water-Source Heat Pump. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3493Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2016. Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.Nowadays, most issues are associated with the growth of population and an increase in energy needs is no exception. Therefore, one of the ways to solve this problem is use of technologies based on renewable energy sources.
In this thesis, the effectiveness of the ground water-source heat pump (GWHP) is being analyzed in Famagusta conditions. Famagusta has been chosen because it has potential for renewable energy sources such as groundwater with a practically constant temperature throughout the year and solar energy, which can be used to generate electricity by photovoltaic panels for the needs of the heat pump.
N Y software is used to simulate the process. he temperature of ground water was fixed at C. In order to gather information a out ground water-source heat pump benefits, a comparison with an air-source heat pump was conducted.
The results show that the GWHP had a better COP both in summer and winter by 63% and 214% respectively. In winter the COP of GWHP reaches a value of 5.6, however in Summer this value is approximately 3. In addition, cost-benefits evaluation indicated that GWHP has profitable benefits and that the system is economically feasible.
Keywords: Heat pump, GWHP, ASHP, TRNSYS, FamagustaÖZ:
Günümüzde çoğu sorunlar istisnasiz nüfus artışı ve enerji ihtiyaçlarındaki bir artış ile ilişkilidir. Bu nedenle, bu sorunu çözmenin yollarından biri yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı teknolojilerin kullanımıdır.
Bu tezde, yeraltı suyu kaynaklı ısı pompasının ( GWHP ) etkisi Gazimağusa koşullarında analizi yapılmıştır . Çalşma için Gazimağusa‟nın seçilmiş olmasının nedeni, hemen hemen sa it sıcaklıkta yer altı suyu ve fotovoltaik paneller ile elektrik ürete ilecek güneş enerjisi gi i yenilebilir enerji kaynakları potansiyelinin olmasıdır.
Uygulamayı simule etmek için TRNSYS yazılımı, kullanıldı. Yer altı suyunun sıcaklığı °C olarak sa itlenmiştir. GWHP‟nin yararları hakkında ilgi toplamak için hava kaynaklı ısı pompası ile ir karşılaştırma yapılmıştır.
Sonuçlara göre GWHP yaz aylarında %63, kış aylarnda ise % 14 daga iyi ir performans katsayısına (COP) sahiptir. Kışın GWHP‟a ait COP 5.6 değerine ulaşırken yazın u değer 3 civarlarındadr. Ayrıca, GWHP için yaplan maliyet kazanç değerlendirmesi, GWHP nin karlı ola ileceğini ve sistemin ekonomik içimde uygulana ilir olduğunu göstermiştir.
Anahtar kelimeler: Isı pompası, GWHP, A HP, N Y , GazimağusaengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar energy - Heat - TransmissionSolar water heaters - Solar thermal energyHeat pump, GWHP, ASHP, TRNSYSGround Water-Source Heat PumpmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/34872017-10-31T08:40:33Zhdl_11129_15Hacışevki, HasanKassab, Jad2017-10-31T08:40:33Z2016-062016-06Kassab, Jad. (2016). Revitalization of Axial Flow Pump/Turbine h26 Test Rig. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3487Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2016. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.Various solutions are available in the market to enhance the quality of laboratory
experiments, but the majorities are expensive. In this study, we present a low-cost
approach for the automation and computer aided control of an axial flow pumpturbine
test rig, which can be easily adapted to varying demands of laboratory
applications.
Essentially, this design is developed by upgrading the existing available system by
selecting an optimum system configuration comprising an Arduino platform which is
an open-source prototype based on a microcontroller; sensors, motors, relays, etc.
based upon the system requirements and specifications. The system is controlled by
Visual Studio software that is an expert in visual basic programing language and
installed on a personal computer located in the hydraulic laboratory of Mechanical
Engineering Department at Eastern Mediterranean University.
The proposed system is designed for cost, flexibility, modularity, maintenance, and
re-configurability. A user-friendly interface is developed for performing
measurements, calculation, plotting and automating the task of laboratory equipment.
It also offers some modules to control various experiments in the hydraulic
laboratory in order to extend the number and type of conceivable experiments in
education.
Keywords: Laboratory experiments, Automation, Axial flow pump/turbine,
Arduino, Visual StudioÖZ:
Laboratuvar deneylerinin kalitesini arttırmak için piyasada çeşitli çözümler
mevcuttur, ancak çoğunluk pahalıdır. Bu çalışmada, laboratuvar uygulamaları için
düşük maliyetli, değişen taleplere kolayca adapte edilebilir bir eksenel akış pompatürbin
test seti için otomasyon ve bilgisayar destekli control sistemi tasarlanıp
uygulanmıştır.
Esasen, bu tasarımı bir mikrodenetleyici tabanlı açık kaynak prototipi olan Arduino
platformu ile oluşan bir optimum sistem yapılandırması seçerek varolan kullanılabilir
sistem; sensörler, motorlar, röleler, sistem gereksinimleri ve özellikleri göz önüne
alınarak geliştirilmiştir. Sistem Visual Studio uzman programlama dilinin Doğu
Akdeniz Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü hidrolik laboratuvarda bulunan
bir kişisel bilgisayar üzerine yüklenmiş Visual Studio yazılımı tarafından kontrol
edilir.
Önerilen sistem düşük maliyet, esneklik, modülerlik, bakım ve yeniden yapılandırma
için tasarlanmıştır. Kullanıcı dostu arayüzü laboratuvar cihazlarının ölçümleri
gerçekleştirmesi, hesaplamaları yapması, grafiksel çizim ve işlemleri
otomatikleştirmesi için geliştirilmiştir. Ayrıca modüler yapı sayesinde hidrolik
laboratuvarında çeşitli sayıda ve tipte deneylerin yapılabilmesine olanak
sağlamaktadır.
Anahtar Kelimeler: Laboratuvar deneyleri, Otomasyon, Aksiyel eksenli
pompa/türbin, Ordinyo, Görsel studyoengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanicalFluid MechanicsLaboratory experiments, Automation, Axial flow pump/turbine, Arduino, Visual StudioRevitalization of Axial Flow Pump/Turbine h26 Test RigmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/34232017-10-19T23:00:34Zhdl_11129_15Egelioğlu, FuatEnsafisoroor, Hamed2017-10-19T05:54:22Z2013-072013Ensafisoroor, Hamed. (2013). Investigation of Stepwise Basin Solar Still. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3423Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2013. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.Industrialization, development in agriculture, urbanization and the growth of population, have increased the demand for fresh water. Lack of potable water is an increasing concern in many parts of the world. For instance, in North Cyprus, as a result of intrusion of sea water into the land’s aquifers, there is a considerable lack of edible water. The main reason is over withdrawing of underground water from aquifers. There are different methods for extracting fresh water from salty, brackish or contaminated water and distillation is one of them. Energy is required for distillation, and solar radiation can be utilized for this process. As solar radiation is high in North Cyprus, solar desalination technology would be a reliable option in order to extract fresh water from brackish water.
In this study an effort has been made to increase the freshwater yield in a stepwise basin solar still by using a special design to make chimney effect in order to boost the evaporation. The modified solar still consists of two main separable parts which can be easily separated, a base and steps. Four different configurations i.e., base type (traditional still), base with steps, and a sponge liner with base and steps were studied.
Experiments were conducted for 6 months period (September - May) and solar still with base, steps and sponge liner produced the maximum amount of water per day in all months, which is 5.37 liter/day.m2.
The present study showed that the amount of distilled water increased by each modification.
Keywords: Solar Still, Modified Solar Still, Fresh Water DistillationÖZ:
Sanayileşme, tarımda gelişme, kentleşme ve nüfus artışı, tatlı suya olan talebi artırmıştır. İçilebilir su eksikliği, dünyanın birçok yerinde artan bir kaygıdır. Örneğin, Kuzey Kıbrıs’ta, deniz suyunun yeraltı akiferlerine girmesi, önemli miktarda içilebilir su eksikliği yaratmıştır. Temel neden yeraltı akiferlerindeki suyun fazladan çekilmesidir.
Tuzlu, acı ve kirlenmiş sudan tatlı su elde etmenin farklı yöntemleri vardır, damıtma bunlardan birtanesidir. Damıtmada enerjiye gereksinim vardır, ve güneş enerjisi damıtmada kullanılabilir. Güneş radyasyonunun Kuzey Kıbrıs’ta yüksek olması, tuzlu ve acı sudan tatlı su elde etmede güneş enerjisi damıtma teknolojileri güvenilir bir seçenektir. Dört farklı konfigürasyon çalışıldı; basit sera tipli (havuzlu) damıtma, basamaklı sera tipi damıtma, havuzlu ve basamaklı sera tipi damıtma, ve havuzlu basamaklı ve süngerli sera tipi damıtma.
Bu çalışmada, güneş enerjili, basamaklı basit sera tipi damıtma sisteminde tatlı su verimini artırmak için buharlaşmayı artıran baca etkisi için özel bir tasarım uygulandı. Modifiye edilmiş basit sera tipi damıtma sistemi kolayca ayrılabilir iki ana parçadan oluşmaktadır, basamaklar ve havuz.
Altı ay (Eylül-Mayıs) boyunca deneyler yapıldı, havuzlu basamaklı ve süngerli damıtma sisteminden tüm deneylerde en yüksek verim alındı ve mayıs ayında en yüksek üretim 5.37 litre/gün.m2 olarak ölçüldü.
Bu çalışmada güneş enerjili sera damıtma sisteminde yapılan her değişiklik neticesinde damıtılan suyun miktarının arttığı gözlemlendi.
Anahtar Kelimeler: Güneş Enerjili Sera Tipi Damıtma, Değiştirilmiş Güneş Enerjili Sera Tipi Damıtma, Tatlı Su DamıtmasıengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar stills - Saline water conversion - Distillation process - Solar EnergyWater - Purification - Distillation process - Solar stillsWater - Distillation - Cyprus, NorthSolar StillModified Solar StillFresh Water DistillationInvestigation of Stepwise Basin Solar StillmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/36282018-06-19T10:18:46Zhdl_11129_15Özdenefe, Murat (Supervisor)Atikol, Uğur (Co-Supervisor)Al-Masri, Ahmad2018-05-03T11:54:21Z2016-092016-09Al-Masri, Ahmad. (2016). Effect of Tank Size on the Temperature Distributions for Hybrid Photovoltaic/Thermal Water Heaters. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3628Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Co-Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol, Supervisor: Assist. Prof. Dr. Murat Özdenefe.In the present study an investigation was conducted on the temperature distribution effect for several tank capacities (100 L, 120 L, 150 L and 200 L) having two different aspect ratios (H/D) for each capacity. Hot water is supplied to these tanks by a Hybrid PV/T collector of 4 m² illuminating area. The circulation of water within PV cells cools its surface area to solve the problem occurred in PV cells, where each 1°C increase in the surface module 0.45% of the electrical efficiency decrease. A pump circulates water from the bottom of the tank to PV/T collector and then dropped it at the top of the tank in order to maintain thermal stratification. It was observed that tanks with a higher H/D ratio results a better performance, as hot water is stored in the tank at an earlier time (morning hours 6:00 until 9:00) than of tanks with a lower H/D ratios. It can be observed also that tanks with a higher H/D ratios, highly maintain thermal stratification occurred in the tanks than lower ratios. The tank for 100 L capacity having an H/D of 2.66 resulted the best performance at which stratification was highly maintained and the optimum tank is found to be for 150 L with an H/D of 2.97 as a larger capacity of domestic hot water is heated. The tank with 200 L tanks shall require a better insulation for conserving heat inside and prevent ambient losses. Keywords: Hybrid PV/T collector, storage tanks, thermal stratification, aspect ratio.ÖZ: Bu çalışmada değişik tank kapasitelerinin (100 L, 120 L, 150 L ve 200 L) sıcaklık dağılımı iki değişik yükseklik-çap oranı (H/D) için araştırılmıştır. Sıcak su tanklara 4 m² ışıma alanı olan bir hibrit fotovoltaik-ısıl (PV/T) kollektör tarafından sağlanacaktır. PV/T düzeneğinde PV hücreleri içerisinde dolaşan su PV‟nin yüzey alanlanını soğutarak her 1 °C lik sıcaklık artışının elektriksel verimde % 0.45 azalmaya sebep olması sorununu çözmeye yardımcı olmaktadır. Bu sistemde sıcak su tankında ısıl tabakalaşmayı sürdürmek için bir pompa tankın altından suyu alıp PV/T kollektörüne basıp tekrar tankın üzerinden geri döndürmektedir . Yüksek H/D oranı olan tankların ısıl tabakaylaşmayı daha iyi muhafaza ettikleri ve böylece daha iyi performans gösterdikleri gözlemlenmiştir. Isıl tabakalaşmanın muhafazasını eniyi H/D oranı 2.66 olan 100 L kapasiteli tank gösterirken, optimum değerler (daha fazla sıcak su depolanması) daha yüksek tank kapasiteli H/D oranı 2.97 olan150 L‟lik tanktan alınmıştır. 200 L lik tankın ise daha iyi yalıtılması halinde depolanan ısıyı daha fazla muhafaza edebileceği ve ısıl kayıplarının azalacağı bulunmuştur. Anahtar kelimeler: hibrit PV/T kollektör, depolama tankı, ısıl tabakalaşma, yükseklik-çap oranıengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar energy--Heat--TransmissionSolar water heaters--Solar thermal energyHybrid PV/T collectorstorage tanksthermal stratificationaspect ratioEffect of Tank Size on the Temperature Distributions for Hybrid Photovoltaic/Thermal Water HeatersmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/36132018-04-13T23:00:43Zhdl_11129_15Özdenefe, MuratSafar, Walid2018-04-13T06:55:28Z2016-062016Safar, Walid. (2016). Application of Micro-CHP System for a Student Accommodation Building in North Cyprus. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3613Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2016. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Murat Özdenefe.Increased use of fossil fuels is the primary source of the greenhouse gasses causing the
global warming. This paved the way for increased research on renewable energies and
energy efficient systems, for producing heat and power. With this regard, combined
heat and power systems are used as energy efficient systems leading to a reduction in
fossil fuel consumption.
The objective of this study is to investigate the energetic (thermal and electrical)
performance and economic feasibility of employing a 5.5kW Micro Combined Heat
and Power (Micro-CHP) plant to a 400m2 student accommodation building in Cyprus.
The analysis is carried out for two scenarios;
i. Micro-CHP system following the thermal load of the building
ii. Micro-CHP system following the electrical load of the building.
The building’s constructions material’s thermophysical properties, building’s
schedules (occupancy, lighting, electrical appliances, heating requirements and hot
water use), are defined for the case study building. These parameters are required for
the investigation and analysis. The investigation is done by carrying out dynamic
simulations by the thermal simulation software Energy Plus. The simulations are done
for the heating season (1st of November-28th of February). The parameters required for
the simulations are explained extensively in the work. Monthly, daily and hourly
results (energy produced by Micro-CHP plant) are presented for the simulation period
and given for the two scenarios; Micro-CHP system following the thermal load and
electrical load of the building. The results show that the maximum energy production
by the Micro-CHP system for following the thermal load is in January with thermal
energy production of 14680.57 MJ and electrical energy production of 6867.43 MJ.
When the Micro-CHP follows the electrical load of the building, the maximum energy
output is obtained again in January with electrical output of 6458.6 MJ and thermal
output of 13976.49 MJ.
Finally, an economic feasibility analysis of the Micro-CHP has been carried out at the
end of this study for both cases; Micro-CHP following thermal load and following
electrical load of the building. It has been shown that for following the thermal load
6539 kWh electrical energy is saved but 3654 kWh of more thermal energy is used
with Micro-CHP compared with a conventional system. The overall energy saving is
2885 kWh. For following the electrical load, 6946.5 kWh of electrical energy saved
but 8502 kWh of more thermal energy is used with Micro-CHP. The overall energy
saving is - 1555 kWh.
It is seen that when the thermal load is followed energy is saved but when the electrical
load is followed there is no energy saving. Although there is energy saving while the
Micro-CHP is following the thermal load of the building, the system is not feasible as
Savings to Investment Ratio=0.4, Internal Rate of Return=0%, and Simple Payback
Period= 23.8 years. This has several reasons such as the high installation cost in
Turkish Lira, low oil prices causing lower electricity prices etc. It has been showed
that if the Turkish Lira rate is stable such as it was 3 years ago and the electricity prices
were at the same value as 3 years ago the project would be feasible with SIR=1.1,
IRR=11%, and SPP=8.2 years.
Keywords: electrical load of the building, thermal load of the building, Micro-CHP
analysis, economic analysis.Fosil yakıtların kullanımının artması, küresel ısınmaya neden olan sera gazlarının
başlıca kaynağıdır. Bu durum, ısı ve güç üretimi için, yenilenebilir enerji sistemleri ve
enerji verimliliği konusunda yapılan araştırmaları artırmıştır. Bu bağlamda, kombine
ısı ve güç sistemleri (CHP), fosil yakıt tüketiminde tasaruf sağlayan verimli enerji
sistemleri olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmanın amacı, Kıbrıs'ta 400m2’lik bir öğrenci konaklama binasına 5.5 kW’lık
bir Mikro-CHP uygulamasının enerji (ısı ve elektrik) performansını ve ekonomik
uygulanabilirliğini incelemektir. Bu çalışmada iki durum ele alınmıştır;
i. Mikro-CHP sisteminin binanın ısıl yükünü takip etmesi
ii. Mikro-CHP sisteminin binanın elektriksel yükünü takip etmesi
Mikro-CHP sisteminin incelenmesi ve analizi için gerekli olan parametreler; bina yapı
malzemelerinin ısıl ve fiziksel özellikleri, binanın çalışma koşulları (doluluk,
aydınlatma, elektriksel yükler, ısıtma gereksinimleri ve sıcak su kullanımı)
tanımlanmıştır. Mikro-CHP sisteminin incelenmesi, bir dinamik ısıl simülasyon
yazılımı olan Energy Plus ile yapılan simülasyonlar vasıtası ile gerçekleştirilmiştir.
Simülasyonlar Kıbrıs’ta ısıtma sezonu olan Kasım ayının başından Şubat ayının
sonuna kadar olan süre için yapılmıştır. Yapılan simülasyonlar için gerekli
parametreler bu çalışmada detaylı bir şekilde açıklanmıştır.
Aylık, günlük ve saatlik sonuçlar (Mikro-CHP sistemi tarafından üretilen enerji)
simülasyon dönemi için her iki senaryo (bina ısıl yükü takibi ve bina elektriksel yükü
takibi) için de verilmiştir. Binanın ısıl yükü takip edilmesi halinde Mikro-CHP sistemi
ile maksimum ısı enerjisi üretimi 14680.57 MJ, maksimum elektrik enerjisi üretimi ise
6867.43 MJ ile ocak ayında gerçekleşmiştir. Binanın elektriksel yükü takip edilmesi
halinde Mikro-CHP sistemi ile maksimum ısı enerjisi üretimi 13976,49 MJ,
maksimum elektrik enerjisi üretimi ise 6458,6 MJ ile yine ocak ayında
gerçekleşmiştir.
Bu çalışmanın sonunda her iki senaryo için de ekonomik uygulanabilirlik çalışması
yapılmıştır. Binanın ısıl yükünün takip edilmesi halinde 6539 kWh’lık elektrik enerjisi
tasarruf edilmiş fakat fazladan 3654 kWh’lık ısıl enerji tüketilmiştir. Toplam enerji
tasarrufu ise 2885 kWh olmuştur. Binanın elektriksel yükünün takip edilmesi halinde
ise 6946,5 kWh’lık elektrik enerjisi tasarruf edilmiş fakat fazladan 8502 kWh’lık ısıl
enerji tüketilmiştir. Toplam enerji tasarrufu ise -1555 kWh olmuştur.
Görülmektedir ki binanın ısıl yükü takip edildiği zaman enerji tasarrufu oluşmakta
fakat binanın elektriksel yükü takip edildiği zaman tasarruf oluşmamaktadır. Binanın
ısıl yükünün takip edilmesi halinde enerji tasarrufu sağlanmasına karşın yapılan
ekonomik uygulanabilirlik çalışması sonucunda Mikro-CHP sisteminin ekonomik
olarak uygulanamaz olduğu görülmüştür.(SIR=0,4, IRR=0% ve SP=23,8 yıl). Bu
durumun en önemli sebepleri USD/TL kurunun bu çalışma yapıldığı esanada çok
yüksek olması ve petrol fiyatlarının düşüklüğüne bağlı olarak elektrik fiyatlarının
düşük olmasıdır.Çalışmada USD/TL kurunun ve elektrik fiyatlarının 3 yıl önceki gibi
istikrarlı seyretmesi halinde ise projenin ekonomik olarak uygulanabilir olduğu ayrıca
gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: binanın elektrik yükü, binanın ısı yükü, Mikro-CHP analizi,
ekonomik analiz.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar energy--HeatRenewable Energy ResourcesHeat and PowerMicro Combined Heat and Power (Micro-CHP)Electrical load of the buildingthermal load of the buildingMicro-CHP analysiseconomic analysisApplication of Micro-CHP System for a Student Accommodation Building in North CyprusmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/36692018-06-19T10:30:14Zhdl_11129_15Egelioğlu, Fuat (Co-Supervisor)Aldabbagh, Loay (Supervisor)Mahmood, Afaq Jasim2018-05-22T11:06:26Z2015-082015-08Mahmood, Afaq Jasim. (2016). Experimental Study of a Solar Air Heater With New Arrangement of Transverse Longitudinal Baffles and Wire Mesh Layers. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3669Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Co-Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu, Supervisor: Prof. Dr. Loay AldabbaghIn this study, experiments were conducted on single- and double-pass solar air heaters (SAHs) with baffles and sixteen wire mesh layers inserted between the baffles. The baffles and mesh layers were inserted in the collector and tested to observe their effects on the thermal performance of the SAHs. Three cases of single- and double-pass SAHs were considered with bed heights of 3, 5, and 7.5 cm. The different bed heights were considered to improve the thermal efficiency and outlet temperature. For all cases, the airflow rate was varied between 0.011 and 0.032 kg/s, and the height of the upper channel for the double-pass SAH was fixed at 2.5 cm. The effects of the airflow rate and number of baffles in each case on the thermal efficiency and outlet temperature of the SAHs were experimentally investigated. The results showed that the efficiency could be improved by increasing the airflow rate, increasing the number of baffles, and decreasing the bed height. However, the temperature difference (ΔT) increased when the airflow rate was decreased, number of baffles was increased, and bed height was decreased. In all cases, the double-pass SAHs showed a greater thermal efficiency and outlet temperature than the single-pass SAHs.
A maximum efficiency of 68.1% was obtained using a double-pass SAH with seven baffles, an airflow of 0.032 kg/s, and a bed height of 3 cm. The maximum average temperature difference between the ambient and outlet air temperatures of 54 °C
was achieved using a double-pass SAH with seven baffles, airflow of 0.011 kg/s, and bed height of 3 cm. The pressure drop increased with the number of baffles and airflow rate. When the airflow was kept the same, the pressure drop decreased as the bed height was increased. A comparison of the pressure drops for the single- and double-pass SAHs showed that the latter had a higher pressure drop than the former, as expected. Keywords: Solar air heater, single- and double-pass, mesh layers, thermal efficiency, airflow.ÖZ : Bu çalışmada tek ve çift geçişli bölmeli ve bölmeler arasına yerleştirilen on altı tel örgü katmanlı güneş hava ısıtıcıları (GHI) üzerine deneyler yapıldı. Akış bölme komponentleri ve tel katmanlar kollektör içerisine yerleştirilerek GHI’ların termal performansı üzerindeki etkilerini gözlemlemek için test edilmiştir. Tek ve çift geçişli GHI’lar için yatak yüksekliği 3, 5, ve 7.5 cm olmak üzere üç durum göz önünde bulunduruldu. Farklı yatak yükseklikleri termal verimliliği ve çıkış sıcaklığı artırmak için düşünüldü. Tüm durumlarda, hava akış hızı 0.011 ve 0.032 kg/s arasında değiştirildi, ve çift geçişli ısıtıcı için her durumda üst kanalın derinliği 2.5 cm olarak sabit kalmıştır.Farklı hava akış hızları ve farklı akış bölme komponentleri sayılarının her durumda, çıkış sıcaklığı ve GHI’ların ısıl verimliliği üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Sonuçlar hava akış hızınınve akış bölme komponentleri sayısının artırıldığı, ve yatak yüksekliğinin azaldığı durumlarda verimliliğin iyileştiği gösterdi. Ancak,azalan hava akışhızı, artan akış bölme komponent sayısı ve azalan yatak yüksekliği sıcaklık farkını (ΔT) artırmıştır. Tüm durumlarda, çift geçişli GHI’nın ısıl verimliliği ve çıkış sıcaklıkları tek geçişli GHI’dan daha yüksek bulunmuştur.
Çift geçişli GHI için elde edilen % 68.1maksimum verimlilik, 7 akış bölme komponenti, 0.032 kg/s hava akış hızı ve 3 cm yatak yüksekliği kullanılarakelde edilmiştir.Çevre giriş ve çıkış havası arasında elde edilen maksimum ortalama sıcaklık farkı çift geçişli, 7 akış bölme komponentli, 0.011 kg/s hava akış hızı ve 3 cm yatak yüksekliğindeki durumda 54oC olduğu belirlenmiştir.
Basınç düşüşü akış bölme komponenti sayısı ve hava akış hızının arttırılması ile artmıştır.Yatak yüksekliği arttıkça aynı hava akışı için, basınç düşüşünün azaldığı görülmüştür. maktadır. Ayrıca beklendiği gibi çift geçişli GHI’daki basınç düşüşünün tek geçişli GHI’dan daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Güneş hava ısıtıcısı, tek ve çift geçişli, örgü katmanları, ısıl verim, hava akış hızıengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar Energy - HeatingAir HeaterSolar air heatersingle- and double-passmesh layersthermal efficiencyairflowExperimental Study of a Solar Air Heater With New Arrangement of Transverse Longitudinal Baffles and Wire Mesh LayersdoctoralThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/37152018-05-30T23:01:33Zhdl_11129_15Hussain, GhulamHashemi, Reza2018-05-30T11:28:56Z2014-022014-02Hashemi, Reza. (2014). Experimental Investigations on the Mechanical Properties and Microstructure of Al7075-TiN Nano-Composite Formed by Friction Stir Processing. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3715Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain.Friction stir processing (FSP), originally based on friction stir welding, is believed to be a cost-effective solid state mechanical alloying technique very useful to produce composites. This makes use of a simple mechanical tool stirring and mixing material in localized region to cause dynamic recrystallization to produce new microstructures. In this study, FSP was applied to produce AL-TiNnano-composite with 7075-T6 aluminium as matrix phase. Three major parameters of the process, namely tool geometry, number of passes and tool rotation direction, were varied to realize the composite while the other parameters as penetration, tilt angle feed rate and rotational speed were kept fixed. In order to characterize the newly formed composite, various tests including optical microscope, SEM, EDS, XRD, micro-hardness, tension and wear tests (pin on disc) were performed in the FSP zone. The results showed that the FSP process produced TiN based composite of nano-size with various phases. The distribution of nano-particles was found to be dependent on the process parameters. The distribution of particles was tend to become uniform with increasing passes, alternative changing of tool rotation and threaded tapered tool. The grain size reduced significantly and followed the aforesaid trend in respect of effect of parameters. With particles distributed more evenly, the average hardness was found to be increasing. Further, the hardness was higher than the matrix material. However, ductility most probably due to presence of intermetallics in the composite reduced and the same was found to be true for tensile strength.The wear tests showed remarkable improvement in the wear performance of matrix material after processing with FSP (i.e., composite).
The current study has shown that FSP can be employed as a useful tool to produce low-cost nano-composites with improved wear and mechanical properties satisfying the needs of modern engineering. Furthermore, this study will act as a guideline to the materials engineers to produce required materials with modifies properties. Keywords:Friction Stir Processing, Mechanical properties, Microstructure, Xrd, SEM, Hardness, Tensile, Wear, Nano-powder, composite, TiN, Al 7075ÖZ :
Sürtünme karıştırma işleme (FSP), başlangıçta sürtünme karıştırma kaynakdayalı, kompozit üretmek için çok yararlı bir maliyeti-dusuk bir katı hal mekanik alaşımlama tekniği olduğuna inanılmaktadır.Bu yeni mikroyapılarının oluşturulması için Dinamik yeniden kristalleştirmenin harekete neden olmak için lokalize bir bölgede bulunan bir malzeme karıştırma ve basit bir mekanik araç kullanır. Bu çalışmada,FSP matris faz olarak 7075-T6 alüminyumdan ile AL-TiNnano-kompoziti üretmek için uygulanmıştır. Sürecin üç önemli parametre, yani takım geometrisi, geçiş ve takım dönüş yönü sayısı, penetrasyonu gibi diğer parametreler, eğim açısı besleme hızı ve dönüş hızı, sabit tutuldu ise bileşik gerçekleştirmek için değiştirildi. FSP bölgesinde, yeni oluşturulan kompozit bolgesinde, Optik mikroskop, SEM, EDS, XRD, mikro-sertlik, gerginlik ve testler aşınma (diskte pin) dahil olmak üzere, çeşitli testler karakterize etmek amacıyla yapıldı. Sonuçlar,FSP, çeşitli işlem aşamaları ile nano boyutta TiN göre bileşik ürettiğini göstermiştir.Nano-partiküllerin dağılımı proses parametrelerine bağlı olarak bulunmuştur.Parçacıkların dağılımı, artan paslar ile üniform olma eğilimi edildi, aracı dönme ve dişli konik aracı alternatif değişiyor.Tane boyutunu önemli ölçüdeazaltmıştır ve parametrelerin etkisi ile ilgili olarakdaha önce bahsedilen eğilim izledi. Daha eşit dağılmış partiküller ile, ortalama bir sertlik arttığı bulunmuştur. Ayrıca,sertlik matris malzemesi daha yüksekti. Ancak, Dactility muhtemelen azaltılmış bileşik ve aynıi ntermetaliklerin varlığı süneklik çekme Aşınma testleri, FSP ile işlendikten sonra matris malzemesinin aşınma performansında kayda değer bir iyileşme gösterdi. Bu çalışma, FSP geliştirilmiş aşınma ve modern mühendislik ihtiyaçlarına cevap, mekanik özelliklere sahip düşük maliyetli nano-kompozitler üretmek içinyararlı bir araç
olarak kullanılabilir göstermiştir.Ayrıca,bu çalışmanin sonuc lari gerekli malzemeleri üretmek için malzeme mühendislerine bir kılavuz olarak hareket edecektir. Anahtar Kelimeler:Sürtünmekarıştırmaişleme, Mekanik özellikler, Mikroyapı, Xrd, SEM, Sertlik, Çekme, Nano-toz, kompozitTiN, Al7075, SürtünmeengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringFriction weldingFriction Stir ProcessingMechanical propertiesMicrostructureXrdSEMHardnessTensileWearNano-powdercompositeTiNAl 7075Experimental Investigations on the Mechanical Properties and Microstructure of Al7075-TiN Nano-Composite Formed by Friction Stir ProcessingmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/37322018-05-31T23:01:01Zhdl_11129_15İlkan, Mustafa (Co-Supervisor)Egelioğlu, Fuat (Supervisor)Salimizad, Maziar2018-05-31T10:37:59Z2014-092014-09Salimizad, Maziar. (2014). Experimental Investigation of the Effect of Absorber Plate Temperature on Double Slope Inclined Solar Water Desalination Still. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3732Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Mustafa İlkan, Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.Solar energy can be used for potable water production from brackish water. In this
study the effect of the absorber plate temperature on the inclined solar water
desalination having double sloped cover (DS-ISWD) performance was
experimentally studied. The DS-ISWD system with net cavity area of 1.5 m2 was
constructed and it has two slope glazing; each inclined 250 and four spray jet nozzles
were installed at equal intervals within the DS-ISWD. The experience gained form
the operation of spray jet solar desalination at the Eastern Mediterranean University,
N. Cyprus has revealed the importance of feeding water volume on the system
performance. The DS-ISWD system with four jet sprays was tested with different on
set temperatures of 40, 45, 50, 55, 60o C in spring (April). The maximum daily yield
achieved was 3.85 kg/day m2 when the absorber plate temperature was kept at 55oC.
The fresh water yield at 40, 45, 50, 55, and 60oC absorber plate temperatures were
3.6, 3.71, 3.72, 3.85 and 3.68 kg/day m2 respectively. It was observed that when the
onset temperature was set 65oC the pump was not in operation after 14:00 hrs. This
indicates that the absorber plate temperature was less than 65oC so the system stops
generating fresh water after 14:00 hrs. Therefore, the 65 oC plate temperature was
ignored in spring tests. The daily average efficiency of DS-ISWD system was
observed to be 33.8% for 55oC set-point temperature. The effect of continuous water
spraying on the DS-ISWD productivity was also examined. When the absorber plate
was at 40oC the pump operated continuously i.e., the feedwater was continuous.
The experiments were also conducted in July and the optimum absorber temperature
was found to be 65oC with 4.2 kg/day m2 of fresh water production. At 60oC the
pump operated continuously and the fresh water production was 5% less than the optimum whereas, the production was decreased by 5% when the absorber plate was at 70oC.
From the obtained results it can be concluded that the performance of the DS-ISWD depends on the absorber plate temperature. The DS-ISWD performance also depends on the solar insolation, feedwater temperature, sprayed water size and other climatic parameters.
Keywords: Potable water, inclined solar water desalination, absorber plate temperature, thermal efficiencyÖZ :
Güneş enerjisi tuzlu sudan içme suyu üretimi için kullanılabilir. Bu çalışmada, absorber levha sıcaklığının, eğimli güneş su arıtma (EGSA) sisteminin performansına etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Net alanı 1.5 m2 olan 25o eğimli iki cam örtülü EGSA sistemi yapılmıştır; dört püskürtme nozulu EGSA içerisine eşit aralıklarla monte edildi. Doğu Akdeniz Üniversitesi'nde püskürtme başlıkları kullanılarak güneş su arıtımasında kaznılan deneyimlerden giriş suyu hacminin EGSA sistem performansına olan önemi ortaya konmulmuştur. Dört püskürtme nozullu EGSA sistemi ilkbaharda (Nisan) absorber plakası ayarlanan farklı sıcaklıklarda 40, 45, 50, 55, 60°C pompa çalıştırılarak test edildi. Maksimum günlük verim plaka sıcaklığı 55oC olduğu günde 3.85 kg/gün m2 olarak elde edildi. Absorber plaka sıcaklıkları 40, 45, 50, 55, ve 60oC ye ayarlandığı zaman arıtılmış su üretimi sırasıyla 3.6, 3.71, 3.72, 3.85 ve 3.68 kg/gün m2 idi. Absorber sıcaklığı 65oC ayarlandığında pompanın saat 14:00 ten sonra çalışmadığı ve su arıtması olmadığı gözlemlendi, bunun nedeni absorber levha sıcaklığının saat ikiden sonra 65oC az olmasıdır. Bu nedenle, 65oC levha sıcaklığı ilkbahardaki testlerde göz ardı edildi. EGSA sistemin 55°C levha sıcaklığındaki ortalama günlük verimliliği %33.8 olduğu görülmüştür. Sürekli su püskürtmenin EGSA üretimine etkisi incelendi. Absorber levha sıcaklığı 40oC ayarlandığı zaman pompanın sürekli çalıştığı gözlemlendi, yani giriş suyu süreklidir.
Deneyler Temmuz ayında da yapıldı ve optimum levha sıcaklığı 65oC olup elde edilen günlük tatlı su 4.2 kg/gün m2 dir. 60oC levha sıcaklık ayarında pompa sürekli
çalıştı ve üretim optimum üretimden %5 daha azdı, absorber levha sıcaklığı 70oC ayarlandığında üretimin optimuma göre %5 azaldı.
Elde edilen sonuçlara göre, EGSA nın performansı absorber levha sıcaklığına, bağlı olduğu sonucuna varılabilir. EGSA nın performansı aynı zamanda güneş radyasyonuna, giriş suyunun sıcaklığına, püskürtülen su damlalarının büyüklüğüne ve diğer iklim a parametrelerine de bağlıdır.
AnahtarKalimeler: İçilebilir su, eğimli güneş su arıtma, absorber levha sıcaklığı, ısıl verimlilik.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSaline water conversion - Solar energy - Desalination of waterHeat engineeringPotable waterinclined solar water desalinationabsorber plate temperaturethermal efficiencyExperimental Investigation of the Effect of Absorber Plate Temperature on Double Slope Inclined Solar Water Desalination StillmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/37012018-05-29T23:00:53Zhdl_11129_15Özada, NerimanAl-Khaffaf, Ammar Tareq Najeeb2018-05-29T12:36:27Z2014-102014-10Al-Khaffaf, Ammar Tareq Najeeb. (2014). Simulation of the Knee Joint Motion by Stewart Platform . Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3701Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assist. Prof. Dr. Neriman Özada.The knee is one of the most commonly studied human body joints in the field of biomechanics. Biomechanical knee joint studies aim to understand joint mechanics by utilizing kinematics and dynamics. Understanding the mechanics of intact joints provides insight into the mechanics of injured, deteriorated and reconstructed joints and help to improve current technologies in the field of orthopedics. The aim of this project is to model a Steward Platform (SP) with six degrees of freedom (6DOF) based on the kinematics of anatomic knee joint. The constructed inverse kinematics equations for the SP can then predict the anatomic knee joint kinematics and major knee joint ligaments length changing. The model of the SP was used to perform the knee joint kinematics motion within a certain range of movement between 0° to 30° flexion. This application leads to investigate the similarity between the changes in the platform actuator leg lengths and the knee joint ligament lengths. The initial lengths of the platform actuator legs were adjusted to 170 mm at 0° joint flexion. Then the platform angle changes were applied to extend it up to 30° flexion angle through taking into account the center of mass (COM) of the SP. The COM of the platform was assumed as the COM of the tibia bone of the knee joint and based on the kinematic movement of the platform the lengths of actuator legs were analyzed.
From the constructed inverse kinematics equations, the SP mimicked the anatomic knee joint kinematics and the platform actuator legs predicted the anatomic knee joint ligament length changes. It was found that the lengths of the platform actuator legs varied with knee joint flexion angles during the platform motion. Also it was seen that between 0° to 30° flexion, the platform performed valgus rotation dominantly and the
actuator leg lengths decreased which represented the Anterior Cruciate Ligament (ACL), Medial Collateral Ligament (MCL), and Lateral Collateral Ligament (LCL). The average changes of the platform actuator legs were found as 0.119% for actuator leg 1, 0.035% for actuator leg 2, 0.1285% for actuator leg3, 0.1285% for actuator leg4, 0.035% for actuator leg5 and 0.119% for actuator leg6.
The current findings were compared with the literature data and the kinematics of the SP and the changes in the platform actuator legs were validated. The total time of the analysis and the simulation took two hours. Using modelling based study such as the SP model can provide an insight into the biomechanics and the orthopaedics field to reveal the knee joint kinematics and ligament length changes without using cadavers or invasive experiments.
Keywords: Stewart platform, Kinematics, Knee, Biomechanics.ÖZ :
Diz eklemi, biyomekanik alanında en fazla çalışılan insan eklemlerinden biridir. Biyomekanik alanındaki diz eklemi çalışmaları kinematik ve dinamik kullanılarak eklemin mekaniğini anlamak için yapılmaktadır. Sağlam eklem mekaniğini anlamak, yaralı, bozulan ve yenilenen diz eklemlerinin de mekaniklerini anlamaya ve ortopedi alanındaki teknolojileri geliştirmeye yardım eder. Bu projenin amacı, altı serbestlik derecesi olan diz eklemi kinematiğini sağlayabilen Steward Platform`u (SP) modellemektir. SP için kurulan ters kinematik denklemler hem anatomik diz eklemi kinematiğini hem de diz liflerinin veya bağlarının uzama ve kısalmalarını öngörebilecektir. Kurulan SP modeli ve kinematik denklemler, platformun 0° ile 30° arasındaki bükülme hareketini sağlaması için kurulmuştur. Bu aralıktaki bükülme hareketi, platformun hem anatomik diz kinematiğini hem de diz bağlarının uzama ve kısalmalarını çalışmak için yararlı olmuştur. Diz bağlarının uzunluk değişikliklerini ölçmek için kullanılacak olan platform bacaklarının başlangıç uzunlukları 0° de 170 mm olarak ayarlandı. Daha sonra platformun kütle merkezi baz alınarak, platformun açısı 30° olacak şekilde hareket ettirildi ve bacaklardan elde edilen uzunluk değişiklikleri kaydedildi. Platformun kütle merkezi, anatomik kaval kemiğinin kütle merkezi olarak uygulandı ve analizler de bu kütle merkezine göre yapıldı. Yapılmış olan analizlere göre, kurulan ters kinematik denklemler, platformun anatomik diz eklemi kinematiğini ve diz bağlarının uzunluk değişikliklerini taklit edebilecek bir model olduğunu doğruladı. Elde edilen sonuçlara göre, hem taklit edilen anatomik diz kinematiğinin hem de diz bağlarının uzunluklarının 0° ile 30° arasında değişiklikler gösterdiği de gözlendi. Bunun yanında, 0° ile 30° bükülme hareketinde, platformun valgus hareketini de yoğun olarak gerçekleştirdiği ve platform bacaklarının kısalma
gösterdiği belirlendi. Bu kısalmaların da dizdeki ön çapraz bağ, iç yan bağ ve dış yan bağı temsil ettiği anlaşıldı. Platform bacaklarının ortalama uzunluk değişiklikleri bacak 1 için 0.119%, bacak 2 için 0.035%, bacak 3 için 0.1285%, bacak 4 için 0.1285%, bacak 5 için 0.035% ve bacak 6 için 0.119% olarak elde edildi. Elde edilen sonuçlar daha önce yayınlanan çalışmalardaki veriler ile karşılaştırıldı ve platform kinematiği ile platform bacaklarının uzama ve kısalmaları geçerlilik kazandı. Toplam analiz ve simülasyon süresi iki saat sürdü.
Sonuç olarak SP gibi modelleme bazlı çalışmalar biyomekanik ve ortopedi alanlarına, kadaver ve fiziksel deneylere gerek duyulmadan, diz ekleminin kinematiği ve bağların hareketlerine ışık tutabilir ve pekçok çalışmaya da öncü olabilir.
Anahtar Kelimeler: Stewart platform, Kinematik, diz, biyomekanik.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringBiomechanicsStewart platformKinematicsKneeBiomechanicsSimulation of the Knee Joint Motion by Stewart PlatformmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/38772018-06-21T23:01:13Zhdl_11129_15Egelioğlu, Fuat (Co-Supervisor)Aldabbagh, Loay (Supervisor)Nowzari, Raheleh2018-06-21T10:34:06Z2014-092014-09Nowzari, Raheleh. (2014). Experimental Study on a Solar Air Heater with Various Perforated Covers and Bed Heights. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3877Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2014. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Loay Aldabbagh, Co-Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.In this study, the thermal performance of the single and double pass solar air heaters
with normal glass cover, Plexiglas cover, quarter and half perforated covers were
investigated experimentally. In this system, the conventional absorber plate was
replaced with fourteen steel wire mesh layers. The solar air collector was tested with
four different perforated covers. On two perforated covers the holes were made on
the first quarter at the top side of the cover in an area of 100 × 36 cm2
. On the other
two covers, half of the cover area (i.e. 100 × 72 cm2
) on the top side was perforated.
The holes made on one of the quarter and one of the half perforated covers had the
center-to-center distance (dc) of 20D (6cm) and on the other two covers dc was 10D
(3cm). D was the hole diameter that is fixed to be 0.3cm. The air mass flow rate was
varied between 0.011 kg/s and 0.037 kg/s. The solar collector was also tested with
three different bed heights (3, 5.5 and 8cm) in order to examine the effect of duct
height on the efficiency of the air heater. The height of upper channel was 2cm in
double pass collector. In this research the effects of different mass flow rates, various
perforated covers and different bed heights on the outlet temperature and thermal
efficiency were studied.
The obtained results show that as the mass flow rate increases, the thermal efficiency
also increases but the temperature difference between the outlet and inlet air, ΔT,
decreases. The efficiency of the double pass collector with glass cover was always
greater than the single pass collector with the same cover by 5 - 22.7% for the same
air mass flow rates. In case of solar air heater with the quarter perforated cover, it
was found that, the efficiency of the air heater with the 10D quarter perforated cover is slightly higher than the one with 20D quarter perforated cover for both single and
counter flow collectors and that is because the 10D cover was cooler than 20D cover
during the tests and this reduces the heat lost from 10D cover to the ambient.
It was found that the solar air heater with quarter perforated cover reaches to higher
ΔT than with the half perforated or normal Plexiglas cover. At mass flow rate (ṁ) of
0.032 kg/s, the maximum efficiency of the double pass solar collector with quarter
perforated covers 20D and 10D were, 57.60% at 13:00h and 60.49% at 15:00h,
respectively while at the same ṁ, for the same collector with half perforated covers
20D and 10D the maximum value of efficiency obtained were 52.66% at 12:00h and
57.93% at 15:00h, respectively.
The results show that the thermal efficiency of the solar air heater decreases by
increasing the bed height of the collector. The collector with duct height of 3cm was
shown higher performance compared with the one with bed height of 5.5 or 8 cm.
Keywords: Solar air heater, perforated cover, packed bed, thermal efficiencyÖz: Bu çalışmada, normal cam örtülü, pleksiglas örtülü, çeyrek ve yarı delikli örtülü tek
ve çift geçişli güneş hava ısıtıcılarının ısıl performansı deneysel olarak incelenmiştir.
Bu sistemde, geleneksel emici levha, on dört çelik tel örgü tabaka ile değiştirildi.
Güneş hava kolektörü dört farklı delikli örtü kullanılarak test edildi. İki örtüde
delikler örtünün üst çeyreğindeki 100 × 36 cm2
lik alana açılmıştır. Diğer iki örtüde,
örtü alanını üst yarısı (100 × 72 cm2
) delinmiştir. Çeyrek ve yarı alanı delinen iki
örtünün deliklerinin merkezden-merkeze uzaklıkları (dc) 20D (6 cm) diğer iki
örtünün deliklerinin merkezden-merkeze uzaklıkları ise 10D (3 cm) dir. D delik çapı
olup 0.3 cm olarak sabitlendi. Hava debisi 0.011 kg/s ve 0,037 kg/s arasında
değiştirilmiştir. Güneş kolektörü, kanal yüksekliğinin hava ısıtıcısının verimliliğine
etkisini incelemek amacıyla üç farklı kanal yüksekliğinde (3, 5.5 ve 8 cm) test
edilmiştir. Üst kanal yüksekliği çift geçişli kolektörde 2 cm dir. Bu araştırmada
farklı kütle akış hızlarının, çeşitli delikli örtülerin ve kanal yüksekliklerinin çıkış
sıcaklığına ve ısıl verimliliğine olan etkileri çalışılmıştır.
Elde edilen sonuçlara göre kütle akış hızı arttıkça ısıl verimlilik artar, ancak çıkış ve
giriş havası arasındaki sıcaklık farkı, ΔT, azalır. Aynı hava kütle akış hızı için cam
örtülü çift geçişli kolektörün verimliliği, aynı örtülü tek geçişli kolektörün
verimliliğinden % -22.7 daha büyüktür. Çeyrek delikli örtülerde,10D çeyrek delikli
örtülü hava ısıtıcısının verimliliği tek ve çift geçişlerde 20D çeyrek delikli ötülü hava
ısıtıcısının verimliliğinden daha yüksek bulunmuştur, bunun nedeni, yapılan testlerde
10D çeyrek delikli örtünün 20D çeyrek delikli örtüye göre sıcaklığının daha düşük
olmasından dolayı çevreye olan ısı kaybını azaltmasına bağlanmaktadır. Çeyrek delikli örtülü güneş hava ısıtıcısının, yarı delikli veya normal pleksiglas
örtülü hava ısıtıcılarına göre daha yüksek ΔT ye ulaştığı tespit edilmiştir. Kütle akış
hızı (𝑚����̇) 0.032 kg/s olduğunda, 20D ve 10D çeyrek delikli örtülü hava ısıtıcısında
maksimum verimlilik saat 13:00 ve 15:00 da sırasiyle %57.60 ve %60.49 dur; Aynı
kolektör için 20D ve 10D yarı delikli örtü kullanıldığında hava ısıtıcısındaki
maksimum verimlilik saat 12:00 ve 15:00 da sırasıyla %52.66 ve %57.93 tür.
Sonuçlar, güneş hava ısıtıcısının ısıl verimliliğiin kolektör kanal yüksekliğini artması
durumunda azaldığını göstermektedir. (Kanal yüksekliği 3 cm olduğunda elde edilen
ısıl verimlilik 5,5 veya 8 cm kanal yüksekliği kullanıldığında elde edilen ısıl
verimliliklerden daha yüksektir).
Anahtar kelimeler: Güneş hava ısıtıcısı, delikli örtü, gözenekli yatak, ısıl verimlilikengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar EnergyHeatingAir HeaterSolar air heaterperforated coverpacked bedthermal efficiencyExperimental Study on a Solar Air Heater with Various Perforated Covers and Bed HeightsdoctoralThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/37942018-06-19T23:01:06Zhdl_11129_15Egelioğlu, Fuat (Co-Supervisor)Atikol, Uğur (Supervisor)Ghazal, Maher2018-06-19T11:01:16Z2015-022015-02Ghazal, Maher. (2015). Experimental Innovation and Performance Assessment of a Solar HDD System. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3794Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Co-Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu, Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.The solar humidification dehumidification desalination (HDD) systems described in
the literature have four main components, namely, the air heater, the water heater, the
humidifier, and the dehumidifier. The heating of air and water are carried out in
thermal solar collectors. These components physically occupy a considerable amount
of space and the performances of the HDD systems still possess room for
improvement.
In the present work a novel humidification mechanism is developed, in which the
processes of water and air heating and humidifying are contained in the same unit,
giving opportunity to designing smaller sized HDD systems. The unit is essentially a
solar collector filled with water. Air is driven in the form of bubbles while some
water vapor mixes with it. By the time bubbles reach the outlet of the unit at the top,
it is possible to have almost 100% relative humidity.
The solar unit was designed and constructed using the experience gained from a
preliminary experiment conducted in the laboratory. In this experiment air was
charged through a sparger that was immersed in water and located at the bottom of
the humidifier. The experiment was performed under different configurations. Water
temperature, air mass flow rate, water level, and the pitch distance between the holes
in the spargers are the variables under which the humidification unit was tested.
Higher water temperature, higher air mass flow rate, and higher water level resulted
in the highest performance when the pitch distance was 10 mm. In an attempt to increase the performance of the unit, intermediate bubble regeneration stages were
added. As a result, significant increase in the humidification effectiveness of the unit
was observed. The number of bubble regeneration stages for obtaining the maximum
humidification effectiveness at any temperature and air flow rate was found to be
eight. The effectiveness of the humidification process at a water level of 40cm with 8
bubble-regeneration stages was 100%.
Experiments of the solar unit were conducted under the weather conditions of North
Cyprus. Outlet air approaches saturation and its temperature is found to reach the hot
water temperature in the collector (thus increasing the vapor carrying capacity).
Moreover, the effectiveness of the humidification process is found to be maximized.
The system is capable of producing 15kg/m2 of fresh water per day. The normalized
production of the system is compared with different pilot and commercial scale solar
systems. It is found that the present design has a superior performance.
Keywords: Solar Desalination, HDD, Bubble regeneration, Heat and Mass Transfer,
GORÖz: Literatürde anlatılan güneş enerjili nemlendirme-nemalma damıtma sistemlerinin
dört ana elemanı vardır, bunlar, hava ısıtıcısı, su ısıtıcısı, nemlendirici, ve nem
alıcıdır. Hava ve su ısıtması güneş termal kolektörleri ile yapılmaktadır. Bu
elemanlar fiziksel olarak önemli yer kaplamaktadırlar ve nemlendirme-nemalma
damıtma sistemlerinin performansları geliştirilmeye uygundur.
Bu çalışmada yeni bir nemlendirme mekanizması geliştirilmiştir, burada su ve hava
ısıtması ile nemlendirme işlemleri aynı ünite içerisinde yapıldığından küçük boyutlu
nemlendirme-nemalma damıtma sistemlerinin tasarımına fırsatı verildi. Ünite esas
olarak su ile doldurulmuş bir güneş kolektörüdür. Hava kabarcıklar halinde
sürülürken içerisine bir miktar su buharı karışır. Kabarcıklar üst kısımdaki ünitenin
çıkışına ulaştığında, bağıl nemin hemen hemen %100 olması mümkündür. Güneş
ünitesi laboratuvarda yapılan ön deneylerden elde edilen deneyimlerden tasarlanıp
inşa edilmiştir. Bu deneyde hava su içerisine daldırılan nemlendiricinin alt
kısmındaki süzgeçten geçirilerek tahrik edildi. Deney farklı konfigürasyonlarda
yapıldı. Nemlendirme ünitesi, su sıcaklığı, hava kütle akış hızı, su seviyesi, ve
süzgeçlerdeki delikler arasındaki perde mesafesi değişkenlerine göre test edildi.
Süzgeç delikleri arasındaki mesafe 10 mm iken yüksek su sıcaklığı, yüksek hava
kütlesi debisi ve yüksek su seviyesi en yüksek performans verdi. Ünitenin
performansını artırmak için bir ara kabarcık yenileme aşaması ilave edildi. Bunun
sonucu olarak, cihazın nemlendirme etkinliğinde önemli bir artış gözlenmiştir.
Herhangi bir sıcaklık ve hava akış hızında en yüksek nemlendirme etkinliğini elde etmek için kabarcık rejenerasyon aşamalarının sayısı sekiz olarak bulunmuştur.
Sekiz kabarcık-rejenerasyon aşaması ile 40cm’lik su seviyesinde nemlendirme
sürecinin etkinliği% 100 idi.
Güneş ünitesinin deneyleri Kuzey Kıbrıs hava koşullarında yürütülmüştür. Çıkış
havası doymuş ve sıcaklığı kollektördeki suyun sıcaklığına ulaştığı bulunmuştur.
Ayrıca, nemlendirme işleminin verimliliğinin maksimize olduğu bulundu. Sistem
günde 15 kg/m2 taze su üretme yeteneğine sahiptir. Sistemin normalize üretimi
farklı pilot ve ticari ölçekli güneş enerjisi sistemleri ile karşılaştırıldı. Mevcut
tasarımın üstün performansa sahip olduğu bulunmuştur.
Anahtar kelimeler: Güneş su damıtma, Nemlendirme-nemalma arıtma, kabarcık
rejerasyonu, ısı ve kütle transferi, kazanç-verim oranıengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringWaterPurificationEnergy consumptionSaline water conversionRenewable energy sourcesSolar DesalinationHDDBubble regenerationHeat and Mass TransferGORExperimental Innovation and Performance Assessment of a Solar HDD SystemdoctoralThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/37782018-06-18T23:01:13Zhdl_11129_15Atikol, UğurSharifishourabi, Moslem2018-06-18T11:40:03Z2016-072016-07Sharifishourabi, Moslem. (2016). Energetic and Exergetic Analysis of a Solar Organic Rankine Cycle with Triple Effect Absorption System. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3778Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2016. Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.As the population increases, the energy demand increases and this requires to
develop new and alternative technologies such as wind, solar, biomass, and
geothermal for meeting the demands. There was a significant increase in the study of
multi-generation energy systems in the last decades, in order to decrease
consumption of non-renewable energy sources and optimize more viable and
economical energy production. A multi-generation system is a process used to
produce three or more different outputs, such as hydrogen, electricity, cooling, hot
water, heating, fresh air and water with the same input energy sources.
In this thesis, a new multi-generation energy system is proposed based on solar
energy. Solar energy is applied by feeding an Organic Rankine Cycle (ORC) which
is then used to supply hot water to the buildings as well as electric current to the
electrolyser with the aim of production hydrogen and also using in the building. A
triple effect absorption system is utilized to produce cooling, heating, and dry air.
A comprehensive thermodynamic analysis is defined, and the effects of various
operating conditions and configurations on the output are analyzed. The results show
that the system has an exergetic utilization factor of 0.6 and an energetic utilization
factor of 2.61 based on generating electricity of 427kW. Also the energetic and
exergetic COP of absorption chiller are determined to be 1.16 and 0.24, respectively.
In the proposed system, the energetic and exergetic efficiency of Organic Rankine
Cycle are 21.08% and 33.98, respectively. The extracted numbers from the system
analysis in comparison with previous studies, validate the system performance under the defined initial parameters. So by analyzing the obtained results, it has become a
necessity to decrease the system’s irreversibility and increase the energy and exergy
efficiencies to reach a high efficient system. All modeling and thermodynamic
analysis have been done by Engineering Equation Solver (EES) software.
Keywords: Absorption System, Multi-generation System, Energy, Exergy,
EfficiencyÖz: Dünya nüfusu arttıkça, enerji talebi artmakta ve gerekli rüzgar, güneş, biyokütle ve
jeotermal gibi yeni alternatif enerji kaynakları ön plana çıkmaktadır. Ekonomik
fizibilitesi daha uygun olan daha uygun ve ekonomik enerji üretimini optimize etmek
için yenilenebilir olmayan enerji kullanımını azaltmak için kayda değer sayıda
çalışmalar yapılmıştır. Çok üretimli sistemler tek bir enerji kaynağndan, hidrojen,
elektrik, soğutma, sıcak su, ısıtma, taze hava ve su gibi üç veya daha çok çıktının
sağlandığı bir işlemdir.
Bu tezde, güneş enerjisine dayalı çok üretimli yeni bir enerji sistemi önerilmektedir.
Güneş enerjisi hidrojen üretimi amacıyla elektroliz kullanarak ve aynı zamanda
binada kullanmak için bina ve elektrik sıcak su temini için bir Organik Rankine
Çevrimini (ORC) beslemek için uygulanmıştır. Bir üçlü etkili abzorpsiyonlu sistem,
soğutma ısıtma ve kuru hava üretmek için kullanılmıştır.
Kapsamlı bir termodinamik analizi tanımlanmş olup çıktılar üzerinde farklı işlem
koşulları, etkileri ve konfigürasyonları analiz edildi. Sonuçlara göre sistemin elektrik
üretim kapasitesi 427kW olduğunda, ekserjetik kullanım faktörü 0.6 olup enerji
kullanım faktörü ise 2.61 dir. Ayrıca soğutma sistemine ait enerji ve ekserji COP
değerleri sırasıyla 1.16 ve 0.24 olarak belirlenmiştir. Önerilen sistemde, enerjik ve
ekserjetic verim Ornagik Rankine Cevriminde sirasiyla %21.08 ve %38.98 dir.
Sistem analizlerinden elde edilen değerler daha önceki çalışmalarla
karşılaştırıldığnda sonuçların geçerli olduğu kanaatine varılmıştır. Ayrıca analizden
elde edilen sonuçlarda, irreversibilitileri azaltmak ve verimlilikleri artırmak sureti ile sistemi optimize etmek bir gereklilik olmuştur. Bütün modelleme ve termodinamik
analizler Engineering Equation Solver (EES) yazılımı kullanılarak yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Önleme Sistemi, Çoklu nesil Sistemi, Enerji, Ekserji,
Verimlilik.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar energyPower resourcesSustainable developmentAbsorption SystemMulti-generation SystemEnergyExergyEfficiencyEnergetic and Exergetic Analysis of a Solar Organic Rankine Cycle with Triple Effect Absorption SystemmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/37862018-06-19T23:01:04Zhdl_11129_15Hacışevki, HasanAlimoradiyan, Hamed2018-06-19T08:28:54Z2016-072016-07Alimoradiyan, Hamed. (2016). Design of Integrated Geothermal- Solar Based System for Multigenerational Needs in a District Energy System Application. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3786Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2016. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.The current thesis proposes an integrated geothermal based multi-generation system
including the triple effect LiBr/water absorption system (TEAS), organic Rankine
cycle (ORC), air-conditioning system (dehumidification with cooling) and an
electrolyzer. The aim of this system is to supply six outputs comprising heating,
cooling, dry air, hot water, hydrogen, and power. All the simulations are done by
Engineering Equation Solver software (EES). By inputting 500K geothermal water,
the energetic and exergetic overall utilization factors (Ɛen and Ɛex) for the completely
multi-generation cycle would be 2.467 and 1.097, respectively. A parametric study
was conducted indicating that a rise in the environment (ambient) temperature from
295K to 320K leads to an accumulative trend for exergetic coefficient of
performance (COPex) while energetic coefficient of performance (COPen) remains
constant in TEAS. While, the evaporator temperature rises from 274K to 279K, there
is a downward trend for COPen and COPex (from 1.491 to 1.479 and 0.3525 to
0.3145, respectively) as well as Ɛen and Ɛex. By raising the geothermal temperature
from 400K to 500K, Ɛen and Ɛex will increase from 2.354 to 2.467 and from 1.055 to
1.105, respectively. Moreover, the rise in geothermal temperature will upsurge the
rate of hydrogen production as well as the heat rate in hot water production from
0.004873L/s to 0.005944L/s and from 8.365kW to 112.9kW, respectively. Moreover,
environmental impacts, as one of the most designing parameter, are analyzed to find
the system irreversibility (exergy destruction) and exergy losses. The parametric
simulation is done to check the system in term of environmental suitability. In
addition, a comparative study shows that using multi-generation cycle with higher COPen and COPex in comparison with conventional systems is more feasible to
design for reaching the six outputs.
Keywords: Geothermal, Multi-generation, Energy, Exergy, Overall Utilization
Factor, Exergoenvironmental Impact Factors.Öz: Bu çalışma çoklu jenerasyon sistemi ile üçlü etkili LiBr/su absorbsiyon sisteminin
(TEAS) birleştirilmiş organik Rankin döngüsü (ORC), klima sistemi ( soğutma ile
nem alma ) ve elektrolizer ile jeotermal tabanlı sistemlerin birleştirilmesini
öngörmektedir. Bu sistemin amacı elde edilmesidin adet sonucun: ısıtma, soğutma,
kuru hava, sıcak su, hidrojen ve gücün. 500K derecede jeotermal suyun enjekte
edilmesi ile genel enerjik ve ekzerjik kullanım faktörleri (Ɛen ve Ɛex) sırası ile 2.467
ve 1.097 olacaktır. Üçlü etkili LiBr/su absorbsiyon sisteminin (TEAS) yapılan
parametrik çalışma çevre ısısının 295K den 320K’e çıkması ekzerjik performans
katsayısının (COPex) arttığını ancak enerjik performans katsayısının (COPen) ise
sabit kaldığını göstermiştir. Dolayısı ile çevre sıcaklığı arttığında Ɛen sabit kalırken
değişen her jeotermal kütle akışında Ɛen artacaktır, Bunun yanında buharlaştırıcı
sıcaklığı 274K den 279K’e arttığında COPen ve COPex ( 1.491 den 1.479’a
ve 0.3525 den 0.3145’e ) ayrıca Ɛen ve Ɛex sırası ile azalır. Soğutma yükü de
413.18kW’dan 410.4kW değerine düşerken klima sisteminde yoğunlaşan su miktarı
artmaktadır. Jeotermal sıcaklığı 400K den 500K’e yükseltmekle Ɛen 2.354 den 2.467
ye ve Ɛex 1.055 den 1.105 ye sırası ile artacaktır. Ayrıca jeotermal sıcaklıktaki
yükselme hidrojen üretim oranı 0.004873L/s den 0.005944L/s ye, sıcak su
üretimindeki ısı oranını 8.365kW dan 112.9kW’a artıracaktır. Bunların yanında çevre
etkisi de en önemli tasarım parametrelerinden biridir ve sistem
geridönüşümsüzlüğünü ( ekzerji imhası ) ve ekzerji kayıplarını bulmak için analiz
edilmiştir. Sistemin çevresel uygunluğu için parametrik simülasyon yapılmıştır. Ek
olarak yapılan mukayese çalışması göstermiştir ki yüksek COPen ve COPex li çoklu generasyon döngüsü konvansiyonel sisteme göre istenen altı sonuca varmada daha
uygulanabilir görülmektedir.
Anahtar kelimeler: Jeotermal, Çoklu jenerasyon, Enerji, Ekzerji, Genel kullanım
faktörü ve Ekzergoçevre faktörü.engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar EnergyGeothermalMulti-generationEnergyExergyOverall Utilization FactorExergoenvironmental Impact FactorsDesign of Integrated Geothermal- Solar Based System for Multigenerational Needs in a District Energy System ApplicationmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/38502018-06-20T23:01:58Zhdl_11129_15Hacışevki, HasanAzizi, Farshid2018-06-20T12:37:56Z2016-092016-09Azizi, Farshid. (2016). Numerical Research of Flow Structures Behind Bluff Bodies in Tandem Arrangement. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3850Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2016. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Hasan Hacışevki.In this research flow structures that are in downstream regions of two flat plates which
are inclined in tandem positions have been examined. Different gap ratio of
0.5<g/D<2.0 that are between plates have also been examined for their impacts on the
wake structures and the frequency for shedding vortex. Also, various angles of attack
between the ranges of 45-90 degrees have been investigated to depict their impacts on
the wake region in terms of shedding frequency and Strouhal number variation. The
width of the flat plate which was investigated had a Reynolds number based on 33000.
Computational Fluid Dynamics (CFD) codes ANSYS/FLUENT 13.0® was used to
simulate the flow around the flat plates. The equations of shear stress transport 𝑘���� − 𝜔����
model and Reynolds Stress Model (RSM) were considered as solution techniques. But
since, the validity of any theoretical prediction can only be assessed in practice, the
comparison was done between numerical data and achieved data from the experiments,
for both cases based on literature.
Keywords: CFD, Vortex Shedding, Incoherent Products, Bluff bodies in tandemÖz: Bu çalışmada arka arkaya belirli bir açı ile yerleştirilmiş iki adet düz plakanın
arkasındaki akış özelliklerinin araştırılması yapılmıştır. Plakalar arasında değişik
aralık oranlarının 0.5 < g/D < 2.0.Aralığında dalga yapıları ve sarmal frekansları
üzerindeki etkilerida araştırılmıştır. Ayrıca 45 – 90 dereceler arasında atak açısının
dalga bölgesinde sarmal frekensı ve Strouhal sayısının değişimine olan etkileri
araştırılmıştır. Plaka genişliğine bağlı olan Reynolds sayısı 33000 olarak
seçilmiştir.Bilgisayar destekli Akışkanlar Dinamiği ( CFD ) kodları
ANSYS/FLUENT 13.0 programı kullanılarak plakalar etrafındaki akış simüle
edilmiştir. Çözüm tekniği olarak kesme gerilimi denklemleri, k – w ve Reynolds
stress modellemeleri kullanılmıştır. Sonuçların geçerliliği ve sağlanması literatüre
bağlı olan nümerik ve deneysel sonuçlar ile mukayese edilmiştir.
Anahtar kelimeler: CFD, Sarmal olusum, incoherent ürünler, ardışık gövdeler,engEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringFluid MechanicsCFDVortex SheddingIncoherent ProductsBluff bodies in tandemNumerical Research of Flow Structures Behind Bluff Bodies in Tandem ArrangementmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/38802018-06-21T23:01:13Zhdl_11129_15Atikol, UğurSaleh, Selah Siraj2018-06-21T11:26:09Z2017-072017-07Saleh, Selah Siraj. (2017). Feasibility Analysis of 5, 8 and 10 kW Grid-Connected Photovoltaic Systems in Saudi Arabia. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/3880Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2017. Supervisor: Prof. Dr. Uğur Atikol.In Recent years, Kingdom of Saudi Arabia (KSA) have shown interest in introducing
renewable technologies at a larger scale. Residential sector consumes about 50% of
the country’s total electricity production. Therefore, introducing PV technology in
residential sector could aid the country to tackle its fast growing power demand, and
carbon emission problem.
The present study, examines the financial viability of Grid-Connected Residential
Photovoltaic (GCPV) systems in the Kingdom of Saudi Arabia. Economic assessment
have been carried for several grid-connected PV capacity. We analyze the potential
energy generation and cost effectiveness for hypothetical 5, 8, and 10 kWh PV sizes
under several financial scenarios. Renewable Energy Project Analysis Software
(RETScreen) has been employed to evaluate the PV models. The results show that,
residential PV system is infeasible at the current electricity tariff. It has been estimated
that electricity tariff has to increase at least by 750%, or by 350% (with 50% of the
capital investment provided by government as incentive) for GCPV to be cost
effective. However, providing feed in tariff at a rate of 100$/MWh for GCPV owners
seems more financially attractive. In addition, installing 5, 8, and 10 kW PV capacity
could avoid 6, 10, and 12 tons of CO2, from being released to the atmosphere,
respectively. In general, several economic, political and social issues need to be
resolved, in order to create a successful market for PV technology in KSA.
Keywords: Photovoltaic system, Feasibility analysis, RETScreen softwareÖz: Son yıllarda, Suudi Arabistan Krallığı (SAK) yenilenebilir enerji teknolojilerini daha
büyük ölçekte kullanıma sunmak için çaba sarfetmektedir. Konut sektörü ülkenin
toplam elektrik üretiminin yaklaşık %50’sini tüketmektedir. Bu nedenle, konut
sektöründe fotovoltaik (PV) teknolojisinin kullanılması ülkenin hızlı büyüyen güç
talebi ve karbon emisyon problemini çözmeye yardımcı olabilir.
Bu çalışma Suudi Arabistan Krallığındaki Şebekeye Bağlı Konut Fotovoltaik (GCPV)
sistemlerinin ekonomik olurluğunu incelemektedir. Şebekeye bağlı ve çeşitli
kapasiteye sahip olan fotovoltaiklerin ekonomik değerlendirmesi yapılmıştır. Birkaç
finansal senaryoda, varsayımsal 5, 8 ve 10 kW PV sisteminin potansiyel enerji
üretimini ve maliyet etkinliği analiz edilmektedir. PV modellerini değerlendirmek için
Yenilebilir Enerji Projesi Analiz Yazılımı (RETScreen) kullanılmıştır. Önerilen PV
Sistemlerinin uygulanması, gerek hükümet gerekse de ev sahibi açısından
incelenmiştir. Sonuçlar, konut PV sisteminin karbon emisyon azaltımına katkıda
bulunacağını göstermektedir. Bununla birlikte, SAK’da PV sistemi için başarılı bir
pazar oluşturmak ekonomik ve sosyal zorluklarla sınırlandırılmıştır. Yapılan hesaplara
göre, GCPV’nin uygun maliyetli olması için elektriğin tarifesinin en az %750
artırılması gerekmektedir. Hükümet bu konuda yatırım yapacaklara %50 katkıda
bulunsa bile elektriğin tarifesi en az %350 artırılırsa GCPV sisteminin ekonomik
olurluğu olur. GCPV sistemi sahiplerine en cazip gelebilecek uygulama 0.1$/kWh’dan
belirlenen şebeke besleme tarifesidir. Ayrıca, 5, 8 ve 10 kW’lık kapasiteli sistemlerin
kurulumu yılda sırasıyla 6, 10, 12 tonluk CO2 salınımını azaltmaktadır. Genel olarak, PV teknolojisi için başarlı bir Pazar oluşturmak için bir çok ekonomik, siyasi ve
toplumsal konuların SAK’ta çözülmesi gerekir.
Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik sistem, ekonomik analiz, RETScreen yazılımengEastern Mediterranean University (EMU) - Doğu Akdeniz Üniversitesi (DAÜ)info:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar Energy EngineeringPower resourcesSustainable developmentPhotovoltaic power generationPhotovoltaic systemFeasibility analysisRETScreen softwareFeasibility Analysis of 5, 8 and 10 kW Grid-Connected Photovoltaic Systems in Saudi ArabiamasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/41002019-05-03T23:01:53Zhdl_11129_15Hussain, Tahir Abdul (Co-Supervisor)Hussain, Ghulam (Supervisor)Saadieh, Abdel Salam2019-05-03T05:34:49Z2015-062015Saadieh, Abdel Salam. (2015). Submerged Machining of Steel and Aluminum. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/4100Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Co-Supervisor: Assist. Prof. Dr. Tahir Abdul Hussain, Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ghulam Hussain.Machining is the process of removing material in the form of chips. It is the most widely used technique in manufacturing. It especially comes into play when specific dimensions and surface properties are required. One of the most important forms of machining is milling. This procedure can take place in either dry or submerged environment. Many parameters can be controlled during milling, and they affect the quality of the obtained surface.
This study considers milling in a submerged environment. The cutting fluid used is useful in reducing friction and heat generated during the process. Two types of materials are used for work-pieces: Steel CK45, and Aluminum Al6015. The study investigates the effect of five parameters on the roughness and hardness of the machined surface. These parameters are depth of cut, spindle speed, feed rate, tool size, and number of cuts. The effect of each parameter alone is studied by conducting a series of experiments where one parameter is varied while the remaining four are kept constant. Many researchers conducted studies about this topic in order to optimize the cutting parameters and obtain the best surface properties. Other studies focused on creating models that predict the surface roughness for a given set of parameters.
In this study, it was found that a smaller depth of cut is better for the surface roughness (a value of 0.4 mm is recommended for both steel and aluminum). The feed rate is also recommended to be kept at a smaller value because a higher feed rate leads to a larger cutting force and more surface roughness. This is specially
iv
significant for aluminum. The optimal value for the feed rate was found to be 1000 mm/min. For better surface quality, the high spindle speed is required, and low speeds are not to be used in order to avoid failure in the milling. In these experiments, failure occurred at a speed of 1000 rpm while the best roughness was achieved at 4000 rpm for both materials. Fewer cuts are encouraged since they consume less time and produce better surface roughness. Specifically, two cuts lead to the best surface quality in both steel and aluminum. Finally, smaller cutting tools are advised for lower roughness values. The best to use is a small size tool while the large one caused failure due to the formation of large irregular chips.
For steel, the combination that yielded the lowest roughness value was speed = 4000 rpm, feed rate = 1000 mm/m, depth of cut = 0.6 mm, number of cuts = 1, tool size = 12 mm. For this combination, Ra = 0.5 μm.
As for aluminum, the combination that yielded the lowest roughness value was speed = 4000 rpm, feed rate = 1000 mm/m, depth of cut = 0.6 mm, number of cuts = 2, tool size = 50 mm. For this combination, Ra = 0.3 μm.
Keywords: Chips, Milling, Submerged, Friction, Heat, Steel, Aluminum, Roughness, Hardness, Feed rate, Depth of cut, Speed, Number of cuts, Tool diameter, CK45, Al6015.ÖZ:
Makine isleminde parcanin cips şeklinde uzerinden alınması işlemidir.uretim alaninda en cok kullanilan islemdir.bu islem ozellikleolculendirilmesi hassas olan ve yuzey ozellikleri gerekmekte olan parcalar icin kullanilir.En onemli makina islemlerinden birisi frezedir.Bu islem hem kuru yuzeyde hemde sulu yuzeyde yapilabilir.Bu islem boyunca bircok sey kontrol edilebilir ve kaliteli yuzeyler elde edilir.
Bu islem frezenin su icinde yapilmasini arastiriyor.Kesme sivisi surtunmeyi azaltmak icin faydali ve uretilen maddenin daha fazla isinmamasini saglar.Parcalar iki tip malzemeden olusmaktadir.celik CK45 ve aliminyum AL6015.Bu calisma bes tane etkenin uzerine arastirilmistir.Bunlar kesme bicagin donme hizi, ilerleme hizi,bicak olcusu ve kesme sayisi.Her etkenin tesiri arastirilmasi; bazi deneyler yapilarken parametlerden birisi degisitirilmis diger dordu sabit kalmistir.Arastirmacılar optımum kesım parametrelerını bulmak ıcın ve en iyi yuzey özelliklerini elde etmek için arastırmalar yapmıslardır. Genel olarak diğer çalışmalar parçaların yüzey pürüssüzlüğü üzerine yapılmıştır.Parametlerin etkisine odaklanılmıştır.
Bu çalışmada, küçük kesme derinlikleri daha iyi yüzey pürüssüzlüğünü elde etme yöntemleri bulunmaktadır. İlerleme hızının küçük olması önerilmektedir.Çünkü yüksek ilerleme hızları daha fazla kesme gücüne ve daha kötü yüzey elde etmemize sebep olur.Bu özellikle aliminyum için önemlidir.İlerleme hızı için optimum değer 1000mm/dk.Daha iyi yüzey kalitesi için yüksek kesme hızı gereklidir ayrıca düşük hızda frezede hataları azaltmak için kullanılmamaktadır.Bu deneyde hataların
vi
genelde 1000rpm hızda en iyi yüzeyin ise 4000rpm’de olduğu iki farklı parçada deneyler test edilmiştir.Az kesimle üretilen parçalara daha az zaman harcanılmış ve daha iyi yüzsey pürüssüzlüğü elde edilmiştir.Özellikle iki defa kesilen parçalarda en iyi yüzey pürüssüzlüğü elde edilmiştir.Bu parçalar aliminyum ve çeliktir.Düşük yüzey kalitesi elde etmek için küçük kesme bıcaçları kullanılmaktadır.Küçük boyutlu bıçaklar, büyük boyutlu bıçaklara göre daha kullanışlıdır çünkü büyük boyutlu bıcaklar daha büyük çapakları oluşturuyor buda daha büyük hatalara sebebiyet veriyor.
Çelik için en düşük pürüssüzlük değeri elde etmek için bu kombinasyon gerekmektedir; 4000rpm, ilerleme hızı 1000rpm kesme derinliği 0.6mm, kesim sayısı 1, bıçak büyüklüğü 12mm.Bu kombinasyon bize Ra=0.5μm verir.
Aluminyum için en düşük pürüssüzlük değeri elde etmek için bu kombinasyon gerekmektedir.Hız 4000rpm, ilerleme hızı 1000rpm, kesme derinliği 0.6mm, kesim sayısı 2, bıçak büyüklüğü 50mm.Ra=0.3μm.
Anahtar Kelemeler: cips, frez, su icinde, sürtünme, isi, celik, aluminyum, purusuzluk, sertlik,kesme hizi, kesme derinligi, hiz, kesme sayisi, bicak olcumu, CK45, AL6015.engEastern Mediterranean University EMUinfo:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringMachiningChipsMillingSubmergedFrictionHeatSteelAluminumRoughnessHardnessFeed rateDepth of cutSpeedNumber of cutsTool diameterCK45Al6015Submerged Machining of Steel and AluminummasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/41282019-05-03T23:01:51Zhdl_11129_15İlkan, Mustafa (Co-Supervisor)Egelioğlu, Fuat (Supervisor)Abusamra, Ahmed Fayez Ibrahim Taha2019-05-03T11:34:21Z2015-032015Abusamra, Ahmed Fayez Ibrahim Taha. (2015). Concentrated Photovoltaic (PV) Cogeneration Systems. Thesis (M.S.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/4128Master of Science in Mechanical Engineering. Thesis (M.S.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2015. Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Mustafa İlkan, Supervisor: Prof. Dr. Fuat Egelioğlu.Solar photovoltaic (PV) technology systems utilize solar energy to generate
electricity. The increment in PV cell's operating temperature causes a significant
reduction in the electrical efficiency. In this thesis, a water cooling system was
combined with a PV module to construct a type of collectors known as hybrid
photovoltaic/thermal (PV/T) collector. PV/T collector operates as a cogeneration
system by converting solar energy into electrical energy and thermal energy
simultaneously. A concentrating photovoltaic/thermal (CPV/T) collector was then
formed by concentrating sunlight onto the collector surface using a set of ordinary
flat mirrors to generate more electricity and thermal output at minimal costs.
Performance of the CPV/T collector was investigated experimentally and compared
with a PV module used as reference. The reference PV module was an ordinary i.e. it
was neither concentrated nor cooled. The experimental investigation was conducted
in January under climatic conditions of Northern Cyprus. By using two mirrors, the
CPV/T collector produced a maximum electrical power output of 32.55 W which is
2.17 times the 15 W rated power of the PV module under standard test conditions
(STC) and maximum thermal energy output of 126.23 Wh. When three mirrors were
used, the maximum electrical power output was found to be 49.74 W which is 3.3
times the PV rated power and maximum thermal energy output of 189.35 Wh.
Keywords: Photovoltaic, CPV/T collector, Electrical power, Thermal energy.ÖZ:
Güneş fotovoltaik (FV) teknolojisi sistemleri, güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren sistemlerdir. FV hücresindeki çalışma sıcaklığının artışı, elektrik verimliliğinde önemli azalmaya neden olur. Bu çalışmada, bir su soğutmalı sistem ile FV modül kombine edilerek hibrit fotovoltaik/termal (FV/T) olarak bilinen kolektör oluşturuldu. Kojenerason sistemi olarak çalışan FV/T kolektörü güneş enerjisini hem elektrik hem termal enerjiye dönüştürmektedir. Elektrik ve termal enerji üretimini minimum maliyetle artırmak için bir dizi düz ayna kullanılarak kolektör yüzeyine güneş ışınlarını konsantre eden konsantre fotovoltaik/termal (KFV/T) kolektör oluşturuldu. KFV/T kolektörün performansı deneysel olarak incelendi ve referans olarak kullanılan, bir FV modülünün performansı ile karşılaştırıldı. Referans olarak kullanılan FV modüle güneş ışığı konsantresi veya soğutma uygulanmadı. Deneysel inceleme Kuzey Kıbrıs iklim koşullarında Ocak ayı içerisinde gerçekleştirildi. İki ayna kullanılarak oluşurulan KFV/T kolektöründen elde edilen 32.55 W maksimum güç, referans olarak kullanılan ve standard test koşulunda 15W nominal gücü olan modülden 2.17 kat fazladır ve elde edilen maksimum termal enerji 126.23 W saat’tır. Üç ayna kullanıldığı zaman KFV/T kolektöründen elde edilen 49.74 W maksimum güç, referans FV’nin nominal gücünün 3.3 katıdır, ve elde edilen maksimum termal enerji 189.35 W saat’tır.
Keywords: Fotovoltaik, KFV/T kolektör, Elektrik enerjisi, Termal enerji.engEastern Mediterranean University EMUinfo:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringPhotovoltaic power generation-Solar energyPhotovoltaic power systems-Photovoltaic power generationPhotovoltaicCPV/T collectorElectrical powerThermal energyConcentrated Photovoltaic (PV) Cogeneration SystemsmasterThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
oai:i-rep.emu.edu.tr:11129/41482019-10-11T23:01:59Zhdl_11129_15İlkan, Mustafa (Co-Supervisor)Egelioğlu, Fuat (Supervisor)Vaziri, Roozbeh2019-10-11T05:53:18Z2016-102016Vaziri, Roozbeh. (2016). Experimental Investigation of Perforated Glazed Transpired Solar Air Heaters. Thesis (Ph.D.), Eastern Mediterranean University, Institute of Graduate Studies and Research, Dept. of Mechanical Engineering, Famagusta: North Cyprus.http://hdl.handle.net/11129/4148Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. Thesis (Ph.D.)--Eastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering, 2016. Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Mustafa İlkan, Supervisor: Prof. Dr. Fuat EgelioğluIn this experimental study, performances of a novel type solar air heater, perforated glazed
solar air heater (PGSAH), and a black coloured unglazed transpired solar air heater
(UTSAH) was surveyed. The current study involves two series of experiments. The first
series of experiments are accomplished on single pass perforated glazed solar air heaters
(SPGSAHs) with different inner colours which have no absorber plates inside the
collectors. The second series of experiments have been carried out on double pass
perforated glazed solar air heater with packed beds (DPGSAHPB) which are used as
absorber plates. The thermal performances of SPGSAH having different inner collector
colours, DPGSAH with packed beds and UTSAH were investigated experimentally in this
study. Moreover, in order to compare the performances of the PGSAHs and UTSAH, two
PGSAHs having perforated plexiglas glazing were constructed and a UTSAH with black
coloured perforated sheet metal utilized as an absorber plate was constructed. The
diameters of the holes of plexiglas covers and sheet metal cover were 3 mm and the pitch
distance was 30 mm. The fans sucked ambient air into the collectors through the
perforated plexi glass in the PGSAHs. The thermal efficiency and outlet temperature of
collectors were obtained between various mass flow rates of 0.014 and 0.036 kg/s. It was
inferred from results that highest value of thermal efficiency and temperature differences
were obtained using green and black PGSAHs in first series of experiments and DPGSAH
which utilizes iron wools as packing material in second series of experiments. The results
indicated that the thermal efficiencies of UTSAHs were lower than the PGSAHs thermal
efficiencies. The maximum values of thermal efficiencies for black, green, blue, red,
violet, light yellow and white SPGSAHs are found 85%, 84%, 76%, 65%, 61%, 54% and 55% respectively, at same mass flow rate, the highest thermal efficiency for UTSAH was 50%. Moreover, the average thermal efficiency for DPGSAH with iron wools and DPGSAH with mesh layers are 81.9 %, 75% respectively for air mass flow rate 0.036 kg/s. The highest temperature differences (ΔT) observed were 17.9℃, 17.3℃, 15.4℃ for black, green and blue SPGSAHs respectively for air mass flow rate of 0.024 kg/s. Furthermore, the maximum ΔT for DPGSAH with iron wools is obtained around 29.1℃ at a minimum mass flow rate of 0.014 kg/s. Within specified range of air mass flow rates from 0.014 to 0.036 kg/s, the thermal efficiency of PGSAH enhanced when the air flow rate was increased. As expected, the results demonstrate that thermal efficiencies of PGSAHs were increased if packed bed materials were employed or the collectors were painted by dark colours. The thermal efficiency and outlet air temperature of the DPGSAHPB was greater than the SPGSAH for the same mass flow rates. The DPGSAHPB which utilizes iron wools as packing material had better thermal performance than the DPGSAHPB with mesh layers used as packing material.
Keywords: Renewable energy, perforated glazed solar air heater, transpired solar air heater, double pass, thermal efficiency, collector coloursÖZ:
Bu deneysel çalışmada, yeni tip bir güneşli hava ısıtıcısı, delikli geçirgen örtülü güneş hava ısıtıcısı ve siyah renkli delikli yutuculu geçirgen örtüsüz güneş hava ısıtıcısının performansları araştırılmıştır. Bu çalışma iki dizi deney içermektedir. Deneylerin ilk serisi tek geçişli, delikli geçirgen örtülü, farklı kollektör renkleri olan ve yutucu plakası olmayan güneş hava ısıtıcılarında gerçekleştirildi. İkinci deney serisi, çift geçişli delikli geçirgen örtülü, yutucu plaka yerine dolgu malzemesi kullanılan güneş hava ısıtıcıları için gerçekleştirildi. Bu çalışmada tek geçişli delikli geçirgen örtülü, farklı renkli kollektörleri olan hava ısıtıcıları ve çift geçişli delikli geçirgen örtülü, yutucu plaka yerine dolgu malzemesi kullanılan güneş hava ısıtıcılarının ısıl performansları deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca, delikli geçirgen örtülü güneş hava ısıtıcısıları ve siyah renkli delikli yutuculu geçirgen örtüsüz güneş hava ısıtıcısının performanslarını kıyaslamak için, iki adet delikli pleksiglas örtülü güneş hava ısıtıcısı ve yutucusu delikli siyah metal levha örtü olan geçirgen örtüsüz bir adet hava ısıtıcısı üretildi. Plexiglas ve metal levha üzerindeki delik çapları üç mm, delikler arasındaki mesafe 30 mm idi. Dış hava sürekli olarak delikli pleksiglastan kollektör içerisine fan ile emildi. Değişen hava kütle akış hızlarında 0.014 - 0.036 kg/s kollektörlerin ısıl verimlilikleri ve hava çıkış sıcaklıkları elde edildi. Birinci deney serisinde en yüksek ısıl verimlilik ve hava çıkış sıcaklığı kollektörleri siyah ve yeşil olan delikli pleksiglas örtülü güneş hava ısıtıcılarında elde edildi. İkinci deney serisinde en yüksek ısıl verimlilik ve hava çıkış sıcaklığı demir yünü dolgulu çift geçişli delikli pleksiglas örtülü güneş hava ısıtıcısında elde edildi. Sonuçlar siyah renkli delikli yutuculu geçirgen örtüsüz güneş hava ısıtıcılarının ısıl verimliliği, delikli geçirgen örtülü güneş
hava ısıtıcısılarına göre daha az olduğunu göstermektedir. Kollektörleri siyah, yeşil, mavi, kırmızı, mor, açık sarı ve beyaz olan tek geçişli delikli pleksiglas örtülü güneş hava ısıtıcısında elde edilen en yüksek ısıl verimlilik 0.036 kg/s hava akış hızında sırasıyla, %85, %84, %76, %65, %61, %54 ve %55 idi, aynı hava akış hızında siyah renkli delikli yutuculu geçirgen örtüsüz güneş hava ısıtıcılarının ısıl verimliliği %50 idi. Ayrıca, çift geçişli delikli pleksiglas örtülü demir yünü dolgulu ve tel örgü katmanlı güneş hava ısıtıcılarında ortalama verimlilik 0.033 kg/s hava akış hızında sırasıyla %81.9 ve %75 idi. Tek geçişli delikli pleksiglas örtülü siyah, yeşil ve mavi kollektörlü güneş hava ısıtıcılarında elde edilen en yüksek ani sıcaklık değişimi 0.014 kg/s hava akış hızında sırasıyle 17.9 ℃, 17.3 ℃, 15.4 ℃ idi. Ayrıca, demir yünü dolgulu çift geçişli delikli pleksiglas örtülü güneş hava ısıtıcısında elde edilen en yüksek ani sıcaklık değişimi 0.024 kg/s hava akış hızında yaklaşık 29.1℃ idi. Belirtilen 0.014 - 0.036 kg/s hava akış hızı aralığında, delikli geçirgen örtülü güneş hava ısıtıcılarının ısıl verimliliği hava akış hızının artırılması ile artmaktadır. Beklendiği gibi delikli geçirgen örtülü güneş hava ısıtıcılarının kollektörlerinin koyu renkli olması veya kollektörde dolgu malzemesinin kullanılması ısıl verimliliği artırmaktadır. Aynı hava hızlarında çift geçişli delikli pleksiglas örtülü malzeme dolgulu güneş hava ısıtıcısında elde edilen ısıl verimlilik ve ani sıcaklık değişimi tek geçişli delikli pleksiglas örtülü güneş hava ısıtıcısından elde edilenden daha yüksektir. Çift geçişli delikli pleksiglas örtülü demir yünü malzeme dolgulu güneş hava ısıtıcısının ısıl verimliliği tel örgü katmanlı güneş hava ısıtıcısından daha yüksektir.
Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, güneş hava ısıtıcısı, delikli geçirgen örtülü güneş hava ısıtıcısı, ısıl verimlilik, çift geçişli güneş hava ısıtıcısı, kollektör renkleri.engEastern Mediterranean University EMUinfo:eu-repo/semantics/openAccessMechanical EngineeringSolar Energy-HeatingAir HeaterRenewable energyperforated glazed solar air heatertranspired solar air heaterdouble passthermal efficiencycollector coloursExperimental Investigation of Perforated Glazed Transpired Solar Air HeatersdoctoralThesisEastern Mediterranean University, Faculty of Engineering, Dept. of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering02 Faculty of EngineeringTheses (Master's and Ph.D) – Mechanical Engineering
0001-01-01T00:00:00Z/9999-12-31T23:59:59Z/hdl_11129_15/rdf/100