Deneysel akışkanlar mekaniğinde su tüneli tasarımı
Deneysel akişkanlar mekani̇ği̇nde su tüneli̇ tasarim
- Tez No: 1010507
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ARİF ÖZGÜR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kütahya Dumlupınar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı, deneysel su tünellerinin temel yapısal özelliklerini, çalışma prensiplerini ve birçok farklı mühendislik alanlarındaki kullanım biçimlerini kapsamlı bir biçimde incelemelerin sonucunda, eğitim amaçlı tasarım yaparak bir kısmının imalatını gerçekleştirmektir. Su tünellerinde temel amaç, akışkanın belirli bir hızda ve doğrultuda hareket ettirilerek test bölgesine yerleştirilen modelin üzerindeki etkilerin ölçülmesidir. Bu sistemler genellikle kapalı ve açık sistem olmak üzere ikiye ayrılır. Kapalı devre su tünelleri; akışkanın sistem içinde sürekli döndüğü, dış ortamla temasın olmadığı sistemlerdir. Enerji verimliliği ve deney koşullarının tekrar edilebilmesi en önemli özellikleridir. Kapladığı alan ve maliyeti çok yüksektir. Açık devre su tünelleri ise; tercihimiz olan sistemde dış ortamdan alınan suyun filtre cihazından geçirilerek tüneli girip, deney sonrası tahliye edildiği sistemlerdir. Tünel tasarımı fikrine karar verildiğinde, ilk olarak literatür taraması yapılmıştır. Maalesef su tüneli ile alakalı çok fazla çalışma bilgisi bulunmamaktadır. Bu deney düzenekleri konusunda zorlayıcı bir başlangıca sebebiyet vermiştir. Su tüneli eğitim amaçlarına uygun olarak tasarlanmıştır. Akış çeşitlerini sorunsuz bir şekilde yakalayabileceğimiz tasarımlar incelenmiş, mühendislik bilgi birikimlerimiz doğrultusunda harmanlanmış bir model üretilmiştir Su tüneli tasarımına yönelik temel mühendislik ilkeleri ele alınarak, hidrolik performans, yapısal dayanıklılık ve ekonomik verimlilik kriterleri doğrultusunda kapsamlı bir değerlendirme yapılmıştır. Açık devre prensibiyle çalışan sistem, 2 m × 0.7 m × 0.5 m boyutlarında cam bir tank, PVC merkez kanal, değişken debili bir su pompası ve akış yönlendirici elemanlardan oluşmaktadır. Yapısal elemanlarda çelik, cam malzeme ve paslanmaz çelik tercih edilerek uzun ömürlü ve stabil bir deney ortamı sağlanmıştır. Cam, akrilik veya şeffaf PVC'ye göre üstün optik netlik, çizilme ve bulanıklık direnci sunduğundan görsel deney kalitesi açısından tercih edilmiştir. İmalat sürecinde, etkili yapıştırıcı ve sızdırmazlık malzemeleri kullanılarak toplam maliyet 3.250 – 3.750 USD aralığında tutulmuştur. Sistem, ayarlanabilir akış hızları ile farklı Reynolds sayılarında görsel ve nicel deneylere olanak sağlamaktadır. Şase statik hesabı yapılarak ortam koşullarına en uygun imalat yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to comprehensively investigate the fundamental structural features, operating principles, and various engineering applications of experimental water tunnels, and to design and partially manufacture an educational water tunnel based on these findings. The primary purpose of water tunnels is to measure the effects on a model placed in the test section by directing the fluid at a specific velocity and direction. These systems are generally divided into two types: closed and open systems. Closed-circuit water tunnels involve continuous fluid circulation within the system without external contact, offering high energy efficiency and repeatable experimental conditions. However, they require significant space and cost. Open-circuit water tunnels, which were selected for this study, involve water being drawn from the external environment, filtered, passed through the tunnel, and discharged after the experiment. Upon deciding on the tunnel design concept, a literature review was conducted. Unfortunately, limited information was available regarding water tunnels, which posed challenges at the initial stage. The water tunnel was designed for educational purposes within the available resources. Designs capable of effectively capturing various flow types were examined, and a model was developed by integrating engineering knowledge. A comprehensive evaluation was conducted based on fundamental engineering principles for the water tunnel design, considering hydraulic performance, structural durability, and economic efficiency. The open-circuit system consists of a glass tank measuring 2 m × 0.7 m × 0.5 m, a PVC central channel, a variable-flow water pump, and flow-directing components. Structural elements such as steel, glass, and stainless steel were used to ensure a durable and stable experimental environment. Glass was chosen over acrylic or transparent PVC due to its superior optical clarity, scratch resistance, and resistance to clouding, enhancing the quality of visual experiments. During the manufacturing process, effective adhesives and sealing materials were used, keeping the total cost between 3,250 and 3,750 USD. The system supports adjustable flow velocities ranging, enabling visual and quantitative experiments at various Reynolds numbers. Static calculations for the chassis were performed to ensure suitability for environmental conditions.
Benzer Tezler
- Ters basınç gradyanı altındaki türbülanslı sınır tabakanın aktif kontrolün deneysel ve sayısal incelenmesi
An experimental and numerical investigation of active control of an adverse pressure gradient turbulent boundary layer
ALTAN YÜCEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DUYGU ERDEM
- Tuzlu su desalinasyonunda yapay zeka kullanımı
Application of artificial intelligence in saltwater desalination
RABİYA KARALI TÜRKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMANUR AYDINALP PENÇE
- A Store release problem: viscous flow calculations withale description using moving deforming finite elemnents
Yük bırakma problemi: Hareketli değişken sonlu elemanlar kullanarak K-L-E tanımıyla viskoz akış çözümleri
AYDIN MISIRLIOĞLU
Doktora
İngilizce
1998
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLGEN GÜLÇAT
- Dönen bir silindirin, arkasında bulunan tekli ve çoklu silindirlerde ısı geçişine etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation on the effect of heat transfer in single and multiple cylinders behind a rotating cylinder
MURAT DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. COŞKUN ÖZALP