Mikro enjeksiyonla şekillendirmede zorlanmış taşınım esaslı soğutma sisteminin performans analizi ve optimizasyonu
Performance analysis and optimization of a forced convection-based cooling system in micro-injection molding
- Tez No: 1019234
- Danışmanlar: DOÇ. BİLAL SUNGUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Samsun Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, mikro enjeksiyon kalıplama süreçlerinde kritik bir öneme sahip olan termal yönetimin, enerji-etkin ve sürdürülebilir bir mühendislik çözümüyle optimize edilmesi hedeflenmiştir. Kalıptan çıkarma deformasyonları ve makine besleme boğazında hammadde köprüleme sorunlarını aşmak amacıyla, zorlanmış taşınım esaslı özgün bir soğutma sistemi geliştirilmiştir. Sistemin termal performansı, Teğet Mühendislik bünyesinde tasarlanan prototip mikro enjeksiyon makinesi üzerinde Arduino Mega tabanlı veri toplama modülüyle test edilmiştir. 220 °C işlem sıcaklığında; su debisi, fan sayısı ve fan devri parametrelerinin değiştirildiği 31 farklı çalışma senaryosu uygulanarak sistemin termal karakterizasyonu çıkarılmıştır. Termodinamik analizler, sadece elektrik tüketimine odaklanan klasik Enerji Verimliliği Oranı (EER) hesaplamalarının proses güvenliğini ihlal eden yanıltıcı sonuçlar ürettiğini göstermiştir. Bu problemi çözmek için, prosesin mutlak termal kısıtlarını (kalıp ve makine için 30 °C) temel alan özgün bir Efektif Enerji Verimliliği (eEER) modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen eEER modeli sonuçlarına göre; şebekeden sadece 34,8 W elektriksel güç çekerek termal kararlılığı sağlayan Deney 7 (1 fan, 1334 rpm, 3 L/dk) ekonomik optimal olarak belirlenmiştir. Çevrim süresini minimize etme hedefinde ise, 44,4 W tüketimle saniyede ortalama 582,90 W ısı transferi ile kalıp sıcaklığını tüm deneylerin en düşük sıcaklığı olan 30,75 °C'ye indiren Deney 25 (3 fan,1334 rpm, 3 L/dk) performans optimal olarak tespit edilmiştir. Sonuç olarak, kalıp sıcaklığının 30 °C-35 °C bandında tutulduğu TPE enjeksiyon proseslerinde, yüksek maliyetli ve çok enerji harcayan chiller üniteleri yerine, optimize edilmiş radyatör-fan konfigürasyonunun son derece verimli ve sürdürülebilir bir alternatif olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to optimize thermal management, which plays a critical role in micro injection molding processes, through an energy-efficient and sustainable engineering solution. To overcome demolding deformations and raw material bridging problems at the machine feed throat, a novel cooling system based on forced convection was developed. The thermal performance of the system was tested on a prototype micro injection machine, designed by Teğet Mühendislik, utilizing an Arduino Mega-based data acquisition module. The thermal characterization of the system was established by applying 31 distinct operational scenarios at a processing temperature of 220 °C, varying parameters such as water flow rate, number of fans, and fan speed. Thermodynamic analyses demonstrated that conventional Energy Efficiency Ratio (EER) calculations, which focus solely on electricity consumption, yield misleading results that compromise process safety. To address this issue, a novel Effective Energy Efficiency (eEER) model was developed, based on the absolute thermal constraints of the process (30 °C for both the mold and the machine). According to the results of the proposed eEER model, Experiment 7 (1 fan, 1334 rpm, 3 L/min), which achieves thermal stability by drawing only 34.8 W of electrical power from the grid, was identified as the economic optimum. Conversely, for the objective of minimizing cycle time, Experiment 25 (3 fans, 1334 rpm, 3 L/min) was determined as the performance optimum. This configuration reduced the mold temperature to 30.75 °C—the lowest recorded across all experiments—by achieving an average heat transfer rate of 582.90 W with a power consumption of 44.4 W. Consequently, it has been demonstrated that for TPE injection processes where the mold temperature must be maintained within the 30 °C-35 °C range, an optimized radiator-fan configuration serves as a highly efficient and sustainable alternative to chiller units, which can otherwise incur substantial operational costs and energy waste.
Benzer Tezler
- Seramik bazlı dişçilik braketlerinin üretimi
Manufacture of ceramic-based dental brackets
GÖKHAN AYBASTI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Diş Hekimliğiİstanbul Arel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TOPUZ
- Cu-ZnO katkılı polimer matrisli kompozitlerin üretimi ve antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi
Production of Cu-ZnO doped polymer matrix composites and investigation antibacterial properties
GÖKCE MORAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNEM ÇEVİK
- Polipropilen / etilen-alfa-olefin kopolimer harmanlarının fiziksel ve reolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of physical and rheological properties of polypropylene / ethylene-alpha-olefin copolymer blends
ALP ALPARSLAN
Doktora
Türkçe
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DURMUŞ
- Hidromagnezit-huntit (HH) kullanarak güç tutuşur poli (laktik asit) esaslı kompozit malzeme üretimi ve sinerjik etki çalışmaları
Production of flame retardent based poly (lactid acid) composite material using hidromagnesite–huntite (HH) and synergic effect studies
AYŞEGÜL ERDEM
Doktora
Türkçe
2022
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET DOĞAN
- Manufacturing of polymer/metal macro composites by plastic injection molding and investigating the effects of process parameters
Plastik enjeksiyon yöntemi ile polimer/metal makro kompozitlerin imalatı ve işlem parametrelerinin incelenmesi
BURAK YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MİHRİGÜL EKŞİ ALTAN