Geri Dön

Yeni tip radyatörlü insansız hava araçlarında nanoakışkan kullanımının ısı transferi üzerine etkisinin incelenmesi

Investigation of heat transfer effect of nanofluid use in new type radiator unmanned aerial vehicles

  1. Tez No: 846795
  2. Yazar: ABDULSAMED GÜNEŞ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLŞAH ÇAKMAK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: İnsansız hava aracı, Nano Akışkan, Radyatör, Soğutucu akışkan, Unmanned aerial vehicle Nanofluid, Radiator, Coolant
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Fırat Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 169

Özet

Türkiye'nin insansız hava platformlardaki etkinliği arttıkça, hava hakimiyetini güçlendirmek ve milli güvenliği daha da sağlamlaştırmak önem arz etmektedir. Bu çerçevede, büyük çoğunluğu yerli olan insansız hava platformlarının mevcut ve potansiyel arızalarını gidermek için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bu bağlamda, yaptığımız çalışmada insansız hava araçlarındaki (İHA) soğutma sorunlarına odaklanan deneysel bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Çalışmamızda, geleneksel soğutma sıvıları yerine nano akışkanlar ve bunlardan türetilen hibrit ve ternary hibrit nano akışkanlar kullanılarak insansız hava aracı radyatörlerinde iyileştirmeler sağlanmıştır. Yeni tasarım radyatörler de standart radyatörlerle değiştirilerek sistemin ısı transfer kapasitesi deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, sistemin ısıl performansını arttırmaktır. Bununla beraber dolaylı olarak hava araçlarında yakıt tasarrufu ve uçuş süresine olumlu katkılar sağlanacaktır. Bu doğrultuda elde edilen sonuçlarla, bu alanda olumlu etkiler oluşturmak hedeflenmektedir. Nano akışkanların kullanımıyla elde edilen soğutma performansındaki olumlu etkilerin yanı sıra, yeni tasarlanan radyatörlerin kullanımıyla bu etkinin daha da arttığı çalışma sonuçlarıyla belirlenmiştir. Özellikle Radyatör-4'ün kullanıldığı deneylerde en üst düzeyde performans elde edilmiştir. Radyatör-4 üzerinde gerçekleştirilen deneylerde, ternary hibrit nano akışkanının kullanımıyla elde edilen sonuçlar, aynı radyatörde saf su kullanılan deneylere göre %33.05 oranında bir artış göstermiştir. Bu sonuçlar, standart olarak kullanılan Radyatör-1 üzerinde saf su kullanılan çalışmalara kıyasla %55.66 oranında bir artış sağlanmıştır. Bu gelişmeler, özellikle stratejik öneme sahip insansız hava araçları için önemli bir iyileştirmeyi temsil etmektedir. Bu tez çalışmasında insansız hava araçları soğutma sistemleri üzerine yapılan çalışmalar ile üç temel çıkarım sunulmuştur. Bu çalışmalardan birincisi günümüzde hali hazırda kullanılan radyatörün kanatçık yapılarında yapılan değişiklikler sonucu sistemin genel anlamda soğutma performansının harici çalışmalar ile arttırılabildiği belirtilmiştir. İkinci çalışma olarak içten yanmalı motor kullanılan tüm araçlar için kullanılan soğutucu akışkanlarda nano partikül kullanılarak genel anlamda soğutma performansının arttırılabileceği tüm detayları ile açıklanarak belirtilmiştir. Üçüncü çıkarım olarak soğutma sistemlerinde soğutma verimlerinin arttırılmasının, soğutma ekipmanlarında ağırlığın azaltılmasına imkan sağlaması ile birlikte özelikle hava araçları için çok önemli olan uçuş ağırlığı kriterine olumlu katkı sağlamaktadır. Bu katkı neticesinde azalan ağırlığın yerine yakıt eklenerek uçuş süresinin arttırılması veya direkt olarak faydalı yükün arttırılması gibi olumlu çıkarımları mevcuttur.

Özet (Çeviri)

As Turkey's effectiveness in unmanned aerial platforms increases, strengthening air dominance and further enhancing national security become crucial. In this context, various studies are being conducted to address existing and potential faults in unmanned aerial platforms, the majority of which are domestically produced. Within the scope of our study, an experimental investigation focusing on cooling issues in unmanned aerial vehicles (UAVs) has been conducted. In our research, improvements in UAV radiators have been achieved by using nano fluids and hybrid and ternary hybrid nano fluids derived from them, instead of traditional cooling fluids. Newly designed radiators have been experimentally examined for the heat transfer capacity of the system by replacing them with standard radiators. The primary goal of the study is to enhance the thermal performance of the system. Additionally, positive contributions to fuel efficiency and flight duration in aircraft are indirectly anticipated. The obtained results aim to create positive impacts in this field. The results indicate that the positive effects on cooling performance obtained through the use of nano fluids are further enhanced by the utilization of newly designed radiators. Particularly, experiments conducted with Radiator-4 demonstrated optimal performance. In experiments with Radiator-4, the results obtained using ternary hybrid nano fluid showed a 33.05% increase compared to experiments using pure water in the same radiator. These results represent a 55.66% increase compared to experiments using pure water in the standard Radiator-1. These developments signify a significant improvement, especially for unmanned aerial vehicles of strategic importance. The first of these researches stated that the general cooling performance of the system could be increased by external studies as a result of the changes made in the fin structures of the radiator currently used today. As a second study, it is stated in full detail that the general cooling performance can be increased by using nanoparticles in the refrigerants used for all vehicles using internal combustion engines. The third conclusion is that increasing the cooling efficiency in cooling systems allows reducing the weight of cooling equipment and contributes positively to the flight weight criterion, which is very important especially for aircraft. As a result of this contribution, there are positive implications such as increasing the flight time by adding fuel instead of the reduced weight or directly increasing the payload.

Benzer Tezler

  1. Otomobil radyatöründe TiO2 esaslı nanoakışkan kullanımının ısı transfer performansı üzerine etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect of TiO2 based nanofluid usage on heat transfer performance in automobile radiator

    SEZGİ KOÇAK SOYLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İBRAHİM ATMACA

  2. Design of miniature UWB-based antenna by employing A trI-sectional SIR feeder

    Üç bölümlü SIR besleyici kullanarak minyatür UWB tabanlı anten tasarımı

    EHAB DHEYAB HUSSEIN HUSSEIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAltınbaş Üniversitesi

    Laboratuvar Hayvanları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ BAYAT

  3. Taşıtlarda kullanılan kompakt ısı değiştirici tasarımı

    Compact heat exchanger design for vehicles

    MELİH METİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEM PARMAKSIZOĞLU

  4. Mikrodalga ablasyon sisteminde NiTi malzeme tabanlı biyoımplant anten tasarımı ve uygulamaları

    Design and applications of NiTi material based bioimplant antenna in microwave ablation system

    AHMET RİFAT GÖRGÜN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyomühendislikSüleyman Demirel Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELÇUK ÇÖMLEKÇİ

    PROF. DR. ADNAN KAYA

  5. The estimation of the thermal efficiency of panel type radiators by CFD analysis and an alternative design research to increase efficiency

    Panel tip radyatörlerin ısıl verimlerinin CFD analizi ile bulunması ve verim artışı için yeni dizaynların araştırılması

    EMİR AYDAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    EnerjiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL EKMEKÇİ