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
- Tez No: 846795
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLŞAH ÇAKMAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: İnsansız hava aracı, Nano Akışkan, Radyatör, Soğutucu akışkan, Unmanned aerial vehicle Nanofluid, Radiator, Coolant
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2018
Makine MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ATMACA
- 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
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiLaboratuvar Hayvanları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BAYAT
- Taşıtlarda kullanılan kompakt ısı değiştirici tasarımı
Compact heat exchanger design for vehicles
MELİH METİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM PARMAKSIZOĞLU
- 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
2019
BiyomühendislikSüleyman Demirel ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK ÇÖMLEKÇİ
PROF. DR. ADNAN KAYA
- 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
2009
EnerjiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL EKMEKÇİ