Kriyojenik basınçlı borularda kanatçık yapısının deformasyon oluşumuna etkilerinin deneysel gerilme analiz yöntemleriyle incelenmesi
Investigation of the effects of fin structure on deformation in cryogenic pressure pipes using experimental stress analysis methods
- Tez No: 919431
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED EMİN ERDİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hitit Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Kriyojenik taşıma ve depolama sistemleri, sıvılaştırılmış azot (LIN), oksijen (LOX) ve argon (LAR) gibi gazları -196 °C ve daha düşük sıcaklıklardaki aşırı soğuk şartlarda depolamak ve taşımak için tasarlanmış özel yapılardır. Bu sistemler, genellikle yüksek basınç altında çalışmakta olup aynı zamanda vakum ve süper izolasyon ile yalıtılmıştır. Kriyojenik taşıma ve depolama sistemlerinin tasarımı ve üretimi, uluslararası standartlara ve düzenlemelere uygun olarak yapılır. Kriyojenik yapının basınç, hacim, malzeme, ekipman ve güvenlik özellikleri farklı bileşenlerde değişiklik gösterebilir. Sistemin performansını ve dayanıklılığını arttırmak için malzeme ve tasarım geliştirme süreçlerinden yararlanılır. Bu çalışmada kriyojenik ortamda basınca maruz bırakılan alüminyum boruların üzerindeki kanatçık sayısının deformasyon mekanizmalarına etkileri gerinim ölçerler kullanılarak deneysel gerilme analiz yöntemleri ile incelenmiş olup optimum imalat yönteminin, kanatçık sayısının ve basınçlandırma şeklinin bulunması hedeflenmiştir. Bu amaca yönelik olarak kanatçık bulundurmayan alüminyum borular referans alınarak farklı kanatçık sayılarına göre imal edilmiş borular üzerinde farklı basınçlandırma durumlarının boru üzerinde ortaya çıkan eksenel ve teğetsel gerilmeler üzerindeki etkilerinin yanı sıra deformasyon mekanizmalarının değişimi incelenmiştir. Bu doğrultuda oluşturulan deney düzeneğinde basınç ani, kademeli ve sürekli artırılarak düzenli bir şekilde borunun belirli noktalarındaki gerilme değerleri ölçülmüş ve işlem esnasında boruda ortaya çıkan gerilmeler ve deformasyonlar incelenmiştir. Farklı kanatçık profilleri için elde edilen veriler analiz edildikten sonra karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş ve alüminyum malzemelerin kriyojenik koşullarda kullanım şartlarının ve performansının belirlenmesi açısından önemli bilgiler elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Cryogenic transport and storage systems are special structures designed to store and transport gases such as liquefied nitrogen (LIN), oxygen (LOX), and argon (LAR) in extremely cold conditions at temperatures of -196 °C and lower. These systems generally operate under high pressure and are also insulated with vacuum and super insulation. The design and production of cryogenic transport and storage systems are carried out in accordance with international standards and regulations. Pressure, volume, material, equipment and safety features of the cryogenic structure may vary in different components. Material and design development processes are used to increase the performance and durability of the system. In this study, the effects of the number and structure of fins on the deformation mechanisms of aluminum pipes exposed to pressure in a cryogenic environment were examined by experimental stress analysis methods using strain gauges, and it was aimed at finding the optimum number of fins and fin shape. For this purpose, the effects of different temperature conditions and pressure changes on the axial and tangential stresses on the pipe, as well as the changes in damage formation mechanisms, were examined on pipes manufactured according to different types and numbers of fins, using aluminum pipes without fins as a reference. In the experimental setup created in this direction, the stress values at certain points of the pipe were measured regularly by increasing the pressure instantly, gradually and continuously. The stress and deformation occurred on the pipe and fins were examined through the process. After analyzing the data obtained for different fin profiles, the data were evaluated comparatively. Important information was obtained in terms of determining the usage conditions and performance of aluminum materials in cryogenic conditions.
Benzer Tezler
- Rocket engine altitude test facility design and 1D altitude simulation of IoX/LH2 propellant rocket engine
Roket irtifa test düzeneği tasarımı ve IoX/LH2 yakıtlı roket motorunun 1D irtifa simülasyonu
İSMAİL ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FIRAT OĞUZ EDİS
- Kriyojenik basınçlı kaplarda basınç ve sıcaklığa göre malzeme seçimi ve EN-13458'e göre bilgisayar destekli tasarımı
Material selection according to pressure and temperature in cryogenic pressure vessels and computer aided design according to EN-13458
ÇİLEM BÜYÜKATİLLA
- Investigation of inner support design and analysis on the cryogenic marine tank
Kriyojenik basınçlı kaplarda iç destek tasarımının ve analizinin incelenmesi
ŞÜKRÜ AKIN TÜRKMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYKUT KENTLİ
- Yakıt pili sistemlerinde ve akış bataryalarında kullanılmak üzere ileri enerji malzemelerinin geliştirilmesi ve test edilmesi
Advanced energy materials for fuel cell systems and flow batteries
LEVENT SEMİZ
Doktora
Türkçe
2016
EnerjiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET SANKIR
DOÇ. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR
- Yüksek basınçlı polimer elektrolit membran elektrolizörlerden üretilen hidrojenin depolanması için kriyojenik yakıt tankının yapısal tasarımı ve analizi
Structural design and analysis of cryogenic fuel tank for storage of hydrogen produced from high-pressure polymer electrolyte membrane electrolyzers
EBUBEKİR TUNCAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN KAYATAŞ DEMİR