Gemi makine sistemlerinde termodinamik analiz ve çok kriterli karar verme yöntemleri uygulamaları
Applications of thermodynamic analysis and multi-criteria decision making methods in ship machinery systems
- Tez No: 941129
- Danışmanlar: PROF. DR. YASİN ÜST
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Gemilerde ana makineler dışında yüksek güç tüketimine sahip ve uzun süreler boyunca çalışan pek çok yardımcı makine vardır. Bu yardımcı makine ve sistem elemanlarının bir araya gelmesiyle farklı amaçlara hizmet eden gemi sistemleri, geminin performansı, verimliliği ve güvenliği açısından ayrı ayrı öneme sahiptir. Gemi sistemlerinde enerji yönetimi ve verimlilik artırma çalışmaları, yakıt tüketiminin azaltılması ve emisyon kontrolü gibi hususlarda büyük önem arz etmektedir. Özellikle günümüzde enerji verimliliği ve çevresel sürdürülebilirlik kavramları, denizcilik sektöründe giderek daha fazla dikkate alınmakta ve çeşitli mühendislik analizleriyle desteklenmektedir. Bu bağlamda, tezde gemi makinelerinin enerji kullanım etkinliğini ölçmek ve iyileştirme önerileri sunmak amacıyla termodinamik analiz yöntemleri kullanılmıştır. Termodinamik analiz yöntemleri arasında enerji ve ekserji analizleri önemli bir yer tutmaktadır. Enerji analizi, sistemdeki toplam enerji giriş ve çıkışlarını belirleyerek verimlilik hesaplamaları yapılmasını sağlar. Ekserji analizi ise enerjinin kalite düzeyini ve sistem içinde ne ölçüde faydalı bir şekilde kullanıldığını değerlendirmek için kullanılan bir yöntemdir. Ekserji kayıplarının belirlenmesi, enerji verimliliği artırıcı önlemlerin geliştirilmesine yardımcı olmaktadır. Bu analizler sonucunda, gemi makinelerinin hangi bileşenlerinde enerji kayıplarının yüksek olduğu ve verimliliğin nasıl artırılabileceği konusunda önemli veriler elde edilmiştir. Bu sistemler içerinde yer alan yüksek öneme sahip makine ve elemanların seçimi teknik gereksinim, enerji verimliliği ve maliyet etkinliği gibi sebeplerden kritik bir görevdir. Bu nedenlerle, enerji ve ekserji analizlerinin yanı sıra, gemi makine sistemlerinde kritik bileşenlerin belirlenmesi ve değerlendirilmesi amacıyla iki farklı bulanık mantık çok kriterli karar verme yöntemi uygulanmıştır. Bunlar VİKOR ve ELECTRE yöntemleridir. Çok kriterli karar verme yöntemleri, birden fazla teknik ve operasyonel kriterin dikkate alınarak en uygun seçeneğin belirlenmesine olanak sağlar. Gemi sistemleri için kritik öneme sahip makine ve elemanların seçiminde teknik gereksinimler, enerji verimliliği, maliyet etkinliği ve operasyonel güvenilirlik gibi parametreler değerlendirilmiştir. Çalışmada, karar verme sürecinin sağlıklı yürütülmesi için uzman görüşlerinden faydalanılmış ve belirlenen kriterler doğrultusunda alternatifler karşılaştırılmıştır. VİKOR yöntemi, çözüme en yakın alternatifin belirlenmesini sağlayan bir sıralama metodu olarak kullanılmıştır. ELECTRE yöntemi ise alternatifler arasında güçlü ve zayıf yönleri karşılaştırarak en uygun seçeneğin belirlenmesine yardımcı olmuştur. Bu iki yöntemden elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak, gemi makinelerinin enerji ve ekserji analizlerine dayalı olarak hangi bileşenlerin daha kritik olduğu konusunda güvenilir veriler sağlanmıştır. Sonuç olarak, bu tez çalışması, gemi ana ve yardımcı makine sistemleri üzerinde enerji ve ekserji analizlerini kullanarak sistemlerin verimliliğini artırmaya yönelik kapsamlı bir değerlendirme sunmaktadır. Aynı zamanda, çok kriterli karar verme yöntemleri ile kritik öneme sahip bileşenlerin seçimi konusunda bilimsel bir yaklaşım geliştirilmiştir. Elde edilen bulgular, gemi makinelerinin daha verimli çalışmasını sağlamak, yakıt tüketimini azaltmak ve çevresel etkileri en aza indirmek amacıyla denizcilik sektörü için önemli bir kaynak oluşturacaktır.
Özet (Çeviri)
In ships, there are many auxiliary machines that have high power consumption and operate for long periods of time, in addition to the main engines. Ship systems, which serve different purposes by combining these auxiliary machines and system elements, have separate importance in terms of the ship's performance, efficiency and safety. Energy management and efficiency increase studies in ship systems are of great importance in terms of reducing fuel consumption and emission control. Especially today, the concepts of energy efficiency and environmental sustainability are increasingly taken into consideration in the maritime sector and supported by various engineering analyzes. In this context, thermodynamic analysis methods were used in the thesis to measure the energy use efficiency of ship engines and to present improvement suggestions. Energy and exergy analyzes have an important place among thermodynamic analysis methods. Energy analysis enables efficiency calculations by determining the total energy inputs and outputs in the system. Exergy analysis is a method used to evaluate the quality level of energy and to what extent it is used beneficially in the system. Determination of exergy losses helps to develop measures to increase energy efficiency. As a result of these analyzes, important data were obtained on which components of ship engines have high energy losses and how efficiency can be increased. The selection of high-importance machines and elements within these systems is a critical task due to reasons such as technical requirements, energy efficiency and cost effectiveness. For these reasons, in addition to energy and exergy analyses, two different fuzzy logic multi-criteria decision-making methods were applied to determine and evaluate critical components in ship machinery systems. These are VIKOR and ELECTRE methods. Multi-criteria decision-making methods allow the determination of the most appropriate option by considering multiple technical and operational criteria. In the selection of critical machines and elements for ship systems, parameters such as technical requirements, energy efficiency, cost effectiveness and operational reliability were evaluated. In the study, expert opinions were used to ensure a healthy decision-making process and alternatives were compared in line with the determined criteria. VIKOR method was used as a ranking method that allows the determination of the alternative closest to the solution. ELECTRE method helped determine the most appropriate option by comparing the strengths and weaknesses among the alternatives. By comparing the results obtained from these two methods, reliable data was provided on which components were more critical based on the energy and exergy analyses of ship machinery. As a result, this thesis study provides a comprehensive assessment of ship main and auxiliary machinery systems to increase the efficiency of the systems using energy and exergy analysis. At the same time, a scientific approach has been developed for the selection of critical components with multi-criteria decision-making methods. The findings obtained will constitute an important resource for the maritime sector in order to ensure more efficient operation of ship machinery, reduce fuel consumption and minimize environmental impacts.
Benzer Tezler
- Gemilerde organik rankine çevrimine dayalı atık ısı geri kazanım sistemlerinin ileri termal analizleri ve termo-ekonomik optimizasyonu
Advanced thermal analyses and thermo-economic optimization of waste heat recovery systems based on organic rankine cycle onboard ships
MEHMET AKMAN
Doktora
Türkçe
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Havadan bağımsız tahrik sistemlerinde kullanılan oksi-yanmalı gaz türbini güç sistemlerinin termoekolojik ve termoekonomik performans analizi
Thermo-ecological and thermo-economic performance analyses of oxy-combustion gas turbine power systems used in air-independent propulsion systems
İBRAHİM ÖZSARI
Doktora
Türkçe
2021
Bilim ve TeknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN ÜST
- Deniz tipi karbon tutum sistemlerinin incelenmesi
Investigation of marine type carbon capture system
ENGİN GÜLER
Doktora
Türkçe
2025
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- A New numerical approach for the sauter mean diameter in high speed diesel engines
Yüksek devirli bir diesel motordaki yakıt damlasına ait sauter ortalama çapı için yeni bir yaklaşım
SELİM BUĞDANOĞLU
- Konteyner gemisi için tek ve iki kademeli organik rankinçevrimi ile atık ısı geri kazanımı sisteminin termodinamikanalizi
Thermodynamic analysis of waste heat recovery systemfor container ship using single and two stage organicrankine cycle
MERVE GÜL ÇIVGIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DENİZ
