Geri Dön

Suyla yağlamalı polimer gemi stern tüp yataklarının tribolojik performansının farklı yiv tasarımlarıyla iyileştirilmesi

Improving the tribological performance of water lubricated polymer ship stern tube bearings with different groove designs

PDF İndir

  1. Tez No: 951328
  2. Yazar: MUSAB ÇULLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİM KOVACI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 67

Özet

Amaç: Son zamanlarda çevre bilincinin artması ve yeni yasal önlemlerin yürürlüğe girmesi, çevre dostu teknolojilere olan ilginin artmasına neden olmuştur. Çevre dostu teknolojilere artan ilgi, özellikle gemi inşa sektöründe geleneksel petrol türevi madeni yağla yağlanan yataklar yerine suyla yağlanabilen polimer yatakların kullanımının da artmasını sağlamıştır. Su ile yağlamalı polimer yataklar; çevre dostu olmasının yanı sıra, mineral yağla yağlanan yataklara nazaran düşük maliyet, yüksek korozyon direnci, titreşimi sönümleyebilme ve sınırlı yağlama rejimlerinde iyi çalışabilmesi gibi birçok avantaja sahiptir. Ancak pratik uygulamalarda son dönemlerde, bu tür yataklarda hızlı aşınma ve yatak burç aşınmasından kaynaklı şaft arıza vakaları sıklıkla meydana gelmektedir. Bu çalışmada, farklı yiv tasarımları kullanılarak suyla yağlanabilen polimer stern tüp yatakların uzun süreli ve güvenli çalışmasını sağlamak için hidrodinamik yük taşıma kapasitesi açısından en yüksek ve sıvı kayma gerilmesi açısından en düşük olan yatak modelinin araştırılması amaçlanmıştır. Yöntem: Yiv geometrisi sabit tutularak yivlerin yatağa göre pozisyonu, sayısı ve yönlenmesi gibi parametreler kullanılarak SOLIDWORKS yazılımı ile 15 adet farklı yiv tipine sahip yataklar modellenmiştir. Akabinde polimer yatak ile pervane şaftı arasında kalan yağlama sıvısı formunun ANSYS Fluent yazılımı ile Reynolds sınır şartları uygulanarak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (Computational Fluid Dynamics-CFD) analizleri gerçekleştirilmiştir. Bulgular: Polimer stern tüp yataklarda kullanılan soğutma ve silt giderme yivlerinin sayısı, yatağa göre pozisyonu ve eksenel veya helisel durumu gibi parametrelerin yatağın hidrodinamik yük taşıma kapasitesini ve sıvı kayma gerilmesini önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Şaftın dönüş yönüne bağlı olarak yatağın alçak sıvı film basınç bölgesine yerleştirilen yivlerin yatağın hidrodinamik yük taşıma kapasitesini artırırken yatağın yüksek sıvı film basıncının oluştuğu bölgeye yerleştirilen yivlerin yatağın hidrodinamik yük taşıma kapasitesini azalttığı görülmüştür. Yatağa göre pozisyonu ve sayısı fark etmeksizin yatak burçlarına yerleştirilen helisel yivlerin sıvı kayma gerilmesini artırdığı, bu nedenle helisel yivlerin yatak performansını düşürdüğü görülmüştür. Yatağın yüksek sıvı film basıncının tam karşısına yerleştirilen eksenel yivlerin ise yatağın sıvı kayma gerilmesini azalttığı, bu nedenle yatak performansını artırdığı görülmüştür. Sonuç: Farklı yiv tasarımları kullanılarak yatağın hidrodinamik yük taşıma kapasitesinin artırılabildiği ve yatakta oluşan sıvı kayma gerilmesinin azaltılarak yatağın performansının iyileştirilebildiği sonucuna varılmıştır. Hidrodinamik yük taşıma kapasitesi açısından en iyi yatak modelinin yatağın sadece alçak basınç bölgesine saat yönü ve saat yönü tersine helisel yiv yerleştirilerek elde edilen eşkenar dörtgen desenli yatak modeli (Model-14) olduğu, sıvı kayma gerilmesinin en düşük olduğu, dolayısı ile yatak performansının en iyi olduğu yatak modelinin ise yatağın sadece alçak basınç bölgesine eksenel yiv yerleştirilen yatak modeli (Model-13) olduğu görülmüştür. Yatak optimizasyonu kapsamında hidrodinamik yük taşıma kapasitesi ve yatak performansı açısından en iyi yatak modelinin Model-13 olduğu sonucuna varılmıştır.

Özet (Çeviri)

Purpose: Recently, the increase in environmental awareness and the enactment of new legal measures have led to an increase in interest in environmentally friendly technologies. The increasing interest in environmentally friendly technologies has led to an increase in the use of water-lubricated polymer bearings instead of traditional petroleum-derived mineral oil-lubricated bearings, especially in the shipbuilding sector. Water-lubricated polymer bearings; In addition to being environmentally friendly, have many advantages over mineral oil-lubricated bearings, such as low cost, high corrosion resistance, ability to damp vibration and ability to operate well in limited lubrication regimes. However, in practical applications, rapid wear and shaft failure cases due to bearing bush wear have frequently occurred in such bearings in recent years. In this study, it was aimed to investigate the bearing model with the highest hydrodynamic load carrying capacity and the lowest fluid shear stress in order to ensure long-term and safe operation of water-lubricable polymer stern tube bearings using different groove designs. Method: Bearings with 15 different groove types were modeled with SOLIDWORKS software by using parameters such as the position, number and orientation of the grooves relative to the bearing while keeping the groove geometry constant. Then, Computational Fluid Dynamics (CFD) analyses were performed by applying Reynolds boundary conditions with ANSYS Fluent software for the lubricating fluid form remaining between the polymer bearing bush and the propeller shaft. Findings: It has been observed that the number of cooling and desilting grooves used in polymer stern tube bearings, their position relative to the bearing and their axial or helical condition, such as parameters, significantly affect the hydrodynamic load carrying capacity and fluid shear stress of the bearing. It has been observed that grooves placed in the low liquid film pressure region of the bearing, depending on the direction of rotation of the shaft, increase the hydrodynamic load carrying capacity of the bearing, while grooves placed in the region where high liquid film pressure occurs reduce the hydrodynamic load carrying capacity of the bearing. It has been observed that helical grooves placed in the bearing bushes, regardless of their position and number relative to the bearing, increase the fluid shear stress, and therefore reduce the bearing performance. It has been observed that axial grooves placed just opposite the high liquid film pressure of the bearing reduce the fluid shear stress of the bearing, and therefore increase the bearing performance. Results: It was concluded that the hydrodynamic load carrying capacity of the bearing can be increased by using different groove designs and the performance of the bearing can be improved by reducing the fluid shear stress formed in the bearing. It was observed that the best bearing model in terms of hydrodynamic load carrying capacity is the rhombic patterned bearing model (Model-14) obtained by placing clockwise and counterclockwise helical grooves only in the low pressure region of the bearing, and the bearing model with the lowest fluid shear stress and therefore the best bearing performance is the bearing model (Model-13) in which axial grooves are placed only in the low pressure region of the bearing. It was concluded that the best bearing model in terms of hydrodynamic load carrying capacity and bearing performance within the scope of bearing optimization is Model-13.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    485178

    Genesis of polymetallic (Pb-Zn-Cu±Ag±Au) mineralization at Yayladali and its environs (Manisa), Turkey

    Manisa Yayladalı (Pb-Zn-Cu±Ag±Au) polimetalik cevherleşmesinin jenezi

    KABIRU MOHAMMED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA KUMRAL

  2. Tez No

    507206

    Mudanya'nın kıyı kullanımının kentsel gelişimdeki rolü

    The role of waterfont use of Mudanya in urban development

    DİLARA İNCEOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kentsel Tasarım Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HANDAN TÜRKOĞLU

  3. Tez No

    750831

    Mikroalgal yağların deri sanayinde kullanım olanaklarının araştırılması

    Investigation of the usage possibilities of microalgal oils for leather industry

    YUNUS EMRE TEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Deri MühendisliğiEge Üniversitesi

    Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKHAN ZENGİN

  4. Tez No

    479732

    Wet-white deri ürün özelliklerinin geliştirilmesi

    Improving the properties of wet-white tanned leather

    YUSUF DİLEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Deri MühendisliğiEge Üniversitesi

    Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAHRİ BAŞARAN

  5. Tez No

    817030

    Cytolysins expressing liver stage parasites as novel live attenuated malaria vaccines

    Sitolizin ekspresyonu yapan karaciğer aşaması parazitlerinin yenilikçi canlı zayıflatılmış sıtma aşısı olarak kullanılması

    ÜMİT YAŞAR KINA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyoteknolojiBezm-i Alem Vakıf Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDUL MATTEEN RAFIQI

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMED SAYED IBRAHIM ALY

Geri Dön