Numerical investigation of hydraulic power units
Hidrolik güç ünitelerinin nümerik olarak incelenmesi
- Tez No: 981101
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ BAHADIR OLCAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hidrolik güç üniteleri (HPU), endüstriyel uygulamalarda hayati bir rol oynamaktadır; ancak hidrolik yağda hava bulunması nedeniyle akış kararlılığı, tank performansı ve çevresel etki açısından çeşitli zorluklarla karşılaşmaktadır. Bu çalışma, başlangıçtaki hava miktarı, perde konfigürasyonu, hacimsel debi ve yağ sıcaklığı gibi temel tasarım parametrelerinin hidrolik yağdaki hava varlığı üzerindeki etkilerini nicel olarak incelemeyi ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) tabanlı çok fazlı akış modellemesi ile makine öğrenmesi analizi kullanarak yağ içinde bulunan hava miktarına en fazla katkı sağlayan parametreleri belirlemeyi amaçlamaktadır. Çalışma, HPU davranışının özellikle hava oluşumu ve malzeme verimliliği açısından daha iyi anlaşılmasını sağlamak üzere CFD çok fazlı akış modellemesini makine öğrenmesi algoritmalarıyla birleştirmektedir. 300 simülasyon aracılığıyla gerçekleştirilen analiz, başlangıçtaki hava miktarı, perde konfigürasyonu, hacimsel debi ve yağ sıcaklığı gibi kritik parametrelerin hava dağılımı ve dolaşımı üzerindeki etkilerini sistematik olarak incelemektedir. Elde edilen bulgular, belirli başlangıç hava seviyelerinde perde sayısındaki artışın yağda bulunan hava miktarını 13 kata kadar artırabileceğini, ancak dolaşım oranının (Cr) iki dakikanın üzerinde tutulmasıyla tank hacmini büyütmeden hava içeriğinin etkili biçimde azaltılabileceğini göstermektedir. En önemli bulgulardan biri, yalnızca %3'lük bir hava içeriği artışıyla, tank hacminin %50'ye kadar azaltılabileceği ve bu sayede karbon emisyonlarında %37 oranında düşüş ve ciddi malzeme tasarrufu sağlanabileceğidir. Bu çalışma, HPU optimizasyonuna yönelik; operasyonel kararlılığı ve çevresel sürdürülebilirliği birlikte ele alan bir çerçeve sunmakta, böylece verimlilik ile kaynak kullanımının azaltılması arasında denge kurarak hidrolik mühendisliğinde ilerlemeye katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Hydraulic power units (HPUs) are vital in industrial applications, but they encounter challenges due to air entrainment in hydraulic oil, which impacts flow stability, reservoir performance, and the environmental footprint. This study aims to quantify the influence of key design parameters—including initial air content, baffle configuration, volumetric flow rate, and oil temperature—on air entrainment behavior in hydraulic reservoirs and to identify the dominant contributors to entrained air volume using Computational Fluid Dynamics (CFD) based multiphase flow modelling and machine learning analysis. This study combines CFD multiphase flow modelling with machine learning algorithms to enhance understanding of HPU behavior, specifically regarding air entrainment and material efficiency. Through 300 simulations, the analysis systematically examines critical parameters, including initial air content, baffle configuration, volume flow rate, and oil temperature on air distribution and circulation. Results show that increasing baffle numbers can elevate air entrainment up to 13-fold for specific initial air levels while maintaining a Circulation Ratio (Cr) above two minutes effectively reduces air content without expanding reservoir size. A key finding is the potential reduction in reservoir volume by up to 50%, resulting in a 37% decrease in carbon emissions and substantial material savings, with only a 3% increase in air content. This study presents a framework for HPU optimization that addresses both operational stability and environmental sustainability, thereby supporting advancements in hydraulic engineering by striking a balance between efficiency and reduced resource use.
Benzer Tezler
- Komple ray bağlantı sisteminin deneysel gerilme analizi
Experimental stress analysis of complete rail fastening systems
SÜHAN ATAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT ERDEM İMRAK
- Türkiye'deki hidroelektrik güç santrallerinin ekonomik ve çevresel etkilerinin araştırılması
Investigation of the economic and environmental impacts of hydroelectric power plants in Turkey
UFUK BİLMİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSAK KOTCİOĞLU
- Basınçlı su reaktörleri U borulu buhar üreteçlerinin termo-hidrolik modellenmesi
Thermal-hydraulic analysis of U-tube steam generators for gressurized water reactors
SÜLEYMAN ÖZKAYNAK
- Francis turbine design and optimization by using CFD
HAD analizleri yardımı ile francis türbin tasarımı ve optimizasyonu
BERK CAN DUVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HABİL METE ŞEN
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Dikey eksenli su türbinlerinde art izi bölgesinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of the wake region of vertical axis water turbine
SERCAN YAĞMUR
Doktora
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK KÖSE