Termo-Akışkanlar Laboratuvarı

 

1.     Laboratuvar Sorumluları ve İletişim Bilgileri:

2.     Laboratuvarın Amacı:

3.     Laboratuvarda Yapılmakta Olan Testler/Deneyler.

4.     Termo-Akışkanlar Laboratuvarında bulunan cihazlar aşağıdaki tabloda listelenmiştir.

5.  Laboratuvarda veya laboratuvar malzemeleri kullanılarak yapılan çalışmalar.

6.  Yayınlar

7.  Laboratuvarda Bulunan Deneysel Ekipmanların Özellikleri

 

1.     Laboratuvar Sorumluları ve İletişim Bilgileri:
Laboratuvar Sorumlusu   : Doç.Dr. Barış YILMAZ
Email                           :  byilmaz@marmara.edu.tr
Tel                              : (0216) 777 37 34
Laboratuvar Kom. Üyesi  : Prof.Dr.  Emre ALPMAN
Email                           :  emre.alpman@marmara.edu.tr
Tel                              :  (0216) 777 37 37
Laboratuvar Asistanı       : Arş. Gör. Hüseyin YALTIRIK
Email                           :  huseyin.yaltirik@marmara.edu.tr
Tel                              :  (0216) 777 37 47

2.     Laboratuvarın Amacı:
2.1.             Laboratuvarda ısı transferi ve akışkanlar mekaniği alanlarında lisans ve lisansüstü seviyelerinde deneysel çalışmaların yapılması amacıyla kurulmuştur.
2.2.             Sanayiden gelen ısı ve akış uygulamaları ile ilgili test ve ölçümler yapılmaktadır.

3.     Laboratuvarda Yapılmakta Olan Testler/Deneyler.
Laboratuvarda yüksek lisans ve doktora tez çalışmaları kapsamında deneysel çalışmalar yapılmıştır. Laboratuvar imkanlarının lisans ve lisans üstü derslerde de kullanılması da planlanmaktadır

4.     Termo-Akışkanlar Laboratuvarında bulunan cihazlar aşağıdaki tabloda listelenmiştir.

	Cihaz Adı	Adet
1	Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme (PIV)	1
2	Rüzgar Tüneli	1
3	Hotwire anemometre (CTA)	1
4	H920 Free & Forced Convection Heat Transfer Unit	1
5	CS-102 Modüler Soğutma Eğitim Seti	1
6	FM-206 Akış Ölçme Deneyleri Eğitim Seti	1

 
5.  Laboratuvarda veya laboratuvar malzemeleri kullanılarak yapılan çalışmalar.

	Çalışma Adı	Tarih	Çalışma Türü	Kullanılan Malzemeler
1	Çok amaçlı düşük hız – subsonik hava tüneli dizaynı ve türbülans ölçümleri; A. Talat İNAN; Danışman: Prof. Dr. Osman ISIKAN / Prof. Dr. M. Zafer GÜL	2002	Doktora tezi	Hot-Wire Anemometer
2	Experimental and numerical investigation of hemodynamics in the artificial artey-aorta anastomosis and the inflow cannula in ventricular assist systems to prevent complications, 108M377	2008-2010	TÜBİTAK Proje	PIV
3	İçten yivli dairesel jet akışın deneysel ve sayısal akışkanlar dinamiği ( SAD ) ile iİncelenmesi; Tugay ŞİŞMAN; Danışman: Yrd. Doç. Dr. A. Talat İNAN / Prof. Dr. M. Zafer GÜL	2011-2013	Yüksek Lisans tezi	Hot-Wire Anemometer
4	Doğal ve zorlanmış taşınımda eliptik kanatlı ısı değiştiricilerinde türbülanslı akışın deneysel olarak incelenmesi; Emine Ceryan; Danışman: Yrd. Doç. Dr. A. Talat İNAN	2014-?		Hot-Wire Anemometer

 
6.  Yayınlar
6.1.               E. Sorgüven, L. Kavurmacıoğlu, G. İnci, H. Yaltırık, Z. Gül, N. Eğrican, Numerical and Experimental Investigation of the Flow through the LVAD outlet conduit-Aorta Anastomosis, ASAIO 56th Annual Conference, Baltimore, Maryland, May 27 - 29, 2010.
6.2.               E. Sorgüven, L. Kavurmacıoğlu, B. Turgut, G. İnci, H. Yaltırık, Z. Gül, N. Eğrican, Altered hemodynamics in the left ventricle due to the LVAD inlet cannula, Türk Kalp ve Damar Cerrahisi 11. Ulusal Kongresi, 27-31 Ekim 2010, Antalya, Türkiye.
6.3.               E. Sorgüven, L. Kavurmacıoğlu, G. İnci, H. Yaltırık, Z. Gül, N. Eğrican, Numerical and Experimental Investigation of the Flow through the LVAD Outlet Conduit-Aorta Anastomosis, Türk Kalp ve Damar Cerrahisi 11. Ulusal Kongresi, 27-31 Ekim 2010, Antalya, Türkiye.
 
7.  Laboratuvarda Bulunan Deneysel Ekipmanların Özellikleri
7.1.             TD1 Zorlanmış Taşınımla Isı Transferi Deney Düzeneği
Bu düzenek öğrencilere boru içerisinde zorlanmış taşınımla ısı transferinin teorisini kavramaları amacıyla ilgili deneylerin yapılmasına olanak sağlamaktadır.

Özellikleri

1. Daha iyi akış kontrolü için değişken akış kontrol valfli sabit hızlı fan
2. Boru kesitinde hız profilinin ölçülmesi için Pitot tüpü ve sıcaklık dağılımının ölçülmesi için kaydırılabilir ısıl çiftler (thermocouple) içerir.
3. Boru boyunca ısı transferi ölçümü için ısıl çiftler içerir.
4. Hassas dijital sıcaklık göstergesi var.
5. Basınç ve hava debisi ölçümü için manometre ve orifis içerir.

Deneyler

1. Nusselt sayısının (Nu) türetilmesi ve ampirik formülüyle karşılaştırılması
2. Lokal ısı transfer katsayısının hesaplanması (h).
3. Stanton sayısının (St) belirlenmesi
4. Sürtünme faktörünün (f) hesaplanması ve deneysel değerlerle kıyaslanması
5. Hava için Reynolds benzeşimin doğrulanması

 

7.2.             Rüzgar Tüneli

• Deney odası giriş kesiti, 320 x 320 mm, çıkış kesiti, 336x336 mm'dir.
• Tünel maksimum hızı, 40 m/s dir.
• Deney odası uzunluğu 75 cm uzunluğunda olup istenildiğinde 1.5 m'ye kadar yükseltilebilmektedir

7.3.             Kızgın Tel Anemometresi (CTA)

 1.  Kızgın tel anemometresi ana ünitesi aşağıdaki özelliklere sahiptir.

• En az 3 kanala kadar 3 boyutlu ölçüm.
• Uygun seri kontrol ünitesi
• Sıcaklık sensörü cevap verme süresi termistöre bağlı olarak yaklaşık 1 saniye
• Test sisteminin basamak cevabında 150 Hz ile 50 Hz kare dalga
• Voltmetre çözünürlüğü 80 mV
• Streamware yazılımı

 

 2.  Tek Kanallı Kızgın Tel Anemometre Modülünün Özellikleri

• Voltaj çıkışı 0 ile 10 V,
• Eşdeğer yükseltici giriş gürültüsü 1.8 nV/Hz
• Eşdeğer giriş sürüklemesi 0.5 mV/°C
• Prob direnç ölçüm hassasiyeti 0.1% ± 0.01 ohm.
• Seçilen 1:20 köprüde prob akımı max 830 mA, max bant genişliği 250 kHz, uygulama direnci 2 ile 64 ohm arasında, köprü üst direnci 10 Ohm veya 20 Ohm
• Yüksek sıcaklık resistör hassasiyeti 0.1%
• Aşağıdaki özellikleri taşıyan sinyal şartlandırma ünitesi vardır.,

−        Kazanç; l den 1024'e kadar, 0.15% hassasiyet

−        Giriş ofset ayarı 0 dan 10 V, ± 0.15% hassasiyet, < 1 mV çözünürlülük, Çıkış voltajı -10 dan +10 V'a kadar

−        Çıkış ofset ayarı 0'dan 5 V ±0.1%, < 0.5 mV çözünürlülük

−        Low-pass filter; 0.3, 1, 3, 10, 30, 100, 300, kHz ±5%

−        High-pass filter; 10, 100 Hz ±10%

 3.  Veri toplama sistemindeki özellikler

• Dijitalleşme oranı 20 M samples/s
  • Hızlardaki küçük değişikliklerin çözünürlülüklerine cevap verme
  • Çevrim elde etmek için ve sıfır analog durumda kullanıldığı zaman 12 bit
    • 3 kanalı ayni anda değerlendirebilme özellikleri vardır

 4.  Kızgın tel anemometre minyatür problarındaki özellikler aşağıdadır

• Platin yüzeyli, 5 mm çaplı ve uzunluğu 1.25 mm
• Sensör direnci 3.5 W
• Maksimum sensör sıcaklığı 300°C
• Minimum hız 0.02 m/s, Maksimum hız 500 m/s

 

7.4.            Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme (PIV)

Sistem şeffaf sıvı ve hava akışlarında hız alanının görüntülenmesini sağlar. Lazer ve hızlı kameradan oluşmaktadır.

 Lazerin özellikleri

NewWave Solo 120XT Laser
Repetition Rate (Hz)		15
Energy1,2 (mJ)	532 nm	120
	266 nm	20
Energy Stability2 (±%)	532 nm	4
	266 nm	9
Beam Diameter (mm)		5
Pulse Width3 (ns)		3-5
Beam Divergence4 (mrad)		<3
Beam Pointing4 (µrad)		<100
Jitter5 (±ns)		1
Power (watts)		1000

 

Kamera: Dantec FlowSense M2:

• 2 mega pixel, double-shutter, single frame CCD
• Frame format: 1600x1200
• Frame Rate:30 fps
• Resolution: 10 bit
• Lens: Nikon AF Micro-Nikkor 60mm f2.8 D

 

7.5.           CS-102 Modüler Soğutma Eğitim Seti

 1.  Set Hakkında Genel Bilgiler

CS-102 Modüler soğutma eğitim seti farklı çalışma modları için yapılandırılabilir ve bu, birkaç tipik kullanım durumunun araştırılmasına izin verir. Örneğin, sulu ve hava soğutmalı buharlaştırıcı(evaporatör) çalışması veya su veya hava soğutmalı yoğuşturucu (kondenser) çalışması gibi.

Deney seti, bazı ölçüm sistemleri ile donatılmıştır. (Sıcaklık sensörleri, debi sensörü, TGV ve kılcal genleşme elemanı ve Emniyet elemanı(kombine basınç otomatiği)

CS-102 endüstriyel sistemlerde olduğu gibi soğutma mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan bileşenlerle donatılmıştır. Bu, eğiticilerin gerçek uygulama ile son derece benzetim kurarak deney yapmalarını sağlar. Bileşenlerin düzeni, devrenin kolayca gösterilmesini ve anlaşılabilir olmasını sağlar.

Bu deney talimatları, soğutma sisteminin ayrıntılı bir açıklamasını içerir. Ayrıca sistem, öğrencileri öğrenme süreçlerinde desteklemeyi amaçlayan birkaç örnek deney de içermektedir. Örnek deney analizleri, öğrencilerin ölçüm sonuçlarını yorumlamasına yardımcı olur.

Ayrıca, kullanım kılavuzu öğreticilerin ders hazırlamasına yardımcı olmak için tasarlanmış birkaç örnek problem ve ilgili çözümleri içerir.

2.  Cihazın Amacı ve Öğrenme Hedefleri

CS-102 Kademeli soğutma sistemi modülü deney ünitesi, öncelikle soğutma mühendisliği alanında ek beceriler öğretmek için tasarlanmış bir cihazdır. Bununla birlikte, CS-102, soğutma sistemleri alanının temel ilkelerini öğretmek için de kullanılabilir.

Cihazın çok yönlülüğü, hem vasıflı teknisyenlerin eğitiminde hem de ileri mühendislik eğitiminde kullanılabileceği anlamına gelir.

Öğrenme hedefleri:

• Bir soğutma sisteminde kullanılabilen elemanların soğutma sistemi üzerindeki konum ve işlevlerini kavrayabilme, ayrıca buharlaştırıcıların birlikte çalıştırılmasını sağlayarak oluşabilecek verim ve kullanım durumlarını gözlemlemek.

• Kullanılan kontrol elemanların ayarlarındaki değişikliklerin termodinamik döngü (log p-h) diyagramı üzerindeki etkisi.

3. Deney düzeneği modül ve elemanları

• Kontrol paneli

• Drayer Gözetleme camı debimetre

• Kombine basınç otomatiği Manometreler

• Hava soğutmalı evaporatör

• Su soğutmalı kondenser

• Su soğutmalı evaporatör

• Likit tankı (Receiver)

• Sıcaklık sensörü

• Modül güç kablosu

 

Deney setine ait detaylı bilgiye buradan ulaşabilirsiniz.

Deney föyüne buradan ulaşabilirsiniz.

 

4. Deney setine ait eğitim videoları:

• Soğutma Sistemi Elemanları (Tıklayınız)
• Soğutma Sisteminde Vakum İşlemi (Tıklayınız)
• Soğutma Sistemine Soğutucu Akışkan Şarjı (Tıklayınız)
• Soğutma Sisteminin Çalıştırılması (Tıklayınız)
• Soğutma sisteminde Ölçümlerinin Yapılması (Tıklayınız)
• Soğutma Sisteminin Isı Pompası Olarak Çalıştırılması (Tıklayınız)

 

7.6.           FM-206 Akış Ölçme Deneyleri Eğitim Seti

1. Giriş

Endüstriyel prosesin kontrol edilebilmesi için prosese giren ve çıkan madde miktarlarının bilinmesi gerekir. Maddelerin akışkan olması halinde bir boruda veya kanaldaki akış hızının ölçülmesi önemlidir.

Bu amaçlarla kullanılan çeşitli ölçme cihazları bulunur; bunlardan bazıları,

(a) Doğrudan ağırlık veya hacim ölçmeye dayanan cihazlar

(b) Değişken-yükseklik ölçen cihazlar

(c) Alan metreler

(d) Akım metreler

(e) Pozitif-yerdeğiştirme cihazları

(f) Magnetik metreler

Akım metrelerle ölçmede, ölçme elementi akışkana daldırılır; veya içinden akışkan geçirilir, akışkanın hızına göre element döner ve metreden akışkanın hızı okunur.

Çeşitli ölçme pompalarını da içeren pozitif-yer değiştirmeli metreler, döner ve pistonlu pompalarla aynı ilkelere göre çalışır. Magnetik flowmetreler, dışardan yaratılan düzenli bir magnetik alan boyunca iletken bir akışkanın hareketiyle bir elektrik potansiyelinin yaratılmasına dayanan Faday Kanununa göre, yaratılan voltaj, akışkanın hızıyla doğru orantılıdır. Ticari magnetik flowmetreler, hidrokarbonlar (elektriksel iletkenlikleri düşüktür) dışındaki tüm sıvıların hızını ölçerler.

Akış ölçmede en fazla kullanılan cihazlar değişken-yükseklik ölçen ve alan ölçen cihazlardır. Değişken-yükseklik ölçen cihazlar içinde venturimetre, orifismetre ve pitot tüpleri; alan metreler içinde de rotametreler sayılabilir.

2. Deney Setinin Amacı ve Öğrenme Hedefleri

Akışkanlar mekaniğinin en önemli denklemlerinden olan, Bernoulli(enerjinin korunumu) ve Süreklilik (kütlenin korunumu kanunu) denklemlerinin uygulamalarını laboratuar ortamında gerçekleştirmenin yanında, uygulamada debi ölçümünde kullanılan Ventürimetre, orifis metre ve rotametre tipi debietrelerin kullanımını ve önemini tanıtmaktır. Böylece statik basınç, dinamik basınç, toplam basınç, enerji dönüşümü ve enerji kayıpları gibi kavramların pratik olarak yapılacak ölçümlerle anlaşılması mümkün olacaktır.

3. Deney Düzeneği Modül ve Elemanları:

• Kontrol panosu

• Sütunlu manometre

• Ultrasonik debimetre

• Fark basınç manometresi

• Türbin tipi debimetre

• Rotametre tipi debimetre

• Debi kontrol vanası

• Pompa

• Orifis metre

• Depo çıkış vanası

• Boşaltma vanası

• Su deposu

• Hacimsel ölçümler için vana

 

Deney seti ile ilgili detaylı bilgiye ve deney föyüne buradan ulaşabilirsiniz.