Cihan Özel

Konut sektörünün enerji gereksinimlerini azaltmak için enerji tüketimini yönetmek ve kontrol etmek gerekir. Bu nedenle, bu çalışma, sıcak bir iklim bölgesindeki konut binalarının ısıtma ve soğutma yüklerini dikkate alarak dış duvar yapısının ve yalıtım malzemelerinin elektrik enerjisi gereksinimleri üzerindeki etkisini araştırmayı amaçlamaktadır. Araştırma, Türkiye'nin en sıcak şehirlerinden biri olan Adana şehri için dinamik termal koşullar altında örtük sonlu farklar yöntemi kullanılarak ve bina yönlendirmesi göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmiştir. Duvarın yapısında tuğla, beton, taş ve gaz beton kullanılmış ve yalıtım malzemeleri olarak da genleştirilmiş polistiren, ekstrüde polistiren, taş yünü ve cam yünü seçilmiştir. Soğutma yükünün ısıtma yükünden daha baskın olduğu Adana iklim koşullarında, güney, kuzey ve doğu/batı yönlendirmeleri için soğutma enerjisi ihtiyacının ısıtma enerjisi ihtiyacından sırasıyla %76, %35 ve %64 daha fazla olduğu görülmektedir. Sonuçlar; duvar yönü, duvar yapı malzemeleri ve yalıtım malzemelerinin ısıtma ve soğutma enerjisi gereksinimleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.

Making energy efficient designs in building walls can be a solution to reduce increasing building energy consumption and thus environmental pollution. By using insulation and energy efficient building materials, the heating and cooling loads of buildings and therefore fuel consumption and environmental pollution can be significantly reduced. Therefore, this paper goals to evaluate the thermal, economic and environmental effects of walls with air-cavities by considering different wall orientations. The study uses a numerical method called the implicit finite difference procedure to compute annual transmission loads for walls that have and haven't air-cavities during the summer and winter seasons in Elazığ province of Turkey. The conclusions show that the annual cooling and heating loads decline by about 31% for all wall orientations when a 2.5 cm air-cavity is positioned in the center of an uninsulated concrete wall. The study also shows that the effect of the air-cavity on heat transmission loads declines as insulation thickness rises. Additionally, walls incorporating air cavities were analyzed to determine their annual average time lag and decrement factor. To identify the optimal insulation thickness, a cost analysis was conducted using annual transmission loads calculated under dynamic thermal conditions. The findings indicate that the most effective insulation thicknesses for walls with air cavities are 12.4 cm for south-facing orientations, 13.2 cm for north-facing, and 13.4 cm for east- and west-facing orientations. When these optimal values are applied across all orientations, the annual heating energy, fuel consumption, and associated emissions are reduced by 87.3%, 87.9%, and 88.0%, respectively.

In this study, a novel modular clamping system was proposed for attaching heat sink fins to Photovoltaic (PV) panels, differing from conventional methods, and a detailed model of this system was created together with the PV panel. This new model allowed heat sinks with different geometries and sizes used for cooling purposes to be connected to the PV panel. Pin geometry heat sink models were proposed to integrate heat sinks with different geometries into the modular system without changing the effective fin length geometry, and the detailed assembly of the designed PV panel, its working principles and advantages in terms of heat transfer were discussed.

In this study, pure and hBN-doped ZnO nanoparticles were synthesized by sol–gel method. ZnO–hBN nanoparticles were mixed with pure aluminum powders and samples were prepared using powder metallurgy processing parameters. It was observed that Al, ZnO, and hBN nanocomposite particles formed homogeneously. With the addition of ZnO–hBN, significant changes occurred in hardness, wear, and friction coefficient values compared to pure Al samples. The highest hardness value in the samples is mesh. It was obtained as 105 HB in 10 wt.% hBN added sample. In the wear tests, it is seen that the wear resistance is seven times higher in the 1 wt.% hBN added sample compared to the pure Al sample, while the friction coefficient decreases with the increase of the hBN additive.

In this study, it was aimed to improve the dielectric properties of ZnO nanoparticles with the addition of hBN, which was not previously available in the literature, and thus to expand their usage areas. Sol–gel synthesis method was used in this study to create pure and hexagonal boron nitride (hBN) doped zinc oxide (ZnO) nanoparticles. Zinc acetate dihydrate Zn(CH₃COO)₂2H₂O), sodium hydroxide NaOH, and hexagonal boron nitride (hBN), all from Sigma Aldrich, were used as starting reagents. The reagents were dissolved during the sol–gel synthesis by being heated to 90 °C for 4 h in a magnetic stirrer. FT-IR, XRD, FE-SEM, EDX characterization techniques, and impedance analyzer were used to find functional groups, structural, morphological, and chemical composition, and dielectric properties of the nanoparticles, respectively. The produced un-doped and hBN-doped ZnO particles consist of nano-sized structures. Changes occurred in the intensities and locations of the XRD diffraction peaks and FT-IR peaks with the addition of hBN. Characteristic peaks of both ZnO and hBN were observed in the diffraction peaks of the doped nanoparticles. All nanoparticles were of high purity and were successfully produced by the sol–gel method. It was shown that as the hBN doping level increased, there were more hBN nanoplates in the ZnO matrix, and the EDX results also showed an increase in hBN addition. The frequency stability of the dielectric properties improved after hBN doping. While the dielectric constant at 1 kHz frequency at room temperature is 12.07 in pure ZnO nanoparticles, the increase up to 55.21 is observed in 10% hBN doped nanocomposites. This situation is considered as a great potential for technological applications of this novel nanocomposite material.

Bu çalışmada, magnezyum oksit (MgO), kadmiyum oksit (CdO) ve MgO-CdO nanoparçacıkları sol-jel sentezleme yöntemiyle üretildi. Magnezyum kaynağı olarak magnezyum asetat tetrahidrat Mg(CH3COO)2•4H2O, kadmiyum kaynağı olarak kadmiyum asetat dihidrat (C₄H₆CdO4·2H₂O) kullanıldı. Sol-jel nanoparçacık sentezleme işleminde çözücüler 80°C sıcaklıkta 4 saat manyetik karıştırıcıda çözündürülerek gerçekleştirildi. Çözünen nanoparçacıkların süzme, kurutma, havanda dövme ve tavlama işlemleri gerçekleştirildi. Sentezlenen nanoparçacıkların yapısal ve morfolojik özellikleri Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM), X-Işını Kırımı (XRD), Enerji Dispersiv Spektrum (EDX) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) analizleri ile incelendi. Yapılan analizler sonucunda XRD analizlerinde MgO ve CdO nanoparçacıklarının karakteristik piklerine rastlandı. XRD analiz sonuçlarında nanoparçacıkların karekteristik piklerinde artışlar ve kaymalar meydana geldi. MgO-CdO numunesinde hem MgO ‘nun hem de CdO ’nun kafes parametrelerinde değişiklikler meydana geldiği gözlemlendi. FE-SEM analizleri sonucunda, MgO ve CdO nanoparçacıklarının oluştukları görüldü. EDX analizlerinde Mg, O, Cd katkılarının oluştuğu ve nanoparçacıkların sentezlendiği görüldü. MgO ve CdO nanoparçacıklarının kullanım alanları göz önünde bulundurulduğunda üretilen MgO-CdO nanoparçacıklarının yarı iletken metal oksit içeren elektronik cihazlarda kullanılabileceği düşünülmektedir.

In this study, four solid fuel model rockets with conical, parabolic, power and haack series nose cones that can carry 4 kg payload at an average altitude of 3 km were designed in the OpenRocket program. Later, the notched delta fin model was mounted on these designed model rockets. The effects of this fin model on the changes in the speed, stability, acceleration, weight and altitude of the rockets were analyzed numerically in the OpenRocket program. As a result of the analysis, it was determined that the conical nose rocket showed the worst flight performance and the Haack series nose cone rocket model showed the best performance. When used with the notched delta fin of the Haack series model, it was determined that the rocket's altitude increased by 7.67%, and its speed increased by 1.83%, but decreased by 1.2% in mach number, 0.6% in weight, 0.3% in acceleration, and 4.5% in stability. As a result, it was seen that it would be beneficial to consider the nose cone and fin together when evaluating the flight performance of the rocket. The results obtained in the study have shown that the notched delta fin model can be used experimentally in defense industry and model rocket applications and the studies can be advanced.

Bu çalışmada, AZ91 magnezyum alaşımı ve AZ91 alaşımına ağırlıkça %10 hBN (hegzagonal bor nitrür) nanoparçacıkları takviye edilerek homojen kompozit malzeme karışımları yapıldı. Hazırlanan tozların soğuk presleme yöntemiyle 400 MPa basınç ile preslenmesi ve 590 C° sıcaklıkta argon atmosferinde sinterlemeleri gerçekleştirildi. Hazırlanan numunelerin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışınları (EDX) analizleri ile incelenmiştir. Numunelerin 20 saniye yükleme süresinde 5 farklı noktadan sertlik değerleri alındı ve bu sertlik değerlerinin ortalaması alınarak ortalama sertlik değerleri belirlendi. Aşınma testleri pin-on-disk deney cihazında farklı yük değerlerinde (5 N, 10 N ve 15 N) toplam 300 metre kayma mesafesinde, 50 mm/sn kayma hızında ve kuru şartlarda yapıldı. Sürtünme katsayısı değerleri ile aşınma sonucundaki ağırlık kayıpları incelendi. Yapılan deneyler sonucunda hBN katkısının AZ91 alaşımı üzerinde sertlik değerinde çok daha yüksek değerleri getirdiği görülmüştür. Yine aynı şekilde yapılan aşınma deneylerinde de hBN katkısı aşınmaya dirençli bir kompozit elde edilmesini sağlamıştır.

Bu çalışmada, ortalama 3 km irtifaya 4 kg yükü taşıyabilen katı yakıtlı bir model roketin farklı kanat modellemelerine göre uçuş analizleri sayısal olarak araştırılmıştır. Bu yük ve irtifaya göre roketin ve kanatların CAD modeli OpenRocket programında oluşturulmuştur. Programda mevcut uygulamalarda kullanılan delta, yamuk, kırpılmış delta, ok delta ve kırpılmış ok delta kanat modellerinin roketin hızında, stabilitesinde, ivmesinde, ağırlığında ve irtifasındaki değişimlere etkileri grafikler halinde sunulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, en iyi uçuş verileri ok delta kanat modelinde bulunmuştur. Daha sonra, bu kanat modeli referans alınarak yeni tip bir kanat modeli geliştirilmiş, bu kanat modeli çentikli delta kanat olarak isimlendirilmiş ve bu kanadın uçuş verileri analiz edilmiştir. Yeni kanat geometrisinin ok delta kanat geometrisine göre yaklaşık olarak roketin irtifasında %0.382, hızında %0.366, ivmesinde %5 artış meydana getirirken roket stabilitesinde %2.66, ağırlığında %0.287, basınç merkezinde %0.507 ve ağırlık merkezinde ise %0.568’lik bir azalma sağladığı görülmüştür. Bu sonuçlara göre, çentikli delta kanat modelinin roketin performansında olumlu etkiler sağladığı görülmüştür.

In the present study, the surface of AZ91D magnesium (Mg) alloy was coated with Stellite-1 powder by using the high-velocity oxy-fuel method and surface coatings were carried out at different heat inputs and spray distances. The cross-sections of the coating layers were examined by optical microscopy and scanning electron microscopy. The phase compositions and phases formed on the coating layers were determined by energy-dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction, respectively. Surface roughness, porosity percentages and microhardness were measured. The dry sliding wear and friction behaviour of the AZ91D and coated samples at 5.0, 7.5 and 10.0 N normal loads were determined by using a disc-on-disc wear test device. In the coating layers, hard oxide and carbide phases were detected. The surface roughness and porosity increased with decreasing heat input and increasing spray distance. The surface roughness of the coated samples was higher than the substrate. The microhardness values of coating layers were varied between 982 and 1449 HV_0.1, and the sample with the highest hardness was the sample coated at high heat input and low spray distance. The wear resistance of coating layers reduced with decreasing microhardness, and it was much higher than that of AZ91D.