2025
Oluşturulan ısıtıcı modeli, ısıtıcı modeli kısmında da anlatıldığı gibi temel olarak 3 2026
kısımdan oluşmaktadır. Su debisi simülasyonu ve Su sıcaklık simülasyonu, ısıtıcı 2027
sisteminin iç yapısına bağlıyken, Araç içi sıcaklık simülasyonu daha çok sistemin 2028
entegre edildiği aracın özelliklerine bağlıdır. Bu bağlamda, temel olarak 2 farklı 2029
noktada mevcut ısıtıcı modelinin geliştirilmeye ihtiyacı vardır. 2030
Isıtıcı modeli oluşturulurken, antifriz su karışımının kimyasal özellikleri sabit kabul 2031
edilerek simülasyon sonuçları oluşturulmuştur. Özellikle, karışımın 80oC’deki
2032
özellikleri göz önünde bulundurularak, gerçekleştirilen modelin bu noktasındaki 2033
eksikliklerin giderilmeye ihtiyacı vardır. Bu nedenle, test sonuçları ile ısıtıcı 2034
sistemine ait simülasyon sonuçları arasında özellikle su ısıtıcının çalışma rejimi 2035
konusunda birtakım farklılıklar gözlenmiştir. 2036
Karışıma ait kimyasal özellikler dikkatle incelenecek olursa, EK-D’de görülebileceği 2037
gibi antifriz su karışımına ait yoğunluk, öz ısı ve ısıl iletkenlik değerlerinde sıcaklığa 2038
bağlı ciddi bir değişim görünmemektedir. Öte yandan, karışıma ait viskozite 2039
değerlerinin sıcaklığa bağlı olarak ciddi oranda değişebildiği görünmektedir. Bu 2040
durum, özellikle hesaplanan Reynolds sayılarında ve sabit alınan karışıma ait Prandtl 2041
sayısında ciddi değişiklikler yaratabilmektedir. Bu nedenle, mevcut ısıtıcı modelinde 2042
özellikle sıcaklığa bağlı bir viskozite fonksiyonu geliştirilerek, daha yakın değerlere 2043
ulaşılmasına ihtiyaç vardır. 2044
Simülasyon sonuçlarıyla, test sonuçlarının kararlı rejime ulaşma sürelerinde birtakım 2045
farklılıklar bulunmaktadır. Test başlangıcında, soğuk oda -32oC’de şartlandırılmış
2046
olmasına rağmen, özellikle aracın 600 beygir gücündeki motorunun 2047
çalıştırılmasından sonra yapılan kabin ısıtma testlerinde ortam sıcaklığı -32oC’de
2048
tutulamamış ve yavaş yavaş yükselerek test sonunda -26 ile -30oC arasında
2049
değişmiştir. Özellikle yaz mevsiminde yapılan testlerde, soğuk odanın sıcaklığındaki 2050
6oC’ye varan yükselişler; hem sistemin kararlı rejime ulaşma süresini uzatmış, hem
2051
de 1 saat sonunda simülasyon sonuçlarıyla test sonuçları arasında farklı değerler 2052
oluşmasına neden olmuştur. 2053
Buna ek olarak, araç içi sıcaklık dağılımında etkin ölçümler yapılarak araç içinde 2054
ısıtılması beklenen etkin hava kütlesinin değişmesi de bu farklılıklara neden olarak 2055
84
gösterilebilir. Özellikle, ısıtıcının devreden çıktığı durumlarda, simülasyon 2056
sonuçlarıyla test sonuçları arasındaki sıcaklık dalgalanmalarının bu yöntemle ortadan 2057
kaldırılması mümkün olabilir. Bu durumda, anlık etkin hava kütlesinin ortaya 2058
konulabilmesi için, araç içinde ya HAD analizlerinin yapılması, ya da planlanacak 2059
yeni testler sırasında daha çok ısıl çift kullanılarak daha geniş noktalarda yapılacak 2060
sıcaklık ölçümleriyle anlık etkin hava kütlesinin ısıtıcı modeline entegre edilmesi 2061
gerekmektedir. 2062
Araç içindeki sıcaklığı modellerken kullanılan temel olarak 2 parametre vardır. 2063
Bunlar, personel bölmesi içinde etkin olarak ısıtılması planlanan hava kütlesi ve dış 2064
ortam ile araç arasında ısı kaybına neden olan araca ait termal rezistanstır. Isıtıcı 2065
modeli, farklı araç tiplerinde denenirken, bu parametrelerin de değişmesi gerektiği 2066
açıktır. KMNAIHSSS projesinin testleri sırasında da yapılıdğı gibi, sabit ısı 2067
kapasitesi olan bir elektrikli ısıtıcı kullanılarak, araç içi sıcaklığın hangi noktada 2068
kararlı rejime geldiğine göre, araca ait termal rezistansın ölçülmesi gerekmektedir. 2069
Buna ek olarak, araçta ısıtılması plananan etkin hava kütlesi de personel sayısına ve 2070
personel bölmesindeki toplam hacme göre değişebilmektedir. Farklı araçlarda 2071
kullanılacak olan ısıtıcı modelinde, bu parametrelerin ya ölçülmesi, ya da kavramsal 2072
tasarım sürecinde isabetli bir şekilde öngörülmesi gerekmektedir. 2073
Isıtma sistemi modeli, temel olarak tasarım süreci boyunca testleri gerçekleştirilmiş 2074
olan 3 adet tasarım konfigürasyonunda elde edilen sonuçlara göre oluşturulmuştur. 2075
Proje takvimindeki yetersizliklerden dolayı, mevcut ısıtıcı sistemi farklı tasarım 2076
parametreleriyle test edilememiştir. Bu nedenle, oluşturulan ısıtıcı sistemi modelinin 2077
farklı tasarım parametreleriyle de test edilerek, modelin onaylanmasına ihtiyaç 2078
vardır. 2079
85
KAYNAKLAR
2081 2082
[1] Gokhan Sevilgen, Muhsin Kılıç, ‘Three dimensional numerical analysis of 2083
temperature distribution in an automobile cabin’, Uludağ Üniversitesi, 2012 2084
[2] Pawan S. Amrutkar, Sangram R. Patil, S. C. Shilwant, ‘Automotive Radiator – 2085
Design and Experimental Validation’, University of Pune, India, 2013 2086
[3] C. Oliet, A. Olivia, J. Castro, C. D. Pérez-Segerra, ‘Parametric studies on 2087
automotive radiators’, Applied Thermal Engineering, 27, 2007 2088
[4] S.C. Pang, M.A. Kalam, H.H. Masjuki, M.A. Hazrat, ‘A review on air flow and 2089
coolant flow circuit in vehicles’ cooling system’, International Journal of Heat and 2090
Mass Transfer, 2012 2091
[5] Qijun Yu, Anthony G. Straatman, Brian E. Thompson, ‘Carbon-foam finned 2092
tubes in air-water heat exchangers’, Applied Thermal Engineering, 26, 2006 2093
[6] N. Luo, W.G. Weng, M. Fu, J. Yang, Z.Y. Han, ‘Experimental study of the 2094
effects of human movement on the convective heat transfer coefficient’, 2095
Experimental Thermal and Fluid Science, 2014 2096
[7] J.P. Yadav, Bharat Raj Singh, ‘Study on Performance Evaluation of 2097
Automotive Radiator’, SMS Institute of Technology, 2011 2098
[8] L.A. Sphaier, W.M. Worek, ‘Parametric analysis of heat and mass transfer 2099
regenerators using a generalized effectiveness-NTU method’, International Journal of 2100
Heat and Mass Transfer pp. 2265-2272, 2009 2101
[9] B. Parikshit, K.R. Spandana, V. Krishna, T.R. Seetharam, K.N. Seetharamu, ‘A 2102
simple method to calculate shell side fluid pressure drop in a shell and tube heat 2103
exchanger’, International Journal of Heat and Mass Transfer pp. 700-712, 2015 2104
[10] Awad B.S. Alquaity, Salem A. Al-Dini, Syed M. Zubair, ‘Effectiveness-NTU 2105
relations for parallel flow heat exchangers: The effect of kinetic energy variaton and 2106
heat leak from outside’, International Journal of Refrigeration pp. 1557-1569, 2013 2107
[11] N.A.M. Amin, M. Belusko, F. Bruno, ‘An effectiveness-NTU model of a 2108
packed bed PCM thermal storage system’, Applied Energy pp. 356-362, 2014 2109
[12] Arzu Şencan Şahin, Bayram Kılıç, Ulaş Kılıç, ‘Design and Economic 2110
optimization of shell and tube heat exchangers using Artificial Bee Colony (ABC) 2111
Algortihm’, Energy Conversion and Management pp. 3356-3362, 2011 2112
86
[13] Mariusz Markowski, Marian Trafczynski, Krzysztof Urbaniec, ‘Validation of 2113
the method for determination of the thermal resistance of fouling in shell and tube 2114
heat exchangers’, Energy Conversion and Management pp. 307-313, 2013 2115
[14] N.H.S. Tay, M. Belusko, A. Castell, L.F. Cabeza, F. Bruno, ‘An effectiveness- 2116
NTU technique for characterising a finned tubes PCM system using a CFD model’, 2117
Applied Energy pp. 377-385, 2014 2118
[15] Sepehr Sanaye, Masoud Dehghandokht, Amir Fartaj, ‘Temperature control of a 2119
cabin in an automobile using thermal modelling and fuzzy controller’, Applied 2120
Energy pp. 860-868, 2012 2121
[16] M. Hatami, M. Jafaryar, D.D. Ganji, M. Gorji-Bandpy, ‘Optimization of 2122
finned-tube heat exchangers for diesel exhaust waste heat recovery using CFD and 2123
CCD techniques’, International Communications in Heat and Mass Transfer pp. 254- 2124
263, 2014 2125
[17] Ahmad Ghozatloo, Alimorad Rashidi, Mojtaba Shariaty-Niassar, ‘Convective 2126
heat transfer enhancement of graphene nanofluids in shell and tube heat exchanger’, 2127
Experimental Thermal and Fluid Science pp. 136-141, 2014 2128
[18] Rohid S. Khedkar, Shriram S. Sonawane, Kailas L. Wasewar, ‘Heat transfer 2129
study ın concentric tube heat excchanger using TiO2-water based nanofluid’,
2130
International Communications in Heat and Mass Transfer pp. 163-169, 2014 2131
[19] Roghayeh Lotfi, Ali Morad Rashidi, Azadeh Amrollahi, ‘Experimental study 2132
on the heat transfer enhancement of MWNT-water nanofluid in a Shell and tube heat 2133
exchanger’, International Communications in Heat and Meass Transfer pp. 108-111, 2134
2012 2135
[20] A.V. Kuznetsov, D.A. Nield, ‘Natural convective boundary layer flow of a 2136
nanofluid past a vertical plate’, International Journal of Thermal Sciences pp. 243- 2137
247, 2010 2138
[21] Barbara Torregrosa-Jaime, Filip Bjurling, Jose M. Corberan, Fausto di Sciullo, 2139
Jorge Paya, ‘Transient thermal model of a vehicle’s cabin validated under variable 2140
ambient conditions’, Applied Thermal Engineering pp. 45-53, 2015 2141
[22] Jan Pokorny, Jan Fiser, Miroslav Jicha, ‘Virtual Testing Stand for evaluation of 2142
car cabin indoor environment’, Advances in Engineering Software pp. 48-55, 2014 2143
2144 2145
87
[23] F. Vera-Garcia, J.R. Garcia-Cascales, J. Gonzalvez-Macia, R. Cabello, R. 2146
Llopis, D. Sanchez, E. Torella, ‘A simplified model for shell and tube heat 2147
exchangers: Practical application’, Applied Thermal Engineering pp. 1231-1241, 2148
2010 2149
[24] Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 6th Edition, Theodore L. 2150
Bergman, Adrienne S. Lavine, Frank P. Incropera, David P. DeWitt, John Wiley and 2151
Sons, 2009 2152
[25] Fundamentals of Fluid Mechanics, 6th Edition, Bruce R. Munson, Alric P. 2153
Rothmayer, Theodore H. Okiishi, Wade W. Huebsch, 2009 2154
[26] Heat Transfer, J. P. Holman, Ninth Edition, McGraw Hill, 2002 2155
2156 2157
88
EKLER
2158 EK-A 2159 2160 216189 EK-B 2162 2163 2164 2165 2166 2167
90 EK-C
2168
Kabin Isıtıcı Teknik Resimi 2169
2170 2171
91 EK-D
2172
Table 8-3-1 – Su/Glikol Karışımının Özellikleri 2173
VDI-Warmeatlas Dd 17- VDI-Verlag GmbH, Dusseldorf 1991 2174 Substance and % by volume in mixture Minimal working temperature [oC] Temperature [oC] Density [kg/m3] Specific heat [kJ/kg.K] Thermal conductivity [W/m.K] Dynamic viscosity X10- 3 [N.s/m2] Cinematic viscosity X10-6 [m2/s] Monoethylenglycol C2H4(OH)2 20 -10 -10 0 20 40 60 80 100 1038 1036 1030 1022 1014 1006 997 3.85 3.87 3.90 3.93 3.96 3.99 4.02 0.498 0.50 0.512 0.521 0.531 0.540 0.550 5.19 3.11 1.65 1.02 0.71 0.523 0.409 5 3 1.6 1.0 0.7 0.52 0.41 34 -20 -20 0 20 40 60 80 100 1069 1063 1055 1044 1033 1022 1010 3.51 3.56 3.62 3.68 3.73 3.78 3.84 0.462 0.466 0.470 0.473 0.475 0.478 0.480 11.76 4.89 2.32 1.57 1.01 0.695 0.515 11 4.6 2.2 1.5 0.98 0.68 0.51 52 -40 -40 -20 0 20 40 60 80 100 1108 1100 1092 1082 1069 1057 1045 1032 3.04 3.11 3.19 3.26 3.34 3.41 3.49 3.56 0.416 0.409 0.405 0.402 0.398 0.394 0.390 0.385 110.80 27.50 10.37 4.87 2.57 1.59 1.05 0.722 100 25 9.5 4.5 2.4 1.5 1.0 0.7 2175
92
ÖZGEÇMİŞ
2176 2177 Kişisel Bilgiler 2178 E-mail : ugurtan.demirtas@boun.edu.tr 2179 Telefon : +90 535 924 2602 2180Doğum Yeri : İstanbul 2181 Doğum Tarihi : 02 / 04 /1989 2182 2183 Eğitim 2184
2006 – 2011 : Boğaziçi Üniversitesi, Makine Mühendisliği, Lisans 2185
2013 – 2015 : TOBB ETÜ, Makine Mühendisliği, Yüksek Lisans 2186
2187
İş Tecrübesi 2188
2012 – 2015 : Tasarım Mühendisi, FNSS Savunma Sistemleri A.Ş. 2189 2190 Yabancı Diller 2191 İngilizce (İleri) 2192 İtalyanca (Orta) 2193 Almanca (Orta) 2194 2195
Tezden Çıkarılan Yayınlar 2196
U. Demirtas, S. Uslu, ‘Optimization and Design Tool Develoment of Heating System 2197
in Military Vehicles’, Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, 2015 2198