Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Enes GÜNALTILI
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mustafa Zeki Yılmazoğlu
Eş Danışman: T. Hikmet Karakoç
Özet:
Bu çalışmada havacılıkta yoğun olarak kullanılan bir gaz türbinli motorun çeşitli yakıt pili tipleri ile farklı yazılımlar vasıtasıyla performans, ekonomik ve çevresel açıdan hibrit modelleri oluşturularak ve farklı kriterler bağlamında en çevresel, en ekonomik ve en verimli sistemlerin modellemesi ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Öncelikle oldukça kapsamlı bir literatür taraması yapılarak sistemlere dair şimdiye kadarki tüm çalışmalar gözden geçirilip kapsamlı ve özgün bir listeleme gerçekleştirilmiştir. Sonrasında oldukça kapsamlı bir akış şeması yapılarak hangi tipte motorun neden seçildiği, hangi irtifalarla hangi özelliklere göre modelleme yapılması gerektiği, yakıt pillerinin havacılık sektöründe kullanılmaya elverişli olup olmadığı, bu yakıt pillerinin artıları ve eksileri ve hibrit sistemde modellemelerde kullanılacak olan kabuller ile gerekçeleri detaylı şekilde çıkarılmıştır. Bu kapsamda modelleme için seçilen gaz türbin motoru, kompresör, yanma odası ve türbinin çeşitli geometrik şekillerine bağlı olarak çeşitli atmosferik koşullar altında iki farklı yazılımla iki ayrı şekilde modellenmiştir. Bu yöntem sonucunda gaz türbinli motorun performans parametreleri, çevresel metrikleri ve sürdürülebilirlik göstergeleri farklı irtifalarda ve belirlenen farklı aralıklarda elde edilmiştir. Sonrasında ise çeşitli mühendislik yazılımları kullanılarak havacılık literatüründe deneysel olarak da kullanılmış olan yakıt pillerinin modellemeleri gerçekleştirilmiştir. Son olarak hibrit sistem mimarisi ile ilgili yakıt reformu ile yakıt pili besleme ve harici hidrojen tankı ile yakıt pili besleme olmak üzere iki farklı yöntem ele alınmıştır. Hibridizasyon aşamasında kullanılacak her iki yöntem uçağın uçuş fazları içerisinde performans hesaplamaları gerçekleştirilerek incelenmiştir. Bu analizlerin performans, çevresel ve ekonomik optimizasyon açısından elde edilen çıktılar doğrultusunda her bir uçuş fazı için yakıt pilinin kullanım şekli planlaması (kabin içi enerji ihtiyacı ve itki sistemine destek) yapılarak yakıt tasarrufu miktarları ayrı senaryolarda elde edilmiştir. Sonuç olarak sivil havacılıkta yaygın olarak kullanılan gaz türbinli motor için hangi tip yakıt pilinin hangi hibritleme yöntemi ve yüzdesel olarak kullanım şekline göre çevresel, ekonomik ve performans açısından daha verimli olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler : Yakıt pili, gaz türbini motoru, hibrit sistemler, sürdürülebilirlik