itüdergisi (E-Journals - İstanbul Teknik Üniversitesi, Istanbul Teknik Uniersity., İTÜ)
itüdergisi (E-Journals - İstanbul Teknik Üniversitesi, Istanbul Teknik Uniersity., İTÜ)Not a member yet
1059 research outputs found
Sort by
Analyzing the performance of localization protocols for underwater acoustic sensor networks
Get PDFSualtı Duyarga Ağları (SDA) insan eliyle tehlikeli veya olanaksız sayılabilecek sualtı görevlerinde kullanılırlar. SDA’lar okyanusbiliminde, deprem ve tsunami tahmininde, askeri uygulamalarda, okyanus petrol platformlarının gözetlenmesinde ve çeşitli birçok alanda kullanılabilirler. Sualtı duyarga düğümleri sabit bir platforma tutturulmuş olabilir veya su içersinde serbest halde yüzebilir. Su yüzeyinden metrelerce aşağıda yüzen duyarga düğümler, gezgin sualtı duyarga ağını oluştururlar. Duyarga düğümler okyanuslardan sıcaklık, akıntı hızı, tuzluluk ve görüntü kaydı gibi veriler toplarlar. Gezgin bir SDA’da, duyarga düğümler su yüzeyinin altında, akıntıyla birlikte hareket eder ve belirli bir olayı izlerler. SDA’larda en ciddi sorunlardan biri konumlandırmadır. Konum bilgisine, veri etiketleme ve konum-tabanlı yönlendirme protokollerinde ihtiyaç duyulur. Geniş ölçekli, üç boyutlu SDA’lar için, literatürde az sayıda konumlandırma protokolü önerilmiştir. Bu makalede, İner-Çıkar düğümlerle Konumlandırma (İÇK) ve Vekil Konumlandırma (VK) yöntemlerini tanıtıp, sözkonusu yöntemlerin başarımını önceden önerilmiş olan bir başka yöntemle karşılaştırmaktayız. Bu yöntem, Geniş Ölçekli Konulmandırmadır (GÖK). Bu üç tekniğin avantaj ve dezavantajlarını gezgin bir SDA için göstermekteyiz. Benzetim sonuçlarımız GÖK’ün yüksek konumlandırma başarısına sahip olduğunu, ancak bu yöntemin beraberinde yüksek enerji tüketimi ve ek haberleşme yükü getirdiğini göstermektedir. İÇK ise, yüksek konumlandırma başarımı, yüksek kesinlik, düşük enerji tüketimi ve düşük haberleşme maliyetine sahiptir. VK ise, kabul edilebilir konumlandırma başarımı, düşük enerji tüketimi ve daha az ek yük getirmekte, buna karşılık diğerlerinden daha düşük kesinlik sağladığı görülmektedir. Anahtar Kelimeler: Sualtı duyarga ağları, konumlandırma, duyarga ağlar.Underwater Sensor Networks (USNs) can improve naval defense, earthquake/tsunami forewarning, water pollution detection, ocean life monitoring systems, etc. Stationary Underwater Sensor Networks are ideal for securing or monitoring a fixed target region, e.g. monitoring oil drilling platforms for spill detection, harbor entrances for surveillance, ocean bottom for seismic activity observation, etc. On the other hand, mobile untethered Underwater Sensor Networks are flexible and better alternatives for short term exploration of moving targets. For instance, untethered, free-floating underwater sensors can track a chemical spill or a pollutant that may be dangerous to human health or sea life. In a sensor network, sensor nodes collect data from their surrounding and tag these data, in order to transmit them to a more powerful node for processing. Therefore, it is crucial to know the location of the sensor nodes. Location is required for data tagging, as well as, target detection, node tracking, etc. In addition, localization is essential for position-based routing algorithms which are powerful alternatives to classical routing approaches in Mobile Ad Hoc Networks (MANET). Localization is a well studied topic in terrestrial sensor networks. Nevertheless, in Underwater Sensor Networks, localization is still challenging due to several reasons: i) unavailability of the GPS; ii) low bandwidth, long delay and high bit error rate of the acoustic links; iii) necessity of high amount of sensor nodes to cover the three dimensional region. The use of GPS is limited to surface nodes because the GPS signal does not propagate through the water. In sensor networking literature, several GPS-less (GPS-free) positioning schemes have been proposed however they usually have high overhead. The underwater sensors use acoustic links and the bandwidth of those links is low even for very short distances. Moreover, acoustic communications has high propagation delay and high bit error rate. In Underwater Sensor Networks, localization protocols are expected to avoid excessive overhead and establish localization with the least possible messages. This is also enforced by the limited battery life of the underwater sensor nodes and the difficulty of recharging or replacing the batteries in an underwater application. Usually, an underwater application requires a large number of sensor nodes because the data rate of the acoustic links increases with decreasing distance and shorter ranges between nodes, means that more sensor nodes are needed to cover the three dimensional oceanographic zone. In addition, in a mobile Underwater Sensor Network localization should be repeated and stale location information should be cleared periodically. Considering all these challenges, it is essential to develop novel localization protocols tailored for mobile Underwater Sensor Networks. In this article, we introduce two distributed, scalable localization techniques; Dive and Rise Localization (DNRL) and Proxy Localization (PL). In DNRL, mobile beacons ascend and descend in the water to deliver their GPS driven coordinates. In PL, the already localized nodes act like beacons likewise multi-stage localization which is a preliminary version of PL (Erol et al., 2008). Unlike the previous work, in PL the non-localized nodes use a different metric to choose the best possible proxies among the candidates which enhances the performance of the protocol. Here, we compare the performance of PL, DNRL and Large-Scale Localization (LSL). LSL is a technique from the literature (Zhou et al., 2007). We evaluate the performance of these schemes in terms of localization success, accuracy, overhead and energy consumption. Since we compare the performance of the localization techniques for a mobile Underwater Sensor Network, a realistic underwater mobility model is essential. Recently, the works of Caruso et al. (2008) and Erol et al. (2008) have applied the real ocean current behavior to Underwater Sensor Networks. We use the "Meandering Current Mobility with Surface Effect" (MCM-SE) model to compare the performance of the three localization schemes for a mobile underwater sensor network. The main aim of the article is to provide a comparison between recently proposed localization schemes for Underwater Sensor Networks. Based on the simulation results, we compare and analyze the performance of three recent methods that are developed for distributed localization in large-scale Underwater Sensor Networks in terms of localization ratio, accuracy, protocol overhead and energy consumption. Keywords: Sensor networks, underwater sensor networks, localization
A fuzzy human resource allocation model in Quality Function Deployment
Get PDFPersonel seçimi, personel bulma süreci sonunda oluşan aday kümesinden en iyi adayın seçilmesi sürecidir. Başvuran adayların potansiyel performansını tahmin etmek personel seçim sürecinin temelini oluşturur. Ancak, personel seçiminde iş gereklerini ve bu gereklerin seviyelerini belirlemek seçim kararını etkileyen önemli bir faktördür. İş gerekleri, eğitim, deneyim, fiziksel ve zihinsel gerekler ile kişilik özelliklerini kapsar. İş gerekleri ve iş gerekleri seviyelerinin doğru şekilde belirlenmemesi yanlış adayın seçilmesine sebep olur. Bu çalışmanın amacı, personel seçim sürecini, iş gereklerini belirleme süreci ile birleştiren Bulanık Kalite Fonksiyonu Açınımı (BKFA) temelinde bir personel seçim çatısı önermektir. Bu çatı, personel seçim kararlarındaki işe ilişkin kriterleri tanımlama ve performans-tahmin değişkenleri ilişkilerine yönelik hipotezlerin doğru bir şekilde geliştirilmesini sağlamaktadır. Önerilen modelde, iş gereklerinin seviyelerini ve personel adaylarının niteliklerini değerlendirmeye ilişkin belirsizlikleri ve subjektiflikleri modellemek amacıyla dilsel değişkenler ve bu değişkenleri matematiksel olarak ifade etmek için bulanık kümeler kullanılmaktadır. Bulanık kümelerin kullanılması ile zihinsel süreçlere ve insan iletişimine ilişkin belirsizlikler ve subjektifliklerin önerilen modele dahil edilmesi sağlanmaktadır. BKFA çatısı altında, birinci kalite evinde işi oluşturan görevlerin ağırlıkları Bulanık Analitik Hiyerarşi Süreci (BAHS) ile hesaplanmaktadır. Daha sonra, iş görevleri iş gereklerine çevrilmekte ve iş gereklerinin ağırlıkları elde edilmektedir. İkinci kalite evinde ise Bulanık TOPSIS (BTOPSIS) ve Bulanık VIKOR (BVIKOR) yöntemleri uygulanarak en uygun aday seçilmektedir. Anahtar Kelimeler: Personel seçimi, bulanık kümeler, karar verme, Bulanık Kalite Fonksiyon Açınımı. Human resources are considered as the most important assets of organizations, but very few organizations are able to fully use their potential. Sophisticated technologies and innovative practices alone can do very little to enhance operational performance unless the requisite human resource management practices are in place to form a consistent socio-technical system. For this reason, manufacturing and service organizations need to carefully evaluate their existing human resources, and develop them so that employees can effectively contribute to operational performance improvement. Building a high performance workforce certainly starts with hiring new personnel. Recruitment and selection are the two main phases of a hiring process. Although both are closely interrelated parts of a multistage decision process, recruiting activities gather applicants for jobs, and selection decisions must then be made to choose the subset of applicants, or the applicant, who are most likely to succeed. This study concentrates on the selection phase which can be considered as a multi-criteria decision making problem. Personnel selection involves collecting information about individuals by using one or more selection devices or methods. The most important property of an assessment method is its ability to predict future job performance or job-related learning. However, it is difficult to select the most suitable person for a certain job unless there is a clear understanding of the job's requirements in terms of personnel characteristics. By identifying such requirements, it is possible to develop selection procedures that will determine whether a particular applicant possesses the necessary and proper characteristics to carry out the tasks involved in the job. Thus, success of the personnel selection process is dependent on two basic processes: (1) determination of personnel characteristics required to perform the job and their levels, and (2) assessment of candidates. Improvement of these processes will result in improvement of overall personnel selection process. The assessment involved in these processes are performed by a number of people within the organization and it is well recognized that people's assessments of concepts are always subjective and imprecise, and the linguistic terms people use to express their judgments are vague. Using objective and precise numbers to represent linguistic assessments are, although widely applied, not very reasonable. In essence, human cognitive processes, such as thinking and reasoning and human communication are inherently fuzzy. Thus, a more rational approach is to assign fuzzy numbers to linguistic assessments so that their vagueness arising from mental phenomena and human communication can be captured. This study proposes an improved personnel selection model which will help to select the most suitable person by providing a strong linkage between the content of the job and characteristics of selected candidate(s) and by involving the vagueness and subjectivity inherent in personnel selection processes. The proposed model assumes that there are a number of candidates applying for a particular job (white-collar or blue-collar) and a certain number of candidate(s) is to be selected for the job in question. In order to meet these objectives, the model employs Fuzzy Quality Function Deployment (FQFD) as a framework for integrating the determination of required personnel characteristics and final selection processes. The use of FQFD helps to develop hypotheses in a structured approach about performance-predictor relationships tested in a specific personnel selection problem. The proposed model also employs Fuzzy Analytical Hierarchy Process, Fuzzy TOPSIS and Fuzzy VIKOR under FQFD framework. It also allows multiple decision makers in the determination of personnel characteristics and final selection processes so that various people within the organization who are responsible for or who are affected by the selection decision can be involved in both phases of the FQFD process. The model has been applied for a real-life problem in one of the leading companies in the milk and milk products sector for Shift Engineer position. The results of these applications show that the model can distinguish the candidates accurately with respect to their characteristics which are assessed by the decision makers involved in the personnel selection process. Since decision makers are not capable of analyzing and synthesizing vast amount of job and candidate information judgmentally, the utility of the proposed model is established. Keywords: Personnel selection, fuzzy sets, decision making, Fuzzy Quality Function Deployment
Intermodal container transportation solutions: A case study of Izmir Port
Get PDFTürkiye’de yük taşımacılığında ağırlıklı olarak karayolu taşımacılığı kullanılmakta, ülke ekonomisine yansıyan maliyetler açısından çok daha avantajlı olan demiryolu ve denizyolu taşımacılığı türleri ise çok düşük oranlarda tercih edilmektedir. Bu durum, ülke ekonomisi açısından ağır maliyetler oluşturmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, Türkiye’de yük merkezleri ile liman arasındaki dolu ihracat konteyner taşımacılığının akılcı ve sağlıklı bir şekilde yapılabilmesidir. Bu amaca yönelik olarak, her yük merkezi için ülke ekonomisi açısından en düşük maliyetli taşıma sisteminin belirlenmesi ve yük sahiplerinin taşıma sistemi seçimlerini bu yönde yapabilmesi için çözüm önerileri geliştirilmiştir. Çalışmada, Türkiye’nin önemli bir ihracat limanı olmasının yanısıra karayolu ve demiryolu bağlantısı bulunan İzmir Limanı seçilerek, çözüm yaklaşımı bu limana ve bağlı 15 adet yük merkezine uygulanmıştır. Uygulama sonucunda İzmir Limanı’na yakın yük merkezleri için sadece karayolu taşımacılığının kullanıldığı taşıma sisteminin, diğer yük merkezleri içinse karayolu, demiryolu ve denizyolu taşımacığının birlikte kullanıldığı türlerarası taşıma sistemlerinin en düşük maliyetli taşıma sistemleri olduğu anlaşılmıştır. Bu sistemlerin kullanılması durumunda ülke ekonomisine yılda yaklaşık yüzde 27 oranında bir fayda sağlanabileceği belirlenmiştir. Ayrıca AHP Yöntemi kullanılarak maliyet, hız, kapasite, güvenlik ve erişebilirlik ölçütleri ışığında yük sahipleri açısından en uygun taşıma sistemi seçimi yapılmıştır. Ancak ülke ekonomisi açısından en düşük maliyetli taşımacılık sistemlerinin, mevcut koşullar altında yük sahipleri tarafından tercih edilebilmesinin mümkün olmadığı anlaşılmıştır. Bu nedenle yük sahiplerinin taşıma sistemi seçiminde tercihlerini ülke ekonomisi yönünde kullanabilmesi amacıyla ilgili kurumlara çözüm önerileri sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Konteyner, liman, taşıma maliyeti, türlerarası taşımacılık, AHP, blok tren.Transportation of goods in Turkey is mainly utilized by land route transportation while modes of railway and maritime transportation, which are more efficient with respect to the national economic welfare perspective, are less preferred. This unequal split of transport modes generates heavy cost impacts on national economy. This dissertation aims to design a rational and cost effective mechanism for transportation of export cargo from origins to the port. To this aim, for each origin, proposals are developed to determine the most cost-effective transportation system from a national economic welfare perspective and to maintain the preference of the cargo owners towards using these optimal systems. Proposal contains five sub models: (i) 10 transportation systems, (ii) cost model for national economic welfare, (iii) cost model for the cargo owners, (iv) model for determining the optimal transportation system for cargo owners, (v) model for optimizing the efficiency of container block train operations. Ten transportation systems were designed as intermodal combinations of land route, railway and maritime transport. Cost model for national economic welfare considers internal and external costs. Internal costs refer to operational and administrative costs, external costs refer to costs pertaining to traffic accidents, congestion, air and noise pollution, respectively. Cost model for cargo owners considers the costs being reflected directly to the cargo owners in the service market such as costs related to land route, railway, marine transportation, origin of cargo, container terminal, main port, transshipment port and others. A linear regression model was applied on the dataset of motorway and railways transportation prices retrieved from the market to determine the cost model which is assumed that cargo weight and distance are the main determinants in the cost function. AHP method was utilized to determine the optimal transportation system for cargo owners based on the criteria of cost, speed, capacity, security and accessibility. Then, an alternative model was designed to optimize the efficient of container block train operations by minimizing the total route of train and number of terminals called. This dissertation focuses on İzmir por, which not only is an important port for exports but also has been at the crossroads of land route, railway and marine transportation. Proposals developed are implemented for İzmir port and related 15 origins of cargo. Fifteen top origins for cargo shipped from Izmir Port were determined on the basis of TURKSTAT dataset-compiled with the information collected via export customs declarations. Also, with the analysis of the dataset retrieved from Marti Link Container Services Ltd., which is an important container shipping agency serving Izmir Port, container types and gross weight per container were determined. The results reveal that for origins close to Izmir port, systems using only land route and for all other origins, intermodal transport systems with combinations of land route, railway and maritime transportation are optimal cost-effective. The results of cost model for national economic welfare are as follows: transportation system no.1 which includes land route transport only for the cargo origins that are closest in distance to the Izmir Port, like Izmir and Manisa; transportation system no.6 which combines land route and marine transportation for the cargo origins close to transshipment ports, like Bursa and Bilecik (via Port of Gemlik), Canakkale (via Port of Bandirma), Antalya (via Port of Antalya); transportation system no.4 which combines land route and railroad transportation for the rest of the cargo origins. Also two main lines of block trains between origins of cargo and Izmir Port were designed and optimized, where Northern line serving export cargo from Usak, Afyon, Eskisehir, Bilecik, Kutahya, Balikesir and Southern line serving Burdur, Denizli, Aydin and Mugla origins. The implementations of the optimal systems reveal 27 percent annual surplus for the national economic welfare. In addition to this, AHP method is utilized to determine the optimal transportation system for cargo owners based on the criteria of cost, speed, capacity, security and accessibility. However, under current circumstances, results reveal that the optimal cost-effective systems from national economic welfare perspective would not be preferred by the cargo owners. To alter the preferences of the cargo owners accordingly, several policy proposals regarding tariffs of the services in the railroad transportation, port and land terminals were presented so as to make the optimal models of national economic welfare attractive for the cargo owners. Keywords: Container, port, transportation cost, intermodal transportation, AHP, block train
Nesneye yönelik programlamanın rol modelleri ile genişletilmesi
Get PDFGerçek dünyada karşılaşılan sistemler durağan ve dinamik olmak üzere iki kümeye ayrılabilir. Durağan sistemlerin aksine, dinamik sistemlerde zamanla değişen ve evrimleşen varlıklar söz konusudur. Bu şekilde zamanla değişen nesneleri nesneye yönelik programlamanın (NYP) sınıf hiyerarşileri ile modellemek zor olacaktır. Bu zorluğun nedeni, dinamik yapıdaki gerçek dünya varlıklarının durağan yapıdaki sınıflar ile modellenmeye çalışılmasıdır. NYP durağan sınıf yapısına dinamizm katacak yeteneklere sahip olmasına rağmen dinamik sistemlerin modellenmesinde karşılaştığı güçlüklerden tam anlamıyla kurtulamaz. Rol modelleri; dinamik sistemlerin nesneye yönelik programlama ile modellenmesinde karşılaşılan güçlüklerin çözümü için önerilen yollar arasında kullanışlı olmaları, NYP kavramları ile iyi uyuşmaları ve problemin çözümü için dolaysız bir yol sunmaları nedeniyle dikkati çekmektedir. Nesne düzeyinde özelleştirmeye dayanan rol modelleri, sınıf düzeyinde özelleştirmeye dayanan nesneye yönelik programlamayı doğal bir biçimde genişletir. Bu nedenlerle dinamik sistemlerin saf NYP yaklaşımı ile sunulandan daha iyi modellenebilmesi gereksinimini karşılamak üzere, Java programlama diline rol desteği kazandıran bir rol modeli olan JAWIRO (Java with Roles) gerçeklenmiştir. Bu çalışma sırasında rollerin diğer çalışmalarda önerilen özellikleri arasına altı yeni özellik kazandırılmıştır. Bu makalede rollerin JAWIRO rol modeli ile nasıl kullanılabileceğinin anlatılmasına ek olarak, JAWIRO’nun güncel rol modelleri ile rollerin gerçeklenen özellikleri ve çalışma anı başarımı açılarından karşılaştırmaları verilmiştir. Sonuç olarak JAWIRO, sahip olduğu özgün yetenekler ve çalışma anı başarımına ek yük getirmemesi sayesinde dinamik sistemlerin modellenmesi için önemli bir gereç haline gelmiştir. Anahtar Kelimeler: Rol modelleri, rol tabanlı programlama, dinamik sistemlerin modellenmesi, nesneye yönelik programlama
Leaching of scrap lead acid battery paste by NaOH
Get PDFZehirli malzeme olarak sınıflandırılan kurşunu içeren birçok ürün, son yıllarda, kullanım alanını kaybetmektedir. Kurşunun en yaygın kullanım alanını kurşun asit akümülatörleri oluşturmaktadır. Kurşun asit akümülatörlerinin kullanım ve tüketim miktarları, çevreye karşı etkileriyle birlikte göz önüne alındığında, geri kazanımının gerekliliğini ve önemini yansıtmaktadır. Nitekim son yıllarda, Avrupa’da, %95’in üzerinde hurda kurşun asit akümülatörü geri kazanılmaktadır. Geri kazanımda temel aşamalar, sırasıyla; akümülatör asidinin boşaltılması, plastik kısımların ayrılması, metalik kısımların değerlendirilmesi ve akümülatör pastasının geri kazanılması süreçleridir. Hurda kurşun asit akümülatörlerinin geri kazanımında hidrometalurjik ve pirometalurjik yöntemler uygulanmaktadır. Bu yöntemler içerisinde, doğrudan ergitmeye dayanan yöntemlerin, gerek düşük metal kazanma verimi gerekse çevre açısından olumsuz etkileri nedeniyle yeni yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir. Geri kazanım sürecinde, karmaşık kimyasal yapılı atık akümülatör pastasında bulunan, özellikle, zor çözünen PbO2 ve kükürt içerikli PbSO4 büyük sorun yaratmaktadır. Bu çalışmada, atık kurşun asit akümülatörlerinde bulunan akümülatör pastasının kimyasal ve fiziksel karakterizasyonu yapılmakta, ardından NaOH çözeltileriyle çözümlendirilmesi şartları incelenmektedir. NaOH ile çözümlendirmede en uygun işlem şartları; 400 dev.dak–1 karıştırma hızında, 1/10 katı/sıvı oranı için 0.7 M NaOH başlangıç çözeltisiyle, 15 dakikalık çözümlendirme süresinde ve ortam sıcaklığında sağlanmaktadır. X-ışını difraksiyonu analizi sonuçlarına göre, işlem sonrasında akümülatör pastasındaki PbSO4, kurşun oksi-hidroksit (Pb3O2(OH)2) bileşiğine dönüşmektedir. İşlem sonrasında atık pastada %68.8 oranında bulunan PbSO4, çözümlendirme sonrasında %0.5 oranında analiz edilmektedir. Anahtar Kelimeler: Geri kazanım, akümülatör pastası, kurşun akümülatörler, NaOH çözümlendirmesi.Many lead based products that are classified as toxic material have disappeared from use in recent years. Lead acid batteries constitute the most widespread usage area of lead. Lead is particularly suitable for batteries, because of its characteristics (conductivity, resistance to corrosion and the special reversible reaction between lead oxide and sulphuric acid). The majority of lead / acid batteries are used as SLI batteries (starting, lightning and ignition) for the purpose of starting the engines of cars and lorries. Another sort of lead acid battery is the traction battery, used to power electric vehicles such as milk floats, forklift trucks and airport support vehicles. This type of battery provides the best service for "stop and start" conditions. A last sort of lead acid battery concerns stationary battery, which provides uninterrupted electrical power (e.g. in hospitals, telephone exchanges, companies etc.) The active mass, cathode, anode, connecting bridges, electrolyte, and casing are the main components of lead acid battery. The cathode (positive pole) consists of metallic lead, whereas anode (negative pole) consists of lead oxides. Connecting bridges are made of suitable lead-antimony, lead-calcium (tin, aluminium) alloys with additives in negligible quantities, such as copper, arsenic, tin and selenium. Sulphuric acid solution is used as an electrolyte in which lead-antimony plates are immersed. Casing is usually made of polypropylene, and, less frequently, of hard rubber, ebonite, bakelite etc. Other components of lead acid batteries are paper, rubber, fibre-glass and wood. When a battery discharges, as it operates the starting motor of a car, the concentration of sulphuric acid decreases from the electrolyte and the lead from the electrodes is transformed into lead sulphate. As the concentration of the acid decreases, the density of the electrolyte also decreases, thus making it possible to know the level of charge of a battery by measuring the density of its solution. For each electron generated in an oxidation reaction occurring at the negative electrode, there is an electron consumed in the reaction of the reduction of the positive electrode. As the process continues, the active materials (the lead oxides paste and the porous lead) are depleted and the speed of the reaction decreases until the battery is no longer able to supply electrons. Most of the lead oxides paste and the porous lead are converted into lead sulphate. When a battery is recharged, these reactions are inverted and the lead sulphate changes back into lead and lead oxide. In time, the lead oxide plates become contaminated by lead sulphate form sludge layer (55-60% PbSO4; 20-25% PbO; 1-5% PbO2; 1-5% metallic Pb). This mixture accumulates at the bottom of the battery. It is no longer possible for battery to recharge due to the high level of contamination. From this moment the battery becomes what is known to be a spent battery. The usage amount and the consumption of lead acid batteries, considering the environmentally non-friendly effects, reflect the necessity and the importance of recycling. Likewise, in recent years more than 95% of scrap lead acid batteries have been recycled in Europe. Basic stages in lead acid battery recycling processes are removal of the battery acid, separation of the plastic parts, processing of metallic parts, recycling of battery paste, respectively. Hydrometallurgical and pyrometallurgical methods are used in scrap lead acid battery recycling. During recycling process, particularly, because of non-soluble PbO2 and sulphur containing PbSO4, significant problems occur. The presence of lead sulphate complicates the environmentally acceptable treatment of the battery paste. The high temperatures required to decompose the sulphate generate lead fumes in addition to dilute SO2 gas streams. PbO2 can only be dissolved by using additional chemicals in hidro-electrometallurgical recycling processes. In this study, lead acid batteries were defined, and some existing pyrometallurgical and hydro-electrometallurgical scrap lead acid battery treatment processes were comparatively investigated. The purpose of this study is to investigate the possibility for desulphurization of the paste with sodium hydroxide to verify the possibility for removal of sulphur ions in the form of sodium sulphate. Optimum process conditions for NaOH leaching of battery paste are achieved as follows; 400 rpm of stirring rate, 1/10 of solid/liquid ratio for 0.7 M NaOH starting solution, 15 minutes of leaching duration at room temperature. X-ray diffraction analysis show the transformation of PbSO4 in the battery paste into lead oxi-hydroxide (Pb3O2(OH)2) compound.Keywords: Recycling, battery paste, lead batteries, NaOH leaching
Benefit analysis: An application of the contingent valuation method (CVM) in Köyceğiz - Dalyan watershed
Get PDFFayda-maliyet analizlerinde kullanılmak üzere çevresel mal ve hizmetlerin yarattığı faydanın ölçülmesi için farklı yaklaşımlar geliştirilmiştir. Sunulan bu çalışmanın amacı, bu yaklaşımları incelemek ve bu yaklaşımlardan biri olan “Senaryo Destekli Değerlendirme” (SDD) Yöntemini kullanarak, Köyceğiz Dalyan bölgesinde uygulamaktır. Her iki yerleşim merkezinde bulunan atıksu arıtma tesislerinin işletmeye alınması ile birlikte yeraltı ve yüzey suyu kalitesinin bozulmamasının halkın gözündeki ekonomik değerinin belirlenmesi için SDD yöntemi seçilmiştir. Yöntemin ilk adımı olan anket çalışması, 2002 yılında bölgede toplam 800 kişiyle görüşülerek tamamlanmıştır. Elde edilen anketler, Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) istatistik programına girilerek, analiz edilmiş ve halkın ortalama ödeme isteği hesaplanmıştır. Ayrıca arıtma tesisinin işletilmesinin sağladığı fayda hesaplanarak, fayda maliyet analizi yapılmış ve sonuçları da değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Fayda analizi, değerlendirme teknikleri, senaryo destekli değerlendirme yöntemi, ödeme isteği, Köyceğiz-Dalyan, su havzası. There is both great interest and septicism in attempts to put monetary values on environmental goods and services. The interest in valuation techniques arises in part from concern that efforts to protect and improve the environment be cost effective. The valuation task is to determine how much better or worse off individuals are (would be) as a result of a change in environmental quality. The main objective of this study is to examine these approaches in detail and evaluation of the analysis results of the application of Contingent Valuation Method (CVM) in Köyceğiz – Dalyan Watershed. A survey was conducted to evaluate the benefit to households from reduced sewage pollution of surface and groundwater quality due to the operation of the wastewater treatment plants in Köyçeğiz – Dalyan Area. Being the only practical means of estimating the environmental benefits, CVM was applied to area in June 2002. 800 households in total were participated to questionnaire, which is a major step of the method.The questionnaires were analyzed in the SPSS program and mean WTP (Willingness to pay) was estimated by using two different models: parametric and non-parametric. In addition, the benefit cost analysis of the operation of the WWTP was estimated and the results were summarized. Keywords: Benefit analysis, valuation techniques, contingent valuation method, willingness to pay, watershed
Yapıların deprem davranışlarının iyileştirilmesi için çelik çapraz elemanların optimum yerleşimi
Get PDFThe different rehabilitation systems have been used to upgrade the seismic response of the structures. Common rehabilitation techniques were based on two basic approximations; to rehabilitate with adding new elements such as steel bracing and shear walls or to upgrade with selectively strengthening the deficient structural elements of the buildings. In this study, the optimal placement of X steel braces is presented for a planar building frame. The optimal placement is defined as the optimal size and location of the braces. Steady state response of the structure evaluated first undamped natural frequency is defined transfer functions that are independent on initial values and input excitation. The objective functions are chosen as the transfer function amplitude of the top displacement and the transfer function amplitude of the base shear force evaluated at the undamped fundamental natural frequency of the structure. In the optimization procedure, the stiffness parameters of the added braces are defined as the design variables. Principal optimality criteria are derived using Lagrange Multipliers Procedure. Obtained nonlinear equations are solved with "Steepest Direction Search" algorithm. Sensitivities of the objective function are derived analytically. A simplified algorithm for the state of the base shear force as objective function is shown. The response of the structure is investigated both the transfer function amplitude and the time history analysis values under El Centro earthquake forces. Keywords: Transfer function, earthquake behavior, structure optimization, rehabilitation of structure.Bu çalışmada, düzlem çerçeveler için X tipi çelik diyagonallerin optimum yerleşimi gösterildi. Optimum yerleşim diyagonallerin optimum yer ve büyüklükleri tanımlandı. Birinci mod etkisindeki kararlı yapısal davranış, başlangıç durumlarından ve giriş hareketinden bağımsız olan transfer fonksiyonları ile ifade edildi. Amaç fonksiyonları yapının birinci moduna karşı gelen transfer fonksiyonu tepe deplasmanı ve taban kesme kuvveti olarak seçildi. Optimizasyon yönteminde, tasarım değişkenleri olarak eklenen diyagonallere ait olan rijitlik parametreleri tanımlandı. Lagrange çarpanları yöntemi kullanılarak optimumluk kriterleri türetildi. Ortaya çıkan doğrusal olmayan denklem takımı en dik yön algoritması (Steepest Direction Search Algorithm) ile çözüldü. Yapının davranışı hem transfer fonksiyonlarına bağlı olarak hem de El Centro deprem kuvvetleri altında araştırıldı. Anahtar Kelimeler: Transfer fonksiyonu, deprem davranışı, yapı optimizasyonu, yapı iyileştirmesi
Tekrarlı yüklemeler etkisi altında zeminlerin konsolidasyonu
Get PDFCyclic loading may have a relatively short duration for dissipating of pore pressure. The conditions will be undrained during cyclic loading and excess pore pressures will be generated. The generated pore pressures will dissipate after applying cyclic stresses, and the effective stresses will increase to a value of start of cyclic loading again. The volume reduction will occur resulting additional settlements. In this study, pore water pressure, shear strain, consolidation settlements and post-cyclic undrained strength of clays and affecting factors were investigated. For this purpose, a group of samples prepared in the laboratory were tested using cyclic simple shear testing device. The samples were subjected to 5 series of cyclic loading.. Drainage were applied between five cyclic loading stages. At the end of fifth drainage stage, the samples were subjected to undrained static loading. Cyclic tests were performed with stress controlled two way sinusoidal wave loading with different stress levels and number of cycles. Frequency of cyclic loading was constant as 0.1 Hz. As a result of study, it can be concluded that soft clays subjected to undrained cyclic loading and drainage cycles are more resistant to undrained cyclic loadings that can be applied afterwards. The consolidation settlements, pore pressures and shear strains decreases after each stage of cyclic loading. However undrained shear strength increases with increasing pore water pressure induced by cyclic loading.Keywords: Cohesive soil, cyclic loading, pore water pressure, consolidation, shear strength. Çalışmada, normal konsolide killerin drenajsız tekrarlı yükler altında boşluk suyu basıncı, kayma deformasyonu, konsolidasyon oturmaları, kayma mukavemetleri ile bu davranışları etkileyen faktörler dinamik basit kesme deney sistemi kullanarak deneysel olarak incelenmiştir. Numuneler çamur konsolidasyon aletinde hazırlanmıştır. Deneyler numunelere farklı gerilme oranı ve çevrim sayılarında beş kez sabit genlikli sinüzoidal drenajsız tekrarlı yükleme ve her tekrarlı yük sonrası drenaj uygulayarak yapılmıştır. Beşinci kademe drenajdan sonra numuneler statik olarak kesilmiştir. Çalışma sonunda tekrarlı yükleme ve drenaj uygulanmış killerin daha sonraki tekrarlı yüklere karşı direncinin arttığı. oturma, boşluk suyu basıncı ve kayma deformasyonu her bir tekrarlı yüklemeden sonra azaldığı görülmüştür. Bununla beraber tekrarlı yükleme ve drenaja maruz kalan killerin kayma mukavemeti artmıştır. Anahtar Kelimeler: Kohezyonlu zemin, tekrarlı yükleme, boşluk suyu basıncı, konsolidasyon, kayma mukavemeti. 
2D and 3D numerical analysis of potential distribution around grounding electrodes
Get PDFTopraklayıcıların çevresindeki potansiyel dağılımının bilinmesi, canlılar için hayati tehlike oluşturabilecek adım geriliminin genliğinin ve değişiminin bilinmesi açısından önemlidir. Bu çalışmanın amacı, farklı topraklayıcılar çevresindeki potansiyel dağılımını, sonlu farklar ve sonlu elemanlar yöntemleri ile, topraklayıcı boyutuna, geometrisine, konumuna ve toprak yapısına bağlı olarak incelemek ve güvenli çalışma koşullarını belirlemektir. Toprak özdirenci ile toprak dielektrik sabiti arasındaki ilişkiden yararlanılarak yerel ve mevsimsel etkilerle topraklayıcı çevresindeki toprağın cinsinin ve nemliliğinin değişiminin, topraklayıcı davranışına etkileri incelenmiştir. İncelemeler, topraklayıcılar çevresinde potansiyel dağılımlarının önerilen yaklaşım ve yöntemlerle kolay ve gerçeğe uygun olarak bulunabileceğini ve tehlikeli koşulları yaratmayacak şekilde topraklayıcıların tasarlanabileceğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Topraklama, potansiyel dağılımı, sonlu farklar yöntemi, sonlu elemanlar yöntemi.The aim of this paper is to show that, different models can be developed to determine potential distribution around different grounding electrodes and the computations on those models can be carried out more effectively by a new approach using Finite Difference Method (FDM) and Finite Element Method (FEM). In calculations, type and humidity of the soil surrounding the grounding electrode and differences in soil dielectric constants, are considered. Therefore, in this study instead of corresponding soil resistivity, soil dielectric constants are used. In this paper, potential distributions and step voltages have been computed in different coordinate systems for grounding electrodes which may have different shapes, different buried depths in the serial and parallel soil layers. A new technique called Cellular Equation Solution has been developed in MS Excel program using the FDM for computations of two and three-dimensional potential distribution. It has been shown that, large scaled equation systems can be established and solved easily and in a short time by this new method. Detailed studies on the models have been carried out with FEM for analyzing systems those models have been solved by the FEMM (Finite Element Method Magnetics) packet program. The results obtained using analytical and numerical methods have been compared and it has been shown that the results are compatible and the methods are applicable.Keywords: Grounding, potential distribution, finite difference method, finite element method.
The flow of non-Newtonian fluids around a sphere falling along the centreline of a cylindrical tube
Get PDFSilindirik bir tüpün ekseni boyunca düşen bir küre etrafında non-Newtonian akışkanların akım modeli, küçük taneciklerin bir non-Newtonian akışkan ortamında çökelmesi probleminin akışkanlar mekaniği esaslarına göre simülasyonudur. Pratikte küçük taneciklerin çökelme oranının bilinmesi, gıda maddeleri, temizlik malzemeleri ve benzerlerinin raf ömrü bakımından özellikle anlamlıdır. Bu problem pratikte, kimyasal, genetik, biyomedikal ve diğer endüstriyel alanlardaki uygulamalarda önem taşımaktadır. Eldeki çalışmada bu problemi düzenleyen denklemler elde edilmek istenmiş ve polimerik akışkanların viskoelastik özelliklerine ait bazı önemli sonuçlar bulunmuştur.Gerçekten, polimerik akışkanlarda, normal gerilme katsayıları ile karakterize edilen elastik davranış, genelleştirilmiş Newtonian akışkana oranla normal gerilmelerde bir artış meydana getirmekte, kayma gerilmeleri ise azalmaktadır. Anahtar Kelimeler: Non-Newtonian, CEF denklemi, kayma-oranı, FEM.We consider the settling of small particles in a non-Newtonian fluid medium. The simulation of this problem according to the fluid mechanics principles may be realized by the flow of a non-Newtonian fluid around a sphere falling along the centreline of a cylindrical tube. The knowledge of rate of settling of particles in practice is particularly significant in determining the shelflife of materials such as foodstuffs, cleaning materials and many others. Thus, this problem has great importance in many natural and physical processes and in a large number of industrial applications such as chemical, genetic and biomedical engineering operations. In this study we tried to determine the equations governing this process and we drew some important conclusions about the properties of polymeric liquids related to their viscoelastic constitution. Effectively we found that, for polymeric liquids, the elastic behaviour characterized by the normal stress coefficients, implies relatively increased normal stresses with respect to the generalized Newtonian fluids, whereas the shear stresses tend to decrease, thus changing somewhat the category of the flow from shear-flow into elongational flow in a small rate. Hence, the viscoelastic property of the polymeric liquids must be stressed by their constitutive equation choice, which led us to the CEF model. Keywords: Non-Newtonian, CEF equation, shear-strain rate, FEM.
Data sources:
Access Repository Dashboard
Do you manage itüdergisi (E-Journals - İstanbul Teknik Üniversitesi, Istanbul Teknik Uniersity., İTÜ)? Access insider analytics, issue reports and manage access to outputs from your repository in the CORE Repository Dashboard!