Bursa Technical University Institutional Repository
Not a member yet
2618 research outputs found
Sort by
Determination of antioxidant capacity and antimicrobial activity of bee pollen and basil (Ocimum basilicum L.) essential oil combination
Get PDFLisansüstü Eğitim Enstitüsü, Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Gıda Mühendisliği Bilim DalıGıda ürünlerinde başlıca bozulma sebebi mikroorganizmalardır. Gün geçtikçe antimikrobiyal maddelere karşı direnç geliştiren bu bozulma etmenleriyle mücadele etmek zor bir hal almıştır. Bu durumla mücadele etmek için antimikrobiyal maddeleri bir arada kullanarak hem kullanılan dozları düşürmek hem de sinerjik etkiyle mikroorganizmaların direnç kazanmasını zorlaştırmak başvurulan yollardan biridir. Bu tez çalışmasında güçlü antimikrobiyal ve antioksidan özellikleriyle bilinen reyhan'ın (Ocimum basilicum L.) kurutulmuş yapraklarından elde edilen uçucu yağ (RUY) ve arı poleninin (AP) bir arada gösterdiği antimikrobiyal ve antioksidan etki incelenmiştir. Bu bileşenlerin toplam fenolik madde miktarı ve antioksidan aktivitesinin araştırılması için TPC ve DPPH analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda arı poleni ve reyhan uçucu yağının toplam fenolik madde miktarı sırasıyla 90,132 mg gallik asit eşleniği GAE/100 g ve 10292,668 mg GAE/100 g olduğu tespit edilmiştir. Antimikrobiyal aktivitenin belirlenmesi için sıvı mikrodilüsyon yöntemi ve agar kuyucuk difüzyon yöntemi kullanılmıştır. Arı poleni ve reyhan uçucu yağı ile yapılan MİK ve MBK analizlerinde bakterilerden en düşük değer K. pneumaniae üzerinde belirlenmiştir. C. parapsilosis (klinik izolat) ise en yüksek MİK ve MBK değerine sahip olan mikroorganizma olarak tespit edilmiştir. Agar kuyucuk difüzyon analizi sonucunda 800 mg/mL arı poleni uygulamasına en dirençli bakterilerin Gram-negatif bakterilerden E. coli ATCC 25922 ve S. typhimurium ATCC 14028 olduğu belirlenmiştir. AP'nin etkileri incelendiğinde test mayaları (S. cerevisiae ve C. parapsilosis) üzerinde zon oluşturamadığı gözlenmiştir. En duyarlı bakterinin ise 9,25 mm zon çapı ile K. pneumaniae olduğu belirlenmiştir. Reyhan uçucu yağının 40 µL/mL uygulamasında Gram negatif bakterilerden L. monocytogenes ATCC 7644, mayalardan S. cerevisiae ve C. parapsilosis üzerinde zon oluşturmadığı tespit edilmiştir. RUY'a karşı en duyarlı bakterinin ise 9,47 mm zon çapı ile K. pneumaniae olduğu saptanmıştır. Arı poleni ve reyhan uçucu yağının bir arada antimikrobiyal madde olarak gösterdiği sinerjik etkiyi belirlemek için Fraksiyonel İnhibisyon Konsantrasyonu (FİK) analizi yapılmıştır. Yapılan analiz sonucunda iki antimikrobiyal maddenin bir arada sinerjik etki göstermediği, B. cereus ATCC 10876, S. aureus ATCC 25923 ve S. epidermidis ATCC 12228 üzerinde indiferan etki gösterirken diğer tüm bakteriler üzerinde antagonist etki gösterdiği belirlenmiştir.The main cause of spoilage in food products is microorganisms. It has become difficult to combat these spoilage factors, which develop resistance to antimicrobial agents day by day. To combat this situation, one of the ways to use antimicrobial substances together is to reduce the doses used and to make it more difficult for microorganisms to gain resistance with a synergistic effect. In this thesis study, the antimicrobial and antioxidant effects of the essential oil obtained from the dried leaves of basil (Ocimum basilicum L.), known for its strong antimicrobial and antioxidant properties, and bee pollen were examined. TPC and DPPH analyzes were performed to investigate the total phenolic substance amount and antioxidant capacity of these components. As a result of the analyses, it was determined that the total phenolic substance content of bee pollen and basil essential oil was 90.132 mg gallic acid equivalent GAE/100 g and 10292.668 mg GAE/100 g, respectively. Broth microdilution method and agar well diffusion method were used to determine antimicrobial activity. In the MIC and MBK analyzes performed with bee pollen and basil essential oil, the lowest value was determined on K. pneumaniae. C. parapsilosis (clinical isolate) was determined as the microorganism with the highest MIC and MBC values. As a result of agar well diffusion analysis, it was determined that the bacteria most resistant to 800 mg/mL bee pollen application were Gram-negative bacteria E. coli ATCC 25922 and S. typhimurium ATCC 14028. When the effects of AP were examined, it was observed that it could not create zones on the test yeasts (S. cerevisiae and C. parapsilosis). It was determined that the most sensitive bacterium was K. pneumoniae with a zone diameter of 9.25 mm. It was determined that basil essential oil did not create zones on Gram-negative bacteria L. monocytogenes ATCC 7644, yeasts S. cerevisiae and C. parapsilosis when applied at 40 µL/mL. It was determined that the most sensitive bacterium against basil essential oil was K. pneumoniae with a zone diameter of 9.47 mm. Fractional Inhibition Concentration (FIC) analysis was performed to determine the synergistic effect of bee pollen and basil essential oil together as antimicrobial agents. As a result of the analysis, it was determined that the two antimicrobial substances did not show a synergistic effect together, they showed a differential effect on B. cereus ATCC 10876, S. aureus ATCC 25923 and S. epidermidis ATCC 12228, but an antagonist effect on all other bacteria
Use of electro blown spinning technique in the production of polylactic acid-based nanofibers enriched with essential oils from spice mixtures
No full textGıdaların raf ömrünün artırılması ve bozulmaların azaltılması amacıyla yenilikçi ambalajlama teknolojileri önem kazanmaktadır. Çevre sorunları da göz önüne alındığında biyobozunur ambalaj malzemelerinin geliştirilmesinde nanoteknoloji büyük önem taşımaktadır. Geliştirilen ambalaj malzemesinin endüstride kullanılabilmesi için üretiminin kolay ve ekonomik olması önem taşımaktadır. Nanolif üretiminde yeni bir yöntem olan elektro- üflemeli eğirme yöntemi, elektro üfleme yönteminin diğer üretim sistemlerine göre daha ince lif elde etme avantajı ile çözeltiden üfleme yönteminin yüksek üretim verimliliği avantajını tek bir kurulumda bir araya getirmektedir. Nanoteknoloji uygulamaları kullanılarak üretilen nanoparçacıklar ile gıda maddelerine tekstür ve aroma gibi istenilen özelliklerin kazandırılması sağlanabilmektedir. Bu çalışmada biyobozunur bileşen olan polilaktik asit (PLA) içerikli baharat esansiyel yağ katkılı nanoliflerin elektro üflemeli eğirme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonunun araştırılması amaçlanmıştır. Kırmızıbiber, karabiber ve kimyondan oluşan baharat karışımından clavenger düzeneği ile elde edilen esansiyel yağ kullanılmıştır. Elde edilen esansiyel yağ PLA miktarı üzerinden %20, %25, %30, %35 oranlarında PLA çözeltisine eklenerek nanolif üretimi yapılmıştır. Nanoliflerlerin morfolojik karakterini analiz etmek için sadece PLA içeren ve esansiyel yağ katkılı olan nanoliflerin ortalama lif çapları ölçülmüştür. Üretilen nanoliflerin morfolojik özellikleri SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ile incelenmiş, esansiyel yağ içeren ve içermeyen örneklerin homojen dağılım gösterdiği, yüzeylerinde topaklanma bulunmadığı ve pürüzsüz bir yüzeye sahip oldukları belirlenmiştir. Esansiyel yağın PLA içeren nanolifler içinde homojen bir şekilde dağıldığı gözlenmiştir. PLA içeren ve esansiyel yağ katkılı nanoliflerin endotermik karakter gösterdiği tespit edilmiştir. PLA içeren nanoliflerin camsı geçiş sıcaklığının esansiyel yağ katkılı nanoliflere göre daha yüksek olduğu, kristalizasyon özelliklerinde ise belirgin bir fark bulunmadığı, esansiyel yağın PLA içeren nanoliflerle amorf bir yapı oluşturduğu belirlenmiştir. Esansiyel yağ içeren nanoliflerin ortalama lif çapı 256-394 nm arasında bulunmuştur. Nanoliflerin termal özelliklerinin analizi için DSC ile camsı geçiş, kristalizasyon ve erime sıcaklıkları ölçülmüştür. Esansiyel yağ konsantrasyonu yükseldikçe kristalizasyon sıcaklığının azaldığı tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonucuna göre, baharat esansiyel yağının PLA içeren nanolif yapısına iyi disperse olduğu ve antioksidan kapasitesini artırdığı görülmüştür.Innovative packaging technologies have gained importance in increasing the shelf life of foods and reducing spoilage. Considering environmental issues, nanotechnology plays a significant role in the development of biodegradable packaging materials. For the developed packaging material to be used in the industry, its production must be easy and economical. Electrospinning, a new method in nanofiber production, combines the advantage of obtaining thinner fibers compared to other production systems with the high production efficiency of the blowing method in a single setup. This study aims to investigate the production and characterization of nanofibers containing polylactic acid (PLA) with spice essential oil additives using the electrospinning method. Essential oils obtained from a spice mixture consisting of red pepper, black pepper, and cumin were used with a Clavenger apparatus. Essential oil was added to PLA solution at ratios of 20%, 25%, 30%, and 35% based on the PLA amount to produce nanofibers. The average fiber diameters of nanofibers containing only PLA and those with essential oil additives were measured to analyze the morphological characteristics of nanofibers. The morphological properties of the produced nanofibers were examined using SEM (Scanning Electron Microscope), and it was determined that both samples containing essential oil and those without showed homogeneous distribution, no aggregation on the surfaces, and smooth surfaces. It was observed that the essential oil was homogeneously distributed within the nanofibers containing PLA. It was determined that both PLA-containing and essential oil-added nanofibers exhibited endothermic characteristics. The glass transition temperature of PLA-containing nanofibers was higher than that of essential oil-added nanofibers, with no significant difference in crystallization characteristics, indicating that the essential oil formed an amorphous structure with PLA-containing nanofibers. The average fiber diameter of nanofibers containing essential oil ranged from 256 to 394 nm. Glass transition, crystallization, and melting temperatures were measured by DSC for thermal analysis of nanofibers. It was found that as the concentration of essential oil increased, the crystallization temperature decreased. According to the results of this study, it was observed that the spice essential oil dispersed well in the PLA-containing nanofiber structure and enhanced antioxidant capacity
Developing a web-based system for visuali·zation and storage of data collected from factori·es within the scope of industry 4.0
Get PDFLisansüstü Eğitim Enstitüsü, Akıllı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Akıllı Sistemler Mühendisliği Bilim DalıTeknolojinin hızla ilerlemesiyle birlikte imalat endüstrisi sektörü de büyük bir dönüşüm geçirmektedir. Endüstri 4.0 olarak adlandırılan bu dönüşüm, fabrikalarda dijitalleşme ve otomasyonun önemli bir rol oynadığı yeni bir çağı temsil etmektedir. Bu dönüşümle birlikte, fabrikalardan elde edilen verilerin toplanması, iletimi ve analizi daha verimli hale gelmektedir. Bu veriler, üretim süreçlerinin izlenmesi, kalite kontrolünün sağlanması ve bakım faaliyetlerinin optimize edilmesi gibi birçok alanda değerli bilgiler sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, Endüstri 4.0 kapsamında fabrikalardan toplanan verilerin görselleştirilmesi ve saklanması için web tabanlı sistem geliştirmesi amaçlanmaktadır. Geliştirilecek web tabanlı sistem, fabrikalardan gelen verilerin gerçek zamanlı olarak görselleştirilmesini sağlayacak ve bu verilerin uzun süreli saklanmasını destekleyecektir. Böylece, fabrika yöneticileri ve çalışanları, üretim süreçlerini daha iyi anlamak ve iyileştirmek için verilere hızlı ve kolay bir şekilde erişebileceklerdir. Ayrıca, sistem kullanıcılarına özelleştirilebilir raporlar oluşturma ve verileri farklı analitik araçlarla analiz etme imkanı sunacaktır. Bu sayede, fabrikalar veriye dayalı kararlar alabilir ve operasyonel verimliliklerini artırabilirler. Web tabanlı sistem, farklı veri görselleştirme araçları ve grafiklerle destelenecektir. Böylece, kullanıcılar verileri daha iyi anlayabilecek ve eğilimleri, performans göstergelerini kolayca takip edebileceklerdir. Bu çalışmanın amacı, endüstriyel verilerin etkin bir şekilde kullanılmasını sağlamak ve fabrikalardaki süreçlerin izlenmesini ve optimize edilmesini desteklemektedir. Ayrıca, verilerin uzun süreli saklanması, fabrikaların geçmiş verilere erişerek trendleri analiz etmelerini ve gelecekteki stratejik kararlarını desteklemeyi sağlayacaktır. Geliştirilecek web tabanlı sistem, kullanıcı dostu bir arayüz sunacak ve analiz için gerekli olan verileri görsel olarak sunarak karar verme sürecini kolaylaştıracaktır. Bu çalışma, Endüstri 4.0 kavramı ve fabrikalardan toplanan verilerin önemini vurgulayan birinci bölümle başlamaktadır. İkinci bölümde, benzer çalışmaların ve mevcut teknolojilerin incelendiği literatür taraması yapılmıştır. Üçüncü bölümde, geliştirilecek web tabanlı sistemin gereksinimleri ve tasarımı detaylı bir şekilde açıklanmıştır. Dördüncü bölümde, geliştirilen web tabanlı sistemin özellikleri ve kullanıcı etkileşimi hakkında bilgiler verilmiştir. Beşinci bölümde, yapılan uygulama test verileriyle simüle edilerek sistemin başarısı ve kullanılabilirliği test edilmiştir. Sonuç bölümünde ise elde edilen sonuçlar özetlenerek sistemin başarısı ve kullanılabilirliği tartışılmıştır.With the rapid advancement of technology, the manufacturing industrial sector is also undergoing a major transformation. This transformation, known as Industry 4.0, represents a new era in which digitization and automation play a significant role in factories. With this transformation, the collection, transmission, and analysis of data gathered from factories are becoming more efficient. These data provide valuable insight in various areas such as monitoring production processes, ensuring quality control, and optimizing maintenance activities. In this thesis, the aim is to develop a web-based system for visualizing and storing data collected from factories within the scope of Industry 4.0. The developed web-based system will enable real-time visualization of data coming from factories and support the long-term storage of this data. Thus, factory managers and employees will be able to access data quickly and easily to better understand and improve production processes. Additionally, the system will provide users with the ability to generate customizable reports and analyze data using various analytical tools. This will enable factories to make data-driven decision and increase operational efficiency. The web-based system will be supported by different data visualization tools and graphs, allowing users to better understand the data and easily track trends and performance indicators. The purpose of this study is to facilitate the effective use of industrial data and support the monitoring and optimization of processes in factories. Futhermore, long-term data storage will enable factories to analyze trends and support their future strategic decisions. The developed web-based system will offer a user-friendly interface and visually present the necessary data for analysis, facilitating the decision-making process. The study begins with the first chapter emphasizing the concept of Industry 4.0 and the importance of data collected from factories. The second chapter reviews similar studies and existing technologies through a literature review. The third chapter provides a detailed explanation of the requirements and design of the web-based system to be developed. The fourth chapter presents information about the features of the developed web-based system and user interaction. The fifth chapter tests the success and usability of the system through simulated application test data. Finally, the conclusion section sumarizes the obtained results and discusses the success and usability of the system
Effect of flow fields on the performance of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC)
Get PDFLisansüstü Eğitim Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Kimya Mühendisliği Bilim DalıGünden güne ilerleyen teknolojik gelişmeler, sanayileşme sürecinin getirdiği yenilikler ve nüfus yoğunluğundaki artış ile birlikte enerji kaynakları yetersiz kalmaya başlamıştır. Azalan fosil kaynaklara alternatif enerji çeşitleri arayışı ile birlikte yakıt hücreleri için yapılan çalışmalar yıllar içerisinde artış göstermektedir. Temiz, çevre dostu ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olan yakıt hücreleri kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik veya ısıya dönüştürebilen sistemlerdir. Çalışma prensibi değerlendirildiğinde bir pil gibi çalışmasının yanında sisteme oksijen beslemesi yapıldığı takdirde geleneksel piller gibi şarj ihtiyacı duymamaktadır. Yakıt pillerinin çalışma performansını etkileyen basınç ve sıcaklık gibi çalışma parametreleri ile birlikte hücre içerisindeki bileşenleri geometrik özellikleri de doğrudan pil performansına etki etmektedir. Bu çalışma ile yakıt hücresinin bileşenlerinden olan bipolar tabaka üzerinde yer alan akış kanallarının pil performansına etkileri incelenmiştir. Çalışmada, Ansys Fluent programı kullanılarak sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Paralel akış kanallı, ağ yapılı akış kanalı ve serpantin akış kanallı tasarımlar, 2 atm ve 70? sıcaklıkta çalışma parametreleri için hücrede basınç dağılımı, sıcaklık dağılımı, akım yoğunluğu, hız dağılımı ve bileşenlerin dağılımı gibi özellikler karşılaştırılmıştır. Bunların yanı sıra farklı hücre voltajları (0,4V, 0,5V, 0,6V, 0,7V, 0,8V ve 0,9V) için analizler gerçekleştirilerek polarizasyon eğrileri elde edilmiştir. Bu eğriler değerlendirildiğinde serpantin kanal tasarımına sahip hücrenin daha yüksek akım yoğunluğuna sahip olduğu görülmüştür. İncelenen diğer parametreler için ise her tasarımın birbirlerine göre üstün olduğu özellikler değerlendirilmiştir.With the technological developments that progress day by day, the innovations brought by the industrialization process and the increase in population density, energy resources have become insufficient. With the search for alternative energy types to decreasing fossil resources, studies on fuel cells have increased over the years. Fuel cells, a clean, environmentally friendly and sustainable energy source, are systems that can convert chemical energy directly into electricity or heat. Considering its working principle, it works like a battery and does not need charging like traditional batteries if oxygen is supplied to the system. Along with the operating parameters such as pressure and temperature that affect the operating performance of fuel cells, the geometric properties of the components inside the cell also directly affect the battery performance. In this study, the effects of flow channels on the bipolar layer, one of the components of the fuel cell, on battery performance were examined. Numerical analyzes were carried out in the study using the Ansys Fluent program. Features such as pressure distribution in the cell, temperature distribution, current density, velocity distribution and distribution of components for parallel flow channel, mesh flow channel and serpentine flow channel designs were compared for operating parameters at 2 atm and 70?. In addition, polarization curves were obtained by performing analyzes for different cell voltages (0.4V, 0.5V, 0.6V, 0.7V, 0.8V and 0.9V). When these curves were evaluated, it was seen that the cell with the serpentine channel design had a higher current density. For the other parameters examined, the features that make each design superior to each other were evaluated
Production and characterization of pure and nano-doped TiO2 films
No full textLisansüstü Eğitim Enstitüsü, İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim DalıBir yarı iletken olan titanyum dioksit (TiO2), sadece ultraviyole (UV) ışığı ile aktive edilebilen bir fotokatalisttir. Ancak UV ışığı, elektromanyetik spektrumun sınırlı bir aralığını kapsamaktadır. Bu sınırlı aralık TiO2' nin pratik uygulamalardaki kullanımını kısıtlamaktadır. Bu kısıtlamanın önüne geçmek için atılacak rasyonel adımlardan ilki, TiO2' nin aktive olduğu elektromanyetik spektrum aralığını genişletmektir. Bu bağlamda uygulanan stratejilerin en başında katkılandırma işlemi gelmektedir. Mevcut tez çalışmasında, saf ve yapısında ağırlıkça % 32 oranında grafen bulunan çok katmanlı karbon nanotüp (ÇKKNT-ağ.%32G) katkılı TiO2 filmlerin sol-jel yöntemiyle soda-kireç-silis (SLS) cam alttaşlar üzerine kaplanması, elde edilen kompozit filmlerin kristalografik, morfolojik, fotokatalitik, optik ve yüzey özelliklerinin sistematik ve kapsamlı olarak araştırılması amaçlanmıştır. Literatüre göre TiO2' nin en üstün fotokatalitik özellikler gösterdiği anataz fazı ısıl işlem esnasında oluşurken, SLS camın yapısında bulunan sodyum, kalsiyum gibi alkaliler film kaplamaların içerisine göç ederek kristalizasyonu olumsuz yönde etkilemektedir. Bu durumun önüne geçmek için TiO2 filmler oluşturulmadan önce SLS cam yüzeyleri silisyum dioksit (SiO2) ile kaplanarak anataz fazının oluşum süreci optimize edilmiştir. Sol-jel yöntemiyle yüzey aktif madde kullanılmadan hazırlanan saf ve altı farklı konsantrasyonda (% 0.025, % 0.05, % 0.1, % 0.2, % 0.3, % 0.4) katkılandırılmış TiO2 filmler, SiO2 kaplı SLS alttaşlar üzerine daldırma yöntemiyle kaplanmış, anataz fazının oluşumu için 500oC sıcaklıkta 1 saat ısıl işlem görmüştür. Elde edilen saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 filmlerin faz analizleri X-ışını difraksiyonu (XRD) ve Raman spektroskopi yöntemleri ile kimyasal yapı analizi X-ışını fotoelektron spektrometresi (XPS) yöntemi ile belirlenmiştir. ÇKKNT-ağ.%32G/TiO2 sollerinin kurutulmasıyla elde edilen tozların yüzey alanı ölçümünde ise Branauer-Emmett-Teller (BET) yöntemi kullanılmıştır. Morfolojik analizler ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ile gerçekleştirilmiştir. Filmlerin pürüzlülüğü ve yüzey topografileri atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile incelenmiştir. Yine film yüzeylerinin ıslanabilirliği su temas açısı (WCA) doğrultusunda optik tensiyometre cihazı ile ölçülmüştür. Optik özellikler ultraviyole-görünür (UV-vis) ışık spektrofotometresi yardımıyla belirlenirken yasak bant aralıkları Tauc grafiği yöntemiyle hesaplanmıştır. Fotokatalitik aktivite araştırmalarında ise ISO 10678:2010 standartı kullanılarak metilen mavisinin (MB) degredasyonu üzerinden tespitlerde bulunulmuştur. XRD analizi ile saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 film kaplamalar için seçilen 500o C' nin SLS cam alttaşı deformasyona uğratmadan anataz fazını oluşturan optimum sıcaklık olduğu tespit edilmiştir. Yine XPS analizi ile numune yüzeyinde bulunan ana elementlerin titanyum, oksijen ve karbon olduğu belirlenmiş, bağlanma enerjileri ve spin yörünge yerleşimlerinden kimyasal hali tespit edilmiştir. Buna ek olarak Raman analizi ile anataz TiO2' ye ait aktif mod bantları ilgili dalga boylarında büyük bir netlikle gözlemlenirken ÇKKNT-ağ.%32G katkısına ait mod bantları katkı oranı arttıkça belirginleşmiştir. Saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 film kaplamaların yüzeylerine ait SEM görüntüleri karşılaştırıldığında, tüm kaplamaların genel olarak homojen olduğu gözlenmiştir. ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 tozlarına ait çeşitli büyütmelerde alınan TEM aydınlık alan görüntüleri ile TiO2 partiküllerinin ÇKKNT-ağ.%32G nano-partiküllerinin etrafında kümelendiği, ÇKKNT-ağ.%32G nano partiküllerinin ise bu küme içinde yatay düzlemde dağınık bir yerleşim gösterdiği tespit edilmiştir. (101) kristal düzlemine sahip anataz fazının varlığı ise yine TEM analizine ait hızlı Fourier dönüşümü (FFT) ve ters hızlı Fourier dönüşümü (IFFT) görüntüleri ile hesaplanmıştır. ÇKKNT-ağ.%32G/TiO2 xerojellerinin BET analizine göre, katkı oranı artıkça yüzey alanının da arttığı belirlenmiştir. Saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 film numunelerinin AFM analizine göre ÇKKNT-ağ.%32G katkısının bir boşluk doldurucu misyonunu üstlenerek yüzeyde TiO2' nin boşluklarını doldurduğu gözlenmiştir. WCA hesaplamalarından elde edilen sonuçlara göre kaplanmış tüm yüzeyler kaplanmamış SLS cam alttaş yüzeye göre daha fazla hidrofilik davranış göstermiştir. Tüm yüzeylerin temas açısı AFM analizinden elde edilen pürüzlülük değerleriyle uyumluluk göstermiştir. Kaplamalı yüzeylere uygulanan 1 saatlik UV ışımasından sonra da yine tüm yüzeylerde temas açısı azalarak beklenen süperhidrofilik özelliğini sürdürmüştür. UV-vis ışık spektrofotometresi analizlerine göre görünür bölgede tüm katkı oranlarındaki geçirgenlik değeri saf TiO2' nin geçirgenlik değerinin üstünde kalmıştır. Absorbans değeri de hem UV bölgede hem de görünür bölgede katkı oranı arttıkça artış göstermiştir. Tauc grafikleriyle ise yasak bant aralığı enerjisinin katkı oranı arttıkça azalma gösterdiği hesaplanmıştır. Saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 film numunelerinin fotokatalitik aktivite davranışları sulu ortamda MB degradasyonu çerçevesinde incelendiğinde saf TiO2 film kaplama ve % 0.1 - % 0.2 -% 0.3 - % 0.4 katkı oranına sahip ÇKKNT ağ.%32G/TiO2 film kaplamaların fotonik verim eşiğini geçtiği gözlenmiştir.Titanium dioxide (TiO2), a semiconductor, is a photocatalyst that can be activated only by ultraviolet (UV) light. However, UV light covers a limited range of the electromagnetic spectrum. This limited range restricts the use of TiO2 in practical applications. The first rational step to be taken to avoid this limitation is to expand the electromagnetic spectrum range in which TiO2 is activated. In this context, doping is the primary strategy implemented. In this study, pure and 32 weight % graphene-doped multi-walled carbon nanotubes doped TiO2 films produced by sol-gel method using soda-lime-silica (SLS) glass as substrates. Thus, it is aimed to systematically and comprehensively investigate the crystallographic, morphological, photocatalytic, optical and surface properties of the composite films obtained. According to the literature, the anatase phase, where TiO2 exhibits the most superior photocatalytic properties, is formed during heat treatment, while alkalis such as sodium and calcium in the structure of SLS glass migrate into the film coatings and negatively affects crystallization. To prevent this situation, the formation process of the anatase phase was optimized by coating SLS glass surfaces with silicon dioxide (SiO2) before coating TiO2 films. Pure and doped TiO2 films at six different concentrations (0.025 %, 0.05 %, 0.1 %, 0.2 %, 0.3 %, 0.4 %), prepared by the sol-gel method without using surfactants, were dip-coated on SiO2-coated SLS substrates for the formation of the anatase phase. It was heat treated at 500oC for 1 hour. Phase analysis of the obtained pure and MWCNTs-32wt%G doped TiO2 films were determined by X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy methods, and chemical state analysis was determined by X-ray photoelectron spectrometry (XPS) method. Branauer Emmett-Teller (BET) method was used to measure the surface area of the powders obtained by drying MWCNTs-32wt%G/TiO2 sols. Morphological analyzes were carried out using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The roughness and surface topography of the films were examined by atomic force microscopy (AFM). Again, the wettability of the film surfaces was measured with an optical tensiometer device in the direction of the water contact angle (WCA). While optical properties were determined with the help of ultraviolet-visible (UV-vis) light spectrophotometer, forbidden band gaps were calculated by the Tauc plot method. In photocatalytic activity research, determinations were made through the degradation of methylene blue (MB) using the ISO 10678:2010 standard. By XRD analysis, it was determined that 500o C, which was chosen for pure and MWCNTs-32wt%G/TiO2 film coatings, was the optimum temperature to form the anatase phase without deforming the SLS glass substrate. Again, by XPS analysis, the main elements on the sample surface were determined to be titanium, oxygen and carbon, and their chemical state was determined from their binding energies and spin orbital placements. In addition, with Raman analysis, while the active mode bands of anatase TiO2 were observed with great clarity at the relevant wavelengths, the mode bands of the MWCNTs-32wt%G dopant became more evident as the doping ratio increased. When the SEM images of the surfaces of pure and MWCNTs-32wt%G doped TiO2 film coatings were compared, it was observed that all coatings were generally homogeneous. With the TEM light field images taken at various magnifications of MWCNTs-32wt%G doped TiO2 powders, it has been determined that TiO2 particles are clustered around MWCNTs-32wt%G nanoparticles, while MWCNTs-32wt%G nanoparticles show a dispersed arrangement in the horizontal plane within the TiO2 cluster. The existence of the anatase phase with the (101) crystal plane was also calculated with the fast Fourier transform (FFT) and inverse fast Fourier transform (IFFT) images of the TEM analysis. According to the BET analysis of MWCNTs-32 wt%G/TiO2 xerogels, it was determined that the surface area increased as the doping ratio increased. AFM analysis exhibited that MWCNTs-32wt%G dopant took on a space filler mission and filled the space of the surface of TiO2. According to the results obtained from WCA calculations, all coated surfaces exhibited more hydrophilic behavior than the uncoated SLS glass substrate surface. The contact angle of all surfaces was compatible with the roughness values obtained from AFM analysis. After 1 hour of UV irradiation applied to the coated surfaces, the contact angle decreased on all surfaces and maintained its expected super hydrophilic feature. According to UV-vis light spectrophotometer analysis, the transmittance values at all dopant ratios in the visible region remained above the transmittance value of pure TiO2. Absorbance values increased both in the UV region and in the visible region as the doping ratio increased. With Tauc plots, it was calculated that the band gap energy decreases as the doping ratio increases. When the photocatalytic activity behaviors of pure and MWCNTs-32wt%G/TiO2 film samples were examined within the framework of MB degradation in aqueous environment, it was observed that pure TiO2 and MWCNTs-32wt%G/TiO2 film coatings with 0.1 % - 0.2 % - 0.3 % - 0.4 % doping ratio exceeded the photonic efficiency threshold
Control of diffuse pollutants
Get PDFLisansüstü Eğitim Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Çevre Mühendisliği Bilim DalıGün geçtikçe artan nüfus, temel beslenme ihtiyaçlarının karşılanması adına tarım faaliyetlerinin kontrolsüz bir şekilde artmasına sebep olmakta; teknolojinin büyümesi ve daha iyi yaşam koşullarına duyulan talep ise enerji ve su kaynaklarının bilinçsizce tüketilmesine yol açmaktadır. Bu durumlar, doğal dengeyi bozarak çevre kirliliğine neden olmaktadır. Dünya genelinde bu dengenin bozulması, iklim değişikliğine de katkıda bulunmaktadır. İklim değişikliği sonucunda, bazı bölgelerde su kıtlığı nedeniyle tarımsal üretim azalırken; diğer taraftan düzensiz ve şiddetli yağışlar, toprak erozyonuna sebep olarak yaşamsal maddeleri toprak yüzeyinden uzaklaştırmaktadır. Bu durum, zararlı kirleticilerin su ortamlarına ulaşmasına, biyolojik dengeyi bozarak toksik etkiler oluşturmasına, su ürünlerinin azalmasına ve insan sağlığını tehdit etmesine yol açmaktadır. İnsan faaliyetleri sonucu ortaya çıkan çevresel kirlilikleri, kontrol edilebilir (noktasal kaynaklı) ve kontrol etmesi zor olan, yani yayılı kirlilik olarak adlandırabileceğimiz iki ana kategoriye ayrılabilir. Farklı kaynaklardan ortaya çıkan kirleticilerin su, hava ve toprak sistemlerine yayılması, çevresel sürdürülebilirliği tehdit eden önemli bir sorundur. Bu tez, yayılı kirliliğin etkili bir şekilde kontrol edilmesini amaçlayarak çeşitli uygulama stratejilerini incelemektedir. Çalışma kapsamında, yayılı kirliliğin tanımı, etkileri ve küresel ölçekteki önemi detaylı bir şekilde incelenmiş ve literatürden yayılı kirliliği önlemeye yönelik kullanılan "En İyi Yönetim Uygulamaları" araştırılmıştır. Tarımsal faaliyetler yayılı kirleticilerin en önemli kaynaklarından biridir ve bu kirliliğin etkili bir şekilde kontrol edilmesi büyük önem taşımaktadır. Özellikle, tarımsal kaynaklı azot (N) ve fosfor (P) yüklerinin su kaynaklarına ulaşması, su kalitesini bozarak ekosistemlere ve insan sağlığına zarar verebilmektedir. Bu bağlamda, "En İyi Yönetim Uygulamaları" (EİYU) kritik bir rol oynamaktadır. Sonuç olarak, yayılı kaynaklardan gelen kirleticilerin azaltılması için, EİYU' nun uygulanması ve sürdürülebilirliğinin sağlanması gerekmektedir. Bu uygulamaların etkili bir şekilde hayata geçirilmesi, tarımsal kirliliğin kontrolü ve çevresel sürdürülebilirlik açısından büyük önem taşımaktadır. Tarımsal kaynaklı yayılı kirleticilerin kontrol altına alınması, su kaynaklarının korunması ve ekosistem sağlığının iyileştirilmesi için elzemdir.The ever-increasing population causes an uncontrolled increase in agricultural activities in order to meet basic nutritional needs; The growth of technology and the demand for better living conditions lead to unconscious consumption of energy and water resources. These situations disrupt the natural balance and cause environmental pollution. Disruption of this balance worldwide also contributes to climate change. As a result of climate change, agricultural production decreases in some regions due to water scarcity; On the other hand, irregular and heavy rainfall causes soil erosion and removes vital substances from the soil surface. This situation causes harmful pollutants to reach aquatic environments, disrupting the biological balance and creating toxic effects, decreasing aquatic products and threatening human health. Environmental pollution resulting from human activities can be divided into two main categories: controllable (point source) and difficult to control, that is, diffuse pollution. The spread of pollutants from different sources into water, air and soil systems is an important problem that threatens environmental sustainability. This thesis examines various implementation strategies aimed at effectively controlling diffuse pollution. Within the scope of the study, the definition of diffuse pollution, its effects and its importance on a global scale were examined in detail and "Best Management Practices" used to prevent diffuse pollution were investigated from the literature. Agricultural activities are one of the most important sources of diffuse pollutants and effective control of this pollution is of great importance. In particular, agricultural nitrogen (N) and phosphorus (P) loads reaching water resources can damage ecosystems and human health by deteriorating water quality. In this context, "Best Management Practices" (BMP) play a critical role. As a result, in order to reduce pollutants from diffuse sources, it is necessary to implement and ensure the sustainability of EBP. Effective implementation of these practices is of great importance in terms of agricultural pollution control and environmental sustainability. Controlling emitted pollutants from agricultural sources is essential for protecting water resources and improving ecosystem health
Optimizing QAOA parameters for a two-city traveling salesman problem using machine learning
No full textBu tez çalışmasında, Kuantum Yaklaşık Optimizasyon Algoritması (QAOA) kullanılarak, iki şehirli Gezgin Satıcı Problemi'nin (TSP) çözümü ve QAOA parametrelerinin makine öğrenmesi ile optimize edilmesi ele alınmıştır. QAOA, kuantum hesaplama yöntemlerinden biri olup, klasik optimizasyon problemlerine etkin çözümler sunmaktadır. Çalışmanın amacı, QAOA yönteminin gamma ve beta parametrelerini optimize ederek, farklı makine öğrenmesi modelleri ile bu parametrelerin etkili bir şekilde tahmin edilmesini sağlamaktır. İlk aşamada, iki şehirli TSP problemi için QAOA yöntemi ile kuantum devreleri oluşturulmuş ve Aer Simülasyon kullanılarak simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon sürecinde gamma ve beta parametreleri çeşitli başlangıç değerleri ile test edilerek en iyi performansı sağlayan parametreler belirlenmiştir. Parametrelerin optimizasyonu sonucunda elde edilen gamma ve beta değerleri, problem mesafesine (distance) göre örneklenmiş ve sonuç olasılıkları (sol_rates) hesaplanmıştır. Farklı 5000 parametre ile yapılan hesaplamada optimizasyon için gereken veriler hazırlanmıştır. Elde edilen veriler, StandardScaler kullanılarak ölçeklendirilmiş ve bu verilerle Sinir Ağları Regresyonu, Destek Vektör Makineleri (SVM) ve Random Forest Regresyonu modelleri oluşturulmuştur. Modeller, verilen mesafe değeri için gamma ve beta parametrelerinin doğru sonucun olasılıklarını 0,2'den büyük yapacak şekilde tahmin etmeye yönelik olarak eğitilmiştir. Eğitim ve test aşamalarında, modellerin performansları değerlendirilmiş ve çok düşük R² ve çok yüksek Ortalama Kare Hata (MSE) değerleri elde edilmiştir. SVM ve Random Forest modellerinin tahminleri, kuantum bilgisayarı ve Aer Simülasyon kullanılarak 10 farklı problem üzerinde test edilmiştir. Sonuç olarak, SVM modelinin 4/10, Random Forest modelinin ise 3/10 oranında doğru sonuca yaklaştığı görülmüştür. Bu düşük performans değerlerine rağmen, çalışmada elde edilen sonuçlar, makine öğrenmesi parametrelerinin optimize edilmesi, model girdilerinin ve model çıktılarının değişkenlerinde yapılacak iyileştirmelerle gelecekte daha başarılı sonuçlar elde edilebileceğine işaret etmektedir. QAOA yöntemi ile elde edilen parametrelerin makine öğrenmesi yöntemleri kullanılarak başarılı bir şekilde tahmin edilebilmesi, klasik optimizasyon problemlerinin kuantum hesaplama yöntemleri ile çözümünde önemli bir adım olarak değerlendirilmektedir. Bu çalışma, QAOA yönteminin optimizasyon problemlerinde kullanımının yanı sıra, kuantum ve klasik hesaplama yöntemlerinin entegrasyonunun potansiyelini ortaya koymaktadır. Gelecekteki çalışmalar, daha karmaşık TSP problemleri ve diğer optimizasyon problemleri üzerinde benzer yaklaşımlar ile genişletilebilir.In this thesis, the solution of the two cities Traveling Salesman Problem (TSP) using the Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) and the optimization of QAOA parameters through machine learning are discussed. QAOA is a quantum computing method that provides effective solutions to classical optimization problems. The aim of the study is to optimize the gamma and beta parameters of the QAOA method and predict these parameters effectively using different machine learning models. In the initial phase, quantum circuits were created using the QAOA method for the two-city TSP problem and simulations were performed using Aer Simulator. During the optimization process, various initial values for the gamma and beta parameters were tested, and the parameters that provided the best performance were determined. The optimized gamma and beta values were sampled according to the problem distance and solution probabilities (sol_rates) were calculated. Data for optimization was prepared by performing calculations with 5000 different parameters. The obtained data were scaled using StandardScaler, and Neural Network Regression, Support Vector Machines (SVM), and Random Forest Regression models were created with this data. The models were trained to predict the gamma and beta parameters to make the solution probabilities greater than 0.2 for a given distance value. During the training and testing phases, the performance of the models was evaluated, and very low R² and very high Mean Squared Error (MSE) values were obtained. The predictions of the SVM and Random Forest models were tested on 10 different problems using quantum computers and Aer Simulation. As a result, it was observed that the SVM model approached the correct solution in 4/10 cases, while the Random Forest model approached the correct solution in 3/10 cases. Despite these low performance values, the results obtained in the study indicate that more successful results can be achieved in the future by optimizing the machine learning parameters and improving the model inputs and outputs. The successful prediction of the parameters obtained with the QAOA method using machine learning methods is considered an important step in solving classical optimization problems with quantum computing methods. This study not only demonstrates the use of the QAOA method in optimization problems but also reveals the potential of integrating quantum and classical computing methods. Future studies can be extended with similar approaches on more complex TSP problems and other optimization problems
Advanced techniques for ENF-based time stamp verification of audio and videos
Get PDFLisansüstü Eğitim Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Mekatronik Mühendisliği Bilim DalıTeknolojinin gelişmesiyle birlikte; akıllı sistemler, insan hayatına hızlı bir giriş yapmış olup, bu sistemler vasıtasıyla milyonlarca veri sürekli olarak etrafımızda dolaşmaktadır. Bu veriler, çeşitli dijital araçlar yardımıyla manipüle edilebilmektedir. Dahası, yapay zekâ ile gerçekte var olmayan veriler dahi üretilebilmektedir. Medya dosyaları veya meta verileri üzerinde yapılan manipülasyonları açığa çıkarmak için son zamanlarda yaygın olarak kullanılan adli analiz yöntemlerinden biri, elektrik şebeke frekansı (Electrik Network Frequency (ENF)) tabanlı yaklaşımdır. Medya dosyalarının (ses veya video) kayıt zamanı tespiti, bütünlük kontrolü ve coğrafi konum analizi, ENF tabanlı adli analiz ile yapılabilen uygulamalar arasındadır. ENF, elektrik dağıtım şebekesinde üretilen elektrik geriliminin frekansıdır. ENF'in zamana bağlı değişimleri (ENF sinyali) belli koşullarda sayısal medya dosyalarına entegre olur. ENF sinyali kestirimi, sıfır geçişi (zero-crossing (ZC)), çoklu sinyal sınıflandırması (multiple sıgnal classification (MUSIC)), rotasyonel değişmez teknikler yoluyla sinyal parametrelerinin tahmini (estimation of signal parameters via rotational invariant techniques (ESPRIT)), kısa zamanlı Fourier dönüşümü (Short-Time Fourier Transfor (STFT)) gibi zaman veya frekans temelli yöntemler ile sağlanabilmektedir. Frekans temelli bir yöntem olan STFT, bu yöntemler arasında en yaygın olarak kullanılanlardandır. STFT tabanlı yöntemde, ENF sinyalinin doğruluğuna ve buna bağlı olarak da ENF tabanlı adli analizin performansına pozitif veya negatif yönde etki eden faktörler bulunmaktadır. Bu faktörler arasında yer alan STFT parametrelerinin seçimi büyük önem taşımaktadır. Bu tezde; ilk olarak, dosya uzunluğuna bağlı olarak farklı STFT parametreleri seçiminin kayıt zamanı tespiti uygulamasında performansa ne derece etki ettiği analiz edilmiştir. Bu analizlerden elde edilen bulgular sonucunda, ENF tabanlı adli analiz performansını iyileştiren STFT parametreleri belirlenmiştir. İkinci olarak, farklı Auto-Regressive model (Özbağlanımlı Model – AR(q)) parametrelerine göre, ENF sinyallerinden beyaz gürültü sinyalleri elde edilerek, bu sinyaller vasıtasıyla kayıt zamanı tespitinde benzer analizler yapılmıştır. Son olarak; analiz edilecek medya dosyasının ilk ve son kısımları için, geleneksel STFT tabanlı ENF sinyali kestirimi yöntemi ile hesaplanması mümkün olmayan ENF örneklerini hesaplayabilen gelişmiş bir STFT tabanlı ENF kestirimi yöntemi önerilmiştir.With the development of technology; intelligent systems have rapidly become a part of human life. Consequently, millions of data circulates around us through these systems. These data, can easily be manipulated with the help of several digital tools. Indeed, superficial data, i.e., that doesn't exist can be generated using artificial intelligence. The electric network frequency (ENF) based media (audio or video) forensics is one of the most popular techniques to detect modifications in the media or meta data. Time-of-recording (time-stamping) verification, geo-location estimateion and media synchronization are some of the commen ENF-based forensic applications. ENF is the frequency of the electric voltage generated in the electrical grid. Under certain circumstances, time-dependent changes of ENF (ENF signal) are integrated into digital media. ENF signal can be estimated through time or frequency based methods, including zero-crossing (ZC), multiple signal classification (MUSIC), estimation of signal parameters via rotational invariant techniques (ESPRIT) and short-time Fourier transform (STFT), which is STFT, a frequency-based method, is one of the most widely used one out of these methods. In the STFT-based method, there are factors that affect the accurcay of ENF signal, and accordingly, the performance of the ENF-based forensic analysis, positively or negatively. Among these factors, determining the STFT parameters is critical. In this thesis; firstly, it was investigated how the selection of different STFT parameters affects the performance of media time-stamping applications depending on the file length. As a result of experimental application, the STFT parameters that increase the performance of ENF-based forensics were determined. Secondly, through different Auto-Regressive (AR(q)) model parameters, white noise signals were obtained from the ENF signals, and similar experiments related to time of recording were conducted by using these signals. Finally; an enhanced STFT-based ENF estimation method was proposed, to estimate the ENF samples in the first and last parts of the query media, which are not possible to obtain by the traditional STFT technique
Investigation of the effect of titanate coupling agent on the properties of wood powder added rigid polyurethane foam composites
No full textLisansüstü Eğitim Enstitüsü, Biyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Biyokompozit Mühendisliği Bilim DalıPoliüretan, kauçuğa alternatif bir malzeme olarak keşfedilmiş olup, iki ana madde olan poliol ve izosiyanatın reaksiyonuyla oluşmaktadır. Zaman içerisinde poliüretan malzemeler çeşitlenmiş ve özellikle yalıtım amacıyla sert poliüretan köpük sistemleri (PU) üretilmiştir. Genel yapılarında köpük hücreleri kapalıdır. Kimyasal yapılarından dolayı yanma dirençleri düşük ve termal bozunma eğilimleri yüksek olduğundan uygulama alanları sınırlıdır. Soğutucular, iç ve dış yalıtım gibi amaçlarla kullanılabilirler. Bu çalışmada PU köpük kompozit yapı içerisinde en az bir biyomalzeme kullanarak biyokompozit malzeme üretilmesi amaçlanmaktadır. Bu anlamda, odun tozu katkılı sert poliüretan köpük kompozit elde edilmesi planlanmaktadır. Bu amaçla, odun tozu olarak ıhlamur, kayın ve orta yoğunluklu lifli levha (MDF) tozlarının kullanılması hedeflenmiştir. Ayrıca, elde edilen köpük kompozit yapıların özellikle daha yüksek mekanik özelliklere sahip olabilmesi açısından titanat (Ti) bağlayıcı ajan ile odun tozları kaplanacaktır ve böylece çift aşamalı üretim gerçekleştirilecektir. Titanat bazlı bağlayıcı maddeler, titanyum içeren organometalik ara yüzey kimyasallarıdır ve polimerik kompozitleri güçlendirmek için kullanılırlar. Kompozitlerin mekanik özelliklerini geliştirirler ve kompozitlerin nem direncini arttırabilirler. Elde edilen ürünlerin kimyasal yapıları, mikroyapıları, ısıl özellikleri ve mekanik özellikleri incelenecektir. Elde edilen numunelerin test sonuçları değerlendirildiğinde FTIR sonuçlarında titanat ile kaplanmış ıhlamur, kayın ve MDF tozu katkılı PU köpük kompozitlerin spektrumları katkısız sert PU köpük ile benzer pikler sergilediği görülmektedir. PU köpüğe eklenen katkıların köpük ile etkileşime girmediği anlaşılmaktadır. Ayrıca, kaplama yapılmadan eklenen ıhlamur ve kayın tozları PU köpük yapısını daha iletken hale getirirken, titanat kaplı ıhlamur ve kayın tozlarının PU köpük yapısını daha yalıtkan hale getirmiştir. Buna karşın, MDF katkısı PU köpük yapısını daha iletken hale getirmiştir. İlaveten, ıhlamur katkılı PU köpük numunelerin çekme değerleri incelendiğinde yapıya katkı eklendiğinde değerlerde düşüş olduğu, kopma uzaması değerinde ise ağırlıkça %20 ve %30 numunelerde artış gözlenmiştir. Özellikle, titanat kaplı ıhlamur katkılı PU köpük numunelerde kopma uzaması değerindeki artış ağırlıkça %20 ve %30 numunelerde önemli ölçüde yükselmiştir. Kayın katkılı PU köpük numunelerin çekme değerleri incelendiğinde yapıya kaplamasız katkı eklendiğinde değerlerde %5-%20 bandında artış olduğu gözlenmiştir. Kopma uzaması değerinde ise kaplamasız ve Ti kaplı kayın katkılı numunelerde özellikle ağırlıkça %20 ve %30 numunelerde belirgin oranda artış gözlenmiştir. MDF katkılı SPK numunelerde yapıya kaplamasız katkı eklendiğinde değerlerde ağırlıkça %5 katkı oranında artış olduğu ancak katkı miktarı arttıkça düşüş yaşandığı, Ti kaplamada kaplamasız numunelere göre çekme değerlerinde artış olduğu gözlenmiştir. Katkılar genel olarak katkısız PU köpüğe kıyasla hücre çapının düşmesine sebep olmuştur ancak Ti kaplamalı numunelerde kaplamasız numunelere oranla çapının daha stabil kaldığı görülmüştür. Köpük içerisine eklenen katkılar çekirdeklenme noktası olarak görev almış ve bu nedenle oluşan gözenek sayısının artmasına sebep olmuştur.Polyurethane was first discovered as a result of an alternative material to rubber. These materials were formed by the reaction of two main substances, polyol and isocyanate. Rigid polyurethane foam systems (PU) are produced for insulation. In their general structure, foam cells are closed. Due to their chemical structure, they have low burning resistance and high tendency to thermal decomposition, therefore their application areas are limited. They can be used such as coolers, interior and exterior insulation. In this study, it is aimed to produce biocomposite material by using at least one biomaterial in the rigid polyurethane foam composite structure. In this sense, it is planned to obtain rigid polyurethane foam composite with wood powder additives. For this purpose, it is aimed to use linden, beech and medium density fibreboard (MDF) powders as wood powder. In addition, wood powders will be coated with titanate (Ti) coupling agent in order to ensure that the resulting foam composite structures have higher mechanical properties, and thus two-stage production will be carried out. Titanate-based agents are titanium-containing organometallic interfacial chemicals and are used to strengthen polymeric composites. They improve the mechanical properties of composites and can increase the moisture resistance of composites. The chemical structures, microstructures, thermal properties and mechanical properties of the resulting products will be examined. When the test results of the samples obtained are evaluated, it is seen that the FTIR spectra of linden, beech and MDF powder filled PU foam composites coated with titanate in the FTIR results exhibit similar peaks as the pure PU foam. It is understood that the additives introduced to PU foam do not interact with the foam. Linden and beech powders added without coating made the PU foam structure more conductive, but titanate-coated linden and beech powders made the PU foam structure more insulating. On the other hand, MDF additive made the PU foam structure more conductive. Furthermore, when the tensile values of linden-added PU foam samples were examined, a decrease was observed in the values when fillers were added to the structure, and an increase in the elongation at break value was observed in the samples with 20% and 30% by weight. Especially, the increase in the elongation at break value for titanate-coated PU foam samples is noticeably higher in 20% and 30% by weight filled samples. When the tensile values of PU foam samples with beech filler were examined, it was observed that there was an increase in the values in the range of 5%-20% in the case of uncoated fillers filled to the structure. A significant increase in the elongation at break value was observed for uncoated and titanate-coated samples, especially in the case of 20% and 30% by weight filled samples. It was observed that in MDF reinforced PU foam samples, when uncoated filler was added to the structure, there was an increase in the values for the sample filled at 5% by weight, but as the amount of filler increased, a decrease was observed and compared to the uncoated samples in Ti coating, there was an increase in the tensile values. Fillers generally caused the cell diameter to decrease compared to pure PU foam, but the cell diameter remained more stable for titanate-coated samples compared to uncoated samples. The fillers added into the foam served as nucleation points and therefore caused an increase in the number of cells formed
Investigation of the nanofluids over a decelerated rotading disk with roughness
No full textLisansüstü Eğitim Enstitüsü, Matematik Ana Bilim Dalı, Matematik Bilim DalıBu çalışma Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Matematik Anabilim Dalı'nda yüksek lisans tezi olarak hazırlanmıştır. Tez, yavaşlayarak dönen yüzey pürüzlülüğüne sahip bir diskin neden olduğu nanoakışkanlarla ilgili akışları ele almaktadır. Nanoakışkanlar, son yıllarda mühendislik ve akışkanlar mekaniği alanlarında yoğun ilgi gören, nanoteknolojinin bir ürünü olan özel akışkanlardır. Bu akışkanlar, çeşitli endüstriyel ve tıbbi uygulamalarda kullanılmakta olup önemli bir araştırma konusudur. Özellikle, dönen disk üzerindeki nanoakışkanların kararsız akışı ve bu akışın sürtünme etkileri incelenmektedir. Bu çalışma, nanoakışkanların akışkan özellikleri üzerindeki etkilerini anlamak ve bu etkileri optimize etmek amacıyla yapılmıştır. Yüzey pürüzlülüğünün modellenmesi için MW kısmi kayma modeli kullanılmıştır. Bu model, yüzeyin pürüzlülük yapısı ve akışkan arasındaki etkileşimi daha detaylı bir şekilde analiz etmeyi sağlar ve akışkan davranışının tahmin edilmesinde önemli bir rol oynar. Tezin ilk bölümünde, ileride kullanılacak terimlerin tanımları, problemin çözümünde kullanılacak denklemler ve nümerik çözüm yöntemleri gibi konulara kısaca değinilmiştir. Daha sonra, geniş kapsamlı bir literatür taraması yapılmıştır. Bu taramada, dönen disk probleminin en eski ve en çok üzerinde durulan haline vurgu yapılmıştır. Sonraki bölümde ise dönen disk üzerindeki akış incelenmiş, özellikle yavaşlayarak dönen bir diskin neden olduğu nanoakışkanların kararsız akışının etkileri araştırılmıştır. Bu çalışma, su temel akışkanı ile Gümüş (Ag), Bakır (Cu) ve Bakır Oksit (CuO) gibi üç farklı elementin nanoakışkanları arasındaki etkileşimi ele almıştır. Son bölümde ise nanoakışkanların yüzey pürüzlülüğü, kararsızlık parametresi ve nanoparçacık hacim oranı gibi faktörlere olan durumları incelenerek, bu parametrelerin akışkanın karakteristik özellikleri üzerindeki etkileri detaylandırılmıştır. Bu kısım, teze orijinallik katmıştır ve akışkanın özelliklerini anlamak için önemli bir katkı sağlamıştır.This study was prepared as a master's thesis at Bursa Technical University, Bursa Institute of Graduate Studies, Department of Mathematics. The thesis deals with flows related to nanofluids induced by a disk with a surface roughness that rotates deceleratingly. Nanofluids are special fluids, a product of nanotechnology, which have attracted much attention in engineering and fluid mechanics in recent years. These fluids are used in various industrial and medical applications and are an important research topic. In particular, the unsteady flow of nanofluids on a rotating disk and the frictional effects of this flow are studied. This study was conducted to understand the effects of nanofluids on fluid properties and to optimize these effects.For easy understanding of the subject, in the first part, definitions and terms related to the terms to be used in the future, equations to be used in the definition of the problem and numerical solution methods to be used in the solution are briefly mentioned. The MW partial slip model was used to model the surface roughness. This model allows a more detailed analysis of the interaction between the roughness structure of the surface and the fluid and plays an important role in predicting the fluid behavior. In the first part of the thesis, the definitions of the terms that will be used in the following, the equations and numerical solution methods that will be used to solve the problem are briefly introduced. Afterwards, a comprehensive literature review is made. In this review, emphasis is placed on the oldest and most emphasized version of the rotating disk problem. In the next section, the flow on a rotating disk is investigated, in particular the effects of the unsteady flow of nanofluids caused by a decelerating rotating disk. This study deals with the interaction between the base fluid water and of three different elements: Silver (Ag), Copper (Cu) and Copper Oxide (CuO). In the last chapter, the effects of the nanofluids on the characteristics of the fluid are detailed by examining their response to factors such as surface roughness, instability parameter and nanoparticle volume fraction. This part added originality to the thesis and made an important contribution to understanding the fluid properties