Suyla yağlamalı polimer gemi stern tüp yataklarının tribolojik performansının farklı yiv tasarımlarıyla iyileştirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUSAB ÇULLU
Danışman: Halim Kovacı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Son zamanlarda çevre bilincinin artması ve yeni yasal önlemlerin yürürlüğe girmesi, çevre dostu teknolojilere olan ilginin artmasına neden olmuştur. Çevre dostu teknolojilere artan ilgi, özellikle gemi inşa sektöründe geleneksel petrol türevi madeni yağla yağlanan yataklar yerine suyla yağlanabilen polimer yatakların kullanımının da artmasını sağlamıştır. Su ile yağlamalı polimer yataklar; çevre dostu olmasının yanı sıra, mineral yağla yağlanan yataklara nazaran düşük maliyet, yüksek korozyon direnci, titreşimi sönümleyebilme ve sınırlı yağlama rejimlerinde iyi çalışabilmesi gibi birçok avantaja sahiptir. Ancak pratik uygulamalarda son dönemlerde, bu tür yataklarda hızlı aşınma ve yatak burç aşınmasından kaynaklı şaft arıza vakaları sıklıkla meydana gelmektedir. Bu çalışmada, farklı yiv tasarımları kullanılarak suyla yağlanabilen polimer stern tüp yatakların uzun süreli ve güvenli çalışmasını sağlamak için hidrodinamik yük taşıma kapasitesi açısından en yüksek ve sıvı kayma gerilmesi açısından en düşük olan yatak modelinin araştırılması amaçlanmıştır. Yöntem: Yiv geometrisi sabit tutularak yivlerin yatağa göre pozisyonu, sayısı ve yönlenmesi gibi parametreler kullanılarak SOLIDWORKS yazılımı ile 15 adet farklı yiv tipine sahip yataklar modellenmiştir. Akabinde polimer yatak ile pervane şaftı arasında kalan yağlama sıvısı formunun ANSYS Fluent yazılımı ile Reynolds sınır şartları uygulanarak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (Computational Fluid Dynamics-CFD) analizleri gerçekleştirilmiştir. Bulgular: Polimer stern tüp yataklarda kullanılan soğutma ve silt giderme yivlerinin sayısı, yatağa göre pozisyonu ve eksenel veya helisel durumu gibi parametrelerin yatağın hidrodinamik yük taşıma kapasitesini ve sıvı kayma gerilmesini önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Şaftın dönüş yönüne bağlı olarak yatağın alçak sıvı film basınç bölgesine yerleştirilen yivlerin yatağın hidrodinamik yük taşıma kapasitesini artırırken yatağın yüksek sıvı film basıncının oluştuğu bölgeye yerleştirilen yivlerin yatağın hidrodinamik yük taşıma kapasitesini azalttığı görülmüştür. Yatağa göre pozisyonu ve sayısı fark etmeksizin yatak burçlarına yerleştirilen helisel yivlerin sıvı kayma gerilmesini artırdığı, bu nedenle helisel yivlerin yatak performansını düşürdüğü görülmüştür. Yatağın yüksek sıvı film basıncının tam karşısına yerleştirilen eksenel yivlerin ise yatağın sıvı kayma gerilmesini azalttığı, bu nedenle yatak performansını artırdığı görülmüştür. Sonuç: Farklı yiv tasarımları kullanılarak yatağın hidrodinamik yük taşıma kapasitesinin artırılabildiği ve yatakta oluşan sıvı kayma gerilmesinin azaltılarak yatağın performansının iyileştirilebildiği sonucuna varılmıştır. Hidrodinamik yük taşıma kapasitesi açısından en iyi yatak modelinin yatağın sadece alçak basınç bölgesine saat yönü ve saat yönü tersine helisel yiv yerleştirilerek elde edilen eşkenar dörtgen desenli yatak modeli (Model-14) olduğu, sıvı kayma gerilmesinin en düşük olduğu, dolayısı ile yatak performansının en iyi olduğu yatak modelinin ise yatağın sadece alçak basınç bölgesine eksenel yiv yerleştirilen yatak modeli (Model-13) olduğu görülmüştür. Yatak optimizasyonu kapsamında hidrodinamik yük taşıma kapasitesi ve yatak performansı açısından en iyi yatak modelinin Model-13 olduğu sonucuna varılmıştır.