Enerji ve ekserji analiz metoduyla termoplastik vulkanizat ekstrüzyon üretim hatlarının verimliliğinin değerlendirilmesi
Evaluation of the efficiency of thermoplastic vulcanizate extrusion production lines by energy and exergy analysis method
Yazar: AZİZ KAĞAN DOĞRU
Danışman: PROF. DR. ÖNDER ÖZGENER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Isı enerjisi = Heat energy

Özet:
Son yıllarda enerji ihtiyacının sürekli artması ve enerji kaynaklarının kısıtlı olmasından dolayı enerji ve ekserji analizi çalışmaları önem kazanmıştır. Yapılan bu analizler sonucunda, mühendislik sistemlerinde ki enerji kayıplarının büyüklüğü ve nedenleri belirlenebilmekte olup sistem verimlerinde optimizasyona gidilebilmektedir. Ekserji analizinin kullanıldığı alanlar arasında enerji tüketimi yoğun olan kurutma prosesi önem taşır. 
Bu çalışmada, gerçek işletme verisi kullanılarak, Manisa'da termoplastik elastomer (TPE) yapıda olan malzemeler ile ekstrüzyon üretimi yapan fabrikanın, üretim proses adımlarından kurutma prosesinin enerji ve ekserji analizi yapıldı. Kurutma sistemi ortam sıcaklığı (0-20˚C) ve kurutma havası sıcaklığının (75-105 ˚C) değişikliklerine göre analiz edildi. Yapılan bu çalışmada 20˚C'lik dış ortam sıcaklığında ve sisteme 80˚C 'lik kuru hava verildiğinde sistemin her bir bileşeninin ve tüm sistemin enerji ve ekserji verim değerleri ve ekserji kayıpları hesaplandı. Sistemin enerji verimi %80,79-88,24 aralığında ekserji verimi ise %15,88-41,94 aralığında bulundu. Yapılan analiz sonucunda verim değerlerinin en yüksek olduğu kurutma koşulunun 0˚C'lik dış ortam sıcaklığında, 75˚C'lik kurutma havasında olduğunu göstermektedir. Ayrıca hat bazlı kurutma sistemi yerine merkezi kurutma sistemi yöntemi önerilmiş ve bu sistemin değerlendirilmesi halinde ekserji verimliliği %75,9 oranlarına ulaşacağı belirtilmiştir.

Abstract:
Studies of energy and exergy analysis have gained importance due to the constantly increasing energy needs and limited energy resources in recent years. As a result of these analyses, the magnitude and causes of energy losses in engineering systems can be determined and optimization can be made in system efficiencies. Among the areas where exergy analysis is used, the drying process, which has high energy consumption, is important.
In this study, energy and exergy analysis of the drying process from the production process steps of the factory, which produces extrusion with materials having thermoplastic elastomer (TPE) structure in Manisa, using real operational data. The drying system was analyzed according to changes in ambient temperature (0-20˚C) and drying air temperature (75-105˚C). In this study, energy and exergy efficiency values and exergy losses of each component of the system and the entire system were calculated when 20˚C ambient temperature and 80˚C dry air were given to the system. The energy efficiency of the system was in the range of 80.79-88.24% and the exergy efficiency was in the range of 15.88-41.94%. As a result of the analysis, it shows that the drying conditions with the highest efficiency values are at 0˚C outdoor temperature and 75˚C drying air. Moreover, instead of the line-based drying system, the central drying system method has been proposed and if this system is evaluated, exergy efficiency will reach 75.9%