Kimyasal tankerlerde enerji verimliliği için santrifüj pompalar üzerinde bir optimizasyon araştırması
An optimization research on centrifugal pumps for improving energy efficiency of chemical tankers
Yazar: ONUR YÜKSEL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BURAK KÖSEOĞLU
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi Makineleri İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deniz Ulaştırma Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Denizcilik = Marine ; Gemi Mühendisliği = Marine Engineering
Dizin: Optimizasyon = Optimization

Özet:
Akışkan transfer sistemleri olan pompalar, sanayide ve günlük hayatta yaygın bir kullanıma sahiptirler. Özellikle kara tesislerinde ve gemilerde pompa sistemlerinin önemi yadsınamaz. Bu sistemlerin içerisinde santrifüj pompalar en yaygın olarak kullanılan sistemlerden birisidir. Özellikle gemilerde sıvı yük transferi yapmak amacıyla kullanılmaktadırlar. Gemi tiplerinden biri olan kimyasal tankerlerde ise çeşitli yükler taşınmakta ve uygun tesislere bu yükler tahliye edilmektedirler. Farklı sıvıları sorunsuz ve verimli basabilecek santrifüj pompalar, kimyasal tankerler için de ayrı bir önem arz etmektedirler. Santrifüj pompaların bu yaygın kullanımından dolayı bu sistemler üzerine birçok optimizasyon çalışması da yapılmıştır. Bu tezde giriş bölümünün ardından ikinci bölümde gemi tiplerinden kısaca bahsedilerek ardından kimyasal tankerlere ve kimyasal tankerlerde pompa kullanımına değinilmiştir. Üçüncü ve dördüncü bölümlerde pompalar ile ilgili kavramlara, pompa çeşitlerine ve santrifüj pompaların çalışma prensibine değinilmiştir. Beşinci bölümde veri madenciliği ve optimizasyon tanımları yapılmış, yapay sinir ağları tanıtılmıştır. Ayrıca santrifüj pompalarda optimizasyon üzerine yazın taraması yapılmış ve aynı bölümde gösterilmiştir. Altıncı bölüm olan uygulama bölümünde, bir adet tek kademeli yatay santrifüj pompa MATLAB/Simulink programı kullanılarak modellenmiş ve model dört farklı akışkan ile çalıştırılarak veri setleri elde edilmiştir. Her bir akışkan için pompanın performans grafikleri çıkarılmıştır. Ardından elde edilen veri setleri ile MATLAB'da oluşturulan yapay sinir ağları modeli kullanılarak verim tahminlemesi yapılmıştır. Dört farklı veri seti için elde edilen sonuçlar tablolar ve grafikler halinde gösterilmiştir. Sonuçlar bölümünde ise uygulama bölümünde çıkan sonuçlar değerlendirilmiştir. Sonuç olarak optimizasyon tekniklerinin kullanımı ile başarılı tahminlemeler yapılabileceği görülmüştür.

Abstract:
Pumps which is used for fluid transfer systems have widespread use in industry and daily life. The importance of pumping systems cannot be denied especially in shore facilities and ships. Among these systems, centrifugal pumps are one of the most widely used systems. They are mainly used to transfer liquids on board. In chemical tankers, various cargoes are carried and these cargos are discharged to appropriate facilities. Centrifugal pumps that can handle different fluids smoothly and efficiently are also important for chemical tankers. Due to this widespread use of centrifugal pumps, many optimization studies have been carried out on these systems. In this thesis, after the introduction section, in the second part, the ship types are mentioned briefly, after that chemical tankers and pumping systems in chemical tankers are explained. In the third and fourth sections, definitions related to pumps, types of pumps and working principle of centrifugal pumps are mentioned. In the fifth chapter, definitions of data mining and optimization are made and artificial neural networks are introduced. In the sixth section, which is the application section, one single-stage horizontal centrifugal pump was modeled using MATLAB / Simulink program and the model was run with four different fluids to obtain data sets. Performance graphs of the pump for each fluid have been drawn. Then the obtained data sets are inserted into artificial neural networks model created in MATLAB and the efficiency estimates are made. The results obtained for the four different data sets are illustrated in tables and graphs. In the results section, the charts that were published. In the application, section obtained results are evaluated. It is seen that the results could be successfully predicted with the use of optimization techniques.