Demiryolu araçlarında enerji verimliliğini arttırmak için optimum yalıtım kalınlığının nümerik olarak incelenmesi
Numerical investigation of optimum insulation thickness to increase energy efficiency in railway vehicles
Yazar: MUSTAFA DÖNMEZ
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET METE ÖZTÜRK ; DOÇ. DR. BAHADIR DOĞAN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Raylı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Demir yolu taşıtları = Railway vehicles  ; Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Nümerik analiz =   ; Raylı sistemler = Railway systems ; Yalıtım malzemeleri = Insulating materials

Özet:
Ulaşımda enerji verimliliği, son yıllarda ortaya çıkan ve büyüyerek devam eden enerji krizi nedeniyle üzerinde çalışılması gereken bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Ayrıca işletme sırasında kullanılan fosil yakıtlardan kaynaklanan ve çevreye olumsuz etkileri olan CO2 salınımının düşürülebilmesi için enerji tüketimini azaltabilecek sistemler geliştirilmektedir. Önemi ve kullanımı her geçen gün artan demiryolu yolcu taşımacılığında gelişen teknoloji ile birlikte yolcuların konfor şartları sürekli iyileştirilmektedir. Konfor şartlarını sağlayan iklimlendirme sistemleri için kullanılan enerji, trenin tüketilen toplam enerji miktarının yaklaşık %30'unu oluşturmaktadır.  
Bu çalışmada yolcu taşımacılığında kullanılan vagonların ısı kaybını azaltabilmek için kullanılan yalıtım malzemesinin kalınlığı ve çeşidinin trenin enerji tüketimine olan etkisi araştırılmıştır. Tren zarfının incelenebilmesi için yapı bölümlere ayrılarak modellenmiştir. Belirlenen bölümler farklı yalıtım malzemesi kalınlıklarında oluşturulmuştur. Yalıtım malzemesi çeşitleri tanımlanarak parametrik bir analiz yapılmıştır. Tren zarfının enerji tüketimine etkisini görebilmek için analizler yaz ve kış koşullarında farklı sıcaklıklarda değerlendirilmiştir. Analizler için ticari bir yazılım olan ANSYS kullanılmıştır. Çalışmada elde edilen veriler karşılaştırma yapılabilecek şekilde hazırlanmıştır. Malzemenin ısı iletim katsayısının azalmasının ve kalınlığının artması ile enerji tüketiminin azalması arasındaki ilişki, yapılan hesaplamalar ile birlikte sunulmuştur.

Abstract:
The energy efficiency is one of the hot topic in transportation across the World due to the energy crisis emerges in last decades. Furthermore, the rising environmental concern leads the researchers to improve the recent systems in order to descend the energy consumption which would help the reduction of CO2 release during operation. 
Rail transportation has an unavoidable role in passenger transportation all around the World. And HVAC has a major importance for a comfort ride for the passengers during their travel. It solely consumes almost %30 of the total energy per travel in railways. 
In this particular work, the effect of the thickness and type of insulation material which is used to reduce the heat loss of the passenger cars in rail transportation was investigated. In order to examine the train envelope, the structure was modeled by dividing it into sections. The specified sections are formed in different insulation material thicknesses. A parametric analysis was made by defining the types of insulation materials. In order to see the effect of the train envelope on energy consumption, the analyzes were evaluated at different temperatures in summer and winter conditions. ANSYS, a commercial software, was used for the analysis.