GERİ DÖN

Ders Öğretim Planı

Dersin Kodu Dersin Adı Dersin Türü Yıl Yarıyıl AKTS
İKST-114 ISI TRANSFER METODLARI Seçmeli Ders Grubu 1 2 3,00

Dersin Seviyesi

Önlisans

Dersin Sunulduğu Dil

Dersin Amacı

Bu dersin amacı, İklimlendirme ve Soğutma Teknolojisi Programı öğrencilerine ısı transferinin temel prensiplerini, mekanizmalarını ve yöntemlerini aktarmak; bu bilgileri iklimlendirme ve soğutma sistemlerinin tasarımı, analizi ve işletilmesinde etkin bir şekilde uygulamalarını sağlayacak pratik beceriler kazandırmaktır.

Dersi Veren Öğretim GörevlisiGörevlileri

Öğr.Gör.Yasemin KALAFAT

Öğrenme Çıktıları

1 Isı transferinin üç temel modunu (iletim, taşınım, ışıma) tanımlar.
2 Farklı malzemelerin termal iletkenliklerini karşılaştırır.
3 Düzlem duvarlar ve silindirik borular için tek boyutlu kararlı hal ısı iletimini hesaplar.
4 İklimlendirme ve soğutma sistemlerinde kullanılan ısı yalıtım malzemelerini seçer.
5 Isı değiştiricilerin temel çalışma prensiplerini açıklar.
6 Basit bina ısı yükü hesaplamalarını yapar.
7 Soğutma sistemleri için temel ısı kazancı bileşenlerini listeler.

Öğrenim Türü

Birinci Öğretim

Dersin Ön Koşulu Olan Dersler

-

Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar

Yok

Dersin İçeriği

Isı transferine giriş ve temel kavramlar; iletim, taşınım ve ışıma yoluyla ısı transferi mekanizmaları; tek boyutlu kararlı hal ısı iletimi; termal direnç ve yalıtım; doğal ve zorlamalı taşınım; ısı değiştiricilerin temel prensipleri ve tipleri; radyasyon ısı transferinin temelleri; iklimlendirme ve soğutma sistemlerinde ısı transferi uygulamaları; bina ve soğutma yükü hesaplamalarına giriş.

Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği

Hafta Teorik Uygulama Laboratuvar
1 Isı transferinin tanımı ve önemi, İklimlendirme ve Soğutma Teknolojisi alanındaki yeri. Isı transfer modlarına (iletim, taşınım, ışıma) genel bakış. Termodinamik ve ısı transferi arasındaki farklar. Enerjinin korunumu ilkesi. Temel birimler ve boyut analizi. Uygulama: İklimlendirme ve soğutma sistemlerinde (buzdolabı, klima ünitesi, soğuk hava deposu) ısı transferinin günlük hayattaki örneklerini tartışma ve tanımlama. Öğrencilerden kendi yaşam alanlarındaki ısı transferi örneklerini belirtmelerini ister.
2 Fourier Isı İletimi Yasası. Termal iletkenlik kavramı ve farklı malzemeler için değeri. Kararlı ve kararsız hal ısı iletimi arasındaki farklar. Tek boyutlu ısı iletimi denklemi. Uygulama: Verilen farklı yapı malzemelerinin (tuğla, beton, yalıtım köpüğü, metal) termal iletkenlik değerlerini listeleyerek, eşit kalınlıktaki bu malzemelerin ısı iletim hızlarını karşılaştırma egzersizi.
3 Tek katmanlı düzlem duvarlarda kararlı hal ısı iletimi hesabı. Kompozit (çok katmanlı) düzlem duvarlarda ısı iletimi. Termal direnç kavramı ve elektrik devresi analojisi. Isı transfer katsayıları (U-değeri) ve önemi. Uygulama: Üç katmanlı (iç sıva, tuğla, dış sıva) bir duvarın toplam termal direncini ve U-değerini hesaplama. Isı kaybını düşürmek için hangi katmanın kalınlığı veya malzemesinin değiştirilebileceğini yorumlama.
4 Silindirik ve küresel duvarlarda kararlı hal ısı iletimi hesabı. Borularda ısı iletimi ve boru yalıtımının önemi. Kritik yalıtım kalınlığı kavramı. Uygulama: Belirli bir boru çapı ve malzeme için uygun yalıtım malzemesini seçme ve kritik yalıtım kalınlığını hesaplama. Yalıtımın enerji verimliliğine katkısını açıklama.
5 Newton Soğuma Yasası. Doğal ve zorlamalı taşınım arasındaki farklar. Sınır tabaka kavramı. Akışkan özellikleri ve taşınıma etkileri (yoğunluk, viskozite, ısı kapasitesi). Uygulama: Bir ısıtıcı veya soğutucunun yüzeyinden havaya olan ısı transferini (doğal veya zorlamalı konveksiyon durumunda) örnek senaryolar üzerinden açıklar. Fan kullanımının neden zorlamalı taşınımı artırdığını belirtme.
6 Zorlamalı taşınımda ısı transfer katsayıları. Düz levhalar, borular ve boru demetlerinde akış ve ısı transferi. HVAC kanallarında hava akışı ve ısı transferi. Uygulama: Bir klima sistemindeki evaporatör veya kondenser serpantinleri üzerinden geçen havanın ısı transfer hızını etkileyen faktörleri (hava hızı, serpantin yüzey alanı, sıcaklık farkı) belirleme ve yorumlama. Bir problem için gerekli verilere ulaşma yöntemlerini açıklar.
7 Doğal taşınım katsayıları. Dikey ve yatay düzlemler ile silindirler üzerinde doğal taşınım. Bina zarfında doğal taşınımın rolü (pencere, duvar yüzeyleri). Baca etkisi. Uygulama: Bir soğuk hava deposunun duvarlarından ve çatısından gerçekleşen doğal taşınım yoluyla ısı kazancını azaltmak için alınabilecek önlemleri (yalıtım malzemesi seçimi, yüzey rengi) taslak halinde hazırlar.
8 Dersin ilk 7 haftasında işlenen konuları kapsayan ara sınav.
9 Stefan-Boltzmann Yasası. Siyah cisim ve gri cisim radyasyonu. Emisivite, absortivite, reflektiflik ve transmisivite kavramları. Kirchhoff Yasası. Uygulama: Güneş radyasyonunun binalar üzerindeki etkilerini (pencere ve çatıdan ısı kazancı) örnekleyerek açıklar ve bu etkileri azaltma yöntemlerini (güneş kırıcılar, düşük emisiviteli camlar) listeler.
10 Görüş faktörü kavramı ve hesaplamaları. İki yüzey arasındaki radyasyon ısı transferi. Radyasyon siperleri. Yüzey özellikleri ve radyasyona etkileri. Uygulama: Bir soğuk hava deposunun dış yüzeyinin renginin (açık/koyu) radyasyon yoluyla ısı kazancına etkisini yorumlama ve enerji verimliliği açısından uygun rengi seçer.
11 Isı değiştiricilerin sınıflandırılması (paralel akışlı, zıt akışlı, çapraz akışlı). Toplam ısı transfer katsayısı (U) ve kirlenme faktörü. Isı değiştiricilerin enerji dengesi denklemleri. Uygulama: HVAC sistemlerinde kullanılan farklı tipteki ısı değiştiricileri (serpantinler, plakalı eşanjörler, boru demeti eşanjörler) adlandırır ve her birinin çalışma prensibini kısaça açıklar.
12 Logaritmik Ortalama Sıcaklık Farkı (LMTD) yöntemi. Etkinlik-NTU yöntemi (temel prensipler). Isı değiştirici performansının değerlendirilmesi. Uygulama: Verilen sıcaklık değerleri için basit bir paralel veya zıt akışlı ısı değiştiricisinin LMTD değerini hesaplar. Bu değeri yorumlayarak ısı transfer potansiyelini belirtir.
13 Farklı yalıtım malzemelerinin (mineral yün, cam yünü, XPS, EPS, poliüretan) özellikleri ve kullanım alanları. Yalıtımın enerji verimliliğine katkısı. Yoğuşma ve nem kontrolü. Uygulama: Bir bina veya soğuk oda projesi için uygun yalıtım malzemesini seçme kriterlerini (termal performans, yangın dayanımı, maliyet, nem direnci) listeleme ve örnek bir seçim yapar.
14 Bina ısı kazançları (duvar, pencere, çatı, infiltrasyon, iç kaynaklar) ve ısı kayıpları. Tasarım koşulları (iç ve dış). Basit bir odanın ısı kazancı hesaplama prensipleri. Uygulama: Basit bir odanın (verilen boyutlar, duvar malzemeleri, pencere alanı) duvarlarından, tavanından ve pencerelerinden kaynaklanan ısı kazançlarını tahmin eden temel bir hesaplama yapar.
15 Soğutma sistemlerinde ısı kazançları (duvar, tavan, zemin, hava değişimi, ürün yükü, aydınlatma, personel). Soğuk oda ve buzdolabı için ısı yükü bileşenleri. Uygulama: Küçük bir soğuk hava deposu için (verilen depolama sıcaklığı, dış ortam sıcaklığı, duvar ve zemin özellikleri) toplam ısı yükü bileşenlerini (duvarlardan, kapıdan, aydınlatmadan) hesaplamak üzere bir taslak hazırlar ve işletir.
16 Dersin tüm konularını kapsayan final sınavı.

Ders Kitabı Malzemesi Önerilen Kaynaklar

Cengel, Y. A., & Ghajar, A. J. (2020). Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Education.

Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları

Değerlendirme

Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri Adet Değer
Ara Sınav 1 100
Toplam 100
Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri Adet Değer
Final Sınavı 1 100
Toplam 100
Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri 40
Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri 60

Staj Durumu

İş Yükü Hesaplaması

Etkinlikler Sayısı Süresi (saat) Toplam İş Yükü (saat)
Ara Sınav 1 1 1
Final Sınavı 1 1 1
Derse Katılım 14 3 42
Bireysel Çalışma 5 3 15
Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma 5 3 15
Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma 4 4 16
Toplam İş Yükü (saat) 90

Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi

PÇ 1 PÇ 2 PÇ 3 PÇ 4 PÇ 5 PÇ 6 PÇ 7 PÇ 8 PÇ 9 PÇ 10 PÇ 11 PÇ 12 PÇ 13 PÇ 14 PÇ 15 PÇ 16 PÇ 17 PÇ 18
ÖÇ 1
ÖÇ 2
ÖÇ 3
ÖÇ 4
ÖÇ 5
ÖÇ 6
ÖÇ 7
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek