YALOVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ders ve İçerikleri EABD Enerji Sistemleri Mühendisliği İngilizce EABD Energy Systems Engineering Program Enerji Sistemleri Mühendisliği Programı Programın İngilizce Energy Systems Engineering Programme Program Türü Tezli Y.L. Tezsiz Y.L. Doktora Eğitim-Öğretim Yılı 2013-2014 Dersin Kodu FBE501 MÜHENDISLIK MATEMATIĞI İngilizce ENGINEERING MATHEMATICS Yüksek Zorunlu 3 0 3 6 Türkçe İçeriği: Mühendislik problemlerinin formülasyonu; lineer denklemler: matris ve determinantlar, lineer sistemler, lineer olmayan denklem sistemleri, sayısal yöntemler; adi diferansiyel denklemler: birinci dereceden, ikinci dereceden, yüksek dereceden diferansiyel denklemler, adi diferansiyel denklemlerin seri çözümleri, Laplace dönüşümleri, adi diferansiyel denklem sistemleri; sayısal yöntemler: başlangıç değer problemleri, sınır değer problemleri; kısmı diferansiyel denklemler: karakteristikler yöntemi, değişkenlerin birleştirilmesi yöntemi, değişkenlerin birleştirilmesi yöntemi; integral dönüşüm, sayısal yöntemler. İngilizce İçeriği: Algebraic equations: matrices and determinants, linear systems, nonlinear equations and systems, numerical methods; ordinary differential equations (ODEs): first order ODEs, second order ODEs, higher order ODEs, series solution of ODEs, Laplace transforms, systems of ODEs, numerical methods: initial value problems, boundary value problems; partial differential equations (PDEs): method of characteristics, similarity solutions (combination of variables), separation of variables, integral transform, Laplace Transforms, Fourier Transforms, numerical methods. 1) Mathematics for Engineers: A Modern Interactive Approach (Anthony Croft, Tony Croft, Robert Davison) 2). Dersin Kodu ESM 502 TAŞINIM OLAYLARI İngilizce TRANSPORT PHENOMENA Türkçe İçeriği: Matematiksel modellemenin temelleri. Momentum transferi (momentum transferinin mekanizmaları, laminar akışta hız dağılımları, birden çok bağımsız değişkenli hız dağılımları, sınır tabaka teorisi). Isı transferi (enerji taşınımının mekanizmaları, katılarda ve laminar akışta sıcaklık dağılımları, birden çok bağımsız değişkenli sıcaklık dağılımları, radyasyon ısı transferi). Kütle transferi (kütle taşınımının mekanizmaları, katılarda ve laminar akışta konsantrasyon dağılımı, birden çok bağımsız değişkenli konsantrasyon dağılımı). İngilizce İçeriği: Principles of mathematical modeling. Momentum Transfer (mechanisms of momentum transfer, velocity distributions in laminar flow,velocity distributions with more than one independant variable, boundary layer theory). Heat transfer (mechanism of energy transport, temperature distributions in solid and in Laminar Flow, Temperature distributions with more than one independant variable, radiation heat transfer). Mass Transfer (mechanisms
of mass transport, concentration distributions in solids and laminar flow, concentration distributions with more than one independant variable). 1) Bird, R. B., Stewart, W.E., Lightfoot, E. N., Transport Phenomena, 1. and 2. Eds., Wiley, 1960, 2002. Dersin Kodu İngilizce ESM503 İLERI TERMODINAMIK ADVANCED THERMODYNAMICS Yüksek Z 3 0 3 6 Türkçe İçeriği: Termodinamiğin temel kavramları ve tanımları. Termodinamik denge prensipleri, birinci kanun analizi ve uygulamaları. Enerji sistemlerinin ikinci kanun analizi, kapalı sistem uygulamaları. Enerji sistemlerinin ikinci kanun analizi, açık sistem uygulamaları. Tersinmezlik ve kullanılabilirlik. Entropi üretimi ve ekserji yıkımı. Ekserji analizi. Termodinamik bağıntılar, hal denklemleri, tek ve çok fazlı sistemlerin özelikleri. Kararlılık kriterleri. Saf maddelerin ve karışımların özelikleri. Genelleştirilmiş faz ve kimyasal denge işlemi. Güç üretim sistemlerinin termodinamik analizleri. Termodinamik optimizasyon. İngilizce İçeriği: Basic concepts and definitions of thermodynamics. Principles and applications of equilibrium thermostatic. Second law analysis of energy systems, closed system applications. Second law analysis of energy systems, open system applications. Irreversibility and availability. Entropy and exergy. Exergy analysis. Thermodynamic relations, state functions, single and multiphase system properties. Stability criteria. Properties of pure materials and mixtures. Generalized process of phase and chemical equilibrium. Thermodynamic analysis of power systems. Thermodynamic optimization. 1. Cengel, Y. and Boles, M. (2010). Thermodynamics - An Engineering Approach: Mcgraw-Hill Book Comp. Bejan, A., (2006). Advanced Engineering Thermodynamics 3rd ed., Wiley. Dersin Kodu ESM504 ENERJI SEKTÖRÜNDE PROJE YÖNETIMI İngilizce PROJECT MANAGEMENT IN ENERGY SECTOR Yüksek Zorunlu 3 0 3 6 Türkçe İçeriği: Proje yönetim çerçevesi, başarılı proje yönetiminin temel prensipleri, proje planlama, yürütme, izleme-kontrol etme ve kapatma süreçleri, zaman, maliyet, insan kaynakları, iletişim, risk, tedarik yönetimi gibi temel yönetim fonksiyonları. İngilizce İçeriği: Project management framework, basic principles of successful project management activities, project planning, executing, monitor and controlling, and closing processes, basic project management areas such as time, cost, human resources, communication, risk and procurement management.
1) Ders notları. 2) Project Management Institute (PMI). (2008). A guide to the project management body of knowledge (PMBOK guide) (4th ed). Pennsylvania: PMI. Thamhain, H.J. (1992). Engineering management: Managing effectively in technology-based organizations. USA:John Wiley&Sons Inc. Dersin Kodu ESM505 GÜNEŞ ENERJISI DÖNÜŞÜM TEKNOLOJILERI İngilizce CONVERSION TECHNOLOGIES OF SOLAR ENERGY Türkçe İçeriği: Güneş enerjisi ve enerji ihtiyacı, temel prensipleri, band teorisi, pn bağlantıları, Metal-yarı iletken bağlantıları, tek veya yarı kristal Si hücreler, hazırlanışları, tek kristal GaAs hücreler ve teknolojileri, CdS/CdTe hücreler, CuInSe hücreler ve hazırlanış yöntemleri, organik film güneş hücreleri, modüllerin hazırlanması, düz levha modüller, yoğuşturucu modüller, depolama ve güç dağıtımı, güneş kollektörleri ve teknolojileri. İngilizce İçeriği: Solar energy and energy needs, basic principles, band theory, pn junctions, metal-semiconductor junctions, heterojunctions, single or semicristal Si cells, single crystal GaAs cells, Cell fabrication, CdS/CdTe cells, Amorphous Si-H alloy cells, polycrystalline thin III-V film cells, electrochemically prepared thin film solar cells, CuInSe cells, organic film solar cells, Thin-film Photovoltaic Modules, Manufacturing Technology and Issues, flat-plate modules, panel and array support structures, concentrator modules, storage and power conditioning. Solar collectors and Technologies 1) Solar Energy Conversion (by Richard C. Nevile) ISBN no: 0-471-97144. 2) Photovoltaic Solar Energy Generation (A. Goetzberg) ISBN no: 3-540-23676-7 3) Nanostructured Materials for Solar Energy Conversion (Tetsuo Soga) ISBN no: 13: 978-0- 444-52844-5 Dersin Kodu ESM 506 SANAYI VE ENERJI İngilizce INDUSTRY AND ENERGY Türkçe İçeriği: Sanayi Devrimi nden günümüze sanayileşme. Türkiye de sanayileşme. Sanayileşme stratejileri, oluşumu, gelişimi ve etkileri. Türkiye ekonomisinin yapısı ve sanayileşme politikası. Dünya ve Türkiye de genel enerji durumu. Türkiye nin enerji politikası, Mevcut yasal düzenlemeler. Birincil, ikincil enerji türleri, enerji ve elektrik enerjisi dengeleri. Sanayide enerji tüketim profilleri ve göstergeleri. Sanayi sektörlerinde enerji tüketimleri. Sektörlerde tasarruf olasılıkları. Sanayide enerji yönetimi esasları. Sanayilerde enerji projelerinin destek mekanizmaları. İngilizce İçeriği: Industrialization since the Industrial Revolution. Industrialization in Turkey. Industrialization strategies, the formation, development and effects. Structure of Turkey's economy and industrialization policy. Overall energy situation in the World and Turkey. Turkey's energy policy, the existing legal regulations. Primary, secondary energy types, energy
and electrical energy balances. Profiles and indicators of industrial energy consumption. Industrial sector energy consumption. Saving methods in the industrial sectors. Principles of energy management in the industry. Support mechanisms for energy projects in the industries. 1) Bilimsel makaleler Dersin Kodu ESM508 YAKMA SISTEMLERININ TASARIMI VE OPTIMIZASYONU İngilizce DESIGN AND OPTIMIZATION OF COMBUSTION SYSTEMS Türkçe İçeriği: Yanma ve yakma sistemleri ile ilgili temel bilgiler. Yakıtlar ve yanmanın temel evreleri. Temel yanma hesapları. Katı sıvı ve gaz yakıtlarda yanma, Tutuşma ve yanma süreçleri, Katı yakıt yakma sistemleri, Yanma odası tasarımı. Tozlaştırılmış kömürün yanması. Kömür öğütme ve yakma sistemleri. Tane kömürün heterojen yanması, sıvı yakıt yakma sistemleri, gaz yakıt yakma sistemleri, Yakma sistemlerinin otomasyonu. İngilizce İçeriği: Basics of Combustion and Combustion Systems. Fuels and basic stages of combustion. fundamental combustion calculations, combustion of solid, liquid and gaseous fuels. combustion and burning stages, Solid duels combustion design, Combustion of pulverized coal, Coal grinding and combustion systems, Heterogeneous combustion of coal, Liquid fuels combustion systems, Gaseous fuels combustion systems, Automation in combustion systems. Bejan, A., (2006). Advanced Engineering Thermodynamics 3rd ed., Wiley. Dersin Kodu ESM509 BIYOKÜTLE DÖNÜŞÜM TEKNOLOJILERI İngilizce BIOMASS CONVERSION TECHNOLOGIES Yüksek Seçmeli 3 0 3 6 Türkçe İçeriği: Biyokütle enerji potansiyeli, biyokütle kaynakları, yapısı, kimyasal ve fiziksel özellikleri. Biyokütle yakma teknolojisi ve ortak yakma. Fiziksel, kimyasal, termal, termokimyasal, biyokimyasal dönüşüm prosesleri; Pelet, briket, piroliz, gazlaştırma, karbonizasyon, sıvılaştırma, havasız çürütme, fermentasyon, esterifikasyon ve sentetik oksijenlenmiş sıvı yakıtların üretimi. Biyokütle dönüşüm prosesleri çevresel etki ve yaşam döngüsü değerlendirmesi. İngilizce İçeriği: Biomass energy potential, biomass resources, structure, chemical and physical properties. Biomass combustion technologies and co-firing. Physical, chemical, thermal, thermochemical, biochemical conversion processes; pellet, briquette, pyrolysis, gasification, carbonization, liquefaction, anaerobic digestion, fermentation, esterification and production of synthetic oxygenated liquid fuels. Environmental impact and life cycle assessment of biomass conversion processes. 1) Ders notları.
2) Pandey, A., Larroche, C., Ricke, S. C., Dussap, C. and Gnansounou, E. (Ed.) (2011). Biofuels: alternative feedstocks and conversion processes. [Electronic version]. Oxford: Academic Press. Retrieved August 1, 2012 from ScienceDirect. 3) Luque, R., Campelo, J and Clark, J. (Ed.) (2011). Handbook of biofuels production, processes and technologies. Oxford: Woodhead Publishing Limited. Cheng, J. (Ed.) (2010). Biomass to renewable energy processes. USA: CRC Press. Dersin Kodu İngilizce Türkçe İçeriği: ESM510 ENERJI SISTEMLERI TASARIMI VE OPTIMIZASYONU DESIGN AND SIMULATION OF ENERGY SYSTEMS Temel kavramlar, enerji sistemlerinin tasarımına giriş. Optimum ve optimuma yakın tasarımlar, ömür-çevrimi tasarımı, ısıl sistemlerin tasarım aşamaları. Fikir yaratma ve değerlendirme, ısı sistemlerinin bilgisayar destekli tasarımı. Termodinamik, modelleme ve tasarım analizinde temel kavramlar ve tanımlar. Tepkimeye giren karışımlar ve yanma. Ekserji analizi ve ekserji bileşenleri, ekserji denklikleri. Ekserji ve uygulamaları. Termodinamik verimlilikleri değerlendirme ve geliştirme kuralları. Isı aktarımı, modelleme, tasarım analizi ve ilgili uygulamalar. Ekonomik analiz ve uygulamaları. Termoekonomik analiz. Termoekonomik analiz uygulamaları. Termoekonomik optimizasyon ve darboğaz teknolojisi. Termoekonomik optimizasyon ve darboğaz teknolojisi uygulamaları. İngilizce İçeriği: Basic concepts, introduction to energy systems design. Optimum and near optimum designs, life-cycle design, design states of thermal systems. Creating idea and evaluations, computeraided design of thermal systems. Basic concepts and definitions in thermodynamics modeling and design analysis. Reacting mixtures and combustion. Exergy analysis and exergy components, Exergy balances. Chemical exergy and its applications. Evaluation and development rules of thermodynamic efficiencies. Heat transfer, modeling, design analysis and related applications. Economical analysis. Applications. Thermoeconomical analysis. Thermoeconomical optimization and pinch technology. Thermoeconomical optimization, Pinch technology and its applications. Thermoeconomical optimization, Pinch technology and its applications. 1. Bejan, A., Tsatsaronis, G., Moran, M. (1996). Thermal Design and Optimization: John Wiley & Sons, Inc., New York. 2. Stoecker, W.F. (1989). Design of Thermal Systems: Mc-Graw Hill Book Comp. 3. Peters, M.S., Timmerhaus, K.D., Plant Design and Economics for Chemical Engineers, McGraw-Hill Book Company, Inc., Singapore, 1980. Cengel, Y. and Boles, M. (2010). Thermodynamics - An Engineering Approach: Mcgraw-Hill Book Comp. Dersin Kodu ESM 511 ATIKTAN ENERJI İngilizce WASTE TO ENERGY
Türkçe İçeriği: Katı atık (bileşim, miktar, sınıflandırma). Atıktan enerji elde eden teknolojilere giriş. Yakma. Piroliz. Gazlaştırma. Anaerobik çürütme. Kompostlaştırma. RDF (atıktan türetilmiş yakıt) sistemleri. Atıktan enerji sistemlerinde yasal işlemler. Risk değerlendirmesi. İngilizce İçeriği: Solid waste (composition, quantity, classification). Introduction to waste to energy technologies. Combustion. Pyrolysis. Gasification. Anaerobic digestion. Composting. RDF (Refused derived fuel) systems. Legislative issues in waste to energy systems. Risk assessment. 1) Waste to Energy-Opportunities and Challenges for Developing and Transition Economies. 2012, Karagiannidis, A. Springer. 2) Enerji ve Çevre üzerine AB direktifleri, ABD yasaları, Türk yönetmelik ve yasaları. 3) Bilimsel makaleler Dersin Kodu ESM512 ELEKTRIKLI ULAŞIM SISTEMLERI İngilizce ELECTRIC TRANSPORTATION SYSTEMS Türkçe İçeriği: Temel araç tasarımı; elektrikli araçlar için motorlar; kontrolörleri ve güç elektroniği, enerji kaynakları, elektrik ve hibrid araçlar, elektrikli araçlar ve pratik tasarım konuları, temel kavramlar ve özellikler. İngilizce İçeriği: Basic vehicle design, electric vehicle motors, controllers and power electronics, energy sources, electric and hybrid vehicles, electric vehicles, and practical design considerations, basic concepts and features. 1. J.D. Halderman, Automotive electricity and electronics; Upper Saddle River, N.J.: Pearson/Prentice Hall, 2005 2. T. Denton, Automobile electrical and electronic systems, Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2004 3. M. Ehsani, Y. Gao, S. Gay and A.Emadi, Modern electric, hybrid electric, and fuel cell vehicles, CRC Press, 2005 4. T. Candela, Automotive Wiring and Electrical Systems, A-A Design, 2009. Dersin Kodu ESM514 (BAHAR DÖNEMİ) NANOTEKNOLOJI:TEMELLERI VE UYGULAMALARI İngilizce NANOTECHNOLOGY: FUNDAMENTALS AND APPLICATION Türkçe İçeriği: Nanoyapıların fabrikasyonu için taramalı prob mikroskobu kullanarak atom, molekül ve nano-kümelerin manipilasyonu. Atomik kuvvet mikroskobu litografi, Nanoboyutta görüntüleme için taramalı prob diziler. Mühendislikte nanoboyutta yapılar ve uygulamalar. Aluminyum oksit tabanlı nanofabrikasyon. Nanotel oluşturma ve entegrasyonu. İngilizce İçeriği: Atom, Molecule, and Nanocluster Manipulations for Nanostructure Fabrication Using Scanning Probe Microscopy. Atomic Force Microscope Lithography.
Scanning Probe Arrays for Nanoscale Imaging, Sensing, and Modification. Using Biomolecules for Self-Assembly of Engineered Nano-Scale Structures and Devices. Nanofabrication Based on Self-Assembled Alumina Templates. Nanowire Assembly and Integration 1) Nanotechnology: Fundementals and applications 2) Nanostructured Materials for Solar Energy Conversion (Tetsuo Soga) ISBN no: 13: 978-0- 444-52844-5 Dersin Kodu ESM515 MODELLEME VE SIMÜLASYON TEKNIKLERI İngilizce MODELING AND SIMULATION TECHNIQUES Türkçe İçeriği: Özellikle enerji sistemlerinin mühendislik tasarımlarında kullanılan özgün (Stokes denklemi gibi) ve genel (Konveksiyon-dispersiyon denklemi gibi) adi ve kısmi diferansiyel denklemlerin analitik ve sayısal çözümlerinin incelenmesi. Tasarımlarda karşılaşılabilecek muhtemel fiziksel, kimyasal ve biyolojik sistem ve işlemlerin matematiksel modellemesi. Elde edilen denklemlerin sayısal çözümlerinde kullanılan güncel metotlarının karşılaştırılması ve bilgisayar yardımı ile uygulanmaları. Mühendislik tasarımlarında kullanılan güncel paket programların tanıtılması. İngilizce İçeriği: Analysis of analytical and numerical solutions of specific (e.g. Stokes equation) and generic (e.g. Convection-Dispersion equation) ordinary and partial differential equations especially used in energy systems engineering designs. Mathematical modeling of prospective physical, chemical, and biological process and systems encountered in designs. Comparison of recent methods used in numeric solutions of derived equations and their computer aided applications. Introduction to recent package computer programs used in engineering designs. 1) Diferansiyel Denklemler ve Sınır Değer Problemleri, Edwards&Penney, Çev. Ed.: Ömer Akın, Palme Yay., 2011. 2) An introduction to Modeling of Transport Processes, Datta and Rakesh, Cambridge, 2010. 3) Modelling in Transport Phenomena, Prof. Dr. İsmail Tosun, Elsevier, 2002. Dersin Kodu ESM517 HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DINAMIĞI İngilizce COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS Türkçe İçeriği: Akışkanlar dinamiğinde temel kavram ve denklemler: Momentum, enerji ve kütle korunumu; Navier-Stokes denklemi ve sayısal çözümleri. Sınır tabakası, potansiyel akım,
difüzyon ve dispersiyon, çift fazlı akış, mikro-hidrodinamik kavramları. Bunların mühendislik tasarımlarında muhtemel uygulamaları ve ilgili denklemlerinin bilgisayar destekli sayısal çözümleri (2 ve 3 boyutlu olarak). İngilizce İçeriği: Fundamental concepts and equations in fluid dynamics: Equations of conservation of momentum, energy, and mass; Navier-Stokes Equation and its numerical solutions. Concepts of boundary layer, potential flow, diffusion and dispersion, two phase flow, and microhydrodynamics. Their potential applications in engineering designs and computer aided numerical solutions of related equations (2-D and 3-D). 1) Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications, J. Blazek, Elsevier, 2001. 2) Computational Methods for Fluid Dynamics, Ferziger&Peric, Springer, 2002. 3) İleri Akışkanlar Mekaniği, Yalçın Yüksel, Beta Yay. 2013. Dersin Kodu İngilizce ESM525 SEMINER Yüksek Zorunlu 2 0 0 6 Türkçe İçeriği: Seminer dersinin amacı güncel mesleki konuların incelenmesi, araştırılması, sunumu ve tartışılmasıdır. Seminerler; öğretim elemanları, çağrılı konuşmacılar ve derse kayıtlı öğrenciler tarafından verilir. Öğrenci sunumları tez çalışması kapsamında da olabilir. İngilizce İçeriği: The aim of the seminar course is examining current professional issues, research, presentation and to discuss. Seminars will be presented by faculty members, invited speakers and registered students. Students may also be part of a thesis presentation. 1) 2) Dersin Kodu ESM574 GÜÇ SISTEMLERINDE SÜREKSIZLIK DURUMLARI İngilizce POWER SYSTEMS TRANSIENTS Türkçe İçeriği: Süreksizlik Durumlarına Giriş, Basit anahtarlama süreksizlikleri, süreksizlik analizi için güç aletlerinin modellenmesi, Süreksizlik Türleri. İngilizce İçeriği: Introduction and Transient Fundamentals 1, 2, Simple switching transients, Modeling power apparatus for transient analysis, Types of Transient. 1. A. Greenwood, Electrical Transients in Power Systems, second edition. Wiley-Interscience, 1991 2. L. van der Sluis, Transients in Power Systems. Wiley, 2001 3. J.A. Martinez-Velasco, Power System Transients: Parameter Determination. CRC Press, 2009