Mekatronik Mühendisliği (İngilizce)
Lisans	TYYÇ: 6. Düzey	QF-EHEA: 1. Düzey	EQF-LLL: 6. Düzey

Ders Genel Tanıtım Bilgileri

Ders Kodu:

MCHT332

Ders İsmi:

Introduction to Thermal Systems Engineering

Ders Yarıyılı:

Güz

Ders Kredileri:

Teorik	Pratik	Kredi	AKTS
3	0	3	6

Öğretim Dili:

Ders Koşulu:

Ders İş Deneyimini Gerektiriyor mu?:

Hayır

Dersin Türü:

Zorunlu Ders

Dersin Seviyesi:

Lisans

TYYÇ:6. Düzey

QF-EHEA:1. Düzey

EQF-LLL:6. Düzey

Dersin Veriliş Şekli:

Yüz yüze

Dersin Koordinatörü:

Doç. Dr. MEHMET TURGAY PAMUK

Dersi Veren(ler):

Doç. Dr. MEHMET TURGAY PAMUK

Dersin Yardımcıları:

Dersin Amaç ve İçeriği

Dersin Amacı:

Mekatronik mühendisliği öğrencilerine enerji ve dönüşümleri ile ilgili temel bilgilerin aktarılması, mühendislik bakış açısının kazandırılması

Dersin İçeriği:

Termodinamiğe giriş, ideal gazlar, iç enerji, entalpi, iş yoluyla enerji transferi, ısı ve kütle, termodinamiğin birinci ve ikinci kanunları, buzdolapları ve ısı pompaları, Carnot çevrimi, entropi, tersinirlik. Hidrostatik, akış kinematiği, süreklilik denklemi, Euler ve Bernoulli denklemleri, viskoz akış denklemleri, kanal ve boru sistemlerinde kafa kaybı, momentum teoremleri, boyutsal analiz ve benzerlik, potansiyel akış, dolaşım ve vortisite. Geçici ve kararlı durum bir boyutlu ısı transferi, iki boyutlu kararlı durum ısı transferi, yüzey ısı transferi, sayısal yöntemler, radyasyon ısı transferi, ısı eşanjörleri, konveksiyon ısı transferine giriş.

Öğrenme Kazanımları

Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;

Öğrenme Kazanımları

1 - Bilgi
Kuramsal - Olgusal
1) Öğrenciler akışkan statiği ve dinamiğini, beraberinde kontrol hacimlerinde kütle ve momentumun korunumu kavramlarını öğrenecekler,
2) Öğrenciler ısı transferi prensiplerini ve çeşitlerini öğrenecekler ve pratik problemlerden kullanabileceklerdir.
2 - Beceriler
Bilişsel - Uygulamalı
1) Öğrenciler, TERMODİNAMİK kavramlarını öğrenecek: enerji ve entropi ile termodinamiğin birinci ve ikinci yasaları) , temel korunum yasalarını kullanarak açık ve kapalı sistemler için matematiksel modeller oluşturup analiz edecek, termodinamiğin ikinci yasasına dayanarak enerjilerinin kalitesinin ve denge koşullarının önemini kavrayacak ve termodinamik döngüleri (güç ve soğutma) öğreneceklerdir.
3 - Yetkinlikler
İletişim ve Sosyal Yetkinlik
Öğrenme Yetkinliği
Alana Özgü Yetkinlik
Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği

Ders Akış Planı

Hafta	Konu	Ön Hazırlık
1)	Isıl-Akışkan Sistemleri Mühendisliğine Giriş: Mühendislik Temelleri, Anayasal İlişkiler, Termodinamiğin 0. ve 1. Yasaları, Birimler ve Dönüşümler	• Termal Sistem Vaka Çalışmaları • Termal Sistemlerin Analizi • Sistemleri Tanımlama • Sistemleri ve Davranışlarını Açıklama • Birimler ve Boyutlar • İki Ölçülebilir Özellik: Özgül Hacim ve Basınç • Sıcaklığı Ölçme • Enerjinin Mekanik Kavramlarını Gözden Geçirme • İş Anlayışımızı Genişletme • Genleşme veya Sıkıştırma İşini Modelleme • Enerji Anlayışımızı Genişletme • Isı ile Enerji Transferi • Enerji Muhasebesi: Kapalı Sistemler İçin Enerji Dengesi • Döngülerin Enerji Analizi
2)	Özelliklerin Değerlendirilmesi, p-v-T ilişkileri, İdeal Gaz Modeli	• Özellikleri Değerlendirme • Durumu Düzeltme • p-v-T İlişkisi • Termodinamik Özelliklerini Alma • Gazlar İçin p-v-T İlişkileri • İdeal Gaz Modeli • İdeal Gazların İç Enerjisi, Entalpisi ve Özgül Isıları • İdeal Gazların u ve h Değerlerini Değerlendirme • İdeal Bir Gazın Politropik İşlemi
3)	Kütle ve Enerji ile Kontrol Hacmi Analizi	• Kontrol Hacmi için Kütle Korunumu • Kontrol Hacmi için Enerji Korunumu • Sabit Durumda Kontrol Hacimlerinin Analizi
4)	• Termodinamiğin 2. Yasası ve Entropiye Giriş	• İkinci Yasanın Tanıtılması • Tersinirliklerin Belirlenmesi • İkinci Yasanın Termodinamik Döngülere Uygulanması • İki Rezervuar Arasında Çalışan Döngüler İçin Maksimum Performans Ölçümleri • Carnot Döngüsü • Entropinin Tanıtılması • Entropi Verilerinin Alınması • İçten Tersinir İşlemlerde Entropi Değişimi • Kapalı Sistemler İçin Entropi Dengesi • Kontrol Hacimleri İçin Entropi Oranı Dengesi • İzantropik İşlemler • Türbinlerin, Nozulların, Kompresörlerin ve Pompaların İzantropik Verimlilikleri • İçten Tersinir, Sabit Durum Akış İşlemlerinde Isı Transferi ve İş • Mekanik Enerjinin Hesaplanması • İç Enerjinin Hesaplanması
5)	• Örneklerle Termodinamik çevrimler I	• Buhar Gücü Sistemlerinin Modellenmesi • Buhar Gücü Sistemlerinin Analizi—Rankine Çevrimi • Performansın İyileştirilmesi—Aşırı Isınma ve Tekrar Isıtma • Performansın İyileştirilmesi—Rejeneratif Buhar Gücü Çevrimi • Buhar Soğutma Sistemleri • Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Sistemlerinin Analizi • Buhar Sıkıştırmalı Isı Pompası Sistemleri • Buhar Gücü ve Soğutma Sistemleri için Çalışma Sıvıları
6)	Örneklerle Termodinamik Çevrimler II	• Motor Terminolojisi • Hava Standardı Otto Çevrimi • Hava Standardı Dizel Çevrimi • Gaz Türbinli Güç Santrallerinin Modellenmesi • Hava Standardı Brayton Döngüsü • Rejeneratif Gaz Türbinleri • Uçak Tahriki için Gaz Türbinleri
7)	Akışkan Mekaniğine Başlarken: Akışkan Statiği	• Durağan Haldeki Bir Sıvıdaki Basınç Değişimi • Basınç Ölçümü • Manometri • Mekanik ve Elektronik Basınç ve Ölçüm Cihazları • Düz Bir Yüzeydeki Hidrostatik Kuvvet
8)	Akışkan Hareketinin Lagrangian ve Eulerian Tanımları, Fiziksel Miktarlar ve Gradyanlar için Hız Kinematiği ve Vektör Alanları, Diğer Kinematik Tanımlar	• Lagrangian ve Eulerian Açıklamaları • Akış Desenleri ve Akış Görselleştirmesi • Akışkan Akış Verilerinin Grafikleri • Diğer Kinematik Açıklamalar • Vortisite ve Dönme • Reynolds Transport Teoremi
9)	Ara sınav	1.-6. Haftalar
10)	Akışkanlar Mekaniğinde Kütle ve Momentum, Enerji ve Momentum Denklemleriyle Kontrol Hacmi Analizi	• Akışkan Akışı Ön Bilgileri • Momentum Denklemi • Momentum Denklemini Uygulama • Bernoulli Denklemi • Bernoulli Denklemini Kullanmanın Diğer Örnekleri • Mekanik Enerji Denklemi • Mekanik Enerji Denklemini Uygulama • Sıkıştırılabilir Akış • Nozullarda ve Difüzörlerde Tek Boyutlu Sabit Akış • Sabit Özgül Isılara Sahip İdeal Gazların Nozullarında ve Difüzörlerinde Akış
11)	Güç ilişkileriyle Dış Akış, Sürükleme ve Kaldırma Olayları	• Düz Bir Plaka Üzerindeki Sınır Tabakası • Genel Dış Akış Özellikleri • Sürükleme Katsayısı Verileri • Kaldırma
12)	İletimle Isı Transferi: Katılarda Yönetici Denklem, Sabit ve Sabit Olmayan Analiz	• Isı Transfer Modları: Fiziksel Kökenler ve Oran Denklemleri • Isı Transferinde Birinci Yasanın Uygulanması • Yüzey Enerji Dengesi • İletim Analizine Giriş • Sabit Durum İletimi • Enerji Üretimiyle İletim • Genişletilmiş Yüzeylerden Isı Transferi: Kanatçıklar • Geçici İletim
13)	Konveksiyonla Isı Transferi: Sıvılarda Yönetici Denklem, Aktif ve Pasif Soğutma	• Zorlanmış Konveksiyon • Dış Akış • İç Akış • Serbest Konveksiyon
14)	Radyasyonla Isı Transferi: Giriş ve Temeller	• Temel Kavramlar • Radyasyon Miktarları ve İşlemleri • Kara Cisim Radyasyonu • Gerçek Yüzeylerin Radyasyon Özellikleri • Görüş Faktörü • Kara Cisim Radyasyon Değişimi • Bir Muhafazadaki Dağınık-Gri Yüzeyler Arasındaki Radyasyon Değişimi

Kaynaklar

Ders Notları / Kitaplar:	Introduction to Thermal Systems Engineering – Moran & Shapiro & Munson & DeWitt
Diğer Kaynaklar:	Yok (None)

Ders - Program Öğrenme Kazanım İlişkisi

Ders Öğrenme Kazanımları	1	2	3
Program Kazanımları
1) Matematik, fen bilimleri ve mekatronik mühendisliği konularında yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri karmaşık mühendislik problemlerini modelleme ve çözme için uygulayabilme becerisi.
2) Karmaşık mekatronik mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
3) Karmaşık bir mekatronik mühendisliği sistemini, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. (Gerçekçi kısıtlar ve koşullar tasarımın niteliğine göre, ekonomi, çevre sorunları, sürdürülebilirlik, üretilebilirlik, etik, sağlık, güvenlik, sosyal ve politik sorunlar gibi ögeleri içerirler.)
4) Mekatronik mühendisliği, robotik, otonom sistemler ve otomasyon uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
5) Karmaşık mekatronik mühendisliği, robotik, otonom sistemler ve otomasyon problemlerinin incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.
6) Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda (özellikle makine, elektrik-elektronik ve bilgisayar mühendisliği) etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi.
7) Türkçe ve İngilizce sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi.
8) Mekatronik mühendisliğinin gerektirdiği yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, yorumlayabilme ve geliştirilebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi.
9) Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; mekatronik mühendisliği uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi.
10) Proje yönetimi ile risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi mekatronik mühendisliği uygulamaları hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürebilir kalkınma hakkında bilgi.
11) Mekatronik mühendisliği uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ile çağın sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık.

Ders - Öğrenme Kazanımı İlişkisi

Etkisi Yok	1 En Düşük	2 Düşük	3 Orta	4 Yüksek	5 En Yüksek

	Dersin Program Kazanımlarına Etkisi	Katkı Payı
1)	Matematik, fen bilimleri ve mekatronik mühendisliği konularında yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri karmaşık mühendislik problemlerini modelleme ve çözme için uygulayabilme becerisi.	5
2)	Karmaşık mekatronik mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.	5
3)	Karmaşık bir mekatronik mühendisliği sistemini, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. (Gerçekçi kısıtlar ve koşullar tasarımın niteliğine göre, ekonomi, çevre sorunları, sürdürülebilirlik, üretilebilirlik, etik, sağlık, güvenlik, sosyal ve politik sorunlar gibi ögeleri içerirler.)	5
4)	Mekatronik mühendisliği, robotik, otonom sistemler ve otomasyon uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
5)	Karmaşık mekatronik mühendisliği, robotik, otonom sistemler ve otomasyon problemlerinin incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.	5
6)	Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda (özellikle makine, elektrik-elektronik ve bilgisayar mühendisliği) etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi.
7)	Türkçe ve İngilizce sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi.
8)	Mekatronik mühendisliğinin gerektirdiği yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, yorumlayabilme ve geliştirilebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi.
9)	Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; mekatronik mühendisliği uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi.
10)	Proje yönetimi ile risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi mekatronik mühendisliği uygulamaları hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürebilir kalkınma hakkında bilgi.
11)	Mekatronik mühendisliği uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ile çağın sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık.

Öğrenme Etkinliği ve Öğretme Yöntemleri

Anlatım
Ders

Ölçme ve Değerlendirme Yöntemleri ve Kriterleri

Yazılı Sınav (Açık uçlu sorular, çoktan seçmeli, doğru yanlış, eşleştirme, boşluk doldurma, sıralama)
Ödev
Uygulama
Bireysel Proje
Raporlama
Bilgisayar Destekli Sunum

Ölçme ve Değerlendirme

Yarıyıl İçi Çalışmaları	Aktivite Sayısı	Katkı Payı
Ara Sınavlar	1	% 40
Final	1	% 60
Toplam		% 100
YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTU KATKISI		% 40
YARIYIL SONU ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI		% 60
Toplam		% 100

İş Yükü ve AKTS Kredisi Hesaplaması

Aktiviteler	Aktivite Sayısı	Süre (Saat)	İş Yükü
Ders Saati	14	3	42
Sınıf Dışı Ders Çalışması	14	7	98
Ara Sınavlar	1	1	1
Final	1	1	1
Toplam İş Yükü			142