mÜhendİslİk laboratuari ders...
TRANSCRIPT
DR. MEHMET EMİN DENİZYRD.DR. ZEYNEL ABİDİN FİRATOĞLU
DOÇ. DR. REFET KARADAĞPROF. DR. MURAT KISA
ARŞ. GÖR. BURAK YENİGÜN
T.C.HARRAN ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
MÜHENDİSLİK LABORATUARIDERS NOTLARI
HAZIRLAYANLAR:
PROF. DR. CENGİZ DOĞANPROF. DR. BÜLENT YEŞİLATA
PROF. DR. HÜSAMETTİN BULUT
YRD. DOÇ. DR. CUMA ÇETİNERYRD. DOÇ. DR. M. AZMİ AKTACİR
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL HİLALİ
ÖĞR. GÖR. OSMAN AVNİ SERVİOKT. Ş. MÜSLÜM AÇIKERÖĞR. GÖR. VEHBİ BALAK
ARŞ. GÖR. AHMET ERSAVAŞARŞ. GÖR. ÖMER YETKİN
ARŞ. GÖR. ZEKERİYA ASLANARŞ. GÖR. YUSUF IŞIKER
2012
ĠÇĠNDEKĠLER
1. GüneĢ Enerjisi Laboratuarı…………………….……………………………………1
2. iklimlendirme Laboratuari I.......................................…………………………….14
3. Ġklimlendirme Laboratuarı II……………………………………………………….42
4. AkıĢkanlar Mekaniği Laboratuarı……….………………………….……………...76
5. Mekanik Laboratuarı…………………………………………………………….....86
6. Pompa Laboratuarı……………………………………………………..…………..97
7. Motor Laboratuarı …………………………………………………….………….113
8. Isıtma Sistemleri Laboratuarı ..…………………………………………………...119
9. Ġmalat Yöntemleri ve Konstrüksiyon Laboratuarı………………………………..126
10. Yenilenebilir Enerji Kaynaklari Laboratuari..........................................................142
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
1
GÜNEġ ENERJĠSĠ LABARATUAR FÖYÜ
AMAÇ : GüneĢ enerjisi ve uygulamalarının tanıtılması
Mühendislik Laboratuvarı kapsamında aĢağıdaki güneĢ enerjisi uygulamaları
incelenecektir.
1- Tabi dolaĢımlı açık tip bir güneĢ enerjili sıcak su ısıtma sistemi
2- Panel ve kutu tipi güneĢ piĢiricileri
3- PV sistemi ve güneĢ ıĢınımının ölçülmesi
4- Düzlem yüzeyli ve vakum tüplü güneĢ kolektörleri
5- Havalı tip güneĢ kolektörleri
1. GĠRĠġ
GüneĢ enerjisi bilinen en eski birincil enerji kaynağıdır.Temizdir, yenilenebilir ve
dünyamızın her tarafında fazlasıyla mevcuttur.Hemen hemen bütün enerji kaynakları
doğrudan veya dolaylı olarak güneĢ enerjisinden türemiĢlerdir. GüneĢ enerjisi kesikli ve
değiĢkendir.Günlük ve mevsimlik değiĢimleri vardır.Bundan öte radyasyon atmosferik
koĢullarca belirlenir.Bütün bu özelliklerinden ötürü bazı güneĢ enerjisi uygulamaları enerji
depolanmasını ve yedek enerji sistemlerini gerektirmektedir. Diğer alıĢılmıĢ enerji
kaynaklarıyla karĢılaĢtırıldığında güneĢ enerjisinin yoğunluğu düĢüktür. Fakat güneĢ enerjisini
mekanik ve elektrik enerjilerine uygun bir verimlilikle çevirmek mümkündür.Yarı
iletkenlerde fotoelektrik ve termoelektrik etkileri kullanarak güneĢ enerjisini doğrudan
elektrik enerjisine çevrilebilir.
GüneĢ enerjisi, ev kullanımı için sıcak su sağlanması, ısıtma ve soğutma
uygulamalarında, endüstride iĢlem ısısının sağlanmasında, tarımda sulama, kurutma ve
piĢirmede, elektrik enerjisi üretmede kullanabilen bir enerji kaynağıdır.
2. GÜNEġ ENERJĠSĠYLE ELEKTRĠK ÜRETME YÖNTEMLERĠ
GüneĢ enerjisinden yararlanarak yüksek sıcaklıklarda buhar elde etmek suretiyle bir
türbini çalıĢtırıp elektrik üretmek mümkündür. GüneĢi takip sistemine sahip bu sistemlerde
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
2
genellikte yansıtıcı olarak parabolik aynalar kullanılmaktadır. Bir diğer yöntem fotovoltaik
yöntemle (PV sistem) ile elektrik üretilmesidir.
2.1. GüneĢ Enerjisi YoğunlaĢtırıcıları
GüneĢ ıĢınımından faydalanma yöntemlerinin baĢında güneĢ ıĢınımını üzerine
toplayarak, bu enerjiyi kullanan güneĢ toplayıcıları gelmektedir. GüneĢ enerjisi toplayıcıları,
güneĢ ıĢınımından kazandıkları enerjiyi bir akıĢkana veren bir çeĢit ısı değiĢtiricisi olarak
kabul edilebilir. Düz toplayıcılar toplam güneĢ ıĢınımını kullanarak çalıĢırken, yoğunlaĢtırıcı
toplayıcılar genellikle direkt güneĢ ıĢınımını kullanırlar. Fakat daha yüksek sıcaklık elde
etmek için düz toplayıcılar yerine ıĢınımı belli bir noktada toplamak için değiĢik geometrili
odaklayıcılar kullanılarak kızgın su, doymuĢ buhar ve kızgın buharın elde edilmesi mümkün
olmaktadır. GüneĢ enerjisi toplayıcıları genel olarak sabit ve hareketli toplayıcılar olarak
sınıflandırılabilir. Sabit toplayıcılar ile sıcaklığı 60-200 C‟ye kadar olan uygulamalarda
kullanılmaktadır. Hareketli toplayıcılar ise yüksek sıcaklık uygulamalarda tercih edilmektedir.
Hareketli toplayıcılardan çizgisel odaklayıcılarla 300-400 C sıcaklığa kadar, noktasal
odaklayıcılarla 1500 C kadar sıcaklıklar elde edilebilmektedir.
2.1.1. Tek eksende güneĢ izleyici sistemleri
Parabolik toplayıcılar yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılan ve güneĢ enerjisini
belirli bir merkeze yoğunlaĢtırma yapan ısıl sistemlerdir. YoğunlaĢtırıcı sistemlerle direkt
güneĢ ıĢınımından yararlanarak yüksek sıcaklıkta buhar üretilebilmekte ve elektrik üretiminde
veya yüksek sıcaklık ihtiyacı duyulan sistemlerde kullanılabilmektedir. YoğunlaĢtırıcı ısıl
sistemlerin en yaygını silindirik parabolik oluk toplayıcılardır. Bu toplayıcılarda 400 ºC
sıcaklılara kadar buhar elde edilebilmektedir. Kesiti parabolik olan toplayıcıların iç
kısmındaki yansıtıcı yüzeyler, güneĢ ıĢınlarını odakta yer alan siyah bir yutucu boruya veya
borulara odaklanır. Yutucu boruda dolaĢtırılan sıvıda toplanan ısı ile elde edilen buhardan
elektrik üretilir. Sistem doğu-batı, kuzey-güney ve polar eksende yerleĢtirilebilmekle beraber,
güneĢi doğu-batı veya kuzey-güney yönünde tek eksende takip etmektedir.
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
3
Yansıtıcı
Toplayıcı
ġekil. Çizgi odaklamalı yoğunlaĢtırma
2.1.2 Ġki eksende güneĢ izleyici sistemleri
Diğer bir tür yoğunlaĢtırıcı sistem olan parabolik çanak sistemler, iki eksende güneĢi
takip ederek, güneĢ ıĢınlarını odaklama bölgesine yoğunlaĢtırırlar.
ġekil. Nokta odaklamalı yoğunlaĢtırma (paraboloid)
ġekil‟den de görüldüğü gibi güneĢi iki eksende izleyen parabolid (çanak) yüzeyli aynalardan
gelen ıĢınlar odaklayıcı bir yutucuya yansıtılmaktadır. Yanma odasında yakıt olarak doğal
gazın yanma iĢleminden sonra kompresöre ve gerektiğinde ön ısıtma iĢleminden sonra
Stirling çevrimli türbine verilmektedir. Türbin Ģaftına bağlı olan bir alternatör ile elektrik
üretimi sağlanmaktadır.
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
4
2.1.3 Kule santral sistemi
Merkezi alıcı sistemlerde ise; tek tek odaklama yapan ve heliostat adı verilen aynalardan
oluĢan bir alandan oluĢmaktadır. Bu sistemde güneĢ ıĢınları, bir kule üzerine monte edilmiĢ ısı
değiĢtiricisine yansıtarak yoğunlaĢtırma yaparlar. Düz aynalarla yapılan bu yansıtmayla
yoğunlaĢtırma oranı 1000‟e veya daha fazla yapılabilir. Merkezi yutucu-heliostat sistemle 1
MW ile 100 MW arasında değiĢebilen elektrik güç santralleri kurulabilmektedir. Merkezi
kulenin yüksekliği, Ģekli ve heliostat alanın yoğunluğu kurulan santralin performansını
belirler.
Toplayıcı
KuleHeliostatlar
Güneş Enerjisi
ġekil. Heliostat aynalarla gelen güneĢ ıĢınlarının odaklanması
3. GÜNEġ PĠLLERĠ (FOTOVOLTAĠK PĠLLER)
GüneĢ pilleri (fotovoltaik piller), yüzeylerine gelen güneĢ ıĢığını doğrudan elektrik enerjisine
dönüĢtüren yarıiletken maddelerdir. Yüzeyleri kare, dikdörtgen, daire Ģeklinde biçimlendirilen
güneĢ pillerinin alanları genellikle 100 cm² civarında, kalınlıkları ise 0,2-0,4 mm
arasındadır.GüneĢ pilleri fotovoltaik ilkeye dayalı olarak çalıĢırlar, yani üzerlerine ıĢık
düĢtüğü zaman uçlarında elektrik gerilimi oluĢur. Pilin verdiği elektrik enerjisinin kaynağı,
yüzeyine gelen güneĢ enerjisidir. GüneĢ enerjisi, güneĢ pilinin yapısına bağlı olarak % 5 ile %
20 arasında bir verimle elektrik enerjisine çevrilebilir.Güç çıkıĢını artırmak amacıyla çok
sayıda güneĢ pili birbirine paralel ya da seri bağlanarak bir yüzey üzerine monte edilir, bu
yapıya güneĢ pili modülü ya da fotovoltaik modül adı verilir. Güç talebine bağlı olarak
modüller birbirlerine seri ya da paralel bağlanarak bir kaç W GüneĢ Pillerinden
MegaWatt'lara kadar sistem oluĢturulur.
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
5
ġekil. Bir. güneĢ pili modülü, paneli
ġekil PV sistemi ile sokak aydınlatması ġekil Fotovoltaik panel ve güneĢ ıĢınımı ölçmek
için kullanılan piranometre
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
6
4. GÜNEġ ENERJĠLĠ SICAK SU SĠSTEMLERĠ
GüneĢ kollektörlü sıcak su sistemleri, güneĢ enerjisini toplayan düzlemsel kollektörler,
ısınan suyun toplandığı depo ve bu iki kısım arasında bağlantıyı sağlayan yalıtımlı borular,
pompa ve kontrol edici gibi sistemi tamamlayan elemanlardan oluĢmaktadır
GüneĢ kollektörlü sistemler tabii dolaĢımlı ve pompalı olmak üzere ikiye ayrılırlar.
Her iki sistem de ayrıca açık ve kapalı sistem olarak dizayn edilirler.
4.1. Tabii DolaĢımlı Sistemler : Tabii dolaĢımlı sistemler ısı transfer akıĢkanının
kendiliğinden dolaĢtığı sistemlerdir. Kollektörlerde ısınan suyun yoğunluğunun azalması ve
yükselmesi özelliğine dayanmaktadır. Bu tür sistemlerde depo kollektörün üst seviyesinden en
az 30 cm yukarıda olması gerekmektedir. Deponun alt seviyesinden alınan soğuk (ağır) su
kollektörlerde ısınarak hafifler ve deponun üst seviyesine yükselir. Gün boyu devam eden bu
olay sonunda depodaki su ısınmıĢ olur. Tabii dolaĢımlı sistemler daha çok küçük miktarda su
ihtiyaçları için uygulanır. Deponun yukarıda bulunması zorunluluğu nedeniyle büyük
sistemlerde uygulanamazlar. Pompa ve otomatik kontrol devresi gerektirmediği için pompalı
sistemlere göre biraz daha ucuzdur.
ġekil. Besleme depolu tabii dolaĢımlı ısıtma sistemi
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
7
4.2. Pompalı Sistemler: Isı transfer akıĢkanının sistemde pompa ile dolaĢtırıldığı
sistemlerdir. Deposunun yukarıda olma zorunluluğu yoktur. Büyük sistemlerde su
hatlarındaki direncin artması sonucu tabii dolaĢımın olmaması ve büyük bir deponun yukarıda
tutulmasının zorluğu nedeniyle pompa kullanma zorunluluğu doğmuĢtur.
Pompalı sistemler otomatik kontrol devresi yardımı ile çalıĢırlar. Depo tabanına ve
kollektör çıkıĢına yerleĢtirilen diferansiyel termostatın sensörleri; kollektörlerdeki suyun
depodaki sudan 10oC daha sıcak olması durumunda pompayı çalıĢtırarak sıcak suyu depoya
alır, bu fark 3 oC olduğunda ise pompayı durdurur. Pompa ve otomatik kontrol devresinin
zaman zaman arızalanması nedeniyle iĢletilmesi tabii dolaĢımlı sistemlere göre daha zordur .
4.3. Açık Sistemler: Açık sistemler kullanım suyu ile kollektörlerde dolaĢan suyun aynı
olduğu sistemlerdir. Kapalı sistemlere göre verimleri yüksek ve maliyeti ucuzdur. Suyu
kireçsiz ve donma problemlerinin olmadığı bölgelerde kullanılırlar.
3.4. Kapalı Sistemler: Kullanım suyu ile ısıtma suyunun farklı olduğu sistemlerdir.
Kollektörlerde ısınan su bir eĢanjör vasıtasıyla ısısını kullanım suyuna aktarır. Donma,
kireçlenme ve korozyona karĢı çözüm olarak kullanılırlar. Maliyeti açık sistemlere göre daha
yüksek verimleri ise eĢanjör nedeniyle daha düĢüktür.
5. DÜZLEMSEL KOLEKTÖR
Düzlemsel güneĢ kollektörleri, güneĢ enerjisinin toplandığı ve herhangi bir akıĢkana
aktarıldığı çeĢitli tür ve biçimlerdeki aygıtlardır. Düzlemsel güneĢ kollektörleri, üstten alta
doğru, camdan yapılan üst örtü, cam ile absorban plaka arasında yeterince boĢluk, kollektörün
en önemli parçası olan absorban plaka, arka ve yan yalıtım ve yukarıdaki bölümleri içine alan
bir kasadan oluĢmuĢtur.
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
8
Saydam Örtü
Yalıtım Malzemesi
Yutucu Yüzey
Kasa
AkışkanınDolaştığı Borular
.
ġekil. Düzlemsel GüneĢ Kolektörü
Üst örtü : Toplayıcıların ısı kayıplarını en aza indirgeyen ve güneĢ ıĢınlarının geçiĢini
engellemeyen malzemelerden seçilmektedir. Saydam yüzey olarak genellikle cam veya
plastik esaslı malzemeler kullanılır. Bu örtüleri kullanmaktaki asıl amaç, ortamdaki rüzgar
nedeniyle yutucu yüzey ile ortam arasındaki taĢınım katsayısının büyümesini önlemektir.
Kullanılan örtü malzemesinde uzun dalga boylu ıĢınım geçirme oranlarının düĢük olması
sebebiyle ısı kaybını önlemektedirler. Cam, güneĢ ıĢınlarını geçirmesi ve ayrıca yutucu
plakadan yayınlanan uzun dalga boylu ıĢınları geri yansıtması nedeni ile örtü maddesi olarak
son derece uygun bir maddedir. Bilinen pencere camının geçirme katsayısı 0.88‟dir. Son
zamanlarda özel olarak üretilen düĢük demir oksitli camlarda bu değer 0.95 seviyesine
ulaĢmıĢtır. Bu tür cam kullanılması verimi arttırır
Yutucu (Absorbant) Yüzey : Toplayıcılarda yutucu plaka toplayıcıların en önemli kısmıdır.
GüneĢ ıĢınları, yutucu plaka tarafından yutularak ısıya dönüĢtürülür ve sistemde dolaĢan
sıvıya aktarılır. Yutucu (absorbant) plaka düz toplayıcılarda tabanda ve üstte birer manifold
ile bunların arasına yerleĢtirilmiĢ akıĢkan boruları ve yutucu plakadan oluĢur. Yutucu
plakanın ıĢınları yutması için koyu bir renge genellikle siyaha boyanır. Kullanılan boyanın
yutma katsayısının yüksek, uzun dalga boylu radyasyonu yayma katsayısının düĢük olması
gerekmektedir. Bu nedenle de bu özelliklere sahip seçici yüzeyler kullanılmaktadır. Ġdeal bir
yutucu yüzeyin seçici yüzeyli olarak yapılması verimi artırmaktadır. Mat siyah boyanın
yutuculuğu 0.95 gibi yüksek bir rakam iken yayıcılığı da 0.92 gibi istenmeyen bir değerdedir.
Yapılan seçici yüzeylerde yayma katsayısı 0.1‟in altına inmiĢtir. Seçici yüzey kullanılması
halinde toplayıcı verimi artar.
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
9
Isı Yalıtım : Kollektörün arkadan olan ısı kayıplarını minumuma indirmek için absorban
plaka ile kasa arası uygun bir yalıtım maddesi ile yalıtılmalıdır. Absorban plaka sıcaklığı,
kollektörün boĢ kalması durumunda 150 °C‟a kadar ısınması nedeniyle kullanılacak olan
yalıtım malzemesinin sıcak yalıtım malzemesi olması gerekmektedir. Isı iletim katsayıları
düĢük ve soğuk yalıtım malzemesi olarak bilinen poliüretan kökenli yalıtım malzemeleri tek
baĢına kullanılmamalıdır. Bu tür yalıtım malzemeleri, absorban plakaya bakan tarafı sıcak
yalıtım malzemesi ile takviye edilerek kullanılmalıdır.
Kollektör Kasası : Kasa, yalıtkanın ıslanmasını önleyecek biçimde yapılmalıdır. Özellikle
kollektör giriĢ ve çıkıĢlarında kasanın tam sızdırmazlığı sağlanmalıdır. Kasanın her yanı 100
kg/m2 (981 Pa=N/m2) basınca dayanıklı olmalıdır (TSE-3680).
Sıvılı kollektörlerde sızdırmazlığın yüzde yüz sağlanamadığı durumlarda camda yoğunlaĢan
su buharını dıĢarıya atmak amacıyla kasanın iki yan kenarına tam karĢılıklı ikiĢer adet 2-3 mm
çapında delik açılmalıdır.
6.VAKUM TÜPLÜ GÜNEġ ENERJĠSĠ SĠSTEMĠ
Sistemimiz iç içe geçmiĢ iki borosilikat cam tüpten oluĢmaktadır.Ġki tüp arasındaki
vakum sayesinde ısı kaybı minimum düzeye indirilmiĢtir.Ġçteki tüpün dıĢı püskürtme yöntemi
ile AΙ-N/AΙ kaplanmıĢtır.Bu seçici yüzey sayesinde tüpe gelen ıĢınların % 93‟ü mükemmel
bir Ģekilde emilip ısıya çevrilmektedir.Ġki tüpün arasındaki havanın alınmasından dolayı
içteki tüpten oluĢan ısı kaybı yok denecek kadar azdır.Evdeki termoslarda aynı yöntemle
yapılmıĢtır.Seçici yüzey tarafından absorbe edilen güneĢ enerjisi iç tüpteki suya
geçmektedir.Bu olaya doğal sirkülasyon denir ve her tüpte aynı olay devam etmektedir.
Havalı güneĢ kollektörleri normal parlak bulutlu havalarda da ısıtma kapasitesine
sahiptir.Havalı güneĢ kollektörleri özellikle orta enlemlerde yer alan ülkelerde daha kısa
sürede yaygınlaĢmıĢtır.Isı ve elektrik toplamaya yarar.Havalı güneĢ kollektörleri ısıtma ya da
kurutmada kolaylık sağlar.
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
10
ġekil Vakum Tüplü Kollektör ve çalıĢma prensibi
7. GÜNEġ ENERJĠSĠ ĠLE PĠġĠRME SĠSTEMLERĠ
GüneĢ enerjisinden yararlanarak yemek piĢirme ve süt ısıtmak için kullanılan basit
sistemler dünyanın bir çok bölgesinde kullanılmaktadır.
Genel olarak üç tip güneĢ piĢiricisi vardır.
1- Panel tip güneĢ piĢiricileri
2- Kutu tip güneĢ piĢiricileri
3- Odaklamalı –parabolik tip güneĢ piĢiricileri
ġekil . Panel tip güneĢ piĢiricisi
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
11
ġekil. Kutu tipi güneĢ piĢiricisi
ġekil. Parabolik-odaklamalı güneĢ piĢiricisi
8. Havalı GüneĢ Kollektörü
GüneĢ enerjisinden yararlanmak için ısı değiĢtirgeçleri olarak çalıĢan güneĢ kollektörleri
kullanılmaktadır. Isının aktarıldığı ortam olarak güneĢ kollektörleri en genel olarak sıvılı ve havalı
olmak üzere iki kısma ayrılırlar. Isı transferindeki avantajından ve uygulamadaki konumundan dolayı
daha çok sıvılı özellikle sulu güneĢ kollektörleri kullanılmaktadır. Fakat havalı kollektörler de çeĢitli
uygulamalarda yerlerini almaktadırlar. Havalı güneĢ kollektörleri, genellikle binaların ısıtılmasında ve
tarımsal ürünlerin kurutma iĢlemlerinde kullanılmaktadır. GüneĢ enerjili kurutucularda havalı güneĢ
kollektörü, kurutucu hücre ile birleĢik veya ayrı olabilir. Bunun yanında binalarda ortamın
havalandırılmasında havanın ön ısıtılmasında havalı güneĢ kollektörleri kullanım alanı bulmaktadır.
GüneĢli hava ısıtıcıları olarak da adlandırılan havalı güneĢ kollektörleri uzun ömürlü, ağırlıkça hafif,
hacim ısıtması için uygun, donma ve korozyon gibi problemleri olmayan basit cihazlardır. Havalı
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
12
güneĢ kollektörleri, ek ısıtıcılarla birlikte bina ısıtılmasında, tarımsal ürünlerin kurutulmasında
rahatlıkla kullanılabilir. Ayrıca orta ve düĢük sıcaklık uygulamalarında ihtiyaç duyulan sıcak hava,
güneĢli hava ısıtıcıları ile üretilebilir.
Klasik bir güneĢ enerjili hava ısıtıcısı, bir yutucu plaka, hava akımının geçiĢi için paralel plaka veya
plakalardan meydana gelmiĢ bir kısım, en üstte bir cam veya plastik örtü ve alt ve yan kısımlarından
yatılılmıĢ bir kasadan meydana gelir. Hava ısıtıcılarının tasarımı ve bakımı basittir. Korozyon ve
sızıntı problemleri sıvılı güneĢ kollektörlerine göre daha azdır. Temel eksiklikliği yutucu plaka ile
hava akımı arasındaki ısı transfer katsayısının düĢük olması ve böylelikle ısıl veriminin düĢük
olmasıdır. Yutucu plaka ile hava arasındaki ısı taransfer katsayısının iyileĢtirmek için birçok tasarım
önerilmiĢ ve uygulanmıĢtır. Bunlar yutucu plakaya kanakçıklar takmak, dalgalı yutucu plakalar, katı
dolgu malzemeli, delikli küre veya V Ģekli verilmiĢ yutucu plakalı değiĢikliklerdir. Tüm bu
düzenlemeler ısıl verimi iyileĢtirirken, özellikle yüksek hacimsel hava debilerinde basınç kayıplarını
önemli bir miktarda artırmaktadırlar. AĢağıdaki Ģekilde düz ve kanatçıklı tip havalı güneĢ kollektör
tasarımları gösterilmiĢtir. Kanatçıklı düzenlemelerin temel amacı yutucu plaka ile hava arasındaki ısı
transfer katsayısını artırılması çabasıdır.
ġekil Havalı güneş kollektörlerinde farklı yutucu yüzey tasarımları
Binaların ısıtılmasında kullanılan çeĢitli havalı güneĢ kollektör sistemleri mevcuttur. AĢağıdaki
Ģekillerde pencere tipi kollektörün güneĢ enerjisini absorbe ederek konut ısıtılmasında kullanılıĢı ve
duvar tipi güneĢ enerjili hava ısıtıcısı görülmektedir. Özellikle yurt dıĢında binaların ısıtılmasında
sıkça kullanılan duvar tipi havalı güneĢ kollektörleri çalıĢma prensipleri olarak diğer kollektörlerden
farklı değillerdir. Kollektörün hava sirkülasyonu damper ile ayarlanabilir, isteğe göre sadece oda
içindeki hava veya dıĢ hava, kollektörden geçirilerek bina içine doğal veya zorlanmıĢ taĢınım ile
alınabilir. Ayrıca büyük ısıtma yüklerinin gerektiği sistemlerde birden fazla kollektör seri veya paralel
olarak bağlanarak çatı tipi havalı güneĢ kollektörlü sistemler oluĢturulur. Havanın akıĢı bir fan ile
kanalların içerisinden istenilen ortama ulaĢması sağlanır.
Hazırlayanlar: Dr. Cuma ÇETĠNER & Doç. Dr. Hüsamettin BULUT
13
ġekil. Pencere tipi havalı güneş kollektörü ġekil. Duvar tipi havalı güneş kollektörü
ġekil. Ġki farklı hava güneĢ kollektörü
RAPORUN HAZIRLANMASI
1- GüneĢ enerjili soğutma sistemleri hakkında bilgi verip bu tür bir sistemi Ģematik olarak
çiziniz.
2- Piyasada satılan güneĢ enerjili sıcak su üretimi yapan en az iki sistemi ekonomik ve teknik
açısından karĢılaĢtırınız.
3- GüneĢ enerjisinin kurutmada kullanılması ile ilgili bilgi veriniz.
4- Pompalı-kapalı tip bir güneĢ enerjili su ısıtma sistemini çiziniz.
14
DENEY FÖYLERİ
15
K-203 GERİ ISI KAZANIMLI LOKAL HAVALANDIRMA SETİ ŞEMASI
ELEKTRİK PRENSİP ŞEMASI
R
Mp
M M
Fan Motorları Isıtıcı
Dimmer
(hız kontrol)
A
V V A
Voltmetre (besleme)
Voltmetre (ölçme)
Ampermetre (besleme)
ampermetre (ölçme)
taze hava giriĢi egzoz hava giriĢi
taze hava çıkıĢı
egzoz hava çıkıĢı
plakalı ısı değiĢtirici ısıtıcı
16
CİHAZIN TEKNİK ÖZELLİKLERİ
1 Cihazın dıĢ boyutları 275x565x770 mm
2 Fan kapasiteleri 350 m3/h,125 W, 2600 d/d
3 Fan markası ve modeli Pemsan P-KAGS-125-60
4 Isı değiĢtirici boyutları 300x300x210 mm
5 Isı değiĢtirici lamel aralıkları 7,5 mm
6 Isı değiĢtirici sıra sayısı 27
7 Toplam yüzey alanı 5,04 m2
8 Malzeme cinsi ve kalınlığı 0,15 mm alüminyum sac
9 Gövde cinsi Aluminyum karkas, plastik takviye kapaklı
10 Isıtıcı kapasitesi 500 W
11 Dimmer markası ve kapasitesi RTM Electronics Panel tip, 600 W
ÇALIŞTIRMA VE BAKIM TALİMATNAMESİ
1. Cihazı mutlaka topraklı prize bağlayın. 2. Cihaz çalıĢırken ellerinizi fan çıkıĢlarından uzak tutun. 3. Farklı hava koĢulları sağlamak için ısıtıcıyı çalıĢtırın veya bir klima cihazından ĢartlandırılmıĢ
hava emdirin.
17
A) DENEY NO: K 203-01 B) DENEYĠN ADI: Sıcaklık değiĢimlerinin ölçümü C) DENEYĠN AMACI: Plakalı ısı değiĢtiricinin farklı enerji seviyelerinde havadan havaya ısı transferi yaparak geri ısı kazanımı (tasarrufu) sağlamasının deneysel yolla gösterilmesi. D) DENEYDE KULLANILAN ALET VE CĠHAZLAR:
Hava hız ölçer (pervaneli anemometre) E) DENEYĠN YAPILIġI:
1. Cihazın sigortasını 1 konumuna getirin. 2. Fan düğmesine basarak fanları çalıĢtırıp dimmer yardımıyla hızı ayarlayın 3. Isıtıcı rezistansı açın. 4. AĢağıdaki tablo değerlerini kaydedin. 5. Tablo değerlerini Ģema üzerine iĢaretleyin.
Ölçülen özellik /Ölçüm sayısı
1 2 3
Taze hava giriĢ sıcaklığı, t1 [0C]
Taze hava çıkıĢ sıcaklığı, t2 [0C]
Egzoz havası giriĢ sıcaklığı, t3 [0C]
Egzoz havası çıkıĢ sıcaklığı, t4 [0C]
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, deney sonuçlarının psikrometrik diyagram üzerinde gösterilmesi
t3 = …… 0C
t2 =……. 0C t4=…… 0C
t1 =….. 0C
egzoz havası taze hava
18
A) DENEY NO: K 203-02 B) DENEYĠN ADI: Isı değiĢtiricinin termal veriminin hesaplanması C) DENEYĠN AMACI: Plakalı ısı değiĢtiriciler kullanılan malzeme ve üretim özelliğine göre %40-%80 arası verimliliğe sahiptir. D) DENEYDE KULLANILAN ALET VE CĠHAZLAR:
Hava hız ölçer (pervaneli anemometre) E) DENEYĠN YAPILIġI:
1. Cihazın sigortasını 1 konumuna getirin. 2. Fan düğmesine basarak fanları çalıĢtırıp dimmer yardımıyla hızı ayarlayın 3. Isıtıcı rezistansı açın. 4. AĢağıdaki tablo değerlerini kaydedin. 5. Örnek hesaplamalar yardımıyla cihazın ısıl verimini hesaplayın. 6. Farklı hızlar için deneyi tekrarlayın.
Ölçülen özellik /Ölçüm sayısı
1 2 3
Taze hava giriĢ sıcaklığı, t1 [0C]
Taze hava çıkıĢ sıcaklığı, t2 [0C]
Egzoz havası giriĢ sıcaklığı, t3 [0C]
Egzoz havası çıkıĢ sıcaklığı, t4 [0C]
HESAPLAMALAR:
ġekil-2 Termal verim için sıcaklıkların belirlenmesi
Isıl verim: 13
12
tt
tt
[%]
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, ısıl verim değerinin hesaplanması.
t3 = …… 0C
t2 =……. 0C t4=…… 0C
t1 =….. 0C
egzoz havası taze hava
19
A) DENEY NO: K 203-03 B) DENEYĠN ADI: Isı değiĢtiricideki ısıtma tesir katsayısının hesaplanması C) DENEYĠN AMACI: Plakalı ısı değiĢtiricilerde ısı transfer katsayısı, hava akıĢ hızı ve boyutsuz sayıların bilinmesiyle ısı tesir katsayısı hesaplanır. Bununla ilgili gerekli örnek hesaplamalar ve tablolar ekte verilmektedir. D) DENEYDE KULLANILAN ALET VE CĠHAZLAR:
Hava hız ölçer (pervaneli anemometre) E) DENEYĠN YAPILIġI:
1. Cihazın sigortasını 1 konumuna getirin. 2. Fan düğmesine basarak fanları çalıĢtırın. 3. AĢağıdaki tablo değerlerini kaydedin. 4. Örnek hesaplamalar ve diyagram yardımıyla cihazın ısıl verimini hesaplayın.
Ölçülen özellik /Ölçüm sayısı
1 2 3
Taze hava giriĢ sıcaklığı, t1 [0C]
Taze hava çıkıĢ sıcaklığı, t2 [0C]
Egzoz havası giriĢ sıcaklığı, t3 [0C]
Egzoz havası çıkıĢ sıcaklığı, t4 [0C]
ISIL TESĠR KATSAYISI HESABI ()
Örnek 200 m3/h hava debisine sahip bir ısı geri kazanımlı (HRV) cihazı ısı değiĢtiricisinin verimi Ģu Ģekilde hesaplanabilir:
Tasarım KoĢulları:
DıĢ ortam sıcaklığı: 5 [0C] (=%50)
Ġç ortam sıcaklığı : 25 [0C] (=%40)
Isı değiĢtirici boyutları: 0.3x0.3x0.21 [m]
Isı değiĢtirici kanal aralığı: 7,5 [mm]
Isı değiĢtirici kanal sayısı: 27 adet
Malzeme: Alüminyum sac levha
Malzeme kalınlığı: 0.15 [mm]
Ġstenenler: Alüminyum sac malzemeye göre ısıl verim ve ısı değiĢtirici çıkıĢ sıcaklıkları.
20
ġekil-3 Isı kanalları
Çözüm: Psikrometrik diyagram ve tablolardan;
+50C için k=26,01x103 W/m2K, =13,75x106 m2/s, =1,2695 kg/m3, Cp=1,00575 kJ/kg,
=0,79 m3/kg
+250C için k=24,475x103 W/m2K, =15,55x106 m2/s, =1,1843 kg/m3, Cp=1,0062
kJ/kg, =0,855 m3/kg
alüminyum için k=202 W/mK
Taze havanın kütlesel debisi 07,0360079,0
200
xv
Vm
t
t
t
[kg/s]
Egzoz havasının kütlesel debisi 065,03600855,0
200
xv
Vm
e
e
e
[kg/s]
et PP 0,615 [m] (çevre)
et AA 0,06075 [m2] (net kesit alanı)
et LL 0.3 [m] (havanın yolu]
9145,0360006075,0
200
xA
Vu
t
[m/s]
0117,0615,0
108,144 3
xx
P
ADh [m]
0085418,07449,1
0117,09145,01393.1Re
xxDu
t
h
t
(taze hava)
0068808,08411,1
0117,09145,01841.1Re
xxDu
e
h
e
(egzoz havası)
055,0
33,08,0PrRe036,0
h
h
tt
h
t
tL
D
D
kh
7,5
7,5
7,5
21
13283,0
0117,0717,00085418,0
0117,0
1001,26036,0
055,0
33,08,03
xht [W/m2K]
055,0
33,08,0PrRe036,0
e
h
ee
h
e
eL
D
D
kh
10493,0
0117,0713,00068808,0
0117,0
10475,24036,0
055,0
33,08,03
xhe [W/m2K]
uK
1=
Ahk
L
Ah ealt
11
= 02810,0
06075,01049
1
202
105.128
06075,01328
1 4
x
xx
x
57,35uK [ W/m2K]
minC
KNTU u 542,0
1.1009065,0
57,35
x
maksC
Cmin 929,06,100807,0
065,01,1009
x
x
Verim değeri NTU ve Cmin/Cmax değerlerine bağlı olarak ġekil-4’teki çapraz akımlı ısı değiĢtirici
eğrilerinden = 0.34 bulunur. ÇıkıĢ sıcaklıkları verim eĢitlikleri yardımıyla hesaplanabilir:
2,18525
25
max
eç
eçeçegT
T
T
TT [0C]
31,1134,020929,0
5
max
max
min
tç
tçtgtçT
x
T
TC
C
TT [0C] bulunur.
ġekil-4 Plakalı ısı değiĢtiriciler için verim eğrileri
22
ġekil-5 Alüminyum ısı değiĢtiricide sıcaklık hesaplanan değiĢimi
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, örnek hesaplamalar.
t3 = 25 C t2 = 5 C
t4=18,2 C t1 =11.34 C
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
evap
orat
ör
dört
yol
lu v
ana
kom
pres
ör
LP
egzo
z ha
vası
taze hava
23
S-801
TEMEL SOĞUTMA EĞİTİM SETİ
DENEY FÖYLERİ
25
S-801 SOĞUTMA DEVRE ġEMASI
TEKNİK ÖZELLİKLER 1 Kompresör tipi Aspera NE6187Z
2 Kompresör kapasitesi ¼ BG, 625 Kcal/h
3 Kondenser tipi ve kapasitesi Günay soğutma,1/3 BG, 1.7 m2
4 Kondenser fan tipi ve kapasitesi FENGDA ELEC, FD1550A2HB, Model 150x50x50
5 Isı değiĢtirici tipi Danfoss HE-0,5 tipi
6 Termostatik genleĢme vanası tipi ve kapasitesi Alco-01
7 Otomatik genleĢme vanası tipi Parker
8 Kılcal boru çapı ve boyu D=0,8 mmx800 mm
9 Termometre EVCO, FX150, dört uçlu
ısı d
eğiĢ
tiric
i
saydam evaporatör
kondenser
kompresör
OGV
fanlı-lamelli evaporatör
TGV
LP HP
Filt
re-k
urut
ucu
kılcal
1
2
3
26
A) DENEY NO: S 801-01
B) DENEYĠN ADI: Soğutma çevriminin gözlenmesi ve basınç-sıcaklık iliĢkisi.
C) DENEYĠN AMACI: DoymuĢ sıvı, doymuĢ buhar, kızgın buhar kavramlarının öğrenilmesi.
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
- R 134a basınç-entalpi diyagramı
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) AkıĢ kontrolü olarak termostatik genleĢme valfini seçin ve üniteyi çalıĢtırın .
2) ġartlarda kararlılık sağlanıncaya kadar bekleyin.
3) Evaporatörün alt kısmında Ģiddetle kaynayan sıvı soğutucu akıĢkana dikkat edin.
Bu doymuĢ sıvıdır. Kabarcıklar doymuĢ buharı gösterir. Bu kısımda sıcaklık değiĢmez, fakat
toplam ısı (entalpi) değiĢir.
4) Buhar, ısı absorbe etmeye devam ederek aĢırı ısıtılmıĢ (kızgın buhar) hale gelir.
5) TamamlanmıĢ tabloda aĢağıdaki durumları gözleyin:
-BuharlaĢtırıcı basıncında bir yükselme, doyma sıcaklığını yükseltir.
-Evaporatör basıncında bir düĢme doyma sıcaklığını düĢürür.
6) Doyma sıcaklığını, buharlaĢtırıcı çıkıĢındaki sıcaklıktan çıkararak ''kızgınlık
değeri'' ni buluruz.
7) Doyma sıcaklıklarını ve kızgınlık değerlerini P-h diyagramı üzerinde iĢaretleyerek
gösteriniz.
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, deney değerleri üzerinde
yorum yapılması. COP değerinin bulunması, Değerlerin P-h diyagramında gösterilmesi
27
A) DENEY NO: S 801-02
B) DENEYĠN ADI: Soğutma çevriminin gözlenmesi
C) DENEYĠN AMACI: Soğutma sisteminin temel çevrimini anlamak
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
- Dijital termometre
E) DENEYĠN YAPILIġI :
1) Bu deney için akıĢ kontrolü olarak termostatik genleĢme valfini (TGV) seçiniz.
2) Üniteyi çalıĢtırıp kararlı hale gelmesi için bir müddet bekleyiniz.
3) Ekteki çizime bakın, soğutma periyodunu el ile takip edin .
4) ÇalıĢma tablosundaki değerleri ölçerek kaydedin .
NOT: Evaporatör içinden geçişte 0.3 bar'lık bir basınç düşmesi olur. Gerçek
sıcaklığın bulunabilmesi için bu değer manometre kayıplarına eklenmelidir.
F) RAPORDA ĠSTENENLER :Deney no, deneyin adı ve amacı, tablo değerleri üzerinde
yorum yapılması. COP değerinin bulunması, Değerlerin P-h diyagramında gösterilmesi
Ölçüm sayısı 1 2 örnek
Çevre sıcaklığı, tç [ 0C]
Basma hattı basıncı, P2 [bar]
YoğunlaĢma sıcaklığı, ty [ 0C]
Kondenser giriĢ sıcaklığı, t2 [ 0C]
Yoğ. sıc. ile çevre sıc. arasındaki
fark [ 0C]
TXV giriĢ sıcaklığı, t3 [ 0C]
Emme hattı basıncı, Pe [bar]
BuharlaĢma sıcaklığı, te [ 0C]
Evap. çıkıĢ sıcaklığı, teç [0C]
Kızgınlık değeri, teç-te [ 0C]
28
A) DENEY NO: S 801-03
B) DENEYĠN ADI: AkıĢ kontrolü olarak kılcal borunun kullanılması
C) DENEYĠN AMACI: Kılcal borunun evaporatöre sıvı akıĢının kontrolünde kullanılması;
özelliklerinin, avantaj ve dezavantajlarının bilinmesi
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
- Dijital termometre
E) DENEYĠN YAPILIġI
1) AkıĢ kontrolü olarak kılcal boruyu seçin ve üniteyi çalıĢtırın .
2) Sistem kararlı hale geçince tablo değerlerini kaydedin .
3) Değerleri kaydettikten sonra saatin kaç olduğunu kaydedin ve üniteyi durdurun.
4) ġu olayları gözleyin:
- DüĢen basma hattı değerleri ile yükselen emme hattı değerleri
- BuharlaĢtırıcı içine akan sıvı
- Basınçların sonuçta eĢitlenmesi
5) Tabloyu tamamlayın .
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, kılcal borunun avantaj ve
dezavantajları COP değerinin bulunması, Değerlerin P-h diyagramında gösterilmesi
Ölçüm sayısı 1 2 Örnek
Çevre sıcaklığı, tç [C]
Basma hattı basıncı, P2 [bar]
Evap. buharlaĢma sıcaklığı, te [C]
Evap. çıkıĢ sıcaklığı, teç [C]
Kızgınlık değeri, teç-te [C]
Cihazı kapatma saati
Göstergelerin eĢitlendiği saat
EĢitlenme süresi [dk]
29
A) DENEY NO: 801-04
B) DENEYĠN ADI: Otomatik genleĢme valfinin kullanılması
C) DENEYĠN AMACI: Otomatik genleĢme valfinin tanıtılması ve fonksiyonlarının
incelenmesi
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
- Dijital termometre
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) OGV 'yi akıĢ kontrolu olarak seçip üniteyi çalıĢtırın.
2) OGV 'yi 0.7 bar evaporatör basıncında çalıĢması için ayarlayın .
3) Kararlılık sağladıktan sonra ölçümleri tabloya kaydedin .
4) Deneyi, OGV 'yi 1 bar ve 1.3 bar 'da tekrarlayın .
5) Her safhada gözlemlerinizi kaydedip sonuçları mukayese edin .
6) OGV'nin iĢlemesini açıklayın ve evaporatörde sabit basıncı nasıl sağlandığını
gösterin (Ekteki çizimden faydalanın.)
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, otomatik genleĢme valfinin
çalıĢma prensibi ve ölçüm sonuçları. COP değerinin bulunması, Değerlerin P-h diyagramında
gösterilmesi
Ölçüm sayısı 1 2
Basma hattı basıncı, P2 [bar]
Emme hattı basıncı, P1 [bar]
Evap. buharlaĢma sıcaklığı,te [0C]
Evap. çıkıĢ sıcaklığı, teç [0C]
Kızgınlık değeri (teç-te) [0C]
Üniteyi kapatma saati
Göstergelerin eĢitlenme basıncı
[bar]
EĢitleme ?
30
Otomatik genleĢme valfinin çalıĢma prensibi
Diyafram üzerine uygulanan basınçlar:
1. Atmosfer basıncı
2. Ayarlanabilen yay basıncı
Diyaframın altından uygulanan basınçlar:
3. Evaporatör basıncı
4. Sabitleştirilmiş karşı yay basıncı
Eğer evaporatör yetersiz miktarda sıvı ile beslenirse evaporatör basıncı düşer .Bu düşme
üstteki kuvvetlerin (1+2) toplamının alttaki (3+4) kuvvetlerin toplamından daha fazla
olmasını dolayısıyla diyaframın aşağı doğru sapmasını sağlar Bu; denge tekrar
sağlanıncaya kadar sıvı akışının artmasına neden olur . Eğer evaporatör çok fazla sıvı ile
beslenirse basıncı yükselir .Bunun sonuç olarak (3+4), (1+2)' den daha büyük olur. Diyafram
yukarı doğru sapar, sıvı akışı azalır ve denge yeniden kurulur.
P3 P4
P1 P2
Diyafram
31
A) DENEY NO: S 801-05
B) DENEYĠN ADI: Termostatik genleĢme valfinin kullanılması
C) DENEYĠN AMACI: TGV'nin yapısının öğrenilmesi ve diğer genleĢme cihazları ile
mukayesesi
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
- Dijital termometre
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) AkıĢ kontrolü olarak TGV' yi seçin ve üniteyi çalıĢtırın .
2) AĢağıdaki durumları gözleyin.
- Evaporatör çıkıĢında, TGV kuyruğun ötesinde, doymuĢ sıvının baĢlangıcında
sel gibi akıĢı.
- Kuyruk soğutuldukça sıvı akıĢı azalır.
- Kuyruk dokunulmak suretiyle ısıtıldıkça evaporatörden sıvı akıĢı artar.
3) ÇalıĢma ilerledikçe hem sıvı akıĢına hem de bileĢik ölçek değerlerindeki
değiĢimleri not ediniz.
4) Soğutucu akıĢkanın miktarı ve hızı artıkça evaporatörden yağı yukarıya nasıl
süpürdüğünü ve kompresör karterine geri döndüğünü izleyin .
5) Ünite kararlı hale gelinceye dek çalıĢtırınız ve aĢağıdakileri not alın:
- Evaporatörün bütün kısmını kaynayan sıvı kaplar. Bu sebeple evaporatör en
yüksek verimle çalıĢır.
- TGV, sabite yakın bir kızgınlığı muhafaza eder
6) Kızgınlık ayarı: BileĢik ölçekteki basınca mukabil gelen sıcaklığı ve TGV kuyruğu
civarına yerleĢtireceğiniz termometre sıcaklığını ölçmek suretiyle kızgınlık değerini bulun .
Üç ayrı deney yapın :
1. Kızgınlığı 6 0C' ye ayarlayın .
2. Kızgınlığı 4 0C' ye ayarlayın.
3. Kızgınlığı 9 0C' ye ayarlayın.
Ölçümleri ekteki tabloya kaydedin. (Bu üç deney TGV'nin doğru ve yanlıĢ ayarı
arasında ki farkı gösterecektir .)
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, TGV'nin çalıĢma prensibinin
ve kızgınlık ayarının soğutma sistemleri üzerindeki öneminin açıklanması. COP değerinin
bulunması, Değerlerin P-h diyagramında gösterilmesi
Ölçüm sayısı 1 2 Örnek
Basma hattı sıcaklığı, t2 [C]
Çevre sıcaklığı, tç [C]
Basma hattı ile çevre sıc.
arasındaki fark [C]
Evap. buh. sıcaklığı, te [C]
Evap. çıkıĢ sıcaklığı, teç [C]
Kızgınlık (teç-te) [C]
32
A) DENEY NO: S 801-06
B) DENEYĠN ADI: Isı değiĢtiricinin fonksiyonu
C) DENEYĠN AMACI: Isı değiĢtiricinin sıvı hattında aĢırı (alt) soğutmaya, buhar hattında da
kızgınlığın artmasına nasıl sebep olduğunun anlaĢılması
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
- Dijital termometre
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) AkıĢ kontrolü olarak TGV'yi seçin ve kızgınlık değerini 4 K‟ye ayarlayın.
2) Cihazın kararlı hale gelmesi için 15-20 dakika çalıĢtırın. Isı değiĢtiricinin etkisi Ģu
Ģekilde gözlenir:
- Isı değiĢtirici yakınına kadar emme hattı boyunca karlanmanın geri gelmesi
- Isı değiĢtiriciden sonra sıcak ve kuru bir emme hattı.
3) Çevre sıcaklığı yüksek olduğunda ve bileĢik ölçek 2.2 bar 'dan daha yüksek ölçüm
verdiği koĢullarda, evaporatör ve emme hattında buharlaĢma olmaz. Buna rağmen soğuk
yüzeyler üzerinde atmosferdeki nem yoğunlaĢtıkça her ikisi de gözle görülür bir Ģekilde
ıslanacaktır .
4) Sıvı hattı ısı değiĢtiricisi üzerindeki helezon üzerine lehimlenmiĢtir. Bu esnada sıvı
ısıyı emme hattındaki buhara verir .
5) Isı değiĢtirici etkisini gözlemek için dört ayrı termometre kullanılabilir:
- Isı değiĢtirici emme hattı giriĢ ve çıkıĢı
- Isı değiĢtirici sıvı hattı giriĢ ve çıkıĢı
6) Emme hattı sıcaklığında artma, sıvı hattı sıcaklığında azalma görülür .
7) Deney sonunda kızgınlık ayarların tekrar 6 0C ' ye ayarlayın.
8) Bu deney aynı zamanda ısı değiĢtiricinin buharlaĢtırıcı verimini nasıl arttırdığını
gösterir.
F) RAPORDA ĠSTENENLER:Deney no, deneyin adı ve amacı, ısı değiĢtiricide ölçülen
sıcaklıklar ve yorum yapılması.
Ölçüm sayısı 1 2 Örnek
Isı değiĢtirici giriĢ sıcaklığı (emme hattı), t5 [0C]
Isı değiĢtirici çıkıĢ sıcaklığı (emme hattı),t6 [0C]
Isı değiĢtirici giriĢ sıcaklığı (sıvı hattı), t7 [0C]
Isı değiĢtirici çıkıĢ sıcaklığı (sıvı hattı), t8 [0C]
33
A) DENEY NO: S 801-07
B) DENEYĠN ADI: Basınç anahtarlarının ayarlanması
C) DENEYĠN AMACI: Basınç anahtarlarının kullanılması ve ayarlanması
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
- Tornavida
- Kurbağacık anahtarı
- Servis anahtarı
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) Normal çalıĢma için alçak basınç anahtarı, devreyi yaklaĢık olarak 1.8 bar 'da
kesmesi için ayarlanmalıdır.
Ayarlanan bu değerin altında basınç anahtarının devreyi neden kesmesi gerektiği şu
şekilde açıklanır:
Eğer alçak basınç anahtarı devreyi 0 bar'ın altında keserse, ünite çalışmaya devam
edeceği için sistem içerisine kaçak yerlerinden atmosfer havası sızabilir.Soğutma sisteminin
iki büyük düşmanı oksijen ve nem olduğu için sistemin bu halde çalışması sakıncalıdır.
2)Yüksek basınç Ģalteri devreyi 14 bar'da kesmesi ve 10.5 bar'da devreye girmesi için
ayarlanmalıdır.
Yüksek basınç anahtarı basma hattındaki çeşitli ihtimallerle meydana gelebilecek aşırı
yüklenmeye karşı sistemi korur. Bu ihtimaller;
- Fan kayışının kopması veya gevşemesi .
- Fan motorunun bozulması.
- Kondenserin kirlenmesi.
- Sistemde (kondenserin üst kısmında ) hava bulunması.
- Aşırı miktarda soğutucu gaz şarjı yapılması.
3) Basınç Anahtarlarının Ayarlaması
a) Alçak basınç anahtarlarının ayarlanması :
- Akış kontrol cihazları girişindeki vanaların üçünü de
kapatın.
- Emme basınçının düşmesini gözleyin ve kesme basıncını not
edin
- TXV önündeki vanayı az açarak basınçta yavaş bir
yükselme sağlayın ve devreye girme basınçınıı not edin.
- Basınç anahtarının üstündeki topuzu ve emniyet plakasını
çıkarın.
- İlk olarak sağ taraftaki mili kontrol ederek devreye girme
(cut-in ) ayarını yapın.
- Devreye girme basınçını düşürmek için soldan sağa,
yükseltmek için sağdan sola çevirin .
- Şimdi sol taraftaki difransiyel (fark )milini, arzu edilen
kesme basıncına göre ayarlayın. Alçak basınç anahtarında:
DEVREYİ KESME =DEVREYE GİRME -DİFERANSİYEL (devreye girme : sbt)
34
b) Yüksek Basınç Anahtarının Ayarlanması
- Basma hattı servis valfini hafifçe kapatıp kesme basıncını
not alın.
- Valfi az açarak devreye girme basıncını not alın .
- Sağ tarafta ayar milini arzu edilen kesme değerine
ayarlayın .
- Sol taraftaki diferansiyel milini , istenen devreye girme
(cut-in) değerine göre ayarlayın .Yüksek basınç anahtarında:
DEVREYE GİRME =DEVREYİ KESME -DİFERANSİYEL (Devreyi kesme : sabit)
- Basınç anahtarı kendi üzerindeki ölçülerle değil her zaman
sistem gösterge değerleri ile ayarlanmalıdır.
Piyasadaki soğutma sistemlerinde alçak basınç anahtarının ayarı
genellikle kompresör servis valfi kullanılarak kontrol edilir.
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, alçak ve yüksek basınç
anahtarlarını ayarlama teknikleri.
Devreye girme
(Cut-in)
Devreyi kesme
(Cut-out)
Diferansiyel
Alçak basınç
anahtarı
Yüksek basınç
anahtarı
35
A) DENEY NO:S 801-08
B) DENEYĠN ADI: Basma hattı basıncının artması
C) DENEYĠN AMACI: ÇeĢitli sebeplerden kaynaklanan fazla basma hattı basıncının
sebeplerini ve zararlarını kavratmak, sistemdeki havanın teĢhisi ve sistemden atılma tekniğini
öğretmek
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
- Karton levha
C) DENEYĠN YAPILIġI:
1) Bu deneyde akıĢ kontrolu olarak TGV' yi kullanın.
2) Üniteyi çalıĢtırın ve kararlı hale gelmesini sağlayın.
3) TGV'nin doğru olarak 6 0C kızgınlık değerine ayarlanmıĢ olmasını sağlayın.
4) Kondenser, yoğunlaĢma sıcaklığı ile çevre sıcaklığı arasındaki 12 0C'lik farka
uygun olarak çalıĢmalıdır. Kondenserin ön yüzeyini sert bir kağıt levha ile kapatın.
5) Gittikçe artan basma hattı basıncını gözleyin.
6) YoğunlaĢma sıcaklığı yaklaĢık 48 0C'ye yükseldiğinde yoğunlaĢma ile ortam
arasındaki sıcaklık farkı 20 0C olur .
7) Bu durumda yine yoğunlaĢma elde edilir ve ayrıca evaporatör verimi çok az değiĢir
(Bu değiĢme sıvı deposu bulunmayan küçük ünitelerde daha barizdir.)
8) Burada görülen etki, sanki çok kirli kondenserin oluĢturduğu etki gibidir.
Yüksek basma hattı basıncının diğer nedenleri:
- Kırılmış veya gevşemiş fan kanatları
- Aşırı miktarda soğutucu şarjı
- Sistemdeki hava ve diğer yoğuşmayan gazlar (azot ,vb.)
9) Bazen basma hattı basıncı aĢırı Ģekilde yükseldiğinde yüksek basınç anahtarı
kompresörü durdurabilir.
Ünitenin devamlı olarak yüksek basma hattı basıncylaı çalışması sisteme ciddi
zararlar verebilir. Bunlar;
1. Yüksek basma hattı basıncı kompresör yataklarındaki aşınmayı
hızlandırır .
2. Kompresörün daha yüksek basınçta çalışması elektrik
tüketimini artırır .
3. Yüksek sıcaklık kompresör yağını sulandırıp aşınmayı artırır.
4 Yüksek basınç, kompresör supap yatakları etrafında karbon
birikimi oluşturur ve bunun sonucunda bu elemanlar görevlerini
yapamazlar.
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı,deney değerleri ve yüksek
basma basıncının sebep ve etkileri.
Ölçüm sayısı 1 2 3 Örnek
Çevre sıcaklığı, tç [0C] 28
Basma hattı basıncı, P2 [bar] 8.6
YoğunlaĢma sıcaklığı, tc [0C] 40
Yoğ. sıcaklığı ile çevre sıcaklığı
arasındaki fark [0C]
12
36
DENEY FÖYLERĠ
38
1. SOĞUTMA DEVRE ŞEMASI
39
2. CİHAZIN ELEKTRİK DEVRESİ
3. KULLANIM TALİMATI 1. Cihazı mutlaka topraklı priz ile kullanın. 2. Cihazı yatırmayın. ġayet herhangi bir nedenle taĢırken yan yatırılırsa bir gün dik konumda beklettikten
sonra çalıĢtırın. 3. Yüzeyden yapılan sıcaklık ölçümlerinde 2-3 0C hatalar olabileceğini unutmayın. 4. Cihaz verimsiz soğutma yapmaya baĢladığında ters çevirip tekrar düz hale getirip bir gün bekletip sonra
çalıĢtırın.
4. ABSORBSİYONLU SOĞUTMA SİSTEMLERİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ Elektrolüks tipi soğutucular daimi absorbsiyon sistemi için kullanılır. Bu sistemde genellikle çevrim ısı etkisiyle sağlanır. Isı kaynağı olarak elektrik enerjisi kullanılır. Bu ünitenin dört ana parçası vardır: Boyler (jeneratör), absorber, kondenser ve evaporatör. Ünitenin çalıĢması elektrikle sağlandığında, ısıtıcı eleman A borusu içine yerleĢtirilir. Boyler su ve amonyak karıĢımı içerir. Bu karıĢım ısıtıldığında amonyak buharı ve hafifleĢen karıĢım borusuna doğru yükselir. Hafif karıĢım D borusu içinden geçerken amonyak buharı diğer E borusu içinde hareket eder. Buhar F noktasından hareket eder. Burada kabarcıklar ile zenginleĢen sıvı borusuna (G) yükselir.
220 VAC
220 VAC
ANA ġALTER
75 W ISITICI
40
Buradan seperatör (ayırıcı) içine akar, bir miktar mevcut su buharı yoğunlaĢır ve G borusundan geri dönerek absorbere girer. Amonyak borusu H borusu içinden kondensere akar, burada soğutulur ve yoğunlaĢarak sıvı haline dönüĢür. Sıvı amonyak evaporatör içine akar. Evaporatör ve absorber kısmı hidrojen gazı içerir. Basınç sistem boyunda 200 psig civarındadır. Dalton prensibine göre bir gaz karıĢımındaki her gaz kendi buhar basıncına sahiptir. Böylece ortamdaki bu soğutucu amonyak hidrojenle kuĢatılmıĢ olup düĢük basınç ve sıcaklıkta buharlaĢacaktır. Hidrojen ortamın büyük bir gaz kısmını oluĢturduğu sürece amonyağın kaynama ve buharlaĢması kendi düĢük basıncında olur ve ısı absorbe eder. BuharlaĢan amonyak ve hidrojen karıĢımı hidrojenden daha ağırdır. Ağırlık ile buhar I borusuna, absorbere doğru akar. Absorberde su bağıl olarak soğuktur. Su amonyak buharını absorbe eder. Sonra soğuk su ve amonyak karıĢımı jeneratöre geri döner. Hidrojen çok hafif olduğundan, amonyak ile birlikte absorbe edilmez, evaporatör etrafından geri döner. Bu çevrim boyler ısıtıldığı sürece devam eder. Bir termostat ile ortamdaki sıcaklık kontrol edilebilir. Soğutucu akıĢkan olarak amonyak kullanıldığından dolayı oldukça düĢük sıcaklıklar elde edilebilir. Termostatik kontroller ve bazı tiplerde kullanılan fanlar istisna kabul edilebilecek olursa bu cihazların hareketli parçaları yoktur. Bu soğutma cihazları geniĢ olarak ev ve otel odası tipi (mini bar) soğutucularda, dinlenme vasıtalarında (karavan) ve iklimlendirme cihazlarında kullanılır. Servisi genelde oldukça basittir. Ocak temiz tutulmalıdır. Soğutucu çalıĢmadan önce oldukça dikkatli seviye ayarı yapılarak yerleĢtirilmelidir.
41
5. DENEYLER A) DENEY NO: S-814-01 B) DENEYĠN ADI I: Absorbsiyonlu soğutma çevriminin gözlenmesi ve çevrim sıcaklıklarının ölçümü C) DENEYĠN AMACI: Elektrolüks tipi daimi absorbsiyonlu soğutma çevrimlerini tanıtmak. D) DENEYDE KULLANILACAK ALET VE CĠHAZLAR: E) DENEYĠN YAPILIġI:
1. Cihazı topraklı prize takın. Sigortayı açık konuma getirip ana Ģalteri açın. 2. Cihazın kararlı hale gelmesi için yarım saat bekleyin. 3. Cihazın jeneratör ve kondenser kısmının ısındığı ve evaporatörün soğumaya baĢladığı görülecektir. 4. Cihazın çevrim köĢe noktalarının sıcaklıklarını termometre anahtarları (1-4) yardımıyla ölçün ve
aĢağıdaki tabloya kaydedin. 5. Cihazın çektiği akımı ve gerilimi göstergelerden okuyarak tabloya kaydedin. 6. Tablodaki akım ve gerilimi çarparak cihazın o andaki giriĢ gücünü hesaplayın. 7. Gözlem ve ölçümler tamamlandığında cihazı kapatıp priz bağlantısını sökün.
F) TABLO VE DĠYAGRAMLAR
Ölçülen değiĢken / Ölçüm sayısı 1 2 3 4
Jeneratör sıcaklığı, t1 [0C]
Kondenser sıcaklığı, t2[0C]
Evaporatör sıcaklığı, t3 [0C]
Absorber tank sıcaklığı, t4 [0C]
GiriĢ gücü 80 W
G) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, ölçülen ve hesaplanan tablo değerleri, COP değerinin bulunması. Absorpsiyonlu soğutma ile ilgili bilgi toplanması
42
Harran Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Makina Mühendisliği Bölümü
Su Kaynaklı Isı Pompası Deneyi
Deney Sorumlusu
Dr. Mehmet Azmi AKTACĠR
ġanlıurfa-2007
43
K-215 SOĞUTMA DEVRE ŞEMASI
K-215 ELEKTRİK KUMANDA ŞEMASI
su çıkıĢı
Sulu kondenser
HP LP
kompresör
Su giriĢi
evaporatör Su debimetresi
fan
LP HP
Soğutucu
debimetresi
Kontrol vanası
Basınç anahtarları
Basınç göstergeleri
Filtre-kurutucu
1
2
3
4
M
M
V
A
Cos
220 VAC
V-otomat
sigorta
1
kondenser fanı
t
2
kompresör
44
TEKNİK ÖZELLİKLER
S.no MALZEMENĠN ADI ÖZELLĠĞĠ
1 Hermetik kompresör Aspera NE6187Z
2 Su soğutmalı kondenser Koaksiyonel tip, (0.115 m2)
3 Kondenser fanı FD1550A2HB (150x150x50 mm)
4 Evaporatör Günay soğutma, 1/4 BG, 1.7 m2
5 Evaporatör fanı FD1550 A2HB (150x150x50 mm)
6 Alçak basınç (vakum) göstergesi LR (-1/+15 bar)
7 Yüksek basınç göstergesi LR (0/+25 bar)
8 Filtre kurutucu Castel 4303 / 2
9 GenleĢme valfi Alco MW55 dıĢtan dengelemeli, iğne no:1
10 Gözetleme camı Castel 1/4”
11 6 noktadan sıcaklık ölçen dijital termometre Dixi (DX10)
12 Kosinüs--metre Entes ECR-3
13 Ampermetre OEC OVAK 72x72 mm (0-50 A)
14 Voltmetre OEC OVAK 72x72 mm (0-500 V)
CİHAZ KULLANIM KLAVUZU
1. Cihazı mutlaka topraklı prize bağlayarak kullanın. 2. Kompresörü yük altında tekrar çalıĢtırmayın. Belli bir süre sistemin dengelenmesi için
bekleyin. 3. Cihazı aĢırı ısı yükü oluĢturmaması için doğrudan güneĢ ıĢınlarına maruz kalmayacak
Ģekilde yerleĢtirin. 4. Belli aralıklarla cihaz tabla ve desteklerini ıslak bezle silin. 5. Kompresörü fanlarla birlikte çalıĢtırın.
45
A) DENEY NO: K-215-01
B) DENEYĠN ADI: Performans katsayısının hesaplanması (COP)
C) DENEYĠN AMACI: Mekanik ısı pompalarından beklenilen gaye ısı elde etmektir.
Bunun için harcanan bedel elektrik enerjisidir. Isı pompasının verimi bu iki değerin
oranıyla hesaplanır ve ekonomik olup olmadığı anlaĢılır.
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR
- Termometre (oda sıcaklığı için)
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) Kondenser soğutma suyunu 80 L/h değerine ayarladıktan sonra sistemi
çalıĢtırın ve kararlı hale gelmesini bekleyin.
2) Tablodaki ölçüm değerlerini kaydedin.
3) Gerekli formülleri kullanarak verim katsayısını hesaplayın.
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, verim katsayısının
hesabı ve yorumu.
Ölçüm sayısı 1 2 3 Örnek
Oda sıcaklığı, ta [0C] 20.0
Hat gerilimi, U [Volt] 220
Kompresör akımı, Ic [Amper] 2.1
Kompresör güç katsayısı, Cos 0.55
Kond. su giriĢ sıcaklığı, t5 [
0C] 19.5
Kond. su çıkıĢ sıcaklığı, t6 [
0C] 27.8
Kondenser su debisi, msu [L/h] 80
HESAPLAMALAR:
Güç girişi: CosIUP c.
P=220x2.1x0.55=254 W
Suya verilen ısı: Qw= msu Cpsu (t6-t5)
= 80/3600 x4.187 x (27.8 – 19.5)=0.772 kW=772 W
COP= suya verilen ısı / güç girişi =772 / 254 = 3.04 bulunur.
46
A) DENEY NO: K-215-02
B) DENEYĠN ADI: Farklı kaynak ve sıcaklıkları kullanarak ısı pompası verim
eğrilerinin hazırlanması.
C) DENEYĠN AMACI: Isı pompalarının verimi birçok Ģartla birlikte kondensere giren
suyun ve ortam havasının sıcaklıklarına da bağlıdır. Farklı ortam ve su giriĢ sıcaklıkları
kullanılarak farklı verim değerleri elde edilebilir.
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR
- Termometre (oda sıcaklığı için)
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) Kondenser su debisini en büyük değere (250 L/h) ayarlayınız. Sonra sistemi
çalıĢtırınız ve ısı pompasının kararlı hale gelmesini sağlayın.
2) Tabloda verilen ölçümleri yapınız.
3) Hava sıcaklığını sabit tutarak kondenser su akıĢ hızını her defasında 50 L/h
azaltınız.
4) ArtıĢları t6= 55 C oluncaya kadar tekrarlamaya devam edin.
5) Bu ölçümler hava sıcaklığı klima yardımıyla 5, 10 C artırılarak tekrarlanabilir.
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, tablo, hesap ve
grafikler.
Ölçüm sayısı 1 2 3 4 5
Oda sıcaklığı, ta [0C]
Hat gerilimi, U [Volt]
Kompresör akımı, Ic [Amper]
Kompresör güç katsayısı, Cos
Kond. su giriĢ sıcaklığı, t5 [
0C]
Kond. su çıkıĢ sıcaklığı, t6 [
0C]
Kondenser su debisi, ms [L/h] 250 200 150 100 50
HESAPLAMALAR:
Güç girişi: CosIUP c. (W)
Suya verilen ısı: Qs = msu Cpsu (t6 - t5) (W)
Verim katsayısı (ITK) =verilen ısı / güç girişi
47
0
1
2
3
4
5
6
50 100 150 200 250
Su debisi (L/h)
CO
P
Grafik-1 Kondenser su debisi-COP değiĢimi
0
50
100
150
200
250
300
50 100 150 200 250
Su debisi (L/h)
Gü
ç g
iriş
i (W
)
Grafik-2 Kondenser su debisi-kompresör güç giriĢi değiĢimi
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
50 100 150 200 250
Su debisi (L/h)
Ko
nd
en
serd
e a
tıla
n ısı (W
)
0
200
400
600
800
1000
Grafik-3 Kondenser su debisi-atılan ısı değiĢimi
48
A) DENEY NO: K-215-03
B) DENEYĠN ADI: Ġdeal ve pratik çevrimlerin p-h diyagramı üzerinde
karĢılaĢtırılması ve kondenser-kompresör için enerji dengelerinin tespit edilmesi
C) DENEYĠN AMACI: Ġdeal ve pratik ısı pompası çevrimleri arasındaki temel farklar
ve bunları oluĢturan sebeplerin araĢtırılması, kondenser- kompresör enerji dengelerinin
diyagram üzerinde gösterilmesi.
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR
- R134a için p-h diyagramı
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) Kondenser soğutma suyunun akıĢ hızı bir ara değere ayarlanmalı ve sistem
çalıĢtırılarak kararlılık sağlanmalıdır.
2) Tabloda verilen ölçümler kaydedilmelidir.
Sonuçlar:
1) Kondenser içindeki basınç düĢmesi önemsizdir. Böylece P2=P3 alınabilir.
2) GenleĢme prosesi (3-4 arası) adyabatik (ısı alıĢ veriĢi olmayan) bir iĢlem
olduğundan h3=h4 olur.
Önemli Noktaların Bulunması:
(1): p1 =355 kPa ve t1=12.2 C değerlerinden 1 noktası bulunur.
(2): p2=1100 kPa ve t2=82 C değerlerinden 1 noktası bulunur.
(2s): 1 noktasından (S2s=S1) sabit entropili sıkıĢtırma olduğu kabul edilerek p2
doğrusu kesiĢtirilerek (2s) noktası bulunur.
(3): p3=1100 kPa ve t3=20 C kesiĢmesi ile 3 noktası bulunur.
(4): t4=4.7 C ve h3=h4=54 kJ/kg kesiĢmesi ile 4 noktası bulunur. Bulunan
noktalardan istenilen termodinamik özellikler belirlenir.
F) RAPORDA ĠSTENENLER: deney no, deneyin adı ve amacı, tablo değerleri ve
diyagramın çizilmesi.
Ölçüm sayısı 1 2 3
Emme hattı basıncı, p1 [kPa]
Emme hattı sıcaklığı, t1 [
0C]
Basma hattı basıncı, p2 [kPa]
Basma hattı sıcaklığı, t2 [
0C]
Kondenser çıkıĢ sıcaklığı, t3 [
0C]
TGV çıkıĢındaki sıcaklık, t4 [
0C]
49
R134a soğutucu akıĢkanı için p-h diyagramı
50
A) DENEY NO: K-215-04
B) DENEYĠN ADI: ÇeĢitli yoğunlaĢma sıcaklıklarında R-134a özelliklerine dayalı
"ısı pompası verim eğrileri"nin çizilmesi
C) DENEYĠN AMACI: Öğrencilerin farklı buharlaĢma ve yoğunlaĢma sıcaklıklarındaki
temel ölçümleri tabloya aktarabilmesi, tablodan da grafiğe taĢıyabilmesini sağlama.
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR
- R134a için p-h diyagramı
- Termometre (oda sıcaklığı için)
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) Kondenser suyunu yüksek akıĢ hızına ayarlayarak sistemi çalıĢtırın.
2) Kararlılık sağlandıktan sonra kondenser basıncı (p2) ve buhar sıcaklığı (t4)'ü
not edin ve sonra ilk deney tablosundaki gözlemleri uygulayın.
3) Kondenser su debisini azaltarak, kondenser basıncını takriben 100 kPa
arttırın. Eğer gerekirse hava giriĢ sıcaklığını bir klima yardımıyla soğutarak (t4)
değerini sabit kalmasını sağlayın. Kararlılık sağlanınca gözlemleri tekrarlayın.
4) Basınç hemen hemen 1200 kPa seviyesine gelinceye kadar p2 değerinde
ortalama 100 kPa'lık artıĢlarla deneyi tekrarlayın.
5) Test Ģimdi t4 sıcaklığı farklı bir değerde olacak Ģekilde de tekrarlanabilir.
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, tablo ve grafikler.
Ölçüm sayısı 1 2 3 4
Oda sıcaklığı, ta [0C]
Hat gerilimi, U [Volt]
Kompresör akımı, Ic [Amper]
Kompresör güç katsayısı, Cos
Emme hattı basıncı, p1 [kPa]
Basma hattı basıncı, p2 [Pa]
Komp. giriĢ sıcaklığı, t1 [
0C]
Basma hattı sıcaklığı, t2 [0C]
Sıvı hattı sıcaklığı, t3 [0C]
TGV çıkıĢ sıcaklığı, t4 [
0C]
Soğutucu akıĢkan debisi, mr [L/d]
HESAPLAR:
p1=355 kPa, p2=1100 kPa (Bu basıçlar mutlak basınç kabul edilecek) p-h tablosundan
h1, h2, h= h4 ve h2s okunur.
Buharlaşma sıcaklığı, t4=4.7 C
Yoğunlaşma sıcaklığı, tdoy=(1100 kPa için)=45 C
Evaporatördeki ısı transferi, Qe= mr (h1-h4)
51
Kondenserdeki ısı transferi, Qc=mr (h3-h2)
Güç girişi: CosIUP c. (W)
Isı pompası COP=Kondenserdeki ısı geçişi/Kompresör güç girişi
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50 60
Kondenser yoğuĢma sıcaklığı (C)
CO
P
Grafik-4 Kondenser yoğuĢma sıcaklığı-ITK değiĢimi
0
50
100
150
200
250
300
350
20 30 40 50 60
Kondenser yoğunlaşma sıcaklığı (C)
Gü
ç g
iriş
i (W
)
Grafik-5 Kondenser yoğuĢma sıcaklığı-güç giriĢi değiĢimi
52
A) DENEY NO: K-215-05
B) DENEYĠN ADI: Kompresör sıkıĢtırma oranının hacimsel (volümetrik) verim
üzerine etkisinin incelenmesi
C) DENEYĠN AMACI: Kompresör sıkıĢtırma oranı kavramının tanımlanması ve bu
oranın soğutma sistemlerinin ve ısı pompalarının hacimsel verimi üzerine etkisinin
kavranması.
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR
- R134a için p-h diyagramı
E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) Kondenser suyunu en büyük değere ayarlayıp sistemi çalıĢtırınız.
2) Evaporatör hava akıĢını, buharlaĢma sıcaklığı (t4) 0 0C'ye gelinceye kadar
azaltın. Durumun kararlı hale gelmesini sağladıktan sonra tablodaki gözlemleri
uygulayın.
3) t4'ü aynı durumda tutup, kondenser su debisini azaltarak kondenser basıncının
(P2) 100 kPa'lık bir artıĢ göstermesini sağlayın. Bu iĢlemden sonra gözlemleri
tekrarlayın.
4) Basınç 1400 kPa oluncaya kadar kondenser basıncında aĢağı yukarı 100
kPa'lık artıĢlar yaparak tekrarlayınız.
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, tablo değerleri, grafik
ve ölçümler.
Ölçüm sayısı 1 2 3 Örnek
R-134a'nın kütlesel debisi, mr [L/d] 0,318
Komp. emme hattı basıncı, p1 [kPa] 355
Komp. emme hattı sıcaklığı, t1 [0C] 12.2
Komp. basma hattı basıncı, p2 (kPa) 1100
Komp. basma hattı sıcaklığı, t2 [0C] 50
HESAPLAMALAR:
Kompresör sıkıştırma oranı, rp= p2/p1 = 1100/355 =3.1
p-h diyagramı üzerinde 1 noktası bulunur ve buradaki logaritmik özgül hacim değerinin
log v1= -1.3 olduğu görülür. Buradan fonksiyonlu hesap makinesi ile ters işlem
yapılarak; v1=0.0501 m3/kg hesaplanır.
Kompresör emme hattındaki hacimsel debi;
V1=mr.v1=5.3x10-3 x 0.0501 =2.66x10-4 m3/s bulunur.
Kompresör silindir hacmine göre teorik olarak saniyedeki hacimsel debisi (2800
d/dk ile çalıştığı kabul edilerek);
(2800/60) x 8.855x10-6 (m3/s)= 4.13x10-4 (m3/s) bulunur. (8.855x10-6 değeri
kompresörün silindir hacmidir)
53
Hacimsel (volümetrik) verim: Gerçek hacimsel debi / teorik hacimsel debi
olarak tanımlandığına göre;
HVK = 2.66x10-4 / 4.13x10-4 = 0.643 (%64.3) bulunur.
Bu değerler grafikte gösterilmiştir.
YORUMLAR:
Kompresör hacimsel verimi aşağıdaki faktörlere bağlıdır:
1. Sıkıştırma oranı
2. Ölü hacim oranı
3. Genişleme prosesi indeksi
4. Giriş sistemindeki direnç nedeniyle basınç düşmesi
5. Giriş sistemindeki sıcaklık yükselmesi
6. Vana ve piston segmanlarından gelen sızıntı
Sadece 1, 2 ve 3 göz önünde tutularak volümetrik verim;
HVK = (1-Vc/Vs) (P2/P1)1/n-1 formülü ile hesaplanabilir.
Vc: ölü hacim, Vs: silindir hacmi, n= 1.05 alınabilir.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
hacimsel verim katsayısı
sık
ıştı
rma o
ran
ı (p
2/p
1)
Grafik-6 Hacimsel verim-sıkıĢtırma oranı değiĢim
SADSAD
Harran Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Makina Mühendisliği Bölümü
Hava Kaynaklı Isı Pompası Deneyi
Laboratuar Sorumlu Öğretim Elemanı
Dr. Mehmet Azmi AKTACĠR
ġanlıurfa-2007
55
K-216 SOĞUTMA DEVRE ġEMASI
TEKNĠK ÖZELLĠKLER
S.no MALZEMENĠN ADI ÖZELLĠĞĠ
1 Hermetik kompresör Aspera NE6187Z
2 Hava soğutmalı kondenser Günay soğutma, 1/4 BG, 1.7 m2
3 Kondenser fanı FD1550A2HB (150x150x50 mm)
4 Evaporatör Ticari buzluk evaporatörü, 40x40 cm
5 Evaporatör fanı Ebmpapst radyal
6 Alçak basınç (vakum) göstergesi Refco
7 Yüksek basınç göstergesi Refco
8 Filtre kurutucu Castel 4303 / 2
9 Kılcal boru 1,2x800 mm
10 Gözetleme camı Castel 1/4”
11 4 noktadan sıcaklık ölçen dijital termometre EVCO (FK 150)
12 Kosinüs--metre Entes ECR-3
13 Ampermetre OEC OVAK 72x72 mm (0-50 A)
14 Voltmetre OEC OVAK 72x72 mm (0-500 V)
HP kondenser
HP kondenser
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
evap
orat
ör
dört
yol
lu v
ana
kom
pres
ör
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
56
K-216 ELEKTRĠK KUMANDA ġEMASI
CĠHAZ KULLANIM KLAVUZU 6. Cihazı mutlaka topraklı prize bağlayarak kullanın. 7. Kompresörü yük altında tekrar çalıĢtırmayın. Belli bir süre sistemin dengelenmesi için bekleyin. 8. Cihazı aĢırı ısı yükü oluĢturmaması için doğrudan güneĢ ıĢınlarına maruz kalmayacak Ģekilde
yerleĢtirin. 9. Belli aralıklarla cihaz tabla ve desteklerini ıslak bezle silin. 10. Kompresörü fanlarla birlikte çalıĢtırın.
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
evap
orat
ör
dört
yol
lu v
ana
kom
pres
ör
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
evap
orat
ör
dört
yol
lu v
ana
kom
pres
ör
LP
egzo
z ha
vası
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
evap
orat
ör
dört
yol
lu v
ana
kom
pres
ör
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
57
A) DENEY NO: K-216-01
B) DENEYĠN ADI: Ġdeal ve pratik çevrimlerin p-h diyagramı üzerinde karĢılaĢtırılması ve kondenser-
kompresör için enerji dengelerinin tespit edilmesi
C) DENEYĠN AMACI: Ġdeal ve pratik ısı pompası çevrimleri arasındaki temel farklar ve bunları
oluĢturan sebeplerin araĢtırılması, kondenser- kompresör enerji dengelerinin diyagram üzerinde gösterilmesi.
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR: - R134a için p-h diyagramı - Psikrometrik diyagram E) DENEYĠN YAPILIġI:
1) Sistem çalıĢtırılarak kararlılık sağlanmalıdır. 2) Tabloda verilen ölçümler kaydedilmelidir. Sonuçlar:
Kondenser içindeki basınç düĢmesi önemsizdir. Böylece p2 =p3 alınabilir.
GenleĢme prosesi (3-4 arası) adyabatik (ısı alıĢ veriĢi olmayan) bir iĢlem olduğundan h
3=h
4 olur.
Ölçüm sayısı 1 2 3
Emme hattı basıncı, p1 [kPa]
Basma hattı basıncı, p2 [kPa]
Emme hattı sıcaklığı, t1 [0C]
Basma hattı sıcaklığı, t2 [0C]
Kondenser çıkıĢ sıcaklığı, t3 [
0C]
Kılcal çıkıĢındaki sıcaklık, t4 [
0C]
Soğutucu akıĢkan debisi [L/d]
Kompresör gerilimi, U [Volt]
Kompresörün çektiği akım, I [Amper]
Kosinüs-
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, tablo değerleri ve diyagramın çizilmesi (her deney için ph diyağramı çizilecek). Ayrıca, Ġdeal ve pratik çevrimlerin p-h diyagramı üzerinde karĢılaĢtırılması yapılarak farklılıklar ve benzerlikler açıklanacaktır.
58
59
A) DENEY NO: K-216-02 B) DENEYĠN ADI: Isıtma için COP’in hesaplanması
C) DENEYĠN AMACI: Isıtma amaçlı kullanılan mekanik ısı pompalarında sistemin ısıtma etkinlik
(performans) katsayısı (COPISITMA); ısı pompasının ısıtılacak ortama attığı ısı enerjisinin kompresörde harcanan güç değerine oranlanmasıyla hesaplanır ve ekonomik olup olmadığı anlaĢılır.
D) Bir önceki deneyde alınan değerler kullanılacaktır.
E) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, tablo değerleri ve hesaplama
sonuçları
HESAPLAMALAR:
g
c
ISITMAP
QCOP
Kondenser ısıl kapasitesi: )( 32 hhmQ rc [kW]
h2: kondenser giriĢindeki soğutucu akıĢkanın entalpisi (p2 ve t2 yardımıyla p-h diyagramdan)
h3: Kondenser çıkıĢındaki soğutucu akıĢkanın entalpisi (p3 ve t3 yardımıyla p-h bulunacak)
Kompresör giriĢ gücü: cos..IUPg [W]
U: Gerilim [Volt]
I: Akım [Amper]
60
A) DENEY NO: K-216-03 B) DENEYĠN ADI: Soğutma için COP hesaplanması
C) DENEYĠN AMACI: Soğutma amaçlı kullanılan mekanik ısı pompalarında sistemin soğutma
etkinlk katsayısı (COPSOĞUTMA); ısı pompsının ısıtılacak ortama attığı ısı enerjisinin kompresörde harcanan güç değerine oranlanmasıyla hesaplanır ve ekonomik olup olmadığı anlaĢılır.
D) Bir önceki deneyde alınan değerler kulanılacaktır.
E) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, tablo değerleri ve hesaplama
sonuçları
HESAPLAMALAR:
Evaporatör ısıl kapasitesi: )( 41 hhmQ re [kW]
h1: Kompresör giriĢindeki soğutucu akıĢkanın entalpisi ( p1 ve t1 yardımıyla p-h diyagramından
bulunacak)
h4: Evaporatör giriĢindeki soğutucu akıĢkanın entalpisi (p4 ve t4 yardımıyla p-h diyagramından
bulunacak)
Kompresör giriĢ gücü: cos..IUPg [W]
U: Gerilim [Volt]
I: Akım [Amper]
g
e
SOGUTMAP
QCOP
61
A) DENEY NO: K-216-04
B) DENEYĠN ADI: Farklı yoğuĢma sıcaklıklarında ITK değerlerinin değiĢimi
C) DENEYĠN AMACI: YoğunlaĢma sıcaklığı arttıkça kondenserden ayrılan hava sıcaklığı da
artacaktır. Ancak kompresörde harcanan iĢ de artacağından COP değiĢimi negatif yönde gerçekleĢecektir.
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
Mukavva veya karton plaka (kondenser alın ölçülerinde)
E) DENEYĠN YAPILIġI: 1) Kompresörü, kondenser ve evaporatör fanlarını çalıĢtırın. 2) Sistemin kararlı hale gelmesi için belli bir süre bekleyin. 3) Tablo değerlerini kaydedin. 4) Mukavva plakayı kondenserin %50’sini kapatacak Ģekilde yerleĢtirip 5 dakika bekleyin. 5) Tablo değerlerini kaydedin. 6) Mukavva plakayı kondenserin %75’ini kapatacak Ģekilde yerleĢtirip 5 dakika bekleyin. 7) Tablo değerlerini tekrar kaydedin. 8) Hesaplamaları yapıp grafiğe aktarın.
Ölçüm sayısı 1 2 3 4
Kompresör basma hattı sıcaklığı t2 [ 0C]
Sıvı hattı sıcaklığı t3 [ 0C]
Soğutucu akıĢkan debisi [L/d]
Kompresör gerilimi, U [Volt]
Kompresörün çektiği akım, I [Amper]
Emme hattı basıncı, p1 [kPa]
Basma hattı basıncı, p2 [kPa]
Kosinüs-
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, tablo değerleri ve grafiğin yorumu. G) HESAPLAMALAR
Kondenser ısıl kapasitesi: )( 32 hhmQ rc [kW]
h2: kondenser giriĢindeki soğutucu akıĢkanın entalpisi (p2 ve t2 yardımıyla p-h diyagramdan)
h3: Kondenser çıkıĢındaki soğutucu akıĢkanın entalpisi (p3 ve t3 yardımıyla p-h bulunacak)
YoğunlaĢma sıcaklığı diyağram üzerinden okunur.
62
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V Ç
ıkıĢ
dam
per
i
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
evap
orat
ör
dört
yol
lu v
ana
kom
pres
ör
LP
egzo
z ha
vası
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
evap
orat
ör
dört
yol
lu v
ana
kom
pres
ör
LP
egzo
z ha
vası
63
A) DENEY NO: K-216-05
B) DENEYĠN ADI: Kondenser ısı geçirgenlik değerinin hesaplanması C) DENEYĠN AMACI: Kondenserde atılan ısı iç ve dıĢ ortam sıcaklık farkına, hava ve soğutucu
akıĢkan hızına, viskosite ve yüzeysel ısı iletkenlik değerine bağlı olarak değiĢir. Isı geçirgenlik değerinin (K) ölçülebilir olması onun kirlilik seviyesi hakkında da bilgi verir.
D) GEREKLĠ ALET VE CĠHAZLAR:
Termometre (hava giriĢ-çıkıĢ sıcaklığını ölçmek için)
Psikrometrik diyagram
E) DENEYĠN YAPILIġI: 1) Kompresörü, kondenser ve evaporatör fanlarını çalıĢtırın. 2) Sistemin kararlı hale gelmesi için belli bir süre bekleyin. 3) Tablo değerlerini kaydedin. 4) Tablo değerlerini kullanarak aĢağıdaki hesaplamaları yapın:
Ölçüm sayısı 1 2 3 Örnek
Kompresör emme hattı sıcaklığı t1 [ 0C]
Kompresör basma hattı sıcaklığı t2 [ 0C]
Sıvı hattı sıcaklığı t3 [ 0C]
GenleĢme hattı (evaporatör) sıcaklığı t4 [ 0C]
Soğutucu akıĢkan debisi [L/d]
Kompresör gerilimi, U [Volt]
Kompresörün çektiği akım, I [Amper]
Kosinüs-
Kondensere giriĢteki havanın sıcaklığı thg [ 0C]
Kondenserden çıkıĢtaki havanın sıcaklığı thç [ 0C]
F) RAPORDA ĠSTENENLER: Deney no, deneyin adı ve amacı, tablo değerleri ve K hesabı.
HESAPLAMALAR:
Kondenser ısıl kapasitesi: )( 32 hhmQ rc [kW]
h2: kondenser giriĢindeki soğutucu akıĢkanın entalpisi (p2 ve t2 yardımıyla p-h diyagramdan)
h3: Kondenser çıkıĢındaki soğutucu akıĢkanın entalpisi (p3 ve t3 yardımıyla p-h bulunacak)
Isı geçirgenlik değeri:m
c
TA
QK
. bu eĢitlikteki logaritmik sıcaklık farkı:
ç
g
çg
m
t
t
ttT
ln
tg=ty-thg (giriĢteki sıcaklık farkı), tç=ty-thç (çıkıĢtaki sıcaklık farkı), ty: yoğunlaĢma sıcaklığı [0C] A: Kondenser yüzey alanı
64
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
65
ĠKLĠMLENDĠRME SĠSTEMLERĠ DENEY FÖYÜ
AMAÇ: Ġklimlendirme sistemlerinin ve elemanlarının tanıtılması, havanın ısıtılması,
nemlendirilmesi ve soğutulması iĢlemlerinin gösterilmesi, soğutma kulesinde su soğutma
iĢleminin analiz edilmesi ve psikrometrik diyagramın kullanılması.
GĠRĠġ
Ġklimlendirme bir mahalin veya ortamın hava sıcaklığının, neminin, hava hızının ve
temizliğinin yıl içerisinde istenen değerlerde tutulması iĢlemidir. Ortam için bu değerler;
1.Sıcaklık:
Mahal sıcaklığı kıĢ durumunda (18-24 C°), yaz durumunda (22-27 C°) olmak üzere dıĢ
ortama göre ve iklimlendirilecek mahalin kullanım amacına göre değiĢmektedir.
2.Nem:
Mahal içerisindeki bağıl nem konfor iklimlendirilmesinde olarak %30-%60 arasında
olmalıdır. Endüstriyel tesislerde iĢlemlere göre bu değerler değiĢebilir.
3.Hava Hızı:
Ġnsanları rahatsız etmeyecek Ģekilde hava hızı kıĢ ve yaz durumlarına göre; kıĢ
Ģartlarında 0,1 m/s, yaz Ģartlarında ise 0,2-0,3 m/s arasında değiĢmektedir.
4.Hava Temizliği:
Yıl boyunca iklimlendirilecek mahalin iç ve dıĢ kirleticilerden arındırılması ve havanın
taze tutulması gerekmektedir.
Ġklimlendirme konfor ve endüstriyel iklimlendirmesi olmak üzere ikiye ayrılır. Konfor
iklimlendirmesi iklimlendirmenin Ģartı olan sıcaklık, nem, hava hızı ve hava temizliğinin
insanların rahat edebileceği ortamı sağlayacak Ģekilde ayarlanmasını amaçlar. Konfor
iklimlendirmesi Ģahsi mekanlar olan ev, otel, iĢyeri, büro, vb… mekanlarda insanların
isteklerine göre yapılır. Endüstriyel iklimlendirme sistemleri ise tekstil, ilaç, gıda, vb.
üretimin yapıldığı mekanlarda kullanılır.
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
66
PSĠKROMETRĠK DĠYAGRAMIN TANIMI VE KULLANIMI
Atmosferik havanın (nemli havanın) termodinamik özelliklerini gösteren diyagrama
psikrometrik diyagram denir. Üzerinde iklimlendirme iĢlemleri (ısıtma, soğutma,
nemlendirme, nem alma …) gösterilir.
Bu diyagramda, verilen bir basınçta atmosferik havanın hali, iki bağımsız yeğin özellik
tarafından kesin olarak belirlenebilir. Psikrometrik diyagram iklimlendirme sistemlerinin
tasarımında ve hesaplamalarında büyük kolaylık sağlar. Farklı haller için tekrarlanan
hesaplamalardan kurtulmamızı sağlar. Psikrometrik diyagram için bazı temel kavramlar;
Atmosferik Hava: Ġçerisinde bir miktar su buharı (nem) bulunan atmosfer havasıdır.
Kuru Hava: Ġçerisinde su buharı bulunmayan havadır.
Kuru Termometre Sıcaklığı (KT): Atmosferik havanın normal termometre sıcaklığıdır.
YaĢ Termometre Sıcaklığı (YT): Belirli Ģartlarda bulunan ıslak havanın ısısını
değiĢtirmeden doyma durumuna getirerek ölçülen sıcaklığa denir. Direkt olarak ölçülemez.
Bunun için termometre haznesine suya doymuĢ bir pamuk fitil sarmak ve üzerinden hava akıĢı
sağlamak gerekir.
Özgül (Mutlak) Nem (w): Birim ağırlıktaki nemli havanın ihtiva ettiği su buharının kuru
hava ağırlığına oranına denir.
Bağıl (Ġzafi) Nem (υ): Havadaki mevcut su buharı basıncının aynı kuru termometre
sıcaklığının doymuĢ havanın buharı basıncına denir. Veya havadaki su buharı miktarının, aynı
sıcaklıktaki havada bulunabilecek en çok su buharı miktarına oranıdır.
Çiğ Noktası Sıcaklığı: Nem ihtiva eden bir havayı soğutursak, bir sıcaklıkta soğuyan hava
içindeki nem yoğuĢur. Bu sıcaklıktaki havanın sıcaklığına çiğ noktası sıcaklığı denir. Veya
sabit basınçta soğutulduğu zaman yoğuĢmanın baĢladığı zamandır.
Adyabatik Doyma Sıcaklığı: DoymamıĢ hava sürekli bir akıĢla yarı seviyesine kadar su
bulunan kanaldan geçirilir. Kanal içerisindeki suyun üzerinden geçirilen havaya, kanalda bir
miktar buharlaĢan su karıĢır. Böylece havanın nem oranı artar, sıcaklığı ise suyun buharlaĢma
gizli ısısının bir bölümü havadan sağlandığı için düĢer. Bu Ģekilde havanın yeterince uzun
olan kanaldan doymuĢ buhar olarak ve adyabatik doyma sıcaklığında çıkması sağlanmıĢ olur.
Adyabatik nemlendirme de denir.
Gizli Isı: Faz değiĢimi ile ilgili ısıdır.
Duyulur Isı: Sıcaklık artıĢı ile ilgili ısıdır.
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
67
A–1 => Duyulur Isıtma
A–2 => Duyulur Soğutma
A–3 => Adyabatik Nemlendirme
A–4 => Sabit Sıcaklıkta Nemlendirme
A–5 => Sabit sıcaklıkta Nem Alma
A–6 => Buharla Nemlendirme
A–7 => Nem Alma (havayı çiğ noktası altında bir
sıcaklığa düĢürerek bir miktar neminin
yoğuĢturulması ve bu arada KT‟nin düĢürülmesi)
A–8 => Nem Alma (silika jel, moleküler elek
malzemesi, tüf taĢı gibi… nem alıcı maddelerle
nem alma iĢlemi)
Psikrometrik diyagramda havanın geçirdiği iĢlemler.
MERKEZĠ ĠKLĠMLENDĠRME SĠSTEMLERĠ
Merkezi iklimlendirme sistemlerini kullanılan aracı akıĢkana göre ikiye ayırabiliriz.
1)Tümden Sulu Sistemler
Tümden sulu sistemler iki ve dört borulu fancoil sistemleri olmak üzere ikiye ayrılır.
a)Ġki borulu fancoil sistemler
Yaz Ģartlarında su soğutma gurubundan alınan soğuk su devreye gönderilerek, kıĢ
Ģartlarında ise kazandan alınan sıcak su devreye gönderilerek iklimlendirme yapılır. Ayrıca
fancoilde yoğuĢan suyu tahliye etmek için drenaj borusu vardır.
ġekil 1: Ġki borulu fancoil sistem
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
68
b)Dört borulu fancoil sistemler
Fancoil sistemi içinde iki adet serpantin vardır. Bunlardan bir tanesi kıĢ Ģartlarında
ısıtma için, diğeri ise yaz Ģartlarında soğutma için kullanılmaktadır. Bunların kıĢ ve yaz geliĢ
gidiĢ boruları farklıdır. Bu iĢletme durumunda, soğutma grubu veya kazan devrededir.
ġekil 2: Dört borulu fancoil sistem
2)Tümden havalı sistemler
Merkezi bir iklimlendirme santralinde Ģartlandırılan hava kanallar vasıtasıyla
iklimlendirilecek mahale gönderilir. Ġklimlendirilen mahalin ısı kayıp ve kazancını karĢılayan
tamamen Ģartlandırılan havadır. Merkezi klima santrali üzerinde karıĢım odası, filtre, ön
ısıtıcı, nemlendirici, damla tutucu, soğutucu, son ısıtıcı, fan, susturucu bulunur.
ġekil 3: Bir iklimlendirme santrali
Bir iklimlendirme santrali, havanın harekete geçirilmesi, temizlenmesi, ısıtılması,
soğutulması, nemlendirilmesi veya neminin alınması için gerekli elemanları bir araya toplar.
Ġklimlendirme sisteminin temel elemanlarının görevleri kısaca aĢağıdaki gibidir.
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
69
Hava karıĢım odaları: DıĢ hava ve iklimlendirilen mahalden gelen dönüĢ havasını
karıĢtırmak için karıĢım odaları kullanılır. Hijyenik ortamlarda ve dönüĢ havası çok kötü olan
mahal dıĢında enerji tasarruf amaçlı kullanılır. GiriĢ ve dönüĢ hava miktarları karıĢım
odasındaki klapelerle sağlanır.
Filtre: Klima uygulamalarında hava temizliği, insan sağlığı yönünden olduğu kadar
endüstriyel iĢlemlerin gereği olarak da önemlidir. Genellikle havadaki toz, gaz veya buhar
miktarı belirli bir sınırda tutulması gerekir. Filtreler istenmeyen bu maddelerin iklimlendirilen
mahale gönderilmesini engeller. Filtreler kullanım amacına göre ve tuttukları toz partikülü
büyüklüğüne göre değiĢik tipte olabilir.
Ön ısıtıcı: Hava belli sıcaklıklarda nem alabilir. Havanın daha fazla nem alması için havayı
ısıtmak gerekir. Bu amaçla iklimlendirme santraline nemlendiriciden önce konulan
ısıtıcılardır. ġayet sisteme giren hava yeterince nemli ise, yada sıcaklığı yeterince yüksek ise
ön ısıtıcı devre dıĢı bırakılabilir.
Nemlendirici: Konfor Ģartlarında mahale verilen havanın bağıl neminin alt sınırlarının %30-
%40 olması istenmektedir. Bu nedenle; mahale verilen sistem havasının neminin bu sınırların
altında olması durumunda nemlendirilmesi ve üstünde olması durumunda da neminin
alınması gerekmektedir. Nemlendirme odaları, konfor tesisatlarında mahale verilen havanın
neminin konfor Ģartlarına getirilmesi amacı ile kullanılmaları yanında tekstil, tütün ve deri
sanayi gibi endüstriyel alanlarda ihtiyaç duyulan nemli havayı sağladıklarından oldukça önem
taĢımaktadırlar.
Damla tutucu: Nemlendiriciden sonra hava akıĢı içerisindeki fazla suyun iklimlendirilen
mahale gitmemesi için damla tutucu kullanılır.
Soğutucu: Yaz Ģartlarında kullanılır. Genellikle içerisinde soğutma makinesinden elde edilen
soğuk su bulunan batarya üzerinden hava geçirilir ve bu havanın sıcaklığı düĢer.
Son ısıtıcılar: Son ısıtıcı sistem havasının esas ısıtıcısıdır. Sistemde nemlendiriciden sonra
gelir ve mahale verilen havanın ısı ihtiyacını karĢılamak amacı ile kullanılır.
Fan: Ġstenilen hızdaki hava hareketini sağlayıp mahale gitmesini sağlar. Çoğunlukla radyal
fanlar kullanılmaktadır.
Susturucu: Ġklimlendirilen mahale ses ve gürültü gitmesini en aza indirmek amacı ile
kullanılırlar.
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
70
Çık
ıĢ d
amp
eri
Kon
dens
erde
atıl
an
ısı [
W]
Yoğ
unla
Ģma
sıca
klığ
ı [0 C
]
600
500
400
200
300
55 0 C
50 0 C
45 0 C
40 0 C
35 0 C
25 0 C
30 0 C
100
ko
mp
resö
r
4 3 2
t d
ört
yo
llu
van
a
evap
ora
tör
fan
ı
ko
nd
ense
r fa
nı
1
V-o
tom
at s
igo
rta
22
0 V
AC
C
os
A
V
M
M
M
4
3
2
1
fan
filtr
e-ku
rutu
cu
göze
tlem
e ca
mı
evap
orat
ör
dört
yol
lu v
ana
kom
pres
ör
LP
egzo
z ha
vası
Son ısıtıcı Ön ısıtıcı Nemlendirici
Soğutucu
t3 t4 t5 t6 t7 t8
t1 t2 t9 t10
Radyal fan
kompresör kondenser
Filtre-kurutucu
DENEY CĠHAZLARIININ TANITIMI
Mühendislik laboratuarı kapsamında “Temel Ġklimlendirme Deney Seti”, “Isı Geri
Kazanımlı Klima Santral Deney Seti”, ve “Soğutma Kulesi Deney Seti” düzenekleri tanıtılıp
farklı deneyler yapılacaktır.
1)Temel Ġklimlendirme Deney Seti
Amaç: Temel iklimlendirme deney setinde; iklimlendirme ünitesinde ısıtma, soğutma,
nemlendirme gibi temel iĢlemlerin gösterilmesi ve bu iĢlemleri psikrometrik diyagram
üzerinde gösterebilmek.
ġekil 4: Temel iklimlendirme deney seti ve Ģematik resmi
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
71
Deneyde yapılacaklar
1-Havanın duyulur ısıtma iĢlemi
2-Havanın duyulur soğutma iĢlemi
3-Nemlendirmeli ısıtma iĢlemi
Ölçüm sayısı 1.Durum 2.Durum 3.Durum
t1 [0C]
t2 [0C]
t3 [0C]
t4 [0C]
t5 [0C]
t6 [0C]
t7 [0C]
t8 [0C]
t9 [0C]
t10 [0C]
Yük hesabı:
Havanın hacimsel debisi hV ................ ( m3/s) (Pervaneli hızölçer ile ölçülecek)
Havanın kütlesel debisi g
hh
v
Vm
gv GiriĢteki havanın özgül hacmi (m3/kg)
Ön ısıtma yükü )h (h m Q 21h1
Soğutma yükü )h (h m Q 32h2
Nemlendirme yükü ) x(x m W 34h
Son ısıtma yükü )h -(h m Q 45h3
Ġstenenler
a-ĠĢlemlerin psikrometrik diyagramda gösterilmesi.
b-Isıtıcı ve soğutucu kapasitelerinin hesaplanması.
2) Isı Geri Kazanımlı Klima Santral Deney Seti
Amaç: Isı geri kazanımlı klima santral deney setinde; iklimlendirme ünitesinde karıĢım havalı
iklimlendirme sistemlerinin anlatılması ve deney setinde değiĢik uygulamaların yapılması.
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
72
ġekil 5: Isı geri kazanımlı klima santral deney seti ve Ģematik resmi
Deneyde yapılacaklar
1-Havanın duyulur ısıtma iĢlemi
2-Havanın duyulur soğutma iĢlemi
3-Nemlendirmeli ısıtma iĢlemi
4- Nemlendirmeli soğutma iĢlemi
Ġstenenler
1-ĠĢlemlerin psikrometrik diyagramda gösterilmesi.
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
73
2-Isıtıcı ve soğutucu kapasitelerinin hesaplanması.
Ölçüm sayısı 1. Durum 2.Durum 3.Durum 4.Durum
GiriĢ kuru termometre, t1 [0C]
GiriĢ yaĢ termometre, t2 [0C]
Isı değiĢtirici çıkıĢı kuru t., t3 [0C]
Isı değiĢtirici çıkıĢı yaĢ t., t4 [0C]
Ön ısıtma sonu kuru term., t5 [0C]
Ön ısıtma sonu yaĢ term., t6 [0C]
Soğutma sonu kuru term., t7 [0C]
Soğutma sonu yaĢ term., t8 [0C]
Nemlendirme sonu kuru t., t9 [0C]
Nemlendirme sonu yaĢ t., t10 [0C]
Son ısıtma sonu kuru term., t11 [0C]
Son ısıtma sonu yaĢ term., t12 [0C]
Isı değiĢtirici çıkıĢı kuru t., t13 [0C]
Isı değiĢtirici çıkıĢı yaĢ t., t14 [0C]
Hava hızı, u [m/s]
Giren havanın özgül hacmi, v[m3/kg]
Ön ısıtıcı akımı, I1 [A]
Son ısıtıcı akımı, I2 [A]
3) Soğutma Kulesi Deney Seti
Amaç: Soğutma kulesinin temel fonksiyonunun anlatılması ve uygulamalı olarak
gösterilmesi, soğutma kulesinde değiĢik Ģekillerde ve Ģartlarda ölçümlerin alınıp verim
hesabının yapılması, iĢlemlerin psikrometrik diyagramda çizilmesi.
ġekil 8: Soğutma kulesi deney seti
Ġstenenler
1-Soğutma kulesinin veriminin hesaplanması.
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
74
2-Havadaki ve sudaki ısı değiĢiminin hesaplanması.
3-Yapılan deneylerin psikrometrik diyagramda gösterilmesi.
Ölçüm sayısı 1 2 3 Örnek
Dolgu sıklığı [m2/m
3] 600 600 600 600
A
Hava giriĢ (kuru h) sıcaklığı, t1
[0C] 17.9
Hava giriĢ (yaĢ h) sıcaklığı, t2 [
0C] 13.3
B
Hava çıkıĢ (kuru h) sıcaklığı, t3 [
0C] 16.4
Hava çıkıĢ (yaĢ h) sıcaklığı, t4 [
0C] 16
Su giriĢ sıcaklığı, t5 [
0C] 22
Su çıkıĢ sıcaklığı, t6 [
0C] 17.5
Soğutma yükü, Qs [W] 900
Su debisi, msu [L/h] 200
Hava hızı, u [m/s] 1.38
Ölçüm sayısı 1 2 3 4
Dolgu sıklığı [m2/m
3] 600 600 600 600
A
Hava giriĢ (kuru h) sıcaklığı, t1
[0C]
Hava giriĢ (yaĢ h) sıcaklığı, t2 [
0C]
B
Hava çıkıĢ (kuru h) sıcaklığı, t3 [
0C]
Hava çıkıĢ (yaĢ h) sıcaklığı, t4 [
0C]
Su giriĢ sıcaklığı, t5 [
0C]
Su çıkıĢ sıcaklığı, t6 [
0C]
Soğutma yükü, Qs [kW] 0 0.9 1,8 2,7
Su debisi, msu [L/h] 200 200 200 200
Hava hızı, u [m/s] 1.2 1.2 1,2 1.2
YaĢ hazne yaklaĢımı [K]
Hazırlayanlar:Doç.Dr.Hüsamettin BULUT&ArĢ.Gör.Asım Fatih DURMAZ
75
Ek:1- Psikrometrik Diyagram
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
1
DENEY 1: REYNOLDS DENEYİ
1883 de ilk defa Osborne Reynolds tarafından yapılan deneyde, cam bir boru içi su dolu
bir depoya bağlanmış olup, boru içindeki suyun akma hızı arzu edilen değere
ayarlanabilmektedir. Borunun giriş ucuna bir nozul (emzik) konularak boru içerisinde
renklendirilmiş su verilebilmektedir. Bu deneye ait düzenek aşağıda verilen şekilde
görülmektedir.
Reynolds bu deneyi borunun değişik noktalarındaki kesitlere uygulamış ve bu kısımlarda
renkli suya ait akım iplikçiğinin bozulmadığını akışkanın birbirine paralel ve düz doğrular
boyunca aktığını görmüştür. Akışkanın akım hızı arttırıldığında, hızın belirli bir değerinden
sonra renkli suya ait akım iplikçiğinin ortadan kalktığı ve bütün su kütlesinin renklendiği
görülmüştür. Diğer bir ifadeyle yüksek akış hızlarında, suyu meydana getiren parçacıklar
borunun uzun ekseni boyunca birbirine paralel hareket etmeyip, borunun kısa ekseni boyunca da
hareket etmeye başlar ve böylece tam bir karışma (yani türbülans ) meydana gelir. Akımın bu
şekilde bir tipten diğerine değiştiği andaki sıvı akım hızı “kritik hız” olarak adlandırılır.
Reynolds daha sonra yaptığı deneylerde bu iki tip akış şeklini meydana geliş şartlarını incelemiş
ve kritik hızın ; boru çapına, akışkanın akışkan hızına yoğunluğuna ve viskozitesine bağlı
olduğunu bulmuş ve bu 4 faktörün sadece bir şekilde gruplandırılabileceğini göstermiştir.
Reynolds sayısı hidrodinamik incelemelerde büyük bir önem taşır ve makina mühendisliğinde
yaygın şekilde kullanılır. Reynolds sayısının 2300 den büyük olduğu değerlere karşılık gelen
akış hızlarında türbülans ile karşılaşılır.
1.1. DENEY CİHAZININ TANITIMI
1.1.1. Hidrolik Tezgah
Deneyde, genel olarak; rezervuarda bulunan su, sürekli rejimde, bir pompa vasıtasıyla metal
boru içerisinden geçirilmekte ve tekrar rezervuara boşaltılmaktadır. Metal tüp boyunca,
akan suyun, iki noktadaki statik basınç değerleri manometreler vasıtasıyla ölçülmektedir.
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
2
Ayrıca, Bernoulli deneyinde olduğu gibi debi, belirli bir süre içerisinde biriken su miktarını
ölçerek bulunmaktadır.
Şekil 1.1 Hidrolik Tezgah
1.1.2. Reynold Deney Cihazı
Suyun siteme pompalanması için şekil 1.1 „de gösterildiği gibi bir hidrolik tezgah
bulunmaktadır. Reynold ölçüm deney düzeneği şekil 2.2 „ de gözükmektedir. Deney cihazı
hidrolik tezgahın üzerine yerleştirilerek deney başlatılır.
Şekil 1.2 Reynold deney düzeneği
1.2. DENEYDEN BEKLENTİLER VE HESAPLAMALAR:
1
2
1. Mürekkep kabı
2. Mürekkep vanası
3. Mürekkep akış borusu
4. Su girişi düzenleyici
5. Test borusu
6. Su rezevuarı
7. Taşma borusu
8. Su kaynağına bağlantı borusu
9. Boşaltma borusu
3
4
5
6
8
7
9
1. Sıvı seviye göstergesi (litre
cinsinden).
2. Akış kontrol vanası (giriş vanası).
3. Bernoulli deney düzeneğinin
yerleştirileceği yer.
4. Hacimsel debi ölçüm tankı.
5. Şamandra.
6. Kontrol panosu.
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
3
1) Elde edilen bilgiler kapsamında akış karakterlerini belirleyiniz.
2) Deneyin aynı şartlarda farklı sıcaklıklarda tekrar edildiğinde hesaplamaları tekrarlayarak
yorumlayınz?
3) Akış örneklerinin birbirlerinden nasıl farklılıklar gösterdiğini açıklayınız. Hesaplanan Re
sayısı ile belirlenen akış rejimleri deneyde gözlemlenen akış rejimleriyle aynı mıdır?
4) Laminar ve türbülanslı akışta hız profilini açıklayınız. Ne gibi farklılıklar vardır?
5) Hız-Re sayısı grafiğini farklı sıcaklıklar için aynı grafik üzerinde çiziniz ve yorumlayınız.
(sıcaklıklık değeri olarak 30-40 C seçiniz)
DENEY 2: CEBRİ AKIŞLI BORU SİSTEMİNDE YÜK KAYIPLARI
Bir boru hattı boyunca akan bir akışkan boru cidarlarındaki sürtünme direnci veya
bağlantı noktalarında akışta meydana gelen karışmalar nedeniyle basınç kaybına uğrar. Bu
kayıplar iki ana başlık altında toplanabilir.
1. Sürekli Kayıplar ( Sürtünme Kayıpları )
2. Yerel Kayıplar ( Lokal Kayıplar )
2.1. SÜREKLİ KAYIPLAR
Gerçek sıvıların boru içindeki hareketinde oluşan ( H) yük kaybı, akıma ters yöndeki
sürtünme kuvvetlerinin neden olduğu enerji kaybının birim kütleye düşen değeridir. Borulardaki
akıma Bernoulli denklemini uygulayabilmek için h‟ ın belirlenmesi gerekir. h yatay bir boru
için Bernoulli denkleminden bulunabilir.
Şekil 2.1
p
g
p
g
1 2 +
v
2g + z = +
v
2g + z + h
12
1
22
2 12
v1 = v2 , z1 = z2
olduğundan,
h = 12
p p
g
1 2 veya h12 = h1 - h2 (1)
bulunur. Buradan, h ‟ ın basınç kaybı ile orantılı olduğu görülür. Demek ki Şekil 1 deki gibi
(1) ve (2) kesitlerine yerleştirilmiş piyezometre boruları arasındaki yükseklik farkı, doğrudan bu
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
4
mesafedeki yük kaybını vermektedir. Piyezometrik düşü hattı‟nın eğimi genellikle “hidrolik
gradyent”olarak tanımlanır ve i sembolüyle gösterilir. (1) ve (2) kesitleri arasında
i = h1 - h2 / L
olarak yazılabilir. Şimdi hidrolik gradyenti teorik olarak bulmaya çalışalım.
Üstteki eşitlikten,
h1 - h2 = i.L
olduğu görülür. Bunu piyezometrik basınç cinsinden ifade edersek,
p1 - p2 = .g.i.L
bulunur. Borunun L uzunluğu boyunca P1 ve P2 basınçlarından dolayı akış yönünde net bir
kuvvet meydana gelir.
(p1 - p2)A
Boru cidarlarında ise bu kuvvete eşit fakat ters yönde kayma gerilmesinin sebep olduğu bir
kuvvet oluşur.
.P.L
Sonuçta,
(p1 - p2)A = .P.L
yazılabilir. Burada A borunun kesit alanı, P ise çevresidir.
A = D2/4 , P = D, p1 -p2 = .g.i.L yerine yazılırsa,
= (D
4) . .g i (2)
bulunur. Şekil 1.2. de laminar ve türbülanslı akış için boru kesiti boyunca hız profilleri
görülmektedir. Deneysel çalışmalar göstermiştir ki laminar akış durumunda hız profilleri
paraboliktir.
Şekil 2.2. Laminar ve türbülanslı akışlarda hız dağılımları
Merkez hattı hızı U, ortalama hız V ile gösterilirse laminar akış durumunda,
U/V = 2
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
5
dir. Cidardaki hız gradyenti,
du
drR
= - 4U
D =
- 8V
D
yazılabilir. Buradan kayma gerilmesi,
= 8 V
D (3)
bulunur. (3) denklemi (2) de yerine yazılırsa,
i = 32 V
gD2 (4)
elde edilir. Böylece, yatay bir borudan V ortalama hızıyla akan akışkan için, laminar akış
durumunda hidrolik gradyent teorik olarak bulunabilir.
Türbülanslı akış durumunda hız profilinin Reynolds sayısı arttıkça gittikçe düzlemsel
hale geldiği görülmektedir. Yani Re sayısı arttıkça U/V oranı‟da az da olsa değişmektedir.
Türbülanslı akışın tabiatı gereği cidardaki kayma gerilmesi için basit bir ifade bulmak
mümkün değildir. Ancak deneysel sonuçlar göz önüne alınarak ‟nun ortalama akışkan basıncı
(1/2) V2 ile orantılı olduğu söylenebilir. Buradaki orantı sabiti boyutsuz bir sayı olan sürtünme
faktörü ( f ) olarak tanımlanır.
= f . (1/2). .V2 (5)
Bu formül (2) denkleminde yerine yazılırsa,
i g
= 4f
D
V2
2 (6)
bulunur. i = h / L yerine yazılırsa,
h = 4fL
D
V2
2g (7)
Darcy eşitliği bulunmuş olur. Dolayısıyla f değeri bilindiği taktirde (6) denkleminden hidrolik
gradyent veya (7) den yük kaybı bulunabilir. (4) ile (6) denklemi birbirine eşitlenirse,
laminar akış için f = 16 / Re (8)
bulunur. Yani f = 16/Re alınırsa (6) denklemi laminar akış için de kullanılabilir.
Türbülanslı akış durumunda, boru pürüzlülüğü de f ‟ in bulunmasında önemli bir
faktördür. Prandtl‟a göre Re sayısının 104 ile 10
7 değerleri arasında verilen
1
f = 4.log
Re
f - 0.4 (9)
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
6
denklemi pürüzsüz borularla yapılan deneylerle oldukça iyi uyuşmaktadır. Buradan f‟i bulmak
biraz güçtür. Dolayısıyla %2‟lik bir hata payıyla 104 ile 10
5 Reynolds sayıları arasında pürüzsüz
borular için Blasius denklemini kullanmak daha uygun olur.
f 0 079 0. .Re .25 (10)
Pürüzlü borularda ise pürüzlülük oranına bağlı olarak f‟in bulunması için birtakım
formüller verilmişse de en uygun yol Moody diyagramını kullanmaktır.
Şekil 2.3. Moody diyagramı
Deneysel çalışmalar f ‟nin Re sayısı ile pürüzlülüğün ( /D) bir fonksiyonu olduğunu
göstermiştir. Türbülanslı bir akışta akışın laminar olduğu bölgede (laminar alt tabaka) f yalnız
Re ‟a , geçiş bölgesinde Re ve /D ‟ye, tam türbülanslı bölgede ise yalnız /D ‟ ye bağlıdır.
2.2. YEREL KAYIPLAR
1. Ani genişleme kaybı
2. Ani daralma kaybı
3. Depoya giriş, depodan çıkış kaybı
4. Dirsek kayıpları
5. Çeşitli tesisat elemanlarının oluşturduğu kayıplar
6. Arka arkaya bağlanan elemanların kayıpları
Borularda sürtünmeden ileri gelen sürekli yük kayıpları yanında, akım yönünün ve kesit
değişmesinin neden olduğu yerel yük kayıpları da vardır. Yerel yük kayıpları boru boyuna bağlı
değildir ve çok kısa aralıkta enerji çizgisinin düşmesine neden olurlar.
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
7
2.2.1 Ani Genişleme Kaybı
Şekil 2.4.
Şekilde görüldüğü gibi A1 kesitli borudan akmakta olan akışkan ani olarak daha büyük
kesitli (A2) borudan akmak durumunda kalırsa şekilde görüldüğü gibi 0 kesitinde ölü bir
akışkan bölgesi meydana gelir. Bu bölgede bir p0 basıncı oluşur.
(1) ve (2) kesitleri arasında meydana gelen momentum değişimi, p0 , p1 ve p2
basınçlarının sebep olduğu kuvvetlerin toplamına eşit olmalıdır.
Momentumde işimi m V Q V VQ
gV Vğ . . .( )
.( )1 2 1 2
F p A p A p A A1 1 2 2 0 2 1( )
deneyler göstermiştir ki p0 = p1 dir ve F m V . den
A p pQ
gV V2 2 1 1 2( )
.( )
Q = A1.V1 = A2.V2 den,
p p V V V
g
p p V V V
g
2 1 1 2 22
2 1 1 2 222
2
. ( . )
. (*)
(1) ve (2) noktaları arasında Bernoulli denklemi yazılırsa,
p V
g
p V
gh
1 12
2 22
1 22 2 ,
h1,2 = 1-2 kesitleri arasında ani genişlemeden dolayı meydana gelen enerji kaybı,
hV V
g
p p1 2
12
22
2 1
2,
(*) ı yerine yazarsak sonuçta
hV V
g1 2
1 22
2,
( )
olur. Süreklilikten (A1V1 = A2.V2 ) V2 = (A1/A2).V1 değerini yerine yazarsak,
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
8
hA
A
V
g1 2
1
2
2 12
12, ( ) olur. Burada k1 ( )1
1
2
2A
A dersek,
h kV
g1 2 1
12
2,
bulunur.
2.2.2. Ani Daralma Kaybı
Şekil 2.5.
Şekilde görüldüğü gibi A1 kesitli borudan akmakta olan akışkan ani olarak daha küçük
kesitli (A2) borudan akmak durumunda kalırsa akım ani daralma nedeniyle önce en küçük kesit
teşekkül ettirecek şekilde daralır, sonra dar boruyu tüm dolduracak şekilde genişler. Burada (1)
ve (3) kesitleri arasındaki enerji kaybı ihmal edilebilecek kadar küçüktür. Enerji kaybının büyük
kısmı (3) ve (2) kesitleri arasında meydana gelir. Bu kesitler arasındaki kayıp, akım Ac
kesitinden A2 kesitine aniden genişliyormuş gibi düşünülerek bulunabilir. Ani daralma kaybı
böylece (3) ve (2) kesitleri arasındaki ani genişleme kaybına eşit olacaktır. Ani daralma kaybı,
hV V
g
c
1 2
22
2,
( )
olur. Süreklilikten (Ac.Vc = A2.V2 ) Vc = (A2/Ac).V2 değerini yerine yazarsak,
hA
A
V
gc1 2
2 2 22
12, ( )
olacaktır. Burada = Ac/A2 daralma katsayısı olarak tanımlanır.
k 2
21
1 (direnç katsayısı)
değeri de yerine yazılırsa,
h kV
g1 2 2
22
2,
bulunur.
Kesitler oranına bağlı olarak değerleri
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
9
A2/A1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
0.624 0.632 0.643 0.659 0.681 0.712 0.755 0.813 0.892 1.0
2.2.3. Depoya Giriş, Depodan Çıkış Kaybı
Şekil 2.6.
a) Depoya giriş kaybı, ani genişlemenin özel bir şeklidir. k=1 , v2 0 alınır. Sonuçta yük kaybı
hV
g1 212
2,
den bulunur.
b) Depodan çıkış kaybı, ani daralmanın özel bir halidir. A
A
2
1
0 ,daralma katsayısı
0.60 alınır. k ( ) .1
1 0 442 (bazen 0.5) ve sonuçta
hV
g1 2
12
0 442, .
den yük kaybı bulunur.
2.2.4. Dirsek Kayıpları
a) Eğrisel dirsekler
b) Köşeli Dirsekler
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
10
c) Çatallar
2.2.5. Çeşitli Tesisat Elemanlarındaki Kayıplar
2.2.6. Arka Arkaya Bağlanan Elemanlar
2.3. DENEY CİHAZININ TANITIMI
2.3.1. Borulardaki Enerji Kayıpları
Suyun siteme pompalanması için şekil 1.1 „de gösterildiği gibi bir hidrolik tezgah
bulunmaktadır. Enerji kayıpları ölçüm deney düzeneği şekil 2.7 „ de gözükmektedir. Deney
cihazı hidrolik tezgahın üzerine yerleştirilerek deney başlatılır.
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
11
Şekil 2.7. Borularda Enerji Kayıpları Deney Düzeneği
2.3.2. Yerel Kayıplar Deneyi
Suyun siteme pompalanması için şekil 1.1 „de gösterildiği gibi bir hidrolik tezgah bu sistemde
kullanılmaktadır. Yerel kayıpları ölçüm deney düzeneği şekil 2.8 „ de gözükmektedir. Deney
cihazı hidrolik tezgahın üzerine yerleştirilerek deney başlatılır.
Şekil 2.8. Yerel kayıpları ölçüm deney düzeneği
2.4. DENEYDEN BEKLENTİLER VE HESAPLAMALAR:
1. Su kaynağına (hidrolik tezgahtaki)
hortum bağlantısı.
2. 8 ölçüm noktalı manometre.
3. Boru Sistemleri
4. Akış Kontrol vanası
2
1
3
4
1
2
3
1. Su Manometresi
2. Bourdon Manometresi
3. Su Manometresi için valf
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
12
Borulardaki Enerji Kayıpları
a) Her alınan veri için hacimsel debiyi hesaplayın.
b) Her alınan veri için akışın hızını hesaplayın.
c) Her alınan veri için sürtünme katsayısını ( f ) hesaplayın.
d) Her alınan veri için Reynolds sayısını hesaplayın.
e) Laminar ve türbülans akış rejimleri için Re aralığı ile kritik Re sayısını bulun. Yorumlayın.
f) Deneyin amacı ve deneyin yapılışna ilişkin şematik şekil ve bilgiler
Yerel Kayıplar Deneyi
a) Her alınan veri için hacimsel debiyi hesaplayın.
b) Her alınan veri için akışın hızını hesaplayın.
c) Her alınan veri için yük kayıp katsayısı (K) hesaplayın.
d) Deneyin amacı ve deneyin yapılışına ilişkin şematik şekil ve bilgiler
DENEY 3: BERNOULLİ DENEYİ
3.1. BERNOULLİ DENKLEMİ
Bernoulli denklemi (BD) matematiksel olarak basit bir denklem olmasına karşın, pratik
uygulamalarda yaygın bir şekilde kullanılabilmektedir. Denklemin çok sayıda akış için aynı
akım çizgisi üzerindeki iki nokta arasında uygulanması sonucu akışa ait hız ve debi değerleri
bulunabilmektedir. Bernoulli denklemi aşağıdaki gibidir.
2
2221
211
2
1
2
1zVpzVp
BD‟ nin en önemli uygulamalarından biri; Şekil 3.1‟de gösterilen değişken kesitli akış
geometrileri (orifis, venturi ya da lüle) kullanılarak, akış debisinin belirlenmesidir. (1) ve (2)
noktaları arasında kot farkı olmadığından (z1 = z2);
222
211
2
1
2
1VpVp
])/(1[
)(22
21
2122
VV
ppV
.
Süreklilik denklemi uygulandığında;
2211 VAVAQ
])/(1[
)(22
12
212
AA
ppAQ
denklemi elde edilir. Bu son denklemde (1) ve (2) kesitleri bilinen değerler olup, bu iki nokta
arasındaki basınç farkı ölçülerek debi değeri elde edilir.
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
13
Şekil 3.1. Orifis ve venturimetre gibi değişken kesitli geometrilerde akış
3.2. VENTURİMETRE ÖLÇÜMLERİ
sabitzV
g
P
2
2
Yukardaki denklemin ilk terim statik basınç yükünü, ikinci terim dinamik basınç yükünü,
üçüncü terim yüksekliği ifade etmektedir. Bu üç basınç yükünün toplamına, htoplam, toplam
basınç yükü denmektedir ve bu denklem; sürekli rejimde, sürtünmesiz ve sıkıştırılamaz akış için,
bir akım çizgisi boyunca sabittir;
sabithhhh geometridinamikstatiktoplam
Venturi tüpü yatayda olduğundan dolayı yükseklik hepsinde aynı olmaktadır.
sabithhh dinamikstatiktoplam
Statik basınç ölçümü için, suyun durgun olduğu bir noktada ölçüm yapmak gerekir. Bu
yüzden, statik basınç ölçümü tüp duvarında açılan küçük bir delik vasıtasıyla yapılır. Şekil
3.2‟te de görüldüğü gibi, su partikülleri bu noktada küçük sapmalar yapsalar da durgun
haldedirler.
Toplam basınç yükünün ölçümü ise venturi tüpün içinde bulunan Pitot tüpü sayesinde
gerçekleştirilir. Pitot tüpü, Şekil 3.2‟te görüldüğü gibi, akış özelliklerine etkisi asgari olacak
biçimde ince metal bir tüptür ve kanalın içine akış yönüne paralel şekilde yerleştirilmiştir. Diğer
ucu ise bir manometreye bağlanmıştır. Tüp, akmakta olan suyu da içine aldığından hem statik
hem dinamik yani toplam basınç yükü ölçülebilecek ve değeri, tüpe bağlı olan manometredeki
yüksekliğe eşit olacaktır;
statiktoplamdinamik hhh
toplampitot hh
g
Vhdinamik
2
2
Akış sürekli rejimde ve sıkıştırılamaz olduğundan, sistemin her kesitinde hacimsel debi aynı
olacaktır.
2211 VAVAQ
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
14
Şekil 3.2. Venturimetre ölçüm noktaları
Debiyi ölçmenin bir başka yoluysa, sistemden atılan suyun belirli bir süre içerisindeki hacmini
ölçmek ve bu değeri süreye bölmek olacaktır;
tQ buradan;
tAVhesaplanan hesaplanır.
3.3.1. Bernoulli Deney Cihazı
Suyun siteme pompalanması için şekil 1.1 „de gösterildiği gibi bir hidrolik tezgah
bulunmaktadır. Bernoulli deneyi düzeneği şekil 3.3 „ de gözükmektedir. Deney cihazı hidrolik
tezgahın üzerine yerleştirilerek deney başlatılır.
Şekil 3.3. Bernoulli deneyi düzeneği
3.3.2. Orifis Deney Cihazı
1 2
3
4
5
6
1. Su kaynağına (hidrolik tezgahtaki) hortum
bağlantısı.
2. 8 ölçüm noktalı venturi tüp.
3. 7 adet, venturi tüp boyunca statik basıncı
ölçmek için, 1 tane, toplam basıncı ölçmek için
boru tipi manometre.
4. Boşaltma vanası.
5. Sıkıştırma salmastrası.
6. Toplam basıncı ölçme mili (yatay hareket
edebilir).
7. Hava alma vidası
7
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
15
Orifis bir hazne duvarının üzerindeki açıklık veya bir borunun eksenine dik bir şekilde
yerleştirilen bir plakadaki açıklık olup, hazneden boşalan akışın veya borudaki akışın debisini
ölçmek için kullanılır. Debi;
])/(1[
)(22
12
21
2AA
ppcAQ d
bulunur. Cd boşaltma katsayısıdır ve Cd=0.63 olarak alınacaktır.
3.4. DENEYDEN BEKLENTİLER VE HESAPLAMALAR:
a. Her kesit için dinamik basınç yükünü bulunuz.
b. her kesit için ölçülen hız değerlerini bulunuz.
c. Debiyi bulunuz.
d. Her kesit için hesaplanan hız değerlerini bulunuz.
e. Venturi tüp boyunca; hstatik, hdinamik ve htoplam eğrilerini çiziniz.
f. Deneyin amacı ve deneyin yapılışına ilişkin şematik şekil ve bilgiler
DENEY 4: KAVİTASYON DENEYİ
Buharlaşma basıncı; sıvının buharlaştığı ve kendi buharı ile dengede olduğu basınçtır.
Akış nedeniyle sıvının basıncı, buharlaşma basıncının altına düştüğünde, sıvı akış içerisinde
buharlaşma eğilimine girer ve bu olaya kavitasyon denir. Akış kaynaklı kaynamayı, yani
kavitasyonu tanımlayan boyutsuz sayı,
2
2
1V
PPCa va
şeklindedir. Denklemde; „Pa‟ akış (ortam) basıncını, „Pv‟ buharlaşma basıncını, „V‟ ise
karakteristik akış hızını göstermektedir.
1 1. Su kaynağına (hidrolik tezgahtaki) hortum
bağlantısı.
2. 2 adet, venturi tüp boyunca statik basıncı
ölçmek için, 1 tane, toplam basıncı ölçmek için
boru tipi manometre.
3. Orifis için farklı kesit açıklıkları
4. Pitot tüpü
2
3
4
Hazırlayanlar: Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker
Kaynaklar: 1) http://w3.balikesir.edu.tr/~sedacan/viskozite.html,2)Haydar Eren, F.Ü. Akışkanlar Mekaniği
Laboratuar Föyü 3) http://nsezeruzol.etu.edu.tr/courses/MAK301 4) http://mak.etu.edu.tr/dersler/mak301l
5)Bülent Yeşilata, Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
16
4.1. DENEY CİHAZININ TANITIMI
4.2. DENEYDEN BEKLENTİLER VE HESAPLAMALAR:
a- Kavitasyon cihazlarda neden zararlıdır araştırınız.
b- Su için buharlaşma sıcaklığı ve basıncı arasındaki ilişki nasıl olur. Grafik üzerinde
gösteriniz.
c- Akış kaynaklı kaynamayı, yani kavitasyonu tanımlayan boyutsuz sayıyı bulunuz.
2 1. Su kaynağına (hidrolik tezgahtaki) ve çıkış
noktasındaki hortum bağlantıları.
2. Manometre ve vakum manometresi
3. Ölçüm noktaları
4. akışın gerçekleştiği kanal
1
3
4
86
Hazırlayanlar: Doç. Dr. Murat KISA, Arş. Gör. Mustafa Özen
MEKANİK LABORATUARINDA YAPILACAK DENEYLER
1. ÇEKME DENEYĠ
Malzemelerin statik yük altında elastik ve plastik davranıĢını belirlemek amacıyla çekme
deneyi uygulanır.
Standartlara uygun olarak hazırlanmıĢ deney parçası (ġekil 1) çekme cihazına bağlanıp tek
eksenli gerilme uygulanır. Çekme cihazı esas olarak birbirine göre aĢağı ve yukarı hareket
edebilen, deney parçasının bağlandığı iki çene ve bunlara hareket veya kuvvet veren ve bu iki
büyüklüğü ölçen ünitelerden oluĢur(ġekil 2).
Şekil 1: Silindirik çekme deney parçası
ġekil 2: Bir çekme cihazının prensip Ģeması.
D do
l o
l v
l T
h
d o : Numune çapı
D : BaĢ kısmın çapı, D=1.2 d
l v : ĠnceltilmiĢ kısmın uzunluğu, l o+d o
l o : Ölçü uzunluğu, l o=5 d o
l T : toplam uzunluk
h : BaĢ kısmının uzunluğu
4 3 1
2
87
Çenelerden birisi sabit hızda hareket ettirilerek deney parçasına yük uygulanır. Modern
cihazlarda deney parçasına uygulanan yük ve uzamayı grafik olarak kaydeden yazıcılar
vardır.
ġekil 3: Farklı iki malzemeye ait Yük-Uzama diyagramları.
ġekil 3‟te görüldüğü gibi yük-uzama diyagramları iki önemli bölge göstermektedir. Bu
bölgeler lineer OA bölgesi ve lineer olmayan AK bölgeleridir. Lineer OA bölgesinde deney
herhangi bir noktada durdurulup yük kaldırılırsa deney parçası tekrar ilk boyuna geri döner.
Bu bölgeye elastik bölge denir. A noktasına gelinceye kadar malzemenin gösterdiği uzamaya
da elastik uzama denir, bu bölgede Hooke kanunu geçerlidir. A noktasında malzeme elastik
bölgeden çıkar ve plastik deformasyon baĢlar. Bu A noktasına akma noktası denir. Akma
noktası demir esaslı malzemelerde açıkça görülmektedir, fakat diğer malzemeler açık bir
akma noktası göstermezler.
A noktasından itibaren malzeme plastik deformasyona uğramakta, deformasyon sertleĢmesine
bağlı olarak daha mukavimleĢmekte ve taĢıyabileceği yük miktarı da artmaktadır.
Malzemenin taĢıdığı yük M noktasında maksimum olmaktadır. M noktasına kadar lv boyunca
deformasyon homojen olmakta ama M noktasından sonra malzeme herhangi bir bölgeden
boyun vermekte ve bundan sonra deformasyon bu boyun bölgesinde devam etmektedir.
Boyun bölgesinde hızlı bir kesit daralması olmakta ve buna bağlı olarak kopma bu bölgede
meydan gelmektedir.
MÜHENDİSLİK VE GERÇEK UZAMA-GERİLME BAĞINTILARI
Gerilme malzemenin birim alanına gelen yük miktarıdır. Çekme deneyinde herhangi bir anda
uygulanan yük P ve deney parçasının kesit alanı Ao olduğuna göre çekme gerilmesi
2
o
m/NA
P (1)
bağıntısı ile hesaplanır. Uzama bağıntısı ise
1: Deney parçası.
2: AĢağı ve yukarı hareket edebilen kiriĢ.
3: Parça bağlama çenesi.
4: Güç ve kayıt ünitesi.
A
M
K
Yük
Uzam
a
Yapı Çeliği
O
A
M
K
Yük
Uzama
Bakır
O
88
o
o
l
ll (2)
Ģeklinde verilir. Bu gerilme ve uzama miktarlarına Mühendislik gerilme ve uzaması denir.
Mühendislik gerilmesinin hesaplanmasında deney baĢlangıcından kopmaya kadar deney
parçasının kesiti olarak Ao kullanılır. Gerçekte deney parçasının boyu uzadıkça kesit alanı
küçülmektedir. Bu yüzden deney parçasının gerçekte taĢıdığı gerilme hesaplanan mühendislik
gerilmesinden daha yüksektir.
BaĢlangıç kesit alanı Ao, ölçü uzunluğu lo söz konusu noktada gerçek kesit alanı A ve uzunluk
l ise ve Vo=V olacağından Ao.lo =A.l olacaktır. Buradan gerçek alan ve gerilme
ooog
oo
l
l
Al
Pl
Al
lA
(3)
olarak elde edilir.
Gerçek uzama ise
l
ol og
l
lln
l
dl (4)
olarak bulunur. Gerçek ve mühendislik uzamaları arsındaki bağıntı aĢağıdaki gibi verilir;
)1ln(l
lln
1l
l1
l
l
l
ll
go
g
ooo
o
(5)
ÇEKME DENEYİ İLE BELİRLENEBİLEN MEKANİK DEĞERLER
a-) Çekme Dayanımı: Yük-uzama diyagramında maksimum yüke göre hesaplanan
gerilmedir.
oç
A
maxP (6)
b-) Akma Dayanımı: ġekil 3‟teki gibi belirgin bir akma noktası gösteren malzemeler için;
89
o
AA
A
P (7)
formülü ile verilir.
c-) Yüzde Uzama: Malzemenin kopmaya kadar gösterdiği uzamanın orijinal uzunluğuna
oranının yüzde olarak ifadesi % uzamayı verir.
100xl
ll%
o
oK (8)
burada lK kopmadan sonra ve lo baĢlangıçtaki ölçü uzunluğudur.
d-) Kesit Daralması(%K.D): Deney parçasının koptuktan sonraki kesit alanındaki azalmanın
baĢlangıçtaki kesit alanına oranının % olarak ifadesidir.
100xA
AA100x
A
A.D.K%
o
Ko
o
(9)
formüldeki AK kopmadan sonra ve Ao deney öncesi kesit alanlarıdır.
e-) Elastisite Modülü(E): Yük-uzama diyagramındaki elastik bölgenin eğimi elastisite
modülünü (E) verir. Elastik bölgede Hooke kanunu geçerlidir.
E.E (10)
f-) Rezilyans (UR): Bir malzemenin elastik olarak Ģekil değiĢtirdikten sonra kuvvet
kaldırıldığında tekrar eski Ģekline dönmesi özelliğine Rezilyans denir. Rezilyansı ölçmek için
Rezilyans modülü tanımlanır.
E22U
2AAA
R
(11)
g-) Tokluk: Malzemenin plastik deformasyon sırasında absorbe ettiği enerjinin bir ölçüsüdür.
Çekme eğrisi altında kalan alan çekme iĢini ve bu da tokluğu verir.
K
0
dTokluk (12)
Deney Raporunda Ġstenilenler: a-) Deneyin yapılıĢ Ģekli
b-) Deneyden elde edilen uzama ve yük değerleri kullanılarak (P-L) grafiğinin
milimetrik kağıda çizilmesi
c-) Bazı (P-L) değerlerinden faydalanılarak elastisite modülünün bulunması.
σ = A
p ,
L
ΔL ε , E =
ile bulunur.
90
2. BURULMA DENEYĠ
Silindirik bir deney parçası bir ucundan ankastre mesnetlenmiĢ, diğer uç ise ekseni üzerinde
bir moment etkisiyle döndürülür. Moment etkisindeki deney parçası Ψ açısı kadar dönmüĢ
olur. Ψ açısına aynı zamanda burulma açısı denir. Ankastre uçta γ açısı oluĢur. γ açısına
kayma açısı denir.
(N.m) F.aM b
L P
b
ψ.Ι
.LM.
π
180G
F
)(mm 32
.DπΙ 4
4
P
)(N/mm /32π.D
.D/2Mτ 2
4
b
Mb
Mb Burulma momenti L Deney paçasının boyu
Kayma açısı τ Kayma gerilmesi
Ψ Burulama açısı
IP Atalet momenti
D Deney parçasının çapı
G Kayma modülü
a Kuvvet kolu uzunluğu
Amaç: Bu deneyde burulma momenti ve kayma modülünü bulmaktır.
Deney Raporunda Ġstenilenler: a-) Deneyin yapılıĢı
b-) Deneyde elde edilen verilere göre aĢağıdaki tablonun hazırlanması
Malzeme Yük
(N)
Burulma
momenti
(N.mm)
Kayma
gerilmesi
(N/mm2)
Burulma
açısı (0)
Kayma
modülü
(N/mm2)
Ortalama
kayma
modülü
Ψ
D a
91
(N/mm2)
ÇELĠK
PĠRĠNÇ
ALÜMĠNYUM
3. SERTLĠK DENEYĠ
Sertlik, bir cismin batırılmasına karĢın malzeme yüzeyinin gösterdiği direnç olarak tanımlanır.
Sertlik testleri malzeme çekme dayanımı ile ilgili bilgi verir. Çünkü çekme dayanımı ile
sertlik doğru orantılıdır.
Sertlik ölçme metodu, statik ve dinamik olmak üzere iki çeĢittir. Statik sertlik testlerinin en
önemlileri Brinell , Vickers , Rockwell testleridir. Test ucu , sertliği ölçülecek parçaya
darbesiz ve önceden tayin edilmiĢ bir zaman boyunca(yaklaĢık 30sn) etki eden sabit bir yük
ile bastırılır. Brinell ve Vickers testlerinde, yükün kaldırılmasından sonra yüzeyde meydana
gelen kalıcı iz ölçülür. Bütün sertlik değerleri birimsizdir. Birim yerine yapılan testin kısa
iĢareti yazılır.
a-Brinell Sertlik Testi: Belirli bir D çapındaki (mm) sertleĢtirilmiĢ çelik veya tungsten-
karbür bilya, seçilen bir test yükü F ile sertliği ölçülecek parçaya bastırılır. Ġzin d çapı,
modern cihazlarda ekran üzerinde veya daha eski cihazlarda büyüteç kullanarak ölçülür. TSE
„de “BSD” uluslararası standartlarda “HB” harfleriyle gösterilir.
Brinell Sertliği = )mm
Kgf(
])d(D[D*D
0.6366F
])d(D[D*D*π
F*2
A
F22222
Brinell testi esnasında kullanılan yük (F)ve bilya çapı (D) birbirlerine uygun olmalıdır. Yani
yükleme derecesi k= F/D2 oranına uyulmalıdır.
Çelik için k = 30
Bakır için k = 10
Alüminyum için k = 5
Çok yumuĢak metaller için k = 1 alınır.
d
b- Vickers Sertlik Testi: Teste kullanılan uç, tabanı kare ve tepe açısı 1360 olan bir elmas
piramittir. Elmas piramit uç, belirli bir yük ile malzemeye bastırıldığında malzemede tabanı
kare olan bir iz bırakır. Bu kare izin iz düĢümünün köĢegeni ortalama olarak d (mm) alınır.
ΦD
D
F
92
Vickers Sertliği = )mm
kgf(
d
F*1.8544
A
F22
Vickers sertlik testinin kullanılma alanında malzeme sınırlaması yoktur. Yani çok yumuĢak
malzemelere uygulandığı gibi çok sert malzemelere de uygulanabilir. Aynı zamanda ince
parçalar ve kaplama tabakaları sertliklerinin ölçülmesi içinde uygundur.
0,2 kgf ile 100 kgf arasında seçilen yükler iki bölge meydana getirmektedirler. 5kgf ile 100
kgf arasındaki yükler, normal yük bölgesini 0,2 kgf ile 5 kgf arasındaki yükler ise küçük yük
bölgesini teĢkil ederler normal yük bölgesine hangi yük kullanılırsa kullanılsın sertlik değeri
değiĢmez. Küçük yük bölgesinde ise yük azaldıkça deformasyon içindeki elastik kısmın
miktarı artar, plastik kısmın miktarı azalır. Bunun neticesinde uç kalıcı olarak daha az battığı
için sertlik değerlerinin arttığı gözlenir.TSE de “VSD” uluslar arası standartlarda “HV”
harfleriyle gösterilir.
c- Rockwell Sertlik Testi: Rockwell sertlik testinde metalik malzemelerin sertlikleri test
ucunun batma derinliği ölçülerek tespit edilir.
Parça
yüzeyi
to (1)
(3) tb
Sertlik Skalası
(2)
Sertlik
Değeri
F0 Minör Yük
F1 Majör Yük tb Kalıcı Batma Derinliği
1360
F
dort
1200
F0
1200
F0
1200
F0+F1
0
Referans
düzlemi t
93
Sertliği ölçülecek parça ile test ucu arasındaki tam temasını sağlamak ve cihazın ölçme
mekanizmasındaki boĢlukları gidermek maksadıyla bir F0 ön yükü uygulanmasıyla uç ölçme
parçasına bir t0 miktarı kadar batar. Bu derinlik Rockwell sertlik skalası için referans düzlemi
olarak alınır. F0 dan en az 4 kat büyük olan F1 deney yükünün eklenmesiyle uç (F0+F1) toplam
yükün etkisi altında malzemeye tayin edilmiĢ belirli bir zaman (15 sn gibi) bastırılır. Bu süre
sona erince F1 majör yükü kaldırılır. Uç Ģimdi malzemeye tekrar F0 minör yük ile etki
etmektedir. Minör yükün ilk ve son uygulanması arasında bir kalıcı batma derinliği (tb)
meydana gelir. tb küçüldükçe sertlik değeri artar. Batma derinliği(tb) arttıkça sertlik değeri
azalır.
Deney Raporunda Ġstenilenler: a-) Deneyin YapılıĢı
b-) Deneyde kullanılan numuneler ve bulunan sertlik değerlerini içeren tablonun
hazırlanması.
4. ÇENTĠK DARBE DENEYĠ
Çentik darbe deneyi, tokluğun testidir. Parça kırıldığında gevrek kırılma veya sünek kırılma
ile kopacağı hakkında bilgi sağlar. Isıl iĢlemlerin kalite kontrolü maksadıyla yaygın olarak
kullanılır. Her türlü metalin tokluğunu tespit etmek için kullanılmaktadır.
Test, sarkaçlı vurma cihazında yapılır.
h)mg(HA v
Uzunluğu L olan sarkaç kolunun ucunda, kütlesi m olan çelik malzemeden yapılmıĢ kırıcı
parça (çekiç) monte edilmiĢtir. Çekiç bir sabitleyici tırnak yardımı ile belirli bir H
yüksekliğinde tutulabilmektedir. Ġstenildiği zaman knob (hareket topuzu) çevrilince, kırma
çekici yolu üzerinde yerleĢtirilen çentik denilen kenarında oyuk açılmıĢ parçaya vurmak üzere
belirli bir potansiyel enerji ile harekete geçer. Çekicin, test parçasına bu enerjili darbesi
neticesinde vurulan numune Ģekil alarak ya iki parçaya ayrılarak kırılır yada numune bükülür.
Test numunesin iki parça olması veya bükülerek destekler arasında kalması için çekicin
potansiyel enerjisinin bir kısmı kırma iĢi olarak harcanır. Kırma iĢi DIN Normunda Av olarak
L
L
H
h
α β
m
Test
Parçası
Av
94
gösterilir. Cihazın sarkaç kolu ile gösterge ibresi beraber hareket ettiklerinden çekiç test
parçasına vurduktan sonra yükseldiği maksimum noktada ibre sabit olarak kalır. Böylece
taksimatlı gösterge üzerinde parçanın ne kadar enerji ile kırıldığı direkt olarak okunabilir. Av
değerleri sarkaç kolunun düĢey pozisyonuna (vurma pozisyonuna) doğru artmakta, kırma
çekisi fazla yükseldikçe(h ve açısı arttıkça) azalmaktadır. Cihaz göstergesi genel olarak
J(joule) birimindedir.(1 J = 1 Nm)
Deney Raporunda Ġstenilenler: a-) Deneyin yapılıĢ Ģekli
MALZEMELERĠN TAHRĠBATSIZ MUAYENESĠ
Tahribatsız muayene, malzemenin daha sonra kullanılmasına mani olacak herhangi bir
hasar vermeden yapılan deneydir. Kullanılacak parçanın içinde çatlak, boĢluk gibi,
malzemenin hasara uğramasına neden olabilecek hatalar tespit edilerek nükleer santral gibi
yerlerde güvenilirlik önem kazanmaktadır bunun için kullanılan parçanın iyi tanınması
gerekir. Mesela basınçlı kap imalatında kullanılan kaynak dikiĢinin içinde olabilecek bir
çatlak kabın patlamasına sebep olabilir. Kaynak dikiĢinde olup olmadığı daha önceden
bilinmeli ve ona göre önlem alınmalıdır.
1. GÖZLE MUAYENE
Hem ucuz hem de basit bir muayene metodudur. Diğer metotlara göre yetersiz
olmasına rağmen yine de önem kazanır. Yeterli bir aydınlatma altında göz kusurlu bölgeyi
kabaca tespit eder. Sonra bu bölge baĢka muayene metotları ile detaylı incelenir. Farklı
özellikteki malzemelerin sahip olduğu kusurları bulmak için uygun olabilmektedir.
2. RADYOGRAFĠ:
X-ıĢınları küçük dalga boylu elektromagnetik ıĢınlarıdır. X-ıĢınlarının dalga boyları
10-8
- 10-12
m aralığındadır.
Deney yapılacak malzemenin üzerinden X-ıĢınları geçirilir. Malzeme içinde çatlak,
boĢluk gibi hata var ise X-ıĢını buralardan geçerken daha az engelden geçeceği için, parçanın
arka tarafına konan film üzerinde farklı etki yapacaktır; böylece malzeme içinde hata olup
olmadığı anlaĢılmıĢ olur.
3. PENATRASYON:
Bu yöntemle, yüzeye açılan çatlak, boĢluk gibi hatalar belirlenebilir. Bu yöntem,
ferromagnetik olan ve olmayan bütün malzemelere uygulanabilir. Penatran, içerisine nüfuz
eden madde demektir. Penatran maddeler yağ gibi sıvılardır. Deney yapılacak parça ilk önce
penatran sıvının içine konulur. Daha sonra çıkarılarak yıkanır. Yıkandıktan sonra çatlak,
boĢluk vs. içine giren ve yıkandıktan sonra bu yerlede kalan penatranı çekecek toz gibi bir
95
madde, parça üzerüne dökülür. Çatlak olan yerlerdeki penatran bu tozlar yardımıyla çekilerek
parçaya yapıĢır ve malzemenin çatlak ve boĢlukları bu Ģekilde belirlenebilir.
ġekil 1. Yüzey Çatlaklarının Penetran Sıvı Yöntemiyle Belirlenmesi
4. MAGNETĠK MUAYENE:
Bu tür deney, dökme demir, çelik gibi ferromagnetik malzemelerin yüzeyinde veya
yüzeye çok yakın bulunabilecek çatlak, boĢluk vs. gibi hataları belirlemek için yapılır. Demir
tozları inceleme yapılacak parçanın üzerine serpilerek parça magnetik alan içine bırakılır.
Hata olan bölgelerde N-S kutupları oluĢacağından tozların bu bölgede birikimi açıkça görülür.
ġekil 2. Mıknatıs Tozu Muayene Yöntemi
5. ULTRASONĠK MUAYENE:
Malzeme içindeki hataları belirlemek için ses dalgalarını kullanmak eski bir
yöntemdir. Bir parçaya çekiç vs. ile vurulur ise içinde çatlak olan malzeme ile olmayan
malzeme farklı ses çıkarırlar. Bu Ģekilde malzemenin içinde büyük boyutlu hatalar bilinebilir.
Ultrasonik deneyde kullanılan ses dalgalarının frekansı duyulabilir ses dalgalarının
üzerindedir. (16 kHz‟ den yüksek mekanik ses dalgaları; genellikle 1 - 5 MHz). Ultrasonik
kelimesi bu anlamda kullanılmıĢtır. Ultrasonik deney, hızlı ve güvenilir bir yöntemdir.
Ultrasonik ses dalgaları genellikle piezoelektrik malzemeler ile üretilir. Bu malzemeler
elektrik alanın etkisinde kaldıklarında fiziksel boyutlarında değiĢiklik meydana gelir. Bu
elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüĢümü demektir. Alternatif elektrik enerjisi
96
piezoelektrik kristale uygulandığı zaman, kristal elektrik akımı çevriminin ilk yarısında
geniĢler diğer yarısında geri döner. Alternatif akımın frekansının değiĢmesi ile mekanik
titreĢim (ses dalgası) üretilmiĢ olur. Kuvartz (SiO2) ultrasonik transistör yaygın olarak
kullanılır.
Ultrasonik ses dalgaları deney yapılacak malzemenin içinden geçirilir. ġekilde
görüldüğü gibi hata olmayan bölgelerdeki ses dalgaları ile hata olan yerlerdeki ses dalgaları
farklı yansıma gösterir. Malzeme sınır bölgelerinde ses dalgalarının çoğu yansıyarak geri
döner. Bu farklı yansımalardan faydalanılarak hatalı bölgeler belirlenebilir.
ġekil 3. Ültrason Ses Dalgaları Ġle Muayene
Deney Raporunda Ġstenilenler: a-) Deneyin yapılıĢı.
Ultrasonik ses üretici (Prop)
Çatlak
Çatlaklı bölgede
ses dalgalarının yansıması
Çatlaksız bölgede ses dalgalarının yansıması
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
97
POMPA ve BASINÇ KAYBI LABORATUARI DENEY FÖYÜ
Amaç: Pompa karakteristik değerlerini deneysel olarak tespit edip, deneysel ve teorik bilgileri
karĢılaĢtırmaktır.
Yapılacak Deneyler: Bu derste, mühendislik fakültesi laboratuarında bulunan iki farklı deney
yapılacaktır. Bunlar, seri/paralel santrifüj pompa ve basınç kaybı deney setleri kullanılarak
yapılacak deneylerdir.
1: Pompa basma yüksekliği (Hm) ile debi (Q) arasındaki iliĢkinin Belirlenmesi
2: Pompa özgül hızının bulunması
3: Pompa veriminin bulunması
4: Pompa ENPKY değerinin bulunması
5: Seri pompa karakteristik eğrisinin çizilmesi
6: Paralel pompa karakteristik eğrisinin çizilmesi
7: Yerel basınç kayıplarının ölçülmesi ve sonuçların teorik hesaplarla karĢılaĢtırılması
1.KONU ĠLE ĠLGĠLĠ TEMEL BĠLGĠLER
Santrifüj Pompaların GeliĢimi
Su dolu silindir bir kap kendi ekseni etrafında dönerken, merkezdeki suyun seviyesinin
düĢmesi, cidardaki su seviyesinin yükselmesi esasından yararlanarak santrifüj pompa fikri
ortaya çıkmıĢtır. Kap cidarında delikler varsa, silindirin devir sayısına bağlı olarak farklı
hızlarda su akıĢı olacaktır. Bunun nedeni dönmeden kaynaklanan santrifüj kuvvetlerdir.Devir
sayısının belirli bir değerinden sonra M noktası silindir tabanının altına düĢerek taban
ekseninde bir vakum basıncı oluĢacaktır. Bu vakum basıncı ile aĢağıdaki bir noktadan
yukarıya doğru sıvı aktarılabilir. Bu fikir santrifüj pompanın ortaya çıkmasını sağlamıĢtır.
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
98
ġekil. Cebri varteks hareketi
Santrifüj Pompaların Ana Elemanları
Santrifüj pompa, dönen bir çarkın kanatları arasına alınan sıvı taneciklerinin ivmelendirilerek
çevreye savrulması prensibine göre çalıĢır. Bir santrifüj pompa; mil, çark, dağıtıcı, salyangoz,
mil yatağı, salmastra kutusu, emme dirseği, emme borusu, dip klapesi, süzgeç, basma borusu
ve çıkıĢ vanası gibi elemanlardan oluĢur. Milin dönmesiyle çark ve çark üzerindeki kanatlar
döner. Kanatlar üzerindeki akıĢkan tanecikleri santrifüj kuvvetin etkisiyle ivmelenir ve
çevreye fırlatılır. Dağıtıcı, çarktan gelen sıvıyı çevreye yönlendirir. Salyangoz, pompanın dıĢ
muhafazasıdır. Salmastra kutusu, çarkın içine hava sızıntısını engellemek için kullanılır.
Emme dirseği, enerji kaybını minimum tutacak Ģekilde tasarlanır. Dip klapesi; pompa
çalıĢırken açılan, pompa çalıĢmadığında ise kendi ağırlığından dolayı kapanarak suyun geri
dönüĢünü engelleyen bir elemandır. Süzgeç, emme borusundan çarka katı parçacıkların
girmesini önler. ÇıkıĢ vanası kapatıldığında ise, sıvı çark içerisinde kalır ve pompa çalıĢmaya
devam eder. Sadece sıvı emip basamamıĢ olur. Vana açıklığı ayarlanarak basılan sıvının
debisi ayarlanmıĢ olur. Çark üzerinde hareket eden akıĢkana uygulanan statik basınç, devir
sayısına ve çarkın yarıçapına bağlı olarak değiĢir. Radyal doğrultuda oluĢan statik basınç hem
devir sayısının hem de yarıçapın karesiyle doğru orantılı değiĢir.
Ho
H
Z
Mo
M
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
99
Pompa Sistemlerinde Özgül akıĢ Enerjisi ve Manometrik basma Yüksekliği
Bir akıĢkanı bulunduğu noktadan daha yükseğe çıkarabilmek veya boru sistemi içinde
akıĢkanı hareket ettirebilmek için kayıpları karĢılayacak bir enerjiye ihtiyaç vardır. Pompalar
dıĢarıdan aldıkları enerjiyi akıĢ enerjisine dönüĢtürerek akıĢkanın hareketini sağlar. Bir pompa
sisteminin Ģeması aĢağıdaki gibidir.
Bir pompa sisteminde; akıĢkanın sıkıĢtırılamaz olduğu, akıĢın sürekli ve sıcaklığın sabit
olduğu kabul edilir. Pompa için özgül akıĢ enerjisi, pompa ve sistem kontrol hacimlerine
enerjinin korunumu denklemi uygulanarak bulunabilir.
Pompa kontrol hacmi için enerji denklemi;
kgçgçgç
p hgzzgVVPP
a .).(2
22
özgül akıĢ enerjisi, Ytop
).(2
.
22
gç
gçgç
kptop zzg
VVPPhgaY
pompa basma yüksekliği veya manometrik yükseklik, Hm
II
Hgeo
Ç
I G
Z2
Z1
Pompa kontrol hacmi
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
100
)(2.
)(
22
gç
gçgçtopm zz
g
VV
g
PPmSS
g
YH
sistem kontrol hacmi için enerji denklemi,
kboruıııIIIIII
m Hzzg
VV
g
PPH
)(
.2.
22
Hkb: Emme ve basma borularındaki toplam kayıp
Pompalarda, güç, debi ve basınç farkı arasındaki iliĢki
Bir pompanın akıĢ gücü, basma yüksekliği ve debisi arasında bir iliĢki vardır. Bu iliĢki,
Pompanın giriĢ ve çıkıĢları arasında enerjinin korunumu denklemi yazılarak bulunabilir.
Birim debiye sahip akıĢkan için 1 ve 2 noktaları arasında enerji denklemi,
)/...(............2
..2
2
222
1
211 kgJhgzg
VPhgzg
VPkp
olarak yazılabilir. Pompa giriĢ ve çıkıĢında debi eĢit ve m olarak kabul edilirse yukarıdaki
denklem,
)/...(..............2
......2
.. 2
222
1
211 kgJhgmzgm
Vm
Pmhgmzgm
Vm
Pm kp
olarak yazılabilir. GiriĢ ve çıkıĢta hızlar ve konumlar eĢit ( 2121 , zzVV ) olduğundan
yukarıdaki denklem,
1 2
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
101
kp hgmhgmPP
m ....)( 21
Pompalardaki kayıp enerji miktarı, pompanın verimi ile ifade edileceğinden dolayı yukarıdaki
denklemde kayıp enerji ihmal edilebilir. Yani, 0.. khgm alınabilir. Bu durumda denklem,
WNmhsmgskgmmNPsmQhgmPPm
ppp ...)()./()./()/()./(0..)( 22321
Bu denklemden görüldüğü gibi hacimsel debi ile pompa giriĢ ve çıkıĢı arasındaki basınç
farkının çarpımı pompanın gücünü verir. WNPQ p .........................
Pompanın sabit bir güçte çalıĢması durumunda hacimsel debi ile basınç farkının çarpımı sabit
olacaktır. Bu nedenle debinin arttırılması ile basınç farkı azalacak ve bunun sonucu olarak ta
pompanın basma yüksekliği azalacaktır.
Pompalarda Güç, Kayıp ve Verim
Pompalarda dıĢarıdan çekilen enerji mil aracılığıyla akıĢkana aktarılır. Ancak kaynak enerjisi
akıĢ enerjisine aktarılıncaya kadar bir takım kayıplara maruz kalır. Elektrik motoru
kullanılıyorsa bu motorun kendi iç kayıpları vardır. Bu kayıplar motorun iç verimi ile ifade
edilirler. Elektrik motorlarının verimi, motorların tanıtım levhaları üzerinde cos olarak
yazılıdır. Elektrik devresinden çekilen güç (Kaynak gücü), Wattmetre ile ölçülür. Mil
üzerindeki effektif güç,
CosNN kaynakef .
olarak hesaplanır. Çark ve kanatlar ile akıĢkan arasında ve kanatların sürtünmesinden dolayı
enerji kaybı olmaktadır. Bu kayıplar mekanik verim ile ifade edilmektedir. Ayrıca çark
giriĢindeki akıĢkan debisinin bir kısmı geri dönerek debide de bir kayıp olmaktadır. Bu kayıp
ise volumetrik verim ile ifade edilebilmektedir. Bu nedenle kaynak enerji ile akıĢ enerjisi
arasındaki tüm kayıplar için bir genel verim tanımlanırsa bu verim,
vmig ..
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
102
olarak hesaplanır. Böylece akıĢkana aktarılan güç (akıĢ gücü),
gkaynakktkaynak NNNN .
Nkt: Toplam kayıp güç
Pompanın akıĢ gücü, belirli debideki sıvıyı belirli bir manometrik yüksekliğe çıkaran güç
olduğuna göre, debi ve manometrik yükseklik deneysel olarak tespit edilirse akıĢ gücü
belirlenmiĢ olur.
PQN .
Q: Deneysel olarak ölçülen hacimsel debi (m3/s)
P: Pompa giriĢ ve çıkıĢı arasında deneysel olarak ölçülen basınç farkı )N/m2)
N: AkıĢkana aktarılan faydalı güç (W)
DENEY TESĠSATININ TANITILMASI
Bu derste seri/paralel santrifüj pompa eğitim seti kullanılarak pompaya ait çeĢitli karakteristik
değerlerin deneysel olarak tespiti yapılacaktır. Deneyde kullanılacak tesisatın Ģeması aĢağıda
görülmektedir. Deney tesisatında; motor gücü 0,75 kW, maksimum basma yüksekliği 36
mSS, devir sayısı 2900 d/d ve maksimum debisi 90 l/d olan iki pompa, 0-6 m3/h aralığında
ölçüm yapabilen bir debi ölçer, basınç ölçme cihazları, 27 litrelik su deposu, 32 mm çapında
bağlantı boruları ve vanalar bulunmaktadır. Deneyde her bir defasında değiĢik vanalar açık
tutularak pompaların seri veya paralel bağlanması sağlanır. Böylece seri ve paralel bağlantı
durumları için farklı deneyler yapılabilmektedir. Vanalarla debi miktarı değiĢtirilerek değiĢik
debilerde basınç miktarı okunabilmektedir.
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
103
P: Pompa G: Gösterge V: Vana
ġekil. Seri/paralel santrifüj pompa deney tesisatının Ģematik Ģekli
DENEYLERĠN YAPILMASI
DENEY 1: Pompa basma yüksekliği (Hm) ile debi (Q) arasındaki iliĢkinin Belirlenmesi
Deneyin yapılıĢında aĢağıdaki sıralama takip edilecektir.
A) 3 ve 4 no‟lu vanalar tam açık konuma getirilecek.
B) Sigorta 1 konumuna getirilip 1 no‟lu düğme yardımıyla 1.pompa çalıĢtırılacak.
C) Debi 4 m3/h ten itibaren her defasında 0,5 m
3/h düĢürülerek basma yüksekliği 3
no‟lu göstergeden okunacak ve değerler aĢağıdaki tabloya kaydedilecek.
D) Su akıĢı tamamen kesildiğinde pompanın basma yüksekliği maksimum olacaktır.
E) Tablo değerleri grafiğe aktarı.
Ölçülen değer/ölçüm sayısı 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Basma yüksekliği [mSS]
Debi [m3/h] 4 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0
Besleme tankı
P-1 P-2
G-1
G-2 G-3
V-1
V-2
V-3
V-4
deb
imet
re
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
104
DENEY 2: Pompa özgül hızının bulunması
Deneyin yapılıĢında aĢağıdaki sıralama takip edilecektir.
A) 3 ve 4 no‟lu vanalar tam açık konuma getirilecek.
B) Sigorta 1 konumuna getirilip 1 no‟lu düğme yardımıyla 1.pompa çalıĢtırılacak.
C) Debi 3 m3/h, basma yüksekliği de 12 mSS değerine ayarlanacak.
D) Devir sayısı sabit ve 2850 d/d olarak kabul edilecek.
E) Tablo değerleri kullanılarak özgül hız aĢağıdaki formülden hesaplanacak.
75,0
.
m
sH
Qnn
Ölçülen değer/ölçüm sayısı 1 2 3 4
Basma yüksekliği, Hm [mSS]
Debi, Q [m3/h] 1,0 2,0 3,0 4,0
Debi (L/d)
Bas
ma
yükse
kli
ği
(mS
S)
0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
10
20
30
40
50
60
0
7.0
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
105
ns : Pompa özgül hızı (d/d)
n = Çarkın dönme hızı (d/d) (2850 d/d alınacak)
Q = Hacimsel akıĢ debisi (L/s). Bu değer yerine bazen (m3/d) veya (m
3/h) kullanılabilir.
Hm = Her kademedeki basma yüksekliği (mSS)
DENEY 3: Pompa veriminin bulunması
Deneyin yapılıĢında aĢağıdaki sıralama takip edilecektir.
A) 3 ve 4 no‟lu vanalar tam açık konuma getirilecek.
B) Sigorta 1 konumuna getirilip 1 no‟lu düğme yardımıyla 1.pompa çalıĢtırılacak.
C) 1-3 m3/h aralığındaki debi değerlerinde basma yükseklikleri ve motor akımları
belirlenecek.
D) Devir sayısı 2850 d/d olarak sabit kabul edilecek.
E) Tablo değerleri kullanılarak verim hesaplanacak.
cosmm
m
IV
Hgm
m : Suyun kütlesel debisi [kg/s]
g : Yer çekim ivmesi 9,81 [m/s2]
Hm : Basma yüksekliği [mSS]
Vm: Motor voltajı [V]
mI : Motorun çektiği akım [A]
cos : Motorun güç katsayısı (0.85 alınabilir)
Ölçülen değer/ölçüm sayısı 1 2 3
Debi, Q [m3/h] 1,0 2,0 3,0
Basma yüksekliği, Hm [mSS]
Motor akımı, Im [A]
DENEY 4: Pompa ENPKY değerinin bulunması
Deneyin yapılıĢında aĢağıdaki sıralama takip edilecektir.
A) 2 ve 4 no‟lu vanalar açık diğerleri kapatılacak.
B) Her iki pompa çalıĢtırılacak.
C) 1 no‟lu bileĢik göstergeden vakum değeri kPa olarak okunacak ve tabloya
kaydedilecek.
D) Suyun bu basınçtaki buharlaĢma basıncı ekteki tablodan bulunacak.
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
106
E) ENPKY değeri aĢağıdaki formülden hesaplanacak.
g
ppENPKY vi
ENPKY = Emmedeki net pozitif kullanıĢlı yük (m)
pi = Pompa giriĢindeki mutlak basınç (Pa)
pv = Sıvının mutlak buharlaĢma basıncı (Pa)
= Sıvının yoğunluğu (kg/m3)
Not: Pmutlak = Pgösterge + Patm
Ölçülen değer/ölçüm sayısı 1 2 3
Emme hattı basıncı [kPa]
Emme hattı mutlak basıncı [kPa]
Suyun buharlaĢma basıncı [kPa]
Su hazne sıcaklığı [0C]
Tablo (ek) :Suyun farklı basınçlarda buharlaĢma sıcaklığı
BuharlaĢma sıcaklığı, Pb Basınç
[kPa]
BuharlaĢma sıcaklığı, Pb Basınç
[kPa]
7 1 81 49,34
33 5,03 86 60,14
46 10,1 90 70,14
60 19,94 94 81,49
69 29,86 97 90,97
76 40,22 100 101,35
DENEY 5: Seri pompa karakteristik eğrisinin çizilmesi
Deneyin yapılıĢında aĢağıdaki sıralama takip edilecektir.
A) 2 ve 4 no‟lu vana açık diğerleri kapalı tutulacak.
B) Pompaların her ikisi çalıĢtırılacak.
C) 4 no‟lu vana kademeli olarak 10 mSS basma yüksekliğinden itibaren 2‟Ģer mSS
arttırarak su debisi sıfıra ininceye kadar kısılacak ve her kademedeki basma ve debi
değerleri kaydedilecek.
D) Tablo değerleri grafiğe aktarılıp seri pompa karakteristik eğrisi çizilecek.
Ölçülen değer/ölçüm sayısı 1 2 3 4 5 6 7 8
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
107
Basma yüksekliği [mSS] 20 25 30 35 40 45 50 55
Debi [m3/h]
DENEY 6: Paralel pompa karakteristik eğrisinin çizilmesi
Deneyin yapılıĢında aĢağıdaki sıralama takip edilecektir.
A) 2 no‟lu vana kapatılıp diğerleri açılacak.
B) Pompaların her ikisi çalıĢtırılacak.
C) 4 no‟lu vana kademeli olarak 10 mSS basma yüksekliğinden itibaren 2‟Ģer mSS
arttırılarak su debisi sıfıra ininceye kadar kapatılacak ve her kademedeki basma ve
debi değerleri kaydedilecek.
D) Tablo değerleri grafiğe aktarılıp paralel pompa karakteristik eğrisi çizilecek.
Ölçülen değer/ölçüm sayısı 1 2 3 4 5 6 7
Basma yüksekliği [mSS] 10 20 30 40 50 60 70
Debi [m3/h]
Debi [m3/h]
Bas
ma
yükse
kli
ği
(mS
S)
0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
10
20
30
40
50
60
0
7.0
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
108
Deney Raporundan Ġstenenler
Her bir deneye ait tablo değerlerini ve pompa karakteristik eğrilerini çiziniz. Sonuçları teorik
bilgilerle karĢılaĢtırarak yorumlayınız.
2- BASINÇ KAYBI DENEY DÜZENEĞĠ
Debi [m3/h]
Bas
ma
yükse
kli
ği
[mS
S]
0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
10
20
30
40
50
60
0
7.0
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
109
Boru Ġçi AkıĢta Sürtünme
Boru içi akıĢta sürtünme kayıpları laminer ve türbülanslı akıĢ için farklı biçimde
hesaplanmaktadır. AkıĢın laminer veya türbülanslı oluĢunu belirlemede Reynolds sayısından
yararlanılır. Reynolds sayısı (Re) boyutsuz bir sayı olup, atalet kuvvetlerinin viskoz
kuvvetlerine oranı olarak tanımlanır. Dairesel borularda tam dolu akıĢ için;
**Re
dv veya
v
dV *Re olarak hesaplanır. Burada;
V: ortalama hız (m/s)
d: boru çapı (m)
: akıĢkanın yoğunluğu (kg/m3)
: mutlak vizkozite (N.s/m2)
:v kinematik vizkozite (m2/s)
Dairesel olmayan kesitlerde hidrolik yarıçap, kesit alanının ıslak çevreye oranından
bulunur. Pratikte laminer akıĢın üst limiti boru içi akıĢta Reynolds sayısının 2000 olduğu
civardadır.
Laminer AkıĢta Yük Kaybı
Borularda yük kaybının bulunmasında Darcy-Weiscach denkleminden yararlanılır. Bu
denklem;
g*2
V*
d
L*f
2
s Ģeklindedir.
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
110
Burada f sürtünme katsayısı olup, bütün borularda, bütün akıĢkanlar için laminer akıĢ
durumunda,
Re
64f olarak hesaplanır.
Türbülanslı AkıĢta Yük Kaybı
Türbülanslı akıĢlarda sürtünme katsayısının hesaplanmasında Moody diyagramından
ve ampirik formüllerden yararlanılabilir.
Pürüzsüz borular için 3000 ile 100000 arasındaki Reynolds sayılarında Blasius
denkleminden yararlanılabilir.
25.0Re
316.0f
Pürüzlü borular için;
74.1log*21 0
r
f denklemi kullanılır. Burada;
0r : boru yarıçapı
: boru yüzey pürüzlülüğü
Boru yüzey pürüzlülüğü değeri boru tipine bağlıdır.
Eski boru için; m0061.0m00122.0
Orta boru için; m000915.0
Yeni boru için; m000305.0m000153.0
Yerel Yük Kayıplar
AkıĢ biçiminde değiĢiklik olması durumunda yük kayıpları oluĢur. Bunlar; ani
geniĢlemede, ani daralmada, valflerde, bağlantılarda, dirseklerde, depo giriĢ ve çıkıĢında vb.
durumlarda oluĢan kayıplardır.
Yerel kayıpların teorik olarak bulunması karıĢık olduğu için genellikle ampirik
formüller kullanılır. Ampirik formüller genellikle hız yükü cinsindendir.
g
VKyerel
*2*
2
Ampirik olarak belirlenmiĢ yerel kayıplar aĢağıda verilmiĢtir.
a) Tanktan boruya, düz bağlantı (giriĢ kaybı) g
Vyerel
*2*5.0
2
2
geçmeli bağlantı g
Vyerel
*2*1
2
2
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
111
yuvarlatılmıĢ bağlantı g
Vyerel
*2*05.0
2
2
b) Borudan tanka çıkıĢ kaybı, g
Vyerel
*2*1
2
1
c) Ani geniĢleme,
g
VVyerel
*2
2
21
d) Venturimetre, normal ve ofris, g
V
Cv
yerel*2
*11
2
2
2
e) Dirsek, bağlantı elemanları, vanalar, g
VKyerel
*2*
2
45° dönüĢ için K= 0.35……0.45
90° dönüĢ için K= 0.5……0.75
T dönüĢ için K= 1.5……2
Sürpülü vana (açık) K= 0.25
Check valf (açık) K= 3
Ani daralma ve tedrici geniĢlemelerde K değerleri aĢağıdaki gibidir.
Ani daralma DeğiĢik Koni Açılarıyla Tedrici GeniĢleme
d1/d2 Kc 4° 10° 15° 20° 30° 50° 60°
1.2 0.08 0.02 0.04 0.09 0.16 0.25 0.35 0.37
1.4 0.17 0.03 0.06 0.12 0.23 0.36 0.50 0.53
1.6 0.26 0.03 0.07 0.14 0.26 0.42 0.57 0.61
1.8 0.34 0.04 0.07 0.15 0.28 0.44 0.61 0.65
2 0.37 0.04 0.07 0.16 0.29 0.46 0.63 0.68
2.5 0.41 0.04 0.08 0.16 0.30 0.48 0.65 0.70
3 0.43 0.04 0.08 0.16 0.31 0.48 0.66 0.71
4 0.45 0.04 0.08 0.16 0.31 0.48 0.67 0.72
DENEYLERĠN YAPILMASI
DENEY 1: Basınç kayıplarının ölçümü
Deneyin yapılıĢında aĢağıdaki sıralama takip edilecektir.
Ölçüm yapılan
eleman
Ölçülen basınç kaybı
yüksekliği (mSS)
Basınç kaybı (N/m2) Teorik olarak hesaplanan
Basınç kaybı (N/m2)
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. Refet KARADAĞ, ArĢ. Gör. Mehmet DĠRĠLMĠġ ve ArĢ. Gör.
Asım Fatih DURMAZ
112
Kaynaklar:
1) http://www.deneysan.com,
2) Hacımsal ve santrifüj pompalar (Prof. Dr. Kirkor Yalçın)
3) P-415 Seri/paralel santrifüj pompa eğitim seti deney föyleri (Yrd. Doç. Dr. Hüseyin
Bulgurcu, Balıkesir, 2005)
4) T-420 Basınç kayıpları eğitim seti deney föyleri (Yrd. Doç. Dr. Hüseyin Bulgurcu,
Balıkesir, 2005)
113
KRANK MĠLLERĠ VE YENĠLEġTĠRĠLMELERĠ
MALZEMESĠ: Genellikle tek parça halinde, döküm veya dökme yöntemi ile bazı hallerde
de parçalı olarak imal edilirler. Kalıpta dövülerek imal edilen krank milleri tavlanmıĢ ve
nitratlanmıĢ çelikten yapılırlar. Döküm krank milleri ise küresel grafitli dökme demirden imal
edilirler.
SERTLEġTĠRĠLMESĠ: Muylu yüzeyleri 4 mm derinliğe kadar sertleĢtirilmiĢ ve hassas
olarak taĢlanmıĢtır. Krank milleri endüksiyon ile yüzeyden sertleĢtirilir. Frekansı 10000 ile 1000000
arasında değiĢen bir akımın geçtiği sargılar muylu yüzeylerine sarılır ve çok kısa zamanda
yüzeyden ısınır. Isınan kısım su verme sıcaklığına ulaĢınca hemen akım kesilir ve su püskürtülmek
suretiyle soğutularak sertleĢtirilir. Bu yöntemde zamanın çok kısa olması ve yalnızca yüzeyden
ısınma sağlanması ile iç gerginlikler meydana gelmez.
BĠR ALT ÇAPA TAġLAMA ÖLÇÜLERĠ: 0,25–0,50–0,75–1mm ve inç sistemine göre
ise 0,010–0,020–0,030–0,040 inç‟tir.
KRANK MĠLLERĠNDEKĠ ARIZALAR: AĢınma, çizilme, sarma, çatlama, eğilme
OVAL VE KONĠK AġINMA SEBEPLERĠ :
OVAL AġINMA: Oval aĢınma muylu yüzeylerine her durumda aynı basıncın gelmemesi
sebebiyle olur.
KONĠK AġINMA: Konik aĢınma kol muylularına yağ kanalı doğrultusunda yağ içindeki
tortuların taĢınması ve ilk çıktığı bölgede yatak malzemesine batması ile muyluyu aĢındırmasından
meydana gelmektedir. Yatak keplerinin farklı sıkılması, biyel kolunun eğilmesi konik aĢıntı
sebeplerinin bir kaçıdır.
OVALLĠK VE KONĠKLĠK MĠKTARI: Ana muylular için 0,05 mm, kol muyluları için
ise 0,04 mm den fazla ovallik ve koniklik bulunduğunda krank mili taĢlanmalıdır.
KRANK MĠLLERĠNĠN EĞĠKLĠĞĠNĠN DÜZELTĠLMESĠ: Krank millerinde
maksimum eğiklik miktarı 0,075 mm dir. Eğik bir krank mili doğrultma presinin V yatakları
üzerine konur ve salgı komparatörü orta ana yataklardan birine tatbik edilir. Ġbrenin salgı sınırında
sıfırlanmasından sonra krank mili 180 derece döndürülür ve eğiklik miktarı komparatör
kadranından okunur. Krank milinin konkav kısmı üste getirilerek eğikliğin biraz daha fazlası olmak
üzere hidrolik pres ile bastırılır. Önemli olan bu iĢlemi bir defada yapabilmektir. ĠĢlem birkaç
defada yapılacak olursa mil gereksiz yere yorulmuĢ olur. Krank doğrultma iĢleminde kalıcı
değiĢikliğin sağlanabilmesi için, kör bir keski ile kuvvet uygulanan muylunun iç yüzeylerine orta
Ģiddette tıklamak fayda sağlayacaktır. Doğrultma sonucunda eğiklik miktarı 0,03 mm‟nin altında
olmalıdır. Döküm krank milleri doğrultma iĢlemine tabi tutulmamalıdır KIRILIR.
ÇENTĠK FAKTÖRÜ: Krank kol ve ana muylularında çentik faktörünü gidermek için
yuvarlatma iĢlemi yapılır. Verilecek ortalama radius miktarı motor silindir çapının 0,04 katıdır.
KRANK MĠLLERĠNĠN TEZGAHA BAĞLANIġ ġEKĠLLERĠ: Krank milleri taĢlama
tezgahına aynalar ve puntalar arasına bağlama olmak üzere iki türlü bağlanır. Aynalar arasına
bağlandığında volan flanĢı aynalar arasında kalacağından eksenlemede flanĢ esas alınmaz. Bu
sakıncayı ortadan kaldırmak için puntalar arasına bağlamak flanĢa göre eksenlemeyi kolaylaĢtırır.
Aynalar arasına bağlandığında eksenleme komparatörlerinden biri keçe yatağına, diğeri ise ön diĢli
miline tatbik edilir. Keçe yatağına ulaĢılamadığı durumlarda ana muylunun aĢınmamıĢ radiusuna
114
yakın kısımlardan faydalanılır. Ġki punta arasına bağlama; krank milini boĢluk alma nedeni ile
akordeon gibi sıkıĢtırabileceğinden genellikle aynalar arasına bağlanarak taĢlama yapılır.
DESTEK YATAKLARIN KULLANIMI: Destek yataklar taĢlama sırasında talaĢ
yüklerini ve titreĢimlerini alacağından muylu yüzeyleri pürüzsüz olacaktır. Ayrıca destek yatak
krank ağırlığını taĢıyacağından balanssızlığın doğuracağı dezavantajları da ortadan kaldırır. Sabit
yatak fazla sıkılırsa krank esneme yapar, az sıkılırsa değip değmediği anlaĢılmaz.
TAġ KALINLIĞI: Krank muylu geniĢliklerine göre taĢ kalınlıkları da uygun olmalıdır.
Kısa zamanda taĢlama yapabilmek için taĢ geniĢliği muylu boyunun 3/4 „ü kadar olmalıdır.
POLĠSAJ ĠÇĠN BIRAKILAN PAY : Polisaj için bırakılan pay 0,005mm olmalıdır.
KRANK TAġLAMA TEZGAHI KISIMLARI :
Boylamasına çark Arnold komparatör
Dikine yavaĢ hareket kolu Soğutma suyu
Hızlı hareket kolu Polisaj kayıĢı
TaĢ motoru ĠĢ baĢlığı motoru
Kuyruk baĢlığı levyesi Kavrama ve Ģanzuman
Sabit yatak
SĠLĠNDĠR YÜZEYLERĠNĠN YENĠLEġTĠRĠLMESĠ
MALZEMESĠ: Silindir blokları genellikle fonttan dökülse de, hafif oluĢları bakımından
günümüzde alüminyum alaĢımı bloklar da kullanılır.
SĠLĠNDĠR ARIZALARI: Silindir yüzeylerinde genellikle aĢınma, parlaklık, klepaj ve
çizilme gibi arızalar görülebilir.
AġINMA SEBEPLERĠ: Silindirlerde de aĢınma silindirik bir Ģekilde olmaz. Normal olarak
büyük ve küçük dayanma yüzeylerine doğru aĢınmaların dıĢında silindir kapak civatalarının farklı
torkta sıkılması sonucunda silindir bloğunda gerilmeler oluĢur. Segmanlar bu bozuk silindirikliğe
ayak uyduramaz ve silindiri aĢındırırlar.
SĠLĠNDĠRDE AġINTININ EN FAZLA OLDUĞU KISIMLAR: Silindirde aĢıntının en
fazla olduğu kısımlar üst segman setinin hemen birkaç milimetre altındadır. Bu kısım çalıĢma
Ģartlarında en fazla ısınan ve en az yağlanabilen kısımdır. En zor Ģartlara sahip bölge burasıdır.
Silindir duvarlarının en az aĢınan kısımları ise alt seviyelerdir. Bu kısımlarda yağlama iyi ve
soğutma fazladır.
REKTĠFĠYE ÖLÇÜSÜ: Eğer bir silindirde derin çizikler, çatlaklık oyukluk varsa veya
ölçme sonucu belirlenen ovallik miktarı 0,003 inç (0,075mm) koniklik miktarı 0,010 inç (0,25 mm)
ten fazla ise rektifiye edilmeli ve pistonları takım halinde değiĢtirilmelidir.
HONLAMA PAYI: Rektifiye edilen her silindire 0,04-0,06 mm honlama payı
bırakılmalıdır. Honlama sonucunda oluĢacak çap piston etek çapından piston boĢluğu kadar büyük
olmalıdır.
SABĠT SĠLĠNDĠR REKTĠFĠYE TEZGAHI PARÇALARI :
Merkezleme komparatörü Yana çark
Dikine çark Kilitleme levyesi
115
Delme mili çarkı ġanzıman
Kumanda paneli Elektrik motoru
REKTĠFĠYE EDĠLEN YÜZEYDE PÜRÜZLÜLÜK DURUMU: Günümüzde buji ile
ateĢlemeli motorların dökme demir silindir yüzey kaliteleri 3-6 µm arasındadır. Yüzey kalitesi 3
µm‟den aĢağı olan silindir duvarları segmanların silindirlere alıĢmasını zorlaĢtırır, hatta imkânsız
hale getirir. 6 µm‟den daha fazla olması durumunda ise segman ve silindirler daha çabuk aĢınırlar.
PAH KIRMA: Silindirlerin tornalanmasından sonra oluĢan keskin köĢeler alınmalıdır.
Keskin köĢeler yanma odasına ulaĢan sivri uçlardır. Erken ateĢlemeye neden olabilirler, ayrıca
makinacılıkta keskin köĢeler istenmez. Sivri köĢeler eli keser ve montajda zorluk çıkarırlar. Bu
nedenlerden dolayı kalem 45 dereceye bilenir, birkaç mm ileri sürülür ve otomatiğe takmadan elle
2,5 – 3 mm geniĢliğinde hafifçe tornalanarak pah kırılır.
HONLAMANIN FAYDALARI :
Motor verimini yükseltir
Yüzeye geometrik doğruluk verir
Düzgün bir yüzey sağlar
Mikro kanallar yardımı ile yağlamanın iyilik derecesini arttırır.
Dizel motorlar için rodaj devresini kısaltır.
HONLAMA TAġININ TAġMA MĠKTARI: Honlama kafasına bağlı olan taĢlar, kurs
ayarı sonrası silindir dıĢına taĢacaktır. Bu taĢma miktarı taĢ boyunun 1/4‟ü ile 1/3‟ü kadar
olmalıdır. Bu miktarın çok olması halinde iĢ ters fıçı Ģeklinde, az olması halinde ise fıçı Ģeklinde
oluĢacaktır. Kurs boyunun fazla uzun veya yataklamanın çok yüksekten olması durumunda
silindirin üst kısmından fazla, alt kısmından ise az talaĢ kaldıracaktır.
SĠLĠNDĠRLERDE OLUġACAK TAġ ĠZLERĠ: Silindirlerde oluĢacak taĢ izleri 45
derecelik açı oluĢturacak Ģekilde olmalıdır.
HONLANAN YÜZEYĠN KONTROLÜ :
Gözle kontrol
Folye baskı metodu
Raster elektron mikroskobu
Yüzey pürüzlülüğü ölçümü
BOZUK HONLAMA SEBEPLERĠ :
Sebep Sonuç GörünüĢü
Eksenel hızın çevresel hıza
oranı yanlıĢ, kurs çok seri
ana mil devri düĢük
Yetersiz alıĢma ve
kompresyon kaçakları, yağ
tutma özelliğinin olmaması
ve yüksek oranda yağ kaybı
60 derecenin üzerinde
honlama izleri
Kurs çok yavaĢ, ana mil
devri çok fazla
Segmanlarda titreme, segman
ve segman yuvalarında aĢırı
aĢınma, yetersiz yağ dağılımı
ve yetersiz yağlama
30 derecenin altında yetersiz
honlama izleri
SĠLĠNDĠR GÖMLEKLERĠ :
116
Kuru silindir gömlekleri: Takıldıkları silindir bloğuna sıkı sıkıya geçen ve soğutma suyu
ile temas halinde olmayan gömleklerdir. ġekil yönünden ikiye ayrılırlar.
FlanĢlı
FlanĢsız
YaĢ silindir gömlekleri : Silindir bloğunda su ile temas halindedir Ģekil yönünden üç grupta
toplanır.
a) FlanĢlı ve kanallı: Bu silindir gömlekleri silindir bloğuna üstten flanĢla oturan alt
kısmında motor soğutma suyunun sızdırmazlık conta kanalları bulunan gömleklerdir.
b) FlanĢlı ve kanalsız: Bu silindir gömlekleri, silindir bloğuna üstten flanĢlı olarak oturan
ve alt tarafında conta kanalları bulunmayan silindir gömlekleridir. Sızdırmazlık conta
kanalları motor bloğuna açılmıĢtır.
c) Çift flanĢlı ve kanalsız: Bu silindir gömlekleri silindir bloğuna motor soğutma suyunu
kaçırmayacak Ģekilde üstten ve alttan flanĢlı ve contalı olarak tespit edilen silindir
gömlekleridir.
KURU SĠLĠNDĠR GÖMLEKLERĠNĠN ÇAPLARI: DıĢ çapları tam iç çapları ise
yaklaĢık 0,3-0,5 mm talaĢ payı bırakılarak piyasaya sürülürler.
KURU SĠLĠNDĠR GÖMLEKLERĠNĠN TAKILABĠLMESĠ ĠÇĠN SIKIġTIRMA
BASINCI: Kuru silindir gömleklerinin presle takılabilmesi için 3000-5000 kg‟lık sıkıĢtırma basıncı
yeterlidir.
GÖMLEK TAKILACAK SĠLĠNDĠRDE OVALLĠK VE KONĠKLĠK MĠKTARI:
Gömlek takılacak silindirde ovallik ve koniklik miktarı 0,025 mm‟yi aĢmamalıdır.
MOTOR YATAKLARI VE YENĠLEġTĠRĠLMESĠ
ÇEġĠTLĠ YATAK ALAġIMLARI:
Kalay Esaslı Metal: Otomobil sanayiinin baĢlangıcından beri yapıla gelmekte olan bu
metot Babbit tarafından 1839 yılında bulunmuĢ ve çelik bir zarf üzerine kaplanılarak kullanılmıĢtır.
Mekanik özelliği yüksek değildir ve yüksek sıcaklıklarda dayanımı düĢer. YumuĢak olduğu için her
cins krank mili ile kullanılabilir. Ġçerisinde aĢınmayı azaltan ve dayanımı arttıran kristaller bulunur.
Dayanımı sıcaklıkla orantılı olarak düĢer. Karter yağı 120 dereceyi geçmediği sürece iyi hizmet
görür.
KurĢun Esaslı Metal AlaĢımlı Yatak: Ana maddesi kurĢundur. Ġçerisinde %15 antimuan,
%10 kalay ve %1 arsenik vardır.
Bakır AlaĢımlı Yatak: KarıĢım miktarı %50 kurĢun ve %50 bakırdan; %25 kurĢun ve gerisi
bakır olanına kadar değiĢik oranlarda alaĢımları mevcuttur. Bu yatakların tek dezavantajı birbiri
içinde çözülmezler ve mekanik bir alaĢımdan ibarettirler.
Sinterleme: Bakır alaĢımlı yatak imalatında kullanılan bir metot ta sinterleme yöntemidir.
Bu metotta yatak malzemesi büyük bir patlama ile atomize hale getirilir. Bir inç karesinde 10 000 –
100 000 delik bulunan eleklerden elenerek homojen bir yapı oluĢturulur. Bu yapıdan suyun dahi
geçmesi mümkün değildir. Bu sayede sağlam ve dayanıklı bir yatak imalatı gerçekleĢmiĢ olur.
Alüminyum alaĢımlı yatak: Tek baĢına alüminyum yüzey özelliği olarak pek kaygan bir
malzeme olmadığından ve aĢınma hızı yüksek olduğundan iyi bir yatak gereci değildir. Bunun
yerine çelik bir zarfa alüminyum-kadmiyum alaĢımı ince bir tabaka halinde bir yatak yapılabilir.
Böyle bir yatak malzemesinin içinde %3 kadmiyum, %1 bakır , %1 nikel katığı bulunur ve geri
kalanı da alüminyumdur. Normal montaj ve çalıĢma Ģartlarında, döküm veya sertleĢtirilmiĢ krank
millerinde alüminyum yataklar iyi sonuç verir.
117
YATAKLARDAN ARANAN ÖZELLĠKLER :
Yorulma dayanımı YapıĢma
Korozyon dayanımı SertleĢmeme
YumuĢaklık Yağ tutma
Ortama uyma Kolay iĢlenebilirlik
Isı iletme Kolay bulunabilme
YATAK ÇEġĠTLERĠ :
a) Hassas ĠĢenmiĢ Standart Yatak: Bu yataklar yaklaĢık 1/64 inç kalınlığında bir yatak
malzemesini 1/16 inç kalınlığında çelik kusinet üzerinde taĢıyan ve üzerinden talaĢ kaldırmayı
gerektirmeyen hassas yataklardır. Tornalamaya ve alıĢtırmaya gerek duyulmaz.
b) Hassas ĠĢlenmiĢ Standarttan Küçük Yataklar: Krank kol ve ana muylularında
aĢıntılardan dolayı taĢlama neticesinde çap düĢer. Bu düĢük çapa düĢük yatak gereklidir. Kol ve ana
muyluları geliĢigüzel herhangi bir çapa değil, piyasada bulunan, metrik sisteme göre 0,25 mm
aralıklarla küçülen yatak çapına göre taĢlanır ve böylece yatak boĢluğu standart hale getirilmiĢ olur.
c) Yarı ĠĢlenmiĢ Hassas Yataklar: Bu tip yataklar motorun ağır ve çok değiĢik iklim
Ģartlarında uzun zaman kullanılması, biyel baĢlarında, krank yatak yuvalarında ve motorun
kendisinde çarpılma ve ovalliklerin oluĢması durumda kullanılan yataklardır. Bu yatakların iç
çaplarında iĢleme payı bırakılır, diğer ebatları tam iĢlenir. Tornalamak ve taĢlamak gibi bir iĢleme
tabi tutulmazlar.
d) Yarı ĠĢlenmiĢ Merkez Yataklar: Krank ana yataklarından biri kılavuz yataktır. Bu
yatakların yan taraflarında yanak yüzeyleri vardır. Krank eksenel gezintisi bu yanaklar sayesinde
kısıtlanır. Krank taĢlamacılığında taĢı krank kollarına değdirmek (tınlamak) suretiyle taĢlama
bitirilir. Her tınlamada alınan bir miktar talaĢ muylu boyunun uzamasına neden olur. Krank eksenel
gezintisindeki artıĢı sınırlar arasına getirebilmek için yanaklara iĢleme payı olarak bırakılan 0,15
mm lik pay ana yatak torna tezgahında iĢlenmek suretiyle alınır.
e) Yarı Hassas Yatak: Piyasaya sürülen yataklardan biri de yatak yuvaları geniĢletilmiĢ
olan hallerde çene payının aynı kalabilmesi için kullanılan çene payı yüksek yataklardır. Çenelere
iĢleme neticesinde 0,025-0,050 mm yükseklik verilmelidir. Bu yatakların diğer tarafları tamamen
iĢlenmiĢ durumdadır ve herhangi bir iĢlem gerektirmez.
YATAK METALĠ KALINLIĞI: Yapılan incelemelere göre yatak metali kalınlığı 0,05-
0,08 mm arasında olmalıdır.
ÇENE PAYI: Çene payının azlığı durumunda montaj sonrasında yatak çevresel basıncı
oluĢmaz ve yatak yerinde serbesttir. Yatak ve yuvası arasında yağ vardır. Yatağın krank muylusu ile
olan sürtünmesinde yatağın yerinde dönmesi ihtimali vardır. Çene payı çevresel basıncı arttırır.
Fazla olması durumunda ise çökmeler meydana gelir.
EKSENEL GEZĠNTĠ : Krank levye ile bir tarafa itilir ve bir komaparatör bağlanıp
sıfırlanır. Krank geri getirildiğinde komparatörden okunan değer eksenel gezinti miktarıdır. Eksenel
gezinti miktarı muylu çapına göre değiĢir.
Ana yatak çapı Eksenel gezinti
50-70 mm 0,101-0,152mm
70-90 0,152-0,203mm
90-… mm 0,152-0254 mm
118
YATAK ARIZALARI :
Yatak erimesi, yatak yorgunluğu, korozyon aĢınma
YATAK ERĠMESĠNĠN SEBEPLERĠ: Motor yatakları yağsız kalma neticesinde yanarlar.
Ana yatakların yanması motorun yağsız kalması neticesinde olur. Kol yataklarındaki yanma ise en
kısa mesafede bulunan kol yataklarına gelen kanallardaki tıkanmalardan veya yatak yağ
boĢluklarında farklı yatak boĢluklarından kaynaklanabilir.
YATAK YORGUNLUĞUNUN SEBEPLERĠ: Muylu uçlarındaki radiusların uygun
ölçüde olmayıĢı, malzemenin gözenekli olması, dökümden kalan yabancı maddelerin bulunması,
yüzeyde mikroskobik çatlakların bulunması en önemli nedenlerdir. Kötü iĢçilik, zayıf malzeme ve
yüzey kalitesi bozukluğu diğer sayılabilecek ikinci dereceden sebeplerdir.
KOROZYONUN SEBEPLERĠ: Genel olarak korozyon bir kimyasal yanmadır. Yakıtın
içinde bir miktar sülfür (kükürt) vardır. Yanma sonucunda sülfirik asit meydana gelir. Karterde
yağla birlikte metallere taĢınan asit metali etkiler. Özellikle bakır kurĢun alaĢımını etkileyerek metal
yüzeyi zımpara bezi gibi karıncalanmıĢ bir Ģekilde aĢındırır.
AġINMANIN SEBEPLERĠ :
Yatakların ve ilgili parçaların yerlerine uygun takılmamaları
Uygun yağla yağlanmamaları
Yağın temiz tutulmaması
Motorun kapasitesi dahilinde uygun yük ve hızlarda çalıĢtırılmaması
Motorun toz ve kirlerden korunmaması
Motorun karıĢım ve avans bozukluğundan dolayı yüksek sıcaklık ve aĢırı darbelerden
korunmaması
119
ISITMA SiSTEMLERi LABORATUVAR FÖYÜ
Hazırlayan: Okutman ġ.Müslüm AÇIKER
1. GiriĢ
Isınma,insanlığın ilk yıllarından beri ortaya çıkan doğal bir ihtiyaçtır. Ġnsan vücudunun, fonksiyonlarını
sürdürmesi için, belirli bir sıcaklıkta kalması gerekmektedir. Bu sıcaklığın üzerinde terleme,altında ise üĢüme
ortaya çıkar. Terleme durumunda klima, üĢüme durumunda ise ısıtma gerekir.
Ġlk insanlar, ısınma için açıkta yakılan ateĢten yararlanmıĢlardır. Daha sonraları (uygarlığın geliĢimi ve
kapalı ortamlarda yaĢamaya alıĢmalarından dolayı) yanma sonucu ortaya çıkan ve ortamın nemini ve temizliğini
bozan zararlı gazlardan kurtulmak amacıyla çeĢitli sobalar kullanmıĢlardır. 17 ve 18 yüzyıllarda demir sobaların
kullanılması, ısıtmada büyük kolaylıklar sağlamıĢtır. Günümüzde daha geliĢmiĢlerinin kullanıldığı bu sobaların
yerini, merkezi ısıtma fikrinin geliĢmesiyle birlikte dev kazanlar almıĢtır. Bu kazanların kullanımıyla
birlikte; sobayla yapılan ısıtmanın bir çok sakıncaları ortadan kaldırılmıĢtır.
Daha sonraları ısıtmada buhar kazanlarının kullanılmasıyla birlikte daha büyük ünitelerin, hatta kasaba
ve Ģehirlerin tek merkezden ısıtılması mümkün olmuĢtur. Günümüzde; alıĢılmıĢ merkezi ısıtma sistemlerinin
yanında ısı pompası, güneĢ enerjisi, buhar türbinlerinin ara buharları, elektrik enerjisi gibi ısıtmada çeĢitli
olanakların değerlendirilmesine çalıĢılmaktadır.
2. Isıtma Sistemleri
1. Lokal ısıtma
2. Merkezi ısıtma
3. Bölgesel ısıtma
2.1. Lokal ısıtma
Isı ısıtılacak bölgenin bizzat içinde üretilir. Bu sistemin tatbik edildiği yerlerde, ısıtılması gereken her mahalde
bir ısı üreticisinin bulunması gereklidir. ÇeĢitli Ģekilleri vardır; a. Mangal b .Ocak, ġömine c. Soba d. Elektrikli ısıtıcılar
2.2. Merkezi ısıtma
Bir ısıtma merkezinde ısıtılan ısının taĢıyıcı ortam vasıtasıyla ısıtılması istenen mahallere yerleĢtirilmiĢ
ısıtıcılara gönderilmesi suretiyle gerçekleĢtirilmiĢ ısıtmaya merkezi ısıtma denir. Merkezi ısıtma, ısı taĢıyan
ortamın cinsine göre çeĢitli isimler alır.
A. Sıcak Su Ġle Isıtma B, Kızgın Sulu Isıtma C. Alçak Basınçlı Buharla Isıtma D. Yüksek Basınçlı Buharla Isıtma E. Vakumlu Buharla Isıtma F. Sıcak Hava Ġle Isıtma
120
A. Sıcak Su Ġle Isıtma
Burada ısı taĢıyıcı ortam 90°C 'ye kadar ısıtılmıĢ sudur. Bu sıcaklık derecesinde buharlaĢma
olmadığından tesisat atmosfere açıktır. IsıtılmıĢ olan suya sıcak su ile, soğuyan suyun, özgül ağırlıktan
arasındaki fark dolayısıyla tabii olarak veya devreye bir tulumba (pompa) ilavesiyle cebri olarak sirkülasyon
yapar.
ÇıkıĢ suyu 110 °C 'ye kadar olan ısıtma sistemleri de sıcak sulu ısıtma sistemleri içinde değerlendirilir.
Ancak sistem kapalı bir sistem olup, 110 °C 'ye kadar sıcaklığa tekabül eden basınç altında tutulur. GenleĢme
tankına takılan bir güvenlik sifonu ile hem gerekli basınç, hem de sistemin güvenliği sağlanmıĢ olur.
B. Kızgın Sulu Isıtma
Bu sistemde 110°C ilâ 190°C 'a kadar ısıtılmıĢ su kullanılır. Suyun buharlaĢmasını önlemek için
devamlı bir karĢı basınç meydana getirilir. Bundan ötürü tesisatın dıĢ atmosferle bağlantısı yoktur.
C. Alçak Basınçlı Buharla Isıtma
Kalorifer kazanından çıkıĢ basıncı 0,5 ata (kğ/cm2) ve sıcaklığı da 110°C olan buharla yapılan ısıtmadır.
D. Yüksek Basınçlı Buharla Isıtma
Kalorifer kazanından çıkıĢ basıncı 0,5 ata'dan ve sıcaklığı da 110°C'den yüksek buharla yapılan
ısıtmadır.
E. Vakumlu Buharla Isıtma
Basıncı atmosfer basıncından az olup, 0,25 ile 0,95 ata arasında değiĢen ve sıcaklığı da en az 65 °C olan
buharla yapılan ısıtmadır.
F. Sıcak Hava Ġle Isıtma
Burada ısı taĢıyıcı ortam havadır. Bir merkezde ısıtılan hava kanallar vasıtası ile ısıtılması gereken
mahallere sevk edilir. Bu sistem ancak ısıtma ile beraber hava değiĢiminin de sağlanmasının gerekli olduğu
yerlerde kullanılır.
2.3. Bölgesel Isıtma
Eğer birden fazla bina, her binada ayrı ayrı kazan daireleri tesis etmek yerine, bu binaların dıĢında tesis edilecek bir tek kazan dairesinden ısıtılırsa, böyle bir ısıtma sistemime bölgesel ısıtma, ortak kazan dairesine ise bölgesel ısıtma santrali denir.
Isıtılacak bölge, çok büyük ve yoğun bir yerleĢim bölgesi olabilir. Bu taktirde bir Kent Isıtması söz konusudur. Kent ısıtmasında, hem konut binalarına hem de fabrikalara ısı satıĢı yapılır.
Bölgesel ısıtma sistemleri, büyük bina gurupları için özellikle uygulanır. Hasta haneler, kıĢlalar, konut siteleri, üniversite kampüsleri, endüstriyel üretim tesisleri gibi
121
3. Merkezi Isıtma Sisteminin Parçalan
Merkezi ısıtma sisteminde, yakıtın yakılması ve ortaya çıkan ısının tesisatta dolaĢan akıĢkana aktarılması kazanda olur. Kazanda ısıtılan bu akıĢkan, sıcak ve soğuk su borularıyla odalara ısı veren ısıtıcılara taĢınır. Bütün bunların baĢka, sistemin otomatik kontrolü ve güvenliği için termometreler, genleĢme kabı, güvenlik boruları gibi aygıtlar merkezi ısıtma sistemine eklenmiĢlerdir.
Merkezi sistemin ana parçalan Ģunlardır. a. Kazan b. Brülör c. GenleĢme Kabı d. Güvenlik Boruları e. Isıtıcılar
f. Yakıt Deposu
g. Baca
h. Pompa
3.1. Kazan
Merkezi ısıtma sisteminin en önemli parçasıdır. Çoğunlukla binanın en alt katında, bodrum katma
yerleĢtirilir. Doğal dolaĢımlı ısıtma sistemlerinde, kazanın bodrum katında olması avantaj sağlar.
Kazanlar genel olarak; katı yakıt kazanı, sıvı yakıt kazanı ve gaz yakıt kazanı olmak üzere üç çeĢittir.
Katı yakıt kazanında yakıt olarak kömür kullanılır. Ülkemizde kömür olarak genellikle linyit kömürü kazanlarda
yakılır. Sıvı yakıt kazanlarında 4 ve 6 numaralı fuel-oil, gaz kazanlarında ise petrolden elde edilen metan,
bütan, propan gazları ve doğal gaz yakıt olarak kullanılır, pratik olması nedeniyle evlerimizde kullanılan
Ģofbenler, gaz yakıt kazanlarının yaygın bir örneğidir.
Isıtma amacıyla kullanılan kazanlar günümüzde genellikle blok halinde yapılmakla birlikte, taĢıma ve
montaj kolaylığı bakımından eskiden beri dökme dilimli kazanlar kullanılmaktadır. Bu tür kazanlar, her hangi
bir kapıdan geçecek Ģekilde küçük parçaların bir araya getirilmesinden oluĢtuğu için, daha pahalı olmasına rağmen
tercih edilmektedir.
ilk yapılan kazanlar, bir su kabının altında ateĢ yakılması Ģeklindeydi kazanlar günümüzde
kullanılan konstrüksiyona eriĢinceye kadar çeĢitli aĢamalardan geçmiĢtir.
AĢağıdaki Ģekillerde kazanın aĢamalan görülmektedir.
Ġlkel Kazan Isı Kaçağı Patlama Emniyet Modern.
AzaltılmıĢ Tehlikesi Tedbirleri Kazan
ÖnlenmiĢ alınmıĢ
ġekil.1. Kazanın GeliĢimi
122
Katı ve sıvı yakıt kazanlar arasındaki temel fark, yanma odası ve yanma düzeneğidir. Katı yakıt kazanlarında yanma odası daha geniĢ tutulmuĢ, yanma odasına ızgara yerleĢtirilmiĢtir. Böylece ızgara üzerinde yakılan kömürün, havanın oksijenini alması sağlanmıĢtır. Izgaranın bir baĢka görevi de, yanma sonucu oluĢan ve yanmanın sürekliliğim önleyen kömür küllerinin yanma ortamından uzaklaĢtırılmasını sağlamaktır. Yakın zamanlara kadar kömür kazanlarında, kazana kömür yüklenmesi için sürekli bir personelin kazan dairesinde çalıĢması gerekiyordu. Son zamanlarda geliĢtirilen çeĢitli kömür yükleme düzenekleriyle, artık katı yakıt kazanları da belirli ölçülerde otomatikleĢtirilmiĢtir.
Sıvı yakıt kazanlarında yakma iĢlemi, brülör adı verilen otomatik cihazlar yardımıyla gerçekleĢtirilir. Sistem tamamen otomatiktir. Gerekli su sıcaklığına ulaĢtığında brülör otomatik olarak durur.
Gaz yakıt yakan kazanlarda ise yakma iĢlemi, sıvı yakıt kazanları gibi özel brülörler yardımı ile sağlanır. Gaz yakıt günümüzde oldukça önem kazanan hava kirliliğinin çözümü için oldukça önemli bir seçenek durumuna gelmiĢtir.
ġekil.2.Gaz Yakıt Kazanı
3.2. Brülör
Brülör, sıvı ve gaz yakıtların kazanda yakılabilmesi için geliĢtirilmiĢ otomatik bir ' y aygıttır. Kazanlarda kullanılan sıvı yakıt, ham petrolün damıtılması sonucu elde edilir. Viskozites ine göre çeĢitli numaralarla adlandırılır. Fuel-oil için sıcaklık viskozite iliĢkisi terstir. Sıcaklık arttıkça viskozite düĢer. Bu nedenle brülörde yakıtın püskürtüldüğü memenin kesitinin küçük olması ve yakıtın pülverize olması istendiğinden, yakıtın vis kozitesi kazana verilmeden önce ısıtılarak düĢürülür.
Ġyi bir yanma için, yakıtın küçük parçacıklara ayrılması ve bu Ģekilde hava ile karıĢması gerekir. Brülörlerin görevi bunlara ek olarak yakıtın püskürtülmesini de sağlamaktır. Yakıtın hava ile karıĢtırılması, vantilatörlü veya vantilatörsüz olarak gerçekleĢtirilir
Brülörler üç ana tipe ayrılırlar.
a. Fitilli brülörler
b. BuharlaĢtırmalı brülörler
c. Püskürtmeli brülörler
123
3.2.1.Fitilli Brülörler *
Bu tip brülörler, çoğunlukla gaz yağı sobalarında kullanılmak üzere geliĢtirilmiĢtir. Depodaki gaz yağı amyant bir fitil yardımıyla emilerek yanma bölgesine getirilir. Brülörün ayrı bir yerinden gaz sobasına giren yanma havası, fitille buharlaĢmak suretiyle yayılan gaz yağı ile birlikte bir kıvılcım veya alevle karĢılaĢtırılmak suretiyle yanma olayı baĢlatılır, îyi bir yanma için hava/yakıt oranının en iyi değerde olması gerekir.
3.2.2.BuharlaĢtırmalı Brülörler
Bu tip brülöıl6rde yakıt yağı, dıĢarıdan ısı verilerek bir buharlaĢtırma kabında buhar haline getirildikten sonra yakılır. BuharlaĢma ısısı, gazın yanmasından sonra oluĢan ısıdan sağlanır. Bu tip brülörler genellikle ev sobalarında ve küçük güçlü kazanlarda kullanılır.
ġekil 3.BuharlaĢtırmalı Brülör
Yanma için gerekli hava, buharlaĢtırma kabına doğal olarak veya vantilatör yardımıyla gönderilir. Doğal
olarak hava alan brülörler genellikle sobalarda ve termosifonlarda kullanılır.Vantilatörlü brülörlerde iyi bir
hava-yakıt karıĢımı sağlanır. Bu tip brülörler 2,5-4 kğ/h yakıt yakarlar. Bu nedenle de termal güçleri 20000-
30000 kcal/h civarındadır.
ġekil 3.de görüldüğü gibi, bu tip brülörlerde yakıt, yanma bölgesine Ģamandıralı bir kab sisteminden geçerek ulaĢır. BuharlaĢma, çevre havası ve yanan alevin ısısı ile yanma bölgesinde oluĢur. Yanma bölgesinde oluĢan bu yakıt buharı, yanma bölgesinin alt kısmından emilen hava ile karıĢarak, yanma için gerekli yakıt-hava karıĢımı oluĢur. Bu karıĢıma kıvılcım veya alev tutulduğunda yanma oluĢur. Sistemin ilk ateĢlemesi ve ayarı elle yapılır. Bu tip brülörlerin üstün yanı, basit ve ucuz olmasıdır. Sakıncalı tarafi ise, çok ince ve pahalı yakıt gerektirmesidir.
124
3.2.3.Püskürtmeli Brülörler
Bu tip brülörler vantilatörlü olup, genel olarak üç ayrı tiptedir. a. Yüksek basınçlı püskürtmeli brülörler b. Alçak basınçlı püskürtmeli brülörler. c. Santrifüjlü püskürtmeli brülörler
Yüksek basınçlı brülörlerde püskürtme memeleri çok ince deliklidir. Alçak basınçlı brülörlerde ise, daha büyük delikli memeler bulunmaktadır. Bu nedenle, alçak basınçlı brülörlerde daha kalitesiz yakıt kullanılabilir. Bunun yanında, alçak basınç brülörlerinde püskürtme sırasında yanma olayı için yeterli havanın alçak basınçta verilememesinden dolayı, vantilatörün yanında ayrıca hava kompresörünün de sisteme eklenmesi gerekir. Bu nedenle, sistemin elektrik tüketimi ve gürültüsü fazladır.
1. Vantilatör 5. AteĢleme elektrosu 9. AteĢ tuğlası 2. Fotosel 6. Plaka 10.Brülör plakası 3. Yön verme kanatlan 7. Brülör baĢlığı 11.AteĢleme otomatiği 4. Asbest 8. Düze 12.DönüĢ hattı 13.Basınçlı yakıt ġekil.4.Püskürtmeli Brülör 3.3. GenleĢme Kabı l
GenleĢme kabı tesisatın en üst noktasına yerleĢtirilmiĢ, sıcak ve soğuk su bağlantısı olan, atmosfere açık bir su tankıdır. Tesisatın güvenliği için Ģarttır. Isıtma tesisatlarının çeĢitli sıcaklıklardaki su kütlesini barındırması dolayısıyla suyun genleĢmesi, tesisata zaman zaman Ģehir Ģebekesinden su verilmesi, sistemde oluĢabilecek havanın tahliyesi gibi nedenlerle genleĢme kabı tesisatın can simididir. GenleĢme kabı aĢağıdaki formülle bulunur. a
Vg=0.0025*Qk......….... lt .
GenleĢme kabına bağlı havalandırma borusu, ısıtma tesisatının atmosfere açık tek borusudur. Haberci borusu ise, tesisata su verildiği de, kazan dairesinde çalıĢan personele deponun dolduğunu haber vermek için kullanılmaktadır. Havalandırma ve taĢma borularının çapları, 25 mm den az olmamak kaydıyla güvenlik gidiĢ borusunun çapına eĢit olarak hesaplanır. GenleĢme kabı çatı arasına yerleĢtirilmiĢ olsa da.tüm borularıyla birlikte, donmaya karĢı yalıtılmalıdır.
3.4. Güvenlik Boruları
125
GenleĢme kabının tesisata bağlı iki önemli borusu vardır. Bunlar; gidiĢ güvenlik borusu ve dönüĢ güvenlik borusudur. GidiĢ güvenlik borusu tesisatın sıcak su borusuna bağlı olup;
_________ Dg=15+1.5*√3,6* Qk / 1000 mm
formülü ile hesaplanır. DönüĢ güvenlik borusu ise soğuk su borusuyla bağlantılı olup aĢağıdaki formülle hesaplanır. :
_________ Dd=15+*√3,6* Qk / 1000 mm
Formüldeki Qk sistemin kazan kapasitesidir. Güvenlik boruları, sitemin güvenliğini sağlayan borular
olduktan için üzerlerinde kesinlikle valf veya benzer bir kesici bulunmaz.
3.6. Isıtıcılar
Isıtıcılar; kazanda üretilen sıcak su veya buhardaki ısının, istenilen yere aktarılmasını sağlarlar. Dilimli veya panel halinde üretilirler. Dilimli ısıtıcılar, dökme.çelik veya alüminyum olmak üzere üç çeĢittir.
Isıtıcılar, ısı kaybının en fazla olduğu yüzeylere, pencere altlarına yerleĢtirilirler. Oda içerisine homojen bir ısı dağılımının sağlanması için bu gereklidir. Isıtıcının pencere altına yerleĢtirilmesi durumunda, ısıtıcıdan yükselen sıcak hava, pencereden giren soğuk havayı beraberinde sürükleyerek onunla karıĢacak, böylece pencereden giren soğuk havanın odanın tavanına çökmesi önlenmiĢ olacaktır.
Isıtıcı seçimi için firmaların çıkarmıĢ oldukları tablolardan yararlanıldığı gibi formülle de ısıtma yüzeyi
hesabı yapılabilmektedir. Hesaplamalarda aĢağıdaki formül kullanılır.
A=Q/K*(Tor-T) m2
Burada A ısıtıcı yüzeyi,Q ısıtıcının transfer etmesi gereken ısı miktarı, K ısıtıcının
toplam ısı transfer katsayısı, Tor ısıtıcıda dolaĢan ortalama su sıcaklığı T oda sıcaklığıdır.
3.6.Yakıt Deposu +
Katı veya sıvı yakıtla çalıĢan tüm merkezi ısıtma tesisatlarında, sistemin sürekliliği için bir yakıt depolama tankına gerek duyulmaktadır. Kömürlü ısıtma tesisatlarında yakıt deposu kazan dairesinde kazanların bulunduğu odaya yakın seçilir. Fuel-oil yakan sistemler de ise, yakıt tankının yeri binanın dıĢıdır. Genellikle yakıt depolarının toprağa gömülmek uygun olur.
Kazanın yılda yakıldığı gün sayısı, tesisatın yapıldığı bölgenin iklimine bağlıdır. Bu değer ülkemiz için 100-180 gün arasında değiĢir. Kazanın günde yakıldığı saat sayısı ise sistemin iĢletme Ģekline bağlıdır.
I ĠĢletme : Kazan ara vermeden çalıĢır II. ĠĢletme : Kazan günde 12*15 saat kadar çalıĢır III ĠĢletme : Kazan günde 9*12 saat kadar çalıĢır 3.7. Baca Isıtma Tesisatlarında yakılan yakıtların tamamı belirli bir miktar duman verir. Dumanın kimyasal yapısı; karbondioksit, karbonmonoksit, kükürtdioksit gibi zehirleyici veya normal teneffüsü engelleyici bir takım gazlardır. Bu nedenle sistemden en kısa zamanda bu zararlı gazların dıĢarıya atılması için bacalar yapılır. Merkezi ısıtma sisteminin verimli çalıĢması için bacanın çok iyi çekmesinin sağlanması gerekmektedir. Bacalar dıĢ ortamla temas etmemeli,binanın iç mahalinde olmalı ki gereksiz soğumanın önüne geçilebilsin. Bina içinden geçen baca geçtiği mahallere belli oranda ısı verir.
126
ĠMALAT YÖNTEMLERĠ VE
KONSTRÜKSĠYON LABORATUAR FÖYÜ
Dersin Amacı: Makine endüstrisinde geleneksel ve geleneksel olmayan üretim
yöntemlerinin çeĢitlerini, temel iĢlevlerini ve kullanılan tezgahların özelliklerini
kavrayabilme. Teorik bilgilerin pratiğe uyarlanmasının gözlemlenmesi.
Hammadde halinde gelen malzemeden istenilen ürünün imalatı safhasına kadar
geçen süre içerisinde; iĢlem sıralarına göre kullanılan tezgahlar, ve üretim
safhalarının uygulamalı olarak gösterilmesi.
HAZIRLAYAN:
ARġ. GÖR. MEHMET DĠRĠLMĠġ
DOÇ.DR. HÜSAMETTĠN BULUT
127
1. TALAġLI ĠMALAT YÖNTEMLERĠ VE TAKIM TEZGAHLARI
Ġmalatın amacı, ham madde halinde bulunan herhangi bir malzemeyi, belirli bir Ģekle
dönüĢtürmektir. Ġmalatın hedefi olan ürün, çeĢitli üretim araçları ile gerçekleĢtirilir. Çok
geniĢ bir anlamda tüm üretim araçlarına takım tezgahı denilebilir ve takım tezgahlarının en
yaygın olanları metalik malzemeleri iĢleyen takım tezgahlarıdır.
Ġmalat yöntemleri, mekanik ve fiziksel-kimyasal olmak üzere iki büyük gruba
ayrılabilir. Bunlardan en önemlisi olan mekanik imalat yöntemleri talaĢlı ve talaĢsız olmak
üzere iki gruba ayrılır. Adından da anlaĢılacağı gibi talaĢlı üretim talaĢ kaldırılarak yapılan
Ģekillendirme yöntemidir ve talaĢsız üretim, talaĢ kaldırılmadan yapılan Ģekillendirme veya
imalat yöntemidir. TalaĢlı imalat yöntemleri tornalama, frezeleme, delme, vargelleme,
planyalama, broĢlama, taĢlama, honlama ve lepleme; talaĢsız imalat yöntemleri ise, döküm,
dövme, presleme, ekstrüzyon, haddeleme, çekme, sıvama, bükme, kaynak, lehim, yapıĢtırma
ve perçinleme gibi iĢleri kapsamaktadır. Fiziksel-kimyasal iĢleme grubuna elektroerozyon,
telerozyon, kimyasal, elektro-kimyasal, elektron, laser ve plazma ile iĢleme gibi yöntemler
girmektedir.
Çok kısa bir zamanda gerçekleĢmesine rağmen, talaĢsız imalat yöntemleri, yüzey,
boyut ve Ģekil kalitesi bakımından, parçada istenilen kaliteyi sağlayamamaktadırlar. Bu
nedenle, bu Ģekilde imal edilen parçaların yüzeylerinin bir kısmı veya tamamı, talaĢlı imalat
yöntemleri ile iĢlenmektedir. Bundan dolayı talaĢsız imalat yöntemlerine primer (sıra
bakımından birinci), talaĢlı imalat yöntemlerine ise sekonder (sıra bakımından ikinci) imalat
yöntemleri de denilir.
19. yüzyılın baĢlarında sanayi devriminin baĢlamasıyla, takım tezgahları günümüzdeki
anlamı ile hızlı bir geliĢme göstermiĢlerdir ve günümüze kadar olan bu süre içerisinde; bu
tezgahlardaki geliĢmeler imalat sistemlerinde de meydana gelen büyük geliĢmeleri
beraberinde getirmiĢlerdir. ġöyleki, 1947 yılında ortaya atılan otomasyona dayalı imalat
sistemi geniĢleyerek optimizasyon devrine geçilmiĢ, robotların kullanımı gittikçe artarak
günümüzde robot-fabrikalar ve robot tesisatları kurulmuĢtur. Ayrıca bilgisayarların kullanımı
ile ayrı ayrı yapılan bilgisayar destekli konstrüksiyon CAD (Computer Aided Design) ve
bilgisayar destekli imalat CAM (Computer Aided Manufacturing) iĢlemleri birleĢtirilerek
CAD-CAM (bilgisayar destekli konstrüksiyon ve imalat); ve bunların CNC ve DNC
tezgahların birleĢmesi ile esnek imalat sistemleri FMS (Flexible Manufacturing Systems)
128
ortaya atılmıĢtır. Ġmalatı yansıtan FMS ile fabrikanın kalite kontrol, stok kontrol, muhasebe
alım satım ve yönetim gibi diğer kısımları bilgisayarların kontrolü altında birleĢtiren
bilgisayar destekli bütünleĢik imalat sistemleri CIM (Computer Integrated Manufacturing)
devri baĢlamıĢtır. Bu geliĢmeler, imalat teknolojisinde, takım ve tezgah konstrüksiyonunda
büyük değiĢiklikler meydana getirmiĢtir.
TORNALAMA
Tornalama iĢlemi, iĢ parçasına istenilen Ģekli vermek amacıyla gereğine göre
ĢekillendirilmiĢ bir kesici kalem ile torna tezgahında belirli bir hızda ekseni etrafında
döndürülen iĢ parçasından talaĢ kaldırılması iĢlemidir. Tornalamada takımın ilerleme
hareketi, parçanın uzunluğuna veya enine göre yapılabilir. Torna tezgahında; boyuna
tornalama, iç tornalama, fatura açma, konik tornalama, kesme, vida açma gibi iĢlemler
yapılabilir (ġekil 1).
ġekil 1. Tornalama iĢlemleri. a) Boyuna tornalama b) Alın tornalama c) Ġç tornalama d) Fatura açma
veya kesme e) Konik tornalama f) Vida açma.
Tornalama iĢlemi, Üniversal torna, Revolver torna, Tek Akslı otomat torna, Çubuk
ĠĢleme otomat, Swiss-tipi otomat, CNC torna gibi tezgahlarda yapılır.
ĠĢ miline bağlanan punta ile karĢı puntadan geçen eksen, tornanın eksenini meydana
getirmektedir. Tornanın punta arası (L) ve yüksekliği (H) olmak üzere iki önemli geometrik
129
özelliği vardır. Punta arası ve yüksekliği, tornada iĢlenebilecek en büyük parçayı ifade
etmektedir. Genelde bir tornayı dört faktör karakterize eder. Bunlar: Güç (kW), punta arası
(mm), punta yüksekliği (mm), hız kademe sayısı, ilerleme kademe sayısıdır.
En yaygın olarak kullanılan ve öğrenilmesi gayet kolay olan Üniversal torna tezgahı;
banko denilen gövde, içinde iĢ mili (fener mili) bulunan vites kutusu,üzerinde takım tutturma
tertibatı (kalemlik)bulunan üst kızak (arabacık), karĢı punta, avans (ilerleme) vites kutusu
(Norton kutusu), ana vida mili, talaĢ mili, kumanda (devreyi açma ve kapatma) çubuğu, araba
gibi ana elemanlardan oluĢmaktadır (ġekil 2).
ġekil 2. a) Torna tezgahı b) Torna tezgahı parçaları
Tornada parça tezgaha üç Ģekilde bağlanabilir: sadece aynaya (serbest tutturma),bir
ucu aynaya bir ucu karĢı puntaya (Karma tutturma) veya ana mile takılan punta ile karĢı punta
arası tutturma Ģeklidir.
TalaĢ kaldırmak için gereken kesme (dönme) hareketi ile ilerleme hareketi Ģu Ģekilde
elde edilir. Dönme hareketi: tezgah motorundan alınan dönme hareketi, vites kutusunun
diĢlileri yardımı ile iĢ miline ve buna bağlı olan aynaya veya punta baĢlığı ile parçaya ulaĢır.
Ġlerleme hareketi: Vites kutusundan alınan dönme hareketi yine diĢli çarkların yardımı ile
130
avans vites kutusuna, buradan da talaĢ milinin aracılığıyla araba sistemine iletilir. Burada
bulunan bir kremayer mekanizması, dönme hareketini ilerleme hareketine dönüĢtürür ve tüm
araba sisteminin tezgah boyunca ilerlemesini sağlar. Araba sistemi; araba, arabaya bağlı alt
kızak, üst kızak, takım taĢıyıcısı, takım tutturma tertibatı ve araba vites kutusundan meydana
gelir. Üst kızak, üzerinde bulunan takım taĢıyıcısı ile birlikte, alt kızak üzerinde tezgahın
enine doğru, enine ilerleme hareketi yapabilir. Ayrıca takım taĢıyıcısı, arabacık üzerinde
kayabilir ve tezgah eksenine göre eğik konuma gelebilir. Tüm bu hareketler, kızak sistemleri
ile gerçekleĢtirilir. Özet olarak boyuna ilerleme hareketi, tüm araba sisteminin banko kızakları
üzerinde kayması ile; enine ilerleme hareketi ise; üst kızağın alt kızak yolları üzerinde
kayması ile sağlanır.
Tezgah üzerine bağlanacak parçanın uzunluğuna göre, karĢı puntanın gövdesi, banko
kızakları üzerinde tezgah boyunca kaydırılabilir; aynı maksatla punta da, ileri-geri hareketi
yapabilir.
B) FREZELEME
Frezeleme, kesme hareketi takımın kendi ekseni etrafında dönmesi ve parçanın ilerleme
hareketi yapması ile gerçekleĢen bir iĢlemdir. Freze adını taĢıyan ve çevresinde diĢ denilen
birçok kesme ağzı bulunan takım, esas çok ağızlı takımdır ve bundan dolayı frezeleme
iĢlemi prodüktivitesi ( verimliliği ) oldukça yüksek olan bir iĢlemdir.
Frezeleme ile düz yüzeyler, çeĢitli kanallar ve yuvalar, Ģekilli yüzeyler iĢlenir, vida ve
diĢli çarklar açılır, kesme, delme ve delik geniĢletme gibi iĢlemler yapılır (ġekil 3).
131
ġekil 3. Frezeleme iĢlemleri
Freze iĢlemi, freze denilen tezgahlarda yapılır. Freze tezgahları, takımı taĢıyan ve
malafa denilen elemanın konumuna göre yatay (ġekil 4.a-b) ve dikey (ġekil 4.d) freze olarak
iki gruba ayrılabilir. Yatay freze (ġekil 4.b); temel plaka, hız ve ilerleme diĢli
mekanizmalarını taĢıyan kolon, tabla gövdesi ve parçayı taĢıyan tabla gibi ana elemanlardan
meydana gelir. Ayrıca malafayı desteklemek için gövdeye bağlı bir konsol bulunur. Malafa
tezgahın ana miline bağlıdır. Motordan alınan dönme hareketi, V vites kutusuna, ana mile ve
buradan malafaya verilir ve takımın dönmesini sağlar. Ġlerleme hareketi elde edebilmek için,
V vites kutusundan alınan hareket, I ilerleme vites kutusundan kardan miline ve buradan
tablaya bağlı olan sonsuz vida (veya cıvata) mekanizmasına ulaĢtırılır. Sonsuz vida (veya
cıvata) mekanizmasının yardımıyla dönme hareketi ilerleme hareketine dönüĢtürülür ve
tablanın parça ile hareketi sağlanır. Bağlantı halinde bulunan V ve I vites kutuları, dönme ile
ilerleme hareketi arasında bir uyum sağlarlar. ġöyle ki, takımın tam bir dönme hareketine
karĢılık parça belirli bir s (mm/dev) ilerleme hareketi yapar. Kesme derinliği ayar hareketi elle
veya mekanik olarak tablanın yukarı aĢağı hareketi ile gerçekleĢir.
132
ġekil 4. Freze tezgahları
Freze tezgahları dikey olabildiği gibi yatay konumda veya malzemenin yapısına göre
özel olarak dizayn edilmiĢ olabilirler. Üniversal freze tezgahları, hem dikey hemde yatay
konumlu frezelerin yaptıkları iĢleri yapabilecek tarzda dizayn edilmiĢlerdir. DeğiĢik boyut ve
Ģekillerde imal edilmiĢ olan üniversal ve benzer diğer tezgahlar Gövde, Konsol (tablaya bağlı
olan parçanın ileri geri hareketini sağlar), Tabla, Araba, Hız Kutusu(motordan aldığı hareketi
fener miline ve diğer aksamlara iletir), Malafalar, Divizör, Gezer Punta (frezeleme esnasında
uzun parçaların esnememesi için kullanılır) ve BaĢlık gibi belli baĢlı aparatlardan meydana
gelir.
Freze tezgahlarında kullanılan freze çakıları diĢ yapılarına, biçimlerine ve imal
edildikleri malzemeye göre sınıflandırılabilirler ve bunlardan belli baĢlıları Kanal, Oluk (T
frezesi olarak da bilinir), Modül (diĢli çark imalinde kullanılır), Silindirik Helis (düz diĢli
freze çakısına göre daha sessiz ve randımanlıdır), Vida (trapez, üçgen ve sonsuz vida
133
açılmasında kullanılır), Azdırma (diĢli çark profillerinin daha düzgün imal edilebilmesi için
kullanılır) frezeleridir.
DELİK DELME VE DELİK İŞLEME
Matkap denilen bir takımla yapılan delme iĢleminde kesme ve ilerleme hareketi, takımın
dönmesi ve ilerlemesi ile gerçekleĢir. Delik iĢlemede esasen üç iĢlem vardır (ġekil 5): delik
delme (a), delik geniĢletme (b) ve raybalama (c). Bunların yanısıra; aynı çalıĢma ilkesine
dayanan silindirik havĢabaĢı açma (d), konik havĢabaĢı açma (e) ve düzeltme (f) gibi
iĢlemler vardır. Raybalamanın delik delmeden farkı mevcut olan bir deliğin iĢletme
kalitesini iyileĢtirme amacını taĢımasıdır. HavĢabaĢı ve düzeltme, deliğe girecek bir
parçanın örneğin cıvata baĢının daha iyi oturmasını sağlayan iĢlemlerdir.
ġekil 5. Delik delme iĢlemleri
134
Delik geniĢletme delik delmede kullanılan spiral matkap veya sadece delik geniĢletmede
kullanılan delik geniĢletme matkabı ile yapılabilir. Ayrıca bu iĢlem tornada tek ağızlı bir
takım kullanarak da gerçekleĢtirilebilir.
ġekil 6.‟da basit bir matkap tezgahı gösterilmiĢtir. Basit bir matkap tezgahında takımın
dönme ve ilerleme hareketini sağlayan kinematik sistem Ģu Ģekildedir: motordan alınan
dönme hareketi vites kutusuna gitmekte ve buradan iki yöne ayrılmaktadır; bir yandan ana
miline gitmekte ve buna kesme için dönme hareketi vermektedir; diğer yandan avans vites
kutusuna ulaĢmaktadır.l avans vites kutusundan kremayer mekanizmasına gitmekte burada
dönme hareketini doğrusal harekete dönüĢtürerek ana mile ilerleme hareketi sağlamaktadır.
ġekil 6. Basit bit matkap tezgahı
135
Büyük ve ağır parçalarda birden fazla delik açılması durumunda Radyal matkap
tezgahları, küçük deliklerin açılmasında Hassas matkap tezgahları, özel ve seri imalatların
gerektiği durumlarda da Çok Milli matkap tezgahları tercih edilmektedir.
TAŞLAMA
TaĢlama abrazif bir malzemeden yapılan ve kesme kısımlarının geometrisi belli
olmayan bir takım ile talaĢ kaldırma iĢlemidir. TaĢlamada kesme, taĢ denilen takımın dönme
hareketi ile gerçekleĢir; ilerleme, parça veya takım tarafından yapılabilir. TaĢlama genellikle
tornalama, frezeleme, planyalama ve vargelleme iĢleminden sonra imalat ve yüzey kalitelerini
iyileĢtirmek için uygulanan nihai bir iĢlemdir. Ancak bazı hallerde tek baĢına iĢlem olarak
kullanılabilir.
TaĢlama yöntemleri, iĢlenecek yüzeye göre düzlemesel (satıh) ve silindirik (yuvarlak)
olmak üzere iki gruba ayrılabilir.
ġekil 7.‟de çeĢitli düzlemsel taĢlama yöntemleri gösterilmiĢtir. Burada, A; taĢ, B: taĢın
yüzeyi, C: taĢı taĢıyan malafa, D: parça, E: parçayı taĢıyan malafa olarak ifade edilmiĢtir.
ġekil 7. Düzlemsel taĢlama yöntemleri
136
TaĢlama takımları geometrisi ta olarak belli olmayan çok ağızlı bir takımdır. BaĢka bir
deyiĢle taĢlama takımı birbirleri ile bir bağlayıcı madde ile bağlanan binlerce abrazif
parçacıklarından meydana gelmektedirler. Herhangi bir taĢın: abrazif tanecikleri, bağlama
maddesi ve boĢluklar olmak üzere üç bileĢimi vardır. Abrazif tanecikler esas takımı, bağlama
maddesi abrazif tanecikleri birbirine bağlayan malzemeleri ve boĢluk talaĢ kırma ve aynı
zamanda talaĢın uzaklaĢması için hacmi meydana getirmektedir.
CNC TEZGAHLAR
CNC takım tezgahları nümerik (sayısal) kontrollü takım tezgahlarıdır. Sayısal denetimde, takım tezgahı sayısal kodlanmıĢ kodlarla
çalıĢtırılır ve kontrol edilir. Sayısal denetim, üretim sürecinin sayılar, harfler ve simgelerden oluĢan kodlanmıĢ komutlarla otomatik
olarak yürütülmesidir. Bir sayısal denetim sistemi 3 temel öğeden oluĢur.
Program
Makine kontrol birimi, MKB (Machine Control Unit, MCU)
Takım tezgahı
Program , tezgaha kumanda eden veri dizisidir. Tezgaha makine kontrol birimi aracılığıyla ulaĢır. Makine kontrol birimi ise
programı komut sinyallerine dönüĢtürür ve tezgahın komutları yerine getirme derecesini denetler.
Bir parçanın otomatik olarak iĢlenmesi için, tezgahın getirmesi gereken iĢlevlerin adım adım belirlenmesi gerekir. ĠĢlevler ve
iĢlevleri tamlayan diğer bilgiler, program adıyla anılan veri dizisiyle, sayısal denetimli tezgahların otomasyonunu sağlar.
Bir sayısal denetimli takım tezgahının hareketlerinin eksenel bileĢenleri analitik geometrinin x, y, z, koordinat sistemi
uyarınca tanımlanır. Sayısal denetimli takım tezgahlarındaki kontrol sisteminin görevi, her bir eksen doğrultusunda kesici takımın
konumunu ve yerine göre, hızını kontrol etmektir.
Tezgahça yapılması gereken iĢlemler kodlanmıĢ komutlar aracılığıyla ifade edilir. Komutlar G adresiyle 00 ile 99 sayıları
arasında numaralanmıĢtır. Tanım ve kullanım açısından en dağınık kod grubu olmakla birlikte, geliĢmiĢ tezgahların programlanmasında
en geniĢ biçimde kullanılan kod grubu G kodlarıdır.
2. TALAġSIZ ĠMALAT YÖNTEMLERĠ
A) DÖKÜM YÖNTEMĠ
Malzemenin fiziksel durum değiĢiminden yararlanılarak gerçekleĢtiren bu yöntemde
malzeme ve alaĢımları ısıtılarak katı halden sıvı hale getirilir ve önceden hazırlanmıĢ olan
kalıplara dökülerek istenen Ģekli alması sağlanır. Bu yöntemde öncelikle dökülmesi
düĢünülen parçanın bir modeli hazırlanır ve bu model kum içerisine yerleĢtirilerek etrafı kalıp
137
kumu ile sıkı bir Ģekilde kaplanır. Kum içinde Ģekli verilen model daha sonra çıkarılır ve bu
boĢluğa yolluk kanalı aracılığıyla ergitilmiĢ malzeme dökülür. ġayet model içerisinde delik
veya oyuk Ģeklinde boĢluklar varsa bu durumda maçalar kullanılır.
Döküm esnasında malzeme içerisinde meydana gelebilecek olan hava ve gaz
kabarcıklarının uzaklaĢtırılması ve daha düzgün bir yapı eldesi için çıkıcı ve besleyiciler
kullanılmaktadır.
Kullanılan kalıp kumları dökülecek eriyiğin erime sıcaklığının çok üzerinde bir erime
sıcaklığında olmalı, malzemeye yapıĢmamalı, ateĢe dayanıklı olmalı, tekrar kullanılabilmeli
ve kolay Ģekil alabilme gibi özelliklere haiz olmalıdır. Kalıp kumları silis, kil, su ve yabancı
maddeler adı altında toplayabileceğimiz demir oksit, kalsiyum oksit, magnezyum oksit,
sodyum, potasyum gibi oksitlerle bitki ve hayvan atıkları gibi maddeleri içermektedir.
B) KAYNAK YÖNTEMĠ
Genel olarak kaynak olayını, parçaların ısı veya basınç uygulaması ile yada her
ikisinin de yardımıyla birleĢtirilmesi Ģeklinde veya yüzeylerin ilave bir malzeme ile örtülmesi
olarak tanımlamak mümkündür. Bu iĢlemlerin yapılmasında ilave ve yardımcı malzemelerin
kullanıldığı veya kullanılmadığı uygulamalar bulunmaktadır.
BirleĢtirilmesi düĢünülen malzemelerin kaynak bölgeleri plastik veya sıvı duruma
getirilmekte, eĢ iki malzemenin birleĢtirilmesi sonucu oluĢan kaynak dikiĢlerinin özellikleri
de ana malzemeye benzemektedir. ĠĢlemin yapılmasında, birleĢtirilecek malzemelerin
özellikleri, yönteme baĢvuruluĢ amacı, kaynak olayındaki oluĢumlar ve konstrüksiyonun türü
gibi faktörlere göre belirli önlemlere baĢvurulması da gerekebilir. Ergitme esaslı kaynak
uygulamalarında kaynak bölgelerinin genellikle yardımcı malzemelerle korunması
gerekmektedir. Seçilen ilave malzemelerin ise, mümkün olduğunca birleĢtirilen ana malzeme
ile aynı ergime aralığına sahip olması, iĢlemin emniyeti bakımından gereklidir. Bu
tanımlamada belirtilen eĢ malzeme tabiri, metalürjik anlamda tam bir eĢitlik olarak
düĢünülmemekte, birleĢme bölgesindeki tüm malzemelerin birbiri içinde karıĢabilmesi
anlamını taĢımaktadır. Kaynak yöntemleri genel olarak aĢağıdaki gibi sınıflandırılabilir:
1. Basınç esaslı kaynak yöntemleri
a) Elektrik direnç kaynağı
138
- Nokta direnç kaynağı
- Direnç dikiĢ kaynağı
- Kabartılı direnç kaynağı
- Alın direnç kaynağı
b) Saplama kaynağı
- Elektrik direnç saplama kaynağı
- Elektrik ark saplama kaynağı
2. Ergitme esaslı kaynak yöntemleri
a) Gaz ergitme kaynağı
b) Elektrik ark kaynağı
c) Koruyucu gaz kaynak yöntemleri
- Ark-Atom kaynağı
- Argon-Ark kaynağı
- Plazma kaynağı
- SIGMA kaynağı
- CO2 ile koruyucu gaz kaynağı
d) Tozaltı kaynağı
e) Elektro-cüruf kaynağı
3. Özel kaynak yöntemleri
a) Soğuk pres kaynağı
b) Sürtünme kaynağı
c) UltraĢal kaynağı
d) Difüzyon kaynağı
e) Elektron ıĢın kaynağı
f) LASER ıĢınları ile kaynak
g) Termit kaynağı
139
Elektrik Ark Kaynağı
Elektrik ark kaynağı, iki kutup arasında oluĢan arkın ısı membaı olarak ana ve
ilave malzemeyi ergitmesi Ģeklinde tanımlanabilir. ĠĢlem esnasında oluĢan kaynak arkı,
elektriksel, dinamik, termik ve kimyasal birçok olayın komplike bileĢimini içerir.
Çubuk elektrotların seçimi, malzeme kalınlığına, yapı elemanı malzemesine ve
kaynağın cinsine göre tayin edilir. Ark oluĢumu çubuk elektrotun iĢ parçasının üzerine temas
ettirilmesiyle gerçekleĢir. Elektrotun iĢ parçasına göre ara mesafesi olan ark boyunun,
kullanılan elektrotun tel çapına eĢit veya daha küçük olması gerekir.
Ark esaslı uygulamalarda, ark oluĢturulmasında kullanılan ve elektrod olarak
adlandırılan elemanlar, kullanılan yönteme bağlı olarak çıplak, örtülü, özlü, örgülü, çubuk
veya bant Ģeklinde olabilmektedir.
C) TALAġSIZ ġEKĠL VERME YÖNTEMLERĠ
Genel olarak talaĢsız Ģekil verme yöntemleri aĢağıdaki gibi sınıflandırılabilir.
Serbest dövme ve basma
Kalıpta dövme ve basma
Ekstrüzyon
Haddeleme
Plastik boru imali
Soğuk çekme
Plastik sac iĢleme
a) Serbest Dövme ve Basma:
Dövme, el ile veya Ģahmerdan, pres ya da özel dövme makinaları tarafından
uygulanan ve bölgesel kuvvetler vasıtasıyla gerçekleĢtirilen bir plastik biçimlendirme
iĢlemidir. Sıcak veya soğuk olarak uygulanabilmektedir.
140
Serbest dövme ve basmada, parça, iki basma yüzeyi arasında yığılarak
biçimlendirilmektedir. Hacim sabitliği esasına göre, yükseklik doğrultusundaki incelmeye
(ezilme) karĢılık uzama ve geniĢlemeler meydana gelmektedir.
Serbest dövme ve basmada; uzatma, geniĢletme, yığma, delme, kesme, yarma,
basamak yapma, bükme ve burma, kaynak yapma gibi iĢlemler yapılabilmektedir.
ġekillendirmeler elle yapılabildiği gibi, hızlı kurslu bir makinada (Ģahmerdan,
mekanik dövme pres, v.b.) darbe etkisi ile yapıldığı takdirde “dövme”, yavaĢ kurslu bir
makinada (hidrolik veya vidalı pres, v.b.) yapıldığı takdirde de “basma” iĢlemi uygulanmıĢ
olmaktadır. Her ikisinde de malzeme, Ģahmerdan çekici veya pres baĢlığı ile altlık arasında
serbest geniĢleme yapmaktadır. Dövme olayı darbe etkisiyle uygulandığından, dinamik
zorlanmalar basma ile Ģekillendirmeye göre daha fazla sorunlar oluĢturmakta ve kayıp iĢ daha
fazla olmaktadır. Bununla birlikte, karmaĢık profilli parçalar dövme ile daha iyi
biçimlendirilebilmektedir.
Serbest dövme ve basma iĢlemleri esnasında kullanılan makinalar aĢağıdaki gibi
sınıflandırılabilir.
1. ġahmerdanlar (DüĢüm Ģahmerdanlar; kollu, kayıĢlı, tahtalı fırlatmalı Ģahmerdanlar,
Yaylı Ģahmerdanlar; Havalı Ģahmerdanlar; Buharlı Ģahmerdanlar; KarĢı vuruĢlu Ģahmerdanlar
v.b.)
2. Presler
a) Mekanik presler
- Eksantrik mekanik presler
- Kranklı mekanik presler
- Vidalı mekanik presler
b) Hidrolik presler
3. Özel Makinalar (Yatay yığma makinaları, yüksek enerjili dövme makinaları, dövme
haddeleri, yuvarlanma dövmesi donatımları)
RAPORUN HAZIRLANMASI
141
1. Geleneksel imalat yöntemleri hakkında bilgi veriniz.
2. Ġmalatta karĢılaĢılan sorunlar hakkında bilgi veriniz.
3. Fabrikadaki imalat iĢlemleri esnasında iĢçi sağlığı ve iĢ güvenliğinin önemi konusunda
yapılması gerekenleri araĢtırınız.
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. M. Azmi AKTACİR ve Arş.Gör.Yusuf IŞIKER
142
YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI LABORATUARI
Günümüzün vazgeçilmez tüketim araçlarından olan enerjinin; temiz, verimli ve
ekonomik kullanımı, ülkelerin gelişmişlik düzeylerini gösteren en önemli göstergedir.
Bugüne kadar dünyanın enerji ihtiyacı çoğunlukla (yaklaşık %90) fosil yakıtlardan
karşılanmasından dolayı, bu yakıta ülkelerin büyük bir bağımlılığı söz konusudur. Yakın
bir gelecekte tükenme olasılığı, çevreye kirliliği oluşturması ve giderek fiyatlarının artması
gibi çeşitli faktörler fosil yakıtlar için önemli dezavantajlardır. Bu olumsuzlukları ortadan
kaldırmak ve enerji kaynaklarını çeşitlendirerek fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmak
için en büyük tüketici konumunda olan gelişmiş ülkelerde dışa bağımsız ve çevre dostu
yenilenebilir enerji kaynaklarına hızlı bir yöneliş vardır. Genel olarak yenilenebilir enerji
kaynakları; güneş (PV ve termal) ve rüzgar enerjileri başta olmak üzere biokütle (odun,
katı atıklar, etanol vb.), jeotermal, hidrolik, gel git gibi fosil olmayan enerji kaynaklarını
kapsamaktadır.
Önemli miktarda yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip olan Türkiye'nin
yenilenebilir enerji üretiminde en büyük payı, hidroelektrik ve biokütle almaktadır. Rüzgar
ve güneş enerjisinin payının henüz çok küçük olmasına rağmen zamanla bunun artması
beklenmektedir. Enerji ve Tabii Kaynaklar bakanlığı 2006 yılı verilerine göre ülkemizde
yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen toplam enerji miktarı 5.38 milyon ton
eşdeğer petrol (TEP)’dir. Bunun 3.89 milyon TEP'i hidroelektrik-jeotermal
kaynaklarından, 2 bin TEP'i bioyakıttan, 11 bin TEP'i rüzgardan, 1.81 milyon TEP'i ısıl
olarak jeotermal kaynaklardan, 403 bin TEP'i de ısıl olarak güneşten olmuştur.
Bu deneyde Harran Üniversitesi Osmanbey Yerleşkesinde ve Mühendislik Fakültesi
laboratuarlarında kurulu olan yenilenebilir enerji kaynaklı sistemler tanıtılacak ve sistemler
üzerinde çeşitli deneyler yapılacaktır. Aşağıdaki bölümde sistemlerin detayları verilmiştir.
1. Rüzgar-Güneş Enerjili Hibrid Sistem
Osmanbey yerleşkesinde yenilenebilir enerji kaynaklarından faydalanılarak elektrik
şebekesinden bağımsız elektrik enerjisi üretimi için, rüzgar-güneş enerjili hibrid güç
sistemi kurulmuştur. 1.1 kW kapasitesindeki bileşik sistem yerden yaklaşık 15 m
yükseklikteki Mühendislik Fakültesi binası çatısına yerleştirilmiştir (Şekil 1). Yerel
elektrik şebeke hattından bağımsız olarak çalışan hibrid sistemde üretilen enerji, fakülte
binasının çeşitli bölümlerinin aydınlatılmasında kullanılmaktadır. Hibrid sistemde
kullanılan aydınlatma armatürleri, Light Emitting Diode kelimelerinin kısaltılmış olan ve
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. M. Azmi AKTACİR ve Arş.Gör.Yusuf IŞIKER
143
“Işık Yayan Diyot” anlamına gelen LED’li projektörlerdir. Bu armatürler, klasik
armatürlere göre daha uzun ömürlü ve az enerji kullanarak yüksek yoğunlukta aydınlatma
sağlarlar.
Şekil 1. Rüzgar-güneş enerjili bileşik enerji sistemi yerleşim planı
2. Şebekeye Entegreli ve Batarya Destekli Fotovoltaik (PV) Sistem
Osmanbey yerleşkesindeki Merkezi Kütüphane binasının elektrik enerji
tüketimini azaltmak ve uzaktan erişim hizmetinin verildiği ana server ve kullanıcı
bilgisayarlarına kesintisiz enerji sağlanmak amacıyla şebekeye entegreli ve batarya
Destekli PV sistem kurulmuştur. Sistemin toplam kurulu kapasitesi 2.5 kW’tır. Sistem
üzerindeki enerji analizörüyle çalışma performansı takip edilmektedir. Sistem ile ilgili
fotoğraflar Şekil 2’de sunulmuştur.
Şekil 2. Kütüphanede kurulu sistemin dış ve iç mekan fotoğrafları
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. M. Azmi AKTACİR ve Arş.Gör.Yusuf IŞIKER
144
3. PV-Yakıt Hücresi Birleşik Sistemi
Yukarıda belirtilen entegre projenin en önemli fazlarından biri ise ‘fotovoltaik–
yakıt pili birleşik sistemidir. Bu sistemde, bilim çevrelerinde 21.yüzyılın enerjisi olarak
sunulan Hidrojen enerjisi ve Güneş enerjisi birlikte kullanılmaktadır. Kurulumu henüz
tamamlanan sistemin ülkemizin gelecekteki enerji ve savunma stratejisi açısından
kullanılabilirliği deneysel olarak araştırılacaktır.
Sistem temel olarak, güneş hareketini takip eden 1.4 kWp güçte bir fotovoltaik
modül dizisi, hidrojen jeneratörü, metal hibrit hidrojen depolama ünitesi ve 1.2 kWp güçte
çalışan PEM tipi yakıt pilinden oluşmaktadır (Şekil 3). Bahsedilen özellikte birleşik sistem
Türkiye’de bir ilktir. Dünyada ise, güneş hareketini takip eden PV modüle sahip
benzer bir sisteme (internet araştırması sırasında) rastlanmamıştır. Ancak sabit
fotovoltaik modül kullanan yakıt pili birleşik sistemine sahip sınırlı sayıda üniversite ya da
araştırma merkezi mevcuttur.
Güneş izleme sistemli PV-panel dizisi Yakıt pili pistemi
Şekil 3. PV-Yakıt pili hibrid güç sistemi
4. PV-Dış Mekan Aydınlatma Sistemi
Yerel elektrik şebekesinden bağımsız güneş enerjili (PV panel) aydınlatma
sistemiyle, Osmanbey yerleşkesinde bulunan sulama kanalı üzerindeki köprü, otobüs
durakları, lojman ve kapalı yüzme havuzu araç parklarının dış mekan aydınlatılması
sağlanmıştır. Toplam 16 adet şebekeden bağımsız aydınlatma siteminin toplam kapasitesi
1.4W’dir. Sistemde kullanılan solar kontrol cihazı aydınlatma uygulamaları için özel
üretilmiştir. Bataryanın aşırı şarj ve deşarjını engelleyen kontrol cihazı, otomatik olarak
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. M. Azmi AKTACİR ve Arş.Gör.Yusuf IŞIKER
145
ışık yoğunluğuna göre sistemi açıp/kapatma ve zaman ayar fonksiyonlarına sahiptir.
Aydınlatma direkleri Harran Üniversitesi makine fabrikasında imal edilmiştir. Şekil 4’te
kampüsün çeşitli noktalarına yerleştirilen aydınlatma sistemlerinin fotoğrafları
gösterilmiştir.
Otobüs durağı Havuz Köprü Şekil 4. Kampüs dış mekan aydınlatma sistemleri
5. PV-Pompa Sistemi
PV-pompa uygulamaları, güneş enerji potansiyeli olarak Türkiye’nin en şanslı ili
olan ve GAP’ın merkezinde bulunan Şanlıurfa’nın sulama sektöründe harcadığı enerjinin
azaltılması için önerilen en iyi çözümdür. Solar pompalar santrifüj ve dalgıç olarak iki
grupta üretilir. Harran Üniversitesinde kurulan pompa, DC akım ile doğrudan çalışan
fırçasız tip santrifüj pompadır. Şekil 5’de Solar pompa ve PV grubu gösterilmiştir. DC ile
doğrudan çalışan solar pompadan sadece güneşli saatlerde faydalanılmaktadır. Güneşin
olmadığı saatlerde sistemin çalışması isteniyorsa sisteme batarya ilavesi yapılabilir.
Solar pompa grubu PV-panel
Şekil 5. Solar pompa sistemi
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. M. Azmi AKTACİR ve Arş.Gör.Yusuf IŞIKER
146
6. PV-Soğutma Sistemi
İlaç ve aşı gibi tıbbi malzemelerin sıcaklıktan etkilenmemesi için uygun saklama
koşullarının sağlanması gerekir. Aksi halde sağlık açısından telafisi mümkün olmayan
sonuçlarla karşılaşılabilir. Yaz aylarında hava sıcaklığının artması ve uzun süreli elektrik
kesintilerinin görülmesi depolama işlemini zorlaştırmakta, bazen depolanan malzemeler
kullanılamaz hale gelmektedir. Buda kesintisiz bir güç kaynağına olan ihtiyacı
artırmaktadır.
Bu uygulamanın temel hedefi, PV-soğutma grubunun tıbbi amaçlı ilaç ve aşıların
saklanmasında kullanmaktır. Yerel elektrik şebekesinden bağımsız, kurulumunun ve
taşınmasının kolay olması (mobil) sistemin en önemli özellikleridir. Sistemin genel
görünüşü Şekil 6’te gösterilmiştir.
Buzdolabı-Solar kontrol ve Batarya grubu PV-panel Şekil 6. PV-Soğutma sistemi genel görünüşü
Deney: PV panel karakteristiklerinin belirlenmesi
Ölçülen büyüklükler:
Güneş radyasyonu (Q), Sıcaklık (T), Akım (I), Gerilim (V), Zaman (t) değerleri
ölçülecektir.
İstenilen büyüklükler:
Akım-Zaman, Gerilim-Zaman, Sıcaklık-Zaman, Panel verimi-Zaman grafikleri çizilecektir.
Araştırma ödevleri
1- Türkiye’deki Alternatif enerji kaynakları uygulamalarını araştırınız. Dünyada bu
sistemler hangi ülkelerde ağırlıklı olarak kullanılmaktadır. Örnek vererek
açıklayınız.
Hazırlayanlar: Yrd. Doç. Dr. M. Azmi AKTACİR ve Arş.Gör.Yusuf IŞIKER
147
2- PV-Rüzgar Hibrid sistemi hakkında bilgi veriniz, sistemin avantaj ve
dezavantajlarını yazınız.
3- PV uygulamalar ülkemizde gelecekte yaygın olarak kullanılabilir mi? Açıklayınız.
4- Sulama uygulamalarında PV sistemleri kullanılabilir mi? Açıklayınız.
5- Soğutma uygulamaları için yenilenebilir enerji kaynaklarından hangisini tercih
edersiniz? Açıklayınız.
6- Bina enerji tüketimi için kullanılan PV sistemlerini sınıflandırarak açıklayınız.
(Şebekeye bağlı ve bağımsız sistemler olarak)
7- Sokak aydınlatma sistemleri hakkında bilgi veriniz.
8- Hidrojen enerjisi hakkında bilgi vererek hidrojen ile elektrik üretimi yapılabilir mi?
Açıklayınız.
Deney Raporu Hazırlanması
1- Deney düzeneğini çizerek deney yapılışını anlatınız.
2- Deneyde kullanılan ölçme yöntemlerini açıklayınız.
3- İstenilen grafikleri hazırlayarak yorumlayınız.
4- Üniversitemizdeki kurulu sistemlerden 1 tanesini şematik olarak çiziniz.
5- Yukarıda verilen araştırma ödevlerinden en az 2 tanesini cevaplayınız.