TMMOB makina mühendisleri odası yayını MAYIS 1992
SEÇERKEN UŞUNUN! VANA BİRKEZ ALINIR. % loosızdırmazlık Enerji tasarrufu sağlar. Çevreyi kirletmez Akışkan kaybına neden olmaz Çok kısa zamanda kendini amorti etmesi nedeniyle EKONOMİKTİR. KLINGER YAKACIK YAKACIK MAKİNE FABRİKASI ÖKÜM VALF, SANAYİ ve TİCARET A.Ş. MERKEZ. Kemerâltı Çd. Bankalar Han. K.5 80030 Karaköyİst. Tel: 151 02 96 (4 Hat) Telex: 25304 ymf tr. Fax: 149 34 42 FABRİKA.Ankara Asfaltı Üstü Kartalİstanbul Tel: 377 09 9596 Fax: 377 28 62 MAĞAZA.Necatibey Cad. Karantina Sok. N.7 Karaköyİstanbul Tel: 144 33 71 151 18 23 ANKARA. Tel: 230 23 75 230 46 36 Fax: 231 04 23 İZMİR.Tel: 14 68 52 AANA. Tel: 19 22 BURSA. Tel: 141496
kondenstop ve kontrol cihazlarında dünyada lider.. pira sarco KONENSTOPLAR Termodinamik Basınç engeli Termostatik Şamandralı Ters Kovalı Bimetalik BASINÇ ÜŞÜRÜCÜ TERMOSTATİK VANA NEMLENİRİCİ BUHAR SAYACI HAVA ATICI (Air vent) m AIR TRAP (Hava Kapanı) ŞİRKET MERKEZİ Kemeraltı Cd. Bankalar Han K.5 80030 Karaköyistanbul Tel : 151 02 96 (4 Hat) Tlx : 25304 ymf tr Fax: 149 34 42 YAKACIK MAKİNE FABRİKASI ÖKÜM, VALF SANAYİ ve TİCARET A.Ş. FABRİKA Ankara Asfaltı Üstü Kartalistanbul Tel : 377 09 9596 Fax : 377 28 62 MAĞAZA Necatibey Cad. Karantina Sk. No.7 Karaköyistanbul Tel: 144 33 71 151 18 23 ANKARA Strazburg Cad. No: 323 SıhhiyeAnkara Tel : 230 23 75 230 46 36 Fax : 231 04 23 İZMİR Akdeniz Cad. Anba iş Hanı No:8 1107 Pasaportizmir Tel : 14 68 52 Fax : 41 03 49 AANA Abidinpaşa Cad. Bakır iş Hanı Kat: 2 No: 202 Adana Tel : 12 03 07 Fax : 19 22 69 BURSA Ulu Cad. Onur iş Hanı No: 16 Kat: 1 Bursa Tel: 14 14 96
Üç boyutlu elektronik koordinat ölçmekontrol ve markalama cihazı konusunda 103 ayrı tip ve model üretir... TEKNİK ÖZELLİKLERİ Çok yüksek hassasiyet Süratli ölçüm Ergonomik Hava yastıkları üzerinde hareket Hassas granit tabla Özel alüminyum alaşımlı konstrüksiyon ve hafif köprü Elle veya motorlu hareket çalışan, kalitesi kanıtlanmış dünya üzerinde 5500 Türkiye'de 49 makinaile üstün ve liderdir... TEKNİK ÖZELLİKLERİ Atelye ortamında dahi kullanılabilme CACAM ortamına uygun Kullanım kolaylığı Seri üretim hattında robotik uygulama Kontrol ve ölçüm için her türlü uygulamaya göre çok sayıda yazılım İstatistiki program TRAIMBMETAL Makİna Ticaret ve Sanayi A.Ş. LÜTFEN ÖLÇME PROBLEMLERİNİZİ BİZE AKTARIN, ÇÖZÜMÜ BİZ GETİRELİM Meşrutiyet Caddesi 2614 06640 KızılayANKARA Tlf (4)41831 3141895 65. Fax (4) 425 58 38. Tlx :44424 Trettr
MAYISMAY CiltVol.: 33 SayıNo. : 388 M.M.O adına Sahibi (Publisher): Murat ÖNER Sorumlu Yazı İşleri Müdürü (Managing Editör): Suat Sezai GÜRÜ Yayın Sekreteri (Publishing Secretary): Nihat ANGI Yayın Kurulu (Publishing Board): Barbaros TU NCER Yusuf TEKİN Vedat HAKSAL Yunus YENER Melih ŞAHİN Ali Ekber GÖÇMEN Müfit GULGEÇ Bu Sayıda Katkıda Bulunanlar (ÂdvnıngStafiforthisIssı») Prof. r. Fahri AĞLI Prof. r. Macit SİVRİOĞLU Y. oç r. Kadir YAŞAR Y. oç. r. H. Rıza GÜVEN Grafik (Graphisl) Orhan ŞAPÇI Reklam Yönetmeni (Advertising Representative): Nermin ÖZBAKİ izgi (Type Setting) ARTI Ltd417 06 87 Baskı (Priting by) Ersa Matbaacılık Yönetim Yeri (Head Office): Sümer Sokak No: 361A 06440 emirtepeankara Tel : 231 31 59 Fax: (4) 231 31 65 Baskı Sayısı : 30.000 Adet Fiatı : 15.000.TL. Abone (Yıllık): 180.000.TL. oğal Gaz Yakıtlı Kazanlar Test Merkezi rj j Center Of Boilers Using Natural Gas. e s t Ahmet Halis ŞAHİN Atmosferik Sınır Tabaka İçinde Yapılar Etrafındaki Akış j^ The Flow Around Buildings in the Atmospherie Boundary Hüseyin Şinasi ONUR Ertan BAYAR La V er Çalışma Sırasında Kendiliğinden Isınan Plastik tekerlerin Taşıma Kabiliyeti Metin Yılmaz GÜRLEYİK 19 Load Carrying Capacity of Plastic Tyres Which Get Heated uring VVorking üz Kanatlı (P, = p 2 = 90 ) Radyal Vantilatörlerde Kanat Sayısının Seçimi İsmail ÇALLI Evaluation of the Blade Number for a Radial Fan With Pı = P2 = 90 35 Yıl Önce Mühendis ve Makina 42 35 Years Ago Mühendis ve Makina Yayım Koşulları: Yazılar daktilo ile iki satır aralıkla iki kopya yazılmış olarak, 70100 sözcükten oluşan Türkçe ve ingilizce özeti yazı başlığının ingıiizcesi, yazarın kısa özgeçmişi, adresleri ve telefon numaraları ile birlikte ergi Yönetim Yeri Adresi'ne gönderilmelidir. Yazılar 12 daktilo sayfasını (yaklaşık 3000 sözcük) geçmemelidir. (12 daktilo sayfasını aşan yazıların 2 bölüm halinde, bi birini izleyen sayılarda, yayımlanacağının düşünülerek bölümlere ayrılmış olarak gönderilmesi gerekir.) Yazılarda kullanılan fotoğraflar net ve temiz olmalı, şekiller aydınger veya beyaz kağıda çini mürekkebi ile çizilmelidir Yazılarda SI birimleri kullanılmalı, yazıların sonuna yararlanılan kaynakça eklenmelidir. Özgün ve derleme yazılardaki görüşler yazarına, çevirilirden doğacak sorumluluk ise çevirene aittir Yazılar başka bir süreli yayın organında yayımlanmış olmamalı, herhangi bir toplantıda tebliğ olarak sunulmuş veya sunusacak ise bu açık olarak belirtilmelidir. ergide yayımlanan yazılara bir dergi sayfası için, özgün ve derleme yazılarda 70.000. TL. çeviri yazılarda 35.000. TL. net ödeme yapılır. ergideki yazılardan kaynak gösterilmek koşuluyla alıntı yapılabilir Yazıların eğerlendirilmesi ergiye gönderilecek yazılar öncelikle Yayın Kurulu tarafından ön elemeden geçirilmekte daha sonra kurulun belirlediği uzmanlar tarafından değerlendirilmektedir. Uzmanların yaptığı değerlendirme sonuçları yazara da iletilecek, uzmanların önerdiği ve Yayın Kurulunun uygun gördüğü düzeltmelerin yapılması yazardan istenecektir. Bu düzeltmelerin yazar tarafından yapılması durumunda yazı yayınlanabilecektir. ŞENEL MERKEZ Sümer Soka* 361A 640 ftta Anlara Tel: (4) 231J159 Fa: 23131 «5 ANKARA ŞUBESİ S0m«Solak 361 06440 OMUrteptf Artan Tat (4)231 80 20 İSTANBUL ŞUBESİ i*«kmçad.m Ankaralım K»t: 4 80080 Beyojkvlatınkut T*(1>HSMS14IM*I Far (1)148 86 74 İZMİR ŞUBESİ AIIQMiayaBul.No.12 35220 Gûndoğdu, Atamakİzmir Tıt:<St)2174N22«1t İ5i (VI lift fihrfâfttn fiamhmrfâfttnâ T*(71t?72S44 FtK (71K73287 BURSA ŞUBESİ Nam İM t»* tt W» s T* (24): 1! 11»OH*) İYARBAKIR BÖUSTBtkÜâ InanoOluCâTHmrM kat:10.1 nvarbamr T* (Ut) 241*72830 ANTALYA BOyjE TEMSİLCİLİĞİ Atattık Cad. Uçar If hanı Kat: 4 07100 Tat:(31)1177334 SAMSUN BÖLGE TEMSİLCİLİSİ latikmcad.no:35 Tel; 125130 SAMSUN KONYA BÖLGE TEMSİLCİLİĞİ Hartam Cad. oktorlar taam No: 402 Kat 2 13083 Tel: (33H38330 KONYA BÖLGE TEMSİLCİLİSİ Vatan Cad Harbkt A* Ktt:4»010 KAYSERİ Tel: (38)117838 TRABZON BÖLGE TEMSİLCİLİĞİ Uzun Sok. EBA Çare» Kat: 4 No: 33 61100 Tel: (031) 17769
Bir ülkenin ulusal politikalarını belirlemesi, belirlediği bu ilkelerle dünyadaki yerini alması ve bu konumunu geliştirmesi artık herkesin savunduğu bir doğru olgusuna gelmiştir. Türkiye'nin de ulusal politikasını üretmesi, bu politikaları üretecek örgütlü insanlarım oluşturması; önemini yıllardır hiç yitirmemiştir. Büyük çaplı değişim ve gelişmelerin yeryüzünde görüldüğü bugünlerde daha da çok önem ve duyarlılık kazanmıştır. Ulusal politika içinde yer alması gereken ve insanların refahı için en etkin ve önemli olan politikalardan biri ise sanayileşme politikasıdır. İnsan olmanın, daha da ötesi mühendis olmanın konum ve nitelikleriyle düşünme, bulma, yaratma, çözümleme, daha iyiye ve daha güzele yönelme özelliklerimizle kısır çekişmelere, sen benciliğe, partizanlığa, bağnazcılığa değil; yeni oluşumlara, yeni ilişkilere ve her türlü ilerlemeye yönelelim. Buradan hareketle önümüzde bize en yakın görünen somut hedefe "sanayileşme politikalarına" katkıda bulunalım. Bu konuda bizlerin en önemli ve örgütlü tek gücümüz olan Odamıza her türlü desteği vererek; üniversite, sanayi, politika kurum ve kuruluşları arasında, hakettiği etkinlik ve sürekliliği sağlayalım. 35 yıl önce ilk çıkarılan ve o zamanki adıyla "Mühendis ve Fabrika" olan dergimizdeki tartışılan konuların : "a) Makina sanayimizin genel etüdü ve memlekimizde kurulacak makina sanayinde öncelikler, b) Sivil havacılığımız için ülkemizde hangi sanayi branşları kurulmalıdır?... gibi günümüzde de hala tartışılan konular olma?: nerede olduğumuzun acı bir göstergesi değil midir? Bu nedenlerle en ufak bir atelyeden, bir proje bürosundan başlayarak KİTlere, fabrikalara, devlet kurum ve kuruluşlarına kadar uzanan yelpazede çalışan, üreten ve teknolojinin önemini kavrayan mühendisler olarak Odamızın bu dönem ve gelecek dönemlerde bilim ve teknolojiye yapacağı katkılarını arttırmada, politikalarını belirlemede, belirlenen politikaların hayata geçirilmesinde, her türlü medya ve aracın kullanılmasında üzerimize düşen görevi yerine getirmeliyiz. Ona bu yollarla sahip çıkmalıyız. İşte son günlerdeki somut bir örnek : Üniversitelerde düzeyi düşürülmüş eğitim sonucu birçok mühendis mezun olurken, bu meslekdaşlanmızın eğitimlerini yükseltilmesi, laboratuvar ve uygulama olanaklarının arttırılması ve sanayimize daha yetkin elemanların sağlanması gerekirken, 12 Mayıs 1992 günü resmi gazetede yayınlanarak yürürlüğe giren 3795 sayılı yasa ile teknik öğretmenlere mühendislik unvanı verilmesi, sertifikalı veya profesyonel mühendis kavramlarının tartışıldığı ortamda topluma "niteliği düşük teknik hizmet" sunuşu olmuştur. Gerekli alt yapı oluşturmadan, mevcut olan eğitim düzeyini yükseltmeden ve tamamen politikacıların ürünü olan bu sonuç, bizlerin, gerçekte bu işin içinde olanların gerekli sanayi aracı olması nedeniyle, ayrıca dergimizin uzun süreler eleştirilen ancak Türkiye'nin ve Türk Sanayiinin bir yansıma durumundaki yazı içeriğinin uygulamaya yönelik olmama noktalarını gözönüne alarak yeni bir çalışmaya geçme isteğindeyiz. Şu ana kadar üni «versitelerden oluşturulan ve ağırlıklı olarak Odamıza gelmekte olan bilimsel yayınların incelendiği, bilimsel katkıların alındığı Uzmanlar Kurulumuzu; Sanayi'den konularında uzmanlaşmış ve çalıştığı alan belirli bir bilgi ve deneyim bikirimine ulaşmış kişilerle zengileştirmek ve geliştirmek arzusundayız. Sanayiden, uygulamadan gelecek birikimlerinizi, çözümlemelerinizi Türk Sanayine daha yaygın duyurabilecek, bilimsel ve teknik temellere dayalı çalışma ve katkılarınızı beklediğimizi belirtiyoruz. aha güzel, daha gelişmiş, daha bilinçli Mayıslara... Yayın Kurulu
Çalışma Raporu ve Keşif Özeti oğal Gaz Yakıtlı Kazanlar Test Merkezi Ahmet Halis ŞAHİN* Ülkemizin, son yıllardaki en güncel sektörlerinden biriside doğal gaz'dır. oğal gaz kullanım kolaylığı, temizliği, alternatif yakıt olması vb. gibi daha birçok nedenle günümüzün tercih edilen yakıtı olmuştur. 1980'li yılların başında anlaşmaları yapılan ve ülkemize getirilen doğal gaz, 1988'den itibaren Ankara'da konutlarda kullanılmaya başlanmıştır. Türkiye için çok yeni olan bu enerji türü, ilk geldiği dönemde doğal olarak çok az biliniyordu. Konuyla ilgili olarak bilgi birikimi ve deneyim ancak kullanıma geçildikten sonra oluşmaya başladı. Zamanla oluşturulan bu birikim ve deneyim, sektör için yetersiz kalmaktadır. Bugüne kadar elde edilen bilgi birikimi, sektörde yoğun olarak çalışan az sayıdaki teknik elemanın kişisel çabalarıyla oluşmuştur. Henüz bilgi ve deneyim akışı sağlanamamış olup, en önemli ihtiyaçlardan olan ilgili standart, yönetmelik ve uygulama esasları tamamlanmış durumda değildir. Mevcut olanlar ise yetersiz kalmaktadır. Bu bağlamda doğal gaz'la ilgili olarak üretilen cihazların belgelendirmesi yapılamamaktadır. oğal gaz kazanları kalite belgesi olarak, sıvı yakıtlı kazanlara verilen belgenin verilmesi bunun en çarpıcı örneğidir. Makina Mühendisleri Odası, sektörde büyük bir eksiklik olan belgelendirme konusuna ciddiyetle eğilmiş ve konuyla ilgili olarak bir çok çalışma ortaya koymuştur. Bu amaçla, Prof. r. Birol Kılkış, oç. r. Kahraman Albayrak, Mak. Yük. Müh. Ercüment unan, Mak. Yük. Müh. Ender Kartal, Mak. Yük. f) Makina Mühendisi MMO Teknik Görevlisi Müh. Cengiz Güçlüer ve Mak. Yük. Müh. Anıl Karel'in katılımı ile oluşturulan oğal Gaz Belgeleme Komisyonu, öncelikle yerli ve yabancı doküman taraması yaparak, önce "İmalat Yeterlilik" ve "Kalite Belgesi" inceleme esaslarını oluşturmuş, daha sonra da belgelendirmenin ilk aşaması olan, firmalara verilen "İmalat Yeterlik Belgesi"ni vermeye başlamıştır. Bu belgeler, doğal gaz sektöründe haksız rekabetin önlenebilmesi, ürün kalitesinin artırılması, doğal gazın daha iyi tanınarak yeni teknolojilere yönelinmesi, tüketicinin ve çevrenin korunması yönünden son derece önemlidir. 1991 yılı içerisinde 8 adet firmaya bu belge verilmiştir. 1992 yılı içinde yeni başvurular sürmektedir. Odamız, belgelendirme çalışmalarının ikinci aşaması olarak ürünlere "Kalite Belgesi" verilebilmesi amacı ile bir "Test Merkezi" kurulmasına karar vererek bu konuda EGO ile ilişkiye geçmiş EGO'nun Güvercinlik Tesislerindeki eski kazan dairesinin kullanılması yolunda fikir birliğine varılmıştır. Sistemin iki aşamada kurulması düşünülmüş olup, belirlenen yer ile ilgili gerekli projelendirme ve keşif ekte sunulmuştur. Yapılan bu çalışma, ekteki raporun konuyla ilgili kurum ve kuruluşların görüşlerine sunulmasından sonra test merkezinin kuruluşunu hedeflemektedir. Ülkemiz için gerek ekonomik, teknolojik, gerekse sosyal yönden büyük önem taşıyan "Kalite Belgesi" çalışmalarının bir an önce hayata geçirilmesi ve bu çalışmaların bütün sektörlerde yaygınlaştırılmasını dileriz. OĞAL GAZ YAKITLI KAZANLAR TEST MERKEZİ ÇALIŞMA RAPORU I Test Merkezinin Yeri Test merkezinin kurulması için, EGO tarafından, Güvercinlik tesislerindeki mevcut kazan dairesinin yanında bulunan boş binanın tahsis edilmesi düşünülmektedir. Bu bina 10m x 20m'lik tabana oturmuş ve 7m yüksekliğinde ve halen boş olarak bulunmaktadır. Merkez kısa sürede tamamlanacak ve ilk yatırım maliyeti mümkün olduğu kadar düşük olacak şekilde düşünülmektedir. Binada su tahliye kanalları mevcut olup, gaz ve şebeke suyu bağlantıları kolaylıkla yapılabilecek durumdadır. Ayrıca bina daha sonra yapılabilecek geliştirmelere (kazanlarla ilgili araştırma ve geliştirme faaliyetleri vb.) uygun durumdadır. Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992
II Test Merkezi için Yapılan Çalışmalar a) Sistemin seçilmesi ve deney yönetiminin belirlenmesi, b) Bina üzerindeki tadilatlar c) Sistemde kullanılacak cihazlar d) Sistemin projelendirilmesi. a) Sistem Seçilmesi ve eney Yöntemi Sistem seçimi için yapılan literatür araştırmasında (TSE, BSI, vb.) değişik timlerden (Bypass'li ve üç çeşit soğuk su verme olanaklı, kullanılan suyun atıldığı, ısı değiştirgeçli, ısınan suyun depolandığı vb.) ısı değiştireçli ve soğutma kuleli sistem seçilmiştir (Şekil 1). eney yöntemi olarak "olaysız" yöntem seçilmiştir. Bu yöntemde kazan verimi, deney süresince iş akışkanına gelen ısının, aynı sürede kazana gönderilen yakıtın alt ısıl değeri üzerinden hesaplanan ısıya oranlanmasıyla bulunur. Yakma havasının bir ön ısıtma yapılması durumunda, havanın taşıdığı ısı, yakıt ısısına eklenir. Qn r k.100 (%) Qb + Qy + Qh Qb = My. Hu Qn = Ms (hc hd) = Ms (Cpc. Tc Cpd. Td) Qn (kcalh): Kazan anma gücü (iş akışkanına aktarılan) Qb (kcalh): Yanma sonucu oluşan duyulur ısı Qy (kcalh) : Yakıtın ön ısıtılması için verilen enerji Qh (kcalh): Havanın ön ısıtılması için verilen enerji My(kgn) Ms (kgh) : Kazana verilen yakıt miktarı : Kazana verilen su miktarı Hu (kcalkg) Yakıtın alt ısıl değeri TI k : Kazan verimi b) Bina Üzerine Yapılacak Tadilatlar Sistemde kazan indirme mekanizması olarak Soğutma Kulesi fmü I < Gen. epo Fazla Sıcak Suyun Tahliyesi Şebeke Suyu ITemp ^önüşü X T N i XI Gaz Q Sayacı T N Gez Hattı N Şekill. Test Merkezi eney üzeni Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı: 388 Mayıs 1992
lininimi ı ııııııım mı ıı ıııııımı mm ı ıı ı ıı m ııııııııııılıııımıııııı milinim ıı ı ııımı kapıya, 3.000 kg'lık ceraskal montajı, Kapı ile test birimi arasına ray döşenmesi, Baca kanalı yapılması, Tesisat yapılması (Gaz ve su), Kazan test kaidesinin yapılması, Binadaki kırık camların ve kapıların onarımı, Çalışmalar için büro yapılması, c) Sistemde Kullanılacak Cihazlar 1 Sistemde Kullanılacak Araçlar Kazanların test platformuna taşınması için 3.000 kg'lık 2x3 m ebatlarında raytekerlekli araba yapımı 2 Kullanılacak Ölçüm Cihazları Barometre Kalorimetre Baca gazı analizörleri Islilik ölçer Su sayacı Su basınç regülatörü Gaz debi ölçeri (sıcaklık ve basınç korrektörlü) Sıcaklık ve basınç kaydediciler ((20V800C, 0100 mbar) 3 Sisteme Eklenecek onanım Soğutma kulesi ve donanımı 400000 kcalh, paket tipi (havuzlu), aksiyal TgTc=8 C (Tgiris = 34 C, Tcikis = 26 C), YTS = 21 C Santrutuj pompa (Q = 54 m3h, Hm=9 mss) Ayrıca değişik ebadda filanşlar, vanalar ve tesisat borusu Eşanjör ve onanımı 400000 kcalh bakır borulu, alçak basınçlı Sıcak su içte (9070 C 1, ısıtılan su dista (26 34 C) Ayrıca değişik ebadda f lanşlar, vanalar ve tesisat borusu d) Sistemin Projelendirilmesi 1 Sistem olarak soğutma kuleli ve ısı değiştirgeçti deney düzeneği ve deneyi yöntem olarak da dolaysız yöntem seçilmiştir. eney düzeneğinin şeması ŞekiM'de verilmiştir. Bu düzenekte görülen soğutma kulesi ve eşanjör donanımı daha sonraki aşamalarında ilave edilecek olup, ilk aşamada sıcak suyun dışarı atılması düşünülmüştür. 2 Proje ve keşif özeti ekte sunulmuştur. III Kurumlara Görev ağılımının Yapılması Kesifi çıkarılan ve projelendirilen Kazan Test Merkezinin kurulabilmesi için yapılan on görev dağılımı aşağıda ki gibi düşünülmüştür. MMO'nun üstleneceği görevler: Test merkezi ile ilgili teknik, idari, proje, protokol vb. çalışmaların yürütülmesi, Test merkezinin işletilmesi, Belgelendirme çalışmalarının MMO oğal Gaz Belgelendirme Komisyonu tarafından yapılması, EGO'nun üstleneceği görevler: Test merkezi yerinin sağlanması, Test merkezine doğal gazın getirilmesi ve merkezde kullanımının sağlanması, oğal gazla ilgili tesisat ve ölçüm cihazlarının temini, EGO tarafından doğal gaz kazanı imalat firmalarına doğal gaz kazanı belgesi alınmasının zorunlu tutulması (diğer yakıtlar için alınan belgenin doğal gaz kazanı için geçerli kabul edilmemesi). KAZAN TEST MERKEZİTESİSAT KEŞİF ÖZETİ Kazantest merkezinin kurulması için gerekli olan gaz, elektrik, su tesisatları, havalandırma ve baca kanalları ile ilgili hesaplamalar (maximum kazan yüküne göre) yapılarak, kullanılması gereken malzemeler belirlenmiştir. Bu malzemelerin içinde binanın aydınatılması, ofis kurulması vs. ile ilgili elektrik, su, telefon tesisatları eklenmemiştir. (Şekil 2) I GAZ TESİSATI Test platformuna çekilecek gaz hattı, yeni kazan dairesinin yanında bulunan şebekeden alınacaktır. Gaz hattında birisi dışarıda faturalandırma için, di Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992
geri ise ölçümlerde kulanılmak üzere brüiör girişinde 1.000.000 kcalh (U160153.3 m3h) kapasiteli iki sayaç bulunmaktadır. Gaz hattı brüiör bağlantısı yapılabilecek şekilde kazan platformunun önünde son bulmaktadır. Gaz hattı için gerekli malzeme aşağıda verilmiştir. Malzeme Adı Özelliği Ebatı Miktarı Fiyatı Çelik Boru irsek Manşon Fianş Conta Küresel Vana Redüksiyon Redüksiyon Te Kelepçe Kortapa Basınç Regülatörü Flansh Filtre Sayaç Gaz Macunu Keten Sarı Boya Antipas Boya Çelik ubel AskıKelepçe Tak. Çelik Çelik 3" 3" 3" Sayaç Flansı 0100 Klingrik Surgulu olur M12 M12 II ELEKTRİK TESİSATI 0100 3" 4"3" 3" 2" 3" 3" 3" 0100 0100 160m 3 h kutu top M12 M12 70m 18 adet 5 adet 4 adet 4 adet 4 adet 4 adet 4 adet 4 adet 25 adet 2 adet 1adet 1 adet 2 adet 3 kutu 1 top 5 kg. 5 kg. 25 adet 10 adet Kazan Test Merkezi, kazan platformunda kullanılacak elektrik tesisatı, mevcut elektrik tesisatından alınarak brülöre bağlanabilecek şekilde hazırlanacaktır. Elektrik tesisatı için gerekli malzemeler aşağıda çıkarılmıştır. Malzeme Adı Özelliği Ebatı Miktarı Fiyatı Topraklama Çubuğu Topraklama Panosu Bakır Tel NYM Kablo NYM Kablo Spiral Boru Spiral Boru Elektrik Panosu übel übel Ağaç Vidası Kroşe Çatal Çivi Çıplak Org. NYM NYM Çelik Çelik Antigron 1 adet 2 adet 16 mm 2 5 m 4x2.5 mm 2 40 m 4x1.5 mm 2 40 m 12 14 mm 8 mm 8 mm 5m 5m 1 adet 150 adet 150 adet 19x35 mm 2 kutu 1 ndu 100 adet 2nolu 100 adet III SU TESİSATI Su tesisatı, mevcut kazan dairesinden alınarak kazana çekilecek ve kazandan çıkan sıcak su ilk etapta boşaltma kanalına tahliye edilecektir. Bu aşama için aşağıdaki malzemeler kulanılacaktır. Malzeme Adı Özelliği Ebatı Miktarı Fiyatı Su Borusu Su Borusu Su Borusu Küresel Vana Küresel Vana Küresel Vana irsek irsek irsek Te Te Te Manşon Manşon Manşon Çelik 1" Çelik 2" Çelik 3" Tam Geçişli 1" Tam Geçişli 2" Tam Geçişli 3" 1" 2" 3" r 2" 3" 1" 2" 3" IV HAVALANIRMA KANALI 10 m 20 m 20 m 2 adet 2 adet 2 adet 4 adet 4 adet 4 adet 4 adet 4 adet 4 adet 4 adet 4 adet 4 adet Kazan Test Merkezinin kurulacağı mevcut bina hacmi, kazan dairesine oranla oldukça büyük ve kapı, pencere gibi yapı elemanları fazla olduğu için özel havalandırma kanaları kullanılmayacaktır. Fakat kapıların alt bölümleri panjur şeklinde yapılacak, hava hareketi kolaylaştırılacaktır. Bu nedenle gerekli malzeme aşağıda verilmiştir. Malzeme Adı Ebatı Miktarı Fiyatı Galvaniz Saç Paslanmaz 1x2 m 2 1 plaka V BACA KANALI Test Merkezi değişik kapasite ve boyutta kazanlar test edileceği için, baca max. yüke göre hesaplanmıştır. eğişik yükler için baca çekişi, cebri olarak bir radyal fan yardımı ile sağlanacaktır. Ayrıca, baca ağızı değişik kazanların bağlanabilmesi için körüklü olacaktır. Bu nedenle gerekli olan malzeme aşağıda verilmiştir. Malzeme Adı Özelliği Ebat Miktarı Fiyatı Radyal Fan Saç Plaka L Köşebent Amyant Körük Yapımı 3000 m 3 h 2650 dvd Çelik 120 mmss 3PS 1.5 mm 2 mm 1 adet 30 m 2 50 m * 10 Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı: 388 Mayıs 1992
liillilihlllllllllllllllllllllllllllillflillllllllllllllllllllliflillllllllllllllllllilltlillllllllllllılmlllllllilllitlilllllllllillllllllflılllllttlimiiiiiiillemlimtililllllmiiiiiiimlsitlilmtlilstlillllilllilillilllllflilllililllllllt VI KAZAN PLATFORMU Kazan platformu olarak, raylı bir araba kullanılacaktır. Bunun amacı kazanı bir köprü vinç yardımı ile araç üzerinden alıp, ray üzerinde hareket ettirerek, test yerine getirmektir. Bu nedenle beton kaide, ray ve su kanalları yapımı gerekmektedir. ^ \ Yapılacak işler Özelliği Miktarı Fiyatı Beton Blok Yapımı Kaaal Yapımı Ray Yapımı ve Monta,. 250 dozunda 20 cm derinlikte 6 m 3 4 m 3 20 m i omus Arabası (Tablalı) 3000 kg (2mx4m) 1ade! Caraskal Köprü Yapımı 3500 kg (2mx4m) 10luk I Profil 1adet 1adet VII OFİS TAHSİSATI Kazan testleri için kulanılmak üzere bir ofis yapımı da gerekmektedir. Bu metinde daha fazla ayrıntı verilmemiştir. Yukarıdaki öneri çalışma Ahmet Halis ŞA HİN, tarafından hazırlanmıştır. İlgili kurumların dikkatine sunulur. 13 Nisan 1992 BAÖLANTIL AB KORUKl OOĞALGAZ KAZANLARI TEST MERKEZİ Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992 11
KİTAP TANITIMI MMO Yayın No: 139 256 sayfa 16x24 boyutta Ederi : 40.000.TL (MMO üyelerine ve öğrencilere 25.000 TL.) Yazan : Ergün ÂŞIK Makina Yüksek Mühendisi Bu kitap, Kovalı Elevatörlerin şartnamelerinin hazırlanması, hesabı ve konstrüksiyonu için mühendis ve konstrüktörlere gerekli bilgileri vermek amacı ile hazırlanmıştır. Kitap dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm, konstrüktif bilgilerle hesap esasları, ikinci bölüm işletme ve bakım ile ilgili bilgileri içermektedir. Üçüncü bölümde, kovalı elevatörlerin hesaplanması konusunda tipik örnekler, dördüncü bölümde ise kovalı elevatörlerin hesap ve konstrüksiyonunda kullanılacak olan çizelge ve şekiller verilmiştir. ÇIKTI
TMMOB Makina Mühendisleri Odası ENÜSTRİYEL ROFİL ALOĞU ÜrüntaHizmetler '92 The Chamber Of Mechanical Engineers Industrial Activities Catalogue YoıluciN & Services '92
IIIIIIIIIIIIIIMIIMIIMII Atmosferik Sınır Tabaka İçinde Yapılar Etrafındaki Akış Hüseyin Şinasi ONUR* Ertan BAYAR ** Bu çalışmada; atmosferik sınır tabakanın rüzgar tünelinde simülasyonu yapılarak, bu sınır tabaka içine yerleştirilen engeller etrafındaki akış alanı incelenmiştir. Akış görüntüleme tekniği ile, değişik geometride iki ve üç boyutlu engeller arkasında oluşan ters akış bölgelerinin uzunluğu belirlenmiştir. in t his study, the atmospheric boundary layer has been simulated in a wind tunnel, and the flow fıeld around obstacles immersed in this layer have been investigated. Usingflow visualization technique, reattachment lengthsfor two and three dimensional obstacles have been determined. Çevre kirliliği, günümüz dünyasının güncel ve sağlıklı bir şekilde çözülmesi gereken, önemli sorunları arasında yer almaktadır. Hızlı kentleşme ile birlikte, sanayi bölgelerinin şehir merkezleri içinde kalması ve rüzgar akışını etkileyen düzensiz yapılaşmalar, hava kirliliğinin artmasında etken bir rol oynamaktadır. Türbülanslı bir sınır tabaka içinde bulunan bir cisim etrafındaki akışta, cismin geometrisi etken bir (*) oç. r., K.T.Ü. Makina Müh. Bölümü TRABZON (**) r., K.T.Ü. Makina Müh. Bölümü TRABZON parametre olmaktadır. ünyadaki yapıların çoğu keskin kenarlardan oluşmaktadır. Bu keskin kenarlar ve köşelerde ortaya çıkan yüksek basınç grad yentleri; akışı, ayrılmaya zorlamaktadır. Akış ayrıl «ması sonucu, ana akış yönüne ters yönde hareket eden akış bölgeleri meydana gelmektedir. Özellikle duman ve atık parçacıklar, bu ters akış bölgelerine girerek, binaların içine taşınmakta ve dolayısıyla insanları etkilemektedir. Bu tip etkilerin değerlendirilebilmesi için, binalar etrafındaki akış alanının bilinmesi gerekmektedir. Bu konudaki araştırmalar; sayısal hesaplamalar, gerçek akış ölçümleri ve laboratuvar çalışmalarına dayanmaktadır. Counihan ve diğ. (l>, atmosferik sınır tabaka akışı geliştirerek, model ölçeğinde iki boyutlu, kare kesitli engel etrafındaki akışı incelemişlerdir. Castro ve Robins <2>, kübik modeller etrafındaki akışta, hız ve basınç ölçümleri yapmışlardır. Bergeles ve Athanassiadis'', akış görüntüleme yöntemi ile, iki boyutlu engeller arkasındaki ters akış bölgesi uzunluklarının belirlenmesine yönelik çalışmalar yapmışlardır. eğişik geometrideki engeller etrafındaki akış alanı, Laneville ve Yong <4) tarafından araştırılmıştır. Baydar <5) tarafından yapılan çalışmada, atmosferik sınır tabaka içinde bulunan iki boyutlu engeller etrafında hız ölçümleri gerçekleştirilmiş ve yüzey akışı görüntüleme tekniği ile, ters akış bölgesi uzunlukları incelenmiştir. Bu konudaki sayısal çalışmalardan biri, Yeung ve Kot <6) tarafından gerçekleştirilmiştir. ATMOSFERİK SINIR TABAKA AKIŞI ünya yüzeyi üzerinde, rüzgar hareketlerinin sonucu olarak; yüksekliği, ortalama rüzgar hızına ve arazinin pürüzlülük yapısına göre değişen bir kayma tabakası yer almaktadır. üzlem levha üzerindeki türbülanslı sınır tabaka akışına benzeyen bu tabakaya, atmosferik sınır tabaka adı verilmektedir. ünya yüzeyi üzerindeki bütün yapıların içinde bulunduğu,sürtünme etkili bu tabakanın yüksekliği, birkaç m'den 2 km'ye kadar değişebilmektedir. Atmosferik sınır tabaka içinde ortalama hız dağılımı, U o şeklindeki üs kanunu ile ifade edilmektedir. U, yerden z yüksekliğindeki ortalama hız; U o tabaka yüksekliği dışındaki serbest akış hızı ve 5, sınır tabaka yüksekliğidir, a üssü, arazinin pürüzlülük yapısına bağlı olarak 0.1 ile 0.4 arasında değişmektedir. 14 Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992
ENEY ÜZENEĞİ Atmosferik sınır tabakanın simülasyonu ve iki boyutlu engel etrafındaki akış görüntüleme çalışmalarında, K.T.Ü. Makina Müh. Bölümü Termodinamik laboratuvarında bulunan, açık devreli sesaltı rüzgar tüneli kullanılmıştır. Atmosferik sınır tabaka simülasyonu, Counihan ' tarafından geliştirilen; bariyer, eliptik girdap üreticiler ve pürüzlülük elemanları kombinasyonu yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Şekil1'de, deney düzeneği şematik olarak verilmektedir. KngeJ arlası birincil \ ^ ';(.? ^^'^ altını şenuısı Akış Şekil 1 Bariyer üreticiler eney düzeneği Pürüzlülük elemanları 0 0 1 Engel J M leme çalışması fotoğrafı, Şekil2'de verilmiştir. Fotoğrafta; engelin arkasında meydana gelen ters akış bölgesi, yağ içinde bulunan tortu ve kabarcıkların oluşturduğu izlerden kolayca görülebilmektedir. Zıt yönlü izlerin sınırladığı bölgeler, akışın tutunduğu bölgeyi göstermektedir. Engel etrafındaki akışlarda; engelin hem önünde hem de arkasında, birincil ve ikincil olmak üzere, iki oğal olarak gelişen sınır tabakada, 45 mm olarak ölçülen sınır tabaka yüksekliği, simülasyon yöntemi ile 150 mm'ye çıkarılmıştır. Hız profili ölçümlerinde, TSİ 1050 Model Kızgın telli anemometre, TSİ 1076 Model rms voltmetre ve TSİ Model 121020 standart film prob kullanılmıştır. Yüzey akışı görüntüleme çalışmasında, engelin ön ve arkasındaki tünel döşemesi üzerine yaydırılan, karbonla karıştırılmış motor yağı kullanılmıştır. Tipik bir akış görüntü f a e. 8 B.6 c< = 0. 1.4 1.2 B 1 J^^\ 1 B.2 B.4 B.6 B.8 1. B uu 0 Şekil 2 Tipik bir akış görüntüleme fotoğrafı Şekil 4 Referans ortalama hız profili Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992 15
12. fl 10. fl 8.0 X ÎT6.B A A 4.0 A 2.0 ~~A Şekil 5 Referans türbülans hız profili 1 1 1 1 1 0.0 0. 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 WH Şekil 6 Tutunma uzunuğurlun engel genişliği ile değişimi farklı ters akış bölgeleri meydana gelmektedir. Şekil3'deki şemada görüldüğü gibi, birincil ve ikincil ters.akış bölgeleri birbirine zıt yönde hareket etmektedirler. Atmosferik sınır tabakanın rüzgar tünelinde simülasyonunda, a = 0.2'lik üs kanunu esas alınarak, 150 mm yüksekliğinde bir sınır tabaka elde edilmiştir. Sınır tabaka dışındaki serbest akış hızı, 8.3 mit olarak gerçekleşmiştir. Şekil4'de, sınır tabaka relerans ortalama hız profilinin, a = 0.2 üs kanunu profili ile iyi bir uyum sağladığı görülmektedir. Ortalama akış yönünde ölçülen referans türbülans hız profili, Şekil5'de verilmektedir. SONUÇLAR Geliştirilen atmosferik sınır tabaka içine yerleştirilen iki ve üç boyutlu engeller arkasındaki ters akış bölgesi uzunluklarını belirlemek amacıyla; yağ filmi tekniği kullanılarak, yüzey akışı görüntüleme çalışmaları yapılmıştır. iki boyutlu, kare kesitli engelin ön tarafındaki birincil ters akış bölgesi uzunluğu, 0.8 H; ikincil ters akış bölgesi uzunluğu da'0.3 H olarak ölçülmüştür. Engelin arka tarafındaki ikincil ters akış bölgesi uzunluğu 2H olarak belirlenmiştir. Şekil 7 Tutunma uzunluğunun engel yüksekliği ile değişimi 16 Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992
Çalışma Sırasında Kendiliğinden Isınan, Plastik Tekerlerin Taşıma Kabiliyeti* Yazarlar:. Severin B. Kühlken Çev: Metin Yılmaz GÜRLEYlK** önmekte olan, plastik malzemelerden imâl edilmiş olan tekerler, normal yükleme altında, mekanik ve termik zorlanmalar etkisi altında kalır. Bu konuda yapılan araştırmalar ve hesaplama mcdodları ile: fsınma ve yuvarlanma sürtünmesi ile, uzun süre bekletilmekten dolayı, zamanla meydana gelen deformasyona uğrama sonucundaki döndürme kuvveti, hakkında bilgi edinilir. Polianıid malzemelerden yapılan tekerler, oldukça küçük sınır sıcaklığını, pek az astığında aniden bozulurken, yumuşak poliüretandan imal edilmiş tekerler, sürekli çalışma sıcaklığına kadar ısınabilir. Araştırmacılar, PA66 ve PA6G malzemelerinden imâl edilmiş tekerlerin, taşıyabilme değerlerini belirlemişlerdir. İmalatçı tavsiyelerine göre kullanım Özellikle, transporl tekniğinde lermoplastik malzemelerden imâl edilmiş çok sayıda tekerler kullanılmasına rağmen, bir tekerin belirli bir yükleme altında ve belirli bir hızda, emniyetle çalıştırılabilmesi için, konstrüktöre boyutlandırabilmesı için verilmiş değerler yoktur. Burada araştırmacılar, çok sayıda yaptıkları deneyler ve teorik incelemeler sonucunda, pratikte büyük ilgi ile karşılanacak olan, önemli açıklama metodu ve bulgıtlarını vermektedirler. The tyres which are made ofplastic materials are subjected to both mechanical and thermal stresses during running operation. Information relaled to lıeating, rolling friction and rotational force wlıich develops after deformalion ofthe tyres can be obtained ıısing the results ofresearch work on I his topic and some calculation methods. il is known tlıal the tyres made of polyamide type materials fail sııddenly just above a low level temperatııre limit however, the tyres made of polyurethane can be heated ııp to the continııous working temperatııre. The research workers have delermined the load carring capacity ofthe tyres made of materials designaledas PA66 and PA6G. Although many tyres manufactured from thermoplastic materials are used in transportation technology, t here is no dala available in the literatüre on loading and velocity for safe working conditions of o tyre. Hovever, after many experiments and theoretical work, researehers reported their results witlı important explanalions which cotıld be interesting in praetice. (*) Konstruktion 43 (1991) H.2 S. 6571 Spinger Vertag Konstruktion 43 (1991) H.4 S* 153160 Spinger Veriag (**) Prof. r.. K.T.Ü. Müh. Mim Fak., Makına Bölümü eknikte pek çok yerde, şimdiye kadar alışılmış TM, olarak 6 kullanılan dökme demir, çelik ve hafif metal alaşımlarından imâl edilmiş tekerler yerine, termoplastik malzemelerden imâl edilen teker ve makaraların kullanışı, giderek artmaktadır. Özellikle transport tekniğinde, hafif ve orta yükleme yapılan pek çok yerde, plastik tekerler, tercihan kullanılmaktadır" 3). Yuvarlanma makaraları ve teker malzemesi olarak, ağlaşmış elastomer plastik malzemeler yanında, özellikle kısmen kristalli termoplastiklerin seçimi, çok büyük gelişme göstermektedir. Bu malzemeler, birçok kullanma yerinde yeterli mukavemet, elastikiyet ve işletmeye dayanıklılık göstermektedir. Poliamid (PA), Polioksimetilen (POM), Polibutilenterepfelat (PBTP), Yüksek basınç polietileni (HPE) ve linear Poliüretan (TPU) tercih edilen termoplastiklerdir. Poliamid ve POM'den imâl edilen tekerler, relatif büyük yüklemeler için (Örneğin: Hafif kren ve sürükleyici veya karıştırma tamburlarının, yuvarlanma makaraları olarak) kullanma sahası bulmuştur. Relatif küçük yüklemelerde (Örneğin: Kuvvetle serbest hareket eden, zincirli taşıma makarası) tekerlerin, termoplastik poliüretan (TPU)dan imâl edilmesi, daha iyidir. Bu tekerler, gürültüsüz çalışmakta ve kayma oluklarına takılmamaktadırlar 4 \ Ağlaşmış poliüretan (PUR) gibi yumuşak elastomerler, tercihan hızlı hareket eden veya sürtünme katsayısı büyük olan, tekerler için kullanılır (Örneğin: Elektrik ile tahrikli, gezer kren yolları <5). Konstruktörler tarafından, plastik malzemelerin en uygun özelliklerinden tamamiyle faydalanılamamaktadır. Çünkü, plastik malzemelerin karışık davranışları, tekerlerin ve makaraların boyuttandın İmasında mevcut değerlere, uymamaktadır. Plastik malzemelerin özellikleri; sıcaklık, zorlanma süresi ve frekans, çevre şartları (Örneğin: Rutubet) ayrıca imâlat metoduna (Püskürtme, ekstrüksiyon) göre, oluşan içyapısına bağlıdır. Metalik malzemelerin aksine olarak, plastik tekerlerin boyutlandırılması sırasında, şu özellikler dikkate alınmalıdır <e>7>. Uzun süre çalışmadan bekletilme sırasında, malzemenin akması dolayısıyla, şekil değiştirmesi ve bu nedenle harekete başlatma kuvvetinin büyümesi. Hızlı dönen tekerlerin kendiliğinden ısınması aha büyük sürtünme kuvveti Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992 19
IIMIIIIIIHIIIIItlIlIMlimilllIllimitlI TEKERLERİ BOYUTLANIRMA METOU Plastik tekerler için bugün alışılagelmiş olan hesaplama metodu: uruş halindeki şekil değişimi ve yük altında dönerken, ampirik olarak verilen değerlerle hesaplanan kendiliğinden ısınma'dır. Yalnız az sayıdaki araştırmacılar, plastik malzemelerin zamanla dayanımını ve malzemenin dinamik zorlanmasından sonraki boyutlandırılması hakkında, tavsiyelerde bulunmaktadırlar. Yuvarlanma sürtünmesini, şimdiye kadar yalnız iki araştırmacı dikkate almıştır. öküm poliamid (PAöküm) ve polioksimetilen (POM)'den imâl edilen silindirik makaraların, statik ve dinamik yüklenmesinde dayanabileceği basınç sınır değerlerinin, çevre sıcaklığına bağımlılığı Erhard ve Strickle (6) tarafından hesaplanmaktadır. Bu şekilde hesaplanan, emniyetle taşınabilir yükleme, duran tekerler için, zamana bağlı değildir. Çok yavaş dönme hızlarında, dinamik taşıma kabiliyeti, statik değerlerin aynıdır, PA tekerlerinde 2 ms'lik yuvarlanma hızından sonra ve POMtekerlerde 1,6 ms'den sonra, müsaade edilen yükleme, artan hız ile azalır. (8) Beck ve Brüning yaptıkları araştırmada, POM malzemesinden imâl edilen tekerlerin, duruş halinde bekletilmesi halinde, çalışma yüzeyinde oluşan yassılaşmayı ve daha sonra tekerin, tekrar döndürülmesi sırasında, bunun kayboluşunu dikkate almışlardır. Onların metodları hakkında söyledikleri, pek açık değildir. Çünkü, hareketsiz duran tekerlerin, küçük teker yüklemesi bölgesinde, müsaade edilen yük zamanla küçülmekte, buna karşılık, büyük yükleme bölgesinde ise artmaktadır. inamik taşıma kabiliyetinin hesaplanabilmesi için araştırıcılar, deforme olan hacim, gerilme değişimi (Hertz basıncı) ve frekanstan yararlanmaktadırlar. Böylelikle, dönen tekerlerin müsaade edilir yüklenmesi, hız ile azalmaktadır. Schmidt <9) 'e göre, tekerlerin statik yükü, teker çapma oranlanan müsaade edilir toplam yassılaşma % 0,3 ile sınırlanmaktadır. Bu değer "Malzemenin viskoelastik davranış sınırı" olarak tanımlanır ve malzemenin eğilme sürünmesi modülü ile hesaplanan şekil değiştirme sınırını aşmamalıdır. urmakta olan tekerin müsaade edilen yüklenmesi, aynı kanuna göre, eğilme sürünmesi modülü ile zamanla azalmaktadır. Araştırmacı, dönme sırasında müsaade edilen yüklemeyi, kaybolan enerji bilançosundan ve yayılan ısıdan hesaplamaktadır. Bandaj yüksekliğince, deformasyonun sabit ve eşit olduğu ve kaybolan enerjinin %90'nın, ray ile temasta geçtiği kabul edildiğinde, POM malzemesi için, müsaade edilir yükleme; teker geometrisi ve hıza bağlı olarak, bir bağıntı yazılabilir. Bu şekilde hesaplanan yük, artan dönme hızı ile bariz bir şekilde azalır. Fein ve Kunz <ı0) 'da, Schmidt gibi, malzemeye bağlı olmaksızın, aşırı yükleme ile aynı teker çapı 'ye oranlanan müsaade edilir deformasyonun, hızlı dönüş arasında, bir bağıntı olduğunda hemfikirdirler. Onlar da, yükleme süresi ile, başka bir hesaplama metoduna göre çok büyük olan müsaade edilir yüklemenin, azalmakta olduğunu göstermişlerdir. inamik taşıma kabiliyetini gösterebilmek için Fein ve Kunz, kontakt geometrisine bağlı olarak, müsaade edilir basınç, yuvarlanma hızı ve çevre sıcaklığı için kabuller yaparak, diğer araştırmacılara göre, oldukça büyük müsaade edilir yükleme bulmuşlardır. Buna göre, yuvarlanma hızının müsaade edilir yüke etkisi, yaklaşık 2 ms üzerinde olmaktadır. Kunze (11>, silindirik ve ortası şişkin, yaklaşık %1,5 kristal içeren PA6 teker malzemesinin; kritik uzama e» 'dan müsaade edilir yüklemenin ölçülmesi ile işe başlamıştır. Bu deformasyon değerinden araştırmacı PA6 malzemesi için, özel bir "Gerilme eformasyon diyagramı" elde eder. Yani, müsaade edilir statik yük, tekerin yüklenme süresine bağlıdır. Lütkebohle (7> 'nin sıcaklık hesaplama metodunda; müsaade edilir teker sıcaklığına kadar, önceden ısıtılan silindirik plastik tşkerlerde, dinamik taşıma kabiliyeti tesbit edilmektedir. Araştırmacı, tekerlerin ısınma durumunu, stasyoner durumdaki ısı iletimi gibi, Fourier diferansiyel denklemi ile, tanımlamaktadır. Teker sıcaklığı hakkında yapılan deney sonuçları karşılaştırıldığında: Ağlaşmış ve termoplastik poliüretandan imal edilen tekerlerin ısınmasının hesaplamaya uygun olduğu, fakat POM ve PA 66 sert termoplastiklerin ise, hesaplanan değerlerden küçük kaldığı, görülmektedir. Araştırıcının kabullerine göre, yuvarlanan makaralarda artan hız ile, müsaade edilen yüklemede bir azalma olmaktadır. Bundan başka, araştırıcı, plastik tekerlerin yuvarlanma sürtünmesi kuvvetlerinin hesaplanması için ayrı bir metod geliştirmiştir. Plastik tekerlerin, zamanla dayanım mukavemeti, pek az sayıdaki araştırmada ( 1112>, gözlenmiştir. PA 6, POM ve PURPA 6 (Kompaund konstruksiyon) malzemelerinden imâl edilen tekerlerin, zamanla dayanım mukavemeti araştırmalarına göre; tekerlerin taşıyabilecekleri yuvarlanma sayıları, artan yükleme ile bariz bir şekilde azalmaktadır. Tekerlerin zamanla dayanımı özelliği; Hertz basıncı, yük değişim sayısı üzerine, yarı logaritmik olarak taşındığında (1 " veya yük, yük değişim sayısı üzeri 20 Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992 ta
ne, çift logaritmik olarak taşındığında i4) yaklaşık olarak, doğru olmaktadır. Tekerlerin karakteristik zamanla dayanım mukavemeti ile plastik malzemelerin, dinamik mukavemetleri arasında mukayeseli yapılmış deneyler olmadığı için, sonuçlar yalnız araştırılan numuneler ile sınırlı kalmıştır. Bombeli PA6 ve PA66 plastik tekerleri için Kos <i2), bir "hesaplayarak boyutlandırma metodu" geliştirmiştir. Araştırıcı, tekerlerin tahrip olmasını, kayma gerilmelerine bağlamaktadır Araştırmacı, tek eksenli gerilme halinde, en büyük deformasyon hipotezine göre, Smith diyagramından, eşik bası gerilmesinde, plastik malzemenin kayma gerilmesini bulmuştur. Kayma mukavemeti ve etkileyen kayma gerilmelerinin karşılaştırılması ile, tekerlere müsaade edilen yükleme bulunur. Araştırmacı, bu hesaplama metodu için bir deney yapmamıştır. iğer metodlar ile karşılaştırma yapıldığında, aynı geometrideki tekerler için, oldukça büyük müsaade edilir yüklemeler elde edildiğine, yazarın kendi araştırmalarında ve diğer araştırıcıların yayınlarında (lu da, rastlanmıştır. iğer metodlarla, benzer şekilde ayrı ayrı hesaplanan " müsaade edilir teker yüklerinin, birbirinden çok farklı olduğu görülür. TEKER GÖVESİNİN ISINMASI VE YUVARLANMA SÜRTÜNMESİ KUVVETİ Berlin T.Ü. Transport Tekniği ve Mekanizma Tekniği Enstitülerinde yapılan pratik denemeler, poliamidten imâl edilen yuvarlanma tekerleri için, sürekli kullanma sıcaklığı, müsaade edilen ısınma için kriter değildir. Yumuşak elastik Poliüretan (TPU)'dan imâl edilen tekerlerin sıcaklık eğrisi, aşırı yükleme yapılmayan sürekli çalışma süresi boyunca, sürekli çalışma sıcaklığı yaklaşık 80 C civarında olabilen stasyoner değere, asimtotik olarak yaklaşırken Şekil 1, Eğri 1 POM ve Poliamid tekerlerin Şekil 1, Eğri 3 ve 4 teker içerisinde gözlenen bir yerinde sıcaklık, belirli bir değere ulaştığında, sıcaklık eğrilerinde, ani bir artış görülmektedir. Bu sınır değeri, sürekli kullanma sıcaklığı olan yaklaşık 100' C sıcaklığın oldukça altında kalmaktadır, ekstrüksiyonla üretilmiş Poliamid PA 66'da yaklaşık 42 C ve döküm yapılmış Poliamid PA 6G'de ise yaklaşık olarak 35 C dır. Aynı ölçülerde fakat, farklı malzemelerden imâl edilen tekerlerin sıcaklık eğrileri, çalışma süresine bağlı olarak Şekil1'de gösterilmiştir. Çalışmakta olan malzemelerin, tipik sıcaklık eğrilerini belirleyebilmek için, yüklemeler farklı yapılmıştır. Sınır sıcak 90.0 eo * ÖO Telcer B = 2o A 70 M os 60 1 40 :o u 30 s 2Û IPU c 15 30 dakika 45 Zaman t Şekil 1 Yuvarlanan bandajlı tekerlerin, normal viikleme allında, sıcaklığının zamanla değişimi ; Poliüretan TPU C 74 sınır zorlanması 2 öküm Poliamid PA n G sınır zorlanması altımla 3 öküm Poliamid PA ö G sınır zorlanması üzerinde 4 Ekstrüksivonla ima! edilmiş Poliamid PA (ı(ı, sınır zat Umması üzerinde lığı altında, yalnız Poliamid tekerlerin bandajında, stasyoner bir ısınma olmaktadır. Teker içerisindeki sıcaklık bu değere ulaştığında, daha sonraki yuvarlanmada sıcaklık kısa sürede malzemenin ergime sıcaklığına ulaşmaktadır. Çevre sıcaklığının çok az değişimi, sınır sıcaklığını oldukça küçültür ve bu tekerlerin taşıma kabiliyetine çok fazla etkiler. Sınır sıcaklığının altında, belirli bir hızda en büyük taşıma yükünü tesbit için, bir deney tesisatında, Poliamidten imâl edilen çeşitli boyutlardaki tekerler, çeşitli yüklemeler altında ve yuvarlanma hızlarında çalıştırılmışlardır. Bu sırada, teker bandajının üç farklı noktasında (Yuvarlanma yüzeyinin 4,8 ve 12 mm altında) sıcaklık artışı ölçülmüştür. PA 66 malzemesinden farklı genişlik ve büyüklükte imal edilen tekerlerin, yuvarlanma hızına bağlı olarak ve her defasında farklı yüklemeler altında sürekli çalıştırılması halinde verilen ray sıcaklığına göre (Teker gövdesinin ısınarak) sınır sıcaklığını aşması Şekil2'de gösterilmiştir Yüklemeler o şekilde kademelendirilmişlerdir ki; çeşitli teker genişliği ve teker çapına rağmen, basınçlar, Şekil2a'dan 2h'ya kadar, verilen eğriler için aynı olsun. Eğrilerin kıvrılma noktası, her seferinde tekerlerin instabil duruma geçmeden az önceki durumunu göstermektedir. Eğrilerin kıvrım noktasından sonra zorlanma da arttığı için, teker malzemesi sıcaklığı ergime noktasına kadar yükselmektedir. Şu halde, kıvrım noktasına kadar olan eğri, müsaade edilir zorlanmayı göstermektedir. Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992 21
. ^ ' İ " 12 10 o _ 6 2 n «4000 II ' 3150 II 2500 N» 2000 N 1600 N 1000 N 1 2 3 4 Yuvarlanma hızı ^~ Z P4 G6 0 00 B=16 ' ms B 4000 N 3150 N 2500 M 2000 N 1600 N 1000 N 1 2 3 Yuvarlanma hızı ıu 14 12 6 5000 II 4000 fi 3150 M 2500 fi 2000 II 1250II y ^= ^< Pl G6 0 00 B=20 r ' <H 18 K 16 14 12 «5000 N» 4000 N 3150 N * 2500 N 2000 N 1250 N y^. y~ ^y 52== ; 1 ^ ^ " PA 66 0 BO B20 ^ 12 3 4 Yuvarlanma hızı 6 ms 0 > 1 2 3 4 Yuvarlanma hızı 1 6 ms B lö K 16 14 12 6300 M 5000 N 4000 ti * 3150 N 2500 fi 1600 N 1 i PA 66 0 00 B=25 " ^ ^" İÜ 14 * 6300 N» 5000 N 4000 N» 3150 N 2500 N 1600 N 'S p3 7^ y y* PA 66 0 100 12 ^1 ^^ y ^ ' B=2u y^. 1 2 3 4 Yuvarlanma hızı 6 ms 0 2 3 4 5 6 Yuvarlanma hııı v B ms 10 lö ıs 14 12 10 4 «oooo ti 6300 ti 5000 fi 4000 ti 3150 M 2000 ti s PA 66 19 00 032 *^' ~ 1 ' ^ ^ 3a K 54 2 * BOOO N» 6300 N 5000 N 4000 M 3150 N 2000 N T 1 1 PA 66 0 125 8*20 <y_ 1 2 3 4 Yuvorl tınma hı?.ı 1 6 m3 8 1 2 3 4 5 6 7 YuvarlBnmo hızı v Şekil 2 a,b Geometrileri farklı tekerlerin, ortam sıcaklığında, yuvarlanma hızı ve yüklemeye bağlı olarak, dayanıklılık sıcaklığı. ad Teker Çapı 80 mm ab = 16 bb =20 cb=25 db=s2 elı Teker Çapı 20 mm e 63 0 f8o0 VİOO0 h 125 0 1 B 9 10 ms 12 22 Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992
MIIIMMlUnHMHHnMllinillllllHIMlUUUllUlUllIlIMIMIIIIIIIIIIIIHlUMlIllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll Aynı özgül zorlanma (Basınç ve yuvarlanma frekansı), teker genişliği veya teker çapı ile (Şekil2e den 2h'ya kadar) artmaktadır. Geniş tekerlerin daha fazla ısınması, tekerin çelik göbeği ve yan yüzeyleri nedeniyle, dar tekerlere göre daha az ısıyı iletebilmesinden dolayıdır. Aynı zorlanma altında, teker çapı ile ısınmanın artması, teker ile yuvarlanma yüzeyi arasındaki durum ile açıklanır. Isı miktarı, teker çapının karesi ile artarken, ısıyı geçiren yüzey lineer olarak artmaktadır Tekerlerin boyutlandırılabilmesi için,müsaade edilen oasınç ve yuvarlanma frekansından Şekil3'de görüldüğü gibi faydalanılmalıdır. Bu diyagramda, çeşitli çap ve genişlikte PA 66 ve PA 6 G malzemelerinden imal edilen tekerlerin, sınır zorlanmaları, yuvarlanma frekansına bağlı olarak, iki bölge halinde gösterilmektedir. aha önce açıklandığı gibi, teker geometrisi ısırmaya etkilediği için, küçük ve dar tekerler, dağılım alanının üst sınırında ve büyük çaplı veya geniş olan tekerler ise, alt sınırda olacaktır. Açıkça görüldüğü gibi, müsaade edilir basınç, yuvarlanma frekansı ile azalmaktadır. Bu azalma, dönme hızına bağlı zorunlu konveksiyonlu soğutma nedeniyle, daha küçüktür. Ayrıca taşınabilir basınç, PA 66'dan imal edilmiş tekerlerde, PA 6 G tekerleri ile karşılaştırıldığında, daha büyüktür. Aynı zorlanma altında PA6G'den imal edilen tekerlerin fazla ısınmasının nedeni, EModülünün küçük ve söndürme kabiliyetinin büyük olmasıdır. Basınç hesaplamalarında^ PA66'dan imal edilen tekerler için E = 2900 Nmm" ve PA6G tekerleri için E = 2200 Nmm" alınmıştır. Poliüretandan imal edilen tekerlerin ısınma durumları farklı olduğundan, sınır zorlanması olarak, 50»lmn 2.10 a 35 3 30 5 25 tı 20 < M 15 13 ı o 0 1 9 TPU TPU 1 C 71. 0 * i C 6 t 0 1 \ 1 TPU C 64 ' 10020 12520 4 6 8 «0 12 M Yuvarlanma frekansı..«ipu C 74 Iİ.1S0 U01G «no20 UO25 0032 1 1 16 si 20 Şekil 4 Geometrik ölçülen farklı TPUC74 ve TPUC64 malzemelerinden imal edilen tekerlerde, sınır yüklemelerinden hesaplanan Hertz gerilmelerinin, yuvarlanma frekanama bağımlılığı. (Teker gövdesinin sıcaklığı 80 C, Çevre sıcaklı('i 20 T) yükleme hıza bağlı olarak verilir. Bu malzemelerde, teker gövdesinin bandaj sıcaklığı sürekli çalışma için 80 C'dır. Malzemesi TPU C64 (E = 250 Nmm] ve TPU C 74 (E = 790 Nmm 2 ) olan tekerlerin, deneysel olarak tesbit edilen sınır zorlanmaları, yuvarlanma frekansına bağlı olarak Şekil4'de gösterilmektedir. Benzer şekilde Poliamid malzemesinden imal edilen tekerlerin, teker çapları küçüldükçe ve genişliği daraldıkça, yumuşak elastik malzemeden imal edilen tekerlerden daha az ısınmaktadır Aynı çapta ve aynı genişlikte PA 66, PA 6 G ve TPU C 74 plastik malzemelerinden imal edilen üç tekerde, yumuşak ve sert elastik malzemeler birbirinden farklı olarak ısındıklarından, ortam sıcaklığın 90 Nmm 2 ; 70 S eo ( B borl H 4 0 S 30 10 o ü ÜUL'O UÜ16 UUM uu ;?'.> uu'j; 1 luo : <) KJ'JL'U BO20 IIO2'i 01KJ2 IÜOÜ0 "T" 10 PA 16 f'a 6 G Yuvarlanma frekansı?b 30.25 * N S 20 a I 5 ;ev:er <, 80 B = 20 PA 66; PA 6 G: v = 1 rns TPU C 74 0: v 0 5 ms = = = = = Yük I TPU C 74 0 3 2 66 kn Şekil 3 Geometrik ölçülen farklı PA66 ve PA6G'den imal edilen tekerlerin, ortam sıcaklığında yuvarlanma frekansına bağlı ' olarak, sınır yüklemelerinden hesaplanan Hertz gerilmeleri. Şekil 5 Malzemesi PA 66, PA 6 G ve TPU C 74 olan tekerlerde, ortam sıcaklığında ölçülen, yuvarlanma sürtünmesi kuvvetlerinin, yüklemeye bağımlılığı. Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992 23
da, yuvarlanma sürtünmesi kuvvetlerinin yüklemeye bağlı olarak, değişimi Şekil5'de verilmiştir. Poliüretan (TPU) dan imal edilmiş tekerlerin yuvarlanma sürtünmesi kuvvetleri, PA 66'dan imal edilmiş tekerlere göre, birkaç kat büyüktür. YUVARLANMA SÜRTÜNMESİNİN HESAPLANMASI Yüklenen teker gövdesinin düzlemsel bir deformasyon yaptığı kabul edilerek ve plastik malzemelerin viskoelastik davranışlarının Maxwell'e göre tanımlanan basit bir malzeme modeli için, aşağıda açıklanan hesaplamalar yapılmıştır. Kabullerin daha geniş açıklamaları, ayrıca boyutlandırma için iletilen denklemlerin yazılışı, literatür (U) 'den alınmıştır. Tekerlerin sürekli olarak yuvarlanabilmesi için, teker malzemesinin söndürme özelliğinden dolayı ısıya dönüşen enerjinin verilmesi gereklidir. Stasyoner ısınma durumunda verilen mekanik güç, yuvarlanma kuvveti ve yuvarlanma hızına göre, yuvarlanma yüzeyi, her iki yan yüzeyden ve teker göbeğinden akan ısıdan ibarettir Şekil6. Teker gövdesinin hacimsel özgül kayıp gücü, böylece yuvarlanma kuvveti gibi, teker gövdesi sıcaklığının bir ölçüsüdür. Teker gövdesi sıcaklığının büyüklüğü, kayıp güçlerin bölgesel dağılımı, plastik malzemenin ısı iletkenliği ve teker gövdesi yüzeylerinin, ısı geçirme şartlarından etkilenmektedir. Şimdi, yuvarlanma sürtünmesi kuvvetini hesaplama metodunu verelim. Teker gövdesinin zorlanması: Mekanik ve ısı P. = Şekil 1> Teker bandajında radyal sıcaklık dağılımı mf. «i J».<*#** * * w â ıh âj t.»«..! < «>^*ll î^ykl'i İlfil >*#! Çelik riostik (),, l, bandaj X ' ı X. ya dönüşen güçler arasındaki dengeden yazılabilir. (1) Burada F, Normal yük, d = Toplam söndürme faktörü (Şekil7) E, = Teker malzemesinin elastisite modülü, B ve Rı Tekerin genişliği ve yuvarlanma yarıçapıdır, a = Temas uzunluğunun yarı değeri, bilinen Hertz denkleminde hesaplandığında 8RF 7 (2) TtB ile R = R1 + R2 1vî] ve 1V2İ (3) İndeks 1 plastik teker, indeks 2 çelik karşı tekeri göstermektedir. Plastik tekerüzlemsel çelik ray çifti için (E, «E 2 ; R 2 = ) ve plastik için, enine temas sayısı v = 0,35 olduğundan enklemi (2)»v^ (4) olur. Malzemenin söndürme faktöründeki (d)'nin farklılığı, toplam söndürme faktörü d* Şekil7'de, teker 0.7 0.6 **» 0.5 ı 1. 0.3 :o Q 2 s" o 1 EH n ( 0.1 0.2 0.3 0,4 0.5 s Söndürme faktörü d ısı Qı K. ye bağlıda Şekil 7 Toplanı söndürme faktörü d* ve malzemenin söndürmesi d arasındaki bağıntı. 24 Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 388 Mayıs 1992