Cilt6 sayi2 2002 by SAUJS

SAKARYA üNIVERSITESi

FEN BiLiMLERi ENSTiTÜSÜ DERGiSi ClLT 6 SAYI2 Temmuz 2002

ISSN

1301-4048

iÇiNDEKiLER Dagıtıın Şebekelerınde Aseııkron Motorlara Yol Verılmesı Sonucu Oluşan Kısa Surelı Gerılim Düşlimleri AS Y1lmaz. E Yantkoğlu. Z Dem1r Orta Gerılim Yer Altı Kablolarında Derinilgin Akım ve Gerilim Taşıma Kapasitesırıe Etkısı AT Erguzel

Sulardaki Fosfatın Kımyasal Atık Maddeler Kullanılarak Adsorpsıyonu A Ye(Jen. N Yalç1n . Sulu Çözeltilerdekı Fosfat iyonunun Pirine Kabuğu Kullanılanak Adsorpsıyonu E Erçetm. N Yalçm Some New Difference Sequence Spaces Defined By a Sequence of Modulı

7 10 14 18

E Guzelsoy, MBaşanr

Enerji iletim Sistemlerinde Ferrorezonans Olayları 21 PWM Sinyali ile OC Motor Hız Kontrolü ve Sürücü Devresinin ESD Etkılerınden Korunınası 29 F Kurt "'·"0 Hf ve "0·"'W izetoplarının Kuadropol Momentlerı ve Deformasy on Parametrelerı F Ertu{lral. 1 Guliev A Kul1ev 33 içten Yanmalı Motorlarda, Alternatif Enerji Olarak Kullanılabilecek, Alkol ve Hidroıenııi incelenmesi G K1l1çarslan. A Kol1p 39 FAkça

Koıenerasyon ve Kemerburgaz Çöp Arıtma Tesısındekı Uygulaması 1 Ça/11 H Bala Ayrıştırma Kanal Verimliliginin Araştırılması H Pehlivan M Ozdenltf A Decision Support System for the Oiagnosıs of Heart Valve Dıseases 1Turko{llu. AArslan. E llkay Küçük ve Orta Ölçekli Süt Endüstrısı Atıksularının Önarıtılmasında Berıtonıt ve Sepiyolitin Kullanılabilirlıgi I. Aitunt ş 1k R Ilen. RArt1r

46 51 57 65

ElektrikselYüklerin Dınamık Benzetimleri KAbaci MA Yalçtrı. H Gelben

Fiber Takviyeli Poliıner Uygulaınalarında Yapışma Yüzeyi Kalitesının Konıpozıt Performansına Etkisi K Yılmaz MAkçtl. E Çel1k

KaliteYönetim Sistemleri T

ır

\•

PIC Kontrollü Uzaktan Kuınanta Sistemi Uygularnası M Uney A F Boz Elektrik Enerjisınden Isı Elde Edilınesınde Verım ve Maliyet Analiz, MSönmezalp, Ş Ozbey Deprem EtkisındekiYapılarda Uygulanan Kontrol Sıstemlerı ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamaları M Karabay

92 91 101

ISO 9000 Kalıte Güvence Sisteminın Bir Şırkete Uygularınıası ve Degerlendırilrııesı M MAmin. H./ Kaya, V Uçar Alternatif Dize! Motor Yakılı Olarak BiodizelYakıtının Deneysel Olarak incelenmesı M Karabektaş. H iSaraç Bentonit Üzerine Metal Kompleks Boyaların Adsorpsiyonu M Can. M Ozacar i.A Şengtl Kanat Sayısının Dalgıç Pompa Perfermansına Etkısı M Gölcu

114

Gunumı..izün Gelişen Sektörü Çagrı Merkezlerı M GUmuş

134

110

122 127

Elektronik Devrelerde Dogrusal Olmayan D1rençlerin Etkifennin Numerik ve Deneysel Olarak incelenmesi MTıirk. FAta

142

17 Agustos 1999 DepremindeYıkılan Binaların Mimarı Hataları A Alt1nda/. N Konak

147

Üniversite Öğrencileri Arasında Cep Telefonu Kullanımı ve Elektromanyetik Kirlilik Uze•ıne Bir Çalışma Ş Ozen. E Uskun. O Çerezc1 153 CRM Uygulamalarının Verimlılıginı Artırmak için Kurumsal Verı Ambarlarının Kullanılması O Astlkan. K. Ayan 160 Alüminyum Klorürden Zeolit Sentezi OSezgm. E Alt11ıt1ğ VSevmç 169 Bodrumlu Yapıların Deprem Hesabında Kat Agırlıklarıııırı ve Kat Sayılarının DegışHnınıf" • ' Kolon Uç Momentleri Uzerindeki Etkısi AAitmdal STannverd1 2 Canlı ve Ölu insan Kan Örneklerınde Metanci Entoksikasyonunun incelenmesı S Eyvaz. N Yalçm

Zirkonyum ve Zirkon ŞRamazanoğlu

118 185

Enerıi Tasarrufu ve Birieşık Isı-Güç Uretim Sistemleri Ş Ozbey G Arda. AR Ozdemu

190

PC Tabanit Bina Otomasyonu ve Uygulaması U Yurtsever Z Demır

194

Microstructure and Densification Behaviour of Surface-Coated Silıcon Nıtrıde Powder ZTat/1 Girdi ve Çıktı Modelinin En iyı Teknik Seçunı ve Bir Uygulama M Karakaş

19," 202

Kure Düzlemındeki Operatör Rıesz Potcnsiyel integralını Hesaplamada (p, q) un Sınırlılıgı M Karakaş Ekonomidekı Tekniksel Kalkınma Modellerı ve Hesaplarıması M Karakaş

206 211

SAKARYA ÜNiVERSiTESI FEN BiLiMLERi ENSTiTÜSÜ DERGiSi CiLT

Temmuz 2002

SAYI2

Sahibi:

Prof. Dr.lsmail Ça/11

Editör:

Prof. Dr. Osman Çerez ci Y. Doç. Dr. S. Can Kurnaz

•

Bu Say1daki •

Yay1n Inceleme Kurulu: Prof. Dr. Mehmet Durman Prof. Vahdettin Sevinç Prof Hatndi An kan Prof Dr Muzaffer E/mas Prof.DrHarun Taşk1n Prof.DrErol Emre Prof.Adil Altindal Prof. Lütfi Saltabaş Doç.Dr. Mehmet Ali Yalç1n Doç.DrErtan Yan1koğlu Doç. Dr. Ümit Kocab1çak Doç Or Hüseyin E kiz Doç.Dr Bülent Şengörür Doç. Dr Fethi HallGI Doç.DrAbdul/ah Ferikoğlu Y.Doç.Dr Mustafa Özdemir Y Doç. Dr. Semra Boran Y.Doç.Drllyas Çankaya Y.Doç.Drlmdat Taymaz Y.Doç.Dr.H.Ozkan Toplan Y Doç. Dr Nil Toplan Y. Doç. Dr Ali Fuat Boz Y.Doç.Dr A. Turan özeerit

Genel Yay1n Yönetmeni Fatma Ayd1n

Yazaşma Adresi: SAU Fen Sılimieri Enstitüsü Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Esentepe Kampüsü 54040 Sakarya Tel & Fax: (+90-264) 346 03 14 e-posta: ckurnaz@sakarya.edu tr, fatmaa@sakarya edu tr http:/ /www. fbe. sakarya. edu. tr SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi yılda 2 veya 3 kez yayınlanır.

Sf'�F) Temmuz 2002. Sakarya

ISSN : 1301-4048

iÇiNDEKiLER Dağtbm Şebekelerinde Asenkron Motorlara Yol Verilmesi Sonucu Oluşan Kısa Süreli Gerilim D LlşOmler i A.S. Yılmaz, E.Yan1koğlu, Z.Demir ............................................................ , .................................................................................. 1� ·

Orta Gerilim YerAlti Kablolannda DerinliğinAkım ve Ge.ril l m Taş1ma Kapasitesine Etkisi A. T.Ergliıel

. ..

....

...

. . .. . . . .

....

7-9

Sula.rdakl Fosfatan Kimyasal Atik Maddeler Kullanilarak Adsorpsiyonu A. Yeğen, N.Yalçtn . ........................................... 10 13 ..

Sulu Ç özelt llerdeki Fosfat Iy onunun Pirine Kabuğu Kullanalarak Adsorpsiyonu Ç.Erçetn i , N. Yalçtn ............................. 14�17 Some New Dlfference Sequence Spaces Defin�d By a Sequence of Modu h E.Gazelsoy, M.Başanr .............................. 18-20 Enerji lletim Sistemlerinde Ferrorezonans Ot.ay la. n F.Akça

.. .

....

,........................................................................................ 21-28

PWM Sinyali lle OC Motor Htz Kont ro tO ve SürUcü Devrestnin ESO Etkilerinden Korunmasa F.Kurt ............................ 29-32 166_1.80Hfve 111o..1a6W izotopıa.ranan Kuadropol Momentleri ve Deformasyon Parametreleri F.Ertugral, I.Gufiev, A Kulie v .. �3-38 .

Içten Yanmalı Motorlarda, Alternatif Enerji_ Olarak Kullanılabilecek, Alkol ve Hidrojenin I ncel en mes i G.Kılıçsrslan, A.Kolip . .. . .. .. . , ..........................................................".......................................... 39-45 . . . . . .. . . .

.......

. .

...................

..... .

.. . . . .

Kojenerasyon ve Kemerburgaz Çöp Antma Tesisindeki Uygulaması/.Ça//ı, H.Bala Ay nştJrma Kanaı Verimliliğinin Araştanimasa

H. Pehlivan, M.Özdemir . . ...

....

A Decision Support S stem for the Diagnosis of Heart Valve Diseases

. .

.......

.....

. .. .

.. . . . ..

...

. . .. .

....

......

. ...

......

.... .

.. .

. . . .. . . . . . . . . . . .

........

E.IJkay .

/. TOrkoğlul A.Arslan,

........

. . ....

. .. . ..

......

... .

. . ........

.....

Elektrikset YUklerln Dinamik Benzetimleri K.AbBCI1 M.A. Yalçin,

...

......

.....

......

...

......

. .

.....

. 46-50

...

. ..

51-56

. . . . . . . . . ..

KOçOk ve Orta Ölçekli Süt Endüstrisi Atlksulann•n ö.naratalmasında Bentonit ve Sepiyolitin KullanılabUI.rliği " . . .. .. . . . . . . . I.Aitunfştk1 R.l/erl, R.Art1r . ............................ , .......... .� .. .. . . . . . . . . ..

57-64

.... . .

t r l • • • • • • ••••••••••ıt••••••••••• •••, • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • t f • • •••.-••,••••

65--76 77-81

Fiber Takvlyeli Polimer Uygulamalannda Yapeşma Y.Ozeyi Kalitesinin Kompo�it Performansina Etkisi K. Ytlmaz, M Akçil E. Çelik . ... . .. . . . . . . . . , .................................. ,.......; ....... , .................................... ...........,, 82-86 .

KaliteYönetim Sistemle rf

.......

T. Çakar.

. ..

... . ..

M. Serdar

. . . ..... . . . ..

. .. ....

. .

. .. . .. .

.. . . . . .

.. .

. ..

. . . .

. .

. ... .

. .

. . ...

PIC Kontrollü Uzaktan Kumanta Sistemi Uygulamas• M.Oney, A.F.Boz .

........

.. .

. . .

. . . .. .

....... . . . .

. .. .

. .........

. .

. ..

. . . .

. . . ... . .

. . .... .

. . .

. . . . . . ..................

Elektrik Enerjisi nden ls1 E�de Edilmes_inde \A!·rim ve MaliyetAnalizi M.Sönmezelp, Ş. Ozbey . .

. .. . . . . . . . . . . . ... .

....

.. .

. . .

. . . ..

... .

. .

... .

. ..

87-91 92-96

97·1 00

Deprem Etkislndeki Yapılarda Uygulanan Kontrol Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uy gulamalart M.Karabay . 101-109 .

ISO 9000 Kalite Güvence Sisteminin Bir Şirkete Uygulanmasi ve o·eğerlendirilmesi M.M.Amin�

110-113

H./. Kaya, VUçar

. ..

Alternatif Dize l Motor Yaklti Olarak Biodizel Yak ı t ı n ın Deneysel Olarak incelenmesi M.Kara _ bektaş1 H.I.Saraç ........ 114-121 Bentonit Üzerine

Metal Kompleks

Boyaların Adsorpsiyonu M.Can, M.Özacar, I.A.Şengil

Kanat Say·1s1ntn Dalgıç Pompa Performansı na Etkisi M.G61ca GUnOmOzUn Gelişen Sektörü Çağrı Merke�teri M.Gamaş

......

....

. . . . .

. .

.. . .

.....

. . ..

. . .. .. . .

......

...... . . . . . ..

. . . .

...

. .. .

....

...

. . ..

.......

.....

.. . .

.... .

. .. . .

. .. .

. . . . .... ..

. . .

.............

. . . .

......

. .

....

. .

.. . . . .

...

122-126

. . . . . ........

. . ...

. . . . . . ...

... .

.... . . .

127�1�3 134--141

Elel<tronlk Devrelerde Doğrusal Olmayan Dirençler/n Etkilerinin Nümerik ve Deneysel Olarak incelenmesi M. TOrk, F.Ata . . .. . ... , ............... , ................................. ....... ,. .., ............, ......... , ............................. , ...... , ............ 142-146 . . ....

....

17Ağustos 1999

......

. .

. .. . . . . .

...

Depremi nde Y1k1lan Binalaran Mimari Hatalara A.Ait1nda/, N.Konak.

........ .

.. .

.. . .

. ..

, ............................. 147�152

Üniversite Öğrencileri Arasında Cep Telefonu Kullanımı ve Elekt romany e ti k Kirlilik Üzerine Bir Çahşma

Ş.özen, E.UsJ<un, O.Çerezcl

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....... . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ......... . . . . . . . . . . .

CRM Uygulamalannin Verimtlliğini Arbrmak Için Kurumsat Veri Ambar t ar a nan Kullanılması

Alüminyum Klo rürden Zeolit Sentezi ö.Sezgin, E.Aittntt�, V. Sevinç

........ .. . . � . . .

. . . . . . . . . . . .. . .

Ö.Asi/kan, K.Ayan

.. . . . .

. . . . . . . ..

. ..

......

. .. . ...

....

153-159 160:168

......

169 171 ..

�odrumlu Yapılaran Deprem Hesabında Kat Ağtrlıklanntn ve Kat Sayalarınan Değişiminin Kolon Uç Momenttart . . . . .. . . . . . .. . Uzerindeki Etk tel A.Ait1ndal, S. Tannverdl . . . .. . . .. . . . 1"72-178 .. . . .

.... . . .

. . . .

. .

.....

. . .....

.. . . . .

.... .

. . ...

. . . . . .

. . . .. . .

.....

. . . ..

.....

Canf.a ve ÖIO Insan. Kan Örneklerinde Metanol Entoksikasy�nunun I nc elenme si S.EyvazJ N.Yalç1n . ........................ 178

Zirkonyum ve Zirkon Ş. Ramazanoğlu . ..

. .. . .

. . .... .

. ......

. . ..

. .. .

. . .. . .

. . .

. . .. . .

. ...

. .. . . .

. . . . . . ..

........ . . . . . . . . . . . .

... . .

. . .. . . . . . . . . . .

......

.... .

184

185·189

Enerji Tasarrufu ve Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri

Ş.Özbey, G.Arda, A.R.Ozdemir

PC Ta ban lı Bina Otomasyonu ve UygulamasrU. Yurtsever, Z.Demir

. . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . .

Microstructure and Oensification Behaviour of Surface-Coated Silicon Nitride Powder Girdi ve Çıktı Modelinin En iyi Teknik Seçimi ve Bir Uygulama

M.Karakaş

. . . . . . . . . . . . . .

Z. Tatlt

.. . . . . . . . . . . . . .. . . . . .

Küre Düzlemindeki Operatör Raesz Potensiyellntegralini Hesaplamada (p, q)'un Sınırlllığ• Ekonomideki Tekniksel Kalkınma Modelleri ve Hesaplanması

M.Karakaş

. . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

M.Karakaş

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .

. . .. . .

. . . . . . . . . . .

. . ........

. .. . . .

190-193 194-197 197-201 202-205 206-210 211-214

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Dağıtım Şebekelerinde Asenkron Motorlara Yol Verilmesi Sonucu

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Oluşan Kasa Süreli Gerilim Düşüroleri

Demir

A.S. Y1Jmaz, E. Yanlkoğlu, z.

�

DAGITIM ŞEBEKELERINDE ASENKRON MOTORLARA YOL VERİLMESİ SONUCU OLUŞAN KISA SÜRELi GERİLİM DÜŞÜMLERİ

Ahmet Serdar Yılmaz, Ertan Yanıkoğlu, Zafer Demir

Özet-

Enerji kalitesi incelemelerinde gerilim değişiını eri önemli bir yer tutmaktadır. Kısa devreler ve motora yol verıne iki önemli düşü sebebidir. Bunlardan ilki ikincisinden daha şiddetli ve kısa süreli düşmeye yol açmaktadır. İkincisi ise daha sığ fakat daha uzun süreli gerilim d üşmelerine yol açmaktadır. Bu makalede motora yol verilmesi sonucu oluşan gerUim düşümleri dikkate alınmaktadır. Sanayi tesislerindeki orta gerilirnde çalışan büyük asenkron motorlara doğrudan yol verilmektedir. Böylece meydana gelen gerilim düşüroünün süresi kısa devre kaynaklı düşmelere göre daha uzun olmaktadır. Ayrıca bu olay ortak kaynaktan beslenen diğer yükleri ve motorları da etkilemektedir.

I. GİRİŞ

Kısa süreli gerilim düşümleri, gerilimin efektif değerinde meydana gelen ve çeşitli sebeplere dayanan bir takım azalmalar olarak tammlanmaktadır. En çok karşılaşılan

iki sebep mevcuttur; Kısa devre arızaları ve bü yük güçlü yüklerin yada motorların devreye alınması [ 1]. Bunun yanı sıra gerilim düşüroünü karakterize etmek üzere iki önemli

öğe

bulunmaktadır.

kavramlarıdır

[2].

Özellikle

tanımını

değişiminin

kazanmaktadır.

Bunlar

meydana

yaparken

Buna

göre

genlik

gelen

iki

meydana

gerilim

öğe

gelen

süre önem

gerilim

d�ümünün nominal genliğin °/olO'u ile %90'ı arasında olması ve bu olayın O. 5 periyot ile 1 dakika arasında

Anahtar

kelimeler...

Gerilim

düşümleri,

Dağıtım

sürmesi gerekmektedir. Aksi takdirde başka bir tanıma

sistemleri.

göre adlandınlır.

Voltage variations have an important role in power quality investigations. Sbort circuit faults and nıotor starting are the two main canses of voltage sags. The first one can cause more severe and shorter voltage sags than second one. The motor starting produces shallow sags but of longer duration. In this paper, voltage sags due to motor starting are considered. Medium voltage large induction motors are started directly in industrial plants. So sag duration can be longer than sags due to short circuits. This event also affects other loads and motors that are supplied with common source.

Motorlara yol verilmesi sonucu oluşan gerilim düşümü

Abstract-

analizlerini iki kısım altında deriemek mümkündür.

İlk

olarak yol alan tüm sistem üzerinde meydana gelen gerilim azalması ve bunun yayılıını, ikinci olarak ise sistemde faal durumda olan yüklerin ve motorların bu durumdan

etkilenmesi

şeklinde

iki

başlık

altında

incelenebilir. Asenkron motorlar sabit güç yükü özelliği göstermektedirler.

Bir

motora

direkt

olarak

yol

verildiğinde ilk anda nominal akımının 6-8 katı arasında akım

çeker.

sırada

meydana

gelen

gerilim

düşüroünün o/o 15'i geçmemesi gerekir. Gerilim %85'den daha aşağıya indiği taktirde, motonın yol alma işlemi başarısız olur [3].

Key words-

Voltage sags, Distribution systems. Asenkron motorlara yol verilmesi sırasında ayru ve komşu fiderlerden beslenen yükler ve diğer asenla·on motorlarda olumsuz yönde etkilenrnektedirler. Gerilirnde yaşanan azalma sonucu yüklerin karakteristiğine bağlı olarak kayıplar yaşanırken, diğer motorlarda daha farklı değişimler

yaşanır.

azalmaya bağlı

Diğer

olarak

motorlarda

yüksek

gerilimdeki

reak:tif akım

çekme,

yavaşlama ve moment değişmeleri ile karşılaşıhr. Bu A.S.Yılmaz, E.Yamkoğlu, Z.Demir, SA.Ü Müh. Fak. E1ektrik Etektron1k Müh. Bölümü, Sakarya, syilmaz@sakarya.edu.tr

makalede esas olarak incelenen k onu, orta gerilirnde

Dağıtım Şebekelerinde Asenkron :\tlotorlara Yol Verilmesi Sonucu

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Oluşan Kısa Süreli Gerilim Düşüroleri

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

A.S. Yılmaz, E. Yanıkoğlu, z. Dernir

büyük güçlü bir asenkron motorun yol alması sırasında aynı sistem içerisindeki diğer asenkron motor ların bundan etkilenmelerinin ortaya konulmasıdır. Yapılan bilgisayar benzetimlerinde bir sanayi tesisindeki orta gerilim (3.3 kV) motorlarının yol alması ve bundan hem aynı gerilimdeki ve hem de 380 V alçak gerilim motorlarının etkilenıneleri incelenmiştir.

ll. ENDÜSTRİYEL DAGITIM ŞEBEKELERİ

Dağıtım sistemlerinde iki tür karakteristik yük tipi bulunmaktadır. Endüstriyel yiikler ve yerleşim Yerleşim yükler. merkezlerinin oluşturduğu ve kentler köyler, merkezlerinden kastedilen metropollerdir. Endüstriyel karakteristikli yükler ise fabrikalar, ağu sanayi tesisleri gibi çok büyük güç seviyelerinde ve farklı karakteristikleri olan yüklerdir. Endüstriyel yükler endüktif olup, reaktif gücün gerilimle değişimi yönünden oldukça hassas ve güç faktörü daha düşüktür. Yaklaşık güç faktörü O. 85 civarındadır. Ark fınnlan, orta ve alçak gerilim asenkron motorlan endüstriyel yilideri oluştururlar. Yerleşim merkezleri ise elektriksel olarak endüktifliği az olan yaklaşık olarak 0.9 ve 0.99 arasmda güç faktörüne sahip yükler<lir. Aydınlatma, elektrikli ısıtma,soğutma ve iklirnlendirme sistemleri ise bu tür yüklerin önemli bir kısmını oluştururlar [4]. Günüınüzde petrokimya tesisleri, rafıneriler, metalurji tesisleri, kimya ve kağıt sanayi gibi örnekleri bulunan endüstriyel yüklerin beslernesi 34.5 kY ve 154 kV'luk dağıtım trafo merkezlerinden sağla nmaktadır. Özellikle rafineriler ve ark fınnları gibi fabrikalar 154 kV'luk hat üzerinden enterkonnekte şebekeye bağlamp, tesis girişinde uygun gerilime ( l l kV-34.5 kV) indirilirler. Bu tür fabrikalar şebeke üzerinde yüksek oranda gerilim değişmelerine yol açtığından diğer yüklerin etkilenrneyeceği şekilde şebekeden beslenmektedirler. Daha az güce sahip fabrikalar ise 34.5 kV'luk OG dağıtım şebekesine bağlanmaktadır.

Bu makalede incelenen ve Şekil. l 'de tek hat diyagraiiD verilen örnek sistem 154/34.5 kV'luk trafo üzerinden şebekeye bağlanmakta ve 11 kV'a düşürülerek fabrika girişine uygulann1aktadır. B 154 b arası, salınım barası olarak seçilntiştir. Şekil ı 'den de göıüleceği gibi yapılan analizlerde aynı tesis içerisindeki yükterin yol alma olayından etkilerınıesi sunulmuştur. Bu örnek sistem İŞLETME ve OGY barası 34.5 kV, OGM barası 3.45 kV ve AGM ile AGY baraları ise 0.4 kY anma gerilimindedir. OGM barasında 7 adet 1.5 durumda motor çalışır MVA anma gücünde bulunmaktadır. Motorlar %80 yükte çalışn1aktadırlar. AGM barasma bağlı olan 400 V'luk motorlar 8 adet olup herbiri l 00 kW anma gücüne sahiptir. İki tanesi %80, diğerleri ise %70 oranında yüklenınektedirler. AGY barasındald sabit empedans yükü ise 8=2.1 +j 1.8 MVA anma değerindedir. Motorlar ve diğer elemanlara ait karakteristik değerler EK'te verilmektedir. Yapılan benzetimde OGM barasına diğerleri ile aynı özelliklere sahip 4 motorun daha yüklenmesi gerçekleştirilmiştir. T=0.5 s arnnda devreye giren bu motorlar, meydana getirdikleri gerilim düşürnü ile aynı baraya bağlandıkları OG motorlarını ve AGM barasına bağlı AG motorlannı olumsuz etkilemektedir. III. ASENKRON MOTOR MODELİ

Asenkron motorlann kul1anım alanı, yükler içerisinde o/o60-% 70 civarındadır. Son derece non-lineer olup, düşük gerilimlerde devre dışı kalabilmektedir. Gerilim ve hız azaldığında yüksek oranda reaktif güç çekmektedir [5]. Gerilim düşüınü incelemelerinde kullanılan eşdeğer motor modeli Şekil.2, den görüleceği gibi sürekli hal modelidir [4,5]. Burada ı indisi statoru, 2 indisi ise rotoru temsil etmektedir. Burada s sembolü motorun kaymasım göstermektedir. (1)'de kaymaya ait bağıntı veriln1ektedir. Rotor direncinin kaymaya bağlı değişimi RR=R2/s dönüşün1ü yapılarak eşdeğer direnç ve reaktanslar (2) ve (3)'teki gibi bulunur. lı

OGM •

. . .

B35

B l 54

Xı

Pı, O ı

Rı

Rı/s

. . . . . •

. . . .

. .

• . .

. • ••• • •• •o ••••••• -o•••••••• •••••••••••• o • • •••••••••••••••••••••o....

. .

Şekil.2 Asenkron M o torun Eşdeğer Devresi

•

. .

AGM

AGY . . . .

OGY

. . .

.. . . . Şekil. 1 Örnek Sistemin Tek Hat Şeması

•················ ........... . . .................................... �...

..... ..................._ .... ..... ... . ........ ...

. ......

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2 Sayt (Temmuz 2002)

Dağatım Şebekelerinde Asenk.ron Motorlara Yol Verilmesi Sonucu

Oluşan Kısa Süreli Gerilim Düşüroleri A.S.

ns-n -S=

(1)

Re=

(2)

RR2 +(Xı + XM)2

+Xı.XM.(Xı +XM) X M R 2 . R e X = RR2 +(Xı +XM)2

Yamkoğlu, z. Demir

hızdaki doğrusal artış momente karesel artış şeklinde yansımaktadır. Örnek alınan sistemdeki tüm OG motorları ayru türdeki yüklere sahiptirler. AG motorlan ise sabit moment karakteristiğine sahiptir.

U(kV)

36.0

RR .XM ı

Y1l maz ,

34.0 -

32.0

(3)

30.0 Motorun elektriksel veya elektromagnetik momentinin rotor milindeki moment ve hızın karesine bağlı olarak değişmektediL Buna göre n1otor momenti ( 4)'deki gibi olacaktır. m katsayısının sıfıra eşit olması sabit momenti ifade etınektedir.

t(s)

Şekil.3 B35 Barası EfektifGerilimi

U(kV)

36.0 -

ı 2 R =Mr.(l-s) =12 . -m

34.0

(4)

s.w0

Burada wo=314 {50 Hz için)'dir. şekilde hesap lanır.

32.0 Rotor akımı ise şu

30.0

( 5)

t(s)

Şekil.4 İŞLETME Barası EfektifGerilimi

Burada w1 ve w2 eşitlikleri aşağıdaki şekilde olmaktadır.

U(kV)

3.6

(6)

(7)

(

3.2

Buna göre motorun terıninallerinde ölçülecek aktif ve reaktif güç şu şekilde olacaktır.

2.8

(8)

t(s)

Şekil. 5 OGM Barası EfektifGerilimi

U(kV)

36.0

(9) IV. ASENKRON MOTORA YOL VERİLMESİ SONUCU OLUŞAN KISA SÜRELi GERİLİM DÜŞDMLERİ

32.0 -

OG motorlarının yol alması sırasında çekilen yüksek akım kendi barasında daha fazla olmak üzere tüm baralarda gerilirnde bir miktar azalmanın oluşmasına sebep olmuştur. Yol alan motonın elektromagnetik momenti, hızın karesiyle orantılı olmasından dolayı

28.0

t(s)

Şekil.6 OGY Barası Efektif Gerilimi

Dağıtam Şebekelerinde Asenkron Motorlara Yol Verilmesi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

400

Sonucu

Oluşan Kısa Süreli Gerilim Düşüroleri

A.S. Yılmaz, E. Yanıkoğlu, Z. Demır

U(V)

ME(Nm)

100

380 88 360

t(s) o

t(s)

Şekil.7 AG:tv1 Barası Efektif Gerilimi

Şekil.l O AG Motor Moment Değişimi

400

U(V)

f--

ME (kNm)

____,

(

380

- \.'--

_ _ ____

-2

360

t(s)

-4

t(s)

8 o

Şekil.8 AGY Barası EfektifGerilimi

verilen

motorlann

bağlı

olduğu

0.750

barada gerçekleşmiştir. Tablo. 1 'de karşılaştırmalı olarak tüm

bara

gerilimlerinde

verilmektedir.

AGM

yaşanan OGM

azalma

oram

barasındaki

çalışır

0.500

durumdaki asenkron motorlarda bu gerilim azalmasından etkilenmektedir.

0.250

Asenkron motorlar sabit güç yükleri

sınıfına giımektedir. Gerilirnde yaşanan azalma sırasında çekilen akımda artına

n(pu)

1.000

efektif gerilimine aittir. En büyük gerilim düşümü OGM yol

Şekil. ll Moment Değişimi

Yukarıda verilen gerilim değişimleri her bir baranın barasında yani

0.000

ve elektromagnetik momentte

t(s)

azalmalar yaşanır. Bu durum motorun hız kaybetmesine

yol açar. Böylelikle motorun yüke verdiği momentte

azalacak yani motor yavaşlamaya başlayacaktır. Şekil.12 Hızlanma Eğrisi

1600

T=0.5

--.ME (Nm)

nci saniyede dört motora aynı anda direkt yol

verilmesi

işlemi

bilgisayarda

programlanmıştır.

Söz

konusu motorların hızlanma ve elektromagnetik moment

1200

değişimleri moment

aşağıda

Şekil. l l 'deki

gösterilmektedir.

değişiminden

görüleceği

ilk anda

gibi

çekilen yüksek akım ile momentte yüksek frekanslı ve

800

genlikli salınımlar oluşmuştur. Daha sonra salınınuar sona ermiş ve n1otor devrini yakalayıp,

400

noktaya

t(s) o

geldiğinde,

noktasında

n1oment,

oturmuştur.

Benzer

kararlı bir

kararlı

bir

olarak

Şekil.12 'deki

hızlanma eğrisinde de motofWl yaklaşık

5-6

çalışma saniye

içerisinde anma devrine ulaştığı görülmüştür. Ancak ilk Şekil.9 OG Motor Moment Değişimi

anda çekilen kuvvetli akllDln bara geriliminde meydana getirdiği

azalma

hissettirmiştir.

sistemin

her

noktasında

kendini

SAU Fen B1limleri Enstitüsil Dergisi

Dağıtım Şebekelerinde

Asenkron

Motorlara Yol Verilmesi Sonucu

Oluşan Kısa Süreli Gerilim DüşUanleri

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

A.S. Y1lmaz, E. Yamko�lu, Z. Demir

Benzerimierin gerçekleştirildiği SIMPOW [6] yazılımı İsveç merkezli ABB şirketi tarafından üretilen bir güç sistem analizi yazılımıdır. Yazılım Windows NT ortaınında çalışmaktadır.

Sonuç olarak, kısa süreli gerihm düşümlerinin sebeplerinden olan motorlara yol verilmesi şebekedeki diğer yüklere ve özellikle diğer motorlara zarar verebilmektedir. Bu makalede asenkron motorların yol alması sırasında şebekenin davranışı ve motorlann etkilenmesi bilgisayar benzetiınleri ile ortaya konmuştur.

EK-Örnek Sistem Parametreleri

SONUÇLAR

Elektrik dağıtım sistemlerinde yaşanan problemierin önenıli bir kısmı gerilinlde yaşanan düşmeler yada kesintilerdir. Özellikle gerilime duyarlı yükler bu devreden çıkmakta yada durumlarda ya anzalanmaktadır. Bu tür gerilim düşmelerinin sebeplerinden biri olan büyük güçlü motorların devreye girınesi sonucunda tam yük akımının 5-6 katı daha fazla akın1 çekmektedir [7]. Bu yüksek akımın kaynaktan motora gelene kadar mevcut bulunan hat yada kablodan akmakta ve gerilim düşümü aynı oranda yüksek çıkmaktadır. Yine bu gerllim düşümü tüm şebekeye yayılarak aradaki uzaklığa yani eınpedansa göre değişen oranlarda gerilirnde düşmeler oluşmaktadır. Eğer bu olayın yaşandığı noktanın yakınında bir fıderden beslenen duyarlı yilider varsa onlaıı.n anzalanması, yanlış koşullarda çalışması yada devreden çılanası kaçınılmaz olacaktır. Bununda maddi kayıplara yol açması gerilim düşümlerinin n1eydana getirdiği sıkıntılan arttırmaktadır. Bu durumdan korunınanın yolları mevcuttur. Uygulanabilecek en basit yöntem gerilim değişiinine duyarlı yüklerio yani bilgisayar, elektronik cihazlar, kağıt, iplik, dokuma vb duyarlı yülder ile şebekeye önemli bir yük getiren söz konusu tesislerin mümkün olduğu kadar birbirlerinden uzakta ve fark1ı trafo istasyonlarından beslenmesi gerekmektedir. Hatta bu tür yükler için 154 kY hat üzerinden ayn bir besleme yapılnıası uygulama kolaylığı olan bir önlemdir. Bunu yanı stra alınacak önlemler arasında kritik yüklerdeki gerilim düşmesini öteleyerek nominal değere getirecek bir takım esnek kontrol cihazlan sayılabilir. Dinamik geriliın düzenleyicileri, statik seri gerilim regülatörleri bu alanda geliştidirneye başlanan uygulama alaruna yeni yeni konulan cihazlardrr. Bu tür cihazıarın ek mali yük getireceği ve ileri teknoloji gerektirdikleri göz önünde bulundurulmalıdır. OG motor Iarına direkt yol verilmesi bazı büyük fabrikalarda tercih edilmektedir. Pahalı yol verme cihazıarı ve bu motorların sık devreye girip çıkmaması, bu tercihi avantajlı yapnuştır. Bu gibi durumlarda işletmeye ilk kez alınacak büyük güçlü OG motorlannın direkt yol verilmesi sırasında kıitik yüklerin bir süre devreden çıkanlması, motor yol aldıktan sonra tekrar devreye girmesi duyarlı yüklerin önerilen alternatiflerden biridir.

A.Dağıtını Şebekesi ve Transformatörler SBAZ=lOO MVA

(Temel güç) Trl (Bl54-B35): 25 MVA, 154/34.5 kV, x=%10, Y,� Tr2 (B154-B35) : 25 MVA, 154/34.5 kV, x==%10, Y,� Tr3 (B35-İŞLETME) : 7.5 MVA, 34.5/11 kV, x=o/o7.5, Y,Y Tr4 (İŞLETME-AGM) : 5 MVA, 34.5/0.4 kV, x=%5.5, Y,Y Tr5 (OGY-AGY) : 5 MVA, 34.5/0.4 kV, x=o/o5.5, Y,Y Hat 1 (B35-İŞLETME) : R-0.0001 pu, X=O.Ol pu Hat 2 (İŞLETME-OGY) : R=0.0005 pu, X=0.003 pu B. OG Motorları

(Empedanslar birim motorların kendi temel değerine göre birim değerde verilmiştir. Bu barada 7 adet aynı özellikte motor vardır. Somadan devreye giren 4 motorda mevcut motorlarla özdeştir.) 8�1.5 MVA, UN=3.3 kV, H=0.85 pu R1=0.0105 pu X1=0.152 pu X2=0.0924 pu XM=5.416 pu RM=O pu C. AG Motorları

(Empedanslar birim motorların kendi temel değerine göre birim değerde verilmiştir. Bu barada 5 adet 100 kW'lık motor vardır. Motorlar özdeştir.) SN = O. l

MVA, UN=0.4k\f, H=0.25 pu R1=0.038 pu X1=0.139 pu X2=0.119 pu XM=3.14 pu RM=O pu

D. Statik Yükler

AGY Barası (380 V, 8=2.1-+-j 1.8 MVA, Sbt. Emp.Yükü )

KAYNAKLAR

[ 1]

Zhang, L., and Bollen, M.H.J., Characteristics of Voltage Dips (Sags) in Power Systems, IEEE Trans. on Power Delivery, Vo1.15, No.2, April 2000, pp.827832. [2] Coıuad, L.E., (Chairman), Proposed chapter 9 for predicting voltage sags (dips) in revision to std 493, IEEE Trans. on Industry App1ications, Vol.30, 1994, pp.805-82 ı .

SAU Fen Bilimleri Enstitüsil Dergisi

Dağıtım Şebekelerinde Asenkron Motorlara Yol Veı·ilmesi Sonucu

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Oluşan Kısa Süreli Gerilim Düşüroleri

A.S. Yılmaz, E. Yamkoğlu, Z. Deınir

[3] Das, J.C., Effects of Momentary Valtage Dips on the Operation of Induction and Synchronous Motors, IEEE Trans. on Industry Applications, Vol.26, No.4, July/Aug 1990, pp.71 1-717.

[4]

Kundur, P., Power System Stability and Control,

IEEE Press, 1994. [5] Morrison, K., Modeling for voltage stability studies, seminer notu, June 21, 1993. [6] SIMPOW User Manual Release 10, ABB Power Systems, Power System Analysis Dept., Vasteras, S weden. [7] Dugan, R.,C., and et al, Electric Power Systems Quality, Me-Graw Hill, 1996.

Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Orta Gerilim Yer Altı Kablolarında Derinlitin Alom ve

SAU Fen

Gerilim Taşıma Kapasitesine Etkisi A.T. Ergüzel

ORTA GERİLİM YER ALTI KABLOLARlNDA DERİNLİGİN AKIMVE GERİLİM TAŞIMA KAP ASİTESiNE ETKİSİ

Alper Turan Ergüzel

••

Ozet

çalışmada

kablolarında

orta

derinliğin etkisi

kablolarındaki

kayıpları

incelenmiştir. yalıtkan

farkına

Yer

altı

I.GiRiş

ortamın

Elektrik eneiJısı insanlarm hayatiarım kolaylaştırmada

ısıl

kullamlan birçok cihazın çalıştınlmasında rol oynar.

direncine bağlı olduğu açıklanmıştır. Akım taşıma kapasitesinde büyüklük

ısıl

direnci

toprağın

ısıl

etkileyen

direnci

Bilgisayar

Eğitimi Bölümü, Adapazarı

kısımlardaki

kablonun

altı

direnci, iletken

kayıpları, iletken

kayıplar, joule

yer

Elektronik

gerilim taşıma

akım ve

kapasitesine

sıcaklığı

geriJim

A. T. Ergüzel, SA. Ü Teknik Eğitim Fakültesi,

olduğu

Elektrik enerjisi havai hat ve günümüzde de artık hızla

önemli

yaygınlaşarak

anlatılmış,

yer

altı

kablo

sağlanmaktadu .Yer altı

bağlı olduğu tespit edilmiştir.

nazaran fıziki emniyet problemleıinin daha az olmas1

Anahtar Kelimeler-Yer altı kabloları, Toprağın ısıl

medium

this

voltage

current

study

the

investigated.

effects

Losses

cables

capacity the

depth

coductor cable has

depend

been

underground

cables,

temperature,

and been

the

environment presented

deviation

thermal

have

that

been

the

yapılması

yakın

explained.

elektriksel olarak bağlayan,

Kablolar

significant

alçak

gerilim

üzere üç

ana

alçak gerilim,

carth. It is determinded that this depends on the

ve üzeri yüksek gerilimdir.

(sand,

clay

ete.)

and

the

rate

Words

Underground

cables,

kV-

grupta

34,5

gerilim

yüksek

gerilim

incelenir. 1 kV'a

kV arası orta gerilim,

kadar

34,5

kY' luk kablo hatlarında

40-50 cm 10 kV'luk kablo hatlarında 60-70 cm 20 - 30 kV'luk kablo hatlarında kanal deıinlikleri 80 100 cm olmalıdır. Kabloların karayolu geçişlerinde ortalama derinlik 100 - 120 cm olması gerekmektedir

humidity.

Key

elektriğe karşı yalıtılmış

orta

transmission capacity is the thermal resistance of so il

kaçım lrnaz

bir veya birden çok damardan oluşan araçtır[l].

o lmak

gelecekte

yer altı

Kablo, elektrik eneıjisini ileten ve iki cihazı birbirine

criteria effecting thermal resistance in the current

type

tamamen

darlığı

11. YERALTl KABLOLARI

the

resistance

most

iletiminin

yer

the

has

the

oluşacak

hatlara

olacaktır.

which are insulation losses, joule losses, conductor resistance,

sonucunda

enerji

kablolarıyla

underground

transmission

nüfus

sebepleriyle

direnci, Akın1 taşıma kapasitesi

Abstract

artan

havai

ile

bu toprağın cinsine, (kum, kil, vb.) ve nem oranına

hızla

kablolannın

şebekesi

Thernıal

resistance of earth, Current transmission capacity.

(2].

Orta Gerilim Yer Altı Kablolannda Derinliğin Ak1m

SAU Fen Bilinlleri Enstitüsü Dergisi

Gerilim Taşıma Kapasitesine Etkisi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

'Yatak

A. T. Erglizel

olması

Faktör

dolgu malzemesi

veya kum.

1.0

plaka (Kablodan min 1 O cm

Kablolar

0.90 (fS)

kum veya elenmiş toprak.

Kablonun üzerı yalak biçimli

işlemi

0.85 (fS)

vaziyette (veya kablo boru içinde}, aradaki boşluk hava lle

güzergahlar

kablo

üst

üzerine

kısma da

güzergahların

oluşmasına olan

tali

olan başka

�--

tesislerin

iluna]

bunlara

güzergahlar

daha

güzergahlan,

cadde,

işletmesi

60 cnı --�

Ikaz bandı

BO cm

yanlış

sırasında

Kablo

mecbur

düşük

cadde,

yola

bölgeye

Çünkü

edilmelidir.

yer altı

enerji

yol

Seçilen

sokakların

kalınroadıkça

gidilecek

hatlardan

güzergahlannın,

zamanda hat güzergahlarının kısa yoldan

durumunda

kasitti

uygun

kum

iletkenlerden

branşmanı

gerekir.

yol

bandı

Dolgu malzemesı

ilişkisi

ya da

kesitli

hat

geçmesi

meydanlardan olup

büyük

yönünden

ikaz

çalışanlarına (telefon,

kazılan

yakından

tesisin

karşılık

dağıtımı

tuğla

sııasında yapılan işlerin,

küçük

gelmiştir. Ana

meydana

kırmızı

kımnzı

kesintilere uğraması kaçınılmazdır. Ana

kablosunun olduğu bilgisini verecektir. (Şeki12.)[4]

(f7)

doğrultusunda

arızalarla o

olduğunca

DÖŞENMESi

KABLOLARlN

neticesinde,

mümkün

hava gazı, su kanallan çalışanları) o bölgede yeraltı

Şekil I. Yeraltt kablolannın çeşitli döşeme şeki11eri

uygulama

konulmalıdır. Bu uygulamalar o bölgede daha sonra

0.80

içine döşenmiş, boşluk hava ile dolu

yapılırken

çalışacak

Yüksek yoğunluklu ve kalın etli, kaynakla e.kll, polletilen borular

Yapılacak

kopmasına

gerilip

sırasında

döşenme

konulmalı

dolu

vardır.

dolayı

sebep olacaktır. Döşenme yapıldıktan soma kapatma

Kablo etrafı tamamen kapatılmış

doğabilecek

zeminden

ek kullanılmalıdır. Çünkü her ek yeri yeni kayıp lara

yarım büz lle kapatılmış.

işletmede

şekilde

patlanıasına neden olacaktu.[2]

Yatak ve dolgu maJzemesl gevşek

toprak kanallara döşenmesi

kablonun

durumunda Bu

döşenmelidir.

yumuşak

taktirde

toprak

olması

zemin

biçimde

dalgalı

çöken

yOkse�e yerleştirilmiş)

Kabloların seçilen

yumuşak

döşenmediği

(14)

Koruma kap�ı tuQia veya beton

ya da

kablolar

tokmaklanmış, elenmış toprak

III.

Şekil 2. Yer altı kablolarının standart döşenn-ıe derinlik ölçüleri

kablo

kaldırımlan

inilmez.

IV. AKIM TAŞIMA

Aynı

olmasına, en kısa

ulaşılmasına kablo

dikkat

sisten11eri

taşıma

Akım

büyük iletken

havai

olduğundan

kapasitesi

kablolarda

sıcaklığıyla ortam

KAPASİTESi

ısı

ulaşılacak

yayılınunda

etkili

belirlenir.

Kabul

durumuyla

hatlara göre daha pahalı sistemlerdir.

edilemez

Doğal gaz, telefon kabloları, kanalizasyon büzleri, su

sıcaklık farklan kabioda yıpranmaya yol açar. Bundan

boruları

gibi

üzerindeki yalan

yer altı

diğer

sistemlere

geçeceği

dikkat

kablo

geçirilmesi

50 cm

açıktan

güzergahtan

mesafe

kablolarırun

edilmeli,

dolayı

yol bu

olmasına dikkat

şekillerinde(şekil boru

yer altı

içinden

1.)

kablolarının

kablolann

geçirilmesi

sadece

durumundaki

yapılıyorsa

döşenmesi

faktörleri göıi.ilmekte,

kabloların

etrafı

tamanıen

kapatılması

özellikle

polietilen

borularta

kapatılması

durumunda durumunda

akım

taşıma

döşenmesi

esnasında

kablo

önem taşımaktadır. Zeminin yeni doldurulmuş

aşırı

hesapları

katılırlar.

Alıcak

kadar

olan

dielektrik kağıt

ömürlü için

metal

kayıplar

güvenilir

akımla

koruyuculardaki

dielektrik

yahtkanlı

iletken

alternatif

kayıplarda

U0 1 U

kablolarda bir

kesiti çok

kablo iyi

33,5/6 ihmal sistemi

seçilmeli

ki, hem sürekli hemde kısa devre halinde iletkenin taşıyabileceği maksimum akım değeri yük akımından

kapasitesi

zemını

kapasitesi

ısınırlar. İletim

yahtkanlardaki

gerçekleştirmek

büyük olsun.

arttırılınaya çahşılmıştır[3]. Kablo

taşuna

kayıplarına

edilir. Uzun

taşıma

jole

kayıplar kV'a

kablo ya da akım

sistemleri

kablo

duvanna en az 70 cm açıktan döşenmelidir. şekilde

akım

ısılan

iletken

İletkenlerde meydana gelen joule kayıpları nedeniyle

edilmelidir.Bunun yanında orta gerilim kabloları bina

Yukarıdaki

kablolarda

yüksek

dikkatle yapılmalıdır.

eğer

gerekiyorsa

değerdeki

büyük .

zernın

Orta Gerilim Yer Altı Kablolarında Derinliğin Akım ve

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Gerilim Taşıma Kapasitesine Etkisi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

A.T. Ergüzel

Toprağın sürekli yükten dolayı kuruması veya toprak

Kablolarda sıcaklık yükselmesi ve buna paralel olarak da

akım

taşıma

kullanılan

kapasitesi

cinsinin elverişsiz olması kablo civarında bitki olması

malzemelerin

karakteristiklerine ve işletme şartlarına bağlıdu.[ 5]

tüketimini

Genel

olarak

durumunda

DERİNLİK taşıma

akım

kablolarda

iletken direnci, joule kayıpları,

toprağın

kurumasma

sebep olur. Bu etkenler toprağın ısı) direncinde aıtışa

sebebiyet V.

arttıracağından

inecektir.

kapasitesi

verir

akım

Bununla

yük

taşıma

akımımn

sabit

kalması

asfalt,

kaldınm

kapasitesi %75

beraber

zeminin

kadar

lere

taşıyla kaplı olması ülkemizde özellikle yaz aylannda

yalıtkan kısımlardaki

aşırı

kayıplar,iletken ve ortam sıcaklığı farkına bağlıdır.[5]

kaybını

önlediği

için

büz içine döşenen kablolarda

havanın ilave

V.ı Kabloların ı sıl eşdeğer devresi

ısıl

girmesi,

dirence

toprağın ve

iyi

faydalıdır.Boru

boru

veya

veya büz

sıkıştınlmaması da

dolayıs1yla

akım

içine

taşıma

kapasitesinde azalmaya neden olacaktır [8].

Üzerinden akım geçen iletken ısınır. Ve istemediğimiz

kayıplara yol açar. Isı kablo yüzeyine kondüksiyonla

yayılır

eğer

kondüksiyon

kablo

açık

radyasyonla

havada

ise

dış

iletilir.Sürekli

ortama

VI. SONUÇLAR

rejimde

Isıl

kablodan dış ortama ileti]en ısı, kablocia üretilen tüm arasındaki

yaklaşık

fark

olarak

kayıplaıla doğru orantılıdır[6].

etkileyen

önemli

büyüklük

toprağın

özgül ısıl direncidir. Bu direnç toprağın cinsine (kil,

kayıplann toplamına eşittir. İlrtken sıcaklığı ile ortam

sıcaklığı

direnci

kum

toplam

kadar

artacağından

toprağın

gibi)

bağlıdır.Derinlere

miktarı

azalacaktır.

V.II Ortamın ısıl direnci

doğru

Dolayısıyla

nemli

inildikçe

akım

olduğuna

toprağın

özgül

taşıma

ısıl

topraktaki nem miktarı etkilemektedir.

Havai hat ve yer altı kablolannda ortam sıcaklığıyla

nem

direnci

kapasitesini

birlikte ortanun direnci de etkide bulunur. Çok küçük çaplı kablolarda havanın ısıl direncinin toprağın ısıl

direncinden tespit

olduğu

çaplı

küçük

çaplı

çapının

yer altı

büyük

çaplı

olarak

havai

daha

artmasıyla

toprağınkinden

kablolarda

alam

havada

düşük

akım

(2]

olmaktadır.

ısıl

hızlıdu.

[ 1]

taşıma

kablolarının

havanın

daha

deneylerle

olarak

kablotann

kapasitelerinden

Kablo

yapılan

sonucu

Bunun

küçük

kapasiteleri

azalma

büyük

edilnıiştir.

bulunan

taşıma

çok

KAYNAKLAR

direncindeki

[3] [4]

Dolayısıyla

havanın

ısıl

direnci

akım

taşıma

toprağınkinden daha küçük hale gelir, bunun sonucu

kapasiteleri

kablolarm

hatlardaki

yer

altı

kablolannın

kapasitelerinden daha yüksek

değerlere

akım

enerji

kablo çapına, ve

toprağın

direnç

kablonun

özgül

derin1ik

artmasıyla

iletiminde

ısıl

artmakta

toprağın

taşıma

[5]

ulaşırlar[5].

zeminden ısıl

toprağın

kablo

ısıl

[6]

direnci,

olan yüksekliğine

direncine özgül

Isıl

[7]

artmasıyla

[8]

bağlıdır.

ısıl

çapının

direncinin

azalmaktadır.Burada derinlik etkisi küçüktür.

Nedeni

Alçak ve orta gerilim kablolarında derinliğin 70 120 cm arasında olduğu ortam sıcaklıklarının 20°C, akım

taşuna

ise

1°C m 1 W

kapasitesi

faktörlerine gerek duyulmamaktadır.

için

Merkezi, Ocak 1993

Demirer Kablo Kataloğu DK- 6190

Elektrik Dağıtım Şebekeleri

Eneıji Kablolan

Montaj Uygulama Usul ve Esastan, TEDAŞ

Müdürlüğü, Mart 2002

Dağlar, H.( 1991 )Yer altı Kablolannın Akım

Taşıma Kapasitesi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul

Heinlıold, L. , Power Cables and Their

Application, Siemens, 1979

Heinhold, L. , Power Cables and Their

Application, Part I, Thirt Edition, Siemens, 1990

Weedy, B.M. , Prediction of Return Currents and

Losses in Underwater Single-Core Armoured

Systems Research, Vol.IO, No.l , January 1986

direnç azalmaktadır [7].

direncinin

Elektrik Teknolojileri Geliştirme ve Eğitim

AC Cables with Large Spacings, Electric Power

derinliklerine inildikçe nem oranının toprağın artnıakta olmasından ortam sıcaklığı dolayısıyla özgül

ısıl özgül durumlarda

Çmar, M.,Yeraltı kabloları, TEAŞ Soma

Türkiye Elektrik Dağıtım A.Ş. Genel

V.III Toprağın ısıl direnci

Yeraltından

TSE Türk Standartlan Entitüsü Ankara, 1989

olduğu

düzeltme

Sulardaki Fosfatın Kimyasal Atık :\'laddeler Kullanılarak Adsorbsiyonu

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

A.Yegcn>

N. Yalçın

SULARD AKi FOSFATlN KİMYASAL ATlK MADDELER KULLANILARAK ADSORPSİYONU Ayşen Yeğen, Nevin Yalçın Özet - Bu çalışmada, uçucu kül kullanılarak sulu

çözeltilerden yöntenli ile fosfat adsorpsiyon iyonlarının giderilmesi çalışılmıştır. Çalışmada adsorpsiyon üzerinde, fosfat konsantrasyonu, uçucu kül konsantrasyonu, karıştırma hızının etkisi, pH., karıştırma süresi ve sıcaklığın etkisi incelenmiştir. Böylece sulu çözeltilerde bulunan fosfat iyonunun uçucu kül ile maksimum adsorbansları farklı parametrelerde araştırılmıştır. Anahtar

Kelimeler

adsorpsiyonu.

gazlannın yanı sıra, radyoaktif maddeler ve kül çıkar Termik elektrik santrallerinde kömür kadar

öğütülmekte

0,09

ile

sıcaklıkta yanan kömür taııecikleri, kısmen şeklinde

kazan

altında

uzaklaştınlmaktadır.

802

[2].

mnı inceliğe

yakma

püskürtülmektedir. Fırın içinde ortalama

fınmna

1 100-1200 °C adi kül ( curuf)

toplanmakta

ile

Külün geri kalan ve daha ince olan

diğer bir kısmı da baca gazları ile sürüklenerek önce

- Fosfat giderimi, uçucu kül

siklonlarda, daha sonra da elektrofiltrelcrde tutulur. Baca gazlan ile sürüklenen ve hava ile temas ederek ani soğuma ile puzolanik özellik kazanan b u küllere

this study, removal of phosphate from aqueous solutions has been examined with adsorption method by using fly aslı. In the experiments, the effects of parameters such as initial phosphate concentration, tly ash concentration, stirring speed, pH, mixing time and temperature on the adsorption investigated. Thus, efticiency vere maximum adsorptions of phosphate ions in aqueous solutions with fly aslı were investigated at different parameters. Abstract - In

Keywords-

C02

yakıtlar yakıldığında ortaya doğal olarak

kül

denir

[3].

uçucu

Düşük maliyetli materyalierin atıksu arıtım1nda kullanın1ı son

yıllarda

bilim

adamlarının

ilgisjni

daha

fazla

çekmektedir. Temelde adsorpsiyon ve kinıyasal çökelnıe kinetiğine dayanan bu antıın mekanizmalannda aktif alüm, toz alüminyum oksit, fırın cürufu, aktif kırnuzı . çamur uçucu kül ve diğer birkaç materyal gibi pek çok madde adsorban olarak kullanılarak, kir1eticilerin

Phosphate removal,Dy ash adsorption.

giderimi

sağlanmıştır.

atıksudan çeşitli

Özellikle

toz

alüminyum oksit, cüruf, uçucu kü], yan yakılınış dolonıit

I. GİRİŞ

ve findık kabuğundan hazırlanan aktif karbon ile yapılan

Fosfor canlılara gerekli temel besin maddelerindendir.

başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Körnilile çalışan termik

çalışmalarda

Fosforun

temel

kaynağı

giderinnnde

oldukça

cıddi uzaklaştırma ve boşaltma sorunlannın bulunınası,

ATP maddelerinin, hücre zarının yapısında, ayrıca diş ve bulunur.

fosfat

s �n�allerde çok fazla üretilmesi sonucu ortaya çıkan çok

Hücrelerde nükleik asitlerin, enerji aktarımlannı sağlayan kemiklerde

atıksudan

uç�cu kütlerin atıksu arıtımında kullamnunı cazip hale getırmektedir [4].

yer

kabuğundaki temel kayalar, ikinci büyük rezeıvi sulardır. Fosfor döngüsünün temelini fosfor kayalardan denizlere!J

denizlerden de yine karaiara taşınması teşkil eder. [1]

S �bit

?asın� altında tutulan

bir gaz veya buhar ısıtılarak

yuzeyı temızlenıniş bir katı ile teınasa getirilirse, gaz :eya buh � nn h �cminin küçüldüğü göıülür. Eğer aym ışlenı sabıt hacım altında yapılırsa gaz veya buharın

Fosi1 yakıtlann içerdiği maddelerin büyük bir yüzdesini karbon ve hidrojen oluşturur. İçlerinde az da olsa kükürt,

b �sıncırun düştüğü gözlenir. Öyleyse gaz veya buharın

yanmayan nıaddeler ve radyoaktif maddeler de bulunur.

bır kısmı katı tarafından tutulınaktadır. B u tutulma iki

Petrol, kömüre kıyasla daha az kirliliğe yol açar. Fosil

türlü �lasıdır. Birincisi gaz veya buhar n1olekül1erinin . k �tı ı�ınde homojen olarak çözünınesi, ikincisi ise katı

�e�ınd� tutunrnasıdır. Birinci olguya absorpsiyon, ıncıye ıse adsorpsiyon adı verilir. Her iki olgu da _ bırlıkte varsa sorpsiyon deyimi kullanılır [5].

�.Yeğen, 42 Evler mah .. Şehit AJi Çavuş Sokak, No: 20, Kat: 3, 41040,

�

lzmit- Kocaeli.ayscnyegen@hotnmi Lcon1 N. Yalçın, Sakarya Üniversitesi, Kimya Bölümü, Mithatpaşa- Sakarya.

Sulardaki Fosfatin Kimyasal Atık Maddeler

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kullamlarak Adsorbsiyon u

6.Cilt, 2.Sayı (Teırnrıuz 2002)

A.Ye�en, N.Yalçm

Bu çalışmanın amacı, sulu çözeltilerden fosfat iyonu gideriminde

olarak

adsorban

uçucu

araştnmaktır.

kullanılabilirliğini

ktilün

-� ·c Q) -o � � :g

Başlangıç

konsantrasyonu, kanştırma süresi, karıştırıcı hızı, pH, adsorban madde m iktarı

sıcaklık,

etkisi parametreler

� o

değiştirilerek, uçucu külün adsoıpsiyon üzerindeki etkisi

100..., 90 60 70 60 o

incelenmiştir.

kullanılan

kül,

uçucu

sarsıntılı

Şekil

elek

ı.

değerinin,

ID�2.

Numuneler, 250' lik cam erlenler içerisinde, kontrollü

Adsorpsiyona

mağnetik

iyonlannın

uçucu

kül

üzerine

Başlangıç Konsantrasyonunun Etkisi

kullam lrruşnr.

yapılabilen

fosfat

g/1 00 ml, kanştıncı ruzı I 00 rpm, fosfat kons. 20 mgP/1 )

elek üzerindeki orta tane boyutlu olanlar deneylerde

başlangıç

konsantrasyonunun

etkisi

incelenirken; 0,5 g numune, 250 ml' lik erlen içerisinde,

karıştırıcılar kullanılarak

100

hazırlanmış ve mavi bant süzgeç kağıtlarından süzülerek,

hacimde,

hazırlanmış

elde edilen berrak çözeltiler, tN Spektrofotometresi'

Na2HP04

mgP/1

içerisine

konsantrasyonunda katılarak

mağnetik

kanştırıcı ile oda sıcaklığında karıştınlnnş ve bu süre

nde, 325 nm dalga boyunda okutulmuştur.

sonunda çözelti, mavi bant süzgeç kağıdından süzülerek berrak kısım UV Spektrofotometresi' nde okutulmuştur.

DENEY SONUÇLARI VE DEGERLENDİRME

ill.l.

adsorpsiyonuna etkisi. ( K.anş. süresi: 30 dak., uçucu kül kons. 0,5

kullanılarak üç farklı tane boyutuna ayrılmış ve ı 00 me sh

MATERYAL VE METOD

çalışmada

ısıtma

6 pH

ll. Bu

Bu işlemler 20 mgP/1, 50 mgP/1 ve 100 mgP/1 için yapılmıştır.

Adsorpsiyona pH' ın Etkisi

Bunun sonucunda, uçucu kül ile fosfat gideriminde,

Adsorpsiyona, pH' ın etkisi incelenirken; 0,5 g numune,

verimin büyük oranda başlangıç konsantrasyonuna bağlı

250 ml' lik erlen içerisinde, ı 00 ml hacimde, 20 mgP/1 konsantrasyonunda katılarak

hazırlanmış

nıağnetik

karıştıncı

Na2HP04 ile

oda

olduğu gözlenmiştir. Başlangıç fosfat konsantrasyonunun

içerisine

artışıyla giderimin de aıtması, uçucu külün yüksek fosfat

sıcaklığında

konsantrasyonlannda

karıştırt1rnış ve bu süre sonunda çözelti, mavi bant süzgeç kağıdından

süzülerek

berrak

kısım

HCl

veya

NaOH

çözeltileri

adsorpsiyon değerleri

ile

yapılınıştır. Bunun

sonucunda,

yüksek

Tablo 2. Başlangıç konsantrasyonuna karşı h k gelen fosfat kons. ve %

3, 5, 7, 9 ve ll için yapılmıştır. pH ölçümleri sırasındaki

O, ı

adsorpsiyonunun

olduğunu göstermektedir.

Spektrofotometresi' nde okutulmuştur. Bu işlemler pH ı, ayarlamalar

baş.kons.(mg/1)

konsant. ( mg/1)

% fosfat giderimi

0,9829

87,4605

2,3163

88,3996

100

2,3595

94,0904

uçucu kül ile fosfat gideriminde,

verirnin pH' a bağlı olduğu görülmüştür. pH değerinin 1 ı olduğu aralıkta fosfat gideriminin oldukça yükseldiği ve maksimuma yaklaştığı gözlenmiştir. Tablo 1. pH değerleıine karşılık gelen kons. ve% adsorpsiyon değerleri

100

120

konsant. (mg/1)

% fosfat giderimi

5,05670

74,7165

4,12678

79,3661

Şekil 2. Başlangıç konsantrasyonunun fosfat iyonlannm uçucu kül

4,56526

77,1737

üzerine adsorpsiyonuna etkisi. (Karış. süresi: 30 dak., uçucu kül kons.

4,06504

79,6748

3,68529

81,5736

1,67591

91,6205

Başlangıç Konsantrasyonu (mg/!)

0,5 g/1 00 ml, kanştırıcı hızı 100 rpm, fosfat kons. 20 mgP/1 )

Ill.3.

Karıştırma Hızının Etkisi

Adsorpsiyona, kanştırina hızının etkisi incelenirken; 0,5 g numune, 250 ml' lik eri en içerisinde, 100 ml hacimde,

mgP/1

içensıne

konsantı-asyonunda katılarak

mağnetik

hazırlanmış kanştırıcı

Na2HP04 ile

oda

sıcaklığında karıştırıltmş ve bu süre sonunda çözelti, mavi bant süzgeç kağıdından süzülerek berrak kısım UV

Sulardaki Fosfat• n J(jmyasal Atık Maddeler

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kullanılarak Adsorbsiyon u

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

A.Yeğen, N. Yalçın

Spektrofotometresi' nde okutulmuştur. Bu işlemler 50,

100 ve 250 rpm hızları için yapılmıştır. Bunun sonucunda,

karıştırma hızının artması halinde

fosfat konsantrasyonunun 100 rpm' lik karıştırma hızına kadar

gösterdiği,

azaln1a

bunun

üzerindeki

hızlarda

gittikçe arttığı ve en iyi fosfat giderme veriminin de 250

rpm kanştırma hızında elde edildiği gözlenmiştir.

100

120

(°C)

Sıcaklık

Tablo 3. Kanştıncı hızı değişimine karşılık gelen fosfat kons. ve % adsorpsiyon değerleri

Şekil 4. Sıcakhk değişiminin fosfat iyon larılım uçucu kül üzerine

konsant.

karıştırma hızı

adsorpsiyonuna etkisi. ( Karış. süresi: 30 dak., uçucu kül kons. 0,5

% fosfat giderimi

1" mgJtr)

1,96086

90,1957

100

2,03556

89,8222

250

1,94472

90,2764

g/1 00 ml, kanştıncı hızı 100 rp m, fosfat kons. 20 mgP/1 )

ID.5.

Adsorban Madde Miktarının Etkisi

Adsorpsiyona

�w

00,2

90,1

�

100

hacirnde,

hazırlanmış

miktarının

etkisi

Na2HP04

ıngP/1

içerisine

konsant1asyonunda

katılarak

mağnetik

kanştrrıcı ile oda sıcaklığında karıştırılmış ve bu süre

89,9

u.. sg'a o �

madde

incelenirken; 0,5 g nwnune, 250 ml' lik erlen içerisinde,

90,3

adsorban

sonunda çözelti, ınavi bant süzgeç kağıdından süzülerek

897 �--�----�--� '

150

100

200

berrak kısım UV Spektrofotometresi' nde o kurulmuştur.

300

250

Karıştırma Hızı (rpm)

1 ,O

Bu işlenller adsorbanın 0,5,

2,0 grarnlık miktarlan

için yapılmıştır. Şekil

Karı ştırma hızının

adsorpsiyonuna etkisi.

(

fosfat iyonlarının

uçucu kül üzerine

Bunun sonucunda,

Kanş. süresi: 30 dak, uçucu kül kons. 0,5

Adsorban

görülmüştür.

Sıcaklığın Etkisi

miktarının

artışıyla

fosfat

giderimi miktara bağlı olarak gittikçe artmaktadır.

sıcaklığın

Adsorpsiyona

fosfat gideriminde,

verimin büyük oranda adsorban miktarına bağlı olduğu

g/1 00 ml, fosfat kons. 20 mgP/1 )

III.4.

uçucu kül ile

etkisi

incelenirken;

0,5

Tablo 5. Adsorban madde miktarına karşılık gelen fosfat kons. ve % adsorpsiyon değerleri

numune, 250 ml' lik erIen içerisinde, 100 ml hacimde, 20 mgP/1 konsantrasyonunda hazırlanmış Na2HP04 içerisine

% fosfat giderimi

adsorban mik. (g)

sonunda çözelti, mavi bant süzgeç kağıdından süzülerek

0,5

2,46693

87,6654

berrak kısım UV Spektrofotometresi' nde okutulmuştur.

0,87340

95,6330

0,26791

98,6605

işlemler

25°C,

50°C

100°C

sıcaklıklar

yapılrmştır.

için .

konsant.

(mgll'J

katılarak mağnetik karıştlrıcı ile karıştırılınış ve bu süre

�

Bunun sonucunda, uçucu kül ile fosfat gideriminde,

100,0 9s,o

sıcaklığın çok belirgin bir etkisi olmadığı, sıcaklığın artmasıyla çözeltideki fosfat iyonu konsantrasyonunun

90,0

�

85,0

o u..

bir ntiktar azaldığı görülmüştür. Fosfat iyonlarının uçucu

--... .. -

0.0

1,0

0.5

-,-- ---,---..

1,5

2,0

2,5

Adsorban Madde Mıktarı (g)

kül ile adsorpsiyonu sıcaklıkla yok denecek kadar az miktarda artmaktadır. Tablo

Sıcaklık

değişimine

karşılık

gelen fosfat

kons.

Şekil

ve o/o

konsant. (mg/1)

% fosfat giderimi

2,46693

87,6654

2,03556

89,8222

100

1,94472

90,2764

Degişik

adsorban

nıiktarlarına

karşılık

gelen

fosfat

kons.de�işimi. (Karış. süresi: 3 0 dak., kanştırıcı hızı 100 rpm, fosfat kons. 20 mgP/1 )

adsorpsiyon değerleri

sıcaklık °C

lll.6.

Karıştırma Süresinin Etkisi

Adsorpsiyona kanştınna süresinin etkisi incelenirken; 0,5 g numune, 250 nıl' lik erlcn içerisinde, 100 ml hacimde,

mgP/1

konsantrasyonunda

hazırlanmış

NaıHP04

içerisine katılarak mağnetik karıştırıcı ile karıştırılmış ve bu süre sonunda çözelti, mavi bant süzgeç kağıdından süzülerek berrak

kı sını

Spektrofotometresi'

nde

okutulmuştur. Bu işlemler 30, 60, 90 ve 120 dakikalık karıştırma süreleri için yapılmıştır.

Sulardaki Fosfatın Kimyasal Atık Maddeler

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kullanalarak Adsorbsiyon u

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

A.Yeğeıı, N.Yalçm

Bunun sonucunda, kanştırma süresinin 60 dakikaya kadar olan

kısmında

fosfat

konsantrasyonunda

hızlı

bir

gidermenin olduğu, ancak ilerleyen zamanlarda fosfat gideriminin yavaşladığı gözlenmiştir. Tablo 6. Değişik karıştırma sUrelerine karşılık gelen fosfat kons.

adsorpsiyon değerleri

karış. süresi (dak.)

konsant. (mg/1)

o/o fosfat giderimi

2,46693

87,6654

2,35748

88,2126

2,50082

87,4959

3,72570

81,37 15

120 -

E ·c: 88 cu

" 86 ....

� 84 ll)

80 �--�--�----�

�

100

120

140

Karıştınna SOresi (dak.)

Şekil 6.

Değişik karıştırma sürelerine

karşılık gelen fosfat kons.

Değişimi .. ( Uçucu kül kons. 0,5 g/100 ml,

fosfat kons. 20 mgP/l,

kanştırma hızı 100 rpm)

IV. SONUÇ Sulardaki fosfatın uçucu kül kullamlarak giderimi üzerine yapılan çalışmaların sonucunda, uçucu küllerin fosfat

uzaklaştınlmasında yüksek bir giderim kapasitesine sahip olduğu gözlerınıiştir. Yapılan

çalışmalar

konsantrasyonunun

neticesinde

aıtmasının

adsorbent

adsorpsiyon

veıimini

arttırdığı, sıcaklık artışının belirgin bir etkisinin olmadığı, pH' ın artması ile fosfat gideriminin arttığı, başlangıç konsantrasyonunun artışıyla fosfat gideriıninin düştüğü, karıştırma hızının verimi arttırdığı ve karıştrrma süresinin

120

dakika

civarında

olduğu

zaman

adsorpsiyon

miktarının maximuma yaklaştığı gözlenmiştir.

KAYNAKLAR [1] İrdemez, Ş., Yıldız, Y.Ş., Demircioğlu, N.,"Ulusal Sanayii

Çevre

Sempozyumu

Sergisi",

Mersin

Üniversitesi, Müh. Fak., Çevre Müh. Böl., 1 19, Mersin,

25-27 Nisan, 2001.

[2 ]

Kadiroğlu, K.O., Sökmen, C.N., "Bilim ve Teknik

Dergisi",

[ 3]

Sayı 319, Haziran, 1994.

Ölmez,

H:,

"Endüstriyel

Tarımsal

Atıklarm

Çimento Üretiminde Değerlendirilmesi", Ondok:uz Mayıs Üniversitesi Yayınları, No: 47, Samsun, 1988.

[4 ]

Salman, B., Uğurlu, A., ''Ulusal Ekoloji ve Çevre

Kongresi Programı'', Kırşehir, 3- 5 Eylül, 1997.

[ 5]

Erdik, E., Sarıkaya, Y., "Temel Üniversite Kimyası",

Cilt 1, 420, Ankara, 1984.

•

Sulu Çözeltilerdeki Fosfat Iyonunun Prinç Kabuğu

SAU Fen B11imleri Enstitüsü Dermsi 6.Cilt, 2.Sayı (Teınmuz 2002) e

Kullanılarak Adsorbsiyonu E.Erçetin, N.Ya1çın

SULU ÇÖZELTiLERDEKi FOSFL\T İYONUNtTN PİRİNÇ KABUGU KULLANILARAK ADSORPSİYONU

ElifErçetin, Nevin Yalçın gideriminde kimyasal çöktürme, biyolojik antma, iyon

Özet - Sulu çözeltilerdeki fosfat iyonunun pirinç kabuğu ile adsorpsiyonu; pH, başlangıç fosfat iyonu

değişimi, membran prosesleri gibi farklı metodlar ve

konsantrasyonu, karıştırma süresi, karıştırıcının hızı,

adsorpsiyon yöntemi kullanılmaktadır

Bir

sınır

sıcaklık

adsorban

parametreler sulu

değiştiriterek

çözeltilerde

kabuğu

nıadde

bulunan

incelenmiştir. fosfat

maksimum

ile

miktarı

gibi

Böylece

iyonunun

adsorbansları

katının

konsantrasyon

pirinç

bir

değişmesi

likitin olayına

3]. yüzeyindeki

adsorpsiyon

denir.

Yüzeyde konsantrasyonu artnuş olan cisme adsorp1anmış

farklı

parametrelerde araştırılmıştır.

madde, adsorplayan maddeye de adsorban denir. Adsorban yüzeyindelO tanecikler arasında sadece Van

Anahtar Kelimeler- Fosfat iyonu, adsorpsiyon, pirinç

der Waals çekim kuvvetlerine dayanan bir bağlann1a oluyorsa bu tip adsorpsiyon fiziksel adsorpsiyon olarak

kabuğu.

Abstract

adlandırılır. Adsorplanan moleküllerle adsorbanın yüzey -

The

adsorption of

phosphate

molekülleri ya da atomları arasında gerçek bir reaksiyon

ion in

varsa bu tip adsorpsiyon kin1yasal adsorpsiyondur.

aqueo"us solutions on rice bran were examined by changing

the

parameters

that

include

pH,

Sabit sıcaklıkta adsorban tarafından adsorplanan madde

concentration of initiaJ phosphate ion, mix time, speed

nıiktarı ile denge basıncı veya konsantı-asyonu arasındaki

of ınixer, temperature, and adsorbent ınass. Thus the

bağıntı adsorpsiyon izoterıılldir [4].

conditions of maximum phosphate ion adsorption were investigated with different parameters.

Bitkinin harmam ile elde edilen kabuklu tane ürüne çeltik

ı. Atom nun1arası

Çeltik ürünü

adı verilir.

Keywords- Phosphate ion, adsorption, rice bran.

dibek,

dink,

çeltik

kınna

değirmeni ya da çeltik fabrikasında işlenerek pirinç elde edilir. İşleme sırasında, çeltiğin genel olarak % 9-1 O, u kepek, %20' si pirinç kabuğu olarak ayrılır. Yurdumuzda

GİRİŞ

1984 yılında 64 bin hektar çeltik ekilmiş, 168 bin ton

15, atom ağırlığı 30.97 olan fosfor

pirinç alınmıştu·.

periyodik tablonun 5. gıubunda bulunmaktadır. Oksijene

Diğer

taraftan

çelriğin

o/o

20'

olan afinitesiııin çok yüksek olması nedeniyle litofil bir

kabuktan meydana geldiğine göre l 68 bin ton pirincin

elementttir. .A.ynca C, H, N, O gibi canlı bünyeleriıı

yamnda 33 600 ton da kabuk elde edilmiştir. Pirinç

öneıııli bir yapı elementi olınası nedeniyle de biyolojik

fabrikalarında, çeltikten pirinç üretimi srrasında ele geçen

önemi vardır. Bu nedenlerle tabiatta asla serbest halde

bulunmaz;

kullanılman1akta ve çevre kirliliğine yol açn1aktadır.

fosforik

asidin

tuzu

ve esterleri halinde

ürün

pirinç

kabuğu}

halen

ülkemizde

Kullanılışın geliştirilmesinin sebebi de budur [5].

bulunur. Fosforun canlıların önemli yapı taşlarından biri olması nedeniyle

yan

Çevre Mühendisliğinde ve biyolojik

arıtma proseslerinde önern.i büyüktür. Fosforun en büyük

Bu çahşmanın aınacı, sulu çözeltilerde fosfat iyonunm1

zararı ise ötröfıkasyona neden olmasıdır. Evsel kaynaklı

gideriln1esinde tarımsal bir atık olan pirinç kabuğunun

atık sularda fosfor oranı oldukça yüksektir. Fosfor su ve

adsorban olarak kullanılabilirliğini araştırmaktır. Bunun

atık sularda oıtofosfatlar, kondanse fosfatlar ve organik

için de pirinç kabuğunun fosfat i yonunun adsorpsiyonu

fosfor şeklinde bulunur. Evsel atıksularda fosfor derişimi

üzerindeki

etkisi

madde

kaynağı deterjan kullanırrudır. Sulu çözeltilerde fosfor

miktan

incelenmiştir. E. Erçetin, Dilmen Mah 54. Sokak, Aleyüz Evler, D Biok, 0:1 ı, 54200

Adapazan - Sakarya,c .•_.rcelı r@supı::r on J in c. com

Üniversitesi, Kimya

fosfat

iyonu

konsantrasyonu,

karıştırma süresi, karıştırıcının hızı, sıcaklık ve adsorban

15 mg/I arasında değişir ki bunun % 50 'sinin

N. Yalçın, Sa:<arya

pH,

Bölümu, Mithatpaşa. Sakarya.

gibi

paran1etreler

değiştirileı-ek

Sulu Çözeltilerdeki Fosfat İyonunun Prinç Kabuğu

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü berg1si

Kullanılarak Adsorbsiyonu

6.Ci1t, 2.Sayı (Ten1muz 2002)

E. Erçetin, N. Yalçın

II. MATERYAL VE ME'rOD Çalışmalarda kullanılan pirinç kabuğu 1 05°C 'lik etüvde

bekletilip

saat

yardııruyla

toz

sonra

kurotulduktan getirilmiştir.

haline

öğütücü

Standart

elekler

kullanılarak elenmiş ve 355-212 �m, 212- 150 J..tm ve

değerinin,

fosfat

150 - 63 �tm tane boyutlarında numuneler elde edilmiştir.

Ç a lışm ala r 212

150 Jlnı tane boyutuna sahip pirinç

-·

ka buğu ile yapılmıştır. Fosfatın

çö zelt i si

sulu

reaktif

saflığında

Na2HP04

kullamlarak

hazırlaıumştıi.

Adsorpsiyon deney leri, 100 ml fosfat

mg/1

Şekil

konsantrasyonunda

kontrollü

ısıtma

yapılabilen

iyonlarımn pjrinç kabuğu üzerine

adsorpsiyonuna etkisi. ( Karış. süresi: 30 dak., pirinç kabuğu kons.

g/100

çözeltisi ne 0.5 g adsorban ilavesi yapılarak, 250 ml' lik edenlerde

1. pH

ml, kanştnıcı hızı 100 rpm, fosfat kons. 20 mg

P/1)

0,5

111.1. Başlangıç Konsantrasyonunun Etkisi

magnetik

karıştırıcı kullamlarak yapılrmştır. Deneyierin sonunda bir

her

fosfat

yardııruy]a

s üz

çözeltisi

mavi

bant

süzgeç

Adsorpsiyona

kağıdı

kullanılarak

nıl

100

ölçümler yapılımştır.

Ölçüınler UV spektrofotometre cihazında

konsantrasyonunun

etkisi

incelenirken; 0,5 g numune, 250 ml, lik erlen içerisinde,

ülmüş ve fosfat tayininin askorbik asit

metodu ile olanı

başlangıç

hacimde

hazırlaruruş

ve 325 nın

N a2HP04

P/1

içerisine

konsantrasyonunda

katılarak

mağnetik

karıştırıcı ile oda s1caklığında kan ştı r ı lrmş ve bu süre

dalga boyunda yapılmıştır.

sonunda çözelti, mav i bant süzgcç kağıdından süzülerek

III. DENEY SONUÇLARI VE DEGERLENDİRME

berrak kısım UV Spcktrofotometresi' nde okutulmuştur. Bu işlemler 20 mgP/1, 50 mgP/1 ve 100 n1gP/l için

IILI. pH' ın Etkisi

yapılnııştır.

Adsorpsıyona pH' ın etkisi incelenirken; 0,5 g numune,

Bunun sonuc unda, pirinç kabuğu ile fosfat gideriminde,

içerisine

sıcaklığın da

verinun başlangıç konsantrasyonuna bağlı olduğu görülm üştür. Başlangıç fosfat konsantrasyonunun çok fazla artışıy l a giderimin de artması, pirinç kabuğunun

karıştınlıruş ve bu süre sonunda çözelti, mavi bant

yük sek fosfat konsantrasyonlannda da adsorpsiyonunun

250 ml' lik erlen içerisinde, 1 00 ml hacimde 20 mg P/1 konsantrasyonunda katJlarak süzgeç

mağnetik kağıdından

haz ırlanmış karıştırıcı süzülerek

Na2HP04 ile

oda

berrak

kısım

yüksek olduğunu gö stermekt edir.

Spcktrofotometresi' nde okutulmuştur. Bu işlemler pH 1,

3, 5, 7, 9 ve ll için yapıl mı ştır. pH ayarlamalan 0,1 N

Tablo 2. Başlangı ç konsantrasyonuna karşılık gelen fosfat kons. ve o/o

li Cl v eya NaOH çözeltileri ile yapılmıştır.

fosfat giderimi değerleri

% Fosfat giderimi pH' a karşı grafiğe geçirilmiştir.

Baş.Kons.(mg/1)

Kons.( mg/1)

2.150

89.30

6.401

87.20

100

6.399

93.60

Buı1un sonucunda, pirinç kabuğu ile fosfat gideriminde, verilnin pH' a bağlı olduğu görülmüştür. pH değerinin 1 olduğu aralıkta fosfat gideriminin maksimum olduğu,

% Fosfat Giderinn

pH' ın 3, den sorua yükselen tüm değerlerinde sonucun biraz azaldıktan soma değişınediği gözlenmiştir.

100.0

:�

Tablo 1. pH değerlerine karşılık gelen kons. ve % fosfat giderimi

değerleri

"d ·.....

c.f!

95.0

------- ..

ÇX),O

·_____ � __._ • -----85.0 ·�--�r�--�---- � o

lll

Konsantrasyon(mg/1)

4.059

79.71

6.234

68.83

6.250

68.75

6.568

67.16

üzerine adsorpsiyonuna etkisi. ( Kanş. süresi:

6.361

68.20

kon s.

6.215

68.93

%Fosfat Giderinn

o tı..

o �

100

120

Şekil 2. Başlangıç konsantrasyonunun fosfat iyonlarının pirinç kabuğu

0,5

dak., pirinç kabuğu

g/1 00 ml, karış h ncı hızı 100 rpm, fosfa t kons. 20 mgP/1 )

111.3. Karıştırma Hızının Etkisi Adsorpsiyona, karıştırına hızının etkisi incelenirken; 0,5 g numune, 250 ml' lik erlen içerisinde, 100 ml hacimde 20

ıs

mg P/1 konsantrasyonunda hazulanmış Na2HP04

•

nunun Prinç Kabuğu Sulu Çözeltilerdeki Fosfat Iyo Kullanılarak Adsorbsiyon u

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

E.En;etin, N.Yalçm

6.Cilt, 2 .Sa}'l (Temmuz 2002)

içerisine

mağnetik

katılarak

kanştırıcı

ile

oda

sıcaklığında kanştınlmış ve bu süre sonunda çözelti,

:§

mavi bant süzgeç kağıdından süzülerek berrak kısım UV

� . c.::ı

Spektrofotometresi' nde okutulmuştur. Bu işlemler 50,

.....

100 ve 250 rpm hızları için yapılmıştır.

90.00 80.00 70.00 60.00

o t.l.4

,----

sonucunda,

azalmasının

karış tırma

adsorbe

edilen

hızımn

fosfat

veya

artması

B unun

100

ISO

Sıcaklık (°C)

konsantrasyonunu

4----.,.-

önemli ölçülerde değiştirmediği gözlenmiştir. Tablo 3. Kanştıncı hızı değişimine karşılık gelen fosfat ko ns. fosfat giderimi değerleri

larının ?�rinç kahu�u üzerıne Şekil 4. Sıcaklık değişiminin fosfat. iyon nç kahu�u kons 0,5 adsorpsiyonuna etkisi. ( Karış. sOresı: 30 dak., pın ) g/1 00 n1l, kanştırıcı hızı 100 rpm, fosfat kons. 20 mgP/1

Kanştırma Konsantrasyon(mg/1) o/o Fos fat Giderimi

m.s. Adsorban Madde Miktarının Etkisi

Hızı(rpm) 50

4.601

77.00

100

4.621

76.90

250

4.658

76.71

76.80

...

�

o �

C/)

içerisine

katılarak

mağ ne t i k

için yapılmıştır.

76.60

......

Na2HP04

berrak kısım UV Spektrofotornetresi' nde okutuhnuştur. Bu işlemler adsorbanın 0,5, 1 ,O ve 2,0 graınlık n1iktarlan

77 .00

. c.::ı

etkısi

kanştırıcı ile oda sıcaklığında karıştınlm ış ve bu süre sonunda çözelti, mavi bant süzgeç kağıdından süzülerek

77.20

(!) '"O

miktannın

madde

incelenirken; 0,5 g numune, 250 ml' lik erlen içerisinde, ı 00 ml hacimde 20 mg Pll konsantrasyonu nda hazırlanmış

:�

adsorban

Adsorpsiyona

�

3 00

200

100

Bunun sonucunda, pirinç kabuğu ilc fosfat

Karıştırma Hızı (rp m)

gideriınındc,

adsorban miktannın çok fazla artışıyla fosfat gideriıni az da olsa azalmaktadır.Bu da aslında

verimin

büyük oranda

adsorban miktarına bağlı oJn1adığını gö�termektcdir. Şekil 3. Kanştırma hızının fosfat iyonlannın adsorpsiyonuna etkisi. ( Kanş. süresi: 30 gl I 00 ml, fosfat kon s. 20 mgP/1 )

ID.4.

pirinç kabuğu üzerine

dak., p irinç kabuğu

Tablo 5. Adsorban madde

kons. 0,5

Adsorban

sıcaklığın

etkisi

P/1

konsantrasyonunda

incelenirken; hazırlammş

0,5

Na2HP04

içerisine katılarak mağnetik karıştırıcı ile karıştırılmış ve

Konsantrasyon(ıng/1)

berrak

okutulmuştur.

kısım

işlemler

0.5

5.118

74.41

5.094

74.5l

5.985

70.0R -

Spektrofotometresi' nde 25° C, 50° C ve 1 00°C

:�

73.0 0

7 ı .00 .

69.00

o.>

4oJ

sıcaklığın etkisi olduğu, sıcaklığın artmasıyla çözeltideki

til o �

fosfat iyonu konsantrasyonunun azaldığı görülmüştür.

?}!.

Bunun sonucunda, pirinç kabuğu ile fosfat gideriminde,

gelen fosfat kons. ve

----

7 5.00

sıcaklıklar için yapılnuştır.

Tablo 4. Sıcaklık değişimine karşılık

%ı

Gideriıni

%Fosfat

bu süre sonunda çözelti, mavi bant süzgeç kağıdından süzülerek

Miktan (g)

numune, 250 ml' lik erlen içerisinde, 100 ml hacimde 20 mg

fosfat kons.

fosfat giderimj değerleri

Sıcaklığı n Etkisi

Adsorpsiyona

miktanna karşthk gelen

% fosfat

Adso rban Mıkturı

�-----

(g) ----

giderimi degerieri Konsantrasyon(mg/I)

% Fosfat Giderimi

2.109

89.46

4.574

77.13

100

6.632

66.84

Sıcaklık

Şekil 5. Degişik adsorban miktarlarına karşı h k gelen %fosfat gidcrin1i. (Karış. süresi: 30 dak., karıştırıcı hızı ı 00 rpnı, fosfat kons. 20 nıgP/1 )

oc ID.6. Karıştırma

Süresinin E tkisi

Adsorpsiyona karıştırma süresinin etkisi 0,5 g numune, 250 ml' hacimde,

mgP/1

incelenirkcn; lik er le n içeris ın de 100 ml

konsantrasyonunda

ha7ırlannuş

Prinç Kabuğu Kullamlarak Adsorbsiyon u

Sulu Çözeltilerdeki Fosfat İyonunun

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

E.Erçetin, N.Yalçın

Na2HP04 içerisine katılarak

kanştırılmış ve bu süre sonunda çözelti, süzgeç

kağıdından

berrak

süzülerek

mavi bant

kısım

Spektrofotometresi' nde okutulmuştur. Bu işlemler

60, 90 ve

KAYNAKLAR

mağnetik karıştıncı ile

120 dakikalık karıştırma

süreleri

[1] İrdemez, Ş., Yıldız, Y.Ş., Demircioğlu, N., "Ulusal

30,

Sanayii

için

sonucunda,

karıştırma

süresinin

olduğu,

ancak

ilerleyen

3 0 dakikaya

zamanlarda

[3]

fosfat

� o +-'

� �

o/o Fosfat Giderimi

2.1 ı 1

89.45

4.476

77.62

4.858

75.71

120

5.93 1

70.35

]

85.00 75.00 65.00

ıso

100

Kanşt ırın a Sıresi (dak.)

'*'

Ş eki 1 6. Değişik kanştınna sürelerine karşılık gelen % fosfat giderirni.

( Pirinç kabuğu kon s. 0,5 g/1 00 ml, fosfat kon s. 20 mgP/1, kanştırma hızı 100 rp m)

IV.

SONUÇ

Sulu çözeltilerdeki fosfatın pirinç kabuğu kullanılarak giderimi üzerine yapılan çalışmaların sonucunda, pirinç kabuğunun fosfat uzaklaştınlmasında yüksek bir giderim kapasitesine sahip olduğu gözlenmiştir. Yapılan

çalışmalar

konsantrasyonunun

adsorban

neticesinde sıcaklık

artışının

adsorpsiyon

verimini azalttığı, karıştırma hızı artışımn belirgin bir etkisinin olmadığı, pH' ın artması ile fosfat gideriminin oldukça azaldığı, başlangıç konsantrasyonunun artışıyla fosfat gideriminin de arttığı ve karıştırma süresi arttıkça

0/o fosfat gideriminin azaldığı gözlenmiştir. Buna göre pirinç kabuğunun

İnkılap- Aka Basımevi, İstanbul,

Kongresi Programı'', Kırşehir,

Konsantrasyon(mg/1)

�

i. Ü. Yayınları, İstanbul, 1994. [5] Saluıan, B., Uğurlu, A., "Ulusal

Süresi(dk.)

fosfat

optimum şartlar; pH ın

iyonunu

Mersin

1983.

[4] Berkem, A. R., Baykurt, M. L. "Fizikokimya", Cilt II,

fosfat giderimi değerlerj

:�

Sergisi",

R. N., Brink, J. A., "Kimyasal Proses

Shreve,

Endüstrileri

Tablo 6. Değişik karıştırma sütelerine karşıhk gelen fosfat kons. ve %

95.00

Cilt 1, Ankara, 1984.

gideriminin yavaşladığı gözlenmiştir.

Karıştırma

Sempozyumu

25 - 27 Nisan 2001. [2] Erdik, E., Sankaya, Y., "Temel Örnversite Kimyası",

kadar olan kısmında fosfat konsantrasyonunda hızlı bir artışın

Çevre

Üniversitesi, Mülı. Fak., Çevre Müh. Böl., 1 19, Mersin,

yapılrmştır. Bunun

adsorbe

etmesinde

1.0, başlangıç konsantrasyonun yüksek, karıştırma süresinin 30 dakika, sıcaklığın 25° C '

ve adsorban miktannın düşük olduğu şartlardır.

Ekoloji ve Çevre

3- 5 Eylül, 1997.

Some New Differente Sequence Spaces Defıned by A Sequence of Moduli

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Say1 (Ten1muz 2002)

E.Güzelsoy, M.Başarır

SOME NEW DİFFERENCE SEQUENCE SPACES DEFİNED BY A SEQUENCE OF MODULI Ersin Güzelsoy, J\tfetin Başarır Ozet-

almost convergent sequences. The class of sequences which are strongly almost convergent with respect to a modulus was introduced by Pehlivan[&] as an extension of the defınition of strongly almost convergence. Esi [ 1] extended strongly almost convergent sequence spaces to w [A,p,F], w[A,p,F] and w [A,p,F] for 0 p=(pk) with pk>O, nonnegative A=(ank) regulai matrix

••

çalışmada,

yardımıyla

bazı

modülüs

yeni

fonksiyon

fark

dizi

dizisi

uzaylar ı

tanımlanarak bunların birtak ım özellikleri çalışıldı.

Anahtar kelime/er-

Dizi

uzayları,

fark

dizileri,

modulus fonksiyonu.

Ahstract-

The main object

introduce

and study

some

of this paper difference

is to

and a sequence of moduli , which generalized the spaces [F (f)], [F{f)] and [F0(f)] of Pehlivan [8].

sequence

spaces defined by using a sequence of moduli.

Key words-

We recall that a modulus function f is a function froın [O,oo) to [O,oo) such that f(x)=Oiff x=O, (i) (ii) f(x+y) � f(x)+f(y) for all x,y2:0, f is increasing , (iii) (iv) f is continuous from the right at zero. A modulus may be bounded or unbounded (Ruckle[9] and Maddox[5 ]).

Sequence spaces, difference seq uences,

moduJus functions. I.Introduction

Let w be the space of all real (or complex) x=(xk)

, c0 and c denote respectively the

sequences and

Banach spaces of bounded,null and convergent sequences, normed as usual by llxll = supk lxkl· A sequence x E

In this paper we introduce and exaınine some new difference sequence spaces by using a sequence of moduli. Let F be a sequence of moduli and p=(pk) be a

is said to be almost convergent [6] if

sequence of strictly positive real nun1bers and suppose that A=(anıc) be a nonnegative regular matı-ix. We define w(A,p,F)={ XEW :

all Banach limits of x coincide. Lorentz[6] proved that x is alınost convergent to s if and only if n+m

lim m-1

m�oo

i=n+l

= s , uniformly in n .

n+m

liın m-t

m�oo

i=n+I

lım

denote the space of all almost convergent Let sequences. Maddox[2](3] has defıned x to be strongly almost convergent to number s if

k=l

m�oo

Xk+n

l!ınk[ rk ı

for some s} w0[A,p,F]={

1 xı -si= O, unifomıly in n

m-)oo

k=l

Several authors have discussed the spaces of strongly

sup

m,n

k=l

where

1 ] LO

uruformly in n,

amJc[ fk 1 xk+n 1] k=O, uniforınly in n } =

{

XEW :

w (A,p,F]

By [ ], we denote the space of all strongly almost convergent sequences.it is easy to see that [ ] c

XEW :

lim

anık[ fk ı

xk+n ı

{�o, uniformly in n

}

x = ( xk) = ( x k- xk+ı) and for convenience,

e put f ( 1 xk 1 ) Pk instead of { f ( 1 x.ıc 1 ) } Pk. Let E be any of the spaces w[A,p,F], w0[A,p,F] and w [A,p,F] . Then it is easy to see that E c E. w

E.Gilzelsoy, Atatürk Fen Lıses1, İstanbul /Türkiye

M .Başanr,Department of Mathematics,Sakarya University,541 00, Mithatpaşa,Sakarya/Türkiye: basarir(ciJ.sakarva.ed u. tr

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.CiJt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

So me New Differencc Sequence Spaces

Defıncd by A Sequente of Moduli E.Güzelsoy, M.Başanr

Theorem 3. w0[A,p,F] and w[A,p,F] are linear topological space paranormed by g defined by 11M " g(x)= sup { LJ a mk[ fk 1 1] } k=l where H=sup pk<oo, M=max(l,H) . Proof. From Theorem 2 , for each xE w[A,p,F], g(x) g(O)=O, g(x)=g(-x). Take any exists. Clearly x,yE w[A,p,F] . Since Pk 1 M 1 and M>l, using the Minko\vsk.i's inequality and definition of f , we have g(x+y) g(x)+g(y). To check the continuity of multiplication, let us take any complex 'A and xE w[A,p,F]. Whence A40, x�O imply g(A.x) �o and also X--)0 , A. fixed imply g(A.x) �O . We now show that A.�O , x fıxed imply g(A.x) -;O . As m_,oo, let bmn= L anık[ fk ( 1 xk+ıı- s 1 )] Pk �O,unifomıly in n.

w [A,p,F] . Then it is easy to see that E E. When fk=f and pk= l for all k, we denote these sequence spaces by w[A,p], w0[A,p] and [A,p]. If w[A,p] we say that x=(xk) ıs -strongly almost A-swnmable to with respect to the modulus f. If Pk= 1 for all k , we write w [A,F], w[A,F] and w0[A,F] for w [A,p,F], w[A,p,F] and w0[A,p,F], respectively. When A=(aınk)=(C,l ) Cesaro matrix and fk=f for all k, we obtain following sequence spaces. XE

[F(f,p)]={

XEW

i=n+l

Xj-

[fı

s ı ] =O ' uruformly in n, ı

for some s} [Fo (f,p))={ XEW :

n+m

lım m-1 L

i=n+l

m�oo

[

k=l

] =O , uniformly in n } n+rn

i=n+l

m,n

For IA.I<l we have

(f,p)]={xEw: sup m-ı L [ f ı

ıJ

ı< }

k=l

{

amk[ fık ( 1

{ "' L...ı

Note that if A=(C, 1) Cesaro matrix, pk- 1 and fk(x) = for all k, then w[A,p,F] = ( ) = { x : } . Also in this case w [A,p,F] - ( ) { }. For a sequence of moduli F=(fk) , we give following condiitons; (1) sup fk(t) < for all t > O , =

k>n

{

ı ]

Xk+n

1 1M

- S 1 ) ] Pk } 1 1

L aını.J fk ( ı A

k�N

{

Xıc+n

AS ı

) ] Pk }

ı 1M

L ClıııJc[ fk ( ı AS ı ) ] Pk } k=l

ı 1M

Let e>O and choose N such that for each n,m and k>N implies bmn < e/2. For each N, by continuity of fk for all k, as A�O, k } ! L P a ( ) As ] k A 1 fk nU < [ {

t-+oo

II.Main Results.

k� N

Theorem l . Let p=(pk) be bounded. Then w [A,p,F] , w[A,p,F] and w0[A,p,F] are linear spaces of the complex field. Proof. Let supk Pk= H. If ak ,bk and are complex numbers, then we have [2,p.346] Hl P ı a (3) k +bk ı k (1,2 - ) ( ı ak 1P41 bk ı Pk ) and ( 4) 1 ıPk max ( 1 ı ı H ) The result follows from (3) and (4). Theorem 2. Let A be a nonnegative regular matrix and F==(fk) be a sequence of moduli. If ( 1) holds then w[A,p,F] w [A,p,F] Proof. It is a direct consequence of (3).

1 1M

k= Then choose ö<1 such that 1"-1< ö implies 1 k 1 ı S L ] P ( a A fk A } ı ) mk[ {

X k+n

k-5.N

max

) Pk }

Xk+n

lim fk(t) = O uniformly in k�l. We remark that in case fk=f for all k, where f is a modulus,the condiitons (1) and (2) are automatically fulfilled.

'\. 1\,

L amk[ fk ( ı

(2)

XJ<+n

ın,n

•

L aın.k[ fk ( ı A.s ı ) ] Pk } k=l Hence we have {

{ "' � k��]

g(A.x) �O 19

amk[ fk ( 1 (A----)0).

Xk+n 1 ) ] Pk }

< E/2

1/ M

€

Thus w[A,p,F] is paranormed

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Some New Differencc Sequence Spaces

Defi n ed by A Sequence of Moduli

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

E.Güze1soy, M .Başanr

[8] Pehlivan, S., A sequence space defined by a modulus, Erciyes Univ.Joumal of Science, 5(1-2) ( 1989)875-880. [9] Ruckle ,\V.H., FK-spaces in which the sequence of coordinate vectors in bounded, Canad.J.Math. 25 (1973) 973-78.

linear topological space by g. Theorem 4. Suppose that A be a nonnegative regular matrix and F=(fk) be a sequence of moduli then (i)

( )c w

[A,p,F].

(ii) If O<� qk

for all k and

w[A,q,F] c w[A,p,F]. (iü) If (1) and (2) hold then (iv) If

(qk/pk)

w[A,p]c

�= lim ( fk(t) 1 t ) > O t�ro

bounded,

w[A,p,F]. for all k then

w[A,p]= w[A,p,F].

Proof. (i) is trivial.

(ii) If we take Wıc,n= [ fk ( 1

Xk;-n

- s 1) ] for all k and n then using the same technique ofTheorem 2 of N anda (7] it is easy to prove (ii). (iii) Using the same teclınique of Theorenı4 of Maddox [ 4] it is easy to prove this. We must show w[A,p,F] c w[A,p]. (iv) For any modulus function, the existence of positive liınit given with p was given in Maddox[S]. Now �>O and let XE w[A,p,F]. Since P>O, for every t>O we write fk (t) > � t for all k. From this inequality , it is easy to see that XE w[A,p].This completes the proof. Theorem 5. Suppose that F=( fk) and G=( gk) be a sequences of ınoduli and

lim [ fk(x)/ gk(x) ] <

X----i-00

gk > fk for all k implies

then

w[A,p,G]c

w[A,p,F]. Proof. It is trivİal.

REFERENCES

[ 1] Esi, A., So me new sequence spaces defıned by a sequence of moduli, Tr.J.of Mathematics, 21 (1997) 61-68. (2] Maddox, I.J., Spaces of strongly summable sequences, Quarterly J. Math. Oxford 18(2) (1967) 345-55. [3] Maddox, I.J., A new type of convergence, Math.Proc.Camb.Phil.Soc. , 83 (1978) 61-64. [ 4] Maddox, I.J., Sequence spaces defıned by a modulus, Math.Proc.Camb.Phil.Soc.,lOO (1986) 16166. (5] Maddox, I.J., Inclusions between FK spaces and Kutner's theorem, Math.Proc. Camb.Phil.Soc. 1 01 (1987) 523-527. [6] Lorentz ,G.G., A contribution to the theory of divergent sequences,Acta Math.,80( 1 948) 167-190 . [7] Nanda S.,Strongly almost sunımable and strongly almost convergent sequences, Acta Math.Hung. 49 (1-2) (1987) 71-76.

Enerji

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

İletim Sistemlerinde

Ferrorezonans Olayları

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

F. Akça

ENERJİ İLETİM SİSTEMLERİNDE FERROREZONANS OLA YLARI FatihAkça

Özet

I. GİRİŞ

Ferrorezonans lineer olmayan bir rezonans

olayıdır ve güç şebekelerini etkiler. Harmoniiderdeki anormal değerlere geçici yada

sürekli hal aşırı

gerilimlerine ve aşırı akımiarına yol açar ve bunlar genellikle elektrik malzemelerine zarar verir. Bazı açıklanamayan olduğu

olaylara

sanılmaktadır.

ferrorezonansın

Ferrorezonansın

geleceği baştan tahmin edilemez

sebep

meydana

ve çok tehlikeli

olabilir. Ancak buna karşın ferrorezonansa sebep olabilecek bazı konfigürasyonlar tanımlanabilir. Ve bu

konfigürasyonlar

alınarak

üzerinde

ferrorezonans tarif

davranişını sistemin

eden

çözümü

gerektirir.

belirli

önlenebilir. n1atematiksel

bilgisayarların

Çalışmalar

masraflıdır

önlemler

Güç

kelimeler

Nonlineer,

eşitlikler

kullanımını herbir

itibaren

hiç

değişmeden

gelmiştir. Yüksek gerilirnde

günümüze

birdenbire ortaya çıkan ve

yüksek seviyeli harmonik distorsiyonuna olay olarak tanımlanmıştır. İlk defa çıkan ferrorezonans terirrri barındıran

bütün

kadar

yardımcı olan

1920

lerde ortaya

az aşağıdaki elemanları

devrelerdeki

osilasyon

olaylanın

çağnştırır.

Konfigürasyoıılar,

l . N onlineer indüktans

2. 3.

Bir kapasite Bir gerilim kaynağı

4. Düşük kayıplar

Ferroresonans, Güç sistemleri

Harmonikler,

başından

lerin

sistem

korobinasyon için ayrı bir çalışma yapılmalıdır.

Allahtar

1920'

Ferrorezonans karmaşık bir elektriki olaydır.

Aşırı

gerilinıler, Aşırı akımlar

Güç şebekeleri yüksek sayıda doyabihr indüktanslardan (güç

transformatörleri,

transfermatörleri

(

gerilim

ölçüm

indüktif

) şönt reaktörler ) oluştuğu gibi ,

kapasitörlerden ( kablolar, uzun hatlar, CVT ler seri yada

Abstract

Ferroresonance is a nonlinear resonance

şönt

kapasitör bankaları, devre kesicilerdeki gerilim

event that effects power networks. Abnonmal values

ayarlama kapasitörleri metal

in the harmonics cause transient or permanent state

oluşur.

kaplama alt istasyonları)

ovcrvoltages and overcurrents. and this often cause malfunction

the

electrical

equipment,

some

Bunlar

böylece

feıTorezonansın

ortaya

çıkabileceği

unexplanied events are thought to be cansed by

muhtemel senaryoları gösterirler bu olayın temel özelliği

ferroresonance. Ferroresonance can not be predicted

aynı çeşit şebeke parametreleri için birden fazla kararlı

and may be very dangerous. But some configuratioos

sürekli durum cevabının varlığıdır. Yıldırım düşmesiyle

cause

that

ferroresonance

may

Ferroresonance can be avoided precations

detined.

taking some

on this configurations. The equations

that define power system behavior, and the solitions

oluşan yüksek gerilimler, trafoların yada yiliderin enerji verilmesi

kesilmesi, hataların ortaya çıkması yada çalışma

temizlenmesi v.s. gibi geçici durumlarda yada esnasında ferrorezonans tetiklenebilir.

of the system require the use of computers. The studies on

ferroresonance are expensive and each

combination requires a seperate study.

Key

words

Nonlinear,

Sistemin cevabı

Ferroresonance, Harmonics,

power

systems,

Configurations,

Overvoltages, Overcurrents

sinüsoidal

frekansta

normal bir kararlı hal durumundan yüksek bir gerilim ve harn1onik

k.aynakla aynı

seviyesi

malzemelerde

ile

ciddi

karakterize zararıara

edilebilecek yol

açabilecek

ferrorezonans kaynaklı kararlı durwna atlayabilir. Bu çeşit davranışın pratik bir örneği bir devre açıcısının açılması ile bir gerilim tTafosunun enerjisinin kesilmesidir.

F.Akça

Biga Teknik Lise

Endüstri Meslek Lisesi

Biga 1 Çanakka1e fatih.akca@ mynet.com

Enerji İletim Sistemlerinde

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Ferrorezonans Olayları F.

Akça

Ferrorezonansın meydana getirdiği koruma cihazlarının

Bununla birlikte ekipmanların zarar görmeınesi için aktif

zamans ız devre d1şı kalmalan,

güç sistemleri

gtlç trafolan yada

mühendisleri ferrorezonans

hakkında

�

kayıpları gibi duruml ardan korunmak için olayı anlamak

probl� eriı: a� �ltılması be a af � . edilmesi ve dizayn sistemlerı ıle ılgılı yeterlı bılgıye

tahmin etmek olayı belirlemek, olaydan kaçınmak yada

sahip olmalıdırlar.

gerilim trafolan gibi cihaziann zarar görmesi, üretim

meydana

gelebilecek

onu elimine etmek önemlidir.

II.FERROREZONANS

Bu kompleks olay hakkında çok az şey bilinmektedir bunun sebebi çok az görülmesi ve elektrik mühendisleri tarafindan lineer yaklaşıma dayalı hesaplama metodları ile analiz edilernemesi ve tahmin edilememesidir. Bu bilgi yokluğu ferrorezonansın zararlar yada

birçok açıklanamamış

Verilen bir açısal hız

(w)

için bir ferrorezonans devresinin

bir lineer rezonans devresinden temel farkları şunlardır :

hasarlardan sorumlu olduğu kamsmı

1. Lineer rezonausta geniş bir alandaki C değerlerinin

doğurmaktadır.

rezonans ihtimali vardır. Ferrorezonans lineer ve

olmayan

bir

rezonans olayıdu

güç şebekelerini etkiler. Hannoniklerdeki an oıınal

değerler geçici yada kalıcı durum aşırı gerilimiere ve aşırı akımlara yol açar ve bunlarda genellikle elektciki elemanlara zarar verir. Bazı açıldauamayan arızalara feıTorezonansın sebep olduğu samlmaktadır.

2. Ferrorezonansta sinüsoidal gerilim kaynağından farklı olabilecek gerilim frekansı ve akım dalgası mevcuttur. 3.

vardır.

durwnlardan

durumdur ( lineer

kapasitans ve doğrusal olmayan

bir

konfigürasyon

parametre değerleri için birkaç kararlı sürekli hal cevabı

anormal Ferrorezonans, direnç,

verilmiş

Ferrorezonansta

biri

beklenen

normal

bir

varsayım ) oysa beklenmeyen diğer

durumlar

ekipmanlar

için

çoğu

zaman

tehlikelidir.

indüktanstan oluşan sistemde kararsız bir çalışmadır bir elektrik

devresinde

elektriksel

öğelerden

birinin

değerinin değişmesi ile diğer öğelerin uçları arasındaki akım ve gerilim değerlerinde ani bir yükselme olur.

İlk

duruml arla

(kondansatörlerin

başlangıçtaki

şarjı,

transformatörlerin nüvesindeki artık akı, ani anahtarlama) kararh sürekli hal cevabının sonucu belirlenir.

Ferrorezonansın ekipmanlar üzerindeki etkisinin maliyet açısından

bilinmesi

gerekir ferrorezonansın analizi

zordur çünkü muntazaın meydana

olarak meydana gelmez ve

olaylarm

gelecek

önceden

mümkün değildir. Kararlı bir sürekli çok

başlangıçta

meydana

kurulan

gelebilir.

Geçici

devre

hal

kestirilmesi

cevabı daha

parametrelerinden

voltaj

cevabı

faz

nötr

hatalarının devreye zarar vererek açması, enerjili veya enerjisiz sonucunda

ekipmanlarda

batiara

indüklenen

yüksek

birdenbire ortaya

çıkan

gelir. Ferrorezonans

yıldırım

düşmesi

gerilimler

veya

sistemin

nonlineer atlamalardan

hal

cevabıdır. Sürekli hal durumuna kadarşiddetli haıınonik ve yüksek gerilimlerin

güç sistemi

ekipınanl arı üzerinde zararları bulunur.

Gelecekteki elektıik sistemlerinde fen·orezonansa daha çok

rastlanacağı

.. . . ...

ufak değişimlerde meydana

dolayı ani değişiklikler ile aldığı normal sürekli distorsiyonunun

söylenebilir.

İletim

gerilimlerinin giderek arttınlması hat

dağıtım

kapasitansı ile

transformatörlerin manyetik doyma eğıileri arasında bu günkünden daha değişik bir ilişki yaratacaktır.

değişiklik ferrorezonans olasılığının artışı yönündedir.

Ş em atik diyagram

b - 8 asitleşlirilmiş

Şekill(a,b) Ferrrorezonans devresi şematik diyagramı ve temel karakteristiği

II.l Fiziksel Yaklaşım Eğer enerji kayıpları

( j oule

kaybı , nüve kaybı ) sistemi

besleyen gerilim kaynağı tarafından karşılanırsa, frekans salınımı

düştükçe

büyükse

kaynağin

frekansından

baştaki

frekans

frekansını,

küçükse

frekansını kilitleyebilir.

karakteristik

kaynak

frekansmdan

güç

baştaki

frekans

frekansının

birçok

güç alt

SAU Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi

Enerji İletim Sistemlerinde Fcrrorezonans Olayları

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

lineer

rezonans

F. Akça

ile

ferrorezonansın

gösterir. Verilmiş

benzemediğini

birbirine

bir indüktans için

V(t)

meydana gelen lineer rczonans belirli C değeri için değil, geniş bir C değerleri alanında ortaya çıkar.

ll. 2. Ferrorezonans Modlarının Sınıflandırılması t Güç sistemlerinde görülen dalga şekilleri deneyimleri azaltılmış sistenı

modellerine bağlı deneyler nüınerik

sjmillasyonlarla birlikte ferrorezonans

durum�arının

dört değişik tipte sınıflandırılmasını mümkün kılar. Temel ferrorezonans modu

Bir

ferrorezonans devresi için normal geçici durumu

fen·orezonans olduğundan

geçici bu

dururnundan

sınıflandırma

kararlı

ayırmak hal

zor

durumuna

Şekil 2. FeıTorezonansı temel modunda V -t grafiği

bağlıdır (yani geçici hal durumu bittiğinde). Bunun1a beraber geçici ferrorezonans olayı elektrik ekipmanları için bir risk oluşturmadığı anlamına gelmez. l'ehlikeli

geçici

yüksek

gerilimlerle

belirli

sistem

peryodlarında ardısıra olaylar meydana gelebilir (önıek olarak yüksüz b:ansformatörlerlerin enerjilendirilmesi) ve birkaç güç sistem peryodunda devam edebilir. Dört çeşit feıTorezonans modu vardır.

II. 5. Al t Harmonik Modu Sinyaller

güç

peryodunun

peryodu ile peryodiktir.

( Subharmonik Modu ) çoğaltılıruşı

olan

bir

Bu durum alt harmonik n veya

harmonik 1/ n olarak bilinir.

Spektrum burada fo 1

eşit bir temel frekans1 ( burada fo kaynağın frekansı ve n bir

tamsayıdır.)

onun

harmoniklerini

gösterir.

Dolayısıyla fo frekansı spektnunun bir parçasıdır.

V-I

grafiğinde stroboskobik n noktalı bir çizim ortaya çıkar.

1-) Temel mod (fundemental)

2-) Alt harmonik n1odu (subharmonik) 3-) Yan peryodik mod (quasi peryodik)

'4l)

4-) Karmaşık mod (kaotik)

II. 3. Ferrorezonans Tipinin Teşhisi Dört farklı fen·orezonans tipi : Akını ve gerilim sinyallerinin her ikisinin spektrumu, sistemin muayyen belirli bir noktasındaki

elde

gerilimi

serileri

I anlık

değerlerinin V düzleminde çizilmesiyle teşhis

akımının

ölçülmesiyle

edilen

Ferrorezonansırı alt harmorıik rnodLJ

stroboskobik görüntü ve bir sistem peryodu ile ayrı lmış

Şekil 3. F errorezonansın altharmonik modunda V-t grafiği

edilebilir.

Il. 6. Yarı Peryodik Mod II. 4.Temel Mod Bu ferrorezonans moduna yalancı peryodik de denir yani Sistem peryoduna eşit bir T peryodu ile gerilinller ve

peryodik değildir. Bu spektrum aralıkh bir spektrumdur.

akımlar peryodiktir ve değişen harmonik değerini ihtiva

Frekans formunun tamını nn + mn ( n ve m ' tam-sayı ve

edebilir ( Şekil

) sinyal spektrumu güç sistemlerinde

fo ana haımonik ve ( 2fo

3 fo) kendi harmoniklerinden

oluşan aralıklı bir spektrumdur. Stroboskobik görüntü

V-I

grafiğinde normal nokta ve

ferrorezonans durumunu gösteren nokta olmak üzere iki nokta ile görülür.

f ı 1 fı irrasyonel reel sayı ) bu stroboskobik görüntü kapalL bir eğriyi gösterir.

Enerji lletim Sistemlerinde Fcrrorezonans Olayları F. Akça •

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

�

II. 8. Ferrorezonansın Teşhis Edilmesi

,. rı

1'1

tı

Elementlerin teşhisi (tetkiki)

aşağıda tarif edilen bazı belirtilerin rehberliğinde oluşur.

\ı ...- ,

: Fen·orezonans sık sık

1 . Sürekli yüksek gerilimler farklı nıodda (faz - faz)

ve/veya ortak (genel) mod (faz-toprak) 2, Sürekli yüksek alarnlar 3. Sürekli yüksek distorsiyonlu gerilim ve akım dalga

Ferrorezonansın yarı peryodik modu

foımu 4. Nötr noktası geriliminin yerinden çıkması yüksüz

Şekil 4.Ferrorezonansm yarı peryodik modunda V-t

transformatörlerin ısınması

grafiği

5. Fazla yüklü transformatör ve reaktörlerin sürekli gürültüleri 6. Elektrik ekipmanlannın ısınma etkisi ile zarar görmesi

(kapasite gurubu VT,CVT) veya İzolasyon bozulması VT

ll. 7. Karmaşık Mod

nin ferrorezonansla harap

olmasının en bariz örneği.

primer sargının harab olması ve bozulmamış sekonder Karmaşık

modun

karşılığı

olan

spektrum

düzenli

devamlıdır yani her bir gerilim değerine farklı frekans

sargısıdır 7. Kolayca zamansız hızlı çalışan koruma cihazları

değeri karşılık gelir. V-I grafiği de ilginç cazibeJi olarak bilinir.

B u belirtilerin ortaya çıkması ferrorezonans durumundan kaynaklanınayabilir.

vC:}

Mesela

topraklanmannş

nötr

sisteminin nötr noktasının potansiyelinin değişmesi tek faz toprak hatasından kaynaklanıyor olabilir. Bu ön teşhis en

basit şekilde tipik ferrorezonans dalga formlannın

kaydedilmiş eğrilerini karşılaştırmakla yapılabilir. '

Teşhis

zorluğu

çekildiğinde,

kayıt

olmadığında,

belirtilerin birkaç olası yorumu olduğunda yapılacak şey semptomların

bulunduğu

durumlarda

olaya

yol

açabilecek sistem konfıgürasyonunun ve bunlara yol açıcı Şekil 5. Ferrorezonansın kaotik modm1da

V-t

V-f

grafikleri

transformatör

enerjilendimıe,

fazın spesifik

etkisi, yük reddetme gibi olayların analiz

bir

endüstriyel

işlernde

edilmesidir. Sonuç olarak ferrorezonans çok karmaşık bir olaydır

Bir

adımdaki

çünkü :

gerçekleşmesi için

yapılacak

iş

ferrorezonansın

gerekli fakat yeterli olmayan üç

durumun tespit edilmesidir.

1. Verilmiş bir devre için birkaç çeşit kararlı hal vardır 2.Bu durumun meydana gelmesi sistem parametrelerinin değerlerine çok duyarlıdır. 3. Bu duıumun ıneydana gelmesi başlangıçtaki duıuma

çok duyarlıdır. 4. Sistem parametrelerindeki küçük değişimler veya geçici bir iki çok farklı

kararlı halde ani adamalara

sebebiyet verebilir ve dört ferrorezonans tipinden birine

1. Kapasite ile nonlineer indüktansın aynı devrede bulumnası. 2. Potansiyeli eşit olmayan en az bir sistem noktasımn bulunması ( Nötr İzolasyonu, tek sigorta atması, tek faz anahtarlaması )

3. Hafif yüklü sistemin elemanlan ( yüksüz güç veya

voltaj transformatörü, generatör vb. )

yol açabilir burada en fazla temel ve subharmonik Eğer

modlanndan biri ile karşılaşılır. 5.

Ferrorezonansın

yol

açtığı

geçici

yada

kararlı

salınımlar anormal hannonik değerleri yüksek gerilim

durumlardan

ferrorezonansın olasılığı

herhangi

biri

mevcut

yüksek değildir.

değilse

Aksi taktirde

çok geniş araştırmaya muhtaçtır.

ve akımlar. elektrik ekipmanlan için sık sık rol oynayan Tipik güç sisteminin ferrerezonansa tercih edilebilecek

bir risktir 6. Kararlı

halde

ferrorezonans güç

sistem enerji

durumu

bir

örnek

ile

karşılastırılırsa

konfigürasyonlann guruplanınası basitleştirilir.

kaynaklarının gerilimi tarafından desteklenir.

riskli

•

Enerji Iletim Sistemlerinde

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Ferrorezonans Olaylan

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Akça

III. NÖTR NOKTASININ KARARSIZLIGI

IV. GÜÇ SİSTEMLERİNDE FERROREZONANS

Demir çekirdeklerdeki manyetik doyma ; alam ve gerilimlerde distorsiyon yaratır. Demir çekirdekli bir sargıya sinüsoidal gerilim uygulandığında , sinüsoidal olmayan bir mıknatıslama akımı doğar. Demir çekirdeğin doyma derecesi mıkn atıslama akınıın daki yüksek hannanilderi belirler. Bunlardan üç ve üçün katı harmanilcler üç fazh sistemlerde ayrı bir önem taşu lar.

Bir güç sistemindeki Ferrorezonans aşağıdakilerin bir veya birkaçı ile kendini gösterir.

Bilindiği gibi dengeli üç fazlı işletmede sıfır bileşen devresinde temel frekanslı bir kaynak geıilimi olmayacaktır. transfonnatörün Ancak demir çekirdeğinin dayması halinde üçüncü harmonik distorsiyonu bir eşdeğer üçüncü haımonik gerilimi (e3) ile ifade edilebilir. Bu gerilimler nötr noktasının kaymasına ve böylece parafudurlara uygulanan gerilimlerin aşın biçimde büyümesine yol açar. Nötr noktasının kararsızlığı konusunda daha tam bir analizle gösterilebilir ki nötr noktasını kaydıran gerilim saf bir üçüncü harmonik niteliğine sahip değildir. Bu gerilim devre parametreleri, doyma şartı, ve fazların enerjilenıne zamanianna bağlı olarak temel ve harn1onik frekansının altındaki üstündeki değerlerde harmoniideri içeren karmaşık dalga biçimlerine sahip olabilir. Bu dalgalan gerçeğe yalan olarak saptayabilmek için TNA (geçici rejim şebeke analizörü ) üzerinden etüdleri n yapılması gerekir.

III.l. Enerjilernede Nötr Noktasının Kararsızlığı

Genel olarak nötr noktasının kara.rsızlığı aşağıdaki frekanslarda doğar

1. Temel frekans 2. Temel frekansın altındaki frekanslar Yukandaki ikinci durum kararlı rejimde manyetik doyma halindeki işletme de yada kararlı durumda yüksek gerilimlere yol açan enerjilendilmelerde olabilir. Şu halde bu olay sayesinde herhangi bir işletmede herhangi bir fazdaki faz nötr gerilimi normalin iki katı olmaktadır. Bu ise bu fazdaki parafudurun parçalanmasına yol açabilir.

l.F azlararası veya faz nötr gerilimlerinde aşırı yükselmeler 2. Aşırı akım yükselmeleri 3.Yüksek seviyedeki akım ve gerilimlerin dalga şeklinin bozulması 4. Transformatörlerde aşırı ısınmalar ve yüksek sesler 5.Elektrik ekipmanıarına zarar verir (ısınma ve izolasyon bozulması ) 6.Konıyucu aletlerde kötü işlemler belirir. Bu olaylar habersiz ve rastgele meydana gelirse düzeni ciddi şekilde bozar. Aşağıda tanımlanan bazı durumlarda ferrorezonans ortaya çıkabilir. Bwıunla birlikte hangi muhtemel ferrorezonanslann ortaya cıkabiieceği aşağıdaki elemanların bulunduğu devrelerde teşhis edilebilir. Bir sinüsoidal gerilim kaynağı Bir güç sistemleri generatörüdür. Ferromanyetik indüktans : Bunlar güç transformatörleri ve ölçüm tı-ansformatörleridir Kapasite : Bu yüklenmiş güç sistemlerinin kapasiteleri, toprağa göre kapasitesi, yer altı iletim batlannın kablolann1n yüksek kapasiteleri veya yer altı sistemlerinin toprağa göre kapasitelerinden oluşabilir. Düşük direnç: Düşük yüklü güç sistemi ekipmanlan (örnek olarak yüksüz transfoıınatör) kısa devredeki güç kaynağı veya zararlı kısa devreler Bir güç kaynağındaki farklı kapasitans kaynaklannın ve nonlineer indüktansların çokluğuna ve çok geniş bir alandaki işletim durumlarına bağlı olarak yukarıdaki tarif durumları karşılayan ve bu yüzdende edilen ferrorezonansı destekleyen güç devresi konfigürasyonu sayısı sonsuzdur. Bununla birlikte deneyimler vasıtasıyla ferrorezonansın ortaya çıkma sına sebep olduğu bilinen birkaç tipik devre konfıgürasyonu tanunlanabilir. Yüksek gerilirnde bazı anahtarlama işlem hataları ( Kilitli hat bağlayıcı veya hat kesici anahtar ) faz toprak gerilim trafasunu ferrerezonansa arasında bağlanmış götürebilir. (şekil 6) Gerilim trafosu enerjilendirilir. Bir veya birden çok açık devre anahtannın kapasitanslannın yükseltilmesi ile C kapasitesi VT yolu ile boşalır VT saturasyana yönelir. Kaynak salınımı sağlamak için Cd kapasitesini yükseltir. C kapasitesi VT ye bağlı bütün kapasitelere ve anahtariann açılması ile oluşan kapasitanslara karşılık gelir. B uradaki ferrorezonans althaırnoniktir.

Enerji Iletim Sistemlerinde Ferrorezonans Olaylara F. Akça •

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.C11t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

2. Sistemi her şartta topraklamasız olmaktan kaçınarak

dizayn etmek: Bu tamamen mümkün olma abili: . . 3. Geçici dahi olsa sistem parametre degerlennın rısk

�---------------,

(

�'

1 ı

bölgesinde

ı ı

emin

olmak

mümkünse tehlikeli bölgelerini göz önünde

açık devre

D evre kesici

bulunmadıklarından

güvenlik marjı sağlamak Güç kaynağı tarafından sağlanan 4.

....,.._

ve . tutarak bır

. ene: Jınıı1 olayı destekleyecek yeterlilikte olmamasından emın olmak bu

teknik ferrorezonansın ortaya çıktığı anda

azaltılmasını

sağlayan güç kayıplarını içerir.

. . . 5. Saturasyon noktasında sistem gerılımının ı kı katına .

dayanacak çokdüşük indüksiyon dizayn]ı gerilhn trafosu Şekil

Devre

kesicisiyle

bağlı

serı •

nın

•

ferrorezonansı .

trafosunun demir nüvesinin saturasyona sürüklenmesi ferrorezonansı başlatabilir. o zaman faz - nötr ve nötr noktası gerilimlerini n

(Vn) her ikisindede ferrorezonans

gözlenir. Nötr noktasının gerilimi yerinden çıkar ve bii veya iki fazın potansiyeli yükselir. Ve yönü nötr'e Sistemde

kararlı

hal

durumunda

gerilirnin değeri normal faz - faz

yüksek

gerilim değerini

geçebilir ve elektrik ekipmanlannın yıkırnına neden olur.

bağlanmış gerilim trafalarında her biri

�

ikinc l . devreye bağlanacak şekilde üç direnç bağlana ılır . reziztörler sürekli güç çektikleri ve ölçü aletlerının

�

ölçümünü etkilerlikleri için rezistör değerlerinin dikkatli alınması önemlidir. Yıldız sekonderinin olduğu yerde yıldız noktasına tek rezistör

konması tavsiye edilir bu gerilim tıafosm1un

doğruluğuna etki etmediği ve

norınal çalışmada kayba

neden olmadığından avantajlıdır sadece dengesiz

bir

durum süresince (ferrorezonansa neden olan durumlarda) zarara yol açar.

teınel,

Ferrorezonansın peryodik

gerilim

olması

subharmonik

�afosun�

magnetizasyonunun ve kapasıtans

veya

quası •

� �nsımn

in ü

. nısbı nın

değer

lerine bağlıdır.

ı. Düşük direnç: Gerilim trafosu sadece gerilime duyarlı aletleri besler gibi hafif yüklüdür generatörde çok hafif yüklenmiş olabilir.

2. Potansiyeli sabit olmayan sistemdeki en

noktamn varlığıdır

bir

Sistemin yetersiz topraklanmış yada hiç topraklanmamış bölümlerindeki nötr noktası

çalışmaması

noktasının

veya

F errorezonansı

sistemin

bazı

bölümlerinde yetersiz çalışmasıdır.

V. FERROREZONANSIN ÖNLENMESİ VEYA AZAL TILMASI pratikte

önleyen

elimine

eden

birkaç türlü alternatif şu şekildedir : Dizayn vasıtasıyla önlemek : Sekondeıi üçg�n p��tik kullanmak. bu bağlı bir gerilim trafosu

ı.

değildir çünkü gerilim trafosunun amaçlarından bırıde yıldız

sekonderi

kullanarak

için

birkaç

pratik

tedbir

alınabilir ferrorezonansın yüksek gerilim) yüksek akım ve dalga bozulmaları elektrik ekipmanlarında

termal ve di

Standartlarda geçici ferrorezonans ve rezonansın yüksek gerilimleri yukarı da bahsedilen yöntemlerden biri ile önlenmesi yada sınırlandınlmas1 istenmektedir. Eğer bu iyileşticici

topraklama

hatalarını

kontrol etmektir.

önlemler

değilse

bunlar

gerilim

yalıtım dizaynı için kullarulamaz. Bu demek olur ki izolasyon koordinasyon prosedüıü ferrorezonansa

bağlı

yüksek

seviyelerini normalde dikkate almaz ve buna bağlı yüksek gerilim durduran

ferrorezonanta, karşı durdurucuların artık

gerilim

elemanlar

teorik

olarak

bir koruma sağlamazlar. ( bu

ferrorezonansa bağlı gerilim yükselmelerinden daha yüksektir.)

gerilimleri

.1. Pratik Çözümler

Pratik çözümler şunlardır:

1. izole nötr sistemlerde nötrü topraklı VT primerlerinin

wye

bağlantısından kaçınılır: Bu iki şekilde yapılır bırakarak yada birincisi VT I erin nötrlerini topraksız

üçgen bağlayarak.

yeterli

değerlerinin aniden yükselmesini durdurmak için veya

seviyelerini

Ferrorezonansı

önlemek

elektrik bozulmalara yol açabilir (bozulma, performansta ve izolatörlerin ömründe azalma )

Ferrorezonansın oluşmasının sebebi ise

nötr

6. Yük dirençleri yoluyla kayLpları öne sürmek : wye -

wye

Paralel ferrorezonans devresinde de bir veya iki gerilim

doğrudur.

kullanmak :Bu pahalı bir alternatiftir.

EnerjiDetim Sistemlerinde Ferrorezonans Olayları

SAU Fen Billroleri Enstitüsü Dergisi

•

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

F. Akça

Eğer \vye bağlantılı topraklı nötr primerleri ( örneğin

Adayıcıların

sıfır - sıra gerilim ölçümü ) izole nötr bir sistemde yada

VT lerin patlaması 5 ile 55 dakika arasında gözlenmiştir.

hazırlıksız bir topraklama sistemine sahip bir sistemde

( Bu :zaman olaya bağlıdır ) (Anahtar ayıncısı kapalı ve

kullanılacaksa bu yöntem kullanılır.

nolu kutup atıayıcısı yüklenmemiştir.)

r..1anyetik

nüveyi

düşük

indiksiyon

- 0.7 T )

böylece yüksek gerilimler ferrorezonansı tetikleyemez. eğrisindeki gerilim ve gerilim

değerleri

arasın da en az ikilik oranında olmalıdır.

bunların

değeri

olayı

İncelenen güç sisteminin parametreleri TT = 20000 1 230 V, 1 00 VA lOMVA YG lOG

Alt istasyon: 63 Kv 12 1 kY

Nötrü topraklı reziztans : 400

Bir yada daha fazla resistans yükü yoluyla kayıplar çoğaltılır

değerlerinde

çalıştırmak için dizayn tedbirleri alınır ( 0.4 Saturasyon

nolu kutbun l .fazından yüklendikten soma

etkin

bir

azaltmaya yetmesede toplam güç tüketimi

şekilde

gereksinimi

20 km yerüstü hattı : YG 1 OG

alt istasyonu ile

kutup arasında kutup

ACT

bağlantılan : 15

kablo 150

nolu

aliminyum

duyulan kesin durumlara uyduğundan emin olunmalıdır.

Çalışma

V. 2. Ornek Bir Çalışma

Yerüstü hattı boyuna empedans ile modellenebilir. Eşitlik

••

Aşağıdaki

ferrorezonansın

örnekte

meydana

frekansları: (50 hz ve alt harmonikler)

diyagramı şekil 8 deki gibidir.

gelebileceği bir YG-OG sistemi incelenmiştir. Burada hatalı

üretime

bağlı

olarak

ortaya

çıkan

, -------------

kesilme

ıVT

zamanlarını düşürmek için bir uzaktan kumanda ile

E!(l)

ayırıcı anahtarlan kontrol edilmektedir.

�

gerilim

salınımlı ve bir yerüstü orta

sistemine

yeraltı

bağlanmış tır. ACTı ı

kablosu

�

üzerinden

� 1

�

Şekil 7 de görülen örnekte uzaktan kumandalı kübik kesici (AC'T ) serbest

�

ı,.

---------- -

�

r ------------

YOfOO Alt istasyoıı

' ı

ıumpe.rn

SRI

1 '

(ikifra; arasında)

Di�rwıalt 19tesyonla.rm

ı 1

Şekil 8. İncelenen örnek sistemin tek faz eşitlik diyagramı

beslewsi veıre farklı bir alt istasyon besleınesi

Burada :

' ı ı

e (t) : Sinüsoidal gerilim kaynağı

ı ı

li:

kablo

e(t)

E cos(l 00 IT t)

e(t)

21 oo .fi 1 J3

L--- ---- - ---J •

15m

ı 7000volt

•

R =Nötr topraklı rezistans + Y G 1 Şekil 7. Uzaktan kumandalı kübik kesicinin (ACT)orta gerilim güç sistemindeki bağlantısı

resİstansı L=

YG 1 OG

üstü

kablosunun

transformatörünün boyuna

resİstansı

transformatöıiinün self indüktansı + yerüstü

hattının boyuna self indüktansı Co = 30 mt lik kablonm1 sıfır

Şekil 7 de bir gerilim trafosu iki faz arasına ( faz 1 ve faz 3 ) bağlaıunıştır. Uzaktan kumandamn SRI tipi düşük gerilim bağımsız güç kaynağının gücünü sağlar ( SRI : swıtcb remote control interface ) Bu çalışnıa VT lerin

yer

sıra kapasitansı

( Co =

6. 7 nF

)

(Nonlineer ) Primerden görünen VT nin Lp= mıknatıslayıcı indüktansı bunun değeri yüksüz bir VT de alınmış gerilim

akım karakteristiği

ile

belirlenir.

(Mağnetizasyon eğrisi )

Rp = Primer sargımn rezistansı

değişik yüklemelerdeki bazı

hatalarla patlamasında harekete geçer. Bu durum VT ler çabşrna esnasında enerjilendirildiklerinde ortaya çıkar. (Yeriistü hattının yeraltı kablosu ile ikisinden birinin Uumper) bağlantısı yapıldığı sırada )

R2 =Demir kayıplarına ve histeresiz kayıplarına eşit olan resistans R2 nin

sabit olduğu ve remenans geriliminden

ve tepe akısından bağımsız olduğu varsayılır Bu

devre

şekil 8 deki

gibi

ferrorezonans devre dizisidir.

b asitleştirilebilir. Ve bir

•

Fen Bilimleri

Enerji llethn Sistemlerinde

Enstitüsü Dergisi

Ferroı·ezonans Olaylan

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

F. Akça

Uygun metodlann uygulanınası feırorezonansı.n VT arasına bağlı

ile VT nin serbest fazı kablonun

toprak

kapasitansı

nıt

arasında

4. Transformatör Ierin anahtarlamaları

lik

Risk oluşturan birkaç durumda şunlardır: l.Nötr hattından izole edilmiş faz ve toprak arasına bağlı

olayın

gerilim transformatörn

incelenmesine imkan verir.

2.Bir transfornıatöıü besleyen uzun ve/veya kapasitif Bu sistemde yapılan analizler sonucunda termal etki

kablolar yada hatlar

ile VT hatasıyla sonuçlanan en az bir ferrorezonans

3. Çok kutuplu yapılamayan faz anahtarlamaları

durumllllu n varlığı tesbit edilmiştir ve özel önlemler

4. Yüksüz yada az yüklü gerilim yada güç transforn1atöıii

alınmalıdır.

5. Doyma sınırındaki bir gerilim trafosu 6. Aşuı güçlü bir gerilim trafosu

V. 3. Çözümler Bu olayda aşağıdaki arttırılrruş ferrorezonans koruma önlemleri tavsiye edilir.

KAYNAKLAR

1. VT sekonder sargıları yüklenebi1ir: Uygun nümerik metodlar

değerinin

yükün

belirlenmesinde

yardımcı olacaktır.

[ 1] Chaiers techniques ( Philippe FE RRA CCI Group

2. Güç sistemi elenıanları enerjisiz iken anahtarlamalar

Schneider I 998 )

yapılmalıdır.

[2] 6. Teknik kongre

3 .Enerj ilendirme prosedüıü değiştirilmelidir: Özellikle iki

numaralı

kutbun

anahtarlaması

yapılnıalıdır

anahtarlama yapılırken her üç fazda eşzanıanlı olarak VT nin iki fazını destekleyecek şekilde yapılır. I�irinci kutubun anahtarlaması daha sonra yapılabilir.

VI . SONUÇ Herhangi bir elektrik güç sisteminin erken dizayn aşamasında ferrorezonans riski mutlaka göz önüne alınmalıdır. Bu durum herhangi bir güç sisteminin tamir yada genişletilmesi d urumunda da geçerlidir.

Temel

olarak

riskten

meydana gelebileceği

kuı1ulrnak

için

olayın

tehlikeli konfigürasyonlann

bilinmesi gereklidir. Eğer kritik bir konfigürasyon kaçınılmaz ise detaylı bir çalışma ile sadece riskli durunuar gözönüne alınır ve sağlanan

çözürnlerin

etkinliliği değerlendirilir.

Bu makalede hakkında fazla bir şey bilimneyen ve çok tehlikeli olabilen ferrorezonans olayı hakkında

D.G

ve Y. G elektrik güç sistemlerinin dizayn edilmesinde ve ferrorezonans riskine karşı alınabilecek önlemler hakkında bilgiler bulunmaktadır. Böylece bilinmelidir ki elektrik güç sistemlerinde meydana gelen bazı aniaşılamayan

olaylar

ferrorezonansla

ilintili

olabilir.

Kısaca

ferrorezonansı

tetikleyen

olaylar

risk

altındaki konfigürasyonlar şunlardır: l . Kapasitelerin anahtarlamalan 2. Yalıtım hatalan 3.Hatlara düşen yıldırımlar

(Yurdakul ALPARSLAN T.E.K.)

PWM Sinyali ilc DC Motor Hız Kontrolü ve Sürücü Devresinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

ESD Etkilerinden Korunması

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

F. Kurt

PWM

SiNYALİ İLE DC MOTOR HlZ KONTROLÜ VE SÜRÜCÜ DEVRE SİNİN ESD ETKİLERİNDEN KORUNMASI Fatih Kurt

Oı,et ••

•

I.GİRİŞ

PWM sinyali, motor hızını kontrol etntek ıçın

başvurulan yazılım

ile

verimli

bir

ü retmek

çok

yöntemdir. kolaydır.

motorun dönme hızı , darbeler

PWM

sinyalini

Temel

olarak

şeklinde

İlk motor dizay nlarından biri de DC motordur. Günümüzde değişken hız ve tork elde edebilınek için yaygın olarak tercih edilen motor tüıü DC motorlardrr. Bu kadar yaygın bir kullanım sahasına sahip olan DC motor ların, hızlarının nasıl kontrol edileceği çok önemlidir.

ENABLE

girişine uygulanacak lojik voltajm darbe zaman aralığına

bağhdır. Bu yazıda PWM sinyalinin; 8254 terminali ve

yazılam ile üretilmesi, devrenin işleyişi

ve aynı devre

DC motorun hızını kontrol etmenin birçok yolu vardır. DC motora uygulayacağımiz akımın yönüne göre motorun yönü, voltajın büyüklüğüne göre de hızı değişecektir. SCR (Silicon Controlled Rectifier - Silikon Kontrollü Doğrultucu) ve PWM (Pulse Width Modulation), en sık kullanılan iki yöntemdir. Silicon kontrollü doğrultucu ile yapılan kontrol devrelerinde, doğrultucu ve direnç yardımıyla elde edilen kontrol mekanizması bilgisayar sistemleri için kullanışlı bir denetim yöntemi değildir. Bilgisayar yazılımı denetimi ile PWM kullanarak DC motor hızını kontrol etmek, diğer kontrol yöntemlerinden daha etkindir. Şekil 2. 'de genel motor kontrol yönteminin blok diyagrarnı görülmektedir.

üzerinde elektronik bileşenler için hassas bir noktaya gelen Elektrostatik Deşarj (ESD) etkisinden korunma olayına değinilmiştir.

Allalıtar Keli11ıeler

PWYI , DC Motor , ESD, Motor

Hız Kontrolü

Abstract

PWM signal, is an efficient way to control

DC Motor speed. It is very easy to obtain PWM signal by a soft ware. Basicly the speed of the DC Motor

depends on the "pulse time period" of logic voltage

which is applied to

ENABLE

input as a pulse. The

aim of this article is producing PWM signals by using

8254 terminal and a software. Also deseribes the

Endüstriyel alanda kullanılan DC motor gerilimleri 90-120250 Volt aralığındadır. Ancak mobil uygulamalarda bu değerler 5-12-24-48 VDC aralığında olmaktadır.

circuit and protection of electronic components from the damage of Electrostatic discharge effect.

Key Words

PWM, DC Motor,

ESD,

Motor Speed

Control II. PWM

SINYAI.ıl •

•

PWM sinyalleri, DC motonın hız kontrolü ıçın kullarulabilmektedir. Tipik olarak DC motor kontrol devreleri, zamanlama devreleri ile birlikte tasarlanmaktadır. Burada zanıanlan1a olayı yazılım kullanılarak çözüme ulaştırılmıştır. Böylece devremiz daha verinıli bir hale gelmektedir. Şekil 5. 'de göriilen PWM sinyalınin karakteristiğinin ıootonın üzerindeki darbelere göre değişimi Şekil 1. de verilmiştir [4J . Hız kontrolü için PWM'de kullamlabilir frekans aralığı 18-20 kHz' dir. istenilen bu aralığı elde edebilmek için DC motor üzerindeki akımın periyatlarına balanak gerekmektedir. Şekil I . 'de verilen karşılaştınna grafiğindeki verilere göre frekans şöyle hesaplanabilir.

i F.Kurt, Standard Profil A.Ş., Bilgi Teknolojileri, Düzce

!.e

t.R

PWM Sinyali iıe DC Motor Hız Kontrolü ve Sürücü Devresinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

ESD Etkilerinden Korunması

6.Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2002)

F. Kurt

Motorun en verimli çalışma hızını elde etmek için, Şekil 3. 'de yazılım alaş şemasında görülen PWM fonksiyonW1daki total time değişkenini değiştirmek gerekmektedir. Bu değer Şekil 3. 'deki devre için 0.1 saniye olarak ayarlanmıştır. Bu değeri değiştirdikçe motorun çalışma hızı ve karakteristiği de değişecektir [ 1, 4].

__:... ({)00) . -----.

PWMsignal

current

•

'· '

�

. . ; .�

ı·

•

ll.l 8254 Terminali ile PWM

Motor kontrol iiniteleri için oldukça ucuz bir çözüm olan 8254 terınİnali bilgisayar anakartına bağlanabilmek için bir ISA kartını kullanması gerekmektedir. 8254 terminali ile mevcut ISA kartı 34 pin'lik ribbon kablo ile birbirine bağlanabilmektedir. Mevcut yazılı mımı zın yardınu ile bu karttan motor sürücüsünün hız kontrol ünitesine lojik değerler gönderebilmemiz için Şekil 3.' deki Flip-Flop (7474) kullanılmaktadır.

•:

T= lif

Şekil ı . PWM sinyaline göre OC motor üzerindeki ak� degişimi.

Burada biıinı zamana düşen akım t O (io) T/2 (i 1) t anındaki güç yüzdesinden (%P) düşük olmalıdır. Buradaki limit şartı sağlanarak; =

MotorBesleme Oiı:irı (i4 v veyo +12 V) Vee • +5 V

Vee= +5 V 8254 TerrıWlal

Böylece;

!.e -ı:

0 (1- p ).ie 100

f.R

I.e -L - TR SL

(1-

ln(l

-.-

MOSFET drıver

2 ENAillE A ...LPHASE A <1 ONO -6 GMO o OUT lA 7 OUT2A

GNO

""-" . ....

Bl.AelE B PHASE B ONO GHO Olff lB OUT2B VEB

� � � ji 16

_L"

__;ı.

UDN2993B

�

,.....

L.-

p ) 100

- SL.ln(l-

,t PWM pulse gen erator and

Şeki l

p ) 100

.--

1'--

DCMOTOR

8254 terminal ile DC Motor Hız kontrolü

Terminalin kullanıldığı devrede bilgisayardan -5, +5, -12, +12 Voltluk gerilimler alınmakta, güç kaynağı üzerinden ise topraklama yapılmaktadıi. Devre bu şekilde çalıştınlırsa motorun lA 'in ü zerinde ani akım çekmesi durumunda PC nin hassas devreleri için salonealı bir durum meydana gelecektir. Burada bu ani akımdan kaçmabilmek için motorun ve terminalin topraklamasının ortak bir noktadan yapılması gerekmektedir. Bu devrelerin dış etkilerden korunma yöntemine ESD bölümünde değinilecektir.

sansora

•

ou ın

4 PR1

--LLOAD SUPPLY LOOIC SUPPlY

) 0 1

2L .ln{lR

Aşın al<ım

1 CIRI

100)

olarak bulunur.

Batteries

OUT!

�c

�

f-= 1/t fonniilünü kullanarak;

7474

t.R

�

Field coil

6U6

11.2 Yazıbm Kriterleri MOSFET bridge

.. �

PWM sinyalleri görev çevrimi (duty cycle) oranı ile tanımlanır. Görev çevrimi süresi, Şekil S.' de görülen PWM

Omıaıure

dalgasındaki gecikme zamanları (ontime, offtime) ile toplam süre arasındaki orana eşittir. 100% DC (duty cycle) demek, motor tam performans ile çalışıyor demektir. Eğer motorun hızı ile oynamnak istenmiyorsa, ENABLE (2) girişine,

Şeki12. Motor Kontrolü Blok Diya.gramı.

PWM Sin yali

SAU Fen Billmleri Enstitüsü Dergisi

İle DC

Motor Hız Kontrolü ve

ESD

6.Cllt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

SUrücü Devresinin

Etkilerinden Korunması F. Kurt

PWM sinyalleri ile motorun hız kontrolünü bilgisayar yazılımıyla yapmak için gerekli alaş şeması Şekil5., de venlmiştir [2].

sürekli lojik 1 uygulamaktır. Bu durumda ınotor tam güç ile

çalışacaktır. lTD�2993B entegresinin, ımtonm yönünü ve bızım belirlemek için iki koımektörü kullanılmaktadır. Bunlardan bir tanesi

PHASE A (3 ) diğeıi ise ENABLE A (2) girişleri Bu entegre ile iki tane motor kontrol etmek mümkündür. 2-8 nwnaıalı konnektörler birinci n1otor için, 9-15 arası konrıektörler ise ikinci motor için tasarlanmıştır. PHASE girişi motorun yönünü belirlemeye yarar. Bu girişe uygulanan lojik voltaj ile motonın dönn1e yönü değiştirilebilir. ENABLE girişine uygulanan PWM (Pulse Width Modulation) sinyalleri ile de motorun hızı kontrol edilebilir.

DELı\Y Fonksiyonu: Bu fonksiyon içerisine, saniye cinsinden girilen elelay_time değeri kadar bekletire sağlar. PWM

Fonksiyonu:

B u fonksiyon, aldığı duty_cycle değerine ve totaltime değerine göre ontime ve Offtime sürelerini hesaplayıp, DATAO çıkısına., yani entegrenin ENABLE girişine belli aralıklarda lojik 1 uyguluyor. Bınada ku11anı]an PHASE değişkeni motonın yönünü değiştiınıeye yanyor.

Paralel port'un DA T AO pin' ini lJDN2993B' nin ENABLE (2) �� DATAl pin'ini de PI-IASE (3) giri şid ir ENABLE girişine yukanda bahsedilen şekilde PWM sinyallerini DATAO pin'inden uygulanrnaktadrr. PHASE girişi ise DATAl pin'ini yüksek { 1) ya da düşük (O) yaparak yön değiştirmeyi sağlar. Dolayısı ile motoru bir yönde döndürmek için paralel port'a 2 değeri gönderilmelidir. Diğer yönde döndürmek için ise, DATAO a PWM sinyallerini uygularken DATAl de "1" yapılmalıdır. Bunun için paralel port'a her iki bit'i de yüksek yapacak "3" değeri gönderilmelidir. Kısacası, motor bir yönde dönerken paralel poıftan uygulanan sinyaller:

motorun hızı (dutyc.�le) motonın yönü (pl:we)

PWM girişi (enable) Porl Adresi &H378

1-0-1-0- ı -0-... enahle=l

şeklinde giderken, diğer yöne cpirdi� 2-3-2-3-2-3-2-3-... şekline olmaktadır. Bu şekilde, PHASE biti yüksek tuiulurken, ENABLE bitine PWM sinyaller uygulamnaya devam edilmelidir. Tipik olarak DC motor kontrol devreleri, zamanlama devreleri ile birlikte tasarlanmaktaclır. Burada olayını Yazılım aracılıgı- ile çözüyoruz. Böylece devremiz daha verimli hale gelmektedir. Motorun en verimli çalışına hızını elde etmek için, PWM fonksiyonundaki total-time değişkeni ile oynayabilirsiniz. Bu değer 0.1 saniye olarak ayarlanrruştır. B u değeri değiştirdikçe motorun çalışma hızı ve şekli değişecektir.

Ac, Beqin avg,

duty-c.yc.le=duty-cycle+ 5 enable=l

tot<ll-time=O .ı

ontune=tot

chıty-cyce=do.ty-cycle-5 .,..__

y-c.yc

dııi:ycycle·

offiinıe=total·tinıe-ontime PortA=ena.ble+plwe enable=l

..._________ _ ___,

Şekil 4. PWM siny.ıli ile motor lnz kontrolü için gerekli yazılırrm aktş şeıııası

Conrıect, Oc,. Eraste, F"req., Lo<ı, dsP. eXpand, Menu, lJieu,. xY,1,2 H, UP/OI.!N Selec1

Sueep Xl

Trig.

•

�e-vel

Tirae 1 0.00000 - - - Volts 2 31.9�9

1 o

-ı

11-ocation

Adjus:t

Uolts 1 31.999

Int. Ch

L/R

Cursor s ------

mS�cAllV 1

�

:-'

�

,....

div. 10

ı-

Tiae 2 0.00000 Oelta V o.ooo

Pelaı.J 0.0000 ttiold 30 �tat us Pau�,-Rev.

Oelt.ı T 0.00000 DV/OT 0.000

Şekil 5.

%80 duty cycle ile PWM sinyahnin asiloskop görüntüsü

-t

___

P\VM Sinyali İle DC Motor Haz Kontrolü ve Sürlicü Devresinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci lt, 2.Sayı (Ternmuz

2002)

ESD Etkilerinden Korunması

F. Kurt

ESD ETKİSİNDEN KORUNMA

Kontrol devreleri için geliştirilen yazıbınların zaman içerisinde artması ve PWM metodunun bu yazılırnlara adapte edilebilmesi, metodun kolaylıkla bu kullanılabilirliğini ve güvenilirliğini arttırmaktadır [4].

Elektrostatik Deşarj olayının hassas elektronik devrelerde yol açtığı tahribat dolayısıyla, ESD sonucu oluşan ani gerilimden korunmak amacıyla devrcınize nanosaniyeler mertebesinde cevap zamanına ulaşabilen zener diyotu (Transient Voltage Suppressor Diode -TVS) DC ınotorumuza seri olarak bağiayabiliriz [5]. Şekil 7. de görülen TVS diyot 'lu devre ani gerilim değişimlerine karşı korunmaktadır. Bilgisayar kontrollü devrelerde bu ani değişimler devrelere oldukça büyük tahribatlar vermektedirler. Bu etkinin azaltılabilmesi tasarımcılar ve kullanıcılar için oldukça önemlidir. Devremize ekiediğimiz TVS diyotun özellikleri Tablo 1. 'de verilmiştir.

Moment ve hız kontrolünde giriş frekans ve gerilimini kullanan en etkin yöntemin PWM olduğu gözardı edilemez, ancak PWM sürücülerin bu kontrollerde modülatöre ihtiyaç duymas ı bir dezavantaj olarak görülebilir. Bu alanda modülatöre ihtiyaç duymayan, moment ve akıyı kullanan doğrudan tork kontrolü alternatifbir yöntem olarak göıülebilir.

KAYNAKLAR

karakteristik

[l]Richard A. Schmidt, motor Control and Learning: behavioral emphasis, McMillan cl998, NewYork

Tablo 1. TVS diyot karakteristigı

Ters Çalışma Gerilimi

Ani Gücü lmsn

Standart Zener Belvern1e Gerilimi

10-78Volt

600W

1 1.7-91.3V

Cevap Zan1anı

[2]http://www.cs.colun1bia.edu/robotics [3]X.Y. Zhang, Z. Yu, R. Dutton, and S. Beebe "ESD Simulation to Find Correlation Between Junction Depth " TECHCON Phoenix, AZ September 1996.

lns

[ 4]http:/fhomepages. which. net/"'paul.hills/SpecdControll SpeedControllersContents.htınl

Motor Bulemt Giriş1 (+6 v veya +12 V) Vee •+5 V

Voc ::o +S V 6254 letmnal

t-----'--f cLIH

euro

PRı

�ONO

[ S]Karl A., (t1''ransient Voltage Suppression Devices", On Semiconductors™, Vol. 1, BRD8009/D, 200 1

uı

7474

oun

f-l'------��LE A

lOAD SUPPLY

L051C SUPPLY�

,HASEA

r.:;-torıo +--..lf...l GNO

ENABLE B PliASE 8

7 OUTIA ..;......ı OUT 2A ,_.lf...� ...

GNO Gtm

OI..TIB OUT29

r---

\.QJ--ı

UON2993B

OCMOlOR

Şekil IV.

6. TVS diyot ile ESD etkisinden korunma

SONUÇ

DC motorlar birçok elektronik cihazda yaygın olarak k:ullarulmaktadır. En basitinden, bilgisayarınızın işlemeisiiri soğutmaya yarayaıı fan pervanesi, bir DC motor ile çalışır. DC motorların PC'ye bağlanarak robotik ve mekanik araçlarda kullanılması yaygınlık kazanmıştır. Örneğin, simetrik metal parçalann imalatında kullamlan CNC tezgahları DC motor lar içermektedir. DC motorun hızım kontrol etmede maliyet ve zaman kritik iki noktadır. PWM yöntemi oldukça ucuz ve bilgisayar kontrollü bir hız kontrol yöntemidir.

166-180Bf ve 180-186W İzotoplarının Kuadropol Momentleri

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sa)'1 (Temmuz 2002)

166-180Hf

ve Deformasyon Parametreleri

F. Ertuwal, E. Guliyev, A. Kuliev

180-186W İZOTOPLARININ KUADROPOL MOMENTLERİ VE DEFORMASYON PARAMETRELERI

•

Filiz Ertuğral, Ekber Guliyev, Ali Kuliev 66Özet - Bu çalışmada 1 180 Hf zinciri

kuadrupol

çekirdeklerinin model

süperakışkan potansiyeli

baz

kuadropol

momentlerinin

parametrelerinin

teorik

model

hesaplanmış

çerçevesinde deformasyon

olarak

hesaplanmış

gösterdi.

Heksadekapol

kuadropol

momentlerine

çekirdeklerinin

önemli

değerleri

uygun

deneysel

verilerle

çok önenıli bilgiler vermektedir. Kuadropol momentleri mikroskobik

[ 1]

fenomenolojik

metotlarla

[2]

hesaplanır. Fenomenolojik hesaplamalann esas noksanı

deformasyonun

katkısının

atom

karşılaştırılarak çekirdek modellerinin test edilmesinde

değerlerinin uygun deneysel verilerle uyum içinde olduğunu

momentleri,

niteliklerinden biridir. Kuadropol momentlerinin teorik

Çalışmalar

/32

Kuadropol

Woods-Saxon

hesaplandı.

süperakışkan

mikroskopik

momentleri

çerçevesinde

ahnarak

I.GİRİŞ

ve 180-186W izotop

çekirdek

incelenen tüm

seviyelerinin

veıınesidir.

izotoplar için %l'den küçük olduğu gözlendi.

Fenomenoloji model

mikroskobik

arası

nükleonlar

haklanda

yapısı

yaklaşımdan

kabuk

farklı

modeli

etkileşmeleri

göz

bilgi olarak

çerçevesinde

önüne aldığından

çekirdek yapısı, ortalama alan potansiyelleri ve nükleon

Anahtar

Kuadropol

Kelimeler-

süperaloşkan

model,

B(E2) geçişleri,

Hf, W.

deformasyon

momentler,

nükleon etkileşmeleri hakkında

Deforme çekirdekleri n varhğı

parametreleri,

çok bilgi vericidir.

kuadropol momentlerinin

deneysel değerlerinin tek parçacık kabuk modelin ön gördüğü uygun değerlerden 1-2 mertebe büyük olması

Abstract- In this study, quadrupole moments of

sonucu ortaya çıkmıştır [2].

1 6-180 Hf and 180-186Jf' isotopes chain nuclei has been 6

modelleri içerisinde en verimli ve kullanışlı olanı tek

parçacık modelini baz alan süperakışkan modeldir [ 1]. Bu

calculated by using superfluid model with Woods

model

Saxon potential. Our results showed that quadrupole moments and

f32 deformation

the

appropriate

parameters which have

contribution

experimental

hexadecapole

datat.

deformation

olarak

The to

defonne

nadir

momentlerinin

Nilsson

toprak

sistematik

anizotropik

titreşim

elementlerin kararlılık bölgesinden uzakta

yerleşen yeni deforme bölgelerinin keşfı, nötronu zengin ve

nötronu

eksik

olan

egzotik

çekirdeklere

ilgiyi

ar ttırmıştır [ 5]. Bundan dolayı bu çekirdeklerin yapısının,

başka özelliklerinin incelenmesinde

yan ömürlerinin ve

Quadrupole moments, superfluid model,

deformation parameters, B(E2) transitions,

kuadropol

hesaplanması

zamanlarda

the selected isotopes.

iyi

potansiyeli kullanılarak çalışma [3 ,4] 'de yapıinnştır. Son

quadrupol moments is seemed to be less than °/ol for

Key Words

çerçevesinde

elementlerinin

been calculated theoretically are in good agreement \Vith

Çekirdeğin mikroskobik

ortalama

Hf, W.

alan

potansiyelindeki

parametrelerin

doğru

belirlenmesi çok önemlidir. Geniş kütle sayısı aı-alığında, 166-ıao

kısımlanndaki

ıso-ıs6w izotop

çekirdekler

yukanda

zincirlerinin

uç

sözünü ettiğimiz

egzotik çekirdeklerdendir. Günümüzde bu çekirdek!erin kuad.ropol momentleri esasen elektrik kuadropol B(E2) geçiş

ihtimallerinin

ölçülmesiyle

deneysel

olarak

F.Ertu�al, A.Kuliev;Sakarya Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik

bulunmuştur. Fakat bu çekirdekler teorik olarak yeterince

Bö1ümll, 54100, Adapazarı E.Guliyev;Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Fizik Müh.

incelenmemiştir. Yegane teorik hesaplamalar Sarnaryum izotop zinciri için

Bölümü, 06100 Tandoğan, Ankara

[6,7]

yapılmıştır.

166-180Hf ve 180-1 86\V İzotoplarının Kuadropol Momentleri

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı

(Temmuz 2002)

Bu makalede bizim iki hedefiıniz vardır: incelenen

Hafniyum

Deformasyon Parametreleri

Wolfram

İlk

toplam açısal momenturounun

hedefimiz

izotoplarında

/32

bileşeninin çekirdek

simetri ekseni yönünde iki kat yozlaşmasından dolayı meydana

defoımasyon parametresini çalışma [8] 'e uygun olarak

gelınektedir.

Süperakışkan

[ 1]

modelde

seviyelerin doluluk ihtimali

hesaplamak ve daha sonra kuadropol momentlerinin teorik değerlerini deneysel değerlerle karşılaştırarak

Ertuğral, E. Guliyev, A. Kuliev

/32

(5)

parametresini belirlemektir. Deformasyon parametresinin teorik olarak fit edilmiş değerleri çekirdek yapısının incelenmesinde

somaki

bakımından çok önemlid ii.

çalışmalarda

kullanılması

şeklinde ifade edilir. nükleonlann

Burada

ll.TEORI •

kuasiparçacık enerjileri,

kuadropol ınoment

süperakışkan modelin temel denklenılerinin yardımıyla

ise uygun ortalama alan

enerjileridir. � ve A, sırası ile süperakışkan modelin gap ve kimyasal potansiyel parametreleridir. Bu parametreler

Çekirdekte ünifoıın elektrik yük dağılınuna karşı gelen

nötron ve proton sistemleri için sayısal olarak ayrı-ayrı

,-;:- ZR0 {32 (1 + 0.36(J2)

bulunur. B u denklemler şu şekildedir.

(1)

-v 51C

(6)

şeklinde ifade edilir [2]. Burada Z çekirdek deki proton sayısı, R0 ise çekirdek yarıçapıdır ( R0 Elektrik kuadropol geçiş ihtimali

1.2 A 113

fin). ID.NÜMERİK HESAPLAMALAR VE T ARTlŞMA

B(E2) 'nin deneysel

değerleri çekirdek modellerinden bağımsız olduklarından dolayı

Pı

önemlidir.

Tek parçacık enerjileri, her bir çekirdek için bireysel

defonnasyon parametresinin tespiti için çok Eksenel

simetrik

deforme

çekirdeklerin

hesaplannuştır.

kuadropol momenti ile bu çekirdekterin spini ve paritesi

kuyuların

2 + olan en düşük enerjili dönme sevi yesinin temel

(N= 2

halden uyarılma ihtimali B(E2) arasında çok sade bir

B(E2) e2

Nötron

dibinden

potansiyelinde

protonlar 6

başlayarak

için

[9]

potansiyel

Me V 'e

kadar

7 kabukları) tüm diskret ve kuasidiskret enerji

parametresi

= l61r Qo e

Woods-Saxon

seviyeleri göz önüne alınmıştır. Kuadropol defonnasyon

bağıntı vardır [2].

Burada

deforme

olarak

fJ2

(1)

(2)

B(E2)

fonnüllerinde

ihtimalinin deneysel verileri [ 1OJ kullanılarak çalışma [8],e uygun olarak hesaplanmıştır. Tek parçacık modelde

(2)

Shrödinger ortalama

protonun elektrik yüküdür.

denkleminin

çözülnıes inde

alan deformasyon parametresi

kullanılan

ile

[32

arasındaki ilişkiyi gösteren ifade A.Bohr ve B.Mottelson tarafından verilmiştir [2].

Süperakışkan modelde çekirdeğin kuadropol momentleri nötron ve proton sistemlerinin kuadropol momentlerinin toplamına eşittir [1]:

Qo= Q�' + Qt

+ 0.34/Ji

(3)

burada

Bu ifadede

çekirdek yüzey kalınlık parametresi olup

kullandığımız potansiyel için s

js)

(4)

2 0.945f12 lı- 2.56A- 13 J+ 0,34Pi

(7)

şeklinde yazabiliriz. tek parçacık deforme ortalama alan

Süperakışkan teorisinin GN ve G2 eşierne etkileşme

potansiyelinde hareket eden parçacığın dalga fonksiyonu, s

fin 'dir. Yukaııdaki

formülü biraz daha düzenlersek

Bu formüllerde

0.53

sabitlerine [1]

ise ortalama alandaki kuantum sayıları kümesini ifade

denklem

sistemleri

Tablo. I 'de

etmektedir. Buradaki iki çarpam, enerji seviyelerinin

karşı gelen !). ve /t parametrelerinin yardımıyla

verilmiştir.

hesaplanmış parametrin

(6)

değerleri

yardımıyla

166-180Hf ve 180-l86W

SAU Fen Biltmleri Enstitüsü Derg1si 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

166-180

Momentleri

ve Deformasyon Parametreleri

F. Ertuğra1, E. GuHyev, A. Kuliev

180-1�6W

İzotoplar·ınm Kuadropol

etkiliyor. Heksadekapol momentlerini çok az kuadropol momentlerine katkısı defonnasyonun incelenen tüm izotoplar için 0.05 barn'ı aşınıyor.

izotop zinciri için (4) formülü kullanılarak kuadropol momentlerinin teorik olarak hesaplanan değerleriniıı A kütle sayısına bağlı olarak değişmesi Şekil.l 'de gösterilnıiştir. Burada mukayese için kuadropol n1omentlerinin uygun deneysel değerleri [1 O] da gösterilmiştir. Şekilden görüldüğü gibi kuadropol momentleri için teorinin verdiği sonuçların A kütle sayısına göre değişmesi deney hatası çerçevesinde sonuçlarla uyum içindedir. Not edelim ki 166 �f ve

Sonuç olarak bu çalışmalar süperak1şkan modeli baz alan mikroskopik modelin kararlı deformasyona sahip çekirdeklerinin yanı sıra kararlılık bölgesinin uç kısımlarında yerleşen deforme çekirdeklerin de kuadropol momentlerinin deneysel değerlerini başarıyla gösterdi. olduğunu açıklamakta Deforınasyon parametresinin teorik olarak fıt edilmiş değerleri elektrik kuadropol geçişlerden elde edilmiş deneysel değerlerle uyum içerisindedir.

izotopu için teori ile deneyin uyuşmazlığının esas nedeni kuadropol mon1entinin hesaplarunasında kullanılan varsayımın geçersiz olmasıdır, bu dolmuş kabuldara yakın çekirdeklerde en düşük 2+ seviyesinin çekirdeğin rotasyon olmamasının göstergesidir.

TEŞEKKÜR

Tablo 2 'de kuadropol n1omentlerinin deneysel verilerinin fit edilmesiyle bulunan /32 ve 82 parametrelerinin

Katkı ve yardınılarından dola}'l Prof.C.Salam Dr.M.Gerçeklioğluna teşekkür ederiz.

değerleri (2) formülünün yardımıyla elde edilmiş uygun deneysel değerlerle karşılaştırılmıştır. Burada mukayese için j32 parametresinin çalışn1a [10] da veıilmiş değerleri de

f3R

olarak

gösterilmiştir.

Deneysel

Tablo l

hatalar

!1p

0.724

-3.666

0.93

-6.187

ı8ıw 74

0.76

-3.289

0.93

-6.824

ı84w 74 ıs6 74 w

0.69

-2.9,42

0.93

-7.667

0.876

-2.745

0.93

-8.292

� � t66 0.966 -6.515 0.879 -4.143 H 2 f 7 ı6s 1.069 -6.069 -3.911 0.879 Hf 72 o ı772 Hf 0.862 -5.598 0.75 -4.382 �;2 HJ 1.172 -5.163 0.879 -5.062 0.69 -4.631 O. 75 -5.335 �;4Hf ��6 Hf 0.655 -4.139 o. 75 -6.098 -6.412 o. 75 0.72 -3.664 ı7278 Hf ı8o 72 Hf 0.69 -3.254 O. 75 -7.064 �

Defoıme çekirdekterin Coulomb uyarılma deneylerinde kuadropol çekiı·deklerde incelenmesi bu başka heksadekapol deformasyonundan defonnasyonunda olduğunu göstermiştir [ll, 12]. Bu deformasyona karşılık gelen f34 defonnasyon

tsow 74

parametresinin sayısal değeri, uygun {32 değerinden bir mertcbe daha küçüktür. Şunu da belirtelim ki kütle say1sı 150 < A <ı 90 aralığında yerleşen çekirdekler için bu aralık başlangıcında f34 pozitiftir, A 'nın artmasıyla f34 azalır ve aralığın sonundaki çekirdekler için hatta işaretini de değiştirir. momentlerinin

..,

�n

Çekirdek

kuadropol moınentlerinin (2) forn1ülünden yola çıkarak bulunan deneysel değerleri bu çekirdeklerin gerçek kuadropol momentlerini yansıtmayabilir. Buna göre kuadropol momentlerinin direkt deneylerde ölçülmesi teori bakımından çok mühimdir.

kuadropol

ıso-ıs�

izotoplannm süperakışkan modelde gap ve kimyasal potansiyel parametreleri (MeV birimlerinde)

çerçevesinde teori ile deney sonuçlarının uyum içinde olduğu görüln1ektcdir. Fakat geçiş bölgesinde yerleşen 186 166 Hf ve W izotopları deforme bölgesinin uç kısınılarında yerleştiklerinden dolayı bu çekirdekler rotasyon olmayabilirler ve bunun sonucunda {32

Çalışmamızda

166-180Hf ve

f34

parametresinin [1 1] deneysel verilerinden yararlanarak Hafniyum ve Wolfram izotopları için hesaplanmış değerleri uygun olarak Tablo.3 ve Tablo.4 de gösterilmiştir. Her iki tabloda mukayese için kuadropol momentlerinin f34 == O haline karşı gelen değerleri de gösterilmiştir. Tablolardan göıüldüğü gibi heksadekapol deformasyonun göz önüne alınması kuadropol

166-lSOHf ve 180-186W İzotopla•·•nın Kuadropol Momentleri

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sa)'l (Temmuz 2002)

ve Deformasyon Parametreleri

F. Ertuğral, E. Guliyev, A. Kuliev

Q(barn) 8

5 4------�--�

Şekil 1 Çift- çift

166-18<>rlf

180

176

172

168

164

184 A

izotoplarının kuadropol momentlerinin teorik ve deneysel değerlerininA kütle sayısı ile

değişimi. Burada O deneysel değerlere,

•

teorik değerlere ve

I ise deneysel hata aralığına karşı geliyor.

Q(barn) 8

7 -

•

5 T-------ı--.--�--� 178 Şekil 2 Çift- çift değişimi. Burada

180-186W •

180

182

'184

186

188 A

izotoplannın kuadropol momentlerinin teorik ve deneysel değerlerininA kütle sayısı ile

deneysel değerlere, + teorik değerlere ve

I ise deneysel hata aralığına karşı geliyor.

166-lSOHfve 180-186W İ zotoplarınan Kuadropol Momentleri

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

ve Dcformasyon Parametreleri

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

F. Ertuğral, E. Guliyev, A.

KuHev

Tablo 2 Kuadropol deformasyon parametrelerinin teorik ve deneysel değerleri. Burada (J�xp, s;xp değerleri ( 1) formülünün yardımıyla hesaplannuş

f3R

deformasyon parametresi

8f7

(1) formülündeki

değerleri ise kuadropol momentlerinin fit edilmesiyle bulunmuştur.

fJi

içeren terim ihmal edilerek bulunmuş değerleridir [7 ).

tlı

jJR

p x � fJ

xp e o

h � p

0.249

0.2308

0.0957

0.2172

0.0857

72 110 72 Hf 112 H 72 f

0.274

0.2479

0.2349

0.296

0.2648

0.3603

0.2525

0.3554

0.274

0.2479

0.2445

0.2352

0.2317

72 f ı76 Hf

0.284

0.2563

0.3062

0.2441

0.2968

0.2953

0.2731

0.3777

0.2618

0.3754

0.2803

0.2563

0.295

0.2444

0.2852

0.2733

0.2479

0.2631

0.2358

0.2516

0.252

0.2308

0.169

0.2183

0.1562

0.2494

0.2308

0.15 ı 7

0.2184

0.1394

0.2347

0.2136

0.077

0.2009

0.0689

0.2238

0.2049

0.0297

0.1923

0.0261

Çekirdekler

��6 Hf ı68

, Pt

174 H 72 ��8 H ıso 72

H. f

ı8o

74 w

18 2 w 74 ıs4w 74 18 6 w 74

Tablo 3 llafniyum izotoplarııun kuadropol

Tablo 4 Wolfram izotoplarının kuadropol

. ııesap 1annuş deger ı erı.

ı . ı hesap.anmış d eger erı.

mon1entlerinin heksaclekapol deformasyonun katkısıyla

momentlerinin heksadekapol deformasyonun katkısıyla ...

ı f p

lı o2'

Q1h (barn) [34 -0.02

Qth(barn)

0.0957

0.0857

5.868

5.89

ıso

�18 Hf

0.2479

0.2349

6.542

6.561

182

ı1o 72 Hf � ;ı f/f

0.3603

0.3554

7.032

7.072

ı s4

0.2445

0.2317

6.622

6.641

186

72 �i6 Hf �iB Hf

0.3062

0.2968

6.92

6.95

0.3777

0.3754

7.235

7.28

0.295

0.2852

6.936

6.961

0.2631

0.2516

6.813

6.836

Çekirdek

;�6

174

ıso 72

ı ı

f34

[3�/ı

(ith 2

Qtlt (bam) {34 -0.05

Q1h(barn) /34 =0

w 74

0.169

0.1562

6.466

6.52

0.1517

0.1394

6.397

6.454

0.077

0.0689

6.078

6.13

0.0297

0.0261

5.844

5.885

Çekirdek

==o

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.SaY1

166-180Hf ve 180-186W İzotoplann•n Kuadropol Momentleri

(Temmuz 2002)

ve Deformasyon Parametreleri

F. Ertu�al, E. Guliyev, A. Kuliev

KAYNAKLAR

[1] V.G.Soloviev Theory ofComplex Nuclei, Pergoman Press, New York, 1976 [2] A.Bohr and B.Mottelson, Nuclear Structure, vol. I Benjamin, New York, Amsterdam, 1969 A.Sobiczewski and [3]D.A.Arseniev , V.G.Soloviev, Nucl. Phys.A 126, 15, 1969 [4]D.A.Arseniev, A.Sobiczewski and V.G.Soloviev Nucl.Phys.A139, 269, 1969 [5] J.L.Wood K.l-Ieyde, W.Nazarewicz, M.Huyse and P. Van DuppenCoexistence in even mass nuclei Phys.Rep.215, 101 1992 [6] B.Nerlo-Pomorske and B.Mach Atomic Data and Nuclear Data Tables, 287, 199 5 [7] N.ri.Allal, M.Fellah and N.Benhamaouda Electrik Quadrupole Moments of even-even Sm nuclei Nucl.Phys.A 690, 2 l 9, 2001 [8] F.Ertugral, E.Guliyev, A.Kuliev 166-180HfİzotpJarımn Kuadrupol Momentlerinin Hesaplanması I. Ulusal Parçacık Hızlanduıcıları ve Uygulamaları Kongresi Bildirileri TAEK, 1\.nkara (basımda), 25-26 Ekim 2001 [9] J.Dudek, T.Wigner, Nucl.Phys.A41 2 (1984) 61 [10] S.Raman, C.H.Malarkey, W.T.Milner, C.W.Neston, J.R. and P.H.Stelsen, Transition Probability, B(E2), From the Ground to the First Excited 2+ states of even-even Nuclides, Atomic Data and Nuclear Data Tables v.36, 1, 1987 [ l l ] D.L.Hendrie, N.K.Glendenning, B.G.Harvey, O.N.Javis, H.H.Duhm, J.Saudinos and I.Mahoney Phys.Lett.26B, 127, 1968 [12] K.A.Erb, J.E.Holdan, I.Y .Lee, J.X.Saladin, T.K.Taylor Quadrupole and Hexadecapole Deformation Rare Earth nuclei., Phys.Rev.Lett. 29, 1010, (1972)

•

İçten Yanmalı Motorlarda Alternatif Enerji Olarak Kullanılabiletek, Alkol ve Hidrojenin lncelenmesi G. Kıhçarslan, A. Kolip

SAU Fen Billınieri Enstitüsü Dergisi

•

6.C11t, 2.Sayt (Ten1muz 2002)

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA, AL TERNATİF ENERJİ OLARAK KULLANILABİLECEK, ALKOL VE HİDROJENİN İNCELENMESİ Gazi Kılıçarslan, Ahmet Kolip

Özet

Il. Dünya savaşından itibaren, alternatif yakıt arayışları giderek yo�unlaşmıştır. Özellikle 1973 yılındaki

I. GİRİŞ

petrol

krizinden

konuya

oldukça

ilgi

artmıştır.

İnsan ihtiyaç ve ilişkileri bireyleri günlük yaşanıda bir

çalışmada, içten yanmab motorların yakıt özelliklerine ve yakıt

ekonomilerine

paralel

olarak

alternatif

yerden bir başka yere gitmek zorunda bırakmaktadır.

enerji

Bu işlemi daha kolay gerçekleştirmek için, insanoğlu

kaynaklarından alkol ve hidrojen ele alınmıştır. Benzinli motorlarda, hacmen motor

o/o20 kadar

değişiklik

yapısında

devamlı bir arayış içerisinde olmuştur. İnsanoğlu bu

alkol içeren benzinler

çabalara, 3500 yıl önce en öneınli teknolojik buluşu

yapılmaksızın

kullanılmaktadır. Alkol, benzin motorlannda

olan

o/olO güç

olması,

içten

yanmalı

motorlar

için

bir

büyük

avantajdır. Yakıt hileresi uygulamasında, hidrojenden

akım sağlayan elektrik enerjisini üretmektedir. Klasik alkol

büyük buluş

kütleyi

çekerek

sürükleyebilmek

için

yaklaşık

hareket eden çelik bir tekerlek ise 4 kg civarındadır [ 1].

daha sonrada bir kütle içerisi den geçirilerek motoı-lara olarak,

başladı.

bir tahta tekerlekle bu miktar 40 kg, ray üzerinde

uygulamada, alkol araç içerisinde hidrojene dönüşmekte

alternatif

ile

olarak 200 kg kuvvete gereksinim vardır. Halbuki basit

elektro kimyasal yöntemle elektrik üretilmektedir. Bu

yakrtlara

icadı

sürtüıuneyi en aza indirmekteydi. 500 kg ağırlığında

aruşı sağlamaktadır. Hidrojenin tutuşma sınırlarımn çok geniş

tekerleği

Buhar gücü ile çalışan motoıun icadına kadar geçen

hidrojenin

kullanılabilirliği ortaya konulmuştur.

süre içerisinde arabaların çekilmesinde insan ve hayvan

Anahtar kelimeler- özgül yakıt tüketimi, Yakıt ekonomisi,

vurdu. İngiltere 'de G. Guı-ney'in geliştirdiği güvenli

alkol, hidrojen, Yakit hücresi

kazan sisteminde kok yerine daha az duman çıkartan

Abstract been

gücü ku llanılmıştır. 18. yüzyıla buhar gücü damgasını

kömürler kullanıldı. -

'fhe struggling to find atternative fuels has

gradu ally

war.Especially,

incereased

after

alternative

second

makineli fayton ve hatta otobüsler ile, şehirler arası

world

seferlerde yapılmıştır. Ancak deneyimler sonucunda

the interest of this subject is rather

extended after the petrol crysis in fucl properties

the

alcohol

and

buhar makinesinin daha çok raylı taşıtların tahriki için

1973. In this stu<lly, the

internal combustion haydrogen

from

uygun olduğu anlaşılınıştır [2].

engineı) fuel alternative

Günümüz

energy sources areinvestigated. In gasoline containing up to

19. yüzyıl başlannda bu tür buhar

Fransız

20°/o alcobol is used wthout any structural changing in

anlarınndaki

mucit

Nikolas

ilk

otomobili

Joseph

1769

Cugnot

yılında

tarafından

the engine. AJcohol supplies lOo/o power inerement in the

gerçekleştirilmiştir. Cugnot'un otomobili buhar gücü

gasoline engine. The higher igoition imits of hydrogıen are

ile hareket eden üç tekerlekli, dört kişilik ve maksimum

the advantages of internal combustion engine. ln the

hızı 3,6 km/h olan bir araçtı. Buhar gücü ile tahrik

application of fuel celi, eletricity is produced by a complex

edilen

electro-chemical method. İn this application, alcohoJ is

patlama

riski,

duman,

yüksek

gürültü ve yakıt olarak kullamlan odun veya kömürün

transformed to hydrogen in a device attached to the car;

de araç içinde taşınmasının pratik olmaması nedeniyle

then it is passed through a mass and electrical energy is

oldukça sorunlu sisternlerdi. 1 876'da alman mühendis

produced to supply current to engines. The current works prove the using

otomobiller

Niklaus Agust Otto, Dört zamanlı benzin motorunu

of alcohol and hydrogen in engines

geliştirerek bugün kul1anılan araçlann şekillenmesini

alternatively to conventional fuels.

sağladı. Otto 'nun motoru temel prensiplerde önemli bir

Key Words

...

Comsumption of specific - fuel

değişiklik yapılmaksızın otomobilleri bugüne kadar

economy of

fuel, alcohol, bydrogen, fuel- cell.

başarıyla taşımıştır [3].

G Kılıçarslan, Motor Öğretmeni, Endüstri Meslek Lisesi Afyon.

İlk mucitlerin

SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Y. Lisans Öğrencisi,Esentepe Sakarya

uğraşı raylardan ve izlerden bağımsız

A Kolip, SAÜ Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğitimi bölümü

kendi olanaklarıyla

Esentepe Sakaıya

etınekti. Düşük maliyetli bir yakıt, tükenmeyen bir

hareket edebilen bir araç icat

İçten Yanma h Motorlarda Alternatif Enerji Olarak

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kullanllabiletek, Alkol ve Hidrojenin incelenmesi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Ill.Y AKIT

yakıt, aynı zamanda çevre kirliliği yapmayan bir yakıt o zamanlar hiç gündemde değildi. 1973

ilk

yılındaki

Kıhçaislan, A.

EKONOMİSİ

eneıji

krizi;

azaltılması

yeni

alternatif

enerji

başlayarak, günümüzde giderek yoğunluk kazamnıştır.

yönelmeyi

otomobil

tekniğinin

1973

yılında

Arap

ülkelerinin

petrole

koymaları sonucunda, fıyatların artması

tüketiminin

yakıt

dünya yıllarından

Alternatif yakıt, arayışları İkinci

Kolip

kaynaklarına

önemli

konusu

haline getirmiştir.

ambargo

konuya ilgi Motor

oldukça artmıştrr.

imalatında

ortalama

özgül

basınçların

güçlerin arttırılması uzun yıllar ana amaç olarak kabul edilmişse

II.YAKIT

karışım

sıkıştırma

oluşuınunun,

yanma

aynı zamanda özgül tüketimi de azaltmıştır [2].

hidrokarbon dört değerli bir elementtir. Yani dört ise

olan;

gerekli

odasının ve ateşlemenin iyileştirilmesi gibi önlemler

karbon hidrojen bileşikleridir. Bunun için

bileşik oluşturabilir. Buna karşı hidrojen

için

arttırılması,

oranının Yakıtlar

bunun

tek

değerlidir. Bunun sadece bir tane bileşik oluşturma

imkanı vardır. Bir C atomu 4H atomunu bağlayabilir. Olası

karbon

olduğundan

hidrojen bileşim

sayısı

çok

yüksek

[grf«Wtı]

C atomlannın kendi halkası ve zincirini

. ..

oluşturma özellikleri vardır. Yakıttaki hİdrokarbonlar

• •

düzgün veya dallara ayrılmış zincir ve halka biçiminde sıralanırlar [ 5].

11.1. Benzinli Motor Yakıtlarının Özellikleri .

Benzinli motor yakıtlan hafif gazımsı ve

Şekil 1

dayanıklı oktan sayısı için olan kaynama noktasıdır. sadece

alanına sahiptir.

Benzin motorlannm minimum özgül yaklt tüketiminin

gelişmesi [2).

sabit bir kaynama noktasına sahip olmayıp kaynama

1970

yüksek

oranda ateş alma özelliği ve bu şekilde vuruntuya karşı Benzin

,�

Benzinler çeşitLi

sıcaklıklarda buharlaşular. Normal benzin 60 °C ile 120

Son zamanlarda araştrrına konuları seyir dirençlerinin

°C arasında, süper benzin ise 60 °C ile 200 °C arasında

azaltılmasına, motor yapılarının değiştirilmesine

buharlaşır.

tahrik elamanları ile taşıtın uyumunun iyileştirilmesine

yönelmiş olup 1 980'li yılların başlarında bir çok taşıt Vuruntuya karşı bir birim Research- Oktan sayısıdır

modelinde yakıt tüketimi o/o 1 5-20 kadar azaltılınıştır.

(R02).

Analiz modellerine göre taşıt yakıt tüketiminin %10

Oktan sayısını

bulabilmek

için

bir

deney

motorunda denemesi yapılacak yakttı iso aktan ve

azaltılması istendiği kabul edilirse

heptan'dan oluşan bir karşılaştırma kanşı ile değişken

diğer

sıkıştıuna işlemleri yoluyla yapılır Oktan sayısı ne

parametrelerinin değiştirilmesi gerekecektir. Şekil.2'de

kadar yüksekse yakıtta o kadar vuruntuya dayanaklıdır

bu parametreler gösterilmiştir.

bütün

özellikler

bu hedefe göre

kalacak

sabit

şekilde

çıkış

[5]. II.2.Dizel Yakıtının Özellikleri

Yakıt Ekonomisi 10 ı---

Dize! yakıtları

Otto motor yakttiarına ( benzinlere)

karşı

turuşahilir

özel1ikle

olmalıdır.

-�·

--....

- ------

strok hacminin

daha büyük çevrffil

(%}

Tutuşabilirlik

azalması

oraru \

':.

ön defomasyon bölgesi kısalması

ölçüsü ise setan sayısıdır (C2).Setan sayısı bir deney

+6.4_

motorunda elde edilir. Bu motorda çok iyi tutuşabilir.

-0.7

( ı \

Setan ( 1 00 C2) ve metil naftalinden (OC2) oluşan

karşılaştuma yakıtı ile karşılaştınlır. Se tan sayısı ne kadar yüksek olursa tutuşabilirlik oranı da o kadar

-0.4

'\L

dış

. .. +O. 1 .

iç hacmin

nin altındaki sıcaklıklarda dizel yakıtına %50 oranına kadar gazyağı veya benzin ilave edilir[5]

•

-1'0

taşıt yüksekliğinin

yüksek olur. Setan sayısı 45 CZ'nin üstünde olmalıdır. Normal olarak 50 C2 ile 55 cı arasında olur. -25 °C'

ı ı

.----.

+5 6 . artması

uzaması

genişll�in azalması

��----

------ --

Şekil 2: Yakıt tüketiminin azaltıln1asında parametre degişikliklerinin ayrı ayrı payJan (2).

SAU Fen Bilimleri Enst1tüsü Dergisi

İçten Yanmalı Motorlarda Alternatif Enerji Olarak •

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Kullamlabilece� Alkol ve Hidrojenin Incelenmesi

G. Kılıçarslan, A. Kolip

IV. İÇTEN YANMALI MOTORLARDA ALTERNATiF YAKIT OLARA K, ALKOLLERİN KULLANILMASI

Brezilya, da 2 milyonu n üzerinde bu tür yakıda çalışan araç satınıştır[1]. Tablo 1 Metan metotlar

Ulusal kaynaklardan yararlanma, tanmsal potansiyeli değerlendiıme nedenleri ile ülkemizde benzine alkol katılarak ve yakıt olarak kullanılmasıyla ilgili bazı girişjmlerde bulunulmuştur. Konu ilk defa 1931 yılında yapılan Ziraat Kongresinde ele alınmıştır. 1932 yılında motorlarda kullanılan benzine belirli oranda alkol katılarak hem alkol kullanınunın arttırılması hem de yakıt tüketiminin kısmen yurt içinden karşılanması düşünülmüştür. 1942 yılında askeri araçlarda benzine %20 Oianında alkol katılı m ştır. 1973 yılında Arap ülkelerinin petrole ambargo koymaları ile fıyatlarm artması sonucu Türkiye Şeker fabrikaları A.Ş. "Yakıt Amaçlı Alkol Üretim Projesini" yatırım planına almış ve 8 adet alkol fabrikasının kurulmasını planlanuş ancak uygulamaya konulamamıştır [6].

METOD K imyasal katkı maddeleri

Emülsiyon

��ker Kam ı�ı :\rıt mJ

Motorda çok az

dcğjşiklik gerektirir.

Metanal'ün

iki ayrı enjektör

beraber

ucuz

Yüzey

Tek bir yak1t

ateşletnesi Buji ateşlenıesi

az miktarda dizel

Kullanırnından daha

gerektimlesi

Tek bir yakıt

gerektirmesi

DEZAVANTAJLAR Kat kı maddelerinin

pahalı olması

ve gerekli miktarın

çokluğu

Yakıtın% 50'sinin dizel olmas1, nedeni ile iki ayn yaktt tankı

gerektiriyor.

Karmaşık kontrol

sistemi ve iki ayrı

enjeksiyon sistemi

gereksinimi

Yakıtın o/o SO'sinin

di zel olması, nedeni ilc, ikj ayn yakıt tankı

gerektiriyor.

Sıcak yüzey eldesi

için gerekli enerjinin

büyük olması

Ateşleme sisteminin fıyat1

Metanol' ün belirli bir hacimdeki enerji yoğunluğu benzine göre daha düşük olduğun dan benzin ile kat edilen bir mesafeyi kat etmek için daha fazla metanol kullanımına ihtiyaç vardır.l . 7 litre metanol, 1 litre benzinin verdiği enerjiye eşit miktarda enerji veıınektedir. Bu da yakıt tanklanmn daha geniş ve ağır olması demektir. Böylece hem taşıtlardaki depolarm büyütülmesi gerekecek ve yer kaybına neden olunacak, hem de taşırta benzine göre daha fazla bir yükün taşınmasına neden olunacaktır Ayrıca standart yakıt pompalarının kullanılması durumunda dize! yakıtın verdiği enerjiye eşdeğer enerji metanol yakıtından elde etmek için, daha fazla miktarda metanol yakıtının püskürtülmesi gerekmektedir. Bu sebeple pompa ve enjektörden geçen yakıt miktan önemlidir Metanal'ün ısıl değeri petrole göre daha düşüktiir. Buharlaşma ısısı yüksektir. Buharl aşma ısısının yüksek oluşu motorlarda soğukta ilk hareketi zorlaştırmaktadır. Metanolun buhar1 aşmasına yardım etmek amacı ile su ile ısıtılan ennne manifoldu, 1 O °C den düşük sıcaklıklarda ilk harekete yardımcı yakıt sistemleri kullanılmaktadır.

+ banu!

�F�rm:n f3 1:oı '·ı:

gerek yok

yalot1 gereksinimi

kullanıını

�l.l

Or.

Motorda değişikliğe

enjektörlcrinin

dize] yak ı tıyla

+ Karbon Dıoksıı

AVANTAJLAR

Pilot enjeksiyon için

ayn kullanımı

benzinler, motor yapısında değişiklik yapılmaksızın ku1lanılabilmektedir. Alkol katkılı benzinler, alkollerjn mikroskobik özelliğinden dolayı, pratik olarak benzin alkol-sudan oluşan üçlü bir kanşımdır. Bu karışımın motor yakıtı olarak değerlendirilmesinde en önemli sorun daima homojen olması gereken sistemde, iki ayrı sıvı fazın oluşmasıdır. Bu kaıışımda üst faz benzin, alt faz ise alkol bakımından zengindir. Bu durumda ayıışma yapmış karışım n1otora ulaştığında, alkol fazı tek başııla karbüratöre geçtiği zaman motorda yakıt yetersizliği ve ani güç düşmesinin verdiği tekleme ve sarsıntılar oluşur [7].

dize] motorlannda kullanımı için geliştirilen

Metanal ve

Di zel

Benzinli motorlarda hacmen %20'ye kadar alkol içeren

Birkılı.:r ( Karborıhidradar)

o 1 ün

YJkıtı

Şekil3: Etanolün bitkilerden elde edilişj.

Metan o 1 un kullanımında karşılaşılan diğer bir problem aşırı derecede korozyona neden olmasıdır. Bu sebeple kullanılabilmesi için özel yakıt püskürtme pornpalarına, yakıt depolanna, yakıt sistemlerine ve yakıt istasyonl arında özel depolama tankıarına ihtiyaç vardır. Silindir duvarlarmda ki yağın etkisini tamamen ortadan kaldırıcı eğilimi olduğundan öze 1 yağlama yağları kullamlması gerekir Korozyonu önlemek için

Şekil 3 'te görüldüğü gibi etanal ve metanol gibi alkoller benzinli motorlarda kullanılmaya uygundw·lar. Brezilya, da şeker kamışından elde edilen etanaile ilgili olarak ulusal bir proje yüıütülınektedir. Almanya'da metanole çok önem verilmektedir. VW Jetta firması

_.,..

=-· :: - --..

�--

· · --

i-��:-

�-:=-

. �- -� : ��--�-?-=��-�.'\'::. ::2:��··:-�s �i�"'(�:.:-;_;:;j;�(�::;-

-�-�--�--: � - ' :;._:..-�i�;��.�-

.,.

·-.

--::-_ ---

::��

.·

-:i;��?� ..

-.. �

�:�::: -- :--:

--:... -

�

�-

:� -

� -+�=t:�

· - --::=--

·.�·

-"-"-

•.

-- ��

----==--

..::-_

-""----��

- -:� -

•.

-- -� ---�..:.-

� ... = .. � � �-

�.

;_TAf'

-�� -�s ��---

___..-= =.

-.._:-;__ -. :..

""";

�.:;::_-

s--�

- ---

�:-�

, ,

' --

";.

_ _

. -�:-:::____.,. .

-:._

�,_-t':3

----- � '

-: ��-

-.--

- -_ <.: _ --....

-..: = ..: _ _ .

. .... .-

-- -

ç-,;:.:;;. --: ;-

: ... .. _

,._

:;'

_.,__ _ .

·.

�

·-

·.

- _ ---:.=--c. ",._-.;.� --

- --

= -

-..,

j_.::_�:,

�--

. ---�-..�

---

- ......

·j ;'"·I : ...:��:t-�-

�-

..__

• .

_... --:.

-..:-:::

---

��=-;r

..:: . ��-..;:.:�-; �

•

.... ___ -:

·-

e.�:�-.;�;;.��: :_7=:�� -. � � ":.,.-_ -

...

_ __:..

-�.."":-

-.: � �-! � � �

��,_

....,;:..=. :;;:;... -.- • ,...

::Zt"��:A7��:�: : :W .-;(:· -'-: . �::"�>�e:.,._ ..

�

-h

'""":;...�-,:;. ,_ & � � - -.: .. .. .. -

---;;;..�...._.

� .. ...�_,::. ........-�

- ..

� �--= .:� - ... -�

----:�

��..,.,.

·...

�

·- ......-::.

--·-

=-�::�i�\: -

<;__ ..� .. ..;:::........ --::: -.

.. ::_�

..;.,

-i..�. . :.

.....

-:::.-:...... ..

:::__·

� : :;_ : "5 :: -

·. :

:-:: ::: -

· .

u·.��,;-.:��,.. ,_ -=.---:�:;. -;=--�

. ..

i -...e.=:.--...;r.

;;;·--

---

...

- -

;�:;:..ıpr��-

· .

-.� _ --. -��.:�� .. __

:·._

...

----::

_.::

·--:.-- ...·-

.c..

-�-

·.

:.�""- ..�=--

-...

... •

-��:r�

-�

..'1

- -

-cı-;. ,. "":.r .,:'" .:

_·-::..:.:..

Örneğin

-��· -:

'\,

•

�i: ,........�_ ��;:: .. --�-� --..::

- ---

- . -

_:..:::--

�lllU ldllll(1

taue

kanşıınlarımn

tutuşabilmesi ıçın hava fazlalık katsayısının

Wankel motoru ele alındığında hidrojen ve wank.elin birbirine çok uyumlu olduğu gör ülmektedir. Wankel odası

içerisinde,

hareketli bir

yaruna hacmi meydana gelmekte ve diğer motorlara oranla daha fazla olan yüzey alam, ortaya çıkan ısıyı Hiçbir

bölgesinin

daha

fazla

bakımından

verimi artırmaktadır [4].

0.6-1.9

değerleri arasında bulunması gerekmektedir [4].

rotorlarının döndüğü

ewrrnesı, Kanşıriı oluşturma ve yanma sürelerinin

azaltılması

sıcak

lUI.U9lll.4

metan-hava

f:,'-'lll')'

J ..................... ..

·--:;;.·--

-=�&-:-...

.. � .....

-·-

•.

_-::-_.:

-�

dağıtmaktadır.

·--

· ..

�?�.��15:�;.: .:_ ; �

- ;:;_.::: ...

_.:-!.--

; · ::- _::..: �=;�.:.Q::.. :

·-

sahiptir.

��=--

- ---:..:_.

......

---� = =-4

�-

. ..

, �-

-��-

-:..

:;:

.... � -

- -

_· -

:: ...:... -

�

:.- -

-� -

=-=�.;:-:.:.- :.-:-.:-=_,._ -

:-� -

-?;:. .. ..

.:..:.:..

·-

-::

_y_ �� ;_:��-=;:-=

;� .. .:� . .;: �:; :-,� � :� ...

·-

-...;

-:..;-. --...-: : ---�

::::

-� · :--

��::=$�::-·��-:.-:-:-

- --.

---·

-:-"'!::..

-.�� -..

--�

......

·-

.:. -:: �:..:::.,. _-: �/'"< - --�-=.--c.. ......_ _ �- -: "\.� :-

�

·..- ·

_r--:�......_

�-�-r. �-

-.-

·.

"'-� --

· .._:,;��<'-- -:_�...-.J'· -t�'J.i.: ?:-__::_r..

_ _

·-

-.;�- ... --.:

� ..

��:-····

_:o;:.._

·-

· -- -

� ::;_

; -.' -�

.. ·

�...

,.t� ":"" --.:-e;.:,

. - ... �� _. ;_: ---�--�..ı.: .... .� ... -

'-�'-"---. ....

·-

-- -

.:t:.-� - " :.... ---...-:;;. ...

--.:.:.__ _

� .. . �

- -�=�::-:..

_ _

..-._ ::: � :.- ..

... - ..........:_�:

.:� .;_ ��--c �-�s .. :::-=·-:.. .

-;..=� � -

:s;>�

�

-... �

-� �: �-

...

:..

= --

};}.0��::;=-�-?-

� -

·..

-.. -- --�;.,.. �-··

� -:- -

:..

- -

-:."'ij..-.

t��:·�-��-..--.-;;_�;_-1_::.�= . : � - �:•-. -�:-- ""'-?_; - - s�-��-:�-k�

� �

�-

...

. ""\-

: '" � ..·-·!,.-�-.,-:._ =;-

... r;:---: .

·-_ ·

_ ..

�

-��-

... ...... � -:.__-�

�:� -

"': = ,� -�� -

-- �-- =="'

---:,:.. :---;.

?!��-

��:�c�� -_;p:�--..ı = -�

.:;:::...: :- _ :

� ...__

-::� .

_ ;.

_ ..

�

�, 00.� -

•.

..=.

-... c ... �

-- - ----�

---

._..:,;-.,:_-

- --?_� --; ..._: � .:_:_-:.-

-.,-·-..--=...,....,... .,... � .,.

_-=-_��-

-ı�--

- - --

__ ..._ -

�

-=..

�--_;;;.. ... ...

.. � .. . �

--:�

�

-:-

-: -

� ::. - ,.,.__-�

� --- -

•.

-- -

:_--�.:.

-=-

:�� i-i�-

....

� . "; : ... ·,�....!",. ..;:-;. .

�-:

--� -

�:-- �� - - � -::-�� - ...

·��:-�,:::t:�r·� --�}�-i>. :-�-_,._,;-;

·-

... ,:-..: -��

�..: .:. ; :...

?.=:�, -...

-:� ..

- �;:. =:--:;:.:� .:� �.?=� -

- -: :;,.: -�

� · -�:;.�-�-�-�.:!�,.

:..--

-�=

-� -

.. _

·::��

. �-----=: . :.. -- ·

�

� ..

�

-::-:=

...

�-

:a �-:ı

-�= �·.,_ - �--;:_:,_ . : .._

.� �-=-

2'-=.:--..:-

�

� -

.. :

�

avantaj

sağlamakta

olup,

Içten Yanmah Motorlarda Alternatif Enerji Olarak

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı

Kullanılabilecek, Alkol ve

(Temmuz 2002)

CIH Oranı

Mttanol

CH.10H

CıHsOH

0.25

0.33

motorundan

azaltılabilir. Benzin çevrilmiş

l Benzin

Etanot

Metan

CH,

H2 o

Hidrojenin Incelenmesi G. Kılıçarslan, A. Kolip

Tablo 2 Motorlarda KuJianılan Baz1 Sıvı Yakıtlara Ait Özellikler. Hidrojen

•

stokiyometrik

motorda,

kanşırmnda

i CsBııı

hidrojen motoruna

%20

güç

kaybı

hidrojen-hava

meydana

gelir.

Karbüratörlü motorlarda emme manifoldundaki alev tepmesi önenı.li bir problemdir.

0.56

Kg/mol

2.02

16.04

32.04

46.07

91.4

0.07

0.424

0.79

0.73

0.084

0.78

---·-

lsı değeri MJkg

119.3

50.8

20.1

26.9

43.4

MJ/I

8.41

20.8

15.9

21.3

31.8

Hidrojen motorunun bu dezavantajlan, onun benzin motoru ile rekabet etme şansını azaltmaktadu. Fakat

Buharlaşma ısısı

0.447

0.509

1.102

0.856

0.272

günümüze kadar yapılan çalışmalar ile bu problemler

Mokokül ağırlığı

Özgül kg/m sıvı

A�ırbt!t kemJ gaz

MJkg Tut•şma %hacim

sırurt

BFK

Alev hız• (laminer

m/sn) Ayd. Alev

(K)

sıcaklığı

Diftiıyoa katsayası

noktası

Oktan sayısı AOS MOS

6-37

33.5-19

1.3-7.6

0.15-4.35

0.59-2

0.24-2.22

0.29-1.92

0.26-1.67

kirliliğinin azaltılmasına olan katkılan görülmüştür.

Z.91

0.37

0.52

0.37

Hidrojenin sılaştıınıa oranı yüksek olan motorlarda

2383

2227

2151

2197

2266

kullanılması ile de sebep olduğu güç kaybı azaltılabilir.

0.61

0.16

---....

---·

0.08

20.65

117.7

338.1

351.7

305

---

175.4

155.9

217

130

ııo

106

91-100

105

82-94

Ayrıca

l30 ---

aşırı

doldurma

kurduğu

özel

şahıslara

uygulanarak

ilave

güç

sağlanabilir. Sıkıştııma oranının arttırılması ve fakir karışım ile hidı·oj en motorunun ısıl veriminde, benzinli motora

göre

o/o25'lik

kiralanan

bir

artış

sağlanabilir. Fakir

karışıın ile alev tepmesi önemli miktarda azaltılır [9].

Mersedez-Benz firmasının 1984 - 1988 y1lları arasında

hava

5-15.4

Dooma noktası K

verimine

motor

hidrojenin

4.1-74

mı/S Kaynama

çözülerek)

VI. SONUÇ

bir

otomobil filosu 800 bin kın'ye yakın bir yol yaparak

Enerji ekonomik yaşanun temel öğelerinden biridir.

hidrojen

Dünyada

kullanırnımn

edilmiştir.

enerji

oluşan

alanında

talep

arz

depolan

artışları ülkeleri yeni enerji kaynakları bulma çabasına

bulunmaktadır. Hydrid sisteme dönüştürülen araçlara

sokmuştur. Dünya enerji rezervinin %75'ini Kömür,

yakıt

%14'ünü petrol, o/oll 'ini ise doğal gaz oluşturmaktadır.

üçlü

motorlar

hortumlar

hortunuardan

ikisi

kullammına

test

dengesizlikleri, ard arda gelen petrol krizleri ve fiyat

dönüştürüten

hidrojen

sonuçlar

uygun

olarak

Araçlarda

dağuracağı ve

hydrid

aracılığıyla

soğutma

suyunun

hidrojen boşaltmasını

üçüncüsü

ise

Mersedes

Benz

doldurulmakta,

mühendislerine

dolaşımını,

Bugünkü bilgilere göre, linyitin 240 yıl, petrolün 30

sağlamaktadu.

yıl, doğalgazın SO yıl yeteceği bilimnektedir. Dünya

göre

pek

yakında

enerji tüketiminin %25 'i taşıtlar için kullamlmaktadır [7].

hidrojen yakıtlı otobüsterin kullanımı yaygınlaşacaktır [7].

•

VI.l. Içten Yanmalı Motorda Alkol

Kullanımnun

Getireceği Avantajlar:

1. Alkoller oktan sayısı benzine göre yüksektir.

Tablo 3 Değişik Yak1tlann Yanma Özellikleri [9].

Yakıt

Hidrojen

Benzin

Metanol

Kendi kendine

585

440

385

Alkol

çalışan

ile

motorlarda

yüksek

sıkıştırma

oranlarına çıkarak motor performansını artırabilir [4]. 2.

Tutuşma sıcaklığı

Alkallerin

gizli

buharlaşma

ısıları

çok

yüksektir. Bu dwurn motorlarda hava yakıt karışımının

(oC)

soğukluğunun attnıası silindirlere daha yaygın kanşım 0.25

0.02

Min. Tutuşma enerjisi � MJ)

girmesini sağlar. Bu durumda Volümetrik verim artar.

Metonot kullanılan bir motorun performansında aynı

Tutuşma aralığı

1.3-7. ı

4-75

6.7-3.6

motorun benzinle çalıştınlmasına göre %1 O daha fazla

(o/obacim)

güç 30

270

Max. Laminer

artışı

durum

2 katsayısı cm /s'

0.08

0.63

Metanol

için

ideal

karışımını değeri 6,4/1, benzin için 14,5/1 dir. Bu

alev hızı ı cm/s) Difüzyon

göıülmüştür.

alkallerin

sıkıştınlmasın1n

gerektiğini gösterir [4].

daha

çok

enerji

3. Benzin değişik hidrokarbonlardan oluştuğu için kaynama sıcaklığı sabit değildir. Buna karşılık

Tablo

3 'de

görüldüğü

gibi

değişikliklerle, benzin motor1an getirilebilirler.

Isıl

verimleri

küçük

alkallerin tek bir kaynama noktası vardır. Bu nedenle

ile çalışır duruma

alkoller benzin ve metanole göre çok daha rahat bir

hidrojen benzin

bazı

alanda buhartaşırlar ve daha temiz yanarlar [4].

motorlarına

Dolayısıyla

yakındır.

Emisyon

açısından

motorlara göre daha temizdirler Stokiyometrik çalışma şartlarında hidroj en motorunda

oluşur. Fakat silindirlere yüksek miktarda NOx gönderilen karışım fakirleştirilerek NOx oluşumu

[1].

alkoller

benzinli

Fen

İçten Yanmalı Motorlarda Alternatif Enerji Olarak Kullanılabilecek, Alkol ve Hidrojenin i ncelenmesi

Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

G. Kılıçarslan, A. Kolip

basınca dayanıklı depoların tasarıırunda geometrik sımrlar söz konusudur ve genelde küresel veya

VI.2. İçten Yanmalı Motorda Alkol Ku ll anı mının

Getireceği Dezavantajlar: Alkolün

ı.

özelliğinden

silindirilc olmaları yerleştirme sorunu çıkartrnak tadır. Herhangi bir arıza durumunda enerji dağılımı yukarıya

filtrelerde

dolayı

olsa

tıkanmaya sebebiyet verir [4].

da,

Enerji

2. Bazı benzin yakıt sistemi parçaları alkole

çözümleneceği

yoğunluğunun

sıkıştırma

uyumlu değildir. Özellikle kalay kurşun alaşıını ile

3. Yakıt Depolan büyüktür [ 1]. 4. Motorun soğukken çalıştırılması için bir

derece ve

haline dönüştükçc basınç ıncydana gelmekte ve bu gazın

6. En önemli sorun Alkollü yalatlann elde

kullamlması

veya

günlük

olarak

%25 'injn

atmosfere verilmesi gerekınektedir. İçerisinde bulunan

edilmesi taşınması ve dağıtılması [ 1].

yabancı

Hidrojen

maddeler

soğutma

anında

donarak

ayrıldığından, LH2 'nin sıkıştırılmış hidrojende olduğu gibi sıvılaşmadan önce süper saf olması gerekmektedir. Ayrıca

daha

güvenli

kaynamaktadır.

kullanılan yağların suya dayanıklı olmalan ve ayrıca

edilebiln1esi için

maddelerin

molekü]er

kaliteli

özel

olan

Belli bir

Hidrojenin yanması sonucu ortaya çıkan su nedeniyle,

nedeniyle

başka

katlı izole edilmiş depolardaki hidrojen ısınarak gaz

ısısını devamlı yüksek tutmak gerekmektedir [4].

etkilernesi

bir

zorluğuna da beraberinde getirmektedir. Dahası çok

düşmesi problemlerini önlemek için emme manifoldu

başka

ise

değil)

olarak

altında sıvı haline gelmektedir) meydana getirilmesi

dolayı aracın trafikteki seyri esnasında oluşacak güç

hidrojenin

soğuk

gerekli olan aşırı soğuk ortarrun (-253

5. Alkoller yüksek gizli buharlaşma ısılanndan

Motorda

(sıvı

için

Sıvı hidrojen (LH2) en çok enerji içermekte ancak

takım tedbirler alınması gerekir [1].

İçten Yanmalı Kullanarnının Sonuçları

artması

uygulamadır.

kaplı tanklarda bu durum öne çıkar [4].

VI.3.

yöntemi

iyimserdirler.

konusunda

1/3

LH2

miktar

yanmadan

önce

LH2 enerjisi elde

oraıunda sıvılaştırma eneıjisi

gerektirmesi bir başka dezavantajdır.

yapılarını alaşımların alevle

Hydrid depolama en güvenli ancak ağırlık yönünden en

yanan hidrojenin hafif olması nedeniyle ısı enerjisi

fazla olanıdır. Metalik bileşim olan hydrid, ekzotennik

açıkta

güvenlik

reaksiyonla ısıya duyarlı bir sünger gibi hidrojeni

nedeniyle kullanımında özel havalandırnıa sistemlerine

emerek ısı vermektedir. Yeniden ısı, uygulandığında

gereksinim duyulmakta

doğal gazda olduğu gibi

reaksiyon tersine dönerek gaz hidrojen serbest bırakılır.

kolayca

Tipik olarak hydridler, titanyum ve demir alaşıınıdu ve

eklenememektedir. Ayrıca sıvı hidrojenin aşın soğukta

ınaliyetleri düşük değildir. Ağırlıkları da fazla olup, en

muhafaza edilmesi nedeniyle içerisine eklenen madde

iyimser tahminle nornıal bir

anında donarak katı hale dönüşmektedir.

gelmektedir. Yine ekzotermik işlem sırasında su ile

kullanılması

fark

gerekmektedir.

yukarıya

edilmesi

doğru

için

bir

Görünmez

yükseldiğinden

herhangi

bir

koku

soğutma

gerekmekte

depo yaklaşık 500kg

motorun

soğukken

Hidrojen bol olmasına rağmen oksij enle bir arada

çahştuılması için yeterli hidrojeni üreterek ilave ısıtma

bulunmaktadır ve laboratuarlarda elektroliz yoluyla

sistemine gereksinim bulunmaktadır. Motor bir kez

sudan

ayniması

gerektirmektedir.

yoğun Gerçek

bir

elektriksel hidrojen,

dünyada

işlem

çalıştığında

doğal

yeterlidir.

egzoz Hydrid

ısısı

işlemi

depolamanın

devam en

ettirmeye

büyük avantajı

gazdan elde edilmektedir. Maliyeti kaynağına bağlı

güvenli olmasıdır. içersinde çok az miktarda serbest

olmakla birlikte saflık derecesiyle orantılıdır. Mevcut

hidroj enin bulunması, hydrid deposunu normal

durumda 1 galonu (3.78 litre) 8 dolar olup normal

kullanan emsallerinden daha üstün kılmaktadır. Ancak

motor yakıtının birkaç katıdır.

en saf hidrojen kullanıldığı takdirde hydrid madde bozu 1abi1mektedir.

Hidrojen noımal atmosferik oıtamda gaz halinde olup, sıvı yakıtlardan daha fazla bir depolama ve karışım formasyonu

gerektirdiğinden

araçlarda

nası1

depolanacağı sorusu hala kesin olarak cevaplanmış değildir.

Depolama

vardır.

Bunlar

konusunda üç

sıkıştırılmış,

temel yaklaşım

sıvı

hydrid

yöntemleridir. Dördüncü bir kavram ise, otomobilin içerisinde sudan hidrojen üretilmesidir ancak bu, pek mümkün

göıülmemektedir.

Çünkü

aracımız

miktarda elektrik enerjisine sahip ise, bunu verimli bir elektrik motorunda kullanmak daha akıllıca olacaktır. Hidrojenin

sıkıştırılarak

depolanması

çok

yer

kaplayan, en ucuz ve en az güvenli yoludur. 4000 psi

yakıt

Ic;ten Yanmala Motorlarda AlternatifEnerji Olarak

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kullanılabilecek, Alkol ve Hidrojenin incelenmesi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Tablo Mevcut yakıt hücrelerinin parçaları

Materyal

Me bran Elektrot Katalizör

Maksim

M aks i mu

Marera

(kg/k w)

(kg)

$ /Kg

kutuplu

[ 1 ] Yüce, A., "Günümüzde Otomotiv Teknolojisi'' The

Metaryl

1 Fiyatı

Fiyatı

shell Company of Turkey Limited, Ankara. 1 -5 , 1 05-

1 .875

4800

1 20

[2]

0 .082

6.15

0.0 1 6

1 .2

380

0.025

3 .3

Iki •

KAYNAKLAR

malzeme fıyatlan

[3]

243 . 2

250

Göktan,

A.,

"Taşıt

tasanrru"

825

P lastik

7.875

0 . 1 05

iskelet

rfoplam

3 .648

önleyici bir tahrik sistemi,

İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü [4]

0.24

0 . 1 05

20632

273.6

Çay,

A.,

dağılımlarının

"Alternatif Yalatlı incelenme si"

motorların

İstanbul

8- 1 2 , ( 1 996)

1 2 1 9.70

[5]

Sfoudt,

Vieweg [6]

Günümüzde, imal edilen yakıt hücrelerinin imalatları,

W.,

Sohn

"Motorlu

Taşıt

Tekniği"

Brounschweig/wiesbaden,

[7]

gerekir.

dize)

yakıtların

motorlarının ve

katkı

"Motorlarda

0.,

petrol

yerine

kullanılabilecek yakıtlar." Mühendis ve makine dergisi cilt 29 sayı3 36, s;24-26 ( 1 989)

$/kw dır. Appleby tarafından tasarlanan geleceğin çok

(9]

yakıt hücresi, 0. 1 5 5 g/kw olan platin metali

Vorst,

W., D .V . , Finegold, J.G., "Automotive

Hydrogen Engines, And Onboard Storage Methods,

içern1ektedir. Bu yakıt hücresi için iki kutuplu metal

lcvhaya sahip olan

alteınatif

Milli

Aksoy, H., A . , ve Safgönül, B . , "Alternatif Motor

[8]Durgun,

T'aşıtlarda kullanabileceğimiz bir yakıt hücresi 1 2000 hafif

"Benzin

yakıtı üzerine çalışma" İTÜ. 1 -2 , ( 1 99 1 )

Taşıtlar için verimli bir yakıt hücresi yapmak için düşürmek

A.,

Friedr.

Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi 22-27, (2000)

fiyatlan değişir.

fıyatını

Teknik

maddelerinin etkisinin incelenmesi İTÜ, Fen B ilimleri

katalizör, İki kutuplu levhaya bağlı olarak, malzeme

üretim

Peker,

performansını

oldukça yüksektir. (5 000 $/kw civarındadır.) Mebran,

enerji

Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi

Eğitim Bakanlığı, Ankara, 47-48, { 1 995)

malzeme

Teknik

Demirel, A., "Elektrikli Taşıtlar için doğrudan

sürüşlü ve bulanık Patinaj

levha

0. 1 2

İstanbul

Üniversitesi, Gümüşsuyu l -2, 1 8-90 { 1 992)

31.16

1 5200

247.5

1 0 8, ( 1 997)

$/kw

Doktora Tezi 1 -3 , ( 1 998)

Levha

Kıhçarslan, A. Ko\ip

Hydrogen

kütlesel olarak üretilmiş bu yakıt

Energy

Florida U.S.A.( 1 975)

hücresi için malzeme fiyatı 49 $/K.w dır[ l O ] .

[ 1 0] Ekdunge P.

Fundamentals",

Miami

Beach,

And Raberg M., "The fuel cell

vehicle ana1yıs of energy use emıssıons and cost'' s4 1 2 ,swcden

VII. GENEL Otomotiv

SONUÇ

sektörünün

geleceğinde

petrole

dayalı

yak1tların yerini alacak alternatifler yavaş yavaş ortaya çıkmaya başlamıştır.

EleletTikle çalışan küçük şehir

otomobjlleri ve hydrid-elektrikli şehirler arası yolculuk

yapabilenler artık gündemdedir. 20 1 0 yıllarında gerçek s1fır

emisyonlu

modeller

ortaya

araç

olan

çıkacak,

yakıt hücreli ancak

geçilebilmesi biraz zaman alacaktır.

kitle

(fuel-cell) üretimine

Yakıt hücresi uygulamasında, hidroj enden karmaşık bir

elektro-kimyasal

yöntemle

elektrik

üretilmektcdir.

Uzun zamandır bu konu üzerinde çalışan Mercedes

Bcnz firması ana madde olarak kullandığı n1etanolü araç içersinde hidrojene dönüştürmekte, daha soruada

bir kütle içerisinden geçirerek rnotorlara akım sağlayan elektrik eneı:jisini üretmektedir.

Kojenerasyon ve Kemerburgaz Çöp Antma

SAU Fen Bi1imleri Enstitüsü Dergisi

Tesisindeki Uygulaması

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

i. Çallı,

H. Bala

KOJENERASYON VE KEMERBURGAZ ÇÖP ARITMA TESİSİNDEKİ UYGULAMASI İsmail Çalh, Hacı Bala

•

II. KOJENERASYON NEDIR

••

Ozet:-Bu makalede, kojenerasyoo (birleşik ısı- güç) sistemleri, kullanılan yakıt türleri ve bu yakıtlardan biri olan Landfill gazın kojenerasyonda yakılarak elektrik ve ısı elde edilmesi konuları ele alınmıştır. Bununla birlikte bu yöntemin uygulamalarından biri olan Kemerburgaz Çöp Arıtma Tesisi hakkında ve bu tesiste atık ısımn kullanılabilirliği ile ilgili değerlendirmeler de yer almaktadır. Anahtar landfill gaz, Kelime/er-K ojenerasyon, Kemerburgaz Çöp Arıtma Tesisi, atık ısı

Primer yakıt rezervlerinin azaldığı ve global rekabetin arttığı günümüz ortamında eneıji girdilerinde süreklilik, kalite ve asgari maliyetleri sağlamak, kaçınılmaz olmuştur. yada

Kojenerasyon,

ısı

birleşik

güç

(CHP

üretimi

sistemleri) birincil enerjinin aynı anda sırasıyla iki enerji fonnunun ısı ve elektrik üretiminde kullan1lmasıdır. Bu birliktelik, iki enerji formunun da tek tek kendi baş]anna ayrı yerlerde

üretilmesinden

oluşturmaktadır.

Basit

daha

çevrimde

ekonomik

çalışan,

neticeler

yani

sadece

Abstract-ln this article, ıt is included that, cogeneration

elektrik üreten bir gaz türbini ya da motoru kullandığı

systems, kinds of fuels and burning of landfill gasin cogeneration to generate heat and power. Besides, It is pointed out that the practice of this method in Kemerborgaz waste refining plant. In addition to this, It includes evaluation about the usage of waste heat. Keywords: Cogeneration, landfill gas, Kemerborgaz landfill plant, waste heat

enerjinin o/o30-40 kadarını elektriğe çevirebilir. Bu sistemin kojenerasyon dışanya

şeklinde

atılacak

olan

kullanılması ısı

halinde

enerjisinin

bir

sistemden bölümü

kullanılabilir enerjiye dönüştürülebilrrıckte veya ısı enerjisi olarak kullanılması durumunda toplam enerji girişinin °/o

70-90 arasında değerlendirilmesi sağlanabilmektedir. Bu telmiğe

"birleşik

ısı-güç

sistemleri''

kısaca

"kojenerasyon" diyoruz.

I. GİRİŞ

Şekil 1 'e göre kojenerasyon tekniği ile kullanılan birincil enerjiden

tasarruf o/o42

seviyesinde

gerçekleşmektedir.

Dünyamızda yenilenerneyen enerji kaynaklarının sınrrlı

Dolayısıyla kojenerasyon sisteminin çevreye en önemli

olması

katkılarından biri de burada oıtaya çıkmakta, büyük enerji

buna

karşılık

sanayi

teknolojinin

baş

döndürncü bir hızla ilerlemesi, üretim teknolojilerini her

tasarrufu

geçen

azalmaktadır. Ülkemizde henüz üzerinde çok durutmayan

gün

zorlamakta

daha ve

yüksek

yeni

randımana

enerji

ulaşma

kaynakları

yönünde

arayışı

içine

sokmak tadır. Enerji tasanufundaki bu şartlanma ilerleyen ekolojik bilinç ve fosil yakıt rezervlerinin sonuna kadar tespit edip değerlendirilmesi ve birincil enerjinin ekononn"k kullanımına olan talebi arttırmaktadır. Teknolojik açıdan gelişmemiş yapılarına

ülkelerin uygun

enerji

önemli

dezavantajlan

politikalarını

kendi

belirleyememiş

olmalarıdır.

Son yıllarda enerjinin üretim ve kullanım

aşamasında

verimliliğin

artırılması,

kayıpların

düzeyde tutulması daha fazla önem kazanmaya başlamıştır. Bu yüzden, toplu ısıtma ve soğutma gibi hem elektrik hem de ısıya gereksinimi olan sektörler için birleşik ısı ve güç santralleri (Kojenerasyon)

birincil eneıjinin kullanımını

daha verimli bir sistem olarak ön plana çıkarmaktadır.

Çanı Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği

Bölümü, Esentepe KampüsU, Sakarya. H.BalaSakarya Üniversitesi, Fen Bililmeri Enstitüsü, Makine Milhendisli�i Ana Bilim Dah, Esentepe KampOsü, Sakarya.

yamnda

atık

emisyonları

aynı

oranda

bu husus, sistemin özellikle Avrupa ülke lerinde yaygın teşvik görmesinin ana sebeplerinden biridir.

[ 1]

SAU Fen Bilimleri

Enstitüsü Dergisi

Kojenerasyon ve Kemerburgaz Çöp Arıtma

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Tesisindeki Uygulaması

i. Çallı,

Bala

,.fOTClR UJJJK 3SJS1 :r:t·�·

�[!Zf.tSl l SE St ��iı

ı•

1\.\.Yll> j .�_. u ..

��J.I:KTRi K

{-mi{�{t' 4f) �ı'�

Şekil 2. Gaz Motorlu Kojenerasyon Enerji Dağılırm Şekil 2 'de görüldüğü gibi, gaz motorunda yanan yakıt

Şekil 1 . Kojenerasyon ve Konvansiyonel Sistemleri

enerjisinin dönüştüğü enerji türleri şöyle sıralanabilir;

Arasındaki Isıl Bilanço

11.1 Kojenerasyon Sistemleri

•

Kojenerasyonda ürünler üç çeşittir ·

Motorlu sistemler

dönüşmektedir.[2,3]

Gaz türbinli sistemler Kombine çevrimli sistemler

Motorlu

sistemlerde

genellikle

gaz

Buradan sonuç olarak ortaya

motoru

motorunun,

kullanı lmaktadır. Yani doğal gaz ve dökme propan yakan

sıcak yanma gazları ile buhar üretilmekte ve bir buhar sağlanabilmektedir. [2]

Gaz türbinli sistemlerde yakıt hava karışımının yanma odasında yakılmasıyla oluşan kinetik enerji, türbin ve

Gaz Motorlu Kojenerasyon Tekniği

şanzıman aracılığıyla jeneratörü tahrik ederek elektrik enerjisi elde edilir. Türbin çıkışından direkt bir ısı eşanjörü

Daha düşük sıcaklıkta atık ısı sağlad1klanndan ve çok üretilebildiklerinden

dolayı,

(atık ısı kazanı) aracılığıyla doymuş buhar ve/veya sıcak su

özellikle

elde edilir. Bundan elde edilen buhar ve/veya sıcak suyun

elektrik ihtiyacı ısı ihtiyacından daha fazla olan endüstriyel

doğrudan proseste kullamlması verimin maksimum olduğu

uygulamalarda, toplu konut, tatil köyleri, büyük oteller gibi soğutma gereksinimi

olan

uygulamalarda

motorundaki

enerji

dağılımı

aşağıda

gösterilmiştir.

gösterildiği

gibidir.

...

ekonomik

kojenerasyon

optimum çözümler olarak karşımıza çıkmaktadır. Gaz

kullanımında

11.1.2 Gaz Türbinli Kojenerasyon l'ekniği

türbininden geçirilerck ikinci bir defa enerji dönüşümü

sıcak su ve

amaçlı

silindir bloğu soğutma devresidir.

Kombine çevrimde gaz motoru veya gaz türbininden çıkan

güçlerde

(CHP)

motorunun yağlama devresi, egzost gazlan ve şarj havası,

ise doğal gaz, LPG, ve motorin kullanabilmektedirler.

çeşitli

kojenerasyon

çıkan atık ısılardan gaz

sisteme verilen ıs1 enerjisi üç unsurdan ele edilir. Gaz

motorlar veya dizel motorlar söz konusudur. Gaz türbinleri

II.l.l

%35-40 'lik kısmı mekanik güce 0/o30-35 'lik kısmı motor gömlek ısısına o/o25-30 'luk egzost ısısına %7-1 O 'luk kıstru radyasyon enerjisi şekline kayıp enerjiye

çözümdür. sistemine

Gaz enerji

türbinli

basit

dağılımı

çevrimli

Şekil

3 'de

SAl ı h:ıı l3ilıtııkrı b

l·nstitıl<;\'1

Cılt. 2 S:.ıy1 ( l'cmın.ll 2002)

lkrgi:-ıi

�ojcncrasyon

K<·nwrhuq�at <. (•p Ataıma

T r�i\iirı d d.; i l' yf!,u hı ma sa 1. < allı. ll B:ıl:ı '

h:t,'ılf' 1 rı

-:ı,,

••

----

•

llL YAI{I'f TURLEHJ

--ı--

-·�

,__...

. . .

�

.. .

t"' ..

•

.•

•

;

..,.

' .

., • • ... 1, · .. �

T ,... .

, •

•

• #

•

...

�

;

t. • :"

,•

,;.. :-: . ... .

.. -..:

. .

'· ..: .. . ...

�

göster] tınektedir. .

�lük dil�ük bır 34 kV/h'Nnı � 'lük hü 1

ıst! değere sahip bütana kadar b1rçnk y�ıkıt kull�lnıhıhilir. fJ 1 Bu yakıt tü rl e ri n i n baz.t h.ı n nı n ı�ıl değgri ·!'ah lo l 'de

. .

...

ısıl değere sahip endilstri g a l' la n nd a ıı

. .

. ..

Kojeneıasyon teknolojı�indc 0.)4 kWb/Nnı

...

•

111.1 Landf'ill (;az ( (�öplii k (;Hzt)

()ncıni

;\tık depolannda da ya n tlı na i' kokusuyla dikkat çeken ga1lar aslında

değerlı bir

cncıj i kaynağı dunınıundadır.

ınaddelerın ınıkroorganizınalar gan ik tarafn1dan a yr ı�tın 1 nıasıyla gai' o lu ş ııt B u güzııı bılL� inıi <Ytı4)-ô5 ınetan ((:lLJ 1Xı25-�5 karhondıoksit (CC)2) ve ��ıl020 nitrojen (NJ �eklindcdir. Bir ton a t ı 1 ı n ayrı�n1asıyla yaklaşık olarak 150-200 Nn1' kullanılahılir l and fi ll gazt ortaya ç�ıkar. 20 ytl süre ilc gai' �-ıkışı de\�Hn cder.[41 Ül kcn1izde bu gazlar hen i iz dc[;erl ��nd ir1le nıernck tt: d ir. l3u gaz ya düzcnsız alıklarda havaya yayılınakla yacta düzcnl. i nıodern alık al a n i a r nıda 'flıckcl' (nw�aiL·) J dı verilen

iç cr i sındcki

L'ı.l

', 1 Ri\li

�ek ıl .L ( 1 az T�i rhJ n 1 i K oj c ne rasyon Fncr.ı i Dagı1ııın

.....

� ·

bacalarda

kalorifik

elde

edilen

c....

çıkun

gcliı ılnıcktcdir.

l ı alc

gazınıu

n.ıctan

...

değeri

d�1 ha fazla d ıı. y a k laş ık 5 kWh/Nın·>

doğalgtlZıtl yarısı kada ı d n. [ 2�4

btıhann do ğrudan prosestc kullanılınusıııa ı h t ı ya \· duyuhnadığında gaz türhinı alık ısi buhar türhini ilc kojcncrasvon �isten1inc hafr)a nan ,jstenıindcn daha fa/L.l cle h tı i k üretilebilir. Bu prensipte <ı·alıf?an �ı ste nı l e n; "Koıuhinc ('cvrinı Santrali'' d en ir (1az ıürb1nlı komhine � C\Tlfnlı Kojencrasyon sislt;nıındc enerjı <r·ıkışından

a\:ığa

zararsız

karbondioksitten 20 kat

.ia1 türbinli k oj c nL ra s y on "il!)tcınkrınin otanca yüksek olan

ısıl

yaktlarak

atanlannda

l 1.1.3 l(onıhi ne (\�vri nıli Ko.i rntrasyon l'c kniği <

Atıklar

Yakıt

koınpotisyon

Lan d ftll Bu

ıs ıl

L�r�ıvitc değer

... .

ıcu.ın

sa} ısı

...

jiM 1( 1[��0 119.9 fe J·IR _]lprnpan --�]�,00.1 112() -

'H4

eta n·

7 ı-

kaı ho n

\ ')

ı 2 ')

n1onoksıt

,: .

)Oğalga/. C:d ı H-7• ıy<> ı ,c)

C41110

N,· o;.(J_S ...

(1 i.l/.1

F 1 J ·.h."� :1ıJ. k 'ı �]<ı ,di

�...,---

•

, .....

.. " l , ll4 o/(ı1 (:) .) ('()-ı'"' t!fr,J s ,,

/\rıtma

ı o 14

'- -

() () 1 ()

o_ 7<Jx

L 1 5R

L-. ---- ---

C H.(. \��5 O ('(),· <� u41) N� . r!J; 1 o -

---

6,5

1 35

, ..., ;.,/

I50

1()

�'()plük

t!. CJ/1

. .

ı ,274

l,ı ()�( ı

""'

...

�� - : ... _.. · ·-·-

--··--

...

�ckıl 4. Kon1hine Santralll'ı dc I--nerji r>ağılın11

2 k \V h e lek 1 rik <:n�r.ı i si v c 1 2 3 k \V h 5 7 kg hio-at1k .

4rl

ı 1

-, 1· ")' .

lanıiner akv hvı (cınisn)

1�141 JEJI4s

Cll.ı -'}·uXK,-; (' 2IJ ( 0/(ı4. 7

eleğer

()zclhl<lcri

(�ı..ı/ nn1 J ) (k wh/nrnJ ı

d�ğılıırıı �ckil4�tL' gö�fl'riln1iştir.[3]

e azın

....

·rahlo l Birtaktn1 )'akıtlaı · s pc"'i fi k all

_,,/

etkisı

�cra

tür.

Atık

ı� ıl e n cıj

i iyin

Kojenerasyon ve Kemerburgaz Çöp Antma

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Tesisindeki Uygulaması

i. Çalh, H. Bala

.. 5-15 kg çöp ·

bulunan DİANE (Dialog Network) otomatik kontrol sistemi

ile kontrol ve kumanda edilmektedir. Modüller modem

8- ı 2 kg ters-organik atık

server

·4-7 m3 şehir kanalizasyon suyu yeterli olmaktadır. [3]

İstanbul'un en eski ve en büyük atık sahalarından biridir. Bu saha daha önce vahşi (düzensiz) çöp depolama alanı tabi

tutulmuştur.

Önce

sonunda yapılan ihale ile çöp gazının toplanması ve elektrik devreye

alınmış

ve/veya

Alibeyköy

hattına

Gaz motorunun yağlama devresi,

•

Yanma sonucu oluşan egzost gazları ve şarj havası,

•

elektrik

Silindir bloğu soğutma suyu devresi;

Türbin egzost çıkışına direkt olarak konulan bir ısı

eşanjörü (atlk ısı kazam) aracılığı ile sağlanmaktadır.

üretimine başlarumştır. Bu tesiste üretilen elektrik eneıjisi Kemerbıngaz

Gaz türbinlerinde ise:

enerjisi üretilmesi için gaz motoru santralİ kurulmuştur. 2001 'de

•

üstünün toprakla örtülıne aşamalarından geçmiştir. 1998

Haziran

Endüstri

Atık ısı geri kazammı gaz motorlannda:

çöplüğün stabilitesini sağlayacak kazı ve dolgu safhası ile

Tesis

Topkapı

V. ATlKISI VE TESiSTE KULLANILABİLİRLİGİ

Kemerbıngaz (Hasdal) atık sahası 577 000 m2 ye yayılmış

rehabilitasyona

ile

sistemi

kumanda edilebilir durumdadır. [ 4 ]

İNCELEMELERİ

kapatılıp

aktarunı

Jenbacher AG Servis departmanları ile uzaktan kontrol ve

IV. KEMERBURGAZ ÇÖP ARITMA TESİSİ

iken

veri

verilmektedir.

Sıcak su ve buhar üreten sistemlerde ise atık ısının; gaz

Tablo 2'de tesisin teknik özellikleri gösterilmiştir.

motorlarmda yaklaşık %70'i sıcak suya, %30'u buhara; gaz türbinlerinde yaklaşık o/o45 'i sıcak suya,

Tablo 2. Kemerburgaz Çöp Arıtma Tesisi'nde Kullanılan

dönüştürülebilmektedir. [3]

gaz mo torunun tk.nik e deger � ı en.

o/o55 'i buhara

Motor Tipi

JGS 320 GS-L.L

Elektrik Uretirni .. Termik Uretimi

1006 kW

Landfill gazının kalorifık değeri 5 kW/Nm3'tür. Bu tesiste 3 bir motora 500 m /h gaz verilmektedir. Toplam 4 adet gaz

Kullamlmamaktadrr

kapasiteleri değeri toplam yaklaşık 4 MW elektriksel

Elektrik Çevrim Verimi

%38.9

••

motoru

ınevcuttur

bunlarda

üretilen

ikincil

5 MW 'lık ısıl güce eşittir.

Isı Çevrim Verimi

enerji ve

V. 1 B ölge Isıtınası

Toplam Çevrim Verimi

o/o38.9

Çap 1 Strok

135 mm / 170 mm

Egzost Gaz Debisi

5559 kg/h

Birincil Eneıji

2,5 kwh/kwh

Bir bölge

ısıtma sistemi,

ısı

üretim

merkezi,

dağıtım

şebekesi ve kullanıcı bağlantılanndan oluşur. Yerleşim

birimi bir site olabileceği gibi, bir mahalle veya bir kent de

olabilir.

Bölge ısıtmasımn, her apartınamu veya konutun ayrı ayrı ısıtılmasına oran1a bazı avantajları vardır. Bunlann arasında

atıkların denettenerek çevre kirliliğinin önlenmesi, yakıtın

IV.l Tahrik Ünitesi

ekonomik yakılması, yakıt seçeneklerinin fazlalığı önceden

belirtilmelidir. Bölge ısıtmasının en büyük dezavantajı ise

20 silindirli, buji ateşlemeli, turboşarjlı, 1500

Jenbacher

devir/dakika, şaft gücü 1 034 kW gaz motoru

ilk yatırım maliyetinin yüksek olmasıdır. Ancak planlı ve düzenli yerleşim bölgeleri ile maliyeti azaltmak olanaklıdır.

IV .2 Jeneratör Stamford' HC 734 F

Isı üretim merkezi, kazanlardan oluşan bir ısı santrali

olabileceği gibi, bir bileşik ısı-güç santrali de olabilir.

1460 kVA, Senkron, trifaze, 400 V,

Santralde ısının dağıtımı için aracı akışkan işlevini gören

50 Hz, 0,8-1,0 arası ayarlanabilir Cos 0.

IV .3

Şalt

Şebeke

sıcak su veya buhar üretilir. Günümüzde aracı akışkan olarak sıcak su kullanımı çok daha yaygındır. Santralde

Sistemi

ile

senkron

paralel

, çalışan,

ayrıca

aracı

alaşkamn

pompalar bulunur.

şebekedeki

şebekede

dolaşıımm

sağlayan

Santralde üretilen sıcak su veya buhar bir boru şebekesinde

düzensizlik ve arızatarda izole çalışmaya geçerek devreden

çıkan, şebeke düzeldiğinde otomatik olarak tekrar çalışarak

dolaşarak,

adapte olan sistemdir. Modüllerin her biri kontrol odasında

ısıl

enerjisinin

dağıtımını

sağlar.

Suyun

santralden çıkış sıcaklığı 90 ile 120°C arasında olabilir.

SAU Fen Bilünleri Enstitüsü Dergisi 6.C1lt,

Kojenerasyon ve Kemerborgaz Çöp Arıtma

2.Sayı (Tenıınuz 2002)

Tesisindeki Uygulaması

İ. Çallı, H. Bala

VI. SONUÇ

Şebekedeki sıcaklık düşümü ise 1 O ile 30°C arasındadır. Boru şebekesi kanalları içine yerleştirebileceği gibi, yer üstünde veya toprağa göınülüde olabilir. Günümüzde çe1ik

Son zamanlarda kojenerasyon teknolojisindekj gelişmelerle

bir koruyucu kılıf içinde yalıtılımş plastik veya çelik

birlikte verinılilik büyük bir artış göstermiştir. Bazı gaz

borular yaygın olarak kullamlmaktadır. Dağıtım sistenlinde

motorlarında sadece elektriksel verim o/o 44 'ler mertebesine

ayrıca genleşme elemanları, vanalar, yardımcı pompalar yer

ulaşmıştır.

alır.

kojenerasyon

tesislerin

toplam

kapasitesi 3200 MW'a ulaşmıştır. Elektrik üretimi ise 19.2 milyar

Kullarncı bağlantıları, şebeke ile konut arasında ısıl enerji aktanmını

sağlayan

eşanjör

konut

içindeki

ısıtma

Geçen

olan

devresi

gövde

ısıtmalarından

Ülkemizde birincil

Landfıll gaz,

Ülkemizin kalkınma politikalarında büyük önemi olan

olmayan bu

değerlendirilmemektedir.

atık

metan gazından

gazm kojenerasyonda kullanılarak

ısı

önemli olduğu kadar doğal yaşann koruma açısından da

enerjisi

atık

bulundurduğu

elektrik enerjilerine dönüştürülmesi enerji üretimi açısından

Şu anda Kemerburgaz kojenerasyon tesisi tam kapasite

Egzost

içerisinde

mükemmel bir kaynak teşkil etmektedir. Hiçbir maliyeti

tesislerinin uygulamaları hızla artacaktır.

değerlendirilmektedir.

d1şa

vermektedir. Aynı zamanda bu gaz, kojenerasyon için

yayılması ile birlikte önümüzdeki yıllarda kojenerasyon

ısıtınasında

kısrrumn

dolayı doğaya C02 gazından 20 kat daha fazla zarar

tarım sektöründe doğalgaz kullanımının ülkeıniz geneline

tesisin

enerjinin büyük bir

yapılmalıdır.

enerjisinin ihtiyaç fazlalığı ise, satılabi1mektedir.[5]

kışın

tüketimimiz

tür çalışmalara hız verecek gerekli yasal düzenlemeler

için besin kaynağı olarak kullanılmaktadır. Üretilen elektrik

sadece

elektrik

en verimli şekilde değerlendirilmesi zorunlu kılııunalı ve bu

Üretilen ısı enerjisi seranın ısıtılmasında, C02 ise bitkiler

enerjisi

bağımlılığı ülkemiz için bir dezavantajdır. Birincil enerjinin

ısı ve atık C02 gazıdu. Elektrik seranın aydınlatılmasında,

elektrik

%l l

sağlamıştır.[6]

tesislerde üç çeşit ürün açığa çıkmaktadır. Bunlar; elektrik,

üretilen

ekonomimiz

TEP (ton eşdeğeri petrol) 1 l'EP=41800 MJ) tasarrufu

böylelikle seranın üretiminin artırılması sağla nmaktadır. Bu

sadece

yıl

tesislerinin yüksek randımanı sayesinde ülkemiz 1. 6 milyon

bitkilerin fotosentez sırasında tükettiği C02 üretilmekte ve

Isı

tasarrufunu

üretimi 2 milyar kWh yaklaşık %12 artmıştır. Kojenerasyon

motorların egzost gazları katalizör üzerinden geçirilerek

satılmaktadır.

enerji

Türkiye genelinde %2.8 azalırken otoprodüktör elektrik

yararlanılarak sera ısıtılması yapılmakta, aynı zamanda

Türkiye'ye

gerekmektedir. [6]

Gaz motorlu koj enerasyon tesisleri ile elektrik üretiminin

çalışmamaktadrr

oln1uştur.

ülkemiz menfaatlerine uygun bir şekilde yaygınlaştınlması

V .2 Seralarda Uygulaması

düşük ısı

kWh

sağlayan ve temiz enerji üreten kojenerasyon tesisleıinin

tesisatından oluşur.[3]

yanısıra,

Ülkemizde

önemlidir.

içinin ısısı

KAYNAKLAR

ısının

değerlendirilebilmesi için; atık ısı kazanında buhar ve/veya

[l]Türkiye Kojenerasyon ve Otoprodüktörlük Derneği

sıcak su üretilerek buraya yaklaşık 2 km mesafedeki

Web Sayfası http://www.kojenerasyon.co� 05.2002

Hamidiye Su Tesisine gereken ısı sağlanabilir. Yine buraya

[2]Öztürk, M., Zor, A. Doğalgaz Dergisi Sayı 44,

8 km mesafedeki Hasdal Askeri Kışiasının ısıtılmasında

Syf:99- 106.

kullamlabilir. Buhar veya sıcak suyun taş ınması işlemi ön

[3]Bölgesel

izoleli borulada fazla ısı kaybı olmaksızın yapılabilir.

Isıtma

Kojenerasyon

Bildiriler Kitabı 24-25 Ekim

Konferansı

1998 İstanbul MMO

Yayın No:210,

Aynca buradaki mevcut arazide kurulabilecek sera tesisinin

[4]Jenbacher Energie - C ogeneratian with gas engines

ısıtılmasında ve bitki üretim aşamasında da kullanılabilir.

katalogları [5]K.ale Energy Product Catalogues 2002 [6]ICCI

2002

8th

Internetional

Cogeneration

Environınent Conference & Exhibition May 23-24, 2002 Conference Book Syf:20-23, 51-58

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Aynştarma Kanal Verimliliğinin Araştırılınasa H. Pehlivan, M.

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

...,

Özdemir

AYRIŞTIRMA KANAL VERIMLILIGININ ARAŞTIRILMASI

Hüseyin Pehlivan, Mustafa Özdemir

Özet

Bu çalışmanın amacı tek geçişli çapraz akışlı

plakah ısı değişicilerinde transfer edilen ısı aklsının optimizasyonudur.

tür

ısı

değiştiricilerinde

Mills[l ],

ısı

değiştiricisindeki

akışkanların

sıcaklık

dağılunlan ve ısı geçiş miktarlarının hesaplanması ısı değiştiricisiııin kapasitesi

verimi hakkında

veıınektedir.

aJanından elde edilen ısı akıları arasındaki ilişki

kaynaklardan Kays and Londan[2], günümüze kadar

incelenmiştir. Sistemin ayrıştırma kanallı (ak.lı) ve

çok geniş şeldlde ısı değiştiricHerinin tüm özelliklerini

kanalsız

(ak.sız)

sonuçları

arasındaki

değiştiricisi

konusunda

fikir

malzeme kullanım şekli ile birim malzeme yüzey

ayrıştırma

Isı

temel

ve dizayn problemleri üzerinde çok sayıda çalışmaları almaktadır.

Spiga

Spiga[3],

duvar

ilişki, ayrıştırma kanalı malzemesinin, ısı transferi

yer

için kullanılmasının daha verimli olacağını gösterdi.

kapasitesi olan çapraz akışlı ısı değiştiricHerinin geçiş

Sonuçlar

ısı

sıcaklık alanlanın incelemi ştir. Michailov ve Özışık[4],

değişicilerindc malzeme kullanım verimliliği tanımı

çapraz akışlı ısı değiştiricileri ile karmaşık montajlı ısı

yapılarak bir optimizasyon kriteri oluşturulmuştur.

değiştiricilerine

grafik

olarak

sunulmuş

plakalı

anlatmışlardır. Anahtar

kelimeler

Isı

değiştiricisi,

aynştırma

kanalı

Ahstract

uygulanan Bejan[5],

sonlu

belirli

eleman

analizini

ısı değiştiTicisi dizaynında,

yalruzca ısı geçiş miktarının hesaplanması değil; aynı zamanda ısı değiştirici basınç kayıplarını göz önünde tutan dizayn metotları geliştirmiştir.

The aim of this study is the optimisation of

transferred heat flux in a plate heat exchanger. The

relationship between material usage type and heat flux per material surface area was investigated. This was carried out for the system with fin and without fin. The results for the system with and witbout fin show that, the fin material used for heat transfer is nıore effective. The results were showed on graphics and the optimisation criterion is constituted by the defınition of material productivity efficiency in plate heat exchangers.

I. AMAÇ

yüzeylerine

gereksinim

duyulmaktadır.

Newton

soğuma yasası gereği, yüzey alanı küçük tutulmak istendiğinde

aynı

oranda

ısı

transfer

katsayısının

aı1tırılmas1 veya sıcaklık farkı potansiyelinin verimli kullanılması değişici.si

zorunluluğu

tasarımlarında

doğmaktadır. bu

iki

Çeşitli

büyüklüğü

ısı

yüksek

değerlerde elde edebilmek için önlemler alınmaktadır. Ancak bu önlemlerin büyük bir bölümü ek malzeme

değişıcİlerinde

beraberinde

ayrıştırrna

getiımektedir.

kanalı

profiilendirilmiş levhalardır. görevi

Farklı sıcaklıkta ve bir birinden bir cidar ile ayrılan iki akışkan arasındaki ısı geçişi sağlayan ısı değişicileri çok farklı şekillerde üretilnıekte ve çalıştınlmaktadır. Bir ısı değiştirİcİsinden beklenen, mümkün olan en fazla ısıyı transfer edebilmesi ve bunun için en kolay yöntemle en az malzeme kullanılarak imal edilebilmesidir. Kullarnın alanları olarak, güç üretimi, proses, kimya ve gıda çevre

ve büyük ısı

tasarımlardan en sık kullanılanlardan biri de plakalı ısı

VE KAPSAM

elektronik,

farklan

miktarları söz konusu olduğunda büyük ısı transfer

kullanımını

Key Words- Heat excbanger, fın

endüstrileri,

Genel olarak küçük sıcaklık

mühendisliği,

iklinılendirme, soğutma ve uzay uygulamalan alanları sualanabilir.

akışkanın

çapraz

olarak

tanımlanan

Aynştırma karışınunı

kanallarını n engelleyerek

sıcaklık farkı potansiyelini en yüksek düzeyde tutma çabasıdır. Buna karşılık aynı malzemenin ısı transfer eden yüzey olarak kullanılması, ciddi bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Bu biri birine zıt iki unsurun

optimal bir çözüm noktası olması gerekmektedir. Bu

ilişkiler

manzumesini

ortaya

koymakla

ekonomik

açıdan verimli çözümlerin üretilebileceği açıktır. Mesafe tutucu olarak da kullamlan ayrıştııma kanalları şekillenditilmiş saçlar yardımı ile yapıldığından, belirli bir yüzeyde birbirlerine paralel olan levhalara temas etmektedirler. Bu temas yüzeyinden do layı ısı iletim dirençleri artmaktadır. Bu yüzeylerin hangi şekillerde

H Pehlivan M. Özdemir;SA.Ü, Mühendislik Fakültesi Makine

Mühendisliği BölUmü,

Sakarya

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Aynştırma Kanal Verimliliğinin Araştırılması

H. Pehlivan, M. Özdemir

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

nasıl sonuçlar verdiğini anlamak için çeşitli ayrıştırma

farkını en iyi şekilde kullanabilmelerine karşın, pratikte

kanallan geometrileri uygulanabilmesi mümkündür. Bu çalışmada 20 °C sıcaklık farkında hava dan havaya

inıal güçlükleıi, ısı transfer yüzeyindeki ısıl gerilmeler

ısı transfer eden biri ayrıştırma kanallı, diğeri aynştırma

edilmeyebilirler. Ters akımlı ısı değişicileri giriş ve

kanalsız eş boyutlarda iki plakalı ısı değişicisi deneysel

çıkış

olarak incelenmiş ve transfer edilen ısı miktarı baz

değiştiricileridir. Çapraz akışlı sistemlerde ise ortalama

alınarak malzeme kullanım verimliliği incelenmiştir.

logaritmik sıcaklık farkı ve 1sı değiştiTicisi etkenliği,

Çalışmanın amacı: Isı değişicisi tasarımında malzeme

paralel akımlılardan iyi, ters akımlılardan kötüdür. İ malat kolayhğı nedeniyle pratikte kompakt ısı

kullanımım

indire

aza

bilmek

için

bir

hesap

yönteminin geliştirilmesi ve mukayese edilebilir bir büyüklüğün tammlanmasıdır[6).

korozyon

tehlikesi

sıcaklık

farkının

nedenleriyle yüksek

tercih ısı

olduğu

değiştiricilerinin çoğu çapraz akımlı olarak yapılır. Tasarlanan bir geçişli çapraz akım için ve bütün çok

II. ISI DEGİŞ'I'İRİCİSİ TASARIMI İÇİN FİZİKSEL ESASLAR

geçişli haller için ısı değiştiticisi ters akımlı

düşünülüp ortalama logantmik sıcaklık farkı hesaplanıp bir düzeltme faktörü

Bir ortamdan diğer bir ortama ısı geçişi şu şekilde ifade

Q=U A�Tm

(

F ) ile çarpılarak etkin ortalama

sıcaklık farkı bulunur[8].

edilebilir[?]:

tıTm,_ çapraz = F ./;:,.T , m

(1)

(4)

ters

bu faktörden soma bağıntı ( 1)

=Isı değiştiricide geçen ısı =

gibi

Sıcak akışkanın soğurken verdiği ısı

Q =U A!} F ( T.g- T2g)

= Soğuk akışkanın ısınırken aldığı ısı

(5)

2 Bu denklemde U (W/m K) ısı değiştiricisinin toplam ısı 2 geçiş katsayısını, A ( m ) iki akışkanı ayıran ısı geçiş

şeklini alır.

yüzeyi,

benzerlik ifadesi yard1mı sayesinde iç ve dış ısı taşınım

11Tm (°C)

bütün ısı değiştincisinde etkili olan

katsayılarımn belirlenmesi ile sağlandığı için, Nusselt

ortalama logaritmik sıcaklık farkını göstermektedir. Isı değişticicilerinin ısıl hesaplamaları için, akışkanların giriş

çıkış

sıcaklıklan

hesaplanabiliyorsa �T ise

(8 - P)

doğrudan,

veya

hesaplanırlar.

(& -N)

Yapılan

veya

biliniyor

aksi

Toplam ısı geçiş katsayısı U nun hesaplanması Nusselt

kolayca

sayısını ( Nu ) veren ve Reynolds sayısı (Re) ile Prandtl ampirik bağıntılardan sayısına (Pr) bağlı olan yararlanıhr.

durumlarda

Levhalı ısı değiştiricilerinde laminer akış için Nu

adlan verilen yöntemlerle

çalışmada

(-9 - P)

fonksiyonu

yöntemi

bir ifade[9]

08/Jd. / da )0'84 +[ l-014f�dı. 1 da )Q6]

Nu /Nılioru =

boyutsuz sıcaklık olarak şu

�

şekilde tanımlanır:

l+(d; +da)

kullanılımştır, burada di= da

(3)

Isı

değiştiricileri

sımflandırıldığında

akış ters,

düzenlemesine

çapraz

paralel

akış

N�oru =0,0214(Re0'8 -1 O().Pr0'4 .[1+(di i 1)213] (7)

göre şeklinde

belli

bir

değerin

üstüne

2300 >Re>106

çıkmasının istenınediği durunuarda veya çok büyük sıcaklık

gradyenlerinin

di 1 l <ı

durumlarda

istendiği

uygulanırlar. Genel olarak sıcaklık farkı potansiyelini verimli kompakt

kullanamazlar. bir

şekilde

alınarak iç ve dış çap

Bu bağıntının geçerli olduğu aralık

sıcaklığın

Ters

akınılı

ısı

üretHebilmelerine

0,5 < Pr < 1,5

değişicileri ve

(6)

eşit kabul edilmiştir. Bağıntı (6) için gerekli olan Nuboru ifadesi şu şekilde verilmiştir[lO].

gruplandırılırlar. Paralel

olmasına

güvenilir bir bağıntıya rastlanamadı. Bu nedenle iç içe geçmiş iki boru arasında türbülanslı akışta geçerli olan

(2)

(9 )

verilmiş

karşın, türbülanslı akış ve geçiş bölgesi için Nu sayısını veren

kullanıldı. Bu yöntemde ısı transferi[2]

olarak ifade edilir ve

literatürde

dır.

sıcaklık

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Aynştırma Kanal Verimliliğinin Araştıniması H. Pehlivan, M.

Özdeınİr

Bağıntı ( 6) ve (7) deki değerler kullanılan sisteın için şu

Sıcaklık ölçümü için Testo 905-T 1 sıcaklık ölçme aleti

şekilde uyarlanmıştır. İç çapı (di), dış çapı (da) ve

kullamldı.

borunun uzunluğu

(

varsayılarak

yaklaşımda

bir

( oo )

nun sonsuza

1 )

gittiği

bulunulmuştur.

kabullerden sonra Nu sayısı,

0•4 . ( 1 +

(

tennoeleman

tipi

kullanılmaktadır. Aynı kanallarda ölçüm aleti 1 er cm kaydırılarak

akışkaniann

çıkış

sıcaklıkları

ölçüldü.

üç kere tekrarlandı ve bunlarnı

Yapılan bu işlem

Nu= 0,018404(Re0'8 -1 OO).Pr

sensörde

ortalaması alındı. Faiklı 20 noktada sıcaklık dağılımı

)213]

ölçüldü, sistemden çıkış sıcaklığı olarak da bu ortalama

(8)

değerlerin

ortalaması

indirilerek

sıcaklığa

şeklini alır. Böylelikle sınır şartlan ( d/1 ) içinde bir

aritmetik

alınarak

akışkanların

tek

sistemden

bir çıkış

sıcaklıklan elde edildi ( T,ç orı., Tır ort. ).

yaklaşımda bulunulmuştur.

III. DENEY DÜZENEGİ ve DENEYSEL ÇALIŞJ\<IA Deney düzeneğinde sıcak ve soğuk hava kaynağı olarak her biri farklı hava debisi ve ısıl güçlerde olmak üzere, üç

ayrı

kadernede

çalıştırılabilen

elektrikli

hava

ısıtıcılan kullanıldı. Isı değiştiricisi malzemesi olarak Çinko kullanıldı, malzeme seçiminin nedeni, lehiıne ve plastik

şekil

vermeye

elverişli

olan

yumuşak

malzeme olmasıdır. Malzeme kalınlığı 0,5

bir dir.

Sistemden çevreye olabilecek kayıplan engellemek için ısı değiştiticismin tamamı 3

kalınlığında köpüklü

polietilen ile kaplandı. Aşağıdaki Şekil düzene ği şematik olarak gösterilmiştir.

ı' de deney

Şekil 2.

Sürek1i rejimde sistemin şematik gösterimi

Yapılan deneysel çalışmada A, B,

Hava

ve D plakalarında

transfer edilen ısılar, her bir kademe için çıkartılan ısı bilançoları ile elde edilir. Elde edilen sonuçlarda A ile

Girişi 1

D ve B ile

plakalarının bir birine özdeş olduklan

sonucuna varılmıştır. Çevreye olan ısı kaybından en az

Hava Girişi

C plakası olduğu sonucuna deneysel vanldı. C plakasının deneysel verilerinin

etkilenen plakanın

sonuçlarla

kullanılmasırun nedeni çok sayıda plakanın k:ullanıldığı gerçek

ısı

değiştiricilerine

alınabilmesidir.

Farklı

güç

yakın

sonuçlann

kademelerinde

yapılan

deneysel çalışmalarda, sisternin tamamı için yapılan ısı bilançoları incelendiğinde

elde

edilen verilerin her

kademe için uygun olmadığı göıüldü. Sadece ve

sınırlı

sayıdaki

kademelerden

dolayı

plakası yapılan

deneyierin sınırlı bir miktarı kullanıla bildi.

IV. MODEL KABULLERİ VE DENEY SONUÇL ARI Teorik hesaplamalar iki plaka arasındaki mesafenin ( s ) 6, 8, ve ı O

farklı

olduğu dununlar için yapıldı ve iki

durum için

bulunan

yansıtıldı. Sonuçlann

değeri

için

değerler

grafık

olarak

incelenmesi neticesinde s

deney

düzeneğinin

oluştwulması

kararlaştuıldı. Deneysel çalışmada sıcak akışkanın 3, soğuk akışkanın ise 2 kanaldan sisteme girmesinin

Şekil 1. Deney düzeneğinin çahşma prensibi

düzenek

birbirine

paralel

uygun olacağı kabul edildi 6

tane

genleşmesinden dolayı soğuk akışkana göre daha geniş

plakadan

kesitten sisteme girmesi sayesinde bir birine yakın

oluşmaktadır. En üstteki ve alttaki izolasyonlu olduğu için

ısı

transferinin

gerçekleştiği

tane

hızlar elde edilebiJn1esidir . Yapılan deneylerde I 1

plaka

bulunmaktadır ve bunlarda yukandan aşağıya A, B,

çünkü, sıcak akışkanın

- II

1 kademelerinde aşağıdaki şekil 3 deki gibi akışkanlar

ve D harfleriyle sembolize edilmiştir.

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Ayrıştırma Kanal Verimliliğinin Araştırılması H. Pehlivan, M.

6.Cilt, 2.Say1 (Tem1nuz 2002)

hesap değerlerinin birbirine ne derece yakın olduğunu göstermektedir.

sisteme alınmış, II 2 - I 1 kademesinde ise bunun tersi yapılmıştır. Şekil 3 deki Q değerleri

riı.cP �T

(9)

bağıntısıyla hesaplandı. Bağıntı (9) daki �T ölçüldü. Qkayıp değeri alt ve üst plakada aynı kabul edildi ve ısı bilançolanndan ortak yöntemiyle hesaplandı. Belirli bir kademedeki enerji dengesi şu şekilde olur.

(

değeri olduğu çözüm toplam

sıcak akışkanın Q2 ve Q4 ise soğuk akışkarun sisteme giriş çıkış entalpileri farklanın

Q1,Qı,Q3

Q; , Q;, Q;

ll 2- 1 1) Q - dtm

�------�M-�

ak h

göstermektedir.

Özdemir

+-------�--�--��

12 Q (W)

4. Ayııştnma kanallı d u run için T18=76 °C, T2g 56 °C , Aynştııma kanals ız durum için ise T1g-69 °C, T2r51 °C

Şekil

değerleri

sırasıyla A, B, C ve D plakalarında meydana gelen ısı transferi değerleridir. Bunlar yapılan ısı bilançoları neticesinde bulunur.

mertebelerinde yapılan deneysel çalışmanın sonuçlan ile bu şartlardaki hesap degerierinden elde edi !en Q-dTm değerlerinin karşılaştın1ması.

( 1 1 11 1 }

17,5

E .....

Q -dTm

,-----·-----.

SIZ

16,5 +------7fll'! 16 +------

15,5 +-------�r�L--------1

Qı

15+---�----,--�--� 9 7 5 11 13 15 Q(W)

Şe kil

aynştırma

Aynştırma kanallı kanalsız

durum

durun

i çi n

için T18=56 °C, T2, 35 °C, ise T1g=54 °C, T2,=34 oc

mertebelerinde yapılan deneysel çahşmanın sonuçlan ile bu şartlardaki hesap değerlerinden elde edilen Q-dTm değerlerinin karşılaştın lmast

Şekil 4 ve 5'de ayrıştırma kanallan kullanıldığı ve kullanılmadığı durumlarda farklı güç basamaklanndaki hesaplanan ve deneysel elde edilen Q-dTm değerleri görülmektedir. Ayrıştııına kanalı kullanılmadığında dTm değerinin daha yüksek çıkması doğaldır. Şekil 5 4 sonucu desteklen1esine karşın şekil bu desteklememektedir. Her bir kanala ait kütle debilerinin farklı çıkn1asından dolayı Şekil 4 ve 5 deki grafikleri mukayese etmek mümkün değildir. Ancak elde edilen deney sonuçlarının bir kısmı ve teorik hesaplamalar sonucundaki veriler neticesinde aynştınna kanalsız durumda dTm değerinin daha yüksek çıktığı kanısı desteldenmektedir

Şekil 3. Sıcak akışkamn 2, soğuk akışkamn 3 kanaldan sistenıe girdiği

d uru mdak i enerji da�ıhmı

Aşağıdaki grafıkler Şekil 4, 5, 6 ve 7 'de ayrıştırma kanallı ve kanalsız durum içim farklı kademelerde elde edilen hesap değerleıi ( içi dolu ) ile değişik zaman aralıkların da yapılan deneysel ( içi boş ) sonuçlarm yer aldığı grafıkler buhuımaktadır. Deneyler farklı zaman aralığında yapıldığı için ortam şartlarının değişmesiyle ısı kaynaklarının ve sistemin sıcaklığa olan duyarlılığından dolayı aynı güç kademesinde farlclı sonuçlar elde edilmiştir. Bu grafıkler;.deneysel ve

Aynştlrma Kanal Verimliliğinin Araştırılması

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

H. Pehlivan, M. Özdemir

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

(ll

�

1 1)

Q-u

ak SIZ

2·

17+-----

�

12 �-------� 7+-------�--� 14 11 8 5 Q(W)

Şekil

6. Ayrıştıona kanallı

ayrıştırma

kana]sız

mertebelerinde şartlardaki

durum

yapılan

hesap

durun için T1g=76 °C, T2g=56 °C, için

deneysel

değerlerinden

ise

T ıg=69

çalışmanın

etde

edilen

karşıtaştın lması

°C,

T2g=51

sonuçlan

Q-U

ile

°C bu

değerlerinin Şekil 8. Nusselt sayısının Prandl sayısı = 0,7 için Reynolds say1sına

göre değ1şinıi[l O] {11-111)

::J

Q-U

V. SONUÇLAR Türbülansh aklşın varlığı (Şekil 8) ve bu yüzden elde edilen sapmaların (Şekil 7) geçiş bölgesi gereği meydana geldiği doğrulanmaktadır. Şekil 8'de çalışn1a noktasının geçiş bölgesinde olduğu görülmektedir.

ak SIZ 14 -1------..,.�--1

Transfer edilen ısının miktarı sıcaklık farkı ile doğrusal olarak değiştiği için, akışkanlar arası mevcut sıcakhk farklarının korunması esastıı-. Bunun için akışkanın kendi içinde kanşması engellenmelidir. Aynştırma kanalları kullamlarak bu sağlannnştır.

10+-----�----�--� 15 5 10 Q(W) Şekil

ayrıştırma

Ayrıştııma kanalh durun için T1g=56 °C, T28=35 °C, kanalsız

mertebelerinde şartlardaki

yapılan

hesap

karşı laştı rılması

durum

için

deneysel

değerlerinden

ise

T1g-54

çalışmanın elde

edilen

°C,

T28=34

sonuçları

Q-U

ile

°C bu

değerlerinin

Şekil 6 ve 7 'de ise Şekil 4 ve 5 'deki şartlar altında elde edilen Q-U değerleri karşılaştınlmıştır. Diğer şekildeki etki burada da karşımıza çıkmı ş ve ayrıştırma kanalı kullanmam1zdaki amaçlardan birisi olan yü ksek U değerinin Şekil 6 'da sonuca yansımaması şeklinde yorumlanmıştır. Ayrıştun1a kanalları kullanılarak sıcaklık potansiyelindeki dağılmanın azalması engellemiş ve bu sonuç karşırmza yüksek dTm değeri yerine U değerine yansıtarak çıkmıştır. '{apılan çabşmadan elde edilen veliler çalışma yapılan bölgenin geçiş bölgesinde ( Re==2800-3300 ) olmasından dolayı çok kolay hesap edilemediği gerçeği bir kez daha teyit edilmiş oldu. Aşağıdaki şekil 8 'de bu geçiş aralığı ve buna kar şı lık gelen Re sayıları yer almaktadır.. Eşitlik {8) de elde edilen Nu sayıları, ayrıştır ma kanallı ve kanalsız durumlar için, ı 2-18 değerleri arasındadır.

Elde edilen deney sonuçlannın ışığı nda plakalı ısı değişicilerinin kullanım amaçları ile ilgili olarak şunlar söylenebilir:

Basit, kolay üretilebilen, kayıpların çok fazla önenıli oln1adığı, hafif ve dolayısıyla maliyetin düşük olduğu durumlarda ayrışt ırma kanalsız sistemler kullanılmalıdır.

Uygulama hacminin sınırlı olduğu, sıcaklık farklarının önemli olduğu, daha büyük miktarda ısı transferi sağlayan sistemler için ayrıştırma kanallı olanlar seçilmelidir.

Aynştırma kanalı olarak kullanılmak zoıunda kalınan malzeme miktan yaklaşık olarak ısı transferinin gerçekleştiği yüzeyin 1,5 katı kadardır. Bu ıniktar sistemin toplam ağırlığı ve maliye ti açısından ilave bir yük getirmektedir. Bu durum karşısında akla gelen ilk soru: Ayrıştırma kanalı olarak kullanılan "

malzeme,

ısı

geçiş

yüzeyi

olarak

kullanılsa

idi

kazanç ne olurdu ?".

Bu etkiy i daha iyi görebilmek için, Malzeme kullanım verimliliği ad1 altında bir yeni tanım daha yapılmış tır Bu ifade, ısı transfer edi1en yüzey 1 kullanılan malzemenin toplam yu·zeyı· (A 1 .

ısı tr.

�yrıştırma Kanal Verimliliğinin Araşt. � rılma�ı H. Pehlivan, M. Ozdemrr

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sa)'1 (Temmuz 2002)

Aıruı ) şeklindedir. Bu tanıma göre malzeme kullanım verimliliği

olarak

0,4

hesaplannuştır.

Buna

ak SIZ

göre

kullamlan malzemenin tamamı ısı transferinde görev alsaydı

yaklaşık

edilebilirdi.

üç

katı

Ancak

kullanıldığından

fazla

daha

aynştrrma

sadece

ısı

transfer

kanalı

olarak

(1,122- 1=0,122)

12,2

oranında bir artış sağlanabilmiştir. Isı değişicisi için genel

anlamda

bir

kullanım

yüzey

verimliği

tan1mlanacak olursa bu: Elde edilen ısı transferinin ısı transferi

için

kullanılan

yüzeye

oranı

Jl A

olarak,

ayrıştınna kanallı ve ayrıştıınıa kanalsız dunım için ayrı ayn

hesaplanabilir.

Q A

ak.sıı

Araştırmaya

Jl A

ak.lı

konu

durumda

Şekil

olduğu görülmektedir.

olan

malzeme

kullanım

ll. Ortalama logaritmik sıcaklık

farkı

KAYNAKLAR

şekli;

ayrıştırma kanalı veya ısı transfer yüzeyi seçeneği için,

[1]

ekonomik açıdan bir karşılaştırma, üretim maliyetleri

Mills,

F.,"Heat

Transfer",

Unıversity

California at Los Angeles, Los Angeles, California

göz önünde bulundurularak daha somaki bir çalışmada

90024-5197, Prentice-Hall, 1999. [2] Keys, W. M. > and London> "A. L. ,Compact Heat Exchangers, 3rd ed.", Krieger, Melbourne, Fla., 1998.

ele alınacaktır.

100

[3] Spiga. M., Spiga, G., Trensient temperature field in

ak SIZ

cross flow heat exehanger with fınite wall capasitance,

------ ------�

Journal ofHeat Transfer, Vol.

ak ı ı 120 ..ı-------t.:

110, No.49.

[4] Michailov, M. D., Ozışık, M. N., "Finite element analysis of heat exchanger", Proceeding of NATO Advanced Study Institute, Vol.l , İstanbul,

1980.

[5] Bejan, A., Tsatsoranis, G., Moran, M., "Thermal design and Optimiztion", John WileySons, NewYork,

1996. [ 6] Alfa LavaJ, Plakalı Isı değiştiTicileri kata loğu. [7] Genceli> O. F. , Isı Değiştiricileri, Birsen Yayınevi.

(8]

Incropera, F. P.,

Geçişinin

Temelleri,

Dewitt, D. P., Isı ve Kütle Literatür Kitapevi, Dördüncü

Basımdan Çeviri, s. 641,

[9] Stephan, K Chem.-Ing.-Techn. 34, S.207/12, 1962. [10] VDI-Warmeatlas, 7. baskı,Gd3-Gb5, 1994.

Şekil 9. YOzey ku11anım verimli1i�i

100 .......

� o

ak srz

�------�

ak lt

•

Q. o

...,

...... •

... ..., -

60 40

ct) -

Şekil

2001.

10. Isı transfer yüzeyinin toplam alana oranı

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Aynştarma Kanal Verimliliğinin Araştırılınasa H. Pehlivan, M.

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

...,

Özdemir

AYRIŞTIRMA KANAL VERIMLILIGININ ARAŞTIRILMASI

Hüseyin Pehlivan, Mustafa Özdemir

Özet

Bu çalışmanın amacı tek geçişli çapraz akışlı

plakah ısı değişicilerinde transfer edilen ısı aklsının optimizasyonudur.

tür

ısı

değiştiricilerinde

Mills[l ],

ısı

değiştiricisindeki

akışkanların

sıcaklık

dağılunlan ve ısı geçiş miktarlarının hesaplanması ısı değiştiricisiııin kapasitesi

verimi hakkında

veıınektedir.

aJanından elde edilen ısı akıları arasındaki ilişki

kaynaklardan Kays and Londan[2], günümüze kadar

incelenmiştir. Sistemin ayrıştırma kanallı (ak.lı) ve

çok geniş şeldlde ısı değiştiricHerinin tüm özelliklerini

kanalsız

(ak.sız)

sonuçları

arasındaki

değiştiricisi

konusunda

fikir

malzeme kullanım şekli ile birim malzeme yüzey

ayrıştırma

Isı

temel

ve dizayn problemleri üzerinde çok sayıda çalışmaları almaktadır.

Spiga

Spiga[3],

duvar

ilişki, ayrıştırma kanalı malzemesinin, ısı transferi

yer

için kullanılmasının daha verimli olacağını gösterdi.

kapasitesi olan çapraz akışlı ısı değiştiricHerinin geçiş

Sonuçlar

ısı

sıcaklık alanlanın incelemi ştir. Michailov ve Özışık[4],

değişicilerindc malzeme kullanım verimliliği tanımı

çapraz akışlı ısı değiştiricileri ile karmaşık montajlı ısı

yapılarak bir optimizasyon kriteri oluşturulmuştur.

değiştiricilerine

grafik

olarak

sunulmuş

plakalı

anlatmışlardır. Anahtar

kelimeler

Isı

değiştiricisi,

aynştırma

kanalı

Ahstract

uygulanan Bejan[5],

sonlu

belirli

eleman

analizini

ısı değiştiTicisi dizaynında,

yalruzca ısı geçiş miktarının hesaplanması değil; aynı zamanda ısı değiştirici basınç kayıplarını göz önünde tutan dizayn metotları geliştirmiştir.

The aim of this study is the optimisation of

transferred heat flux in a plate heat exchanger. The

I. AMAÇ

yüzeylerine

gereksinim

duyulmaktadır.

Newton

soğuma yasası gereği, yüzey alanı küçük tutulmak istendiğinde

aynı

oranda

ısı

transfer

katsayısının

aı1tırılmas1 veya sıcaklık farkı potansiyelinin verimli kullanılması değişici.si

zorunluluğu

tasarımlarında

doğmaktadır. bu

iki

Çeşitli

büyüklüğü

ısı

yüksek

değerlerde elde edebilmek için önlemler alınmaktadır. Ancak bu önlemlerin büyük bir bölümü ek malzeme

değişıcİlerinde

beraberinde

ayrıştırrna

getiımektedir.

kanalı

profiilendirilmiş levhalardır. görevi

ve büyük ısı

tasarımlardan en sık kullanılanlardan biri de plakalı ısı

VE KAPSAM

elektronik,

farklan

miktarları söz konusu olduğunda büyük ısı transfer

kullanımını

Key Words- Heat excbanger, fın

endüstrileri,

Genel olarak küçük sıcaklık

mühendisliği,

iklinılendirme, soğutma ve uzay uygulamalan alanları sualanabilir.

akışkanın

çapraz

olarak

tanımlanan

Aynştırma karışınunı

kanallarını n engelleyerek

optimal bir çözüm noktası olması gerekmektedir. Bu

ilişkiler

manzumesini

ortaya

koymakla

ekonomik

H Pehlivan M. Özdemir;SA.Ü, Mühendislik Fakültesi Makine

Mühendisliği BölUmü,

Sakarya

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Aynştırma Kanal Verimliliğinin Araştırılması

H. Pehlivan, M. Özdemir

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

nasıl sonuçlar verdiğini anlamak için çeşitli ayrıştırma

farkını en iyi şekilde kullanabilmelerine karşın, pratikte

kanallan geometrileri uygulanabilmesi mümkündür. Bu çalışmada 20 °C sıcaklık farkında hava dan havaya

inıal güçlükleıi, ısı transfer yüzeyindeki ısıl gerilmeler

ısı transfer eden biri ayrıştırma kanallı, diğeri aynştırma

edilmeyebilirler. Ters akımlı ısı değişicileri giriş ve

kanalsız eş boyutlarda iki plakalı ısı değişicisi deneysel

çıkış

olarak incelenmiş ve transfer edilen ısı miktarı baz

değiştiricileridir. Çapraz akışlı sistemlerde ise ortalama

alınarak malzeme kullanım verimliliği incelenmiştir.

logaritmik sıcaklık farkı ve 1sı değiştiTicisi etkenliği,

Çalışmanın amacı: Isı değişicisi tasarımında malzeme

paralel akımlılardan iyi, ters akımlılardan kötüdür. İmalat kolayhğı nedeniyle pratikte kompakt ısı

kullanımım

indire

aza

bilmek

için

bir

hesap

yönteminin geliştirilmesi ve mukayese edilebilir bir büyüklüğün tammlanmasıdır[6).

korozyon

tehlikesi

sıcaklık

farkının

nedenleriyle yüksek

tercih ısı

olduğu

değiştiricilerinin çoğu çapraz akımlı olarak yapılır. Tasarlanan bir geçişli çapraz akım için ve bütün çok

II. ISI DEGİŞ'I'İRİCİSİ TASARIMI İÇİN FİZİKSEL ESASLAR

geçişli haller için ısı değiştiticisi ters akımlı

düşünülüp ortalama logantmik sıcaklık farkı hesaplanıp bir düzeltme faktörü

Bir ortamdan diğer bir ortama ısı geçişi şu şekilde ifade

Q=U A�Tm

(

F ) ile çarpılarak etkin ortalama

sıcaklık farkı bulunur[8].

edilebilir[?]:

tıTm,_ çapraz = F ./;:,.T , m

(1)

Sıcak akışkanın soğurken verdiği ısı

(4)

ters

bu faktörden soma bağıntı

=Isı değiştiricide geçen ısı =

gibi

( 1)

Q =U A!} F ( T.g- T2g)

= Soğuk akışkanın ısınırken aldığı ısı

(5)

2 Bu denklemde U (W/m K) ısı değiştiricisinin toplam ısı 2 geçiş katsayısını, A (m ) iki akışkanı ayıran ısı geçiş

şeklini alır.

yüzeyi,

benzerlik ifadesi yard1mı sayesinde iç ve dış ısı taşınım

11Tm (°C)

bütün ısı değiştincisinde etkili olan

katsayılarımn belirlenmesi ile sağlandığı için, Nusselt

ortalama logaritmik sıcaklık farkını göstermektedir. Isı değişticicilerinin ısıl hesaplamaları için, akışkanların giriş

çıkış

sıcaklıklan

hesaplanabiliyorsa

�T m

ise

(& -N)

(8 - P)

veya

hesaplanırlar.

Yapılan

veya

biliniyor

doğrudan,

aksi

kolayca

sayısını ( Nu ) veren ve Reynolds sayısı (Re) ile Prandtl ampirik bağıntılardan sayısına (Pr) bağlı olan yararlanıhr.

durumlarda

adlan verilen yöntemlerle

çalışmada

Toplam ısı geçiş katsayısı U nun hesaplanması Nusselt

(-9 - P)

Levhalı ısı değiştiricilerinde laminer akış için Nu fonksiyonu

yöntemi

güvenilir bir bağıntıya rastlanamadı. Bu nedenle iç içe geçmiş iki boru arasında türbülanslı akışta geçerli olan bir ifade[9]

(2)

(9 )

08/Jd. / da )0'84 +[ l-014f�dı. 1 da )Q6]

Nu /Nılioru =

boyutsuz sıcaklık olarak şu

�

l+(d; +da)

şekilde tanımlanır: kullanılımştır, burada

(3)

Isı

değiştiricileri

sımflandırıldığında

akış

düzenlemesine

ters, çapraz

paralel

akış

şeklinde

Bu bağıntının geçerli olduğu aralık belli

sıcaklığın

bir

değerin

üstüne

2300 >Re>106

gradyenlerinin

di 1 l <ı

durumlarda

istendiği

uygulanırlar. Genel olarak sıcaklık farkı potansiyelini verimli kompakt

kullanamazlar. bir

şekilde

alınarak iç ve dış çap

N�oru =0,0214(Re0'8 -1 O().Pr0'4 .[1+(di i 1)213] (7)

göre

çıkmasının istenınediği durunuarda veya çok büyük sıcaklık

di= da

Ters

akınılı

ısı

üretHebilmelerine

0,5 < Pr < 1,5

değişicileri ve

(6)

eşit kabul edilmiştir. Bağıntı (6) için gerekli olan Nuboru ifadesi şu şekilde verilmiştir[lO].

gruplandırılırlar. Paralel

olmasına

karşın, türbülanslı akış ve geçiş bölgesi için Nu sayısını veren

kullanıldı. Bu yöntemde ısı transferi[2]

olarak ifade edilir ve

ve rilmiş

literatürde

dır.

sıcaklık

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Aynştırma Kanal Verimliliğinin Araştıniması H. Pehlivan, M.

Bağıntı ( 6) ve (7) deki değerler kullanılan sisteın için şu şekilde uyarlanmıştır. İç çapı (di), dış çapı (da) ve borunun uzunluğu ( 1 ) nun sonsuza ( oo ) gittiği varsayılarak bir yaklaşımda bulunulmuştur. Bu kabullerden sonra Nu sayısı, Nu= 0,018404(Re0'8 -1 OO).Pr

0•4 . ( 1 +

(

)213]

(8)

şeklini alır. Böylelikle sınır şartlan ( d/1 ) içinde bir yaklaşımda bulunulmuştur.

Özdeınİr

Sıcaklık ölçümü için Testo 905-T 1 sıcaklık ölçme aleti kullamldı. Bu sensörde K tipi tennoeleman kullanılmaktadır. Aynı kanallarda ölçüm aleti 1 er cm kaydırılarak akışkaniann çıkış sıcaklıkları ölçüldü. Yapılan bu işlem üç kere tekrarlandı ve bunlarnı ortalaması alındı. Faiklı 20 noktada sıcaklık dağılımı ölçüldü, sistemden çıkış sıcaklığı olarak da bu ortalama değerlerin aritmetik ortalaması alınarak tek bir sıcaklığa indirilerek akışkanların sistemden çıkış sıcaklıklan elde edildi ( T,ç orı., Tır

ort.

III. DENEY DÜZENEGİ ve DENEYSEL ÇALIŞJ\<IA

Deney düzeneğinde sıcak ve soğuk hava kaynağı olarak her biri farklı hava debisi ve ısıl güçlerde olmak üzere, üç ayrı kadernede çalıştırılabilen elektrikli hava ısıtıcılan kullanıldı. Isı değiştiricisi malzemesi olarak Çinko kullanıldı, malzeme seçiminin nedeni, lehiıne ve plastik şekil vermeye elverişli olan yumuşak bir malzeme olmasıdır. Malzeme kalınlığı 0,5 mm dir. Sistemden çevreye olabilecek kayıplan engellemek için ısı değiştiticismin tamamı 3 mm kalınlığında köpüklü polietilen ile kaplandı. Aşağıdaki Şekil ı' de deney düzeneği şematik olarak gösterilmiştir.

Hava Girişi

Sürek1i rejimde sistemin şematik gösterimi

Yapılan deneysel çalışmada A, B, C ve D plakalarında transfer edilen ısılar, her bir kademe için çıkartılan ısı bilançoları ile elde edilir. Elde edilen sonuçlarda A ile D ve B ile C plakalarının bir birine özdeş olduklan sonucuna varılmıştır. Çevreye olan ısı kaybından en az etkilenen plakanın C plakası olduğu sonucuna deneysel sonuçlarla vanldı. C plakasının deneysel verilerinin kullanılmasırun nedeni çok sayıda plakanın k:ullanıldığı gerçek ısı değiştiricilerine e n yakın sonuçlann alınabilmesidir. Farklı güç kademelerinde yapılan deneysel çalışmalarda, sisternin tamamı için yapılan ısı bilançoları incelendiğinde elde edilen verilerin her kademe için uygun olmadığı göıüldü. Sadece C plakası ve sınırlı sayıdaki kademelerden dolayı yapılan deneyierin sınırlı bir miktarı kullanıla bildi.

Hava

Girişi 1

Şekil 2.

IV. MODEL KABULLERİ VE DENEY SONUÇL ARI Teorik hesaplamalar iki plaka arasındaki mesafenin ( s ) 6, 8, ve ı O mm olduğu dununlar için yapıldı ve iki farklı durum için bulunan değerler grafık olarak yansıtıldı. Sonuçlann incelenmesi neticesinde s 8 mm değeri için deney düzeneğinin oluştwulması kararlaştuıldı. Deneysel çalışmada sıcak akışkanın 3, soğuk akışkanın ise 2 kanaldan sisteme girmesinin uygun olacağı kabul edildi çünkü, sıcak akışkanın genleşmesinden dolayı soğuk akışkana göre daha geniş kesitten sisteme girmesi sayesinde bir birine yakın hızlar elde edilebiJn1esidir . Yapılan deneylerde I 1 - II 1 kademelerinde aşağıdaki şekil 3 deki gibi akışkanlar =

Şekil 1. Deney düzeneğinin çahşma prensibi

Bu düzenek birbirine paralel 6 tane plakadan oluşmaktadır. En üstteki ve alttaki izolasyonlu olduğu için ısı transferinin gerçekleştiği 4 tane plaka bulunmaktadır ve bunlarda yukandan aşağıya A, B, C ve D harfleriyle sembolize edilmiştir.

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Ayrıştırma Kanal Verimliliğinin Araştırılması H. Pehlivan, M.

6.Cilt, 2.Say1 (Tem1nuz 2002)

II 2 - I 1 kademesinde Şekil 3 deki Q değerleri

sisteme alınmış, yapılmıştır.

kabul

göstermektedir.

(9)

ölçüldü.

Qkayıp değeri

edildi

hesap değerlerinin birbirine ne derece yakın olduğunu

ise bunun tersi

riı.cP �T

bağıntısıyla hesaplandı. Bağıntı ve

(9)

daki

�T

(

değeri

ll 2- 1 1) Q - dtm

�------�M-�

ak h

alt ve üst plakada aynı olduğu

ısı

bilançolanndan

Özdemir

çözüm

ortak

yöntemiyle hesaplandı. Belirli bir kademedeki toplam enerji dengesi şu şekilde olur.

Q1,Qı,Q3 akışkarun

sıcak sisteme

göstermektedir. sırasıyla A, B, transferi

akışkanın

giriş

çıkış

entalpileri

Q; , Q;, Q; ve

değerleridir.

ise

soğuk

+-------�--�--��

12 Q (W)

farklanın

4. Ayııştnma kanallı d u run için T18=76 °C, T2g 56 °C , Aynştııma kanals ız durum için ise T1g-69 °C, T2r51 °C

Şekil

değerleri

plakalarında meydana gelen ısı

mertebelerinde yapılan deneysel çalışmanın sonuçlan ile bu şartlardaki hesap degerierinden elde edi !en Q-dTm değerlerinin

Bunlar yapılan ısı bilançoları

karşılaştın1ması.

neticesinde bulunur.

( 1 1 11 1 }

17,5

E .....

Q -dTm

,-----·-----.

SIZ

16,5 +------7fll'! 16 +------

15,5 +-------�r�L--------1

Qı

15 +---�----,--�--� 9 7 5 11 13 15 Q(W)

Şe kil

aynştırma

Aynştırma kanallı kanalsız

durum

durun

i çi n

için T18=56 °C, T2, 35 °C, ise T1g=54 °C, T2,=34 oc

mertebelerinde yapılan deneysel çahşmanın sonuçlan ile bu şartlardaki hesap değerlerinden elde edilen Q-dTm değerlerinin karşılaştın lmast

Şekil 4 ve 5'de ayrıştırma kanallan kullanıldığı ve kullanılmadığı durumlarda farklı güç basamaklanndaki hesaplanan ve deneysel elde edilen Q-dTm değerleri görülmektedir.

Ayrıştııına

kanalı

kullanılmadığında

dTm değerinin daha yüksek çıkması doğaldır. Şekil 5

Şekil 3. Sıcak akışkamn 2, soğuk akışkamn 3 kanaldan sistenıe girdiği

d uru mdak i enerji da�ıhmı

sonucu

desteklen1esine

karşın

şekil

desteklememektedir. Her bir kanala ait kütle debilerinin Aşağıdaki grafıkler Şekil 4, 5 ,

farklı çıkn1asından dolayı Şekil 4 ve

ve 7 'de ayrıştırma

(

deney sonuçlarının bir kısmı ve teorik hesaplamalar

içi dolu ) ile değişik zaman

sonucundaki

aralıkların da yapı lan deneysel ( içi boş ) sonuçlarm yer

desteldenmektedir

aralığında yapıldığı için ortam şartlarının değişmesiyle kaynaklarının

duyarlılığından dolayı sonuçlar elde

sistemin

aynı güç

sıcaklığa

olan

kademesinde

farlclı

veriler

neticesinde

aynştınna kanalsız

durumda dTm değerinin daha yüksek çıktığı kanısı

aldığı grafıkler buhuımaktadır. Deneyler farklı zaman ısı

deki grafikleri

mukayese etmek mümkün değildir. Ancak elde edilen

kanallı ve kanalsız durum içim farklı kademelerde elde edilen hesap değerleıi

edilmiştir. Bu grafıkler;.deneysel ve

Aynştlrma Kanal Verimliliğinin Araştırılması

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

H. Pehlivan, M. Özdemir

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

(ll

�

1 1)

Q-u

ak SIZ

2·

17+-----

�

12 �-------� 7 +-------�--� 14 11 8 5 Q(W)

Şekil

6. Ayrıştıona kanallı

ayrıştırma

kana]sız

mertebelerinde şartlardaki

durum

yapılan

hesap

durun için T1g=76 °C, T2g=56 °C, için

deneysel

değerlerinden

ise

T ıg=69

çalışmanın

etde

edilen

karşıtaştın lması

°C,

T2g=51

sonuçlan

Q-U

ile

°C bu

değerlerinin Şekil 8. Nusselt sayısının Prandl sayısı = 0,7 için Reynolds say1sına

göre değ1şinıi[l O] {11-111)

::J

Q-U

ak SIZ 14 -1------..,.�--1

10 +-----�----�--� 15 5 10 Q(W) Şekil

ayrıştırma

Ayrıştııma kanalh durun için T1g=56 °C, T28=35 °C, kanalsız

mertebelerinde şartlardaki

yapılan

hesap

karşı laştı rılması

durum

için

deneysel

değerlerinden

ise

T1g-54

çalışmanın elde

edilen

°C,

T28=34

sonuçları

Q-U

ile

°C bu

değerlerinin

Elde edilen deney sonuçlannın ışığı nda plakalı ısı değişicilerinin kullanım amaçları ile ilgili olarak şunlar söylenebilir:

Basit, kolay üretilebilen, kayıpların çok fazla önenıli oln1adığı, hafif ve dolayısıyla maliyetin düşük olduğu durumlarda ayrışt ırma kanalsız sistemler kullanılmalıdır.

Uygulama hacminin sınırlı olduğu, sıcaklık farklarının önemli olduğu, daha büyük miktarda ısı transferi sağlayan sistemler için ayrıştırma kanallı olanlar seçilmelidir.

malzeme,

ısı

geçiş

yüzeyi

olarak

kullanılsa

idi

kazanç ne olurdu ?".

ısı tr.

�yrıştırma Kanal Verimliliğinin Araşt. � rılma�ı H. Pehlivan, M. Ozdemrr

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sa)'1 (Temmuz 2002)

Aıruı ) şeklindedir. Bu tanıma göre malzeme kullanım verimliliği

olarak

0,4

hesaplannuştır.

Buna

ak SIZ

göre

kullamlan malzemenin tamamı ısı transferinde görev alsaydı

yaklaşık

edilebilirdi.

üç

katı

Ancak

kullanıldığından

fazla

daha

aynştrrma

sadece

ısı

transfer

kanalı

olarak

(1,122- 1=0,122)

12,2

oranında bir artış sağlanabilmiştir. Isı değişicisi için genel

anlamda

bir

kullanım

yüzey

verimliği

tan1mlanacak olursa bu: Elde edilen ısı transferinin ısı transferi

için

kullanılan

yüzeye

oranı

Jl A

olarak,

ayrıştınna kanallı ve ayrıştıınıa kanalsız dunım için ayrı ayn

hesaplanabilir.

Q A

ak.sıı

Araştırmaya

Jl A

ak.lı

konu

durumda

Şekil

olduğu görülmektedir.

olan

malzeme

kullanım

ll. Ortalama logaritmik sıcaklık

farkı

KAYNAKLAR

şekli;

ayrıştırma kanalı veya ısı transfer yüzeyi seçeneği için,

[1]

ekonomik açıdan bir karşılaştırma, üretim maliyetleri

Mills,

F.,"Heat

Transfer",

Unıversity

California at Los Angeles, Los Angeles, California

göz önünde bulundurularak daha somaki bir çalışmada

90024-5197, Prentice-Hall, 1999. [2] Keys, W. M. > and London> "A. L. ,Compact Heat Exchangers, 3rd ed.", Krieger, Melbourne, Fla., 1998.

ele alınacaktır.

100

[3] Spiga. M., Spiga, G., Trensient temperature field in

ak SIZ

cross flow heat exehanger with fınite wall capasitance,

------ ------�

Journal ofHeat Transfer, Vol.

ak ı ı 120 ..ı-------t.:

110, No.49.

[4] Michailov, M. D., Ozışık, M. N., "Finite element analysis of heat exchanger", Proceeding of NATO Advanced Study Institute, Vol.l , İstanbul,

1980.

[5] Bejan, A., Tsatsoranis, G., Moran, M., "Thermal design and Optimiztion", John WileySons, NewYork,

1996. [ 6] Alfa LavaJ, Plakalı Isı değiştiTicileri kata loğu. [7] Genceli> O. F. , Isı Değiştiricileri, Birsen Yayınevi. (8] Incropera, F. P., Dewitt, D. P., Isı ve Kütle

Geçişinin

Temelleri,

Literatür

Basımdan Çeviri, s. 641,

.......

� o

ak srz

�------�

ak lt

•

Q. o

...,

...... •

... ..., -

60 40

ct) -

Şekil

Dördüncü

2001.

[9] Stephan, K Chem.-Ing.-Techn. 34, S.207/12, 1962. [10] VDI-Warmeatlas, 7. baskı,Gd3-Gb5, 1994.

Şekil 9. YOzey ku11anım verimli1i�i

100

Kitapevi,

10. Isı transfer yüzeyinin toplam alana oranı

A Decision Support System for The Diagnosis

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sa}'l (Temmuz 2002) SAU

Of Heart Valve Diases

İ. Türkoğlu, A. Arslan, E. İJkay

A DECISION SUPPORT SYSTEM FOR THE DIAGNOSIS OF HEART .

V ALVE DISEASES

İbrahim Türkoğlu, Ahmet Arslan, Erdoğan İlkay

Abstract

I. INTRODUCTION

In this paper, a decision sup port system is

presented for interpretation of the Doppler signals of pattern

Researches sl1owed that the most of human deaths in the

recognition. This paper especially deals with the

world are due to heart diseases. The heart valve disorders

feature extraction from measured Doppler signal

are of importance among the heart diseases. Among

waveforms at the heart valve using the Doppler

them, mitral and aortic valve disorders are the most

Ultrasound. Wavelet transforms and power spectrum

common ones. For this reason, early detection of heart

the

heart

valve

diseases

based

the

estimate by Yule-Walker AR method are used to

valve disorders is one of the most important medical

feature extract from the Doppler signals on the time

research areas [1 ]. In the today, the used methods for

frequency

diagnosis of heart valve disorders are non-invasive

domain.

applied to

these

Wavelet

features.

entropy

The

method

techniques

back-propagation

neural network is used to classify the extracted

sounds

features. The performance of the developed system

irnaging

( electrocardiograms,

and

murn1ur

and

from

Doppler

chest

x-rays,

stethoscope,

techniques)

heart

ultrasound

and

invasive

has been evaluated in 215 samples. The test results

techniques (angiography, transozefagial echocardiograph

Doppler heart sounds. The correct classification rate

offer

showed that

this

system

was

effective

[2]. However, each method is limited in its ability to

to detect

was about 84°/o for normal subjects and 95.9°/o for

characterization

wavelet

decomposition,

interfaces

cardiologist

Yule

detection

and

[3]. All of these methods are based on

existing can

methods.

understand

the

this output

way, of

the the

examination systems more easily and diagnose the

Walker AR, neural networks.

Özet

thorough

in this area are focused on improving human-machine

Keywords: Pattern recognition, Doppler heart sounds, extraction,

and

experience and information of physician. The researches

abnormal subjects.

feature

effıcient

problem more accurately [4]. Bu

çalışmada,

kalp

kapak

sinyallerinin değerlendirilmesi için

Doppler

Doppler teclıniques are the most preferred because they

örüntü tanıma

are conıp letely non-invasive and without risk in the

esaslı bir karar destek sistemi sunulur. Çalışmada özellikle

Doppler

kapa kJarandan

Ultrason

kullanılarak

kalp

alınan Doppler sinyallerinin

dalga

serial studies. The technique has improved much since Satomura

first demonstrated

the

application of the

şekillerinden özellik çıkarma ele alınmıştır. Zaman -

Doppler effect to the measurement of blood velocity in

frekans

1959 [5].

Doppler sinyallerinden

bölgesinde

özellik

increasing use in the assessment of heart disease [6].

çıkarmak için Dalgacık dönüşümü ve Yule-Walker

AR metoduyla güç spektrum yoğunluğu kestirimi kullanıldı. Entropy

Elde

metodu

sıniflamak

için

edilen

uygulandı. geri

In recent years, Doppler technique has found

Doppler heart sounds (DHS) are one of the most

özelliklere

Dalgacık

İnıportant sounds produced by blood flow, valves motion

Çıkarılan

özeDikleri

and vibration of the other cardiovascular components

sinir

[7]. However, the factors such as calcifıed disease or

yayınım

yapay

ağı

kullanıldı. Geliştirilen sistemin başarımı 215 denek

obesity often result in a diagnostically unsatisfactory

üzerinde denendi. Elde edilen test sonuçlarına göre,

Doppler tecbniques assessment and, therefore, it is

geliştirilen sistem Doppler kalp seslerini ayırmak için

sometirnes necessary to assess the spectrogram of the

oldukça etkilidir. Sistemin doğru sınıflama yüzdesi

Doppler shift signals to elucidate the degree of the

normal

disease [6]. A major motivation in o ur work is to aid the

normal olmayan denekierde o/o95.9 iken

denekierde 0/o84 dür.

Anahtar Kelimeler sesleri, dalgacık ağla rı .

diagnosis in such cases. Among Doppler techniques, the most

Örüntü tanıma, Doppler kalp

ayrışımı,

profile

indices

and straightforward such

the

are

pulsatility

wavefonn index

(PI),

Pourcelot or resistance index (RI) and AIB Systolic Diastolic ratio, which are highly correlated and led to

Yule-Walker AR, sinir

i.Türkoğlu;Fırat Univ. Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi BölümU, A.Arslan;Fırat üniv. Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, E. İ1kay�Fırat Ün iv. Kardiyoloji BölO mü, 23119, Elazığ.

ubiquitous

A Decision Support System for The Diagnosis

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cllt, 2.Sayı (Tenunuz 2002)

Of Heart Valve Diases

İ.

Türkoğlu, A. Arslan,

E. llkay

diseases is demonstrated in Seetion IV. Finally Seetion V presents discussion and conclusion.

highly erroneous diagnostic results [8]. These indices rely on the peak systolic and end-diastolic velocities, with only the Pl making use of the mean velocity over the cardiac cycle. More sophisticated methods have also been developed such as the Laplace transform and principal components analysis. However, none of the simple or more complex analytica1 techniques has yielded an acceptable diagnostic accuracy so as to be commonplace in the vascular elinic [ 6]. In this study, the developed method is a decision support system and will cause more effective usage of the Doppler technique. Up to now, many attempts have been undertaken to autornatically classify Doppler signals using pattem recognition [9, 1 0]. Nevertheless, the studies on the Doppler heart sounds are fairly limited.

D. PRELIMINARIES

In this section, the theoretical foundations for the decision support system used in the presented study are given in the following subsections. 11.1. Pattern recognition

Pattem recognition can be divided into a sequence of stages, starting with featw·e extraction from the occurring patterns, which is the canversion of patterns to features that are regarded as a candensed representation, ideally containing all-important information. In the next stage, the feature selection step, a sınaller number of meaniugful features that best represents the given pattem witlıout redundancy is identified. Finally, the classification is caıried out, i.e., a specific pattem is assigned to a specific class according to the characteristic features selected for it. This general abstract model, which is demonstrated in Fig.l, allows a and variety of different realizations broad implementations. Applying this terminology to the medical diagnostic process, the patterns can be identitied, for example, as particular, formalized symptoms, recorded signals, or a set of images of a patient. 1'he classes obtained represent the variety of different possible diagnoses or diagnostic statements [ll]. The techniques applied to pat1em recognition use artificial intelligence approaches [ 12].

This study will introduce the technique that will aid elinical diagnosis, enable further research of heart valve disorders, and provide a decision support system for recognition of heart valve disorders. This study uses the powerful mathematics of wavelet signal processing and entropy, PSD to efficiently extract the features fron1 pre processed Doppler signals for the purpose of recognizing between abnormal and normal of the heart valve. An algorithm called the decision support system was pattern developed using advanced recognition approximate. The Doppler heart sounds can be obtained simply by placing the Doppler ultrasonic flow transducer over the chest of the patient. A disadvantage of the Doppler method is that it requires the constant attention of the doctor to detect subtle changes in the DHS [10]. The presented method prevents subtle changes in the DHS from escaping physician' s eye by perceiving them, even if the physician does not pay a continuous attention.

patterns

feature .... ... extraction 1 selection \...

The realized study has the stages of decision and evaluation on the contrary the existing diagnosis methods. Thus, the doctor can nıake a comparison between the diagnoses by the developed method and the diagnoses by the existing methods. If the results are different, the exanıinations can be repeated or performed more carefully. In this way, the physician can decide ınore realistically.

/ ... ...

classification

dasses

.... ..-

j�

/ \..

training leaming

� ...

__)

Fig.l. The pattem recognition approach.

The paper is organized as follows. In seetion II, we review some basic properties of the pattern recognition, the Doppler heart signals, wavelet decomposition, autoregressive methods for the power spectral density, wavelet entropy and neural networks. A decision support system is deseribed in Seetion III. This new method enables a large reduction of the Doppler signal data while retaining problen1 specific information which facilitates an efficient pattem recognition process. The effectiveness of the proposed n1ethod for classifıcation of Doppler signals in the diagnosis of heart valve

11.2. DHS Signal s

I'he audio DHS is obtained simply placing the Doppler ultrasonic flow transducer over the chest of the patient [ 1 0]. Figw·e 2 shows a DHS signal from heart mitral valve. The DHS produced from echoes backscattered by moving blood ce lls is generally in the range of 0.5 to 1O kHz [13]. DHS signal spectral estiınation is now coınmonly used to evaluate blood flow parameters in order to diagnose cardiovascular diseases. Spectral estimation ınethods are particularly used in Doppler

A Decision Suppoı1: System for The Diagnosis

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

İ.

Of Heart Valve Diases Türkoğlu, A. Arslan,

E. İlkay

Clinical

Wavelet decoınposition uses the fact that it is possible

diagnosis procedures generally include analysis of a graphical ilisplay and parameter measurements, produced by blood flow spectral evaluation. Ultrasonic instrumentation typically employ Fourier based methods to obtain the blood tlow spectra, and blood flow measurements ( 14].

to resolve high frequency components witbin a smail time window, and only low frequencies components need large time windows. This is because a low frequency component completes a cycle in a large time interval whereas a high frequency component completes a cycle in a much shorter interval. Therefore, slow varying components can only be identified over long time intervals but fast varying components can be over short identi:fied intervals. Wavelet time decomposition can be regarded as a continuous time wavelet decomposition sampled at different frequencies at every level or stage. The wavelet decomposition function at level m and time location tm can be expressed as Equation (2):

ultrasound cardiovascular disease detection.

Doppler signal is not a siınple signal. It includes random characteristics due to the random phases of seattering partictes present in the sample volun1e. Other effects such as geometric breadening and spatially varying velocity also affect the signal [ 1 5]. The following is Doppler equation:

2v f cos8 L1f= ---

(1 )

(2)

Where v equals the velocity of the blood flow, f equals the frequency of the emitted ultrasonic signal, c equals the velocity of sound in tissue (approximately 1540 meter/sec), Llf equals the measured Doppler frequency shift, and 8 equals the angle of ineidence between the djrection of blood flow and the direction of the emitted ultrasonic beam [ 13].

Where \f'm is the decomposition filter at frequency level m. The effect of the decomposition filter is scaled by the factor 2m at stage m, but otherwise the shape is the same at all stages. The synthesis of the signal from its time frequency coeffıcients given in Equation (3) can be rewritten to express the composition of the signal x[n] from its wavelet coefficients.

ı �

-E 0.5

d[n] = x[n] *h[n}

> �

(l) '"O

,......., s

c[ n]= x[n} * g[n}

< -0.5

(3)

where h[n] is the impulse response of the high pass filter and g[n] is the impulse response of the low pass tilter [l 9]. Time (see)

Fig.2. The

wavefoım pattem of the Doppler heart sound.

11.3. Wavelet Decomposition

Wavelet transforms are rapidly surfacing in fıelds as diverse as telecommunications and biology. Because of tbeir suitability for analysing non-stationary signals, they have become a powerful altemative to Fourier methods in many medical applications, where such signals abound [5, 16, 1 7]. The main advantage of wavelets is that they have a varying window size, being wide for slow frequencies and narrow for the fast ones, thus leading to an optimal time-frequency resolution in all the frequency ranges. Furthermore, owing to the fact that windows are adapted to· the transients of each scale, wavelets lack of the requirement of stationarity [ 18].

Wavelet packet ana1ysis is an extension of the discrete wavelet transform (DWT) [20] and it tums out that the DWT is only one of the many possible decompositions that could be performed on the signal. It is therefore possible to subdivide the whole time-frequency plane into different time-frequency pieces. The advantage of wavelet packet analysis is that it is possible to combine the different levels of decomposition in order to achieve the optimum time-frequency representation of the original [5]. 11.4. Autoregressive Methods (AR)

The most comınon parametric method employs autoregressive models (AR) in which it is assumed that a data value at a given time can be predicted from the preceding p data values and a noise terııı. An advantage of this method is that any power spectrum can be modelled by an AR process of some order p; however,

A Decision Support System for The Diagnosis Of Heart Valve Diases

Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temm uz 2002) SAU Fen

L Türkoğlu, A. Arslan, E. hkay

pattenı identifıcation [30]; h owcver to date neural network analysis of Dopp ler heart sounds is a relatively new approach. EEG

the value of p may exceed the length of the time series. The AR model is written as:

III. MEI'IIODOLOGY

(4)

Figure 3 shows the de c is ion support system we developed. lt consists of three parts: a) Data Acquisition and Pre-processing, b) Feature Extraction, c) Classifıcation Using Neural Network.

where Xt represents time samples, ak are the coefficients of the AR process, p is the model order, and nt are samples of a stationary white noise process. AR systems can also be deseribed by the power spectrum:

crp.ıdt 1-

I ak.e k=l

where

CJ�

-j2rc2njk

Doppler Ultrasound

(5)

Data acquisition Filtering PREPROCESSING White dc-noising Normalization �------r--�

Clcaned DHS Signal (The he art va 1 ves)

is the variance of the noise terrol n; f is

frequency; 11t is the time between samples [3, 19].

Wavelet decomposition Power spect ra l density Wavclct entropy

FEATU RE EXTRACTION

11.5. Wavelet Entropy

Entropy-based criteria deseribe infoımation-related properties for an accurate representation of a given signal. Entropy is a coınmon concept in many fields, mainly in signal processing [21]. A n1ethod for measuring the entropy appears as an ideal tool for quantifying the ordering of non-stationary signals. An ordered activity (i. e. a sinusoidal signal) is manifested as a narrow peak in the frequency don-ıain, thus having lo w entropy. On the other hand, random activity has a wide band response in the frequency domain, reflected in a high entropy value [22]. The types of entropy computing are shannon, threshold, nonn, log energy and sure [21].

Peaturc Space (13 features) �,

.--·

Backpropagation neural network

CLASSJFlC A TION -

Decision Space

�

\LASSIFICA TION Abnonnal valve RESULTS Normal valve

11.6. Ne ural N etworks

..__

An aıiificial neural network (ANN) is a mathematical model consisting of a number of highly interconnected processing elemeııts organized into layers, the geometry and functionality of which have been likened to that of the human brain. The ANN ınay be regarded as the process of teaming capabilities inasmuch as it has a natural propensity to store experimental knowledge and to make it available for later use. By virtue of its parallel distribution, an ANN is generally robust, tolerant of faults and noise, able to be generalized well and capable of solving non-linear problems [23]. The Doppler heart sounds, diseased or healthy, may be regarded as an inherently non-linear system due to the absence of the property of frequency preservation as required by the defınition of a linear system [24]. Applications of ANNs in the medical field include EMG pattem identification [25], images of human breast disease [26], medical data nunıng [27], Brachytherapy cancer treatment optimisation [28], interpretation of heart sounds [29],

Fig.

3. l'he cı lgorilh1n

of the dccision support system.

111.1. Data Acquisition and Prc-processing

All the original audio DIIS signals were acquired from the Acuson Sequoia 5 1 2 Model Doppler Ultrasound system in the Cardiology Department of the Firat Medical Center. DHS signals were sampled at 20 kHz for 5 scconds and signal to noise ratio of O dB by using a sound card which has 16-bit AlD canversion resolution and computer software prepared by us in the MATLAB (version 5. 3) (The Math Works Ine. Natick, MA, USA) . The Doppler ultrasonic Oow transducer used (Mo de l 3 V2c) was nın an operating mode of 2 MHz continuous wave. The Doppler signals of the heart valves were obtained by placing the transducer over the chest of the paticnt with the aid of ultrasonic image. The digi tised data, which has 95 nor n1a l and 120 abnormal subjects, 60

A Decision Support System for The Diagnosis

SAU Fen B1limleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Of Heart Valve Diases

i. Türkoğlu, A. Ars1an, E. İlkay

were stored o n hard disk of the PC. The subject group consisted of 13 2 males and 83 females with the ages ranging from 15 to 80 years. The average age of the subjects was 48.77 years. Pre-processing to obtain the feature vector \Vas performed on the digitized signal in the following order: i. Filtering: The reserved DHS signals were high-pass fıltered to remove unwanted lo\v-frequency components, because the DHS signals are generally in t he range of 0.5 to 10 kHz. The fılter is a digital FIR, which is a fiftieth-order fılter with a cut-off frequency equal to 500 Hz and window type is the 51-point symınetric H amming window. ii. White de-noising: White noise is a random signal that contains equal amounts of every pos sible frequency, i. e., its FFT has a flat spectrum [19]. The DHS signals were filtered removing the white noise by using wavelet packet. The white de-noising procedure contains three steps [31]: 1. Decomposition: Computing the wavelet packet deconıposition of the DHS signal at level 4 and us in g the Daubechies wavelet of order 4. 2. Detail coefficient thresholding: For each level from 1 t o 4, soft iliresholding is applied to the detail coefficients. 3. Reconstruction: Con1puting wavelet packet reconstruction based on the original approximation coefficients of level 4 and the n1odified detail coefficients of levels from 1 to ııı.

i. Wavelet

Original signal

, , ; ;

Terminal nodes Fi g. 4. The decoınposition

Noımalization: The DHS signals in this study were normalized using Equation (6) so that the expected amplitude of the signal is no affected from the rib cage structure of the patient.

DHSsignaı

wavelet For deco m position : decomposition of the DHS waveforn1S, the decomposition structure, reconstruction tTee at level 12 as illustrated in Figure 4 was used. W avelet decon1position was a pplied to the DHS signal using the wa velet Daubechies-1 O decomposition filters. Thus obtaining two types of coeffıcients: one-approximation coefficients cA and twelve-detail coefficients cD. A representative example of the wavelet decomposition of the Doppler sound signal of the heart mitral valve was shown in Figure 5.

(

DHSsignal

DHSsignaı

)

"Ö

a.-

-ı

�

Qrjginal Signa1

�GO 0.5

structure in level-12.

�--��

��--�-

Time

(see)

(6)

-0.5

max

�

"'O ..._

(1)

lll.2. Feature Extraction

"'d

Feature extraction is the key to pattem recognition so

that it is argoabiy the most important component of desi gni ng the decision support system based on pattem recognition since even the best classifier will perform poorly if the features are not chosen well. A feature extractor should reduce the pattem vector (i.e., the original wavefoını) to a lower dimension, which contains most of the useful information from the original vector. The DHS waveform patterns from heart valves are ıich in detail and hig hly no n-sta tionary. The goal of the feature extraction is to extract features from these patterns for reliable intelligent classification. After the data pre-processing has been realised, three steps are proposed in this paper to extract the characteristics of these waveforms using MATLAB with the Wavelet Toolbox and the S ign al Processing Toolbox:

·� �

2 o

-2

ı xl o-4

cD 12

o -ı

xl o-4 cA 5 12 o .__ o

__ı_ __ ____ı_ _ _ _ ı.____...ı.____ ı __.

Samp1es

lO x

104

Fig. 5. The terminal node waveforms ofwavelet decomposition at twelve I eve ls of the DHS signal.

ii. Power spectral density: The PSD spectrums of terminal nodes were computed using the Yule Walker AR method. In the AR model, the model order was chosen as p=5 for the all-pole filter and the FFT l ength was selected as quaıier the amoun t

A Decision Support System for The Diagnosis

SAV Fen Bjlimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

length

representative

the

Of Heart Valve Diases

i. Türkoğlu, A. Arslan, E. İlkay

terminal

example

node the

signals.

PSD

vectors w ere applied as the input to an ANN classifier.

The classification by neural network was performed

spectrun1

using MATLAB with the Neural Network Toolbox. The

waveform of a terminal node is indicated in Figure

ııı.

the

structure of the neura]

training parameters and

Wavelet entropy: We next calculated the norm

network used in this study are as shown in Table

entropy

defmed

waveforms.

(7)

Equation

These were selected for the best performance, after

PSD

several different experiments, such as the number of hidden layers, the size of the hidden layers, value of the moment constant and learning rate, and type of the

E(s)

where,

2_: ı

3/2

ls i is

activation functions. Figure 8 shows the ANN training

(7)

the

coefficients of

performance.

PSD

spectrum

(si)

and

ittı

Table

The resultant entropy data, which

were normalized witb

1/5, were plotted in Fig. 7.

The plot of the entropy data includes 13 features obtained from PSD spectrums of 13 teınıinal nodes. Thus, the feature vector was extracted by computing the wavelet entropy values for each

ANN architecture

The number of layers

layers:

50 Hidden : 5

The initial weights and biases:

The Nguyen-Widrow

The number of neuron on the

DHS signal.

Input

Terminal node wavefom1

0.5

Output: 2

Log-sigmoid

ANN trainingparameters Leaming role

Back-propagation

0.001 Increase : 1.05 Decrease: O.7 0.95 0.0001

Initial

Adaptive leaming rate :

o ,.-....

........,

.g ='

-0.5 .__ o

_ı__

_ı._

___.ı_

--l _

__ı_

Time Samp1es

. ....

xl Q-3

Mo mentum constant

....

�

method Activation Functions

�

trainingparameters

ı . ANN architecture and

Sum-squared error

()4

• •

Yule- Walker PSD Sp ec trum

Training for 277 Epochs

2 OL-----�----_.�--��-�===�=ı0.4 0 0.2 0 .6 ı 0.8

Noımalized Angular Frequency(saınple) ı o-5

6. The PSD spectrum of a terminal node waveform.

Fig.

100

150

200

250

Epoch 800 V

� �

1.5 Q.) �"'t:j

o...a

� ..... �

b.()

·-

�

� 05

�s

600

�

o o

200 o

The nwnber of entropy Fig. 7. The

400

100

ıso

200

Epoch

wavelet e n tropy of the DHS signal.

Fig. 8. The ANN

lli.3. Classification Using Neural Network The objective of classification is to demonstrate the

effectiveness of the proposed feature extraction method

from the DHS signals. For this purpose, the feature

training performance.

250

300

A Decision Support System for The Diagnosis

SAU Fen B::Jimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

OfHeart Valve Diases

İ. Türkoğlu, A.

Arslan, E.

İlkay

that with this method, new information can be accessed

IV. EXPERIMENT AL RESULTS

with a n approach different from the traditional analysis of amplitude of DHS signal.

We performed experiments using 215 heart aoı1ic and mitral

valve

Doppler

studies

taken

from

different

The most important aspect

the decision support

individuals. The data from a part of the DHS signal

system is the ability of self-organization of the neural

samples were used for training and anather part in

network without requirements o f programming and the

testing the ANN. In the experiments,

percent correct

immediate response of a trained net during real-time

classifıcation was obtained at the ANN training for the

applications. These features make the decision support

two signal classes. It clearly indicates the effectiveness

system

and

for

interpretation of the DHS signals. These results point out

extracting features from DHS signals. The ANN testing

the ability of design of a new intelligence diagnosjs

results are tabulated in Table 2.

assistance system

the

reliability

Ta ble 2 . Perfiormance

the

1 00

proposed

approach

.. support sys tem of tbe decısıon The heart

The heart

aortic valve

mitral valve

Total number of samples Con·ect classification #

Incorrect classification # The average recognition

% The highest recognition % The lowest recognition %

suitable

for

automatic

classilıcation

The diagnosis performances of this study show the advantages of this system: it is rapid, easy to operate, non-invasive, and not expensive. This system is of the

better elinical application over others, especially for

40 40

earlier survey of population. However, the position of

the ultrasound probe, which is used for data acquisition

from the heart valves, must be taken into consideration

99.9

100

99.9

25 5

---

ıoo

95.6

100 74.4

100 100

by physician. Although our decision support system was carried out on the heart aortic and mitral valves, similar results for the

N : ".'ormal. AN: Abnormnl

other valves (tricuspid and pulmonary) and the other Doppler studies can be expected. Besides the feasibility

V. DISCUSSION AND CONCLUSION

of a real-time implen1entation o f the decision support system, b y increasing the variety and number of DHS

I n this study, we developed a decision support system for

signals additicnal information (i.e., quantifıcation of the

the interpretation of the DHS signals using pattem

heart valve regurgitation and stenosis) can be provided

recognition and demonstrated the diagnosis perfonnance

for diagnosis.

of this method on the heart aortic and mitral valves. The task of feature extraction was perfoımed using the wavelet decomposition for multi-scale analysis, PSD for

ACKNOWLEDGMENTS

6me-frequency representations, and the wavelet entropy, classifıcation

while

was

carried

out

the

back

We want to thank, the Cardiology Department of the

Firat Medicine Center, Elazig, TURKEY for providing

propagation neural network. The stated results show that the

proposed

method

can

make

efficient

the DHS signals to us. This work was supported by Firat

interpretation. Although for the abnormal subjects 95°/o correct classifıcation were attained, the ratio was

University Research Fund. (Project No: 52 7).

84%

for the normal subjects. REFERENCES The feature choice was motivated by a realization that wavelet decomposition essentially is a representation of a signal at a variety of resolutions. In brief, the wavelet

[1] Akay, M., Akay Y.M., & Welkowitz, W. (1992).

Neural networks for the diagnosis of coronary artery

decomposition has been demonstrated to be an effective

disease. International Joint Conference on Neural

tool for extracting information from the DHS signals.

Networks, IJCNN, vol.

Moreover, the proposed feature extraction method is

[2] Nanda, N.C. (1993). Doppler Echocardiography.

robust against the noise in the DHS signals.

Lea & Febiger, Second edition, London.

[3] Plett, M .I.

In this paper, the application of the wavelet entropy to

with

the feature extraction from DHS signals was shown. the

DHS

signal,

furthermore

trivially

with

the

energy

wavelet

Ultrasonic arterial vibro1netty

based

detection

and

estimaıion.

[4] Philpot, E. F., Yoganathan, A.P., & Nanda, N.C.

the

(1993 )

infarınation obtained with the wavelet entropy probed not

(2000).

University of Washington, Phd Thesis, 17-18.

Wavelet entropy proved to be a very useful tool for characterizing

2, 419-424.

Future

Directions

Doppler

Echocardiography. Doppler Echocardiography, Lea

and

& Febiger Philadelphia,

consequently with the amplitude of signal. This n1eans

London.

A Decision Support System for The Diagnosis

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Of Heart Valve Diases

6.Cilt, 2.Say1 (Tem1nuz 2002)

[5) Keeton,

P.I.J.,

İ. Türkoğlu, A. Arslan, E. İlkay

Schlindwein,

[19]Devasahayam, S.R. (2000).

(1997).

F.S.

Application of wavelets in Doppler ultrasound.

Riome dical Engineering. Kluwer Acadeınic

MCB

University Press ,Vol. 17, Number 1, 38-45.

Publishers.

& Guo, H. (1998). Intro duction to Wave/et an d Wave/et Transforms.

[20]Burrus, C.S., Gopinath, R.A.,

[6) Wright, I.A., Gough, N.A.J., Rakebrandt, F., Wahab,

& M., Woodcock J.P. (1997). Neural Network

Prentice Hall, New Jersey, USA.

Analysis of Doppler Ultrasound Blood Flow Signals: A Pilot Study.

No.5, 683-690.

& Wickerhauser, M.V. (1992). Entropy-based Algorithms for best basis selection. IEEE Trans. on Inf Theory, vol. 38, 2, 713-718.

[21] Coi fman,

Ultrasoun d in Me d. & Biol., vol. 23,

[7] Jing, F., Xueınin, W., Mingshi, W., & Wie, L. (1997). Noninvasive Acoustical An.alysis System of Coronary Heart Disease. Riomedical Engineerin g

velocity

classifıcation

Doppler

fetal

using

abnoımalities

waveform

Magnetic Fields, September, 49, 298-302. Neura/ networb� A (1994). S. [23]Haykin, Comprehensive Foun dation. Macınillan College

blood

Publishing Company Inc.,New York.

wavelet

autoregressive

pulsed

spectral

Doppler

analysis

flow

meter

method.

[25]Asres, A., Dou, H., Zhou, Z., Zhang, Y.,

1464 -1465.

[26] Allan, R.,

competitive neural networks.

Canadian Conference on Electrical an d Computer Engineering, vol.l , 289

engineering, vol. 44, no. 4, 237-245.

[l l )Dickhous H., & Heinrich, H. (1996). Classifying

-293.

[27]Brameier, M., &Banzhaf, W. (2001). A comparison

Biosignals with Wavelet Networks.

IEEE Engineering in Me dicine an d Biology, 103-1 l l. [ 1 2]Bishop, C.M. (1996). Neural Networksfor Pattern Recognition. Ciarendon Press, Oxford. [13]Saini, V.D., Nanda N.C., & Maulik, D., (1993). Basic Principles of Ultrasoun d an d Doppler Effect. & Febiger Lea Echocardiography, Doppler

of linear genetic programming and neural networks in medical data mining.

IEEE Transactions on Evolutionary Computationl vol. 5, Feb 2001, 17-26. [28]Miller,

a Doppler

(2001).

and wavelet decon1position for interpretation of heart

sounds. 23rd

Annual International Conference of the IEEE Engineering in Me dicine an d Biology Society,

& Koutsouris, D.

(1998). Design and development of a new ultrasonic

October 25-28 2001, pp.4.2.7-3, Istanbul, Turkey.

doppler technique for estimation of the aggregation [16]Liang, H.,

pattem recognition system based on neural network

Elsevier Microprocessors an d

of red blood cells. Elsevier

& Kinsner,

Canadian Conference on Electrical and Computer Eng., vol. l , 649-654. [29]Turkoglu, I., & Arslan, A. (2001). An intelligent

signal spectral estimator using sequential and paraUel

[15]Karabetsos, E., Papaodysseus, C.,

J.,

siınulated annealing and artificial neural networks.

[14]Madeira, M.M., Tokhi, M.O., & Ruano, M. G.

Microsystems, vol.24, 153-167.

S., Bews,

Brachytherapy cancer treatment optimization using

Pltiladelphia, London.

processing techniques.

& Kiıısner, W. (200 1). A study of

microscopic images of human breast disease using

IEEE Trans. on biome dical

Engineering in Me dicine and Biology Society� Bri dging Disciplines for Biome dicine, 18th Annual International Conference of the IEEE, vol.4,

Air Embolism is Doppler Heart S ound Using the

implementation

& Zhu,

technique for EMG pattem identification.

& Poon, P.W.F. (1997). Fast Detection ofVenous

Real-time

(1990).

(1997). A combination of AR and neural network

and

[lO]Chan,B.C.B., Chan, F.H.Y., Lam, F.K., Lui, P.W.,

(2000).

O'Rourke, M.F.

Publishers: New York, 3rd edition.

14th Conference of the Riome dical Engineering Society of ln dia. An International Meeting, Proceedings of the First Re gional Conference, IEEE, 2/91 -2/92.

Wavelet Transform

McDonal d's bloo d jlow in arteries: Theoretical, experimental an d elinical principles. Arnold

vol. l , 724-729. [9] Guler, I., & Kara, S. (1995). Detection of mitral a

W.W.,

[24]Nichols,

IEEE International Conference on Systems, Man an d Cybernetics, lntelligent Systems for the 21st Century, by

& Basar, E. (1999).

Wavelet entropy: a measure of order in evoked potentials. Elsevier Science, Evoke d Potentials and

transfoım and vector quantization algoritlun.

stenosis

R.R.,

[22]Quiroga, R.Q., Roso, O.A.,

Conference, Proceedings of the 1997 Sixteenth Southern, 239 -241. [8] Izzetoglu, K., Erkmen, A.M, & Beksac, S. (1995). Intelligent

Signals andSystems in

[30] Saraoğlu, H.M., Yuınusak, N.

Meas., vol.24, 207-215.

& Ferikoğlu A.,

(1999). Training ofBrain Signals by using Neural

& Nartimo, I. (1998). A feature extraction

Networks. International

symposium on Mathernatical & Computational Applications,

algorithm based on wavelet packet decomposition for

heart sound signals.

September 1-3, 1999, 249-254,Bakü, Azerbaijan.

Proceedings of the lEEE-SP International Symposium, 93 -96.

[31 ]Bakhtazad, A., Palazoglu, A.,

[17]Akay, M. (1997). Wavelet applications in medicine.

& Romagnoli, J. A.

(1999). Process data de-noising using wavelet

IEEE Spectrum,May 1997, vol. 34, 50-56. [18] Quiroga, R.Q. (1998). Quantitative Analysis of EEG signals: Tirne-Frequency J\1ethods and Chaos Theory.

transform.

Jntelligent Data Analysis, vol. 3, October

1999, 267-285.

Intitute of Physiology- Medical University Lübeck.

SAU Fen

Küçük ve Orta Ölçekli Süt Endüstrisi Atıksularının Önarıblmasında Bentonit ve Sepiyolitin Kullanılabilirliği İ. Altumşık, R. İleri, R. Artır

Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sa}'1 (Temmuz 2002)

KÜÇÜK VE ORTA ÖLÇEKLi SÜT ENDÜSTRiSi ATlKSULARININ ÖNARITILMASINDA BENTONiT VE SEPİYOLİTİN KULLANILABİLİRLiGi

İsmet AL TUNIŞIK, Recep İLERİ, Recep ARTlR Temel gıda tüketim maddelerinden olan süt ve süt

küçük ve orta ölçekli süt Özet-Bu çalışmada; endüstrisi atıksularının (özellikle yüksek KOI, BOI, içeren peyniraltı Yağ ve gres atıksuyu) önarıtılmasında ülkemizde ve doğada bol miktarda bulunan ve düşük maliyetli Bentonit ve Sepiyolit'in kullanılabilirliği araştırılmıştır. Aktifleştirilmiş Ca Bentonit deneysel çalışmalarında, pH, dozaj, sıcaklık, karışım hlZı ve temas süresinin; arıtım parametreleri BOI5, KOI ve yağ ve gres giderim verimi üzerine etkisi incelenmiş ve optimum ortam değerleri tespit edilmiştir. Aktifleştirilmiş Ca Bentonit (Edirne bölgesi) için elde edilen optimum ortam değerlerindeki arıtım parametreleri verimleri ile, aym çalışma şartlarındaki, aktifleştirilmiş ve doğal Sepiyolit (Eskişehir bölgesi) maddeleri ile elde edilen verimler karşılaştırılmıştır.

ürünleri üreten işletmeler, üretimleri esnasında çevre kirliliğine

neden

olan

meydana

atıksular

getirmektedirler. Bu atıksular; yüksek kirlilik değerine sahip peynir altı suları ve az kirlilik içeren yıkama sularından oluşmaktadır. Süt endüstrisi, en çok kirlilik oluşturan sektörlerden biridir. Oluşan atıksular arıtıma tabi

tutulmadan

ortama

alıcı

edilmemelidir.

deşarj

Sakarya ili sırurları içerisinde bulunan Mandıralardan bir kaçı hariç diğerlerinde arıtma tesisi mevcut değildir ve oluşan atıksular doğrudan alıcı ortama verilmektedir.

1.1. Süt ve Süt Ürünleri Endüstrisinin Tamtum Endüstriyel

kaynaklı

atıksular,

yerleşim

yerlerinden

kaynaklanan atıksular ve yaygın kaynaklardan oluşan atıksulara göre önemli ayrıcalıklar gösterir. Endüstriyel

Anahtar Kelinıeler- Süt Endüstrisi, Atıksu, Bentonit,

sistemlerde atıksulan oluşturan kaynaklar sayı ve tür

Sepiyolit, Maliyet.

olarak

çok

çeşitlilik

arz

etmektedir.

Atıklann

atıksulann miktarlan kaynağın özelliğine bağlı olarak değişkenlik

gösterir.

Atıkların

Abstract-In this study, applicability of bentonite and

miktarlarının

belirlenmesi

sepiolite which are relatively cheaper sources and can be found in large quantities in the nature for treatment of wastewater in terms of high COD, BOD5 and Oil-grease. In experimental studies, then effectivenes of Activated Ca-Bentonite in terms of BOD5, COD and Oil-grease removel from the dairy \\'astewater under varying pH, dosage, temperature, contact time and speed of mixing conditions has been investigated. Also optimum process conditions have been examined. In addition, we have exaınined and compared the performance of naturel and activated Sepiolite with activated Ca-Bentonite under the optimum conditions.

olarak

için

değerlendirilmesi

oluşturduğu

kirlenme,

kaynaklann

gerekir.

üretim

atıksuların ayrıntılı

Endüstrinin

faaliyetlerinin

bir

sonucudur ve kirlenmeyi üretimin bir fonksiyonu olarak değerlendirmek gerekir

[ 1].

I.l.l. Süt bileşimi Süt, çeşitli tuzlar ve süt şekerinden oluşan kristaloidlerin sulu bir eriyiğidir. Bu eriyik içinde kolloid halindeki kazein ve albumin den başka emülsiyon halinde yağ bulunur. Sütteki suyun ve kristaloidlerin miktarı aynı kaldığı halde, protein ve yağ oranı, beslenme durumuna, yaşa ve bakıma göre büyük farklılıklar gösterir. Sütün içerdiği protein, yağ, karbonhidrat,vitamin, tuz ve suyun ortalama oranları Tablo 1 'de verilmiştir.

Key Words- Milk Industry, Wastewater, Bentonite,

Sepiolite Cost

I. GIRIŞ •

•

Tablo ı: Süt Bileşimi [2]

Parametreler Su

Günümüzde

artan

nüfusun

ihtiyaçlannı

karşılaınak

Kuru

amacıyla, üretim faaliyetlerinin aıtması ve endüstrinin gelişmesi

çevre

kirliliği

problemini

beraberinde

getirmektedir.

İ.Altumşık; İl Çevre Müdürlüğü/Sakarya

R. İleri ;SAÜ, Müh.Fak.Çevre Müh.Böi.Esentepe Kampüsü Adapazarı R.Artır;SAÜ, Müh.Fak.Metalurji ve Malzeme Müh. Böl. Esentepe Kampüsü Adapazarı 65

madde ve yağ

o/o Bileşim

87.5 3.5

Protein

3.6

Sütşekeri

4.7

Tuzlar

0.7

Toplam

100

Küçü k ve O rt a Ölçekli Süt E ndiistrisi Atıksularının Önarıtılmasında Bentonit ve Sepiyolitin Kullanılabilirliği İ. Altunışık, R. İleri, R. Artır

SAU F'en Bilimleri Enstitüsil Dergisi 6.Cilt, 2.Say1 (Temnıuz 2002)

1.1.1.1. Süt Proteinleri

1.3. Süt Ürünleri Üretimi

Süt proteinleri %3 Kazein, % 0.05 laktalbumin ve 0/o

Süt ürünleri endüstrisinde atık kaynaklannın tespiti için

O. 05

oluşur.

laktoglubulinden

S ütün

üretim proseslerinin belirlenmesi gereklidir. Bütün süt

protein

üriinlerinin üretiminde genel olarak aşağıdaki prosesler

fraksiyonlan, erime özelliklerine göre birbirinden ayrılır.

uygulanır:

Aynca, ısıya dayanıklı serum proteinlerinden oluşan

-Süt alımı

dördüncü bir fraksiyonda proteozpeptondur.

Kazein; sütle en büyük protein fraksiyonunu oluşturur. Başta

inek

olmak

sütü

üzere

geviş

-Süt depolannıası

getirenierin

-Isıtma

-Pastörizasyon

sütlerindeki Kazein, tüm proteinlerin % 80'ini oluşturur. Kazein

sütte

kalsi yunı

halinde

tuzu

bulunur

-Durultma (Klarifikasyon)

-Standardaştırma

bünyesinde % 6 oranında kolloid halinde kalsiyum fosfat

-Homojenleştirme

taşır. Süt Seıumu Proteinleri; tüm süt proteinlerinin o/o 20'sini

oluşturur.

Laktalbumin

-Havalandırma

Laktoglubulin

fraksiyonlarından ibarettir [2].

Tankerler1e getirilip depolama tanklanna alınan süt bu

!.1.1.2. Süt Yağı

Böylece

Sütte 0/o 3-4 oranında yağ bulunur. Süt yağı süt plazması

Pastörizasyon

dağılmış durumdadır. Süt yağı globülleri, çekirdek kısmı

sütün

işlemden hemen sonra 63-65 °C'de süt

saatlerce

hatta

işleminin

amacı

bekletilir.

saniye ısıtılır.

günlerce

bozulmadan

sporsuz

milcroorganizmalan

yapılı

veya

öldürmek

içerisinde kaba dispers şeklinde yağ globülleri halinde

vejetatif

ile bunu saran zardan oluşur. Trigliseridlerden meydana

mikroorganizma sayısını minimuma indirmektir.

tabakası vardır. Yağ globüllerinin çapı 0.1-20 ınikron

ve sediment maddelerin santrfiij yoluyla giderilmesidir.

miktarda A, D, E ve K vitaminleri bulunur [1].

konsantrasyonu

Ortalama

3 mikrondur.

Yağda

kalitesini

olumsuz

etkileyecek

yönde

Klarifıkasyon işlemi, sütün içindeki yabancı partikilllerin

gelen çekirdeğin etrafında radyal konumlu fosfolipid arasında değişir.

patoj enik

Standartıaştırma

işleminde

sütün

istenen

Homojenleştiı1ne

içindeki

düzeye

indirilir.

zerreciklerinin

yağ Böylece

sütte

krema

yağ

boyutlannın oluşumu

1.1.1.3. Sütün Karbonhidratları

küçültülmesidir.

Sütte o/o 4-6 arasında değişen oranlarda Laktoz bulunur.

gazları ve istenmeyen kabuklan uzaklaştırmaktır.

çeşitli şekerlerde mevcuttur. Sütte A, D, E, F, K, C l , Bl,

Kondanse sütler,

olarak, K, Na, Ca, Ivlg, Fe, P, S ve Cl'de bulunmaktadır

suyundan (PAS) oluşmaktadır. Bu çalışmada Peynitaltı

gellenir. Hava! andırmanın amacı sütün içindeki yabancı Süt

Sütle laktoz dışında iz halinde glikoz, galaktoz ve diğer

ütünleri başlıca; Pastörize sütler, Sterilize sütler� Süt

tozlan,

Fermente süt ürünleri

(yoğurt, Tereyağı, Peynir, Dondurmalar) ve Peynitalu

B2, B6 vitaminleri bulunmaktadır. Sütte mineral n1adde

[ı].

suları incelendiğinden

1.1.2. Sütün fiziksel özellikleri

[2].

Sütün

sadece peynir üretim prosesi ve

buradan kaynaklanan atıklarla ilgili çalışma yapılacaktır

15 °C'de

yoğunluğu

1.034

gr/cm3'tür.

İnek

sütünün viskozitesi 15-20 °C' de 1.5- 4.2 N.s/m2 arasında değişir. Suyun viskozitesi

1.3.1. Peynir Üretimi

olarak kabul edilir. Isı

derecesi yükseldikçe suyun viskozitesi azalır. Sütün pH değeri

zayıf

olup

6.3-6.6

arasında

değişir.

Sütün

Yeryüzünde çok farklı özelliklere sahip yaklaşık 2000

ısıtılmasıyla pH değeri artmaktadır. Süt pH değerinin 4.9,a düşürülmesiyle pıhtılaşu. maddelerin

çoğu

süt

çeşit

Laktoz ve inorganik

seromunda

bulunur. Protein kolloidal halde,

çözünn1üş

olarak

sonra

yağ ise zen·ecikler

bulunduğu

alımı

üretinıinde,

ısıtılır.

Daha

geçirildikten.

klor bileşikleri ve

çözünmüş gazlar tadına etki eder [1].

Peynit

sütler öncelilde temizlenit

sonra

pastörizasyon

işleminden

ve olgunlaştıima safhasından

sonra

Homojenizasyon

belirtilmektedir.

yapılan

geçirilen süt depolamr

halinde dağılmıştır. Sütün tadı Laktozdan dolayı hafif tatlımsıdır. Sütün içinde bulunan

peynir

işlemi

yağ

miktan

ayarlamr.

yapıld1ktan sonra mayalama

amacıyla süte peynir kültürü ilave edilir. Maya katılması ile pıhtılaşma, kolloid şeklinde erimiş kazein 'i kalsiyum

iyonlan

1.2. Türkiye'de Süt Ürünleri Üretimi

kalan

yörelerde

genellikle

küçük

(etkileşimi)

kısa

zamanda

koagüle eden belirli enzimler tarafından gerçekleştirilir.

Türkiye'de süt ürünleri üretimi batı ve kıyı bölgelerinin dışında

muvacehesinde

Koagülan daha sonra kesilerek kalıplara konur. Kalıp

aile

karıştınlarak

işletmelerinde gerçekleştirilir. Üretim, mevsimlere göre

sıkıştırılır

oldukça büyük dalgalanmalar gösternıekle birlikte yılda

PAS

uzaklaştırılu.

oluşan

Daha

PAS miktan

soma

artar.

peynir

Sıkıştınlan

peynirler genelde tuzlama işlemine tabi tutulur. Tuz

işlenen süt miktarı 3 milyon tona ulaşmaktadır [2].

banyosundan çıkarılan peynirler, salarnura bölümünde

pakedenerek pazarlamaya hazır hale getirilir. Çeşitli

peynirlerin üretim şemalaıı Şekil 1-Şekil4 'te verilmiştir. 66

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 2.Sayı (Tenınıuz 2002)

Küçük ve O rta Ölçekli Süt Endüstrisi Atıksularının Önantılmasında Bentonit ve Sepiyolitin Kullanılabilirliği İ. Altuntşık, R. İleri, R. Artır

Kabulü Sütkabulü

e'İnz

leme

a yınna

P a stonz as yon

• Isı ayarlama • Mayalama ve pıhtılaştuına • P ıhtı parçalama

ı tma

M ayalama ve pıhtılaştırma

(peyniraltı suyu)

suyu oluşur)

(peynira

ıeme

ve presleme

Pıhtı (p

tı suyu oluşur)

�..� ...ı:,.cı

1 eme

(peyniraltı suyu) Bekletme

. fernıe ntasyon

ir kesme

• Haşlama,(75 °C, 3 dk) Şekil 1: Beyaz Peynir Üretimi Akım Şeması

lama

� *

Y ağl

Isıtma ile

üt ilavesi

Olgunlaştırma

ot ein çöktürme

Pazarlama

T zlama

Şekil 3: Kaşar Peyniri Üretimi Akım Şemas1

P azarlama Şekıl

2: Lor Üretimi Akım Şeması

•

SAU Fen B111mleri Enstitüsü

Küçük

Dergisi

Orta

6.Ci1t, 2.Say1 (Temmuz 2002)

Tablo 2: Peyı·li raltı Suyu (PAS) Bileşimi

Süt kabulü

•

. zleme

151

Proteinin

Pastôrizasyon ğurt katma

(0/o 1)

� Pıhtı parçalama ve ısıtma

Ekşi PAS 94-95

5-6

1.026

1.024-1.025

0.9 0.5

0.9 0.6

4.5-5

İz halinde

3.8-4.2 <0.8

0.5-0.7

4.5-4.7 0.7-0.8

iz halinde

İz halinde 0.8 ile

<6 6.2-6.6

(peyniraltı suyu)

6-7

çöken kısm1 (%) Süt şekeri (%) Süt asidi (%) Asitlik derecesi

P thtılaştırma

MineraBer (%)

Peyniraltı suyu,

içerdiği

>18

değerli maddeler nedeniyle

insan beslenmesi, özellikle hayvan beslenmesi açısından

üzme (peyı$-altı suyu)

büyük önem taşır. Taze peyniraltı suyunun içilmesi

Presleıne

besicilikte önemli bir yer işgal eder. Çünkü 1 kg'ında 63

terapötik

•

• Pıhtı ufalama ve tuzlama

diyetetik

olarak

besleyici unsurlar bakınundan

tavsiye

edilir.

PAS

kg aıpaya tekabül eder.

Tahıllara, kepeğe karıştınlarak yem olarak verilir. PAS vitamin B kompleksi bakımından da zengindir. Bugün,

PAS'dan

Pıhtıyı tul m içine koyma

nişasta birimi vardır. Buna göre, 12 kg PAS, içerdiği

(peyniraltı su yu)

Şekil 4: Tulun1 Peyniri

Tatlı PAS 93-94

Içerik Su(%) Kuru M a dde (%) Özgül ağırlık Yağ Protein (o/o)

Mayalama,

Ölçekli Süt Endüstrisi Atıksulannan Önarıtılmasında Bentonit ve Sepiyolitin Kullanılabilirliği i. Altunışık, R. İleri, R. Artır

ekonomik

işletmelerde 100

olarak

yararlanılması

için

1gün PAS elde edilmesi gerekir.

laştırma

PAS 'nun ürün olarak işlenmesi özel bilgileri ve belirli

atış

ayrı bir teknoloji ile gerçekleştirilir. PAS' dan aşağıdaki

Üretim Akım

bir teknolojiyi gerektirir. PAS' dan süt şekeri eldesi de ürünler elde edilir:

Şeması

-PAS tozu üretimi -Demineralize PAS üretimi

1.3.2. Peyniraltı suyu

-Maya üretimi -Sirke üretimi -Alko1 üretimi

Peyniraltı suyu (PAS), peynir yapımı sırasında çıkan

-Hayvan yemlerine katılması

yeşilin1si sarı renkte bir sıvıdır. Diğer bir deyimle peynir

-Limon asidi elde edilmesi

yapınu sırasında peynir maddesini oluşturan kazein' in ve

-Vitarnin B 12 üretimi

yağın pıhh halinde ayrıln1asından sonra serbest kalan

-Çeşitli içeceklerin yapımı

sıvı peyniraltı suyudur. Peynirin tabii yolla oluşması veya Iab

edilmesine

katımıyla elde

suyunun karakteri

olur.

ve besicilikte çok kısıtlı olarak kullanılan PAS son

yapılan peynirierden sızan sıvı ekşi peyniraltı suyunu

yıllarda gerekli teknolojik imkaniann sağlanmasıyla toz

oluştuıurken,

haline dönüştürülüp gıda sektöründe değerlendirilmeye

katımıyla

Tabii

elde

asitleşme

Türkiye'de eskiden sadece lor peynirierinin yapımında

ile

Iab

değişik

gör�, peyniraltı

edilen

pıhtılaşma

suyunun yanında bir de teknik peyniraltı suyu vardır.

başlanmıştır.

Teknik peynira1tı suyu kazein üretiminde bir yan ürün

değerlendirilememektedir [2).

olarak

oluşur.

Kazein

üretiminde

süt,

Ancak

önemli

PAS'nun

bir

kısmı

genellikle

anorganik asitle, mesela hidroklorik asitle pıhtılaştınlır.

1.4.

Süt ve Süt Ürünleri Endüstrisinde Atıksu Karal{terizasyonu ve Kirlenme Profili

PAS 'na karakteristik rengini veren içerdiği laktoflavin (B2 vitamini)' dir. Peyniraltı suyu, süt gibi dayanıksızdır. Çabuk asitleşir.

1.4.1. Alt Kategorizasyon

Bu esnada peyniraltı suyunun değerini aıtıran laktoz, mikroorganizmaların

faaliyetine

bağlı

olarak

büyük

Endüstri tesislerinde pek çok değişik kaynaktan atıksu

ölçüde laktik aside dön� ür. Peyııiraltı suyu bileşimi

kaynaklanabilmektedir.

aşağıdaki Tablo 2 'te verilmiştir.

proseslerin her biri için ayrı ayn, bu proseslerdeki su kullanımı

kademelerde

atıksu

Bir

endüstride

oluşumunun

gerçekleştirilecek

yer

alan

belirlemnesi ileriki

atıksu

kontrolü

antılması için oldukça önemlidir. Bunun için herhangi bir

endüstri

kategorisinin

alt

kategorilerinin

oluşturulması kirlenme profıli oluşturulmasında kolaylık sağlamaktarlu.

••

Küçük ve Orta Ölçe kli Süt Endüstrisi Atıksulannın Onarıtalmasında Bentonit ve Sepiyolitin Kullanılabilirliği

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci14

2 . Sa)'l (Temmuz 2002)

Endüstriyel atıksulan,

Süt ürünleri endüstrisi ürün bazında 1 O alt kategoriye

a ynlmaktadır. Bunlar;

ifade

etmek

yüklerinin

1- Süt teslimi 2- I-Iazır süt ve kren1a üretinıi 3- Yoğurt ve a yran üretimi 4- Tereyağı üretimi

debi

yerine,

BOI5

atıksu

kaç kişinin

Altumşık, R.

kirlilik

ileri� R. Artır

yükü olarak kirlilik

debilerinin

oluştw·duğu kirllliğe eşdeğer

olduğu şek1inde de anlamlı olabilir. Toplam oluşan

BOis kirlilik yükü:

5- Pe ynir üretimi 6- Donduıma üretimi 7- Koyulaştırılrruş süt üreti mi

nıg

BOls=2xl04

8- Süt tozu üretimi

9- PAS yoğunlaştınlması 10- PAS kurutulması 1.4.2.

endüstride

üretimierin

çeşitli

dolayısıyla

alt

ana hammaddesi süttür. kategorileri

kademelerinde

atıksu

oluşturan

kullanımı

vıkanması .,

Üretirnde

kullanılan tank

kul lan ıl an

ve/veya ekipman

alet,

- PAS gibi yan ürünlerin

- Tesisin genel temizliği

dolum

Su Kirliliği Kontrolü çalışmalarında yasal dayanaklar 09.08.1983 tarih ve 2872 sayılı Çevre Kanunu'na istinaden çıkartılan, 04.09.1988 tarih ve 19919 sayılı Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe giren "Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (S.K.K Y)',nin 37.

- Elverişsiz veya eksik ekipmanlardan gelebilecek yağlar - Evsel nitelikli at ıksu lar

1.4.3.

Atıksuların özellikleri, kirlilik eşdeğer nüfus oranları

yükleri

maddesi

olmaktadır

oluşan

atıksuların

Deşaıj

B ir süt endüstrisinden kaynaklanan peyniTaltı suyuna

değerler aşağıda Tablo 3 'te verilmiştir.

atıksularının

alıcı

süt

Ürünleri

ortama

deşarj

4-pH

suyu

incelendiğinden diğer kategoriler incelenmeyecektir.

Süt

5.3 'e dahil

(BOI5) 2-Kin1yasal Oksijen ihtiyacı (KOI) 3-Yağ ve Gre s

n1eydana gelen atıksu oluşumları verilmiştir. Ancak peyniraltı

olarak;

Bu parametrelerin kontrolü amacıyla

ait

saatlik

saatlik kompozit nuınune alınmak suretiyle yapılır.

saatlik kompozit nwnune veya günlük çalışma

geçerli olan"Deşaıj olup,

Suyunun (PAS) Karakterizasyonu [1, 2] Parametre Peynir Alt ı Suyu (PAS) KOI(mg!l) 18400-70000 BOis ( mg/1) 8300-40000 /\KM (mg/1) 7000 Yağ-Gres (mg/1) 4095 TKN (mg/1) 280-1100 P04-P (mg/1) 110-135 Deterjan (mg/I) Tablo 3: Peyniralt1

ve 24

analizler

saati toplamı boyunca alınan kompozit n umune

plf

izni

ı-Biyokimyasal Oksijen ihtiyacı

endüstrisinde atıksu oluşumuna

yönünden

endüstrilerinin,

aşağıya çıkarılmıştır;

neden olan işlemler ve çeşitli üretim kademelerinde konusu

Süt

standartları belirlenerek kirlilik oluşturan parametreler

karakterizasyonunun verilmesi gerekmektedir.

çalışn1a

Sektör

endüstrilerinin

soma da üretimin

ve daha

gereğince;

alması gereken endüstrilerden S.K.K.Y Tablo

Çeşitli alt kategorilerde işlenen süt miktarlanna karşılık

ürünleri

olarak kabul

11.1.1.

proses]erden kaynaklanan su-süt karışınnnı n deşarjı

kademelerinde

likişi-gün

100

II.l. Deşarj Edilecek Alıcı Ortam Standartları

deşaıj ı

gelen su kullanın1 miktarımn

kirlilik yükü 54

BOI5

ATlKSULARININ ARITIMI

- Pastörizasyon, Seperasyon, ısıtma, buharlaştıTma gibi

Lıteratürde süt

kg/gün

ll. SÜT VE SÜT ÜRÜNLERİ ENDÜSTRİSİ

güğümlerin ve

mg.

80 1 0.054 =1481 kişi Hidrolik Eşdeğer Nüfus=4 1 0.1=40 kişi

ınakinalanmn yıkanması

çeşitli

*10-6

Yük Eşdeğer Nüfus=

kaçırulmazdır.Süt

oluşumu

edilirse;

o 1 an işlemler:

Süt alımında

grikişi-gün ve harcadığı debi

endüstrileıinde su kullanımı-ahksu oluşumuna neden

gün

*103

Bir insanın tek başına oluşturduğu

Süt ve süt ürünleri endüstrisinin

BOI5=80

Karakterizasyon

Ancak

periyodik

işlemlerinde

izni"

kontroller

için

numune alınarak analizler yapılmaktadır

yıl

uygulanmakta

saatlik

koınpozit

[3].

II.1.2. Alıcı Ortam Standartları Süt Ürünleri endüstrisi için

Kirliliği Kontrolü

Yönetıneliği,ııde "Tablo 5.3:Sektör: Gıda Sanayi (Süt ve Süt Üıünleri) atıksularının alıcı ortama

5-9.5

" adlı tabloda

saatlik ve

deşarj

standartları

saatlik kompozit numune

••

Küçük ve Orta Olçekli Süt Endüstrisi Atıksulannın Onantılmasında

SAU Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Bentonit ve S�piyolitin Kull�mlabüirliw I.

Altunışık, R. lleri, R. Amr

11.1.3.2.1.2. Ae ro bik biyolojik arıtma

kontrollerinde karşılaştrrılmasına esas alınacak standart parametre değerleri Tablo

••

4 >te verilmiştir. 11.1.3.2.1.2.1. Oksidasyon hendekleri

Tablo 4: S.K.K.Y Tablo 5.3: Süt ve Süt Ürilnleri Endüstrisi Atıksulann1n Alıcı Ortama Deşar· Standartları [3] Konıpozit Kompozit Numune Numune P arametre (24 saat) (2 saat) 40 50 Biyokimyasal Oksijen ihtiyacı

(BOis), (mg/!) Oksijen Kimyasal (KO I), (mg/1) Yağ ve Gres, (nıg/1)

ihtiyacı

170

160

6-9

Uzun süreli bekleme gerektirdiklerinden pek uygulama alam bulamamaktadır

[5].

II.1.3.2.1.2.2.Mekanik Havalandırmah havuzlar Antını verimleri çok düşük olduğundan pek uygulanmaz

[5]. 11.1.3.2.1.2.3.Damlatmalı fıltreler Yüksek kirlilik yüküne sahip atıksuların antılmasında tek başlarına pek verimli değildirler ve şok yüklernelere karşı hassastırlar

11.1.3. Arıtım Yöntemleri

ll.1.3.2.1.2.4.Aktif çamur sistemi

Süt ve süt ürünleri endüstrileri atıksulan y üksek düzeyde kirlilik yüküne sahiptir. Bu atıksuların arıtılarak, eğer

Bu yöntem yıkama suları için uygulandığında %92

alıcı ortama deşarj ediliyorsa kirletici parametrelerinin 4 'te konsantrasyonlarının Tablo verilen deşarj

verim elde edilmiştir.Ancak yüksek kirlilik yüküne sahip PAS arıtımmda doğrudan başarılı olamama.kta, seyreltme

değerlerine indirgenmesi gerekmektedir.

yolu ile arıtım y apılabilmekte ve uzun sürelere ihtiyaç duyu lmaktadır

Süt ve süt ürünleri atıksulaı-t ağırlıklı olarak organik içerikli olup, temel kontrol parametresi BOI5 'dir. Diğer önemli

parametreler

endüstrisi atıksuları

Süt

KOI, yağ-gres ve pH' dır. Süt organik

içerikli

olduğundan

arıtılabildiği

[ 1].

uygulanan

yöntemlerin

endüstrisi

antılmasında

diğer

(özellikle

biyolojik

antma),

yapılan antım

çalışmalardan

adlarını

kısaca

atıksularının

antımında

istenilen

antını

veriminin

sağlanabildiği

görülmektedir.

sadece giderim

III.DENEYSEL ÇALIŞMA

oranlan hakkında bilgi vermekle yetineceğiz. Süt

atıksularının

işlerninden sonra biyolojik antnı.a tesisinde arttılabildiği

farklı alternatifler incelenmiş ve ar!tılabilirlik çalışmaları Ancak burada

endüstrisi

çalışmalara bakıldığında PAS 'nun ise bir ön

Süt endüstrisi atıksularımn antınu için bugüne kadar yapılmıştır.

süt

kaynaklardan gelen atıksuların uygulanan yöntemlerle

Bu sektörde PAS 'nun varlığı biyolojik

antn-ıayı güçleştirınektedir

[1, 5].

uygulanan yöntemlere bakıldığında; PAS hariç

uygun arıtma şekli biyolojik arıtma olarak karşımıza çıkmaktadır.

[5].

uygulanan

ill.l.Kullanılan Materyaller

yöntemler:

111.1.1. Bentonitin özellikleri ve kullanım alanları ll.l.3.1. Kimyasal arıtma Bugün bentonit denilen malzemeler çok eskiden beri

orijinli

Bu yöntemde; PAS ve diğer suların antımında değişik kimyasallar deneruniş ve KOI için %30 giderim

kullamlmakta olan bir kil türüdür. Volkanik

sağlanabilmiştir

kayaçıarın hidrotennal alterasyonu ile oluşmuş ve esas

camların devitrifikasyonu ve bazen de asit volkanik

[ 1,4].

itibariyle montmorillonit grubu kil minerallerini içeren, iyon değiştirme özelliğine haiz, çok ince taneli kil benzeri malzemedir.

Bentonitler değişik öze11iklerine

ll.l.3.2. Biyolojik arıtma

göre sınıflandırılabilirler:

ll.1.3.2.1. Anaerobik biyoloj ik arıtma

1- Şişen ve şişmeyen türler 2- içerdikleri değişebilen katyonlara göre

Anaerobik atıksulannın

arıtma

sistemleri

süt

endüstrisi

antılmasında yaygın olarak uygulanan yöntemlerdendir. Giderim verimleri yıkama suları için o/o 87 KOI, PAS için %98 KOI ve BOl gidern1e verimlerine sahiptir. Ancak bu sistemler paha h

Bunlardan şişmeyen

türler adsorptif ve

yüzey

aktivite özelliklerine, aktifleştirilip aktifleştirilemediklerine ve

doğal aktif olup olmadıklarına göre sınıflandrrılmışlardır. Şişmeyen türler değişebilen katyon olarak Ca iyonu içerirler. Adsorptif ve yüzey aktivite özellikleri yüksektir

olduğundan sadece büyük finnalarca kullamlmaktadır [1].

ve sıvıların berraklaştırılmasmda kullanılırlar. Bunlardan

SAU Fe n Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Küçük

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

bazılan

doğal olarak

aktiftirler,

diğerleri

ise

muamele edilerek aktifleştirilebilmektedir.

ait özellikler aşağıdaki Tablo 6 'da verilmiştir:

Tablo 6· Bentonit'e Ait Özellikler

nli neral asitlerinin, bentonitleri oluşturan montmorillonit etkisi

kristaline

bunlarda

SiOz (o/o) Alı03 (%) FeO (%) NaıO/CO (%)

artınr.

Kil mineralleri yapılan dışında, tuttuklan bazı anyon ve katyonlan su solüsyonunda bulunan diğer anyon ve

olarak göıülür. Killerde rastlanan değişebilen katyonlar. S04-2, Cr,

aşağıdaki Tablo 6'da verilrmştir. Bentonit'in kullanım alanlannı şöyle sıralayabiliriz: - Sondaj larda sondaj çamurunu ağdalaşıp kırıntılann bağlayıcısı

olarak

San 8

9 9

1300 6

Jb/inc2 200 80

2,46{ort. 2 alınabilir)

Çalışmada kullanılan Aktif Bentonitin eldesinde; Doğal

yukarı çıkmasını sağlar, su kaçaklarını önler, kumu

0.7

Sinterleşme °C Yaş dayanım(nenı 3.3 iken) Gaz geçirgenlik Elek an al i zi (%), 150 n1esh elek altı Yoğunluk, gr/cm3

Bu deneysel çalışmada kullanılan Bentonite ait özellikler

Döküm

3-6

P04-3, N03- tür.

Rutubet(%) 1 Renk ı• Jel İndeks i Ateşle zayiat (%)

özelliğine

Ca++, Mg�-+, K+, NH4+, Na+; anyonlar ise

sahipt�l�. Montmorillonitten oluşan bentonitlerde bu olay behrgın değiştirme

Analiz değerleri

Parametreler

önemli

değişiklikler yapar ve özellikle adsorpsiyon özelliklerini

katyonlada

Orta Ölçekli Süt Endüstrisi Atıksularnun Önarıtılmasında Bentonit ve Sepiyolitin Kullanılabilirliği İ. A1tunışık, R. İleri, R. Artır

Deneysel çalışmada kullamlan bentonite (Edirne bölgesi)

asitle

Asitle aktifleştirmede, yüksek sıcaklık derecesindeki

nlineralinin

Bentonit yakma fırımnda 700 °C 'de

kalıplarm

1 saat süreyle

yakılmakta, fırınlanmış malzeme daha sonra öğütülerek

hazırlanmasında (1600°C'a kadar dayanabilmektedir)

150 mesh 'lik elekten geçirilmekte

- Demir tozlarının peletlenmesinde,

eleme sonucunda

istenilen boyuttaki aktif malzeme elde edilmiş olur.

- İnşaat Mühendisliğinde temel ve baraj yapılarında su ve sıvı sızdırmazlığı elde etmede, - lfayvan yemi yapımında,

III.l.2. Sepiyolitin özelikleri ve kullanım alanları

- Yemeklik sıvı yağların ağartılmasında, - Şarap ve meyve sulannın berraklaştırılmasında,

Sepiyolit hidratlı bir magnezyum silikat minerali olarak

- İlaç , kağıt, lastik sanayiinde dolgu maddesi olarak,

üst üste yığılmış talk tipi fiberlerden oluşmuş, mikro

- Çimento sanayiinde, seranlİk sanayiinde katkı maddesi

kanal ve oyuklan fiber eksenine paialel bir iç yapıya

olarak,

sahiptir. Böylece gözenekli iç yapısal özellikleri, yüksek

- Evcil hayvanların altlarına yayılacak atıklarının kolay

yüzey

tenıizlenmesinde,

yüksek

aktivitesi

fizikokimyasal

ile

sepiyolit pek çok uygulamada kullamlan önemli bir

- Petrol rafınasyonunda,

mineraldir. Bu uygulamalar arasında süznıe, filtreleme,

- Atık suların temizlenmesinde,

adsorplama, renk giderme, moleküler ayırım gibi alanlar

- Boya sanayiinde ve yangın söndürücülerde,

bulunmaktadır.

-Gübre yapımı ve toprak ıslahında, kullan11maktadır[9].

alanı,

Yeryüzünde

bulunan

değişik

SepiyoHt

Bentonit türlerine ait özellikler aşağıdaki Tablo 5 'de

(Si2Mg8032.nH20)

minerali

sahip

olduğu

adsorban, reolojik ve katalitik özelliklerinden dolayı bir

verilmiştir

çok

endüstriyel

Yumrulu

dalda

uygulaına

alanı

bulmaktadır.

sepiyolitler genellikle pipo, sigara ağızlığı

yap1nu yanısıra, kolye, bilezi� küpe gibi takı eşyaları, tesbih,

biblo

kullanılmaktadu·. çıkarma

süs

Sanayi

işlemlerinde, otomobil

imalinde, . ı erın . Ki myasa ı a·ı Tablo S:Baz1 Bentonıt ı ıeş·ı m ı en· Parametre 1. 2. 3

gibi

eşyalarının

tipi

sepiyolitler sanayiinde

elektrik sanayiinde

yalat

yapımında ise,

leke

katalizör temizleme

işlemlerinde, füze ve diğer uzay araçlarının başlık ve kaplamalarının yalıtımında, nebati ve madeni yağlar ile

SiOı, o/o Alı03,%

67,42

68,16

74,50

şuıııpların

21,2

15,83

17,49

13,94

rcı03,%

5,1

0,88

0,84

TiOı, o/o

0,2

0,97

askeri mühimmat imalinde, kağıt ve porselen sanayiinde,

CaO,%

4,5

2,64

ı ,79

0,61

MgO,%

2,1

1,09

3,13

8,2

10,83

5,17

4,26

Ateşte kayıp,

arıtılmasında,

petrol

arama

sondajlarında,

kozmetik sanayiinde, zirai ilaçlarda, lastik endüstrisinde,

hafif yapı ve ev hayvanlarının altına yaygı malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu gün dünyada kullanılan bazı sepiyolit

%ı

türlerine ait

bileşim

değerleri Tablo

7 'de

verilmiştir.

I-Alman Bavyera bentoniti

Çalışmada kullanılan Aktif Sepiyolitin eldesinde; Doğal

2-İtalya-Ponza adası bentoniti

Sepiyolit yaknıa fuınında 700 °C'de

3- Türkiye-Ünye bentoniti 4-Türkiye-İstanbul yıldız porselen fabrikası

saat süreyle

yakılmakta, fırınlanmış malzeme daha soma öğütülerek 1 50 mesh 'lik elekten geçirilmekte

eleme sonucunda

istenilen boyuttaki aktif malzeme elde edilmiş olur.

Süt Endüstrisi Atıksuların m Onantılmas ında Bentonit ve Sepiyolitin Kullamlabilirliği

�·

Küçük ve Orta Ol çekl i

SAU Fen Bilimleri Enstitilsil Dergisi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

i. Altunışık,

İleri,

R. Arnr

Tablo 7 : Değişi k Sepiyolit1erin Bileşim Deiterleri

Hidrotermal

Sepiyoli t

Sedimenter sepiyolit

53.02

55. 97

MgO

23. 1 3

22.81

ı0.1o

Alı03

0. 1 9

ı .56

8.50

tespit

0.02

0.12

3.70

yapılarak optimum değerler tespit edilir.

KıO

0.02

0.27

l .20

Feı03

0.5 1

0 .7 7

2.50

0.02

0.2

0. 1 2

0.3

Oksider

S iO ı

NaıO

MnO

TiOı

Optimumların tespitinde 4 p arametre sabit kabul edilerek

sepiyolit

edilmek

tespit

istenen

parametrenin

oranlarındaki giderim verimleri hesapl anarak optimumu edilecek

her

paraınetre

için

benzer

işlemler

Tablo 8 ' den de görüleceği üzere 5 farklı değerde sıcaklık değerleri ile optimum sıcaklığın tespiti amacıyla yapılan çalışmalar neticesinde [pH 6.2, dozaj 66.5 gr-Bentonit/1

Ca O

0.06

0.57

A.Z

2 1 .63

ı 7.75

1 3.35

(burada 1 25ml'lik Bentonit çözeltisi 250 mJ>lik PAS içerisine ilave edilerek toplam 3 7 5 deneysel

çalışma

(dev/dakika)

m.ı.3. Anyonik polielektrolit

yapılmıştır.), kanşım

Deneysel çalışmalarda kullanılan polielektrolit (PE)' e ait

ml 'lik hacimde

karışım

süresi

hızı

(dakika)

kabul

1 5-30 ° C arasmda en

edilerek] ; sıcaklık değişiminin özellikler etkin madde alcrilinik polimer,

değişik

yüksek giderim verimini sağladığı, sıcaklığın artışına paralel olarak giderim veriminin düştüğü tespit

beyaz toz

halinde 0.85 kg/1 yoğunluklu, 0/o 5 ' lik çözeltideki pH'sı nötr halde molekül ağırlığı 1 . 4 x 1 0 2 gr, geniş pH

Parametrelerin

aralığında etkili bir sıvı-katı ayrımı, çamur susuzlaştınDa

yapılmıştır.

KOI

işlemlerinde ve stoklama süresinin 1 8-24 ay arasında

kullanılarak

yapılmıştır.

depolanabilmektedir [6] .

hunisi

edilmiştir.

durum

Şekil

ölçümünde ölçümü

kullanılmıştır

5'te

20'de Dr

görülmektedir. bir

Lange

Yağ-gres (yağ

seyreltme

hazır

tayininde

kitleri ayıtma

n-Hegzan

kulanılımştır), BOI5 tayininde otomatik ölçüm başlıklan (ORİ test marka) kullanılmıştır. Optimum sıcaklık 20 °C

111.2. Metod

olarak kabul ediinnştir. Deneysel

çalışmalara

başlamadan

çözeltilerin

kullanacağımız

önce

deneyde

hazırlanması

satbası

Tablo 8 : Optimum Sıcaklığın Tespiti S1cakhklardalci Giderinı Verirnleri[Bentonit

öncelikle yapılması gerekir. Bunun için hacimce %20'lik

Amacıyla

Değişik

Bentonit çözeltisinin hazırlanması gerekir. Bunun için 1

Sıcaklık,�C)

KOI (0/o)

BOis( o/o)

Yağ-Gres (%)

litrelik erlenmayer kabma 200 gr toz halde bentonit

konarak üzerini 1 litre ye tamamlamak üzere musluk suyu

ilave edilir ve böylece haci mc e

20 'lik. bentonit

çözeltisi haz1rlanmış olur. İkinci

çözeltimiz

0,2' lik

çözeltisinin hazırlanrnasıdır. edenin içine

polielektrolit

Bunun

için de

(PE)

SOO'lük

1 000 mg granül halde PE ilave edilerek

sürekli karışım sağlanarak çözelti hazırlanır. Reaksiyon

kaplarımız

500'lük

beherlerde

gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada atıksu numune hacmi

1 20

250 ml PAS alınmış olup, (başlangıç için dozaj değeri 25

�

gr/250 ml kabulü yapılmıştır) optimumu tespit edilmeye çalışılan

parametrenin

farklı

değerleri

çalışma

jar

(kavanoz)

kullamlarak

verimi

üzerine

etkisinin

......

Q) >

·-

Q) "'

düzeneğinde

......

gerçekleştirilmiş olup, PAS 'nun ön antımında Bentonitin giderim

�

tespiti

optimum değerler [ pH, dozaj (gr/I),

•

·-

testi

•

1 00

deneysel çalışmalar yapılmıştır. Deneysel

•

·-

(!)

amacıyla

BOl Yağ-Gres

sıcaklık (°C),

---

KOl

---

-·---

· -

·--·

-·

·-

--------

Sıcaklık (oC) 0 +-----�----�--�

karışım hızı (dev/dakika) ve kanşım süresi (dakika)nin] tespiti yapılarak neticede optimum şartlardaki giderim ile

yine tespit edilmiş optimum şartlarda sepiyolitin giderim

verimi incelenmiş ve Bentonit ile Sepiyolitin giderim Şekil 5 : Bentonit için Optimum Sıcaklığın Tespiti

verimleri karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda pH, dozaj (gr/1), sıcaklık (0C),

Tablo 9 ' dan da görüleceği üzere 5 farklı değerde kanşım

karışım hızı (dev/dakika) ve kanşım süresi (dakika)nin tespiti amacıyla 5 farklı değer seçilerek optimum şartlar

hızı

değerleri

ile

optimum

kanşım

hızının

tespiti

amacıyla yapılan çalışmalar neticesinde [pH 6.2, dozaj 66.5 gr-Bentonit/ 1 (burada 1 2 5ml'lik Bentonit çözeltisi

tespit edilmeye çalışılmıştır.

250 ml 'lik PAS içeri sine ilave edilerek toplam 375 72

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Küçük ve Orta Ölçekli Süt Endüstrisi Atıksularının Önaratılmasıııda

6.Cilt, 2. Sayı (Temmuz 2002)

Bentonit ve Sepiyolitin Kullanılabilirliği

i. Altunışık, R. İleri, R. Artır

ml' lik hacimde deneysel çalışma yapılmıştır.), sıcaklık 20 °C ve karışım süresi 1 0 (dalcika) kabul edilerek];

1 1 00

kanşım hızının 30-90 dev/dk arasında en yüksek giderim verimini sağladığı ve pek fazla değişmediği,

karışım

artmasına

hızının

paralel

olarak

ancak

giderim

•

• -

<D >

. -

Q) 'U

-1-·-

1 20

1 50

•

KOl BOl

•

Yağ-Gres

-·

L..

20 -

·-

...

··-

Reaksiyon Süresi (dk)

•

·-

Kanşım Hızlanndaki Giderim Yelimleri[Bentonit]

•

�

Tablo 9: Optimum Karışım Hızının Tespiti Amacıyla Değişik

Y ağ-Gt·es_(o/o)

•

�

·-

BOis (o/o)

•

-� 60

olarak kabul edilmiştir.

KOI (0/o)

görülmektedir. Optimum kanşım hızı 60 dev1dakika

!{Devir/dk)

?!.

veriminin düştüğü tespit edilmiştir. B u durum Şekil 6 ' da

Kar.hm

80 -...

-r

Şekil 7 : Ben toni t için Optimum Reaksiyon Süresinin Tespiti

Tab lo

l l ' den de görüleceği üzere optimum dozajın

tespitinde 5 farklı değerde (250 ml, 200 ml, 1 50 ml, 1 00

ml, 5 0 ml'lik çözeltiler 2 5 0 ml' lik PAS içerisine ilave

1 • -

'::R.

(l) >

·-

<1.>

·-

:ç C)

ı 1

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 o

· -

•

---

•

BOl

·-

Yağ-Gres

•

-t-· •

•

.. _

•

Bentonit/1 sağladığı,

(dev/dakika)

karışım süresi

arasında dozaj

yüksek

miktarının

giderim

artışına

verimini

paralel

olarak

(700 ml çözeltiye tekabül ediyor) olarak kabul edilmiştir.

ı.

1 20

1 50

Şekil 6: Bentonit için Optimuın Karışı m H1zmın Tespiti

O pti mum Dozajımn Tespiti Amac1yla Doza:jlardaki Giderim Verimleri[Bentonit]

Tablo

Tablo 1 O' dan da görüleceği üzere 5 farklı değerde

I1:

Değişik

Dozaj

reaksiyon süresi ile optimum reaksiyon süresinin

(M2/I)

KOI (o/o)

BOis (0/o)

Yağ-Gres_(o/{))

tespiti amacıyla yapılan çalışmalar neticesinde [pH

1 000

6.2, dozaj 66.5 gr-Bentonit/ 1 (burada 1 25 ml ' lik

800

600

400

200

Bentonit çözeltisi 250 ml' lik PAS içerisine ilave edilerek toplam 375 ml'lik hacimde deneysel çalışma yapılmıştır.), kanşım hızı 60 (dev/dakika) ve sıcaklık 20 °C kabul edilerek] ; reaksiyon süiesi

1 5-20 dakika arasında en yüksek giderim verimini sağladığı, reaksiyon süresinin uzamasına paralel olarak giderim veriminin düştüğü tespit edilmiştir.

Bu durum Şekil 7 'de göıülmektedir. Optimum reaksiyon süresi 1 5 dakika olarak kabul edilmiştir. Tablo 1 0: Optim u m Reaksiyon Süresinin Tespiti Amacıyla Değişik Reaksiyon Sürelerindeki Giderim Verimleıi[Bentonit]

Zaman (dakika)

KOl (Ofo)

BOis {0/o)

Yağ-Gres {o/o)

Şekil 8 'de görülmektedir. Optimum dozaj 82.25 gr/l

Karışım Hızı (dev/dk)

giderim veriminin düştüğü tespit edilmiştir. Bu durum

hızı

( dakika) kabul edilerek]; dozaj değişiminin 75-88.8 gr

•

·-

karışını

...

·-

yapılan çalı şmalar neticesinde [pH 6 . 2, sıcaklık 20 °C,

KOl

•

- ·-

•

edilmiştir) karışım hazırlanarak optimumun tespitinde

. antalması nda ın K··uçü k ve Orta Ölçekli Süt En dü strisi Atıksuların On Bentonit ve Sepiyolitin Kullanılabilirliği .

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü De gisi 6.Cilt, 2.Sayı (Tennııuz 2002)

Tablo 1 3 Bentonit' in Optimum ·

-;;- 1 oo

•

()' - 90 -� 'i:: 80 ---Q) > 70 E 60 Q) u 50 0 40 30 20 10

•

·· -

• .

-·

·---

-·

--·-

·-

Şartlardaki Giderim Verimi

· -

•

Giderim veıimi

·-··

� - ·

R. İleri, R. Arllr

KOI C)/o} BOl, (0/o) Yağ-Gres (o/o)

Parametreler

Altunıştk,

--·-

Orij i nal numunenin KOI d e ğ eri 50900 mg/1, BOis değeri

-·- --

20890 mg/1 ve Yağ-Gres 2050 mg/l olarak ölçülmüş ve

• •

KOl

optimum şartlardaki giderim v erimleri neticesinde ön

BOf

arıtımı deşarj değerleri aşağıdaki gibidir.

Yağ-Gres ---

•

800

1 000

200

400

600

Ca-Bentonit için KOI, Yağ-Gres, BOlLgiderim verimi ve değerleri:

Şekil 8: Bentonit için Optimum Dozajın Tespiti

KOI

=0.54*50900

BOI5 Yağ-Gres

=0.43 *20890

27486 mg/1 8983 mg/l

=0 . 9 1 *2050 = 1 866 mg/1

Adsorpsiyon Kapasitesi; Tablo 1 2 'den d e görül eceği üzere 5 farklı değerde pH ile

(mg KOI, BOI5, yağ-gre s /1) /(gr-Bentonit 1

optimum pH' nın tespiti amacıyla yapılan çalışmalar ° netic esinde [sıcaklık 20 C, karış rm hızı 60 (dev/dakika)

3 3 4 mg KOI/1 gr Ca-Bentonit 1 09 mg BOI5/ l gr Ca-Bentonit

ve kanşım süresi 1 5 (dakika), opt. dozaj 82.25 gr/1 (700

23 mg Yağ-Gres/ l gr Ca-Bentonit

ml çözeltiye t ekabül ediyor) kabul edilerek] ; pH'mn 5 . 5en yiiksek giderim v erinlini sağladığı,

Ö n arıtırnda giderim v erimi hesaplanacak bir diğer

pHtnın değişimine paralel olarak giderim v erimlerinin

madde de S epiyolittir. Ancak bw·ada daha önce Bentonit

6.5 arasında

değişınediği tespit edilmiştir.

Bu durum Ş ekil 9 ' da

için t espit edilmiş optimum şartlardaki değerler Sepiyolit

göıülmektedir. Optimum pH 6.2 olarak kabul edilmiştir

için kullanılacaktır.

(Bu değer PAS ' nun orij inal değeridir).

Optimum

ölçülec ektir .Yapılan

Giderim Verimleri[Bentonit)

KOl {0/o)

100

·-

'E ·-

Q) > '-

Q) 'U ·-

ı...

·-

•

90 �

-·

-·-

80 -

60 -

---··

50 -.

30 -

.... · ·-

-·

-·· .......

-..

•

BOl

•

Yağ-Gres

· -

--·

•

., _

, _

Yağ-Gres (%)

Doğal Sepiyolit

Aktif Sepiyolit

S epiyolitin tanecik boyutunun eşit olmaması v e homojen

·-

.,_,..

bir çözelti oluşumuna neden olmasından dolayı eşit

dozda dozlama yapılamadığından daha düşük çıkmış

olabil e c eği tahmin edilmektedir.

Sepiyolit icin KOI ve Yağ-Gres gideri m verimi ve değerleri;

Daha önc e t espit edilen optimum d e ğ erlere (Sıcaklık 20 ° C, kanşım hızı 60 dev/dakika, r eaksiyon süresi 1 5

Doğal S epiyolit için:

=0.28*5 0900 = 14252 mg/1 KOl Yağ-Gres =0. 8 5 *2 0 5 0 = 1 742 mg/1 Aktif Sepiyolit için:

dakika> pH 6.2 v e optimum dozaj 82.25 gr/I) (700 ml tekabül

KOI (a/o)

doğal S epiyolitin aktif S epiyolitten daha yüksek giderim aktif sağlamasının nedenlerinden birinin v erimi

Şekil 9: Bentonit için Optimum pH 'nın Tespiti

çözeltiye

Qjderim Veıimleri

giderim verimine sahip olduğu görülmektedir. Burada

- -·

·-

Bentonitin v eriminin her ikisind en d e daha yüksek

aşağıdaki

S epiyolitten daha yüksek verime sahip olduğu, ancak

- ·

·----� ---

netic esinde

Tablo 14'den d e görülec eği üzere doğal S epiyolitin aktif

... ··-

- ··

. .

•

KOl

....

•

... -··------... .

-:.

20 . 1 o .t-

·-

-·

S epiyolit

--··

.._______

70 -

Kullanılan Madde

•

ölçümler

Tablo I 4. Doğal ve Aktif Sepiyolit İçin

--·-

doğal

değ erler ölçülmüştür.

� Y a_ğ_-Gres1°1

BOis ('Yol_

altında

aktifl eştirilıniş S epiyolit içi ayıı ayıı giderim verimleri

Tablo 1 2 : Optimum pH'nm Tesp1ti A macıyla Değişik pH'lardaki

şartlar

ediyor)

bağlı

olarak

optimum

şartlardaki giderim v erimleri Tablo 1 3 'te v erilmiştir.

KOI 74

=0.2 I *5 0900

1 0689 mg/I

SAU Fen Bihmleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt,

2.Sayı

Küçük ve Orta Ölçeldi Süt Endüstrisi Atıksularının Önarıtılmasında

(Temmuz 2002)

Bentonit ve Sepiyolitin Kullanılabilirliği

İ. Altun1ş1k, R. ileri, R .

Yağ-Gres

=0.79*2050

Y aptığınuz deneysel çalışmada 1 litre PAS için 7 00 ml hacimce o/o 20' lik Bentonit çözeltisi ve 50 ml

1 6 19 mg/l

Artır

Adsorpsiyon Kapasitesi;

polielektrolit (PE) gerekmektedir.

Doğal Sepiyolit için:

B uradan birim ( 1 ton) PAS için kullanılacak Bentonit, Sepiyolit ve PE miktarı TL ve $ o larak;

*(mg KOI,yağ-gres/1) /(gr-Sepiolit 1 l)* 173 mg KOI/ l gr Doğal Sepiyolit

2 1 mg Yağ-Gres / l gr Doğal Sepiyolit

2001 yıl ı için (Doğrudan ocak çıkışı):

Aktif Sepiyolit için:

*(mg KOI,yağ-gres/1) /(gr-Sepioljt 1 l)*

Çalışmada kullanılan toplam madde miktarları:

1 3 0 mg KOI/ l gr Aktif Sepiyolit

8 2 . 25 kg Bentonit - Sepiolit ( 1

1 6.7 mg Yağ-Gres / 1 gr Aktif Sepiyolit

PA S)

50*0.002= 1 0 0 gr PE ( 1 m3 PAS) Adapazarı teslim < 1

Deşarj değerleri; Doğal Sepiyolit için:

Bentonit 4 0$/t on * 1 .300.000= 5 2 . 0 00.000 TL/ton

=3 6648 mg/1

KOI

Yağ-Gres

1 m3 P A S için maliyet:

=608 mg/1

82.25 (kg) * 5 2 . OOO(TL/kg)=4 .2 77.000 TL (3. 29$)

Aktif S epiyolit için:

ı m3 PAS için PE maliyeti=22 5 . 000 TL(O.l 7$)

=402 1 1 mg!l

KOI

Yağ -Gres

�3 1 mg/1

Sepiyolit 2 2$/ton* 1 . 3 00.000=28 .600.000 TL/ton

Ca-Bentonit için:

1 m3 P A S için maliyet:

=23414 nıg/1

KOI BOI5

82 .2 5(kg)*28.600(TL/kg)=2 . 3 52 . 3 5 0 TL(1 .80$)

=- 1 1 907 mg/1

1 m3 PAS için P E maliyeti=225 . 000 TL(O.l 7$)

= 1 84 mg/1

Yağ -Gres

Elektrik maliyeti:

Deneyde kullanılan ve yukanda % gideriın verimleri tespit edilen aktifleştirilmiş Ca-Bentonjt ile Doğal ve Aktifleştirilmiş

mm:

Sepiyolit 'in

giderim

Reaktördeki karışuru sağlamak üzere 3 kw/saat'lık motor

verimlerinin

kullamlacaktu. Reaktör ı 5 dakika çalışacağından bu süre

karşılaştırılması Tablo 1 5, Malzemelerin Adsorpsiyon

içerisindeki e lektrik sarfı yatı:

Kapasiteleri 'nin karşılaştırılması Tablo 1 6 ' da verilmiştir.

[3 (kw/saat)/4 ) * 1 1 0.000Tllkw-saat=82. 500 TL/1 m3 PAS

(0.06$) Toplam Maliyet: Tablo 1 5 . Doğal

Aktif Sepiyolit i l e Ca-Benton it'in

Bentonit kullanı ldığında:

. 1erının J l' d ennı Veıım o/ıo G . . K arşı 1a.ş_tı rı 1 nıası .

Kullanılan

KOI, 0/o

Yağ-Gres, o/o

Doğal Sepiyolit

Aktif Sepiyol i t

Ca-Bentonit

4.277 .000+2 25.000+82.500=4.584.600 TL/ 1 m3 PAS için maliyet = 3.52$

Madde

Sepiyo lit kullanıldığında :

2 . 3 5 2 . 3 50+225.000+82.500=2.659.850 TL/ 1 m3 1 m3 P A S için n1aliyet= 2.03$

1 6. Doğal ve Akti r Sepiyolit ile Ca-Bentonit'in A dsorpsıyon Katp_ası· teıen· nın · Karşı laşıtın l ması mg KOl / mg BOis/ mg Yağ-G res 1

Tablo

Adsorpsiyon

gr-

Kapasitesi

Adsorbent

Doğal

1 73

Elde edilen veriler göstermiştir ki, P eyniraltı sularının ön antımında kullanımı düşünülen ekonomik olarak ucuz ve

ülkemizde bol miktarda rezerve sahip bulunan Bentonit

Sepiyolit

Aktif

334

109

adsorbent

som·aki

ünitenin

olarak

kullanılabileceği,

yükünü

hafifleteceği,

İlimizdeki mandıralann % 90 oranmda küçük ve orta

Sepiyolit

Ca-Bentonit

Sepiyolit, in

kendinden

1 6. 7

1 30

1 m3

ölçekte işletmeler olduğu dikkate alınırsa ekonomik

açıdan büyük ölçüde ön arıtım amacıyla kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

1\l. Kullanılan Kimyasalların Maliyeti Süt

süt

PAS , lannın

ürünleri

endüstrilerinden

arıtılmasında

kullanılan

kaynaklanan

V. Sonuçlar

reaktantların

n1aliyet hesaplamasından önce birim süt başına oluşacak PAS miktarının belirlenmesi gerekir. B unun için

Süt ve süt ürünleri endüstrisi atıksulannın Bentonit ve Sepiyolitle ön arıtımla arıtılabilirliğinin incelendiği bu çalışmada yapılan deneyler neticesinde elde edi I en

literatürde bu sektörle ilgili çalışmalara bakıldığında 1 litre sütün % 76.5 ' i atıksu olarak karşımıza çıkınaktadır.

sonuçlar aşağıda özetlenmiştir. 75

Kiiçük ve Orta Ölçekli Süt Endüstrisi Atıksularının Önarıtdmasında

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Bentonit ve Sepiyolitin Kullaniiabilirliği İ. Altunışık, R. İleri, R. Artır

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

süt ve süt 1-)Yapılan çalışmalar neticesinde, endüstrisinden kaynaklanan PAS (Peynir Altı sularının) içerdiği, bunun için de yüksek derecede kirlilik kesinlikle alıcı ortama deşarj edilmeden önce antılması ve S.K.K.Y. 'de belirtilen alıcı ortam standartlanmn sağlandıktan sonra deşarjı gerekmektedir.

Aktif Sepiyolit için: 1 30 mg KOI/l gr Aktif Sepiyolit 1 6.7 mg Yağ-Gres / l gr Aktif Sepiyolit Ca-Bentonit için: 334 mg KOI/l gr Ca-Bentonit 1 09 mg BOI5/lgr Ca-Bentonit 1 0.5 mg Yağ-Gres/1 gr Ca-Bentonit olarak tespit edilmiştir.

2-) Deneysel çalışmada kullanılan Adsorbent'lerin peyniraltı sulan için optimum çalışma şartları pH 6. 2, sıcaklık 20°C, karışım hızı 60 dev./dakika, reaksiyon süresi 1 5 dakika ve optimum dozaj 82.25 gr/I olarak tespit edilmiştir.

KAYNAKLAR

[ 1 ] ŞENOL, E, "Süt ve süt endüstrisi atıksularının antılabilirliği üzerine bir çalışma", Sakarya, 1 997 [2] ŞENGÜL, F., "Endüstriyel Atıksulann Özellikleri ve Antılması", Süt endüstrisi Atıksularının Özellikleri ve Arıtırm, İzmir, 1 9 9 1 [3] Çevre Bakanlığı Mevzuatı, "Su Kirliliği Kontrolü Yönetn1eliği'', Ankara, 1 995 [4] Laboratuvarda Deneysel Çalışmaın, 1 999 [5] EROGLU, V., "Atıksu Tasfiyesi Ders Notlan" MUSLU,Y " Atıksuların Arıtılması", İstanbul, 1 994 [6] AQUAZUR SU TEK.A.Ş., "Prosedim CS 204 (madde adı), Polirner Özellikleri [7] ÇED ve Planlama Gene] Müd., "Çevreyi Öncelilde Etkileyen Bazı Sanayiler ve Temel Sektör Faaliyetleri", Ankara, 1 996 [8] ŞENGİL,İ.A, "Çevre ve Mühendislik Kimyası Ders notlan", Adapazarı, 1 996 [9] Tümaylar Kimya San. Ve Tic. "Sepiyolit ve B entonitin Özellikleri", 2 000

3-) Deneysel çalışmada kullanılan ( adsorbent) aktifleştirilmiş Kalsiyun1-bentonit'in PAS ön antınn anıacıyla uygulanmış ve ön antım giderim verimi hesaplanmıştır. Yapılan çalışmalara göre; aktifleştirilmiş Ca-Bentonitin giderim veriminin KOI: %54, BOI5: %43 ve yağ-gres: %91 giderim veriminin olduğu gözlenmiştir. 4-) Bentonit'e ait optimum şartlarda doğal ve giderim aktifleştirilmiş Sepiyolit'in verimi hesaplandığında doğal Sepiyolit'in KOI: %28, yağ-gres: %85, aktif Sepiyolit'in ise KOI: %21, yağ-gres: 0/o79 giderim sağladığı, değerlerden de anlaşılacağı üzere Doğal Sepiyolit'in daha iyi giderim sağladığı gözlenmiştir. 5-) Yapılan analizler neticesinde aktifleştirilmiş Ca Bentonitin giderim veriminin (KOI-o/o54 Yağ-gres-o/o9 1 ) Doğal (KOI-0/o28 Yağ-gres-%85) ve Aktifleştirilmiş Sepiyolit'ten KOI-%2 1 Yağ-gres-0/o79) daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. 6-) Aktifleştirilmiş Ca-Bentonit ile Doğal Sepiyolit'in giderim verimleri karşılaştınldığında Ca-Bentonit'in (KOI-%54 Yağ-gres-%9 1 ) giderim veriminin Doğal Sepiyolit'ten (KOI-%28 Yağ-gres-0/o85) daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. 7-) Kullanılan maddelerin maliyetleri karşılaştınldığında aktifleştirilmiş Ca-Bentonitin kullaruldığında toplaın maliyetin 4.584.600 TU 1 m3 PAS (3.52$), Doğal Sepiolit kullanıldığında toplam maliyetin 2 .659.850 TL/ 1 m3 PAS (2 .03$) olduğu, 8-) Yapılan çalışmalar neticesinde Ca-Bentonit ve Sepiolit'1n iyi bir yağ-gres giderim oranına (Ca-Bentonit %9 1 , Sepiyolit %79) sahip olduğu, bundan dolayı yağ konsantrasyonu yüksek içerikli atıksuların antımında kullanılabileceği, 9-) Parametrelere göre birim madde başına giderilen KOI, BOI5 ve Yağ-Gres miktarları; *(mg KOI, yağ-gres/I) /(gr-Sepioüt-Bentonit 1 I)* Doğal Sepiyolit için: 1 73 mg KOI/ l gr Doğal Sepiyolit 1 7.5 mg Yağ-Gres / l gr Doğal Sepiyolit 76

Elekt ..iksel Yükleri n Dinamik Benzetimleri

SAU Fen Billmleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

K. Abac1, M.A. Yalçın, H. Gelberi

ELEKTRiKSEL YÜKLERİN DİNAMiK BENZETiMLERİ Kadir Abacı, Mehmet Ali Yalçın, Hüseyin Gelberi Özet-

Bir elektrik güç sistemi farklı karakteristildere

bağlıdır. Geıilim kararlılığı analizleri yapılırken, yük

sahip yüklerden oluşmaktadır. Yük karakteristiğinin

karakteristiklerinin

sistem dinamiği üzerinde önemli bir etkiye sahip

anlaşılması gerekir.

olduğu

bilinmektedir .Güç

sistemlerindeki

analizlerinde,

kararldığı

karakteristiklerini

davranışlaranı

Yüklerin

bilmek

çok

değişimlerinin

çeşitli

doğurabilir (Bazı rağmen

olmasına

ıyı

modellerin

ait

önemlidir

yükleı

özellikle

kritik

frekansa

gerilim

duyarlı

değişmeleri

frekanstan çok daha fazladır) [2]. Bazı yükler gerilim

yükler tarafından olumsuz bir biçimde etkilenir. Bu gerilim

duyarlıhğı

gerilime

sonuçlar

yüklerin

önemlidir. Enerji kalitesi genellikle lineer olmayan

çahşmada

onlara

gerilim

kararldığı özellikle yük karakteristiklerine bağlıdır. Gerilim

yükler

değişimlerine

çok

bazılan

düşük

çok

çabuk

cevap

gerilim

verebilecekleri

seviyelerinde

gibi

sistemden

tamamen ayrılırlar. Eğer yükün tanunlanması yeterince

üzerindeki etkileri incelenmiştir.

doğru

Allahtar kelimeler- Yük Karakteristikleri, Gerilim

değilse,

simulasyon

davramşına uymayacaktır.

sonuçları Bu

yükün

gerçek

sistemin kararlılık

Kararhhğı, Dinamik Davranış.

limitinin ilerletilmesini etkileyecektir [3].

Abstract-

Yükleıin gerilim değişimlerine karşı vereceği cevap,

An electrical power system consists of

yük

ile

elde

edilmeye

geliştirilen

characteristic is known to have a significant effect on

çalışılmaktadır. Bir güç sisteminde yük modellernesi

•

systems dynamics. Voltage stability in the power systcms

particularly

characteristics.

depends

It is

very

the

important

characteristics and behavior of loads stability

analyses.

The

energy

yapılırken yük barasında çok sahip

load

lotO\\'

yüklerin

olduğu

farklı karakteristildere düşünülmelidir.

Yük

karakteristiklerinin çeşitlilik gösterınesi nedeniyle onlara ait çok sayıda çeşitli model yaklaşımlan yazılmıştır. Bu

in the voltage

quality

çeşitli

modelleri

many loads that have different characteristics. Load

modeller genel olarak statik ve dinamik yük modelleri

usually

affected negatively by nonlinear loads. In this study

şeklinde iki kıs1n1a ayrılabilir.

the cffects of voltage changes on various

zamanla değişmeyen ve yükü, bara geriliminin ve/veya

loads have

Statik yük modelleri,

frekansırun o an ki fonksiyonu olarak vermelerinedeniyle

becn examined.

güç

Key Jvords- Load Characteristics, Voltage Stability, e

sisteminin

yük

karakteristiklerinin

dinamik

davranışiarına cevap vermekte yetersiz kalmaktadır [4]. Bu

Dynamic Behaviour. •

nedenle

dinamik

yük

modelleri

daha

elverişli

sonuçlar vermektedir. I.GİRİŞ

Elektrik şebekesi; jeneratör, transformatör, iletim ve

karakteristiklere değişimlerine

dağıtım hattı ve yüklerden oluşur. Şebeke ve yükler L, R,

C ile bağımlı akım ve gerilim kaynaklanyla modellenir. Enc rj i kalitesi şebekenin her noktasında tanımlanabilir, ancak kullanıcı için besleme noktasındaki kalite önem taşır.

Enerji

kalitesini

genellikle

doğrusal

bağlıdır.

Yilider

iletim

araştırmalar

elektrik

güç

sistemlerinde

sahip

çeşitli

yüklerin

karşı

davranışları

yapılırken

genellikle

farklı gerilim

araştırılmıştır. yük

dinamiklerini

sergilernesi açısından dinamik yük modelleri

tercih

edilmiştir.

olmayan yük

yükler bozar [ 1]. Gerilim kararlılı ğı öncelikle karakteristiklerine

çalışmada,

II. ELEKTRİKSEL YÜKLER

hatları

üzerinden dağıtım şebekelerine ve j eneratör tesislerine

II.l Yük Tanımı

Yükler; motorlar, aydınlatma lambalan ve diğer elektrik ekipmanlarının bireysel

K. Abacı, SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü,

Sakarya J\1.A. Yalçtn,I L Gelberi; SAÜ Müheııdislik .Fakültesi, Elektrik Elektronik M üh.,Sakarya

sistemleri

oluşturduğu

yüzlerce

binlerce

cihazıarın toplamım göstermektedir. Güç mühendisliğinde

biçimlerde ifade edilebilir: Yük;

veya

yük

kavramı

çeşitli

Dinamik Benzetimleri K. Abacı, M.A. Yalç1n, H. Geiberi

Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Elektriksel Yü lderio

SAU Fen

•

karakteristiği gösterınesi verilebilir. Bu durum özellikle gerilim kararlılığımn dinamik davramşlan bakımından önemli bir özelliktir [7].

Bir güç sistemine bağlanan bir cihazın tüketmiş olduğu güç, Güç sistemine bağlı tüm cihazlar tarafından çekilen toplam aktif ve/veya re aktif güç, Kısmen bir jeneratör veya bir üretim tesisinin çıkış gücü şeklinde tanımlanabilir [5].

11.2 Yüklerin Statik ve Dinamik Karakteristikleri

Aktif güç, gerilim ve güç faktörü gibi parametreler bir yükün karakteristik davramşım belli eder. Bu terimler bir yükün sınıflandırılmasında, bir baradak.i yükün oluşturulmasında veya bilinen bir yük cibazına uygulanabilir [7].

Yük, Şekil 1' de gösterildiği gibi yukarıdaki tammlamalarla sınırlı kalmayıp aşağıdakilerden bazıları veya hepsi de olabilir. Dağıtım tesisleri kademe düşürücü transformatörler. Altiletim fiderleri. Birincil dağıtım fiderleri. Dağıtım transformatörleri. İkinci! dağıtım fıderleri. Şönt kapasitörler. Gerilim regülatörleri. Tüketici transformatörleri ve kapasitörler [6]. •

Sürekli halde bir çok yük bileşenlerinin talebi sistem frekansı (j) ve bara gerilimine (V) bağlıdır. Statik yük karakteristiği olarak isimlendirilen aktif ve reaktif gücün gerilim ve frekansa bağlı ifadesi P(Vj), Q(VJ) şeklindedir. Frekans sabit iken P(V) ve Q(V) gerilim karakteristiği, gerilim sabit iken P(f)ve Q(j) frekans karakteristiği olarak isimlendirilir. Burada temel olarak gerilim değişimi ile ilgilenilecektir. Yükün aktif ve reaktif güç ifadesinin gerilimin bir fonksiyonu olarak yazılmasıyla yük karakteristiği elde edilir ve bağlı bulunduğu ekipmanların miktarına bağlı bağımsız bir z değişkeni tanımlanarak yük karakteristiğinin genel formu elde edilir.

•

• •

Dağl.tttn

transfomı.atö:tü Fider

Sistem B ara

) t-

P=P (V,z) Q=Q (V,z)

Şekil ı. Yük Barası cihazlarla birlikte fıderler, transfonnatörler ve şönt

Burada z'ye 'yük talebi' ismi verilir ve bir z değeri için yukarıdaki eşitlikler P,Q, V uzayında bir eğri belirler [8].

kapasitörleri içerir.

Gerilim değişimine karşı davranışlan bakırnından yükler üç ana grupta toplanabilirler:

YÜK MODELLERİ

Yük modeli; kısaca bir baraya akan akım ve güç ile bara gerilimi arasındaki ilginin matematiksel ifadesidir [ 6]. Yük karakteristiklerinin sistem dinamiği üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu bilinmektedir. Yanlış yük modellemesi, güç sistemini gerçek bir sistem çökmesine yada ayrılmasına kadar götürebilmektedir. Doğru yük modellemeleıi sistem dinamiği esnasında yükün davranışım yakatamakta ve böylece güç sistemleri kararlılık ve kontrol limitleri kesin olarak hesaplanıp çalışma ve planlama noktalannda laitik değerler bilinebilmektedir [9]. Bu konuda yapılan birçok çalışmada, analiz sonuçlannda yükün tanımlanmasının önemli bir etkiye sahip olduğunu belirtilmektedir. Bu nedenle geliştirilen yük modeli çok önemlidir [ 1 O].

Sabit empedans yükleıi: Aydınlatma, ısıtma, ark ocakları gibi ağırlıklı olarak omik karakterlidir. Gerilimdeki küçük değişimler için güç değişimi yaklaşık iki kat olmaktadır. Gerilim kararlılığı açısından bu ilir yüklerin etkileri açıktır. ii- Sabit akım yükleri: Özellikle metahırji ve elektrokiınya alanlarında, metal parlatma, metal kaplama, elektroliz uygulamalannda kullanılan tekniğin esası sabit akım çekmeye dayalıdır. Gerilimdeki küçük değişimler için güç yaklaşık değişmektedir. olarak aynı oranda iii- Sabit güç yükleri: Kontrollu empedans yükleri ve asenkron motorlar bu grubu oluştururlar. Asenkron motor yüklerinin gerilin1 değişimine karşı cevaplan, çektikleri aktif gücün gerilim değişimini adım artımı (veya azalması) ile izleyip daha sonra başlangıç değerine dönmeye çalışması şeklindedir.

111.1 Statik Yük Modelleri

Bu tür modeller zamarun herhangi bir anında aktif veya reaktif gücü, bara geriliminin ve/veya frekansının aynı andaki bir fonksiyonu olarak ifade edilmesi şeklidir [6].

Ayrıca bir yük, karakteristiğine bağlı olarak, gerilim değişimlerine karşı, zanıan içinde farklı gruplarda da bulunabilir. Buna örnek olarak; esas karakteristiği sabit güç gıubuna giren asenkron makinalann, ani gerilim değişimlerine karşı ilk anda sabit empedans

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

V P=P o ( Vo )

Bu modeller, statik ve zamanla değişmeyen olduğu için, çeşitli çalışma durumlannda yük davramşlan başarılı bir

Formüllerde

'z',

referans gerilimi

(V t Va V ( )p Vo

forınülleri ile ifade edi lebilir. denklemindeki üslü terimler �

(3.1 b)

boyutsuz bir talep değişkeni dir. a

V )Ps = Qs Qo (V o

(3.la)

modelin

verilebilir:

V0 referans gerilimine göre V

gerilimi altında tüketilen aktif ve reaktif

=2 olduğunda sabit empedans yükü,

güçlerdir.

olduğunda sabit akım yükü ve

�

T. z

=O olduğunda ise

sabit güç yilideri karakteristiğini verir [8].

değişimleri için geçerli olabilir. Deşarj lambaları ve modellerle

dinamik

p==

V ( ) Vo

eşitliği

aşağıdaki

... zp

<X s

( V )Bs Vo

IV. YÜK

ınotorlarda büyük gerilim değişimleri için bu modeller yeterlı değildir. Üstel

Genellikle geçici hal [3, sürekli haldeki an f3s

gibi

(3.4a )

( )ll' Vo

(3.4b)

Burada TP ve TQ zaman sabitleridir. Modelin başlangıç değerleri zp= zQ= 1 ve sürekli halde V V0 olur [8].

± 1 O 'luk bir gerilim

Bu tür statik modeller sadece

yük

. TpZ

Bunlar nominal güç yükleri olarak isinılendirilir . Burada a =

(3.3b)

terimlerinin herbirinden daha büyük değerlere sahiptir.

ve P yük tiplerine bağlıdır (motor,

ışık, ısı,... ). zPo ve zQ0

Gelben

(3.3a)

cxs

şekilde elde edilememektedir.

Q=z Qo

Abacı, M.A. Yalçın, H.

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

P=z P0

�

Elektriksel Yülderin Dinamik Benzetimler

yapılan dinamik

Çeşitli

simulasyonlarda üs değerinin 1 'den daha küçük olduğu

yük

DİNAMiKLERİ

bileşenleri ve kontrol mekanizmaları yükü

durumlardan şüphelenilmelidir [2).

iyileştirineye ve en azından belirli bir değerde tutmaya

III.2 Dinamik Yük Modelleri

eski konumuna döndürülmeye çalışılır.

çalışmaktadır. Aktif yük

Bu tür modeller zamaıun herhangi bir anında aktif veya

saniyede mekanik ataletlerine uymak için çabuk bir

anın bir öncesi ve bir soruası anlarının bir fonksiyonu

şekilde cevap verirler.

olarak ifade edilmesi şeklidir [6].

Gerilimin yavaş azalması

problemler

yükler

çalışır. Bunlar 1 O sn ve daha uzun bir sürede yükü ilk haline getiımeye çalışırlar. Reaktif güç şönt

yüklerinin modellenınesi için, toplam yük modellernesi

kompanzasyonların reaktif çıkış gücü ile iyileştirilir.

esas alınarak bir model kullanılır. Çoğu durumlarda bölümlere ayrılabilir Güç

ifadeleri

tanınılanabilir;

(zp

yükleri

kendi

iii -Sabit

bazı

aralarında

halde

aşağıdaki

fonnüller

ile

yükler

sıcaklık

manuel

halde,

Düşilli geri.lirn tarafında kademe de ğiştiriciler

(3. 2a) ..---. -..

(3.2b)

modelin

tı.A)

�yük.

Kap asıw.ı P.�senkt·on motor Diğeı yüldet · ......

yük dinamikleri ile ilgili boyutsuz durum sürekli

omik

[2).

V ( )a..t P =zp Po Vo V Q z0Q o (V )�' o

değişkenleridir),

enerjili

kontroller tarafından ilk durumlarına dönüştürülür

[8].

geçici

diğer ekipmanların

regülatörleri yük tarafındaki gerilimi iyileştirmeye

Bir çok yük bileşenlerinden oluşan dağıtım tesisleri

tesislerinin

otoınatik kademe dcğiştiriciler ve dağıtım gerilim

kolay bir şekilde adreslenemez.

dağıtım

devre

güç yüküne iyi bir örnektir. ii- Büyük güçlü servis ve dağıtım transformatörlerinde

Yüklerin

nedeniyle

eşdeğer

yavaş dinamikleri yüzünden bu tür yükler sabit aktjf

yük davranışlan çeşitli hava şartlarında gece ve gündüz bu

motorun eylemsizliği yüzünden aniden değişmez.

dağıtım tesislerinde de bu değişim farkedilebilir. Ayrıca

n1odellenmesindeki

geçirir.

denklemlerinden açık bir şekilde görülür. Kayma,

olduğu gözlemlenir veya benzer hava şartlannda farklı

gösterebilir.

harekete

gibi

anı veya yılın aynı mevsiminde çok büyük değişimlerde

farklılık

Kaynak tarafında ani bii

değişim derhal asenkron motoru empedans bir yük

dağıtım tesislerinin yük davranışlarının günün aynı

arasında

ü ç mekanizma tarafından

i- Asenkron motorlar aniden değişen gerilimlerde birkaç

reak:tif gücü, bara geriliminin ve/veya frekansının bu

Aynı

(P)

gerilim

s 'ı Sabit enetji yükU

Şekil 2. Üç ınekaııizma tarafından toparlanan gerilime duyarlı yükler.

karakteristiği;

Elektriksel Yüklerio Dinamik Benzetimleri

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz

yaklaşımlar

mertebeden

2002)

için

basit

K. Abac1, M.A.

� �erini

dina

tüm yük bir

zaman

sabıtı

Sabit enerjili omik (terınostat kontrollu) yükler için

birinci

uygulanabilir diferansiyel eşitlik aşağıdaki gibidir.

kullanarak

� � � büyük

modelleyebiliriz. Bu tür yüklerin bağlı bulu ıd ğ

bir güç dağıtım yük barası Şekil 2 'de gösterılımştır.

(s�'

(4.2)

vardır v e gerilirnde meydana gelen bir azalma sonrasında

kondüktansın değeri artmaktadır. Arıza temizlenmesi

sonrasında

yük

sabit

gücüne

kondüktans azalmaktadır (Şekil

dönmek.te,

5).

arada

Bu tür yüklerinaktif

güç cevapları ise Şekil 6'da verildiği gibi olacaktır. Kondüktansın değeri simulasyon boyunca sabit ve 1 pu

(4.1) �n'

alınmıştır.

kabul edilir. u.�

-G

zaman sabitidir. Burada da motora benzer bir durum

H eylemsizlik sabiti, şeklindedir. Formülde; mekanik kayıpları da içeren mek anik torktur ve sabit '

2 PoiV

Burada 'TL' teımostat yükünün topadanması için gerekli

azalacaktır. Asen.kron motorlar için uyg ulanabilir birinci mertebeden diferansiyel denklem;

Tı

Bu yüklerin durum değişkenleri sırasıyla motor için ıt kademe değiştiriciler için kademe oranı (r) ve sab için yükler kontrollu) (teınıostat omik enerjili kondüktans ( G)' dir. Her bir durum değişkeni sıfırdan başlayarak artacak maksimum değerlere vardığında

2H s= Tm(s)- Te( V,

Yalçın, H. Gelberi

1.2

,....--,.-,r----r---ı.---r---ı---ı.r---.ı--,

1.15

'-·-l

0.25

�

. ..

... _____

.........

...

··.�·

ur-----..--.-----,

... ..

0.2 ı-

1.1

...

•

...

E o.15� �

•

lll

11---...J

J 7. ·-l . . . . . . . -..J-

•

:ı

�

O. OS f-

_ _ __ ,

. .

0.9

0.1 r

... .

0.95

....

0.85

•

.ı

t(s)

o. a l-----'--.....1--"----'---ı.---ı-..---J 9 2 3 4 5 s 1 e ıo o

t(s)

Şekil 5. Teımostat kon t ronu omik yüklerin kondüktans değişimi.

Şekil 3. Motor yükleri için kaymanın değişim

Gerilirnde meydana gelen bir azalma sonrasında kaynıa

artmaktadır.

Şekil

görüldüğü

gibi

yüklerinin

da azalmaktadır.

kayma güç

değişimleri

ise

1.15

arıza

Asenkron motor

Şekil

4' de

... 1,1

temizlenmesi sonrasında motor sabit gücüne dönmekte

bu arada

ı,---.__... ----..--,

ı .

1.2

1.1

o..

� 1.05

gibi

o Ol .,._

olmaktadır. Makalede verilen sonuçlann elde edilmesi

�

için, kullanılan eşdeğer devre parametreleri EK' de

ı.ot

·�-·

·: u

L._,

....-

J -

. . . � .� •-:, �� . � � . �--! , ,. . . ..... �--=-

------..

0.95

verilmiştir.

0.9

•

0.85

·�

0.8 '------1---'--'--ı....---L---l--' 4 5 s 1 8 9 ıo o 1 2 3

'·''

1.1 -

ı,ı

...

'5,

•

0.9 i"

··-· ı

...

t(s)

...

ı. 1

•

r-· ...

..._

.... . . . ....

•

• �..,

_ _

•

...ı

Şekil 6. Termostat kontrollu omik yükterin gerilim değişimine karşı

aktif güç cevabı.

)

•

Kademe değiştiriciler için de durum yine benzerdir. Bu

!':: -

.ır::

tür yilider içinde uygulanabilir bir diferansiyel eşitlik

0.8 r

aşağıdaki gibi yazılabilir.

0.7 r

•

(4.3)

•

t{s)

�ekll 4. Asenkro n motorun ge rilim değiştmine karşı verdiği

Burada

aktif gtiç

cevabı

Tc zaman sabiti V2 kontrollü gerilim

referans gerilimi

V2°

ise kademe değiştiıicinin dönüştürme

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cıli, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Elektriksel Yüklerio Dinamik Benzetimleri

K. Abacı, M.A. Y alç ın H. Gelberi ,

oranıdır. Bu )'ükler için durum değişkeni

ile güç

VI.

değişimleri sırasıyla Şekil 7 ve Şekil 8' de verilmektedir.

EK eşdeğer devre

Evsel asenkron motor tipi yüklerine ait

1.�:1 .....----...,.---.---,

parametreleri aşağıdaki gibidir:

Motor için;

1.15

�o

� "O il)

Cil �

rs:0.077 pu, x.,= 0, 1 07 pu, rr =0.079 pu, Tm= 1 pu

105

11------'

0. 95

[ 1]

f-·

l� l .

0.9

·,'

.. ·-'"'"

•·•

" ...

•

[2] 'Taylor C.W., "Power System Voltage Stability,,

�

EPRI Power System Engineering Series, McGraw Hill,

O . B L-----.... ____ ..._ _...__ _______..j 10 5 15 o

Şekil 7.

Tuncay N. , "Elektrik Enerji Kalitesinin Tammı",

Elektrokent perpa dergisi} Ocak-Şubat 2001

>O•O•-Oo• �•00-0•1'0'0•"0"••

•••

o. 85

2.22 pu, Xr=0.098 pu,

VII. KAYNAKLAR

lll

x��=

1994 [3] Chiou Y.C., Huang T.C., Kao S.W., "Dynamic Load

t(s)

Kademe değiştirici dönüştürme oranının değişimi.

Modelling in Taipower System Stability Studies',, IEEE Vol. lO) No.2,

Transactions on Power Systems,

913, May 1 995 [4] Wang Y.,

ı 1b r-----...,.-----.--,

...

,..

University of Auckland, May 1 997

_...

[5] Machowski J., Bialek J.W., Bumby J.R., "Power

...

.._,

V. .;] Ol

Load Modelling",

Department of Electrical and Electronic Engineering,

ı·� l.__

:;a. 1. 05

System

Preliminary report} prepared for Transpower NZ Ltd,

1 1

"Power

pp.907-

System Dynamics and Stability", John Wiley & Sons,

. ., --,. , . � . � .� ,. . . ...-- ..._.).. ..'-...

....

England,

[ 6]

1 997

IEEE Task Force on Load Representation for

Dynaınic

Performance,

uLoad

Representation

for

Dynami c Performance Analysis'', IEEE Transactions on

0.95

Vo1.8 No.2, pp.472-481 , May 1993

Povver Systems, ı 0.9 '------'--L---'---� 15 o 5 10

Şekıl 8. Kademe değiştiricin in

[7]

Yalçın

Kararldığının

t(s)

Doktora

gerilim değişinıine karş1 verdiği aktif

İstanbul,

güç cevabı.

:rvı.A., Yeni

Tezi,

Bir

İTÜ,

Sistemlerinde

Yaklaşımla

Geıilim

incelenmesi",

Elk-Elektronik

Fakültesi,

1995

[8] Cutsem V.T., V.

"Eneıji

Youmas C., "Voltage Stability of

EJectric Power Systems", Kluwer Academic Publishers,

SONUÇLAR yüklerin

2001 [9] Chiou C.Y. , Huang C.H., Liu A.S., Chen Y.T., Li

karakteristiklerini bilmek çok önemlidir. Zaten gerilim

T.H., Lin C.J., Chiang H.D., Yuan J.L., "Development of

kararlılığını çoğunlukla yül<ler bozmaktadır. Y üklerin

Gerilim

çalışmalarında

kararlıhğı

Micro-processor-based

Transient

Data Recording

adım gerilim değişimlerine karşı verdiği cevaplar bazen

Systen1 for Load Behavior Analysis", IEEE Transactions

sistemi

on Power Systems,

kritik

noktalara

taşıyabileceği

gibi

gerilim

çökmesine de neden olmaktadır. Bu çalışmada,

güç

Vol.8, No.2,

pp.16-22, Februaıy

sistemi yüklerinin gerilim değişimlerine karşı verdiği

1995 [10] Xu W., Mansour Y., Hydro B.C. "Voltage Stability

cevaplar

Analysis Csing Generic Dynamic Load Models", IEEE

asenkron

araştınldı. motorların

Simulasyon çok

hızlı

sonuçlarına

bir

biçimde

göre cevap

Transactions on Power Systems,

verdikleri ve sabit güçlerine dönme eğiliminde oldukları, bunun yanı sıra

aynı koşullarda termostat kontrollu

yiiklerin

uzun

daha

bir

sürede

486, Febıuary 1 994

toparlandıklan

gözlemlendi. Toparlanan yük dinamiklerine örnek teşkil eden kademe değiştiricilerin ise çok yavaş kaldıkları, ayrıca diğer yük] erin aksine gerilim azalmasına karşılık güç arturu

ile cevap verdikleri izlendi. Bunun temel

nedeni olarak; hat sonundan çekilen gücün kademe oranı

1 le ters orantılı olan gerilinlin bir fonksiyonu olduğu sonucuna varıldı.

V ol.9 No.l, pp.479... >

Fiber Takviyeli Polimer Uygulamalannda Yapışma Yüzeyi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kalitesinin Kompozit Performansana Etkisi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

K. Yılmaz, M. Akçil, A. Çelik

FİBER TAKVİYELİ POLİMER UYGULAMAL ARINDA YAPIŞMA YÜZEYİ KALİTESİNİN KOMPOZiT PERFORMANSINA ETKİSİ Kemalettin Yılmaz, Mustafa Akçil, Abdullah Çelik

Ozet

Oldukça yaygın bir kullanım alanına sahip

Fiber

Takviyeli

(FRP)

Polimer

I.GİRİŞ

kompozit

Kompozitler, birbirleri ile uyum sağlayacak ara yüzeylere

malzemelerin bir kısmı kumaş ve laminat formunda

sahip iki veya daha fazla farklı malzemenin bir araya

üretilmekte ve mevcut elamanların yüzeyine dıştan

getirilmesinden elde edilen ve gelişmiş yeni özelliklere

yapıştırdara k uygulanmaktadır. FRP malzemesinin,

sahip

kapladığı nıalzeme ile bir bütün oluşturup ınonolitik

Polimer,

aderansın olması gerekir. Bunun sağlanıp, mükemmel yapışmanın

gerçekleşmesi,

öncelikle

kalitesinin yeterli nitelikte olmasına

yapışma

yüzeyi

kompozit

gücüne

yapışma

performansı,

between

FRP

•

perfect bonding is firstly related to suffıcient surface important step of principles

which

application. In contain

surface

this study, the for

application and wrapping methods to make effective

kimyasal

Aderans

FRP

ile

güçlendirilecek

yapı

arasmda

fıziksel yardımcı

kullanılır.

üretilme gayesine

Fiber

do ğrultusu,

sürekliliği,

•

Reçineterin mekanik özellikleri

•

Temas

yüzeylerindeki

aderans

Fiber Reinforced Polimer (FRP), bonding

surface quality, composite

yapılacak

artıncı

kuvveti

the FRP composite performance, were declared.

Keywords

tutulurlar.

göre

ler,

göre

kompozitin

şekli

kompozisyonu

the most

preparing

tabi

FRP

çalışmasını etkileyen ana faktörler şunlardır;

monolitik behaviour. To make this possible and obtain is

bağlıdır.

matrisle aralanndaki etkileşimin dışında

and

wrapped material interface to display composite and

quality. Therefore, surface treatment

değişir. Yükleme şekilleri ve fiberin birlikte çalıştığı

bonding to the surface of structural members. There adlıerence

uzay

olan etkileşimine bağlı olarak

Kompozitlerin performansları

fabric and laminate and applicated by externally excellent

denizcilik,

malzemeler hem fiber le kendisinin oluşturduğu FRP, hem

Fiber Reinforced Polimer ( FRP) commonly

otomotiv,

durumuna

uygulamaların

used in different fields is produced in the form of

must

özellikleri

da kompozitin performans ı, bileşenlerinin yapısına ve

işlemlere -

geliştirilmiş

dağıtılır. Gerilmeler matris içerisinde ne kadar iyi dağılsa

aderans.

Abstract

inşaat,

tekrar fiberin matrisle

kaplama

Fiber Takviyeli Polimer, FRP,

kalitesi,

yıllarda

daha fazla yük taşırlar. Çünkü, matrise etkiyen gerilmeler

biçimlerine ait prensipler açıklanmıştır.

Anahtar Kelimeler

son

Fiberler yalın halleriyle içinde bulunduğu matrise layasla

FRP kompozitin performansını etkin kılabiirnek için ve

malzemeler

havacılık sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

aşaması olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, yönelik yüzey haztrlama

FRP),

Günümüzde

nedenle yüzeyin hazırlanması, uygulamanın en önemli

uygulamaya

sayesinde oldukça geniş bir uygulama alam bulmuştur.

yüzey

bağlıdır.

sistemidir[ 1].

içerisinde fiber takviyeli polimerler (Fiber Reinforced

davranış gösterebilmesi için temas yüzeyinde iyi bir bir

malzeme

bir

perforınance, adberence.

K.Yılmaz, M. Akçil; Sakarya Üniversitesi Öğretim. Üyesi, SMYO, Adapazarı A. Çelik ;Sakarya Üniversitesi, Doktora Öğrencisi, Adapazarı

Şekil l. Çift yönlü dokunmuş

fiberJer.

yapışma

Fen Bilimle

ri Enstitüsü Dergisi

Fiber Talcviyeli Polimer Uygulamalaranda Yapışma Yüzeyi Kalitesinin Kompozit Performansına Etkisi

6.Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2002)

K. Ytlmaz, M. Akçil, A. Çelik

Tablo l.de görüldüğü gibi elastisite ınodülü ve çekme dayanımı en yüksek olanı karbon fiberlerdir. Kopma

Tek yönlü fiberler anizotropiktir. Fiberler maksimum dayanımını lif doğrultusunda gösterirler. Şekil l .de görüldüğü gibi çift doğrultuda düzlem ş e kildeki

uzaması en fazla olan

fiberler her açıda farklı dayanıma sahiptir[2]. II.

durum Şekil 3 .de de görülmektedir.

FİBERLERİN ÜRETİMİ VE ÖZELLİKLERİ

N/mm'

Yüksek sıcaklıklarda eritilen ca:m,karbon ve aramid gibi malzemeler, süzülerek

ince

(kılcal)

akıtıtırlar,

püskürtül ere k

aniden

delikli

tanktan

bir

soğutulur

devanuı

2500

aşağı

üzerlerine

esnada

ise PVA fiberlerdir.Benzer

2000

dönen

makaratarla hızla çekilerek sündürülürler, bu gerdirme

işlemiyle mikron seviyesinde kalınlıkta fiberler meydana gelir. Bu fiberlerin reçinelerle iyi bir aderans yapması

ffJ

1500

.JP

(!)

için üzerlerine yüzey iyileştirici (Silane gibi) malzemeler kaplamr [3]. Bu aşamalar Şekil 2.de şematik olarak

1000

/...

,/ /'

Polyester

/ <

gösterilmiştir. 500

I.J',.._.

4�

•

·-· ···· ··· ···· ............... ··· · ······· ·-·

....

Stae/

Eriti Imiş Hammadde

Şe kil 3. Fiberler ve çeliğin gerilme- deforrnasyon diyagramı.

*Yüksek Soğutma

Derecesi ve

Üretilen fıberlerin karekteristik: gerilme - deformasyon

Yüksek Sanm

diyagramı ile diğer nitelikleri çelikle birlikte kıyaslamalı

Hızı

olarak

*Zaman peryodu: milisaniye

Şekil

3.de ve Tablo

diyagramda görüldüğü gibi

l .de gösterilmiştir. Bu karbon,

birbirlerine yakın seyrederken polyester fiberlerde sapma

Fiber

İyileşlirme iler iki

daha fazla olmaktadır.

imalat

Tabi o2.

Sah t alarına

Çeşi

lt i fiberler le

çel i ği

n özelJiklerinin kıyaslanınası [ 4]

Şekil 2. Fiberterin üretinı aşamaları.

Fiber çeşitleri Özellikler

E1astik1ik

62- 142

Karbon

290-400

Cam

72-78

PVA

8-28

dayanımı

241 o- 3150

2400-5700

3300-4500

870- 1350

(Mpa)

Özellikler

Aramid

Karbon

- l ass EG

Çekme dayanımı

Uzun dönem dayanın1ı

Ani yüke dayantroJ

Farkh doğrultudad ayan.

uzamast

(%)

l ,5- 4,4

0,3-ı ,8

4,8-5,0

Çeli ği

Al kali lere karşı

Asidi k ortarolara karş1

Karbonatıaşmaya karş1

Ağırl ık Kopma

Germe

Durab1lite

modülO (Gpa)

Çekme

Ön

Fiber

Tablo l. Fiberlerin mekanik özelliklerinin değişim arahğı[4]

Arami d

aramid ve cam

deformasyon diyagramı

(E-glass) fiberlerin geritme Yüzey

9,0-l7,0 (-)Zayıf,(+) İyi, (++) Mükemrnel,

(O)

Etkisiz.

Fen Bilimleri

Fiber Takviyeli Polimer Uygulamalarında Yapışma Yüzt)i

Dergisi

Enstitüsü

Kalitesinin Kompozit Performansına EtJOsi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Fiberler, çelikle karşılaştırıldığında oldukça yüksek bir çekme dayantınma sahip oldukları göıülmektedir. Ancak, düşük yetenekleri yapma deformasyon fiberlerin Tablo 2.de olduğundan gevrek davramş gösterirler. verilen karşılaştuınada fıberlerin genelde hafiflik durabilite yönüyle oldukça iyi olduğ u görülmektedir.

Yılmaz, M. Akçil, A. Çelik

sıynlma veya beton pas tabakasım alarak ayrılması söz konusu olabilir. Betonarıne yapılarda çelik, beton tarafından kuşatıldığından beton içerisinde kalmaktadır, sıyrılma veya betonla farklı hareket etme eğilimi yoktur, monolitik davranış

gösterir.

kumaş ve

Ancak FRP

laminatlar yüzeye iyi tutunamadıklartnda bu davranıs'ı gösteremezler. Kumaşların, larninatlara göre yüzeye daha iyi uyum sağladıklanndan yapışma gücünün de daha ıyi

m. EPOKSİ REÇiNELERİ

olduğu

Yüzey

hazırlığı

için

uygulama

aşamasında yapılması gereken işlemler sırasıyla şöyledir;

Reçine matrisinin üç ana görevi vardır[4]:

•

Hasar göıınüş yapı elamanlarının yüzeyleri tamir

•

FiberLeri birbirine bağlar.

•

Fiberler aras1nda yük transferini sağlar .

kalın çatlaklar ve oyuklar ise epoksi esaslı

Fiberleri çevrenin zararlı etkilerinden ve mekanik hasarlardan korur.

Eğer, beton paspayı tabakası korozyon sonucu

•

görülmüştür.

reçineler,

dönemlerde

havacılık, beton

uzay

savunma

(tamir

için

hasar görmüş veya karbonatıaşmaya uğramış ise bu tabaka tamamen kaldırılıp temizlenmelidir.

son

güçlendirme

•

özelliklere sahiptir. Epoksilerin değişik akışkaıılıklarda

•

kısmen

Köşeler ve keskin kenarlar yuvarlatılmalıdu, aksi halde bu bölgeler laminasyonun ve süreklilığİn

ve çok sayıda kür yardımcısı veya sertleştiriciyle beraber yapısı,

bozulma.sına neden olur. Dış ve iç açılar Şekil4.de

kür

göıüldüğü gibi kavislendirilmelidir.

edilerek veya genel olarak "prepreg" ismiyle adlandınlan ileri kür sisteınleriyle kullanılmasına imkan tanır. Eğer "prepreg" takviye fiberlerini de içeriyorsa

Betonanne Kiriş

meydana

gelen yapış yapış haldeki lamine, bir kalıba yerleştiiiierek

oda sıcaklığında sertleşmesi beklenir.

lı;

. .

••

•

. ..

•

uygulanacağı

•

-4

. '; . ..

��--· : t'

...

·:

lt •

(r= 1-3 mm)

"' - '

FRP Kumaş

-. •

�

•

durumuna da bağlı olarak FRP sistemlerinin hangisinin,

•

elamanın

.. . t• . ••

•

.. �,

.• •

IV. FRP YÜZEY HAZlRLAMA ESASLARı sonucu

�

proje

"' t.

-·

•

. . .

Yapılan

püskürtme yöntemi ile temizlenmelidir.

spesifik durumlarda faydalı olabilecek net belirlennıiş

Epoksinin

Temas yüzeyindeki yapışmayı engelleyici toz, ya� kir gibi tabakalar kumlama ve yüksek basınçlı

olduğu gibi, ileri telmolojilerde kullanılır. Bu malzemeler

mümkündür.

harçlan ile doldunılmalıdır.

mukavemetli tamir

maksadıyla) üretilen ilk nes il FRP ürünlerin çoğunda

temini

ile! yüksek

edilmelidir. İnce çatlaklar epoksi enjeksiyonu

. ..

•.:.. ı

ne şekilde kullanılacağına karar verilir. Bu uygulamanın tün1ünde

değişmeyen

işlem,

epoksinin

karıştırılarak

uygulanacak yere ve malzeme yüzeyine sürülmesidir. Ortanun sıcaklığı belli bir dereceye ulaşmadan epoksi ile

Şekil 4. iç ve dış köşe1erin kavis1endirilmesi

sertleştinci reaksiyona girmezler. Çok sıcak ortamlarda ise reaksiyon hızı artarak kısa Betoııun

standart

ortam

sürede kristalleşirler.

koşullarında

günde

•

tamamladığı kabul edilen dayanırmnı, epoksiler 7 günde

astar sürülmelidir. Eğer yüzeyde neın

tamamlarlar ve ortam sıcaklığına göre 30 dak. ile 1 saat

giderilemiyorsa

arasında kristalleşirler. Burada dikkat edilmesi gereken kristalleşme

yapıştırma

başlamadan

işleminin

FRP'

bitirilmesidir.

nin Bu

neme

varsa ve

dayanıklı

asta:

kullanılmalıdır. Astar kuruyunca yüzeydeki hafif girintiler epoksi dolgu malzemeyle

en önemli husus, reçine ve sertleştinci kanştırıldıktan sonra

Ten1izlenmiş yüzeye fırça veya rulo ile epoksi

yüzeye

doldurolmalıdır.

uygulama

esnasında gözlerin ve ellerin koıunması için gerekli

•

önlemler alınmalıdır.

Döşeme arasında

uygulamalannda laminat şeritlerin kalan

sürülmemelidir.

FRP malzetneler için yüzey hazırlığı uygulamada en önemli aşama olarak kabul edilmektedir(6]. Çünkü, bu

içerisinde

nem

boşluklara

B etonun

hava

barındırnıaması

epoks1 alması ve için

buna

uyulması gerekir. Bilhassa köprü tahliyelerının

malzemeler dıştan uygulandığından temas yüzeyinden

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı

Fiber Takviyeli Polimer Uygulamalarında Yapışma Yüzeyi

(Temmuz 2002)

Kalitesinin Kompozit Performansına Etkisi K. YıJn1az, M. Akçil, A. Çelik

altlarının alınan

tamamen

nemin

kaplanması,

içeride

yukarıdan

hapsalınasına

Döşemelerde genelde eğilnıeğe karşı güçlendirme yapılır.

neden

Bu nedenle FRP laminat şeritler veya ku maşla r açıklık

olacağından sakıncalıdır.

bölgesinde alttan iki yönlü, mesnet bölgesinde ise üstten yapıştırılarak uygulanır.

V. MALZEMENİN UYGULANMASI FRP

kumaşlar,hazırlannuş

yüzeye

epoksi

Tarihi yapıların kubbelerindeki hasarları gidermek için

sürülerek

FRP sistemler dıştan

yapıştınlır. Kumaş ve epoksinin yapıştınldığı yüzeyle arasında

hiç

hava

boşluğu

olmamasına

klirşun kaplandığında yapılan güçlendirme belli olmaz ve

özen

tarihi doku bozulmamış olur. Şekil 6.da görüldüğü gibi

gö s teril melidir. Yüzey hazırlığı yapılmış bölgeye epoksi sürüllliken

bir

taraftan

FRP

kunıaş

taş kemerleıin üzerinden veya altından FRP uygulanıası

epoksiye

yapılarak taşlaı·ın sarsıntı anında birbirlerinden ayrılması

doyurulur. Kumaşlarda sıyrılmaya karşı gerekli yerlerde

engellenir.

ankraj yapılmalıdır. Yapılan bazı testl er kum serpilir, daha

som·a

üzerine

sıva

kaplarur.sonucu kuınaşı,

veya

koruyucu

boya

ile

kullanılacak bölgenin en az

1 Ocm dışına taşuınanın yeterli olacağı ileri sürülmektedir

[7].

uygulanırlar ve tekrar üzerieri

FRP Kumaş

Yapıştıncılar

Şekil 5.de bu durum gösterilmiştir. FRPler kirişin

e ğ ilme bölgesinde boyuna, kesme bölgesinde ise 45C0 ve 135C0 açtlarda uygulandığında maksin1um performans

gö sterirler. Yine kumaşlarda ek yapılması isteniyorsa en az

1 Ocm bindirme yapılnıalıdır. Eğilme bölgelerinde tek

sürekli parça kullamlmalı, ekleme yapılmamalıdrr.

Yapıştııma işlemi sona erdikten som·a FRP malzeme üzerine kum serpilir. Daha sonra üzerine sıva veya koruyucu boya kaplanır.

Şekil 6. Taş Yapılarda FRP Uygulaması

Ankraj Bölgesi

FRP

laminatlar

fırınlanmış,

ise

sert

önceden

levha

epoksi

biçiminde

emdirilerek

malzemelerdir.

Genişlikleri 1 -1 Ocm , kalınlıkları 1 -1 ,5nmı arasında rulo

halinde

olup

uygulanacağı

uzunluklara

göre

kesilirler. Laminatlar, kumaşlarda olduğu gibi yüzeye epoksi ile yapıştınlır. FRP larninatların eğilmeye karşı

Eğilme Bölgesi

değişik

bir

kullanım

şekli

uygulamasıdır.Güçlendirilmek

istenen

slot

(yarık)

yüzeyde

FRP

laminatın gireceği genişlikte bir oyuk açılır, içerisine Şekil

FRP'nin

ankrajlama

için

eğilme

bölgesi

epoksi d oldurulur ve laminat bu oyuğa yerleştirilir. Bu

dışına

la�ırı lması.

yöntem, aıutsal eserler ve tarihi yapılar için ideal bir

Kolonlarda süneklik, kesme dayanırru,basınç dayanımı ve

sistemdir. Kiriş yüzeylerine fiber kumaş ve laminatların

sisn1ik dayanınun artırılması için kumaşlar enlemesine

uygulama biçimleri Şekil 7.de gösterilmiştir.

sarılmalıdır. Yapılan testlerde FRP sanlı kolanıann artan

sismik ve tekrarlı yüklere karşı,daha fazla deplasman

VI. SONUÇ ve ÖNERİLER

yaparak enerji sönümlendirdiği göıiilmüştür [8].

B u çalışmada elde edilen sonuçlar özetlenecek olursa

Duvarlarda ve yığına yapılarda uygulama, aralannda belli

rnesafe bırakılan şeritler halinde yapılır. Şerit genişlikleri

şunlar söylenebilir;

ve ara n1esafeler uygulama yerine göre değişir. Şeritler

•

enine ve boyuna uygulanabileceği gibi çapraz olarak da

Malzemeyi

uygu larken

önemli husus yüzey

uygulanabilir.

dikkat

edilecek

hazırlanmasıdır. Aderans

ve yük aktarımının sağlanabilmesi için yüzeyin temizliği ve köşelerin kavislendirilmesi en iyi şekilde yapılmalıdır.

Enstitüsü

SAU Fen Bilimleri

Fiber Takviyeli Polimer Uygul.amalanoda Yapışma Yüzeyi

Dergisi

Kalitesinin Kompozit Performansına Etkisi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

K. Yılmaz, M.

U Şeklinde Sanlrruş

Tamamı Sanlmış

Akçil, A. Çelik

Sadece kesme yüzeyi sarılm1ş

1"'

Etriye Tipi Kaplama

Şekil 7. Kiriş kesitjndeki fiber yüzey kaplama biçimleri ve yönlerine göre fiber uygulama şekilleri.

•

Tezi, Sakaıya Üniversitesi Fen Bilimleri Enst.,Adapazan

Temas yüzeyindeki yapışma yeterli olduğu takdirde

2001

ancak, kapladığı elamanla birlikte hareket etmek

[5]Eriç, Murat "Yapı Fiziği ve Malzemesi" İstanbul 1994

suretiyle yeni yük dağılımında kendilerine düşen

[6]Thomas, Jay "Externally Bonded Carbon Fiber For

payı alabilirler. •

o lduğu

yerlerde

FRP

kumaş

[7]Faza,Salem

Proceedings,

4th

Materıal

''Fiber

Composite

Wrap

for

laminatlar enine sanldığında daha etkili olurlar.

Rehabilitation of Concrete Structures" Proceedings, 3th

Eğilme dayanımının artırılması istenen kiriş ve

pp.1135-1139

Material

döşeme gibi elemanlarda boyuna uygulanması

•

Concrete"

Engineering Conference, , DC 1996 pp.924-931

Kesme kuvveti, süneklik ve basınç dayanınunın yetersiz

•

strengthening

[8]Ehsani

Engineering M.R.,

Conference, Saadatmanesh

San

Diego, 1994

"Seismic

etkinlik sağlamaktadır.

Strenghthening of Circular Bridge Pier Models with

Yapılan işin durumuna ve önemine bağlı olarak

Fiber Composites" A CI Structural Journal 1996, V93,

FRP

kumaşlar

sayılarında tamamı

farklı

kalınlık

uygulanabileceği

sarılarak

veya

gibi

şerit

No:6

tabaka yüzeyin

biçiminde

kaplanarak da uygulanab ilir.

KAYNAKLAR and

R., "Shear

[1]Ehsani,M uhammed

Flexural

Strengthening of RJC Beams with Carbon Fiber Slıeets" Journal ofStructural Engineering, June 1997

[2]ERI (Extemal Reinforcement Incorporated.) "Short Courses" Arizona 1995 [3]H.F.Wu, Silane

D.W .Dwight,and

Coupling

Performance Compos ites,"

Agents

N.T.Huff,

the

"Effects

Interphase

Glass-Fiber-Reinforced

Composites

Science

of and

Polymer

Technology,57,

1997, pp. 975-983. [4 ]Çelik,

Abdullah

"Fiber

Takviye!i

Polinıerler

Mühendislik Yapılarında Kullanım Alanları", Y.Lisans

Kalite Yönetim Sistemeiri

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

T. Çakar, M. Serdar

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

KALİTE YÖNETİM SİSTEMLERİ

Tarık Çakar, Mahmut Serdar I. Gİ RİŞ

Özet -Toplam Kalite, sürekli maliyetleri düşürmeyi ve müşteri memnuniyetini yükseltmeyi hedef alan bir yönetim sistemidir.

Kalitenin artık her alanda daha fazla konuşulduğu bu günlerde TKY,

orgaoizasyonda

EFQM,

oluşturulmasını

iş

geliştiritmesini

üreten

stratejileri sağlayan

ISO 900 1

şirketlerde bir gereklilik hatta daha ötesi bir

zorunluluk olduğu herkes tarafından kabul edilen bir

bir

toplam kalite tekniğidir.

gerçek haline gelmiştir.

ISO 9000, kalite güvence sisteminin kurulması için

Bugün

gerekli elemanları açıklayan ve kılavuzluk eden kalite

çalışmalannın

standartlar

yönetim

serisidir.

Kalite

ve EFQM'in ürün veya hizmet

birçok

sağladığı

yönetim

firma,

uzun

IS O

getirisinin,

pazar

vadede,

prestijinden

sürekli gelişme

900 1

kat

sertifikasının

kat

fazla

olduğu

sistemini kurmak ve müşteri ihtiyaçlarını karşılamak

görüşündeler. Amaç ve hedefleri belirlenmiş ve bütün

isteyen firmalar bu standartlardan yararlanmalıdır.

çalışanlara yayılrnış,iç ve dış müşteri menmuniyeti ile sürekli gelişmeyi ön planda tutan iyi kurulmuş bir kalite sisteminin.,

Anahtar kelimeler- Toplam Kalite,EFQM, ISO 9000 Abstract - Total Quality is focused

continual

management

increase

üretim,

customer

that

aims

satisfaction

iade,

hurda

şişmiş

stoktan

kaynaklanan

maliye tl eri azalttığı göıülmektedir.

a process that people system

verimliliği artırarak tamir ,babm, yeniden

at •

•

II.KALITE NEDIR?

continually lower real cost. Kalite,

EFQM is a tecnique of total quality to develop and implement succesful business strategies throughout the organization.

bir

ürün

belirlen e n

veya

derecesidir.

Bir

veya

hizmet

olabilecek ülkenin

ile

ilgili

özelliklerin

ihtiyaçları

karşılama

kalkınmışlık

düzeyinin

inandırıcı delili, kuşkusuz ürettiği mal ve hizınetlerin kalitesidir.

The ISO 9000 series is a set of generic standards that provide quality management guidance and identify

[ 1]

III. TOPLAM KALİTE YÖNETİMİ NEDİR?

generic quality system elements necessary to arehive quality assurance. An individual company determines

Toplam Kalite Yönetimi (TKY),

how to implement these standards to meet its spesific

iç ve dış müşteri

beklentilerinin aşılmasını temel olarak alan, çalışanların

needs and the needs of its customers.

bilgilendirilip yetkilendirilmesini ve takım çalışmasıyla tüm süreçlerin sürekli iyileştirilmesini hedefleyen bir

Keywords- Total Quality,EFQM, ISO 9000

yönetim felsefesi olarak tanımlanıyor. Bu özelliği de onu diğer yönetim anlayışlanndan farklı lalıyor.

Kısaltmalar: Toplam Kalite Yönetimi -TKY Kalite Yönetim Sistemi

�

TKY, tüm proseslerin, ürünlerin ve hizmetlerin tam

KYS

katılımıyla geliştirilmesi, müşteri tatmininin arttırılması ve müşteri bağlılığının yaratılması amacıyla işletmede alınan

sonuçların

sürekli

iyileştirilmesine

dayanan,

müşteri beklentilerini her şeyin üzerinde tutan ve müşteri tarafından yürütülmesi

T.Çakar, SAÜ

Endüstri Mühendisliği Bölümü

oluşturan

M.Serdar, SAÜ Fen Billmleri Enstitüsü,Y. Lisans Öğrencisi, Esentepe,

tanımlanan sırasında modem

tanımlanabilir.

Sakarya

bir

kaliteyi,

ürün

yönetim

tüm

faaliyetlerin

hizmet

bünyesinde

tarzı

olarak

Kalite Yönetim Siste meiri

Fen Bilimleri Enstittisü Dergisi 6.Cilt, 2.SaY1 (Temmuz 2002)

işletmedeki

süreçlerin

ürettiği

desteklenıekte ve yö nl en di rmektedir. 2. Strateji ve Planl an1a: Kuruluş, s trate jilerini nasıl oJuşturmakta, yayılınunı s ağlamakta. gözden geçirmekte

�

�a a hizmeti kullanan kişi ya da kişiler olarak bel ırlenı r . Müş teri

üriin

Bunlardan organizasyon içinde yer alanlara iç müşteri,

planlara ve faaliyetlere dönüştüııncktedir. 3. Çalışanların Yönetimi: Kunlluş, çalışanlanrun tüm potansiyelini nasıl ortaya çıkarmaktadır.

bu ürün veya hizmeti satın alanlara ise dış müşteri adı

verilir.

4. Kaynaklar: Kuruluş�

lll.l. TKY 'nin Temel İlkeleri Nelerdir? TKY

temel

'nin

5. Kalite Sistemi ve Süreçler: Kuruluş, Kalite Sistemi

Birbirini

ve süreçlerinin yönetimiyle müşterilerine nasıl katma

tamamlayıcı nitelikteki bu öğelerden birinin eksikliği

değer yaratmaktadır.

TKY uygulamasında önemli aksaklıklar yaratabilir: İç ve Dış Müşteri Memnuniyeti: Rekabet avantajı

6. Müşteri Tatmini : Kuruluşun dış müşterilerini tatmin

etme derecesi nedir. 7. Çalışanların Tatmini: Kuruluşun çalışanlarını tatmin

sağlamak için iç ve dış müşterilerin gereksinim ve beklentileri karşılamp aş ı lmalı ve müşterj

memnu n

iye t i

etme derecesi nedir. 8. Toplum Üzerindeki Etki:

hedef alınn1ahdır. Sürekli iy ileştirme: Bütün süreçlerde sistematik olarak

etme derecesi nedir. 9. İş Sonuçları: Kuruluşun finansal menfaat ilişkisinde

Verilere Dayanma: Sistenuıtik yaklaşım için gerekli olan somut, doğıu ve sağlıklı veriler kullanılarak iş

olduğu i l gili tünı kişilerin gereksinimlerini, beklentilerini

yapılmalıdır.

ve p l anlı iş hedeflerini karşılaına derecesi

Yönetimin Kararlılığı:Yönetim TKY uygulamalannda karadı olmalı ve ça lışanl ara her konuda liderlik yapmalı, Çalışaniann

önerileriyle

nedir. [4]

V.ISO 9000 : 2000 KALİTE STANDARTLARI

TKY uygulamalarında aktif rol oynamahdır. Katılımı:

Kuruluşun, bulunduğu

çevredeki toplumun beklenti v e gereksininılerini tatmin

sürekli iyileştirme uygulanmalıdır.

Herkesin

kaynaklarını nasıl etkin ve

verimli yönetmektedir.

bulunmaktadır.

öğesi

Çakar, M. Serdar

sürekli

iyileştirme çabalarına ve TKY uygulamalarına katılımını

V .ı. ISO 9000 : 2000 Kalite Standartıarı Serisi'ni

ifade eder.

Oluşturan Standartlar Hangileridir?

[2]

111.2. TKY İçin Özdenetim Modeli :

ISO 9000 : 2000 Se risi Standartlar birbiri ile il işkil i ve birbir ini tamamlayan

Toplam kalite yönetimini uygularken özdenetim metodu Özdenetim modelinde 9 kriter yer al ır ve bu kriterlerin

ISO

her biri herhangi bir kurul uşun TKY uygulamasında ne

etkilerin

sağlanabilmesi,

liderlik

anlayışıyla

yönetilmesi

iş

daha iyi

modelinin

kısnunda,

etkinliğinin

periyodik

olarak

gözden

kuruluşun

gerektiğini ortaya koymaktadır.

geçirilip

1809004:2000

kısmında

ise

iç

kapsaması

hedeflerle,

öngöıülür.

rakip

Sonuçlar

kwuluşlarla

Kalite yönetim sisternleıini mükemmelliğe ulaştınnada

araç olarak kullanılabilecek genel bir dokümandır

11Stnıfında en iyi" olanlarla kıyaslamaları n olması, tüm faaliyetlerde somut iyileştirmelerin TKY uygulamaları

ISO 9011:2000 Kalite ve Çevre Yönetim Sistemleri

sonucunda elde edildiğinin görülebilmesi gerekir.

Tetkik Kılavuzu (Taslak)

IV.EFQM MÜKEMMELLİK MODELİ Nİ N

ESASINI OLUŞTURAN TEMEL KAVRAM LAR

Kalite

Yönetim Sistemleri Performansının İyileştirilmesi İ çin Kılavuz-ISO 9004

entegre olması ve uygulamalann tüm süreçleri, ürün ve tümünü

ihti yaçlarıyla mevzuat

arttırabilmesi için KYS 'de ne gibi şartları sağlaması

iyileştirilmesi, yaklaşımın günlük faaliyetlere bütünüyle hizn1etlerin

bir kuruluşun,müşterinin

gereklerini karşılamak yoluyla müşteri memnuniyetini

sistematik ve önlemeye dayalı sistemlerinin bulunması, iş

önemli bir rol

ISO 9001:2000 Kalite Yönetiın Sistenlleri-Şartlar-ISO 9001

girdiler

anlaşıhp,kullanılabilmesinde

standardın

oynamaktadır.

yönlendirilmesi gerekir. Özdenetim

Sistemleri-Temel

terminoloji açıklama]arı sayesinde, diğer üç

ve stratejilerin, çalışanların, kaynaklann ve proseslerin bir

Yönetim

vazgeçilmez bir parçasıdır. içerdiği temel bilgiler ve

sonuçlarında mükemmelliğe ulaşılabiln1esi için politika uygun

Kalite

niteliğini taşımakta olup,kalite yönetim sistem serisinin

Müşteri memnuniyetinin, çalışanların memnuniyetinin olumlu

9000:2000

Kavramlar, Terimler-ISO 9000,ana standartıara giriş

kadar başarılı olduğunu görmek için kullanılır. [3]

toplumda

temel standarttan oluşmaktadır.

Bu standaıtlar;[5]

kullanılarak fııınanın kuvvetli ve zayıf yönleri belirlenir.

Liderlik: Yönetim takımı ve tüm li derler, faaliyetleri

ve davranışlarıyla TKY kültürünü nasıl oluşturmakta,

Kalite Yönetim Sisteınelrl

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

V.2. Yeni Standardın ISO 9000:1994 Standartlar

•

Serisinden Farkları

• •

Revize edilen standardın köklü bir değişiklik göstermediğini ve birçok bölümünün 1994 serisine g öre önemli ölçüde değiştirilmediğini kabul etmek gerekir. Bununla birlikte yeni standart, aşağıda kavramsal değişiklikleri sunmaktadır:

• •

belirtilen

modeli olarak kullanılan 900 1 ,9002 ve 9003 standartlan tek ISO 9001 :2000 standardı olarak modele dönüştürülmüştür. Kuruluşlar uygulama alanları dışında kalan şartları belirleyerek sistem dokümanlarında açıklayacaklardır. Proses/Süreç tabantı bir yaklaşını, Sürekli iyileştirme, Kaynaklann etkin yönetirru, Müşteri şikayetleri yerine Müşteri memnuniyetine

• • • •

FIRMAYA UYGULANMASI •

geçış.

Toplam Kalite Yönetimi ilkeleri araç olarak kullamlarak, müşteri, çahşan, tedari.kçi ve toplunı merrınuııiyeti gerçekleştirilen sürekli arttırılmaktadır. Firmada özdeğerJendinne çalışmaları ile faaliyetlerimiz ve iş sonuçlarımız, mükemmelliği esas alan bir modelle layasıanmaktadır.

VI.TKY,ISO 9001:2000 VE EFQM ÖZDEGERLENDİRME MODELİ TEMEL KAVRAMLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

\lJJ.l.Kuruluş Aşamaları

VI.l Toplam Kalite Yönetimi Ana Kriterleri

• • • •

İç ve dış n1üşteri menınırniyeti Sürekli iyileştirme Verilere dayanma Yönetimin Kararhlığı Herkesin Katılımı

ISO 9001 standardımn 15 Aralık 2000'de yayınlanan son versiyonu aşağıda verilen 8 Kalite Prensibine

dayanmaktadtr. 2000 versiyonu özdeğerlendirme ınetodunun 8 ana kriteri üzerine kurulmuştur.

• • • • • • •

Müşteri odaklılık Liderlik Çalışanların katılımı Süreç yaklaşımı Sürekli iyileştirme Tedarikçileıle ilişkiler Sistem yaklaşıım Verilere dayalı karar verme

V1.3.Özdeğerlendirme Modeli Ana Kriterleri • • •

TKY ve ISO 9001 'in fırınaya uygulanması ve

yönetilmesi için işletn1e müdürü lider olarak seçilmiştir. 2. Kalite yönetim sisteminin kwulması ve denedenmesi için üst kwul oluştunılmuştur. 3. Firmanın vizyon, politika ve hedefleri belirlenmiştir ve bunlara ulaşmak için kalite planları yapılmıştır. 4. Personelin görev tammları, sorumluluk ve yetki alanları belirlenmiştir. 5. Çalışanlannda iyileştirme çabalarına ve kalite yönetim sistemine katılmaları amacıyla kalite çemberleJi oluşturulmuştur. 6. Kalite el kitabı, prosedürler, talimatlar ve fonnlar hazırlanmıştır. 7. Çalışanlara iç ve dış eğitimler verilmeye başlaunuştır. 8. Ödül sistemi kurulmuş, çalışanların katkıları ödüllendirilmeye başlanmıştır. 9. istatiksel proses kontrol yapılmaya başlanmıştır. 10. Satınalmada tedarikçilerin daha iyi değerlendirilmesi satmalma veritabanı için oluşturuln1uştur. 1 1. Hatalara acilen müdahale edip, gerekli kararı verınek için iyileştirme ekibi kurulmuştur. Ekip hatalarında tarafından olası giderilmesine çalışılmaktadır.

VI.2.ISO 9001 :2000 Ana Kriterleri

•

Süreçler ve verilerle yönetim Sürekli öğrenme, yenilikçilik İşbirliklerinin geliştirilmesi Sonuçlara yönlendiıme Toplumsal Sorumluluk(6]

VII. KALİTE YÖNETİM SİSTEMİNİN BİR

•

Serdar

Sonuç olarak bir firmaya toplam kalite yönetimini uygularken ISO 9001 'in kurulması fırınada toplam kalite kavramlarının anlaşılınasını ve uygulanmasını kolaylaştıracaktır. Kurulan sistemi denetlernek ve geliştirmek için özdeğerlendirme metodu kullanılabilir. Bu sayede fırmanın toplan1 kaliteyi u ygulamada ne kadar başarılı olduğu görülebilir. Özdeğerlendiıme sayesinde fırmanın toplam kaliteyi uygulamadaki zayıf ve kuvvetli yönleri belirlenir ve belirlenen zayıf yönlerin iyileştirilmesi için gerekli çalışmalar yapılır.

ISO 9000: 1 994 Standart serisinde belgelendilme

•

Çakar, M.

Müşteri Odaklılık Liderlik ve amacın tutarlılığı Çalışanların Katılımı

Kalite Yönettm Slstemetrl

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

T. Çakar, M. Serdar

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

12.

Müşteri beklentileri; ve müşteriye

iyileşme sağlanmış v e fiıma içi iletişim artınlmıştır.

müşteri istekleri, şikayetleri

yapılan

anketler

dikkate

alınarak •

Çeşitli ülkelerdeki müşteri ihtiyaç ve beklentilerini karşılamak

için

müşteri

o ülkenin özellikleri belirlenir ve ona göre üretim

•

Süreç yönetimine geçilerek proses]erin daha etkin

arttırılnuştır. •

•

duruşları

geliştirilmesi

Personelin

işin

niteliğine

uygun

göre

Ücretlendiııne

sisteminin

gözden

seçilmesi

•

geçirilmesine

iş

akışındaki

hatalar

Çalışanlar kuruluş içi toplantılara katılması için Süreç

perfonnans

ölçümleri

Kuruluş perfonnans ölçümleri tespit edilmeli ve Kullamlan

daha

malzemelerin

•

manevi

kazancı

sisteminin

başansım

Personelin

yeteri

eğitime

sahip

olmaması

S istemin kwulması ile

uzun

bıkkmlık

bir

süreç gerektirmesi

yaratmakta

sistem için

Dokumantasyonun

çokluğu

personele

bıkkınlık

Firmada KYS'yi

bilen

uygulamada yardımcı

Liderin üretim ve kalite g üvence sistemini birlikte bazı batalar oluşmasına

neden olmakta hem de KYS'nin kurulması sürecinin

Sağlanan Faydalar

uzamasına neden olmaktadır.

yönetimiyle ile

kalite

yürütmesi hem işleyiş te

VII.2.Kalite Yönetim Sistemin Kurulması ile

alınınası

maddi

olacak personelin o lmaması süreci uzatmaktadır.

gerekli eğitimler verilmelidir.

Süreç

sağlayacağı

yaratınaktad1r.

zayiada

kullamlması için gerekli çalışmalar yapılmalı

•

süreleri

duyulan çoşkuyu sürdürmek zorlaşmaktadır.

değerlendirilmelidir. •

termin

Şirket sahiplerinin yeteri eğitime sahip olmaması ve

nedeni

kullanılmalıdır. •

verilen

müşteriye

bozulması

engeliernektedir. •

yönetiminde

programının

değişime direniş göstermesi sistemin anlaşılmasıru

cesaretlendirilmelidir. •

sağlanarak,

etkilemektedir. •

•

üretim

ayrıca

anlayamamalan

Malzeme taşıma mesafeleri kısaltılmalıdır. Sosyal ve kültürel faaliyetler özendirilmelidir.

iletişim

Üretimde hataların azaltılması ile üretim kapasitesi

firmaya

giderilmelidir.

•

bir

konusunu yeterince önemsememeleri, ISO 9001' in

olması nedeni jle verimi düşürmektedir. Mevcut

potansiyeli

şirkete liderlik yapacak k apasiteleri olmaması ,kalite

karar verilmiştir, mevcut ücretlendirine adaletsiz •

pazar

sıkı

üründe

Karşılaşılan Zorluklar

kararlaştırılınıştır. •

sayesinde

VII.3.Kalite Yönetim Sistemini Uygularken

bulunmuştur. •

kalitesi

tutturulmuştur.

Özdeğerlendirme metodu uygulanmış ve firmada konuların

daha

engellenerek

engellenıniştir. aşağıdaki

yakalanmış

Tedarikçilere

artırılmış,

periyodik bakım üretim

üretim

tedarikçilerinde kalite a n layışı yükseltilmiştir.

Tüm personele makinelerin günlük bakımlarının olası arızalar

malzemenin

hatalı

ile

karşıla nması

farklılaşma

uygulanarak,

ile

dikkate alınması ve müşteri

Müşteri isteklerinin

özelliğine göre değiştirilebilir.

nasıl yapılacağı gösteriintiştir ve

kontrol engellenmesi

isteklerinin

15. İç müşteri anlayış ı firmada uygu lanmaya alınarak, firma içinde oto kontrol sistemi geliştirilmiştir.

17.

kalite

ve modeller yapılır. Yapılan modellerde ülkenin

yönetilmesi sağlanmıştır.

16.

yapısını

yükseltilmiş hatalı üretim azaltılınıştır.

yapılmaktadır. Ülke bazında araştırmalar yapılarak

14.

Giriş

kabulünün

üretim

odaklı

alt

hazır J amnı ştır.

karşılarunaktadır.

13.

kurumsallaşmamn

sayede

proseslerin

üretim

kontrol

maliyetlerinde

altına

Vlli .SONUÇ

düşme

sağlanmıştır. Ayrıca verimliliğin artırılması ile de

ISO

kar art tırılınıştır.

organizasyonlann

•

Tekrar işleme ve burda maliyetleri azaltılmıştır.

•

Kaynakların

sorumluluğu taşımalarını sağ lay ara k zaman ve insan kaynağının en verimli şekilde kullanılmasına yardım

optimum

kullanılması

ile

fırınada

İadeler ve yurt dışında tamir masraflan kalitenin Makine ve teçhizatın periyodik bakımı sayesinde Uygun olmayan ürünün bir sonraki prosese geçmesi engellenerek, hammadde ve zamanın daha verimli kullanılması sağlammştır.

•

Görev tarumları yapılarak yetki ve sorumluluklar belirlenmiştir,

sayede

fınnada

dild en

sektör

kon uşmasını

bütün aynı

metodunun uygulanması ile toplam kalite sisteminin başarısı ölçülebilir.

tamir masraflan ve durma masraflan azaltılmıştır. •

tek

sektör

toplam kalite kontrolün işletmenin her noktasında gerçek anlamda yapılabilmesini k olaylaştınr. Özdeğerlendirme

iyileştirilmesiyle azaltılmıştır. •

uluslararası

eder. Rekabet alanını genişlete rek, gelişiine sonsuz bir ufuk sağlar. Müşteri tatminini en üst djizeye çıkarırken

malzemelerin israfı önlenmiştir. •

9001 :2000

yönetirnde

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2002)

Kalite Yönetim Sistemeiri T.

KAYNAKLAR

[1] BOZKURT,M.,ODAMAN

A.,ISO

9000

Kalite

Güvence Sistemleri,Ankara,1998,

[2] ISHIKA W A

K AORU,Toplam

Kalite

Kontrol,

Kalder,İstanbul,1995,

[3] KALDER,EFQM Mükenunellik nıodeli, İstanbul, 2000, [4] www.kalder.org.tr, E-Forum,2001,

(5]

TSE,Kalite

Güvence

Yönetiini

Eğitim

Kalite

Yönetim

Kitabı,Ankara,1995,

[6] AKA NAY,S.,ISO

9001:2000 Sisterni,İstanbul, Mart 2002,

[7] A.SANDERS,RİCHARD H JOHNSON, . . N ıçın.? C .F.SCOIT, ISO 9000 Nedir? Nasıl?. İstanbul, 1994; [8] FEIGENBAUM,A.,Total Quality Control,Mc Graw Hill, 1991. ,

Çakar, M. Serdar

Elektrik Enerjisinden Isı Elde Edilmesinde

SAU Fen Billmleri Enstıtüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Verim ve Maliyet Analizi M. Sönmezalp, Ş.

Özbey

ELEKTRİK ENERJİSİNDEN ISI ELDE EDİLMESİNDE VERİM VE MALİYET ANALİZİ

••

Mehmet Sönmezalp, Şerafettİn Ozbey

Özet

Bu çalışma

içersinde, ısı enerjisi elde etme

ı. GİRİŞ

amacıyla kullanılan elektrik enerjisinin verimli bir şekilde

kullanılabilmesi

maliyetin

nasıl

Linyit ve petrol esaslı yakıtların d oğayı ve insan sağlığını

düşürülebileceği üzerinde durulmuştur. İlk olarak ısıtınası

mekan

amacıyla kullanılan

ısıtma

enerjisinin,

olumsuz

elektrik

amacıyla kullanılmakta

kaynakların

çevreye

olan

olumsuz

elektrik

ve kükürt oranlarının yüksek olması sebebiyle yüksek

mekan ısıtınada verin1li bir

açıklaonuştır.

•

Ikinci

sanayide

verimli

miktarda linyit ithal etmektedir.

bölümde

metal

şekilde

bir

ise

ergitme kullanımı

Elektrik Enerjisi, ısı enerjisi,

has

bir

ithal

açıdan

hem

yolu

ile

çevreyi

olamayan bir

çözüm üretmek en idealidir.

yatırım yapacak imkana yeterince sahip değildir. Bir çok

been

investigated.

Firstly

u ygulanması

şirketler

faaliyete

geçmiştir.

santral

Devletin bir

çok

gereken

hassasiyet gösterilmelidir. Acilen önlemler

ise

santrallerinin optimum ve verimli

building

hidroelektrik

kullamlması, iletim

hatlanndaki kayıpların azaltılması ve gerekse alternatif

efficiently and the reduction of the ele.:trical cost

enerji kaynaklarından edilecek temiz ve

has been investigated. In the second part, the usage

of the electrical energy wbich is used to melt metal

yararlanılması ucuz

biçiminde elde Bu hususta enerjidir.

söylenebilecek en özlü söz ' en ucuz enerji tasarruf edilen

in industry eficientlyy, has been explained. heat

hidroelektrik

Özel

konuya d a gereken

sources has been determined. The usage of the

energy,

sokulmalıdır.

konuda yaptığı özelleştirme çalışmaları kapsamında bu

used to heat. The negative effect of alternative

Electrical

özel şirketler devreye

uygulaması

been compared with other energy sources which are

electrical energy which is used to heat

konuda olduğu gibi bu hususta da

kurabilecek kapasiteye ulaşmıştır. Son günlerde bunun bir

electrical energy which is used to heat buildings has

Diğer

kısmı

Günümüz kriz koşullarında devIet hidroelektrik santrale

could be used efficiently and how cost would be able

to be reduced ,

çok

potansiyelden henüz yeterince istifade edilmemektedir.

In this study, electrical energy whicb is

words

büyük

gazın

Türkiye su kaynaklan zengin sayılabilecek bir ülkedir. Bu

used in order to obtain heat energy, whether it

Key

doğal

kirletmeyen hem de kendi öz kaynaklannuza dayalı, dışa

çevre, verim ve maliyet

Abstract

gayet fakirdir. Kullamlan petrol ve

bağımlı -

Ülkemizin petrol ve

doğal gaz kaynaklan karşılanmaktadır.

açıklanmaktadır.

Analıtar kelimeler

olmakla

Türkiye' de çıkan linyitlerin kalarisinin düşük, kül, rutubet

enerjisinin

işleminde

Türkiye linyit yatakları zengin bir ülke olmasına rağmen,

şekilde kullanılabilmesi ve n1aliyetinin uygun hale getirilebilmesi

bir gerçektir.

birlikte çevreyi kitlettiği bilinmektedir.

etkileri anlatılmıştır. Elektrik enerjisinin

ettiği tartışılamaz

Doğal gazın da linyit ve petrole nispeten daha

diğer enerji kaynaklarıyla kıyasları yapılmış ve bu

alternatif

yönde tehdit

enerjidir' sözüdür. [1,2,3,8] energy,

Türkiye'de enerji tüketiciye çok tarifeli bir sistem ile

environment, productivity, and cost.

satılmaya başlanmıştır. Fakat bunun uygulaması halen yaygın bir hale getirilememiştir. Bu sisternin uygulanması

M. Sönmezalp , Lucas Elektrik San. Ve Tic. A.Ş. 1. Organ1ze san. Böl. 54180 Hanlı Sakarya Ş.Özbey Sakarya Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Esentepe Sakarya

için gereken yeni nesil sayaçların kullarunu halen halkın tasarrufundadır.

Çok

tarifeli

enerji

tüketim siteminin

devlet eliyle teşvik edilip yaygınlaştınlması ve kullanıcıya ne gibi avantajlar sağladığının

anlatılması gerekir. Tüm bu

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Elektri k Enerjisinden Isı Elde Edilmesinde Verim ve Maliyet Analizi M.

ön

hazırlıklar

diliminde ve

elektriğin

sonucunda,

uygun ekipmanlarla

kullanılmasının

uygun

ısıtma

( Elektrik için depolu

tarife

amacıyla

sobaları kullanılmıştır.

Verilen fiyatlar Mart 2001 fiyatlarıdır. )

değerlendirilmesi gereken bir çözüm Aynı binaya ait bölümlerin ısı ihtiyaçları ve seçilecek

olduğu iddia edilebilir.

depolu

elektrikli II. MEKAN ISITMADA ELEKTRiK ENERJİSİ

Tablo

Avantajları

eneıjisi

diğer

enerJı

konvansiyonel

ısıtıcının

kapasitesi

Tablo

2'de

verilmiştir.

11.1 Mekan Isıtınada Elektrik Enerjisinin

Elektrik

ısıtma

Sönmezalp, Ş. Özbe;

2. İstanbul için bir binaya ait bölümlerin ısı ihtiyac1 ve seçilecek elektrikli depolu ısıbcmm kapas;tesi.

Isı isteği

lsı isteği

Kcal /h

3 adet oda

5813

6.75

Sa1on + Hol

3929

4.56

Mutfak + Banyo

1767

2.07

İstanbul

kaynaklarından üstün şu avantajiara sahiptir: - Hijyeniktir çevreyi kirletmez. - Depo istemez. - Tüketim sonradan faturalandırılır. - Mükemmel kontrol edilebilir. -Enerji kaynağının özel tarifelendirilmesi ile cazip hale

Seçilen Cihaz

getirilebilir. [2] Yukandaki tabloda depolu elektrikli ısıtma sobası yerine TEDAŞ

son

zamanlarda

elektrik

geçmiştir.

tarifelendirmeye

için

özel

tarifelendinnenin

işlerlik kazanabilmesi için elektronik sayaçiara ihtiyaç vardır.

Bu tür sayaçlarm kullanımına izin çıkmasına

rağmen kişilerin insiyatifine bırakılması

ve olayın

direkt elektrikli ısıtma sobası kullamlması

durumunda maliyet 3.200.000.000 TL değerine ulaşmaktadır. Bu elektrik sobaları ile ısınmak örnekte sunulan depolu alten1atifler arasında en uygun kaynak durumuna gelmektedir. Tüm hesaplamalarda yaklaşık olarak yılda 6

sayaçların kullanınu yaygın hale gelmemiştir.

ile 8 ay ve günde 10 ile 12 saat tüketildiği kabul edilmiştir. [1,4]

200 1 Mart ayı itibarı ile üç tarifeli TEK sistenu;

11.2 Depolu Elektrik!� Isıtıcdar

TEDAŞ eliyle organize edilmemesi sebebiyle

06 - 17 saatleri arası

57.000 TL 1 Kwh

l 7 - 22 saatleri arası

101.800 TL 1 Kwh

22 - 06 saatleri arası

30.700 TL 1 Kwh

Normalde

uygulanan

tek

tarifeli

amaçlı eneıjı

Bu ısıtıcılara elektrik e neıjisi en uygun tarife periyodunda ısı enerjisine çevrilerek depo edilir ve gün boyunca mekan ısıtınası amacıyla kullamlır. Ekipmanıann boyutlan

sistemde,

enerji

fiyatımn 96.525 TL 1 Kwh olduğunu göz önünde tutarak bir oran yaptığımızda enerji bedelinin % 31 düştüğü göıülmektedir.

ısınma

genellikle iç ısıtma elemanlannın nominal gücü ile belirlenir. Nominal depo kapasitesi, 8 saatlik tam-güç şarj ile belirlenir. Örneğin 5 Kw'lık bir ısıtıcının depolama kapasitesi 40 Kw olacaktır. [5]

[9] Genel olarak bir depolu ısıtıcının yapısı ve çalışma biçimini şu şekilde özetleyebiliriz :

Tablo 1.

Isı enerjisi

kaynaklannm miktar, maliyet

alt ısı)

değerleri

D oğal

•

Istanbul

gaz

Miktar

Elektrik

3330.6

29046

Kwh --·

Alt I sıl

8250

860

değeri

Kcal/kg

Kcal/Kwh

13,5 Maliyet •

Birim m aliyet

12 Birim mali yet

Istanbul için 3 oda bir salona sahip bir binamn

yıllık

ısınma maliyeti yaklaşık olarak her bir kaynak için detaylı olarak tablo 1'de verilmiştir.

Metal kabinierin içine konulm uş olivine ya da magnetik tuğla bir gövdeye sahiptir. Gövde kabin boyunca yerleştirilmiş rezistanslı ısıtma elemanlan tarafından düşük tarife periyodu süresince 760 oc dereceye kadar ısıtılır. Gün içersinde ısı ihtiyacına göre ortama salıvenlir. Isıyı salıvenne yollarına göre yardımlı ısı çıkışlı ve yardımsız ısı çıkışlı ısıtıcılar mevcuttur. Yardımsız ısı çıkışlı ısıtıcılarda ısı çıkışı kontrol edilemez ve ısıtıcının dış yüzeyinden konveksiyon ve radyasyon yolu ile yayılır. Evin

ikinci

derece

kullanılması uygundur.

önemli

kısırnlarında

genelde

Yardırnlı ısı çıkışlı ısıtıcılarda ısının, ısıtıcının çıkış yüzeyinden çıloş hızı fasılalı olarak fanlar yardnnı ile arttınlır. Oda sıcaklığı gövdeden gelen sıcaklıkla orantılı olarak karşılaştırılır. Böylece dış ortam

sıcaklığı konfor seviyesinde tutulabilir. Bu tür ısıtıcılar evin birinci derecedeki önemli kısırnlarında kullanılabilir. [5]

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cılt, 2.Sa}'l (Temmuz 2002)

Elektrik Enerjisinden Isı Elde Edilmesinde Verim ve Maliyet Analizi •

M. Sönmezalp, Ş. Özbey

111.1 İndüksiyon Metodu İle Ergitme İşiemi Şarj miktarı şarj kontrolörü tarafından ayarlanrr. Şarja başlama zamanı bir selektör aracılığıyla ısı sağlama

ENERJİ TÜKETİMİ

kontaklannın anahtarlann1ası suretiyle geciktirilip öne

Çelik

alınarak ayar lanır. [ 5]

Pik

Isıtma sistemlerinin tesis bedelleri yaklaşık olarak ; Doğal gaz kat kaleriferi için 13 birim maliyet Sıvı yakıt kat kaloriferi için 13,5 birim maliyet

: 1650°C

788kWh/ton

Cast Iron

: 1480°C

723 kWh/ton

Bakır

Copper

: 1175°C

493 kWh/ton

Pirinç

Brass

: 1000°C Alüminyum Alwninium : 750°C

415 kWh/ton

Steel

Depolu oda elektrikli ısıtıcısı için 14 birim nıaliyet

SAATTE

olarak verilebilir. Bu verilerden de anlaşılacağı üzere

Çelik

depolu

elektrikli

ısıtıcıların

kurulum

maliyeti

Pik

alternatife i re göre pek farklı değildir. [5]

11.3 Direk ElektrikJi Isıtıcılar Bu

sebep

ERGİTME MiKTARI 1 33kg/h

Steel Cast iron

1 45 kg/h

Bakır

Copper

213kg/h

Pirinç

Brass

253 kg/h 1 33 kg/h

AlürninymnAluminiun1

ERGİTME ZAMANI

tür ısıtıcıların kullanılması enerji maliyetinin çok

yükselmesine

788kWht/ on

olmaktadır. Ayrıca

Çelik

elektriğin

Pik

yoğun olarak kullanıldığı saatlerde enerji çekmesi

129 min

Steeı Cast Iron

1 1 8min

sebebiyle ülkemizin içinde bulunduğu eneıji darboğazı

Bakır

Copper

88min

ortamında da kullanıln1ası hiç uygun olmamaktadır. Bu

Pirinç

Brass

74min

sı ıtıcıların ülkemizde önemli

etken

satın

sıklıkla alma

ku11anılmasındaki en

maliyetinin

çok

43min

Alüminyum Aluminium

düşük

olnıasıdır. [l ] Bu örneklerden lll. SANA YİDE ELEKTRiK ENERJİSİNİN ISITMA AMAÇLI KULLANIMI

100 kg

dakika süreye ve

a1ürrri nyumu ergitmek için

Kw enerjiye ihtiyacımız olduğu

görülür. Şayet rezistanslı pota kullanacak olursak ayni miktar alüminyumu ergitmek için yaklaşık 5 saat süreye Kw enerjiye

Türkiye'de, sanayide ısı enerjisi elde etme amacıyla

kullanılan

dahilinde indüksiyon sisteminin rezistanslı sisteme göre 6

elektrik enerjisinin

verimli

bir

şekilde

250

ihtiyaç

olacaktır.

kullanılabilmesi üzerinde duıulacaktu. Özellikle metal

kat hızlı olduğu ve eneıji sarfiyatını

ergitme işlemi için kullanılan rezistanslı potalar ve

söylenebilir.

altera n tif

eneıji

kaynaklarıyla

ısıtılan

potaların,

sonuçlar

1/3 'e düşürdüğü

[6,7]

IV. SONUÇLAR VE üNERlLER ••

indüksiyon potalarıyla kıyaslanınası yapılacaktır.

•

boyuttaki

Son yıllarda ülkemizin içinde bulunduğu enerji darboğazı

işletmelerde kullanılırlar. Bunun en önemli sebebi bu

ortamında enerji sarfıyatınuzı düşürecek bir çözüm olarak

Rezistanslı

potalar

özellikle

küçük

veya en

tür potalann ucuz oluşudur. Fakat bu tür işletmelerin gözden

kaçırdığı

önemli

husus

azından

enerjinin

yoğun

olarak

ihtiyacıımzı karşılayamayan saatlerde

indüksiyon

kullanıldığı

enerji sarfiyatını

başlangıç

düşürecek bu yöntemler ile benı biz hem de ülkemizin

maliyetinin çok kısa sürede kendini amorti ettiğidir.

kazançlı çıkacağı bir gerçektir. Bu olayın iki önemli

potalarının temini için

harcanan

yüksek

Rezistanslı potaların çok yüksek enerji tüketimi ve

boyutu daha vardır. Bu tedbirler sonucu

zaman kaybı olmaktadır. Alternatifkaynaklarla ısıtılan

ithalatında çok büyük yer teşkil eden doğal gaz ve petrol

potaların da çevreye verdiği zarar ve ısı kaynağının

ürünleri için harcanan döviz miktarı da düşecektir. İkinci

depolama zorluğu önemli dezavantajlandır. (7]

husus da çevre kirlenmesine sebep olan bu yakıtların daha

Türkiye 'nin

az kullamlması ile özellikle büyük kentlerirnizde kış Rezistanslı potalar özellikle alüminyum ergitme amaçlı

aylarında hissedilir boyutlarda

kullanılır. Alüminyumun ergime sıcaklığının düşük

belli ölçüde kontrol altına alınacaktır.

artan

hava

kirliliği de

olması sebebiyle bu potaların kullanımı yaygındır. Aşağıdaki örneklerden 100 kg alüminyumu indüksiyon

yöntemi ile er gitme için harcanan zaman ve enerjiyi

çerçeve içersinde elektrik

enerji

çıkaracak olursak rezistanslı sisteme göre bu sistemin

kaynağı

olması

enerjisinden tenriz

ve kendi öz kaynaklanmızla

üretebilmemiz sebebiyle göz önüne alı

ne kadar avantajlı ve verimli olduğunu görebiliriz. [7]

ısı enerjisi kaynağı d

urum günümüz

olarak

bir

koşulları içersinde elektrik enerjisinin

bir fıyat ile satılmasıyla

nımında

daha ekonomik

cazip hale gelecektir. Önerilen

çözüm , elektrik enerjisinin talebin en

nmas ı gereken

söz edilmektedir. Ancak bu

tüketiciye ısıtma amacıyla kulla

saatleri

bir

arası tüketiciye

az olduğu

22-06

daha uygun bir tarifeden

SAU Fen Bilimleri EnstitüsO Dergisi 6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Elektrik Enerjisinden Isı Elde Editmesi ad� Verim ve Maliyet Analizi M.

verilmesi

tarifeli

sisteme

uygun

elektronik

sayaçların uygulamaya sokulmasıdır. Bu ön şartlar yerine

geldikten

ısıtıcılann

sonra

yapılacak

tanıtımının

işlem

depolu

ya ygınlaştınlmasının

sağlanma sı ile kullanımının teşvik edilmesidir. Devletin ve üniversitelerimizin üzerine düşen görev de; sanayimizin en önemli lokomotifi olan küçük ve orta ölçekli işletmelerin bu

konularda

bilgilendirilmesi,

yatırımlannın böyle ciddi projelerde desteklenmesidir

KAYNAKLAR [1]

CELEPSOY E.

1993 ,

Enerji Politikalan ve

AlternatifEnerji Kaynaklan [2]

5. Enerji Kongresi Teknik Oturum T ebliğleri ,

1990 , Eneıji Kaynaklarının Çevreye OlanEtkileri [3] KURAL O. [4]

ÖZTÜRK S.

1993,

Kömür

1988, Türkiye'de Enerji Sorunu

ve Doğal Gazın Etkileri .

İ.T.Ü Fen Bilimleri

Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi. [5] 2.

SIEMENS EJectrical Installations Handbook Part 1987 ,

Eleettical İnstallations Engineering For

Space Heating [ 6] EGESEndüstri Ocakları 2 001 Katoloğu [7] TOPBAŞ M .A. 1992 Endüstri Fınnlan [8] TIRISE. , KALAFATOÖL U E. , OKUTAN H. 1993 Hava Kirliliği Kaynakları ve Kontrolü [9] TEDAŞ

2001 Elektrik Fiyat Tarifesi

100

Sönmezalp, Ş. Özbey

SAU Fer. Bllimleri

Enstitüsü Dergisi

Deprem Etkisindeki Yapılarda Uygulanan Kontrol Sistemleri

6.Cilt, 2.Sayı {Temmuz 2002)

ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamala•·•

M. Karabay

•

DEPREM ETKISINDEKI YAPILARDA UYGULANAN KONTROL SİSTEMLERİ VE KURŞUN 1 KAUÇUK YATAK UYGULAMALARI

Mehtap Kt\RABAY Özet

Bu çalışmada deprem, rüzgar gibi önemli

: İnsanlar ıçın yapıda istenen konforun

Konfor

dinamik yükler etkisindeki yapıların davranışlarını

sağJanması zordur. Çok yüksek binaların en üst katında

kontrol

ve büyük açıklıklı köprüler üzerinde bulunan insanlar

etmek

amacıyla

kullanılan

kontrol

sistemleri genel olarak incelenmiştir. Bunlar aktif,

titreşim

pasif ve karma kontrol sistemler olmak üzere üçe

olarak rahatsız olmaktadırlar.

ayrılır. Bu sistemlerden pasif kontrol

3. Kullamlabilirlik (Hizmet servis garantisi) : Yapımn

örnek

olmak

üzere

kurşun/kauçuk

sistemlere

nedeniyle hem

psikolojik hem de fiziksel

ömrünün dış etkilerle nasıl değiştiği bilinemediğinden

sistemlerin

yapılar üzerindeki etkisi araştırılınıştır.

yapıların

kadar

süre

güvenlikli olabileceği

tahmin edilemenıektedir.

Anahtar Kelimeler

Yapısal kontrol, aktif kontrol

Liınit dwum : Bir yapımn önemli derecede büyük

sistemleri, pasif kontrol sistemleri, karma kontrol

çatlaklar, büyük şekil ve yer değiştirmeler nedeniyle

sistemleri, sönümleyiciler

artık

yük taşıyamaz duruma

başlaması

Ahstract which

used

for

the

design

Yukarıda

sözü

edilen

yapıların ne zaman ve nasıl bir etkiyle limit dunıma

In this study, structural control systems

are

durumudur.

gelmesi ve göçmenin

geldiklerinin incelenmesi gerekmektedir.

structures

5. Maddi zarar riski : Titreşim nedeniyle camlann

subjected to important seismic excitations such as generally

kırılması, duvarlarda çatlakların oluşması ve hassas

investigated. These control systems are divided into

aletlerin zarar göımesi gibi hasarlar ile maddi zararlar

three main groups;

artmaktadır.

l.Active control systeıns

sağlanması ile mül1endislik yapılannın şiddetli rüzgar

2.Pasive control systems

ve deprem gibi dinamik dış etkilere karşı korunmasında

3.Hybrid control systems

yapısal kontrol üzerine bir yaklaşım getirilmektedir.

earthquakes,

strong

"\Vinds

are

tür

çözüm ünün

problemierin

Among these systems, as a nurnerical sample to passive control; a seven-story buiJding is solved to

Depreme

dayanıklı

yapı

tasanınında

temel

cxamine the effects of rubber/lead bearing systems

güvenlik, hizmet ve konfor şartlanmn sağlanmasıdır.

on a building.

Teknolojinin tarihsel gelişiminde rijit yapılar yapılarak

an1aç,

depreme karşı korunulurken daha sonra esnek yapılar Keywords

Structural

control,

active

yani akıllı binalar üretilmeye başlannnştır.

control

systems, passive control systems, hybrid control

Yer

systems, dampers I

hareketinin

elemanlan

.GİRİŞ

olarak

bir

meydana

tarafından çok

getirdiği

sönümlenmesi

yapı

kontrol

enerjinin fikrine

yapı dayalı

mekanizmaları

oluşturulmuştur. Kontrol mekanizmalan genelde üç Dünya nüfusunun günden güne artması, buna karşılık yaşanabilir

alanların sınırlı olması nedeniyle

bölüm altında incelenebilir:

artan

konut ve diğer ihtiyaçlan giderebilmek amacıyla çok katlı

yüksek

veya

Mühendisliğinde

Güvenlik

geniş

kütleli

yapılması,

tipine

göre

yapıya

uygulanan kuvvetlerde bazı belirsizliklerin olması durumunda yapıların güvenliğinden

Pasif kontrol sistemleri

•

Aktif kontrol sistemleri

•

Karn1a sistemler

Yapı

bazı sorunlan birlikte getirmiştir; Yüklemenin

•

tam olarak

Pasif kontrol sistemleri sismik izolasyon sistemleri ve

emin olunanıamaktadır.

pasif

enerji sönümleyen sistemler olmak üzere iki

gruba ayrılırlar. Yapıların tabanına yerleştirilen kauçuk

M.Karabay; SAÜ Yapı İşleri Daire Başkanh�ı

esaslı İzolasyon malzemesi, deprem sırasında yapının

101

Uygulanan Kontrol Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamalan M. Karabay

Deprem Etkisindeki Ya pı la rd a

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

zarar

görmesini

viskoelastik

sistemlerde,

eneıji

Pasif

önler.

araçları

tanımlamışlardu.

ile

Depreme

karşı

uyanlan

yapıların

kontrolünde uygulanan doğrusal regulatör problemin

amaçlanmıştır. Her iki pasif

enerjinin sönümlenmesi

], çalışmalannda sismik

optimal kuvvetler altında yapı davranışını azaltan kontrol yöntemlerini geliştirmek için büyük bir kuvvet

sönümleyen

sürtünme

[ 1

Aldemir ve Bakioğlu

tabanında büyük deplasmanlar oluşturarak meydana gelen enerjiyi sönümler ve yapının üst kısıınlanmn

kontrolün

inşaa edileceği bölgedeki depren karakteristiklerine bağlı

analitik

olarak belirlenir. Bu nedenle taban izolasyon ve pasif sönümleyici sistemler boyutlandırıldıkları deprem

koşullanna bağlı olmasına rağmen; yeterli optimalite

şiddetinde maksimum konımayı sağlarlar.

açık çevrim kontrolün, deprem

Buna karşılık aktif kontrol sistemleri rnekanİzınayı denetler ve belirli zaman aralıklannda deprem

Optimal kapalı-açık çevrim kontrolünün sismik ivme tahminine bağlı olarak yaklaşık bir değerlerinin

yapının

boyutlandırına,

sisteminde

kontrol

yapısal

çözümünü;

önceden

tanımlanan tüm optimal kontrolleri, olağan optimalite koşullannı kullanarak elde etmişlerdir. Optimal kapalı kuvvetleri etkisindeki

sivil yapılar için uygulamayacağını öne sürmüşlerdir.

savunmuşlardır.

Kesin optimal

titreşimlerini algılarlar. Bu titreşimierin şiddetine göre

biçimde yapıldığını

hesaplar yapan bir kontrol ünitesine sahip oldukları için

çözüm ve sismik İvınelerin elde edilecek

teorik olarak her şiddetteki depreme dayanacak şekilde

arasındaki ilişkiyi belirlemek için aşağıdaki ifadeyi

tasarlanmışlardır.

kamtlamışlardır:

Sistemin

mekanizması

yerleştirilmiş olan aygıtlarla,

binanın

probleminin

kontrol

üzerine

titreşimlerine

bir biçimde elde edilebilir. Hesaplanan performans

bina

değerlendirilmesi

çevrim

çözümü; verilen kriterleri sağlar nitelikte olduğunda yalnız ilk tahmini ivme değerlerini kullanarak yaklaşık

titreşimlerinin algılanması, bir kontrol aygıtı ile bu bilgilerin

kapalı-açık

Optimal

deprem

olarak,

genel

değerleri

sistemi

ölçürnleri önerilen yaklaşık çözümün kapalı çevrim

üzerindeki zarar verici etkisinden kurtulması prensibine

kontrolünden daha iyi olduğunu belirtir Uyarımın elde

dayalı olarak kurulmuştur.

edilecek değerleri ne kadar çok doğru tahmin edilirse, o

karşı

biçimlerde

çeşitli

taşıyıcı

yapının

kadar çok optimal çözüme yaklaşılır. Böylece bir yapı, aktif kontrolü kullanarak deprem, rüzgar veya patlama gibi şiddetli ve ani yüklere karşı davranışını

değiştirerek,

yüklerden

oluşan

dolayı

[ 2

çalışmasında

], rüzgar

Chalhoub sisteminin,

şiddetinin

iyi bir izolasyon etkilerini sınırlaması,

enerjiyi sönümleyebilir. Kendini yükün şiddetine göre

kararlı olması ve anza-güvenlik kapasitesinin yüksek

ayarlama yeteneğindeki bu tür yapılara akıllı yapılar

olması gerektiğini ifade etmiştir. Bu üç koşula da uyan

deprem

ve bununla beraber başka avantajlara sahip olan yeni

denir.

Akıllı

yapı

teknolojisi,

yapılar

bir izolasyon sistemini; 1/4 ölçekli dokuz katlı çelik bir yapının temeli altında California Üniversitesinde

mühendisliğinde yen i bir devrim yaratacak niteliktedir. Aktif kontrollü yapılar can kaybını önleyici, yapının ve içindeki

eşya

donanımının

zarar

görnıeden

deprem simü1asyonu ile test etmiştir. Bu deneye göre;

kurtulmasını sağlayıcı özelliktedir. Aktif kontrol sisteminin

temel küçük büyüklükteki girdiler için sabit davranır. Kayma başladığında kauçuk yataklama]ar ek rijitlik

bir çok yarar sunmasının

sağlar. Yer

değiştirmeler, tam elastomerik İzolasyon

yamnda bazı önemli sakıncaları da mevcuttur. Deprem

bir sistem ile

sırasında eneıji nakil hatlarında meydana gelebilecek

kontrollüdür. Yalnız kauçuk sistemlerde karşılaşılan

hasarlar sistemin çalışması için gerekli olan enerji sorununu beraberinde getirir. Bu sorunu çözebilmek

büyük yatay yer

için kesintisiz enerji kaynağı gibi çözümler üretilmiştir.

kapasitesi

Ayrıca

sönümleyecek

titreşimleri

olan

sağlanan yer değiştirmelerden daha değiştümeler yüzünden meydana

gelen düşey sapmalar ortadan kaldmlır. Anza-güvenlik

aygıtların

kauçuk

yataklamalar

içine

yerleştirilen

gerilme engelleyiciler ve kayıcılarla tabanın sabitlik

harekete geçirilmesi büyük enerji gerektirir. Kullanılan

ilişkisinden yarartanır.

ileri teknoloji ve gerekli enerji kaynağı temini maliyeti artıran başlıca dezavantajlarından birkaçıdır.

M. Ali ve Abdal -Ghaffar [ 3 ], çalışmalarında sismik izolasyon

Ekonomik olmayan aktif kontrol sistemlerin yerine çeşitli

alternatifler

olarak

pasif

düşünülmüştür.

kontrol

sistemlerinin

Bunun ucuz

enerji

sönümleme

uygulamalarında

kullanılan kauçuk, çelik ve kurşun aygıtlar için sonlu

sonucu

elemantı

kalıcı

bir

model

işlemişlerdir.

Derece

derece

sıkıştırılabilirliği azaltan tutarlı bir yaklaşımı dikkate alarak kauçuk malzeme için büyük bir yer değiştirme 1

çözümleri ile aktif kontrolün etkin ve kendini yüke mekanizmalannın avantajları ayarlama göre

uzama

kullanılarak karma sistemler oluşturulmuştur.

formülasyonu

önerilmiştir.

Pasif

kontrol

yataklamaları için önceki analitik veya deneysel bilgiye

Bu sistemler ile ilgili çalışmalardan bir kısım şöylece

bağlı olarak pratik

özetlenebilir:

Önerilen

yöntemin

bir idealleştirilme sunulmuştur. deneysel

sonuçlarla

doğruluğu

tahkik edilmiştir. Model, kabiolu köprü sistemlerin

102

SAU Fen B111mleri Enstitüsü Dergisi

Deprem Etkisindeki Yapılarda Uygulanan Kontrol Sistemleri

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

ve KurşunlKauçuk Yatak Uygulamaları M. Karabay

sismik enerji sönümlemesi sonuçlandınlmıştır.

içinde

incelenmiş

1.1 Kurşun- Kauçuk Yataklamalar

Elastomerik kurşun kauçuk yataklamalar deneysel olarak kanıtlarunasına rağmen, bunlar üzerinde çok az analitik çalışma yapılmıştır. Kurşun ve kauçuk yataklamalar farklı özelliklerde üç malzemeyi birleştirirler. Kurşun ve kauçuk yataklamaların davramşının modellernesinde karşılaşılan güçlükler; kurşun ve malzemenin doğrusal olmamama durumu, kauçuk parçalarla birleşen malzemenin doğrusal olmama durumu ve geometrik şıkışulık olmama durumu sonucunda ortaya çıkar. Bilim adamları, yapı mühendisleri, kurşun ve kaçuk üreticileri ve yataklama farklı imalatçıları, şartnameler arasındaki perspektiflerden kaynaklı bu tarz pasif kontrol ve eneıji sönümleme aygıtlannın davranışları belli bir standart çerçeve içine alınamamıştır.

Nagarajaıah ve Sun [ 4 ], çalışmalarında 1994 Los Angeles Northgridge depremi suasında taban izolasyonlu Yangın Komuta ve Kontrol binasının performansının darbe etkisini sismik değerlendirmişlerdir. Darbe etkisinde kalmış taban izolasyonlu bu binayL analiz etmek iç.in yeni analitik modelierne teknikleri geliştirmişler ve sistem tanıtımı kullanarak bu tekniklerin doğruluğunu irdelemiş lerdir. Darbeli ve darbesiz davramşı tanımlarnışlardır. Yapının darbe davranışı üstündeki etkilerini değerlendirmişlerdir. Sismik performans değerlendirmelerinin binanın ankastre tabanlı olması durumundaki davı·anışıyla, taban izolasyonlu binanın davranışını kıyaslayarak tanımlamasını yapnuşlardır. Samali ve eliğerleri [ 5 ] çalışmalarında hem aktif tendon ( kiriş ) hem de aktif kütle sönümleyicili kontrol sistemlerin, kuvvetli depremlerle uyarılmış binalara uygulanabilecek en uygun yerleşiminin araştırması yapmışlardır. Binaların yanal bağlantılı burulma hareketlerinin redüksiyonu ölçülerek her iki taraftaki aktif kontrol sisteminin etkisi incelemişlerdir. Deprem yer ivmesi üniform olarak ayarlarumş, sabit olmayan rast gele yöntem olarak örneklendirilmiştir. Problemi, geçiş matris yaklaşımını ve kapalı çevrim kontro 1 kanununu kullanarak formüle etmişlerdir. Rast gele titreşim analizi yapı davranışını ve kapalı çevrim kontrol kanununu kullanarak formüle edilmiştir. Rast gele titreşim analizi yapı davramşının statiğini ve istenilen aktif kontrol kuvvetlerini elde etmek için Monte Carlo simülasyonu, yapılmıştır. yapı davranışının aktif kontrol sistemli veya sistemsiz halini göstermek ıçın kullanılmıştır. Şiddetli deprem uyanmları etkisinde kalmış sekiz katlı bir yapının sayısal örneği, yapının davranışımn önemli ölçüde azalmasını tanımlamak için verilmiştir.

Kurşun kauçuk yataklamalar ilk kez Yeni Zelanda 'da geliştirilmiştir. Kurşunlu kauçuk yataklar, kauçuk yatakların merkezine bir kurşun çubuk yerleştiTilerek oluşturulur. Kurşun çekirdek enerji dağılımında ilave bir rijtlik sağlaması amacıyla kullanılır. Kurşun çekirdeğin enerji absarbe edebilme kapasitesi izolatörün yatay yer değiştirnıesini azaltu. Kurşun çubuk plastik şekil değiştiııne yaparken sönüm sağlar. Kurşunlu kauçuk yataklann içindeki çelik tabakalara ek olarak kurşun çubuk, uygulanan düşey yükün taşınmasını ve plastik şekil değiştirme ile de enerji yutulmasını sağlar. Kurşunlu kauçuk yatakların etkili rijitliği ve etkili sönümü yer değiştinneye bağlıdır.

Kurşunlu kauçuk yatakların meanik özellikleri üç parametreye bağlıdır: Kı, K2 ve Q dur. Elastik rijitliği ( K1) ölçınek zordur. ( K1 ) elastik rijitliği son akma rijtliğinin (K2) bir ampirik çarpanla çarpılmasıyla hesaplanır. Gerilme Karakteristiği ( Q ) histerik eğride kmşunun alana gerilmesi ve kurşun çubuk alam ile hesaplanır. (Kerf ) etkili rijitliği ise, yer değiştirn1e azalırken maksimum yükler için tanımlanır. Etkili rijitlik ( Keff) aşağıdaki gibi tanımlanır; ,

Yang ve diğerleri [ 6 ], çalışmalarında histeretik yapısal sistemlerin veya doğrusal olmayan sistemler için ani ideal kontrol algoritmalarının geliştirilmiş bir versiyonunu tamtmışlardu. Önerilen algoritmamn esas avantajı şudur: Önceden önerildiği üzere kontrol vektörü, zamana bağımlı sistem matrisinin kontrolüne gerek duymadan, doğrudan ölçülen davranış durum vektöründen elde edilmiştir. Mevcut algoritmayı sistenrin kontrol kullanarak, histeretik edilen davranışımn simülasyon yöntemi tanıtılmıştır. Sismik olmayan karma kontrol sistemlerin farklı tipierindeki kontrol algoritrnasında bulunan yerleşim uygulamaları Çeşitli kontrol sistemlerinin vurgulanmıştır. değerlendirilmiş, performanslan sayısal olarak kıyaslandırılmış ve sismik olmayan karma kontrol sistemlerin avantajları kanıtlanmıştır. Önerilen kontrol algoritmasımn, pratik aplikasyonlar için etkili olduğu gösterilmiştir.

(1) Bu bağıntıda ( Dy ) akma yer değiştiımesini gösterir. Doğal frekans ( w ) ise;

103

�K.ff.g 1 w

(2)

Deprem Etkisindeki

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.CiJt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Uygulanan Kontrol Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygularnalan

Yapılarda

M. Karabay

olarak tanımlanır. Burada;

(3) olur. Etkili Periyot ( Teff ) ise; Teff == 2I1 /W

olarak tanımlanır. Etkili sönüm �eff D> Dy olmak üzere,

�er4Q (D-Dy) 1 2TI (KıD+Q)D

(4)

Yataklamalann davranışı, deprem uyanınlan altındaki yapı davranışına bağlı olarak tüm davramşı etkileyecek bir çok parametreye bağlıdır. Bir kurşun kauçuk yataklamanın performans faktörü; kuvvet yer değiştirme ilişkisinin çevrimi alanının, iki yönlü gösterdiği kabul edilen doğrusal davramş paralelkenarın dış çember alanına oranı olarak tanırnlamr. Bir deneysel çalışmada, King tarafından 0,67 'lik bir performans faktörü önerilnıiştir. Performans faktörü genellikle yataklamanın detaylarına bağlıdır. Bununla beraber, daha önceki analizierin çoğu bu tip yataklamalarda kuvvet - yerdeğiştirme için iki yönlü doğrusal davranış kabulu gözönüne alınmıştu. Bu kabul aygıtla sönümlenen enerjinin değerinin artmasını sağlar [8].

Şekil 2. Kurşunlu Kauçuk Mesnet Sisteminin Kesiti Elemanları II.

. ·· ·' . �-·· ·· · ··

��-

: .

•

.·

..,?••

..·..

•' •'.

..•

,•

.. .····

. . : •

: .

Deplasman

Dinamik analizde yer hareketi olarak 18 Mayıs 1840 tarihinde meydana gelen El Centro depreminin kuzey güney bileşeni kullanılmıştır. El Centro depreıninin zaman artımı 0,01 sn dir. Deprem hareketin binaya x Dinamik doğrultusunda etkidiği varsayılrmştır. analizler SAP 2000 Nonlineer 6.1 1 versiyonu paket programında Zaman artımı (Time History ) yöntemi kullanılarak yapılmış ve özvektörler için mod sayısı 7 seçilmiştir. Her bir mod için ise binamn sönüm oranı 0,05 olarak alınmıştır.

•

ÇALIŞMANIN AMAÇ VE KAPSAMI

Zemin ile yapı arasındaki etkileşinıden dolayı yapı depremden çok çabuk etkilemnektedir. Zemin ile yapı arasındaki etkiyi azaltmak ve pasif kontrol sistemlere sayısal uygulama olması amacıyla seçilen ve Şekil 3 'de kesiti verilen 7 katlı ve üç boyutlu bir binanın analizleri üç ayrı taban İzolasyonu ve ankastre tabanh olarak yapılmıştır Bu birbirleriyle modeller karşılaştırılmıştır. Tüm kolon kesitleri 50/50 cm' tüm kiriş kesitleri ise 30/60 ön cmolarak boyutlandırılıruştır. Tüm katlarda döşeme kalınlığı 15 cm alıruruştır.

ın

-D

, .. ..

.·.

Mühendislik yapıları, hafif deprenılerde hasar görmeyecek şekilde, orta depremlerde ise yapıda meydana gelen hasarların onarılabilecek nitelikte olm asına izin verilecek şekilde projelendirilebilir. Çok şiddetli depremlerde ise yapı hasar görebilir ancak göçmeyecek ve ayrıca can kayıpları olmayacak şekilde proj elendirilmesi temel prensibidir. Bu nedenle güçlü depremlerin yıkıcı etkilerinden yapı yı korumak deprem n1ühendisliğinin ve araştnınacıların amacı olmaktadır.

Kuvvet

Çelik

Üst çelik plaka

şeklinde yazılır.

.. .. .

Kurşun çekirdek

Kauçuk

Şekil 1. Kurşunlu Kauçuk İzolatörlerin Kuvvet - Yer Değiştirme Eğrisi

Bu sayısal uygulamada, içerisinde kurşun silindirik çekirdek tabakalar arasına çelik bulunan vulkanizlenmiş kauçuk tabakalanndan oluşan üç farklı n1ekanik özelliğe sahip Yeni Zelanda mesnet sistemi

104

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Deprem Etkisindeki Yapılarda Uygulanan Kontrol Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamaları

6.Ci1tı 2.Sayı (Temmuz 2002)

olarak adlandırılan kullamlımştır.

M. Karabay

kauçuk

mesnet

sistemi

7.kat (+21.00 m) ,

) .kat (+18.00 m) 5. kat (+ 15.00 m)

4.kat (+ 12.00 m) 3. kat (+9.00 m ) 2. kat ( +6.00 m) ı.kat (+3.00 m)

T emel (0.00 m)

Şekil 3. Üç boyutlu binanın kesiti

105

Deprem Etkisindeki Yapllarda Uygulanan Kontrol Sistemleri ve KurşunlKauçuk Yatak Uygulamalan M. Karabay

SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Kauçuk mesnet sistemlerin özellikler Tablo 1 de gösterilmiştir.

Tablo I. Kauçuk Mesnetlerin Karakteristik Özellikleri

Kauçuk Mesnet

Alana

Seviyesi (kN)

Kuvveti (kN)

Etkili Rijitlik (kN/m)

PlastikR/El astikR. Oranı

448

20,04

24,49

10536,7

0,129

5630

448

20,04

24,49

17100,9

0,080

24490

448

20,04

24,49

24490,0

0,018

Kütle (kg)

Elastik Rijitlik (kN/m)

Plastik Rijitlik (kN/m)

338,33

3469

274,08

254,32

Akma

Kauçuk Mesnet 2 Kauçuk Mesnet 3

Tablo 2. Grafiklerde kullanılan modellerin isimlendirilmesi

Ankastre Mesnetli Klasik Yapı Kauçuk ı tipi kullanılarak tabanı izole edilmiş bina yapısı Kauçuk 2 tipi kullanılarak tabanı izole edilmiş bina yapısı Kauçuk 3 tipi kullanılarak tabanı izole edilmiş bina yapısı

2 3 4

..................

. .

•

. . .

. �

. •

.. .. .. . . .

.. .

. . .... .

.�·· .

)••·· .

;

•

. . .

.. . :

. .

• . .

1. :

. •

. .

1 .

: .

; .

•

• .

. .

•

. •

. .

•

. .

. •

•

. .

• .

. .

. . .

. .

. . .

•

. .

;

106

. . .

•

ı . .

• .

•

: .

. .

. . .

•

. .

. . . .

. .

• . .

Şekil4. 7 katlı yapıda a-) Ankastre Mesnetli Yapı b-) Kauçuk Mesnetli Yapı

• .

•

. .

•

. •

•

. .

•

. . .

. •

. .

�

. . .

•

. •

•

,. . . .. . .' .

; ..

•

. •

....•.•....•.••

. .

SAU Fe11 Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Deprem Etkisindeki Yapılarda Uygulanan Kontrol Sistemleri

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamalan M. Karabay

-6 �

-.-----""�---4,128

2,047

modeller

Şekil 5

Yap1n1n l.Moduna Ait Periyot

Şekil 9. Yapının En Üst Katında X

EkseniYönündeki Maksimum ivme

..._.

C":

"8 4

2.002

:E o 2 >.

modeller

EkseniYönündeki Göreli Yer Değiştirme

\l 8

.�

�

'f "1:1

.�

i" ·t• 2 1:> ] o

1,612

>-.

o 2

Ekseni Yönündeki Maksimum İ vme

EkseniYönündeki GöreliYer Değiştirme

......

-s Bi ;;:;'4 -g 3 .

� ·fi o

0..

4,742

tı

..._,

.�

ı ı o

;Gl; {J ;>,

modeller

'2 0,5 Cl) ;;' 0,4 0,3

·t'

o. ı

0..

.....

rrodelle.r

Şekil ll. Yapının En l)st Katında X EkseniYönündeki MaksiınumYer

.\ı

Şekil

-ti l

modeller

Şekil 8. Yapının

Periyot

o l

•

ı.s 1 0,5

nıo.!cllcr

Moduna Ait

15. Yapının Temel Seviyesinde

.;&;M �

l:i ı ,....

Değiştirme

X Ekseni Yönündeki Maksimum Yer

i� n ..

modeller

ll,6SJ

6 6

......

()

Değiştirme

'"'

10,17

......,..

::E ... 0,2 o

;c;o Q "Q ki >.

Periyot

·�

5,66-4

Şekil 7. Yapının 3. Moduna Ait

t:ı "il lO �

15 lO

Şekil I 4. Yapının En Üst Katında Y

Periyot

.......

modeller

modçlk:r

Şekil 1 O.Yapının En Üst KatındaY

Şekil 6. Yapının 2. Moduna Ait

13. Yapının En Üst Katında X

Şekil

�

..._,

ıo

�

4,094

modeller

('<

ci!

nvdellcr

�

1:6

0,422

modeUer

Şekil 1 2Y . apıntn En Üst KatındaY

Şekil 16. Yapının Temel Seviyesinde

Değiştirme

Yer Değiştirme

Ekseni Yönündeki MaksimumYer

107

Y Ekseni Yönündeki Maksi mum

Deprem Etkisindeki Yapılarda Uygulanan Kontrol Sistemleri

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

ı ts 4 -

.......

ğ •p

b >-. :.::: o ()

�

Cl)

modeller

Şekil ı ?.Yapının Temel Seviyesinde

X Ekseni Yönündeki Göreli Yer Değiştirme

1 ki

.......,

];Q; �

�

0,5

modeller

a 8.000

Şekil21. Yapının

Yönündeki Maksirnunı Taban Şekil Momenti

�

...-..

� ..a

-"' �

u 5 .,

2 3 modeller

modeller

Şekil25. Yapının

En Üst Katmda

Bir Kolonun2-2 Doğrultusunda

Eği1me Momenti

4 .000

42 2

modeller

Şekil 20. Ya pı n ın

12,645

Y Ekseni

Yönündeki Taban Kesme Kuvveti

ı ı ,448

1 '

modeller

Kolonun Eksenel Kuvveti

Bir Kolonun 3-3 Doğrultusundaki Eğilme Momenti

't:ı 100

Şekil27. Yapının En Üst Katında

·n

2.000

� ıso

13,90 ı

6.000

Kuvveti

�100

Şekil26.Yapının En Üst Katında Bır Kolonun 3-3 Doğrultusunda Kesme

Şekil 23.Yapının En Üst Katında Bir

Yönündeki Taban Kesme Kuvveti

m:ıdeHer

Şekil 19. Yap ı nın X Ekseni

100

92,283

n ı.ooo

-'J ;

X Ekseni

ŞekiJ 22. Yapının Y Ekseni

6.000 4.000

�

Yönündeki Maksimum Taban Nlomenti

� � �

·� � .a

modeller

�

_ _

Değiştirme

+-1---lil.ii ,--lı:,._._.

Y Ekseni Yönündeki Göreli Yer

ı +----G•i�·

Şekil 18. Yapının Temel Seviyesinde

074

1'00

1,5 -.---�t-t--�'----

·o

40.000

�

M. Karabay

'S'

60.000

KurşunlKauçuk Yatak Uygulamalan

8 ıso

1 20.000

.�2 � V>

� ]

94,303

50 o

'S' s..sos

� 8,024

8,i..ı7

modeller

Şekil 24. Yapının En Üst Katında Bir Kolonun2-2 Doğrultusunda Kesme Kuvveti

108

ro o ...0

37,121

ımdcDc:r

Şekil28. Yapının E n Üst Katında Bir Kolonun Bumlması

SAL Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Deprem Etkisindeki Yapılarda Uygulanan Kontrol Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamalan

Karabay

lll .GENEL SONUÇLAR çalışma

elde

edilen

sonuçlar

kauçuk sistemlerinde sırasıyla

aşağıda

sıralanmıştır :

oranlarında

7 katlı yapı sisteminde El Cent-ro depremi ivmesi

etkisinde

yapının

periyodu,

oln1ası durumunda,

taban

izolasyonlu

durumuna göre yaklaşık

kat artmaktadır.Ancak

kolonun 2-2 doğrultusundaki kesme kuvvetlerinde

sisteme göre maksimum

rijitliği artınldıkça giderek azalmaktadır.

orta

katlı yapı sisteminde El Centro depremi i vmesi

yüksek

% 48

% 84, %86

sistemlerde

kauçuk

oramnda azalmalar

%88

görülmüştür.

oranlarında azaltnuşlardır.

KAYNAKLAR

ekseni

46, o/o 50

[1]

doğrultusundaki maksiınum yer değiştirme olmuştur.

sistemine

Düşük

göre

sisteminde,

orta

yer

Seismic Excitations " , Earthquake Engineering and

kauçuk

mesnet

rijit1ildi

kauçuk

mesnet

o/o

Structural Dynamics , Volume Istanbul, Turkey ,

13,04

rijitlikli

değiştiıınede

[2]

, pp

835 - 851

2001

Reinforced

tastomeric

Combined For Earthquake Isolatıon "

Bearings

, Earthquake

yüksek rijitlikli kauçuk mesnet sisteminde ise o/o

Engineering and Stıuctural Dynamics , , Vol

mesnetli modele göre ise yaklaşık

333 - 344 , U.S.A , 1990 [3] M. ��I, H. , E., ABDAL

31 oranında azalma görtilmüştür. Yapı ankastre

artan

bir

yer

değiştirn1e

oranında

%130

Yapı

göstermiştir.

Modelling

sisteminin temel seviyesinde ise maksimum yer

1995 [4] NAGARAJAIAH , S.

Isolated

30 oranında bir azalma görülmüştür.

modele

göre

göstermiştir.

sisteminde

yaklaşık Orta

ankastre

% 27 yüksek

mesnet sisteminde ise bu artış

'lik

rijitlikli

% 20

[5]

artış

kauçuk ve 0/o12

[6]

oranlarında azalmıştır. yapı

ınaksimum n1odele göre

sisteminin

taban düşük

momenti ,

lmpact

Response

Journal

Z. ,

Structural

1063 - 1075

DANIELIANS , A. and

, Journal of Engineering

118 , No 7 U.S.A , 1992

1423 - 1439

E. , ABDAL -GHAFFAR, A. M. , "

Modeliing Of Rubber

And

Lead Passive

Control

Bearings For Seismic Analysis " , Journal of Structural Engineering, Vol

'1995

o/o 82

doğrultusundaki

ankastre

X. , " Base

2001

YANG , S. , N. , Ll ,

[7] M. ALI, H.,

düşük , orta ve yüksek rij itlikli kauçuk mesnet

katlı

SAMALI, B. , B., YANG, J., N., and LİU, S.,

,Washington,

kesme kuvveti ankastre mesnetli modele göre ;

and SUK

Mechanics , Vol

7 katlı yapı sisteminin x doğıultusundaki taban

sisteminde

Buildings

And Hysteretic Structures I

% 30 , % 25

% 77, % 79

U.S.A

LIU, S. C. , "Aseismic Hybrid Control Of Non Lineer

oranında olmuştur.

sırasıyla

pp 2165-2179, Washington , U.S.A, 1985

ankastre mesnetli modele göre düşük , orta ve

% 24

1134- ı 143

Journal of Structural Engineering , Vol lll , No ı O

ise kauçuk mesnet sistemlerindeki bu değişim

C. , " Active Control Of Seisrnic Excited Buildings " ,

oranlannda olmuştur. Yapımn temel seviyesinde

yüksek rijitlikli kauçuk için suasıyla

FCC

Houston , U.S.A,

mesnetli bir

Passive Control

Engineering , Vol 127 , No 9 , pp

üst katındaki göreli yer değiştirme düşük rijitlikli mesnet

N orthgridge Earthquake , ,

katlı yapı sisteminde x doğrultusunda binanın en

kauçuk

Lead

oranında;

yüksek rijitlikli kauçuk mesnet sisteminde ise

-GHAFFAR , A. M. , "

Of Rubber And

Engineering, Vo1121 , �o

mesnet sisteminde yer değiştirn1ede, düşük rijitlikli

19 ,

Bearings For Seismic Analysis " , Journal of Structural

değiştirme ll ,4 cm olmuştur. Orta rijitlikli kauçuk

kauçuk mesnet sistemine göre

CHALHAUB , M. , S. , " Sliders and Tension

Controlled

oranında,

ALDEMIR, U. , BAKIOGLU , M. , and AKHIEV

, S. , S. , " Optimal Control of Lineer Buildings Under

katlı yapı sisteminde binamn en üst katında x

rijitlikli

etkisinde kullanılan düşük ,orta ve yüksek rijitlikli

yönündeki ivn1e etkisini sırasıyla o/o

o/o 91 oranında; 2-2

doğrultusundaki eğilıne momentinde ise düşük,

mesnetli uygulamasına göre üst yapının x

allkastre mesnetli

yapı periyodu farklı izolasyon tiplerinde kauçuğun

kauçuk mesnet sistemler , yapı sisteminin ankastre

7 katlı yapı sisteminin en üst katında bulurian bir

sırasıyla

azalmalar görülmüştür.

kauçuk mesnetli sistenılerde

ankastre mesnetli olmasına

ve 0/o

% 95, %94

mesnetli

orta ve yüksek rijitlikli

109

121 ,

No 7, p p

1134-1143, U.S.A

ISO 9000 Kalite Güvence Sisteminin Bir Şirkete Uygulanması ve Değerlendirilmesi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergis i 6.Ci1t, 2.Sayı (Teınmuz 2002)

ISO

M. M. Amin, H .İ.

Kaya, V. Uçar

KALİTE GÜVENCE SİSTEMİNİN BİR ŞiRKETE UYGULANMASI VE DEGERLENDİRİLMESİ

9000

Mouwafak M Amin, H.İbrahim Kaya, Vahdet Uçar maliyetleri

kalite

yıllarda

1950'li

Özet-Globalleşme eğilimi ve Türkiye'nin Avrupa

ile

ilgili

2000'li

çalışmalar geliştirilirken Juran, 1951 yılında kalite

yıllarda kuruluşlarımızı içte ve dışta büyük bir

kontrol elkitabını yayınlamış, Deming istatistiki

karşılaştırmaktadır.Son

kalite kontrol konusunda çalışmalar yapnnştır [ 1, 2]

Birliği

ile

ortamı

rekabet

Birliği

Gümrük

ilişkileri

yıllarda, rekabet; üretimle, maliyetle değil aynı

Toplam Kalite Yönetiminden bahsetmeden önce isabetli bahsetmek den kalite(TK) Toplam

zamanda kalite iledir. Bu olguların içinde en önemli yeri hiç şüphesiz kalite almaktadır. Bu nedenle

olacaktır.

olmasının

başarılı

kuruluşlarımızın

bir işletmede yapılan

Toplam Kalite,

temel koşulu kalite kontrol ve kalite güvence

bütün müşteri isteklerini karşılayabilmek için şart

sisteminin uygulanmasıdır. Bu çalışmanın amacı

olan yönetim, insan, yapılan iş, ürün ve hizmet

kalite

kalitelerinin, bir sistem yaklaşımı içerisinde, tüm

sistemi

güvence

IS09000'nin

incelenmesidir. B u inceleme s üreci DEMPAR şirketine

Parke

uygulayarak

çalışanların

katılımı,

sağlanarak

ele

hedef

alınması

[2,3].Toplam kalite kontrolden ilk söz eden 1961

gerçekleştirilmiştir.

yılında Feigenbaum olmuştur. Anahtar

fıkir birlikleri geliştirilmesidir

1 961 yılında Crosby tarafından geliştirilmiştir.

Kalite

Kalite,

IS09000,

Kelime/er-

Sıfır hata kavramı,

Güvencesi

Dünya

'da

çemberi etkinlikleri

Kontrol

kalite

Absıract-As the world is moving towards global

1962 'de Japonya'da başlamiştır. Şimdi Batı' da ve

activities in all fıelds of our life,Turkey is going

dünyamn

to present its activities

görmektedir. Kalite çemberi etkinlikleri tanınmaya

within

Europe

the

community(E.E.C). Today within the trade field,

başlandıktan

a head before cost and

Quality is beconıing

yerinde

her

başlanuştır.

uygun

bunu

denemeye

Asya'da

Filipinler,

ülkeler

sonra

Güneydoğu

kabul

biçimde

a need for

Tayland, Malezya ve Singapur' da çen1berler halen

quality control and for the system of quality

uygulanmaktadır. 1970 v e 1978 yıllannda Meksika

assurance such as ISO 9000. In this study ISO

ve İngiltere kalite çemberi etkinliklerine başlamıştır

9000 system is introduced to DEMPAR Parquate

[2-5]. Bu çalışmalar sonucu yalnızca kalite değil

Company structure was studied in

kaliteyi kontrol ve uygulanması ve güvencesi için

production.

Company. detail.

Therefore

Quality

there

control

handbook

procedures data sbeets were

and

full

sistem gerekmektedir

prepared. Fioally

the quality control assurance for this company was established. Keywords-IS09000� Quality, Quality Assurance,

II. KALİTE GÜVENCE SİSTEMİ VE

ıso 9ooo I.GİRİŞ

Yüzyılımızda,

globalleşen

dünyamızcia

yoğun

rekabet ortamından istikrarlı bir üretim yapabilmek kalite teknolojisinin ve anlayışının ilerlemesi Amerika , da

korunmasının gerekliliği ve bununda bir yönetim işi

2. dünya savaşı sırasında olmuştur. Savaş sırasında

olduğu, bu işin de belli bir boyut ve ölçüler içindeki

askeri malzemelerde o/o 1 00 kontrol yönteminin

çabalarla gerçekleştirilebileceği, başka bir deyişle

alma

sistem olmamn gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bunun

N orma l

çözüm

üretim

getirmediği

sistemleri

görülerek

içinde

numune

için

istatistiği geliştirilmiştir.

kalitenin

güvenceli

biçiminde

sürekli

neticesinde kalite güvencesi sistemi geliştirilmiştir. Kalite güvencesi, bir ürün yada hizmetin müşteri ihtiyaçlanm tam

M .Amin

DEMPAR A.Ş -Sakarya H.I.Kaya,V.Uçar ;Sakarya Üniversitesi Mühendis lik FakMakine Mühendisliği Böltimü Esentepe-Sakarya

ve doğru olarak karşılamasını

sağlamak için, tüm işletme fonksiyonlannın ayı amaç doğrultusunda bir araya getirilmesidir[6-8]

110

ıso 9000

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kalite Güvence Sisteminin Bir Şirkete Uygulanması ve De�erlendirilmesi

6.Cilt, 2.Sa)'l (Temm uz 2002)

M. M. Amin,

H.İ. Kaya, V. Uçar

dağ1tınıını ve

Kalite Yönetimi ve Kalite Güvence Standartlarının

-Kalite Planlarının hazırlanmasını,

temeli 1963 yılı ABD 'da savunma teknolojisindeki

güncelleştirilrnesini

yüksek kalite talepleri ile hazırlanan MIL-Q-9858 'e

güncelliğini takip ederek olabilecek değişikliklere

Sonra

dayanır.

enerji

sektöründe

NCA 4000 (Quality Assurance)

III

yayınlanmıştır. Bu arada

Standartlarının

göre kalite planını günceleştirir.

kendisini

göstermiş ve son olarak 1972 yılında da

Ürün

sağlar.

ASME

- Teknik şartnameleri hazırlar.

- Girdi, proses ve niliai ürün aşamalarında,

standartlan

malzeme ve ürünlerin ret, kabul veya şartlı kabul

ulusal düzeyde kalite

durumuna, yan sanayiciye iade edilmesine,

sistem standartlarına geçiş 1978-1979 da CSA Z.

299.1-4 ile Kanada' da , 1979' da ANSI Z.- 1.15

prosesin durdurulmasına, nihai ürünün müşteriye

(taslak) ile ABD2 de gerçekleşmiştir.

sevki vatının önlernnesine karar verir.

ticari

ilişkilerin

Uluslararası

aıtınası

giderek

daha

karmaşıklaşması ISO tarafından 1987 yıllmda ISO kalite

9000

yönetimi

ve Kalite

Kalite Kontrol Bölümü:

Güvencesi

Standartlarının yayınlarunasına yol açmıştır [2].

9001:

Geliştirme,

Kalite

Üretim,

sisteınleri, tesis

rfasanın

Hizmette

olan

malzemelerin

-ISO 9004: Kalite Yönetimi ve Kalite Sistemi

ilgili

göre üretümektedir imalat Giriş Kalite kontrol ,Proses Kalite Kontrol ve Final Kalite Kontrole

Ill.ISO 9000'NİN DEMPAR PARKE

tabi tutulmaktadır. Gelen ham malzemeler Kalite

FİRMASINA UYGULAMASI Fabrikadaki bölümlerin, yönetimin ve daha

sorumlusu

Kontrol

sonucu

tarafından

olumlu

ise

Kontrol

edilir.

Ambara

Giriş

Üretim ve Planlama Şefliği:

Prosedürler,

soma

Kontrol

İşlemleri yapılır.

ürünlerin incelemesi sonucunda önce Görev tamtım Talinıatlar ve Formlar hazırlanmıştır.

imalatın başlatılmasından devam ettirilmesinden ve

sorumludur.

sonuçlandırılmasindan

Hazırlamış olduğu Üretim Programına Göre İş

111.1 Firma Bilgileri PARKE

- Parkeler Kalite Güvence Sistemi esaslarına

Elamanlan, Kılavuzu [9-14]

DEMPAR

tanımlanmasını

bölümlere ulaştırılmasını sağlar.

deneyler için kalite güvencesi modeli

hazırlanmış

kriterler

- Giriş Kalite Kontrolü yapılacak ve yapılmış

-ISO 9003: Kalite sistemleri, son muayene ve

kitabi

belirtilen

raporlar.

Kalite Güvencesi modeli

planlarında

kalite

çerçevesinde Giriş Kalite Kontrolünü yapar ve

-ISO 9002: Kalite sistemleri, Üretim ve Tesiste

Çalışmada

görev

- Taşeronlardan gelen girdileri teknik şartname

Kalite

Güvencesi modeli

Müh.

Endüstri

bir

yapmaktadır.

IS09000 Standartlar Serisinin Elemanları: -ISO

bölümde

1998

yılında

Emri ve izlenebilirlik Kartları ile imalatı başlatır

ADAPAZARI

organize Sanayi Bölgesinde , Toplam 25000m2

ve imalatı yönlendirir.

olmak

Üretinı ve Planlama Şefi bünyesinde şu bölümler

üzere

10,000

kapalı

alan

üzerine

kurulmuştur. Lamine Parke üretınektedir:

bulunmaktadır:

Plank parke ölçüleri -14

-Kereste Bölümü

Üretim iki çeşittir ,Plank (tek parça) ve 3-strip 'tir . 128

128 x 2180 veya -14 x

1070 3-Parça parkelerde -14 x 197 x 2180

Kurutma

paletler

belli

bir

kurutulur, Birinci hat Bölümü Güvence,

Kalite

Kontrol,

Üretim

Muhasebe

üretmekted.ir, Ekleme Bölümü

Personel,

parkenin üst kaplaması

Genel

lamelleri

Bu bölümler yürütülen faaliyetler aşağıda kısaca

-Kalite Güvence Burada

Bu Endüstri

yapmaktadır. Bunlann görevleri - Üretim ve Planlama Kalite onaylar.

Planlarını

talimatlarını

,Bilgisayar

eklenir,Pres

Bölümü

Toplam

bölümde

eleman

çalışmaktadır,

Cila

Zımparalannn ş parkeler önce dolgu iki kat sonra

şunlardır:

yapılan

hazırlanır

bölümde

Bolümü : Bu bölümde 3 eleman çalışmaktadır ,

Görev

cilası yapılır, Profil Bolümü : : Bu bölümde 3

Şefi ile işbirliği yaparak

hazırlar,

- Muayene ve Deney güncelleştirir.

Müh.

:Bu

eleman çalışmaktadır, Çoklu dilme ve zımpara :

Şefliği:

Makine

Burada 3-adet

kontrol unda verilen programa göre parkenin

Yönetim den oluşmaktadu� sıralanmıştır.

oramı1a

n1akinası ,ikincisi boylama ve çoklu dilme lamel

Planlama, Balam ve Onarını, Satın alma, Satış ve Pazarlama,

nem

kurutma

makine vardır ,birincisi taslak dört yan ebat lanıa

Ill.2 Fabrikadaki bölümler Kalite

çalışmaktadır,

eleman

3-adet ,Bilgisayar destekli

,istiflenmiş

mm.

kontrolleri

eleman çalışmaktadır , Cilalı malzemeler boydan ve

hazırlar ve

enden

profı]

makinasın

Paketierne Bölümü

dan

geçer

:Profili çekilmiş parkeler

paket]enir ve ambalajlanarak satışa sunulur

ııı

ISO 9000 Kalite Güvence Sisteminin Bir Şirkete

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Uygulanması ve De_ğerlendirilmesi M. M.

Amin, H.l. Kaya, V. Uçar

Kuruluş içi Kalite Tetkikleri Prosedürü

Proses esnasında yapılan testler :

Eğitim Prosedürü.

-Kereste bölümünde taslak ve hammaddenin

Servis Prosedürü

ebadı, Kurutmadan çıkan ağacın nem oranı,

İstatistik Teknikler Prosedürü

Birinci hatta ebatlar ve lamel kalınlığı % 1 O artı

Bakım Prosedürü

veya eksi olmamalı, Preste aralıkiara dikkat

İmalar Prosedürü

edilmeli 9mm yi geçmemeli, Parkenin yüzeyi tam kalibre

olmalı, Cila ve dolgu miktarını

tartınak ve sürekli parlaklığını ölçmek ve Profıl yaparken seviye O.l mm ,den fazla olmamalı. Bakım

ve Onarım Şefliği:

-Birimiyle

ilgili

TARTIŞMA

IV. SONUÇLAR VE

Ulusal ve Uluslar arası alanda rekabet edebilmek

genel

aksaklıklar

mevcut

teknolojimizi, pazanrnızı geliştirebilmek

uygunsuzluklar konusunda Üretim ve planlama

gelecek

kuşaklara

şefi ve Fabrika Müdürüne bilgi verir.

yaşam

-Sisteme ilişkin bütün Talimat, Fo·.... ıı�n, Rapor

düzeyi

sistematik çalışmalann

edilmesini,

Yönetirni'dir.

düzgün

olarak

doldurulmasını sağlar.

önemli

-Emniyet ve yangın talimatıarına uyulmasım

sağlayabilmek

çalışılması

vb. dokümanların belirlenen yerlerde muhafaza korurunasını

çağdaş,

daha

temel

daha

için,

p anlı

gerekınektedu.

felsefesi,

Toplam

araçlarından

aydınlık

Toplam

Kalite de,

biri

Bu Kalite

Yönetimi'nin ISO

9000 Kalite

Güvence Sistemini etkin uygulamak, sürdürmek ve

sağlar.

geliştirmektir ISO 9000 gerek bir

El Kitabı: 1. Organizasyon Şaması 2. Görev ve Yetki Devri Çizelgesi 3. Sorumluluk ve Yetkiler

kalite

sistemi oluşturmak,

gerekse mevcut bir kalite sistemini değerlendirmek amacıyla k ullanılabilen bir kalite sistemi modelidir. B u ise bir çok sanayileşmiş ülkede kabu1 gören standarda uygunluk demektir. Söz konusu model

Genel Müdür

sağ duyuya dayalı temel bir yönetim sistemi için bir

Fabrika Müdürü

dizi

Satış Pazarlama Müdürü

Satın alma Müdürü

araçlan vermektedir. Aym zamanda maliyetlerde

Yönetim Temsilcisi

Kalite Güvence Şefi

şart sıralamakta

düşüş, yönetim sistemi k ontrolünde gelişme ve organizasyonun

artışı

verim

tümünde

bir

ISO

9000

görülmektedir.

1O. Üretim ve Planlama Şefi ll. Bakım ve Onarım Şefi 12. Muhasebe ve Personel Şefi 13. Kalite Kontrol Soruml usu 14. Malzeme Ambar Sorumlusu 15. Operatörler

Bir

işletmede

düşünüldüğünde

sonucun

uygulanması

başarısı

açısından

atılması gereken bazı adımlar mevcuttur.

1. Hedefler

üzerinde

anlaşma

sağlanmalıdır. Ulaşmak istediğimiz nedir

16. Şoför

17. Bekçi

Süremiz

kadardır

gibi

kaynaklarımız vardır ?

2. Saptanmış olan bu hedeflere ulaşınada

Prosedürler: Yönetimin

uygulama için gerekli

Kalite

Sisteminin

gerçekleştirilmesi

Gözden

gösteren

Geçirilmesi Prosedürü.

detaylı

gereklidir.

Sözleşmenin Gözden Geçirilme Prosedürü

adımlan

gereken bir

Buna

plan

yapılması

paralel

olarak

planımızın başarılı olabileceği bir ortam

Doküman ve Veri Kontrol Prosedürü

meydana getirilmesi ve uygulanabilmesi

Satın alma Prosedürü

için sorumlu kişileri atamak önemlidir.

Malzeme Talep Foımu

Malzeme Sipariş Forınu

ISO 9000 Kalite StandartJannı Uygulamak isteyen

TeklifMektubu

işletıneler bu şartları yerine getirdikleri takdirde

Ürün Tanıtım ve İzlenebilirliği Prosedür ü

kalite sisteminin temellerini atmış olacaklardır.

Proses Kontrol Prosedürü

Artık geçerli olan, üretilen v e sunulan mamulün

Muayene ve Deney Prosedürü

kalitesidir. Müşteri ihtiyaçları, kaliteyi belirleyen

Kalibrasyon Prosedürü

temel

Muayene ve Deney Durumu Prosedüıii

unsurlardandır.

Bir

mamulün

kaliteli

olabilmesi için müşteri i h tiyaçlarına uygun olması

Uygun Olmayan Ürünün Kontrolü

gerekmektedir.

Prosedürü

kapasitesini

Düzeltici ve Önleyici Faaliyet Prosedürü

Mamulün mutlak

kalite surette

İşletmelerin hayatiyederini

Taşıma, Depolama Prosedürü

için

Kalite Kayıtlannın Kont. Prosedürü

tek

çıkar

edinmeleridir.

1 12

yol

seviyesi,

pazar

değiştirecektir.

devam ettirebilmeleri

kaliteyi

üretmeyi

gaye

ISO 9000 Kalite Güvence Sisteminin Bir Şirkete

SAU Fen BiJimleri Enstitüsü Dergisi

Uygulanması

6.Cilt, 2.Say! (Temmuz 2002)

Bundan

dolayıdır

ki,

TS-ISO

kapasitelerini

olacaklardır.

Kaliteli

müşterilerin

hizmetine

vb.

9000

Kalite

garantiye

mamul kaliteli

almış

üretmek mamul

isteyen bütün işletmeler IS09000

sunmak

Standartiarım

işletmelerine uygulamak zorundadır.

KAYNAKLAR [1] GÖZLÜ, S. , "Gelişmekte Olan (Jlkelerde Kalite Sorunları ve Türkiye imalat Sanayi", İktisat Dergisi, Ocak-Şubat 1996. [2] JURAN, J.M.,

' '

Quality Control Handbook''

MC. Graw Hi11, N ewyork,l998 3] AKDERE ,F. , POLAT M. H., AKSOY M.H., CANDAŞ E., "Toplam Kalite'' [4] ŞiMŞEK, M., "Kalite Yönetimi", İstanbul 1996 (5] "Kalite Güvencesi Yönetimi Eğitim Kitabı" TSE Ankara- 1996 [6] D. A. SANDERS) R.H. JOHNSON, J.A. SANDERS, C.F. SCOTT, "ISO 9000 Nedir? Niçin

? Nasıl ?" Çeviren: Prof. Dr. YENERSOY, G. , ROTA Yayınları, 1994. [7] BOZKURT, R. , ODAMAN, A "ISO 9000 Kalite Güvence Sistemi'' ,MPM Yayınlan, Ankara ' 1995. [8] "TS- ISO 9000 Forum Sempozyum Notları", İstanbul, Ağustos 1993. [12] BAGRIAÇIK, A., "Belgelerle Uygularnalı ISO 9000 Nedir? Nasıl Kurulur?, İstanbul 1995 [9) TSE, TS-ISO 9000, Kalite Yönetimi ve Kalite Sistemi Elemanları Kılavuzu, Ankara 1991

[ı O]

Değerlendirilmesi

M. M. Amin, H .İ.

Standartlarını uygulayan işletmeler geleceklerini, pazar

"TS ISO 9000 Standardı", TSE, Ankara 1994

[ll] "TS ISO 9002 Stand ardı", TSE, Ankara 1994 [13] COOK, N., "ISO 9000 ve Kalite Sistemleri Seminerleri", Sanayi odası 1993 [ 14] DENİZ, S., "Kalite Güvenliği Sistemlerinin Belgelendirilmesi" Endüstri Müh. D ergisi, Kasım 1990

ı 13

Kaya,

V. Uçar

Bentonit �zerine Metal Kompleks Boyalaran Adsorbsiyonu

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı {Temmuz 2002)

Can, M. Özacar, İ.A. Şengi1

BENTONiT ÜZERİNE METAL KOMPLEKS BOYALARıN ADSORPSİYONU Mustafa Can, Mahmut Özacar, İ.Ayhan Şengil ••

Ozet- Bu çalışmada Lanasan Yellow CFB ve Lanasan Briliant

Bine

CF -BA

bentonit

boyalarının

ile

Literatürde turba odun, çeşitli ağaç talaşları, diatoırit, yanmış kil ve diğer düşük fiyatlı maddeler de potansiyel

adsorpsiyonu incelenmiştir. Deneysel amaçlı olarak

endüstriyel

adsorbanlar

olarak

araştırılmıştır.

Ancak

değiştirilen parametreler; ortam pH'sı, deney sıvısı

nispeten pahalı olmasına rağmen, aktif karbon en yaygın

karıştırma hızı, adsorban tanecik boyutu, adsorban

ve etkili adsorbandır [2,5].

kütlesi, başlangıç boya konsantrasyonu ve sıcaklıktır. Bu parametrelerden elde edilen değerlerle boyaların

Bu çalışmada, tekstil atıksularından Lanasan boyaların

maksimum

giderilmesi

şartlar

adsorpsiyun

belirlenmeye

miktarları

çalışılmıştır.

optimum

Langmuir

vasıtasıyla

için

Sakarya

Pendik

Toprak

Tümaylar

İlaç

Fabrikası'n1n

Ticaret'tin

stoklanndan

Freundlich izotermleri için adsorpsiyon parametreleri

temin edilen Bentonit'in adsorbsiyon üzerindeki etkisi;

belirlenmiş ve tartışılmıştır.

kar ışttıma deviri,

adsorban

tanecik boyutu, adsorban

kütlesi, başlangıç boya konsantrasyonu, pH, sıcaklık gibi değiştirilere k

incelenmiş

Anahtar Kelimeler - bentonit, adsorpsiyon, lanasan

parametreler

boya, tekstil atıksuyu, izoterm.

çalışmaları yapılarak Langmuir ve Freundlich izotermleri

izoteını

için adsorpsiyon paran1etreleri tespit edilmiştir. Abstract

In this work, features of the Lanasan II. MA'"fERY AL VE METOT

Yello\v CFB and Brillant Blue CF-BA were studied with calcinated alunite regarding to their adsorption. Experimantly chanced parameters are; calcination temperature,

rotation

per

minute,

particule

size,

adsorbant mass, initial dye concentration, pH and

Çalışmalarda

kullamlan

Bentonit

rninerali,

Sakarya

Toprak İlaç Fabrikası'nın vasıtasıyla Pendik Tümaylar Ticaref tin

stoklarından

temin

edilmiştir.

Kırılıp,

temperature. Thus by the results obtained from this

öğütüldükten sonra, ASTM standart elekleri kullanılarak

parameters maximum adsorption of the dyes and

elenmiş ve elekaltı

tbeirs

optimum

conditions

were

investigated.

Adsorption parameters for Langmuir and Freundlich isotherms were determined and discussed.

( 2 53

eleküstü

verdiği zarar

boyutlannda

farklı

Ah03

FeıOJ

NaıO

CaO

M gO

KıO

soj

HıO

55-63

16-23

3 max.

ı ,25

18.0

•

max

max.

mm.

max.

Çalışmada Lanasan Y ellow CFB ve Lanasan Brillant

yüksek oranda renk ve organik madde içerdiklerinden

Blue

ayrı bir yere sahiptir. Bu atık suların temizlenmesinde adsorpsiyonu

tane

J..Lm

Si02

Çevre kirlenmesi dünyamızda giderek önem kazanan bir

aktif karbon

Jlm)

54-75, 76-90, 90-150

Tablo 1 Bentonit cevherinin ki myasal bileşimi(%) (6]

I. GİRİŞ

prosesi,

Tablo 1 de verilmiştir.

wastewater, isotherm.

aktif çamur

J..ım)

fraksiyonlar elde edilmiştir. Bentonit cevherinin bileşimi

Keywords: bentonite, adsorption, lanasan dye, textile

konudur. Tekstil atık sularının çevreye

( < 53

CF-BA

saflıkta

olup

boyaları ayrıca

kullanılınıştır. bir

Boya

Boyalar

ticari

yapılmadan

safiaştırma

mg/L

kimyasal koagülasyon gibi birden fazla işlernin bir arada

kullanılmıştır.

kullanılması gerekmektedir [ 1].

konsantrasyonlarında

M.Can, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstit1tüsü, Kimya Anab �Jim Da h Sakarya- Türkiye. nıustafacan(�gmx.corn.tr

mL boya çözeltisine ı g adsorban ilavesi yapılarak, 250

100

çözeltileri iki

boyanın

destile

suda

çözülmesiyle hazırJanmıştır. Adsorpsiyon deneyleri, ı 00

. M. Ozacar, Sakarya Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya �ölümü 54100 Sakarya- Türkiye. mo7acarap.hotn1ail.conı LA. Şengil, Sakarya Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü 54100 Sakarya- Türkiye. ayhanseııgll w)hotnıail.coın

lik

beherlerde

kalibrasyonu

yapılmış

manyetik

kanştıncıda ve mekanik kanştırıcılarla ile yapılmıştır. Adsorpsiyon yapılmadan

122

deneylerinin önce

boya

sonunda çözeltileri

renk

ölçümleri

standart

600

••

Bentonit Uzerine Metal Kompleks Boyaların Adsorbsiyonu

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

M. Can, M. Özacar, İ.A. Şengil

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

devir/dakika

hızda

aynştırılnuştır.

santifrüj

Daha

sonra

edilerek

adsorbanından

optimum

devir

göstermektedir[ I, 7].

sayısı

denenerek seçim yapılmak suretiyle optimum devirde deneye devam edilmiştir. Bütün renk ölçümleri absorbans modunda

görünür

bölgede

işletilen

bir

•

Lanasan Yellow

•

Lanasan B.Blue

spektrofotometre ile yapılmıştır. Ölçümler, her boya için maksimum absorbansın olduğu, Lanasan Yellow için 428 ve

Lanasan

Bri11ant B lue

için

584

nn1,

dalga

boylarında yapılmıştır.

III. DENEY SONUÇLARI VE DEGERLENDİRME 20

III. ı. Tanecik Boyutunun Etkisi Elek analizi yapılarak elde edilen, farklı fraksiyonlarda ki bentonitler, adsorpsiyon çalışmalarında kullanılmış ve

tanecik boyutunun Lanasan boyaların adsorpsiyonuna

etkisi Şekil 1 de verilmiştir. Şekil

etkisi (doz: 1 g/1 00 mL, süresi:

belirlendi.

d./dakika)

180

ad sorhan

Lanasan Yellow

"--"'

�

Şekil 3 de gösterilmiştir. Lanasan Yellow boyası için p H 7.5, Lanasan B.Blue boyası için ise pH

5,5 olarak

seçilerek inceleme yapı1mıştır.

40 30

lO o

·--

•

Lanasan Yello\v

•

Lanasan B.Blue

--... . ...

1. Tanecik boyutunun Lanasan boyaların Bentonit üzerine adsorpsiyonuna etkisi (doz: lg/100 mL, Kar. süresi: 180 dak., Kons.: 100 mg/L, santifrüj devir sayısı: 600 d./dakika)

o ;---�----�--��-

111.2. pH mn Etkisi

100

olup, sonuçlar Şekil 2 da verilmiştir. Tane boyutu olarak önceki

deneyierin

sonucu

olara

�m

aralığındaki (kısaca 75 Jlm ) tane boyutu adsorban tane boyutıı olarak kullanılmıştu.

Lanasan B .Blue için ise 5.5 olarak belirlendi. Grafıkten pH

arttıkça

adsorbsiyon

400

500

600

700

Hızı (dev./dak.)

yüksek

devirlerde

bir

nıiktar

adsorbsiyon

kapasitesi artışı olmaktadır. Görüldüğü gibi karıştırma

hazırlanan stok çözeltinin pH'ı olan 7.5, Mavi renkli gibi

300

Şekil 3. Karıştırma hızımn Lanasan boyalan n bentonit üzerine adsorpsiyonuna etkisj (doz: I g/1 00 mL, tanecik boyutu: 75f..lm Kar. süresj: 180 dak., Kons.: 100 mg/L) Grafikte,

Sarı renkli Lanasan Yellow boyası için optimum pH,

görüldüğü

200

Karıştırma

Bu çalışmada pH ın adsorpsiyon üzerine etkisi incelenmiş bir

Etkisi

adsorpsiyonuna etkisi araştırılmış ve elde edilen sonuçlar

--a-A- Lanasan B.Blue

Şekil

75�tm Kar.

Karıştınna hızının da, Lanasan boyalann Bentonit ile

'b13 bb 8

tanecik boyutu:

dak., Kons.: 100 mg/L, santifrüj d evi r sayısı: 600

III. 3 Karıştırma Hızının

10 ı ı 12 13 14

2. pH nın Lanasan boyalarm Bentonit üzerine adsorpsiyonuna

bayar madde için optimum adsorban tane boyutu olarak

pl-I

Grafikte gösterlen 75 - 90 ı-ım arasındaki tanecikler iki

100

hızı çok fazla adsobsiyon kapasitesine etkili değildir. Bu durumda, stabil çalışma hızının 200 dev ./dak. olarak seçilmiştir.

kapasitesi

düşmekte, bu da boyaların asidik karakterde olduğunu

123

Bentonit Üzerine Metal Kompleks Boyaların Adsorbsiyon u

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

M. Can, M. Özacar, İ.A.

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

III.4. Adsorban Kütlesinin Etkisi

ıso •

Bu çalışmada, adsorban kütlesinin Lanasan boyaların adsorpsiyonuna etkisi incelenmiş ve elde edilen sonuçlar Şekil 4 de verilmiştir.

Şengil

Lanasan Yellow Lanasan B.Blue

100

100 90 80

•

Lanasan Yellow

Lanasan B.Blue

bi)

�

'-"'

cr.

1 00

30 20

200

250

300

Boya Konsantrasyonu (mg!L)

lO o

Şekil 5. Boya konsantrasyonunun Lansan boyaların Bentonit üzeıine adsorpsiyonuna etkisi (doz: lg/100 mL, Kar. sOresi: 180 dak.)

1,5

0,5

2,5

3,5 100 90 80 70 60 50 '"ön 40 30 20

Adsorban Kütlesi (g) Şeki14. Adsorban kütlesinin Lasan boyaların Bentonit üzerine adsorpsiyonuna etkisi

(doz: 1 g/1 00 mL,

Kar. süresi: 180 dak., Kons.: 100 mg/L)

Adsorban

kütlesinin

Lanasan

boyalarına

etkisine

incelendiği bu çalışmada elde edilen sonuçlar Şekil 4 'de verilmiştir.

boyalarının edilmiştir.

adsorbsiyonuna 1

gr' dan

etkisi

fazla

olduğu

adsorban

•

...._.. 4.1

t:r

tesbit

kullanıldığında

lO o -10 -20 -30 -40

111.5. Boya Konsantrasyonunun Etkisi

313

293

Bütün konsantrasyonlar için 1 g adsorban kullamlmıştır. Şekil 5 de görüldüğü üzere boya konsantrasyonunun

Şekil 6. Sıcaklığının Lansan boyalann Bentonit üzerine adsorpsiyonuna etkisi (doz: lg/100 mL, Kar. s üres i : 180 dak., Kons.: 100 mg/L)

artması ile birlikte adsorpsiyon verimi de artmaktadır. Bu adsorbanın

göstermektedir.

kapasitesinin Farklı

yüksek

konsantrasyon

olduğunu

333

Sıcaklık (K)

Farklı boya konsantrasyonlanyla yapılan adsorpsiyon çalışmalarında elde edilen sonuçlar Şekil 5 de verilmiştir.

Lanasan Yellow Lanasan B.Blue

•

�

gr' dan sonraki kütle artışının Lanasan

adsorbsiyon kapasitesinin arttığı gözlenmiştir.

1 50

DI.7. Adsorpsiyon İzotermleri

çalışmalan

önemlidir, zira verilen adsorban kütlesinin belirli bir

Bir adsorpsiyon sistemi dengede iken, boyamn adsorban

adsorplama

ve çözelti arasındaki dağılımı,

kapasitesi

olup

belirli

miktarlarda

boya

adsorplayabilir [8].

kapasitesini

belirlemede

boya için adsorbanm

önemlidir

[3]. Bu neden1e

adsorpsiyon izotermleri Bentonit-Lanasan boya sistemleri

111.6. Sıcaklığın Etkisi

için belirlenmiş

ve Şekil

de verilmiştir.

Şekil

incelendiğinde; izotermler düşük Ce ve qe değerleri için Lanasan

boyalarm

adsorpsiyonu

üzerine

sıcaklığın

düzenli bir artma gösterirken, yüksek değerlerde ise bir

etkisinin araştırıldığı bu çalışmada elde edilen sonuçlar

düzlüğe ulaşma eğilimi vardır ki, bu da adsorbanın artık

Şekil 6 de sunulmuştur.

doyduğunu göstermektedir.

sıcaklık

artışıyla

Şekilde

birlikte

de görüldüğü gibi

adsorpsiyon

verimi

azalmaktadır. Bu da Lanasan boyalann Bentonit üzerine

İzoterm

adsorpsiyonunun ekzotermik olduğunu ve bu sebepten

gösteren bir eşitlik geliştirmek için önemlidir [3]. Bu

dolayı

çalışmada

sıcaklık

artışıyla

adsorpsiyonun

azaldığını

verilerinin

analizi,

Langmuir

sonuçları Freundlich

doğru

şekilde

izotermlerinin

göstermektedir. Ayrıca 80 derecede Lanasan Yellow

deneysel verilere uygulanabilirliği araştınlmıştır. Lineer

boyası bozuruna belirtileri gösteımektedir.

Langmuir

izoteııni

eşitlik

(1)

izotermi eşitlik (2) de gösterilmiştir

124

lineer

Freundlich

Enstitüsü

SAU Fen Bilimleri

Bentonit

Dergisi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

ı -

=-+

logq

0.150

o. 140 O. 130 0.120 0.110

(1)

bQ ce

logKF +

_!_ logCe

(2)

ntiktan,

mg/g;

Ce:

adsorpsiyonda

dengeye

ağırlığında

adsorplanan

boyamn

entalpi; KF ve n Freundlich sabitleridir. boyaların

Bentonit

ile

adsorpsiyonıma

•

0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 -ı--"---r----r--ı--

miktarı, mg/g; b: enerjiyle ilişkili bir sabit veya net

Lanasan

Lanasaıı B.Blue

0.060

mg/L; Q: yüzeyde oluşan tek tabaka tamamlandığında birim

Lanasan Yellow

0.090 0.080 0.070

ulaşıldığında çözeltide kalan boyanın konsantrasyonu, adsorbanın

•

0.100

Burada qe: adsorbanın birim ağırlığı başına adsorplanan boyanın

Üzerine Metal Konıpleks Boyala�m Ads�rbsiyon� M. Can, M. Ozacar, I.A. Şengı1

ait

verilerin lineer Langmuir izoterrnleri Şekil 8 ve lineer Freundlicb izotennleri Şekil

9 da verilmiştir.

0.06

0.04

0.02

1 /Ce Şekil 8. Bentonit üzerine Lanasan boyalann adsorpsiyonu için lineer Langmuir jzotermleri

125 2.100 100

1.900 1.700

1.500 u

o-c

1.300

OJJ o

�

1.100 0.900

25 e •

Lanasan Yellow Lanasan B.Blue

7. Bentonit üzeıine Lansan boyalann

0.300 1.1

izoterm modellerinin sabitleri Tablo

2 de

Şekil 9. Bentonit üzerine Lanasan boyaların adsorpsiyonu için lineer Freundhch izotermleri

verilmiştir.

IV. SONUÇ

ve Freundlich izoterm sabitleri

Lan�mu ir sabitleri b rı Q

ı r

Yel�ow

ı 059.3

0.0005

0.968

0.7114

0.893

0.9383

B.81ue

137. ı 3

0.0043

0.410

0.0335

0.621

0.9781

Tablo

Freund lich sabitleri

2.1

log Ce

Adsorbanlar üzerine boyaların adsorpsiyonu için lineer

Bqya

1.6

adsorpsiyon izotermleri

(doz: lg/100 mL, Kar. süresi: 180 dak.,)

Tablo 2 Langn1uir

Lanasan B.Blue

0.500

7 5 100 125 150 17 5 200

Lanasan Yellow

•

0.700

Ce Şekil

•

çalışmada

parametrelere

bağlı

olarak

giderilme

oranları beklenildiği gibi gerçekleşti. Adsorban olarak kullanılan Bentonit, 75 J.llll tane boyutlarında seçilerek yapılan denemeler sonucunda Lanasan boyalarda asidik pH'larda

deki lineer izoterm sabitleri incelendiğinde;

çalışınamu

verimi

arttırdığı

göıülmüştür.

Lanasan boyaları adsorbe etmek karıştırma hızının fazla

adsorpsiyon prosesinin her iki adsorpsiyon modeline de

etkisi olmamakla birlikte yüksek devirlerde verimde biraz

uyduğu, ancak LangmuiJ izotermine daha fazla uygunluk

artmanın olduğu gözlemlenmiştir. Adsorban kütlesi için

gösterdiği görülmektedir.

g dan fazlasına gerek olmadığı sonucuna varılmıştır. Bentonit'in Lanasan boyları için verimli bir adsorban olduğu

görüln1üştür.

konsantrasyonunun

Zira,

artışıyla,

başlangıç

adsorban

kütlesi

boya sabit

o lmasına rağmen adsorplanan boya miktannda lineer bir artış görülmüştür. Bu durum adsorbanın kapasitesinin

125

SAU Fen Bihmleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Bentonit Üzerine Metal Kompleks Boyalann Adsorbsiyonu

M. Can, M. Özacar, İ.A. Şengil

yüksek olduğunu göstermektedir. Sıcaklığın artmasıyla

Adsorption", Water, Air, and Soil Pollution, 24,

adsorpsiyonun

322, 1 985.

azaldığı,

oda

sıcaklığında

çalışmanın

yeterli olacağı kanaatine vanlmı ştır.

[4]

Hadalaç, D., Kaya,

Metalerin Bentonitin,

Lanasan boyalan

etkili

şekilde

giderdiği

Aktifleşmiş

M.,

Alkan, C.,

307Ağır

"Bazı

Bentonit

Tarafından

Adsorpsiyonu'', Türk Kimya Dergisi, Tübitak., 36-40

görülmüştür. Her iki boya için Bentonit 45 dakika gibi bir

1995.

sürede yeterli giderme sağlamıştır. Sonuç olarak Lanasan

[5] Asfour, H.M., Nasser,M.M., Fadali, O.A. and El

boyaların

giderilmesi

için

Bentonit

adsorban

olarak

Geundi, M.S., "Colour Removal from Textile Effluents Us ing Hardwood Sawdust as Adsorbent'', J. Chem.,

�llaJJılabilir.

Tech. Biotechnol., 35A, 28-35, 1985. [6] http://www.karaka ya.com tr/Tr/

KAYNAKLAR

[7] Özacar, M., Şengil, İ.A. ve Teker, M.,

' '

Alunit-ZnO

[I] Lin, S.H., '' Adsorption of Disperse Dye by Powdered

Karışunları Üzerine Sulu Çözeltilerden Asidik Boyaların

Activated Carbon", J. Chem. Tech. Biotechnol., 57, 387-

Adsorpsiyonu',, SAÜ Fen Bilimleri Enstitü Dergisi, 5(1),

391, ı 993.

63-68, 200 ı.

[2] Potts, V.J.P., McKay, G.

and Healy, J.J.,

"The

[8]

McKay,

G., El-Geundi, Transport

And Nassar,

Processes

M.M.

Removal of Acid Dye from Effluent Using Natural

''External

Adsorbents-Peat and Woods", Wat. Res., 10, 1061-1067,

Adsorption of Dyes onto Bagasse Pith' ', Wat. Res.,

1976.

22(12), 1527-1533, 1988.

[3]

McKay, G., Blair, H.S., Otterbum, M.S. and Aga,

J.A., "Earth and Fired Clay as Adsorbents for Dyestuff

126

Mass

During

the

Kanat Sayasınııı Dalgıç Pompa Performan sına Etkisi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

M. Gölcü

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

KANAT SAVISININ DALGlÇ POMPA PERFORMANSINA ETKİSİ Mustafa

Özet

Düşük

özgül

hızlı

pompalarda

GÖLCÜ I. GİRİŞ

hidrolik

problem vardır. Debi-yük karakteristiğinin kararsız

Günümüzde

durumu, verimin düşmesi ve efektif gücün kolay bir artmasıdır.

şekilde olumsuz

bir

Bunlar

şekilde

karakteristiğinin

pompa

kararh/kararsız

"Vertical Turbine Pump (VTP)" olarak adlandırılan bu

kanat

pompalar

savısı ile etkilenmektedir. Bu

çalışmada;

Hm=13mss'de,

kapasiteli

gereksinimine,

yapılmaktadır

Kelime/er: Dalgıç pompa çarkı, kanat sa)rısı

olarak

kaynaklarının

yetersiz

olduğu

(Grundfos,

Berkeley,

Lawne

Boyler,

kaynaldan vardır.

Gerekli derinlikte kuyular açılmak suretiyle, kuyu dibine indirilen

There are 3 hydraulic problems of low

conditions

are

affected

head- flow characteristic. In this study, It has been designed the deep well pump impeller lvitb low discharge angle. Design parameters 3 are H01=13mss, Q=36m /b and it is used five different is

sular

yeryüzüne

Su rezervi (yer altı suyu, kuyu, nehir yatağı, havuz vb.)

number of blade stable/unstable or drooping of the

yardımıyla

hususların göz önünde bulundurulması gereklidir [1].

negativcly the pump performance. It is affected with

(z=3,4,5,6,7).

pompalar

çıkarılır. Bu yüzden dalgıç pompa seçimde aşağıdaki

head-flow curve, lower efficiency and easily overload

blade

yüzey

gibi, yeraltında, sıcak su veya soğuk

specifıc speed pumps. Unstable position or drooping

Pompaları (DKP)"

Üstünel� Alarko, Şahinler v.b.). Birçok bölgelerde petrol

ve poınpa performansı

number

Kuyu

pompalardır.

tipte çeşitli firmalar tarafından dalgıç pon1pa imalatı

performansı üzerine etkileri incelenmiştir.

İhese

tasarlanmış

düşey

geliştirilmiş pompalardır. Dünyada ve ülkemiz_de standart

deneyler yapılmış ve kanat sayısının dalgıç pompa

horsepower.

olarak

bölgeler için dar ve derin k uyularda çalışabilme amaçlı

sahip z= 3,4,5,6,7 dalgıç pompa çarkları üzerinde

brake

şekilde

uygulaması

bahsedilen pompalar, başlangıçta gittikçe artan temiz su

çarkı dizayn edilmiş olup, beş farklı kanat sayısına

Abstract -

pompa

Günümüzde "Derin

d üşük kanat çıkış açısına sahip bir dalgıç pompa

Anahtar

seri

çalışabilecek

3 Q=36m /h

kollarında ve günlük

ilk çağlardan beri kullanılmaktadır.Uluslararası literatürde

Debi-yük

durumu

bütün

hayatımızda geniş bir uygulama alanına sahip pompalar

performansım

etkilemektedir.

endüstrinin

Bir

Pompalanacak su miktarı,

Toplam emme yüksekliği, Htey,

Toplam dinamik yükseklik, Hdin,

santrifuj

koşullarda

investigated

pompa

teorikte

deniz

seviyesinde

atmosferik

1 0,33m' den pratikte ise yapılan

dizayna göre yaklaşık 6-8 m derinlikten su eınebilir. Daha

experimental the effects of the number of blade on the

fazla derinliklerden

deep well pump performance.

çekmek için derin kuyu pompalan

kullamlır. Yer altı sulannın yeryüzüne çıkarılması için çoğunlukla pompalama zorunludur. Kuyunun derinliği

Key Words: Deep well pump impeller, number of

yüzlerce

blade and pump performance

metre

olabilir;

zaman

geniş

çapta

merdivenlerle inilip çıkılabilen bir tesis yapn1ak çok zor ve çok pahalı olur.

Sondaj

makinalanyla açılan

kuyuların çapları küçük tutulur. Pompanın şekli, çapına bağlı olarak seçilir ve elektrik motoroyla tahrik etme imkanı varsa, elektrik n1otorunun şekli de kuyu çapına uygun olarak seçilmiş olur. f\-1. Gölcü, PAU. Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Denizli

Santrifuj pompa çarkının tasarınn için, temel tasarım

127

kitaplannda bulunan

ampirik

denklemlerden

istifade

Kanat Sayısının Dalgıç Pompa Perfo rmansı na Etkisi

SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

edilir

M. Gölefi

II. POMPA PERFORMANSI

[2,3,4]. Pompa veriminin iyileştirilmesi ve istenen

performansm

sağlanması

pompa

ÜZERİNE

GEOMETRiKFAKTÖRLERiN ETKİSİ

tasanmcısımn

tecrübesine bağlıdır. istenen çalışma noktasında en iyi değişimi ve

Düşük özgül hızlı santrifuj pompalarda olduğu gibi dalgıç

meridyonel geometrinin bilinmesi tasanın aşamasında

pompalarda da poınpa karakteristiğinin aşağı düşmesi

verimi elde

etmek

için kanat

açısının

[ 5]. Çark içindeki akış

(debi-yük karakteristiğinin kararsız durumu) ve bunun sonucunda daha düşük bir verim elde edilmesi ve

yapılanna etkilerinin bilinmesi ile daha iyi performansa

efektif gücün kolay bir şekilde aıtıuası pompa performansıru olumsuz bir şekilde etkilemektedir. Pompa üzerine performansı geometrik faktörlerin etkisi araştınlmış olup Tablo 1 ve Tablo 2' de gösterilmişili.

dikkat edilmesi gerekli hususlardır yapısımn sahip

değişik

çarklannın

zamanlarda

tasarını

tasarımı

büyüklüklerinin

gerçekleştirilebilir.

akış

Son

santrifuj pompa çarklan içerisindeki akışiann

3 boyutlu sayısal analizleri üzerine çeşitli çalışmalar yapılmıştır [6,7,8,9,10,11,12]. Tasanıncı elde ettiği çark

Tabi o 1 . Po mpa pı ormansmı etkileyen geometri. k faktörl er 21 ] ( ..

geometrisinin perfornıansı hakkında deney yapmadan

fıkir sahibi olamaz. Çark içerisindeki akışiann hız ve

basınç dağılımlarının deneysel ölçümleri için LDA (Laser

Doppler Anemometer), LPTV (Laser Particle Tracking Velocimeter) veya beş delikli basınç probları (five-hole pressure

probe)

gibi

cihazlar

kullanılınıştır

Qmaı Pmax

[13' 14' 15' 16, ı 7, 18' 19,20].

Pnom

Uygulamada kanat sayısı genellikle isteğe bağlı olarak

sabit tutulduğunda) kanat sayısıdır. Bu çalışmada da; kanat çıkış açısı, kanat kalınlığı gibi geometrik faktörler

manomettik yüksekliğin tespitinde ise kanat çıkış açısı Kanat çıkış açısı, kanat

profilinin sadece bir bölgesini karakterize ettiği için tek başına kullamldığında çok az bir öneme sahiptir. Buradaki problem aşağıdaki hususlar ile özetlenebilir: Kanatların taşıyıcı yüzey lerini tespit etmek profilleri

bwıların

akış

Do Do

z Dı z

bı

Dı Dı

bı

Dı

Do bı

***

1\m.ax *

Qmax *

P�max *** ***

*** *

*** ***

:düşük

:orta

***

:yüksek

m. DENEY DÜZENEGİ VE DENEYDE KULLANILAN DALGlÇ POMPA ÇARKLARI

doğnıltusuna göre durumlarını tespit etmek c)

bı Dı z Do

üzerine etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Gerekli

Kanat

JlıK

sabit tutularak kanat sayısımn dalgıç pompa performansı

Dı

Etki derecesi b.e.p. Pmax

(kanat çıkış açısı, çark dış çapı gibi geometrik faktörler

bı

Tablo 2. Pompa performansın1 etkileyen geometrik faktörlerin etkisi [21]

seçilir ve yalnızca kanatların çıkış açısının hesabı yapılır. Halbuki debiyi ve verimi etkileyen en önemli faktör

tek başına yeterli değildir.

BıK �2K BıK JıK J2K �2K

Oneelik Sırası

Kanat profilini çark içinde aynı eksenli olmayan girdaplardan doğabilecek kayıplara

lll.l Deney düzeneği

mani olacak şekilde yerleştirmek

3 m derinliğindeki bir kuyuya dalgıç pompa inditilerek kapalı bir devre içersinde

deney yapılmıştır.

Deney

1 'de gösterilmiştir. Tankın hacmi ı m3' tür. Dalgıç pompa, 2850 d/d ve 3 kW gücündeki bir

düzeneği Şekil

trifaze dalgıç motoru tarafindan tahrik edilmektedir. Debi

ölçümü

için

[22,23,24].

128

çapında

orifismetre

kullanılmıştır

Kanat Sayısının Dalgıç Pompa Perfoı·mansına Etkisi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt,

M.Gölcü

2.Sayt (Temmuz 2002)

-C?

sürgülü i 1 ll ll

oı:ifi.5metre ....� lı ı �

vana

..../

ı r-

l ta:nk ki.lı'es el va.ııa ı

-... ....� 1 rı r-ı -dalgıç ponıp.a � =r- emme ku tım -dalglÇ ımtoıu b Şekil ı . Dalgıç pompa deney düzeneği

111.2 Dalgıç pompa çark geometrisi

Tek kademelİ bir dalgıç pompa dizaynı yapılmış olup [25] bütün geometrik faktörler sabit tutularak PıK= 15°, D2=132mm, e=4mm ve L=74mrn olan, z =3,4,5,6,7 kanat sayılanna sahip dalgıç pompa çarklan üzerinde deneyler

yapılmıştır. Tasarım kapasitesinde Q=36 m3/h ve Hrn=1 3mss'dir. Çark geometrisi Şekil 2'de, farklı kanat sa yılanna sahip çark model resimleri ise Şekil 3 'te gösterilmiştir.

1 /�/ ·ı

1ı'

ı( 1 •

ı ·'. '

,ı f ft 1 \ıı ı

��t

t�/ı\' � \;'

___._-�---

-----------

_...____ _.ı

Şekil

),_,_!Jl. .· ,'� -

2. Dalgıç pompa çark geometrisi

129

i Kanat SavJS . UliH Dalgl\' ronıpa Pcrformansıoa E(kis 1\.1 Cükli

�Al J Fı.;n Bı lımlerı b1stitüsti Dcrgıı:;ı 6.C'ilt, 2.Sayı (Temnıu;: 2002)

z=4

z · 3

6 �eki! J.

z :;.._

IV. SONl�('ld\H VF: L

z-7 Dalgıç pompa çark n1ndd rcsımll:'rı

DEGEHJ.J•�NDİRME

Bu c farklı kanat sayılanna sahip (z y alısmada � o

:.-:.

3,4,5,6,7).

( fhK -15 ) dalgıç pon1pa çarklan yapılmı-ş ve dalgtç pon1pa performans

düşük kanat çJkı� açılı üzerinde deneyler

z=S

0,9

.. -

1 ı

-·-

- .

.�

�

• ....

� .

A.,

�

______;

ık

n·D..,

v1 r

�

... -

gibi,

1,2 1 .ı

0,6 0.4

O, 1

0,2 -

-··

·-

ı ..

·-

-·

4 'ten de görüldüğü Şekil 4.

Çı kı� daralma katsayısı

teğetse11nz sapma katsay1sının

kanat sayısına göre değişimi

130

U,ö

0,2

kanat sayısı arttıkça A2 ve K değerleri düşmektedir.

� 0,5

K nın değişim grafikleri

ise Şeki] 4 'te gös teri] miştir. Şekil

0,6

o ve

1,6

, ,

Kanat sayılarına (z) güre, A.2

• ...

(1)

___ _

1,8

-4-

0,3

s] n�

: ı

0.4 z·e

•

� ...

için (z=3,4,5,6,7); A-2 (1) nolu denklemden de göıüleceği üzere [2], kanat sayısına bağlı olarak (�ık, e ve Dı'na da baQ:lı) değismektedir.

0,8

etirileri elde e<.hlrnıstir. Farklı savıda kanatlar kullanıldığı

�

Kanat Sayt�uıw 1>:1lg1\' l'ompa l)crfonnansma Etkisi M. (iölı.:ü

;.;t\l J t·cn Bılıınkri l:.n�litihu Tkrgt"ıi r, t '111, 2.Sayı (l\:ınnıu1 200))

•

Kt.ıııat sayısına göre elde edılen da l gıç pon1pa pcr1önı1ans grafikleri �ekil :\(>,7 ve 8'dc göstenln1ı�ttr.

(. --,j ?-

�.1 1

•

li) 12

-·

• •

1,./)

Cil

�

·ı

...

1 ı

ı j

•

2 I

'ı

2.5

)l·kıl)

'?,b

7,S Q

1 �, "l ....r1

(lls)

l·arklı kanaı :·tl) ı larında :ek ka<kmı.:lı 11111

•

'17 s

' .

�eki J

hır dalgı�· pnnıpanın

g ı:aı Id ı kan<ıt.

PonıpaJarda

I'(C)) ],ar.tj..lL'II"ıtip:ı

(lls)

-;ayı b rı nda

debi-yük

12,5

tek kad�..:ı 1 wl ı bır

karaktcristığinin

•

ıK --

•

z:73.

z=A z:.:5 ' ı...:.6

r·4:. -7 ' .. ..,

17,5

ı.hıl��ıı;·

poınran ın

kararlı

yapısı

kanat sayısı i1e etkılcnnıcktedir. Kanat saytsunn çok

sayıda ve \· ok s a y ıda olınası de.bi-yük kurak1cristiğinin

2. 1

kararsu du ru ın nskıııi arttırn1aktad11. Kanat s a yı �ını n

Tek kademeJidalgıç pornpa

1 ...cJ ı

old u ğu

duruınlan.la k a natl ar arasındak i kon ık Jik aç ısı bii yü ı nektc di r. Örneğı n. kanat s ay ı sı z .. 4 o ldu ğ u n da ko nı k lık 8Çtsı değeri O 22°) kanat sayısı ��:7' J . olduğu durun1da ise konikhk açısı o-- 27° ye çıknıaktadır. J \c 4 kan at sayısına sahip h ir dalgtç. ponıpanın de b i y ük k ar nk te ri stı ğı kanat �ayısının nzlığından dol a yı kararsız bır y<.1pıya sahiptır. !)ebi -yük karakteusliğinın hu çol

ı 7

düşük

1 s

� � 1.3 0..

'O'"

E :X: 8 ı ı 6 ı 1

g 1(1

•

....

i ·

z=!> . ı -;ı( z 6 1 ı • ·l= 7 -

•

/=4

ı1 '

�

Tek kaderneli dalgıç pompa

20 r •

ı ı

z=3 ! z� 1 ı ı z:::5 ;K ·--z;::G -• r-·7

1 1

�·--···

0,9

kararsızlığı

OJ o. �ı

)d, ıl (ı

2.5

•

·· ··ı ···

1Cı 7 5 Q (lls)

doğru,

içe

ana

ortahırına:

dış

�/o80 oranında

arn

ge oın c trik

kanadın

kana t ç ık l ar ilave edilerek gidcrilnıiş ve genel vcrinıde:

••

3 kanat sDyı��ına sahip dalgıç pornpa çar k ın d a tX) 25,73 'hk, z 4 kanat s ;,ı yı s 1 na sahip dalgı<; ponıpa ç a rk ında ise (;�.10,15'1ık bir a rtış sJğlannııştır [25j. 7.,

17,5

12,5

kanatlaıın

Farklı k<ıııat '):tyılannd.ı td, k�H.kmdi bir <.l;ılgı�· pl)nıpanııı 1\

100 1 ı un

çaptan

ana

r (C)) k:.ırak ıcrı�.t ığı

Şekil ) '1cn ele görüldüğü gibi� kanat sayısının değcı i

5-7 aras1nda oldug u zarnan d ehi y ük k ar a k tt�r i st i ğ ı kararlı hir yapıy<.l sahip olup en iyi verinı değerleri 7.,.: 7 ka n at sayJsHıa s ahip dalgıç ponıpa çarkında e]de edilrniştir. En iyı vcrinı noktasında� z�.::3 kanatlt d a l gıç pon1pa <ı: arkında hidrolik vcrin1 değeri !}��5�,2R olup bu d e ğer 2,5 l ls lik gibi çok düşük bir debidc gerçckleşırkcıı bu debınin üstündekı çalışına noküdaruıda de b 1 artukça hıd rolik verin1 düşınektedir. z:-·.4 k ana t lı dalgıç poınpa ç a rkı n c tı ise: hı dr o l ik vcrjın d�ğcri (Xı62.61 ohıp hudeğer 1 O 1/s�Jik (/ ·.:re göre) yü k s ek dehidc gcrçekle�nıektcdir. / 5 ka n a tlı dalgı�· ponıpa ç�1rkında� 12,5 1/s'lik hn dchıdc ��lıı71 ,35, 1 ·-6 kanatlı dctlgtç pon1pa çarktnda� ı2,) lls'lik bir de hıdc '1o7(l, 1 O, z::7 k anatl ı dalgıç pnınpa �· a rk ı nda : I 5 lt s · f i k h n d e b i dc hidro1 J k ve rı nı d c �l-e n ı "t <;.-;>R4,59'1uk bir dL·ğcn: u l a ş n n ş t 1 L Bu yüzdc·n 1- 3 k a nat sayısına s a h ip bir dalgıc; poınpanın tk·bı-yüı. z

Tek kademeli dalgıç pompa

rı 21{=1s<ı

8:"1 ı

r:::::-

•

�

; ıK

�

;ıK

ı!

11 1

•

7 5 ,

�lJ ıl

' .. 1o

(1/s}

12,5

F:ıı k lı k:ınat c..uyı brında tt;k k�ıdcın�li llıı- r ( ())

---

;.(: --

z=J

z=-4

z=�)

z=G 1

z=l

1'7,5

bir dalgı�· poınpaınn

karakt.crıstiğ.indc h ı z l ı bjr dü�üş olduğu. z::.:4 kanat � a y ı l ı

karakteristigı

çarkın /"::]'e güre bira/. daha kara ı lı yapıdJ ]3 ı

olduğ.tı,

Kanat Sayıstnın Dalgıç Pompa Performansına Etkisi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz

M. Gölcü

2002)

z=5 6 7 kanat sayılannda ise debi-yük karakteristiğinin daha kararlı bir duruma geldiği görülmüştür. Burada kanat sayısının artması ile efektif güçte de bir artış söz konusu olmuştur (Şekil 6). '

Hm L

Q K

70 ----ı b.e.p 60

�2 �2K

llg llh A.ı e

Şekil 9. En iyi verim noktasında (b.e.p.) gene1 verimin kanat sayısına göre değişimi

En iyi verim noktasında (b.e.p.); genel verimin kanat sayısına göre değişimi Şekil 9 'da, kanat sayısına göre pompa karakteristik değerlerinin değişimi ise Tablo 3 'te verilmiştir.

Tablo 3.

En iyi verim noktasında tek kadernede dalgıç pompa karakteristik değerleri

b.e.p. Pe(kW)

Q d/s)

Hm (mss)

7,14

42,04

ıs

1,71

9,2

50,9

1,836

10,85

58,36

ıs

1,870

11,5

59,85

1,925

60,54

1,984

llg-ınax

(%)

Qmax �lls)

max

Buna göre; debiyi ve verimi etkileyen en önemli faktörün (kanat çıkış açısı, çark dış çapı gibi geometrik faktörler sabit tutulduğunda) kanat sayısı olduğu göıiil müş ve en yüksek genel verim %60,54'lük bir değerle z=7 kanat sayısına sahip dalgıç pompa çarlanda elde edilmiştir.

V. SEMBOLLER bı bı

. •

Kanat giriş genişliği

(mm)

Dı Dı

Kanat çıklş genişiliği (mm) Çark emme ağzı çapı (mm)

Çark giriş ortalama çapt (mm) Çark çıkış çapı (mm)

Kanat

•

• •

•

• •

•

• •

•

Koniklik açısı

[l]Scherer, T.F., Irrigation Water Pumps, AE-1057 Report, North Dakota State Un., NDSU Extension Service, ( 1993) [2]Baysal, K., Tam Sa�trifuj Pompa�ar; Hesap, Çizim ve Konstrüksiyon Ozellikleri, İTU Matbaası, Gümüşsuyu, 3 S., (1975) [3]Çallı, i., Tam Santrifuj Pompa Hesabı ve Çiziıni, Yıldız Ün. Kocaeli Müh. Fak.,(1991) Desmur, 0.? Pompalar, [4]Kovats, A. and . Vantilatörler ve Kompresörler, çeviri: Ozgür, C., ve Yazıcı, H.F., İ.T.Ü. Makine Fakültesi, (1994) [5]Stepanoff, A.J., Centrifugal and Axial Flow Pumps, John Wiley Sons Ine., Newyork, s. 47,201,202,203 , (1967) [6]Maiti, B., Seshadri, V., Malhotra, R.C., Analysis of Flow Through Centrifugal Pump Impellers by Finite Element Method, Applied Scientific Research 46, p 105-126, Netherlands, (1989) [7]Chen, K.S. and Sue, M.C., Pinete Element Analysis of Three-Dimensional Potential Flow in the Blade Passage of a Centrifugal Turbomachine, Computers&Structures, v 46, n 4, p 625-632, (1993) [8]Sanoğlu, K. ve Ayder, E., Nurnerical Analysis of The Flow in Centrifugal Pump Iınpeller, ASME Fluids Engineerind Division Summer Meeting FEDSM'97 , p 1-8, (1997) [9]Yisser, F.C., Brouwers, J.J.H. and Jonker J.B., Fluid Flow in a Rotating Low-Specific- Speed Centrifugal Impeller Passage, Fluid Dynaınics Research 24, p 275-292, (1999) [ lO]Gülich, J.F., Impact of Tbree-Dimensional Phenomena on the Design of Rotodynamic Pump, Proc Instn Mech Engrs, v 213 Part C, p 59-70, (1999) . [ll ]Sanoğlu, K. ve Ayder, E., Pompa Çarkı Içindeki akışın 3 Boyutlu Euler Denklemleri ile Analizi, Tr. J. of Engineering and Environmental Science 23, p 229-238, (1999) [12]Zangeneh, M., Goto, A. and Harada, H., On the Role of Three-Dimensional Inverse Design Methods in Turbomachinery Shape Optimization, Proc Instn Mech Engrs, v 213, Part C, p 27-42, (1999)

�------�--.---ı---� 3

(mss)

VI. KAYNAKLAR

Pompanın man. basma yüksekliği Kanat boyu (mm) Devir sayısı (d/d) . Pompanın efektif gücü (kW) Pompanın bastığı debi (1/s) Teğetsel hız sapma katsayısı Kanat sayısı . Akışkan çıkış açısı Kanat çıkış açısı Genel verim Hidrolik verim Çıkış daralma katsayısı

• •

•

kalınlığı (mm)

132

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Kanat Sayısının DaJg1ç Pompa Performans ma Etkisi

M. Gölcü

[13]Murakami, M., Kikuyama, K. and Asakura, E., Velocity and Pressure Distrıbutions in the Impeller Passages of Centrifugal Pumps, Fluids Eng. Gas Turbine, Conf&Prod Show, p 81-89, Ne\\ryork, (1980) [14]Flack, R.D., Miner, S.M. and Beaudoin, R.J., Tw·bulence Measurements in a Centrifugal Pump With a Synchronously Orbiting Impeller, Transactions of the ASME, Journal of Turbomachinery, v 114, p 350-359, (1992) [15]Beaudoin, R.J., Miner, S.M. and Flack, R.D., Laser Velocimeter Measw·ements in a Centrifugal Purnp With a Synchronously Orbiting Impeller, Transactions of the ASME, Journal of Turbomachinery, v 114, p 340-349, (1992) [16]Miyamoto, H., Nakashima, Y. and Ohba, H., Effects of Splitter Blades on the Flo\vs and Characteristics in Centrifugal Impellers, JSME International Journal, series 2: Fluid Eng., Heat Transfer, Power, Combustion, Thermophysical Properties, v 35, n 2, p 238- 246, (1992) [17]Abramin, M. and Howard, J.H.G., Experimental lnvestigation of the Steady and Unsteady Relative Flow in a Centrifugal Impeller Passage, Transactions of the ASME, Journal of Turbomachinery, v 116, p 269-279, (1994) [18]Bwalya, A.C., Johnson, M.W., Experimental Measurements in a Centrifugal Purnp lmpeller, Transactions of the ASME, Journal of Fluids Engineering, v 118, p 692-697, (1996) [19]Eisele, K., Zhang, Z., Casey, M.V. and Gülich, J., Schacherunann, A., Flow Analysis in a Pump Diffuser-Part 1: LDA and PTV Measurements of the Unsteady Flow, Transactions of the ASME, Journal of Fluids Engineering, v 119, p 968-977, (1997) [20]Li, W.G., Effects of Viscosity of Fluids on Centrifugal Pump Performance and Flow Pattern in the Impeller, International Journal of Heat and Fluid Flow 21, p- 207-212, (2000) [2 I ]Shouqi, Y., Advances in Hydraulic Design of Centrifugal Purnps, ASME, Fluid Engineering Division. Surnmer Meeting, p 1-15, Vancouver, British Col., Canada, (1997) [22]Genceli, Osman, F., Ölçme Tekniği, s, 171,182,183, Birsen Yayınevi, İstanbul, (1995) [23]Pancar, Y., Hidrolik Laboratuar Deneyleri, s. 122, Anadolu Ün. Müh. Mim. Fak., Eskişehir, (1987) [24]Anonim, Türk Standartlan, TS 1423 Türk Standartlan Enstitüsü, Ankara, Ocak (1975) [25]Gölcü, M., Dalgıç Poınpalarda Çarka Ara kanatçık İlavesinin Verime Etkisinin Analizi, Doktora Tezi, PAÜ Fen Bilinıleri Enstitüsü, (2001)

133

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Günümüzün Gelişen Sektörü Çağn 1\ferkezleri M. Gümü�

GÜNÜMÜZÜN GELİŞEN SEKTÖRÜ ÇAGRI ME RKEZLERİ Mustafa GÜMÜŞ

I. GİRİŞ Özet - Çağrı merkezleri hepimizin özündeki bir ihtiyacı cevaplamaktadır; o da iletişim kurmaktır. Basit tanıınıyla çağn merkezi ; telefon, internet (e posta, online sohbet), faks ve posta gibi müşteri temas kanallarını içeren bir odak noktasıdır. Müşteri temsilcilerinin satışları, müşteri hizmetlerini, tele pazarlamayı, veri toplamayı ve diğer fonksiyonları ele aldıklan hem iç, hem de dışa bağlı hizmet tabanb bir ortamdır.

merkezi

Çağrı

organizasyona

değer

farklı iletişim kanallannın etkili bir biçimde entegre insanlardan,

edildiği,

süı-eçlerden,

teknolojiden

stratejilerden oluşan koordineli bir sistem [ 1]" olarak tanımlanma ktadır. Daha basit bir ifade ile çağn merkezi, müşterilerin ve organizasyonun

telefon,

faks,

e-posta,

yamt

sesli

sistemleri, intei"net tabanlı sistemler ve hatta görüntülü telefonlar

Çağrı merkezlerinin yarattığı en önemli fayda kurumlarla iletişimin kolayca ve istenildiği zamanda yapılabilmesini ve biçimsel olmasını sağlamalarıdır. Bugüne getirdikleri en önemli olgu; hız ve rahatlıktır.

1980'lerden

iletişim

ile

kurmasını

sağlayan

bir

mekanizmadır. Geçmişte, ekonomik eğilimler zor müşterilere yerinde ziyaret yapabilme imkanım fırmalara veriyordu. Özellikle soma

değişti.Ekonomideki

yavaş

durum

büyüme

ise,

oldukça müşterilerin

değerini yükseltti. Fimıaların rekabet piyasalarında üst sıralarda

yer

alabilmeleri

birebir

kurulan

müşteri

ilişkilerine bağlı olmaya başladı. Bu gelişmelerin ışığında

Anahtar Kelimeler - İletişim, Müşteri, Hız, Rahatlık

çağrı merkezleri, müşteri ilişkilerinin geliştirilmesinde en önemli

yeri

aldı.

Müşteri

hizmetleri

birimlerinde,

telefonla destek ve telefonla satış birimlerinde önemli bir

Abstract - Call centers are answering a common need of all: the need for communication. Briefly a call center is the local point of customer contact channels such as phone, Internet (e-mail, online chat), fax and direct mail. It is an environment based on both an internally and externally bound services through which the customer representatives handie sales, customer services, outbound, data collection and other functions.

artJ.ş gözlemlendi. Bankalarda kurulan çağn merkezleri birimlerinde de bu etkisiyle

eğilimin

büyük

gelişmeler

gözlemlendi.

Bankaların çağrı merkezleri, müşteri hizmetleri böhimü adı altında efisin en arka köşesinde yer alan birimlerinde müşterilerin bankaların ne kadar geç açıldığı ve bu nedenle işlemlerin aksadığı yönündeki şikayetlerini kabul etme durumunda kalıyordu.

The phenomenon, which has gained importance most, is the customers. Global and highly competitive world of today's; the companies are considering the customers more important.

Günümüzde ise çağrı merkezleri, en yeni teknolojik donanım

alanında

uzmanlaşmış

çalışanları

ile

hankalann ön plana çıkardıklan en önemli birim haline geldi. Artık, telefonun diğer tarafında bulunan nazik ve yardıma hazır sesler müşterilerin her türlü talebini yerine

Tbe most important benefit, which the call centers provide is that they cause the communication with the companies to be made whenever it is needed in an easy and formal way. The most important fact they have added is the speed and convenience.

getiriyor.

Key Words - Communication, Consumer, Speed, Convinience. Bölümü, Adapazan

yaratmak amacı ile, organizasyonını kaynaklannın ve

Son 30 yılın en fazla önem kazanan olgusu müşterilerdir. Küreselleşen ve rekabetin arttığı günümüzde kurumlar bilgileri artan müşterilere önem vermektedir.

M. Gümüş, SA.

"müşteriye

E-mail

İnteınet

İşlemleri

Ü Mühendislik Enstitüsü, Endüstri Mühendisliği internet Geri Aramalan

Şekil 1

Çağrı

Gel� :Ç�ınıar

Sohbet

Merkezi Şeması •

134

Günümüzün Gelişen Sektörü Çağn Merkezleri

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergjsi

M. Gümüş

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

B ankacılık sektöründe uzmanlaşmış Amerikalı araştınna

Bir başka deyişle, bir müşteriyi yeru kazanma k 5 eski

şirketlerinden Mentis' in 1 997 yılında yaptığı araştırma

müşteriyle ilişkileri devam ettirmeye eş değerdir. Çağrı merkezlerinin sunduğu hizmet kalitesi, müşteri

telefon temeline dayanan bankacılığın şube bankacılığının önüne geçmeye

başladığını

memnuniyetinin düzeyini

sunulan

ürün ve hizmetin

göstermektedir.

değerini arttırır. Yapılan çalışmalara göre memnun banka müşterilerinin, memnun olmayan müşterilere oranla

Araştırma raporuna göre, 1996 yılında tüm bankacılık

zaman

işlemlerinin

başladıkları ve gelir getirdikleri belirlenmiştir. [ 1]

%11 'i

Telefon

bankacılığı

ile

içerisinde o banka ile daha fazla iş yapma ya

gerçekleşiirirken 2002 yılında bu oranın %20'ye çıkacağı belirtilmektedir. Yine ise

işlemlerinde

gözlemlenn1ektedir.

aynı raporda şube bankacılığı

0o / 64

den

°/o48

Bankacılık

düştüğü

sektöründe

III.BEKLENTİLERİN ÜZERİNDE MÜŞTERi MEMNUNİYETİ SUNMANIN ÖNEMİ

çağn

merkezleri, bir kavşak noktası konumunda ve artık her

Müşterilerin %70'

geçen gün artan sayıda müşteriler telefon aracılığı ile

yürüten kurumlarla ilişkilerini devam ettirir.

bankacılık işlemlerini gerçekleştiriyor.

Müşteriler

etkin müşteri ilişkileri

olumsuz

izienimlerini

olumlu

izlenimlerine oranla iki katı kişi ile paylaşır. Türkiye' de

çağrı

merkezleri

ilk

olarak

Aygaz

Müşterilerin

vb.

Kuruluşlar tarafından 0800 'lü hatlarla damşma hizmeti

o/o90'ı

memnuniyetsizliklerini

kuruma bildiıınez.

verme amacı ile kuruldular. Bunları Tofaş, Renault gibi

Müşterilerin %86'sı kurumun çağn merkezi

büyük fırınalar tüketici yardım hattı şeklinde devam

biriminin olmasını

ettiler.

hizmeti ile bütünleştiımektedir.

Finans

sektöründe

Citibank

Bir müşteriyi kaybetmenin bedeli o ınüşterinin

öncülüğünde Citiphone ve Teletel olarak kuruldu. Ancak

yıllık hesabının 5 katını kaybetınek anlamına

sadece

gelmektedir. [2]

müşterilerine

hizmet

Yapı

ürün ve

Kredi

kendi

ise

yüksek kaliteli

veriyorlardı

dış

müşteriye çok geniş bir hizinet vererniyorlardı. Bu alanda ilk

olarak

iç

dış müşteri

hizmetini

IV.ÇAGRI MERKE ZLERİ MÜŞTERi HİZMETLERİ UYGULAMALARI

Pamukbank

'Dialog' ile gerçekleştirdi.

ll.ÇAGRI MERKEZLERİNİN ÖNEMİ

Çağn

merkezleri,

sadece

özel

hizmet

sımmak

ıçın

kunılmamaktadır. Çağrı merkezlerinin esas amacı, en iyi Hiç şüphesiz

çağrı merkezi çalışanlanmn problenıleri

kalitede

hizmet

sunmak

müşteri

memnuniyetim

h1zlı, doğru ve uygun tutum içerisinde çözmesi gereklidir.

yakalamak için karşılıklı iletişirnin temel alındığı bir

Burada göz ardı edilmemesi gereken en önemli konu tek

felsefe doğrultusunda hizmet vermektedir. Bu anlamda

bir yeni müşterinin değerinin 5 eski müşteriye bedel

çağrı merkezi çalışanlanrun aşağıdaki yetkinliklere sahip

olduğudur.

olması gerekmektedir.

CaQrı Merkezi Takımı

ÇAGRI MERKE Zi Finans/ Muhasebe IT 1 Telekom Şekil 2- Çağrı Merkezi Takımı

135

Günümüzün Gelişen Sektörü Çağn

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.CiJt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

VI.

Profesyonel ürün ve hizmetler hakkında geniş bilgi sahibi

İç motivasyonu yüksek ve amaca yönelik

ÇAGRI MERKEzi YÖNETİMİ VE BAŞARllıl ÇAGRI MERKEZİNİN OLUŞUMU

"belirli bir kalite seviyesi ile, net olarak hesaplanmış öngörülere dayanan iş yükünü belirli bir servis seviyesini tutturarak yamtlamak için doğru sayıda ve nitelikte insan kaynağını ve destek araçlarını hazır bulundurma ve sürdürme

Çağrı merkezi yönetimi

Müşteri odaklı hizmet anlayışına sahip Temel iletişim becerilerine sahip -

Merkezleri M. GümOş

Problemleri doğru analiz edebilme ve hızlı çözüme ulaştırma becerisine sahip Müşterilerle güven ve olumlu tutuma dayalı ilişki kwma becerisine sahip Verimli çahşına gerekli teknik ve bilgisayar bilgisine sahip olmalıdır..

Çağn merkezi çalışanlan, kurumun sunduğu hizmet ve

ürünler hakkında geniş bilgiye sahip olmamn yanı sıra güven ve müşteri sadakatini arttırmak için müşterilere

sanatıdır[3]". Bu tarif, iki temel hedefe dayanmaktadır.

Yeterli ve doğru insan kaynağı ile destekleyici doğru

kaynağm

doğru

yerde,

zamanda

bulunmasını sağlamak

Doğru işleri yapmak. Daha lasa bir ifadeyle ulaşılabilirliliği kalite ile sağlamak.

diğer ürün ve hizmetler hakkında da gerekli bilgileri verecek donamma sahip olmalıdır. [2]

Bir çağn merkezini idare etmek farklı ve ayrıcalıklı bir konudur. Örneğin, iş yükünün "gelişigüzel biçimde" gelen çağrılar biçimde ortaya çıkınası temel karakteristiklerden

V.DÜNYASTANDARTLARINDA ÇAGRI MERKE ZLERİNİN ÖZELLİKLERİ

birisidir. Birbirinden farklı, çok sayıda ve zaman içinde değişen müşteri gereksinimlerine ve farklı koşullara bağlı olarak müşteriler ile göıüşülmesi gereken durumlar bir andan diğerine farklılık g österebilmektedir. Gelişigüzel

Müşterilere müşteriler,

hakkını n

seçme nasıl

hizmet

bir

tanınması; beklediklerini

bulundurulması

yap1sı

gereken

çağrı

insan

merkezince

miktarını

kaynağı

etkilemekte,

Sunulan

ölçülmesini imkansız kılarak gerçek zamanlı (sürekli ve

hizmetin

onlann

istek,

ihtiyaç

performan sm

geleneksel

yöntemler

ile

standartlarına uygun olması gerekir.

anında izleme ve müdahale gerektiren) bir yönetim tarzını

Her zaman ve her yerden çağrı merkezine

gerekli

günün 24 saati,

haftanın 7 günü ve yılın 52 haftası boyunca her yerden

erişebilirliğin

mutlaka

lalınaktadır.

karakteristilderin

iyi

özümsenmesi etkili bir çağrı merkezi yönetiminin ön koşulunu oluşturmaktadır. Başanlı bir çağn merkezinin çeşitli karakteristilderi ön

Müşteriler,

çağrı

merkezlerini

aradıklannda

plana

yöneticileri ka1ite

müşterilerin otomatik hizmet menülerinin veya

müşteri

çağrı merkezi yetkililerinin sunduğu hizmeti

müşteriler

seçebilmelerine imkan veren bir çağrı merkezi

kullanımı

oluşturmalıdır.

etmektedirler.

Gelen bir

merkezleri

telefonun kişiselleştirilmesi; çağrı

merkezine

ulaşan hizmet

her

müşteriye,

sunuluyormuş

duygusunu

planlama

ihtiyaçlan doğrultusunda gereken her türlü bilgi hizmeti

bir

biçimde

bir

kanalı

iletişim kurmayı

Bunun

ötesinde,

kaliteyi

sürekli

Bugün

temas

için

önde

gelen

olarak

ile

talep çağrı

yeniden

geçerli olan çalışına

süreci

oluşturmuşlardır.

Çağrı

merkezinin

organizasyonun kurum misyonunu nasıl desteklediğini

ve beceriye sahip olmaları gerekir. iyi

herhangi

Günümüzde

İkinci olarak organizasyon içinde paylaşılan ve ortak bir

Müşterileri iyi tanımak; çalışanıann müşteri

seçtikleri

odaklarnışlardır.

yöntemlerinin, yarın yetersiz kalacağının farkındadırlar.

yaşatacak derecede bir hizmet sunmalıdır.

Çalışanların

beklentilerine kolay

olarak başarılı çağrı merkezi

hedeflerini ve gayretlerini değişen

tammlamaktadırlar.

yalnız

İlk

çıkmaktadır.

istedikleri servisi seçebilmelerinin sağlanması;

kendisine

Bütün

sağlanması

gerekir.

çağrı

belirleme seçimini ellerinde tutmak isterler.

erişebilirliğinin sağlanması;

gelen

biçimde

özüınsemiş ve hem çağn merkezinde yer alan hem de

sunmalarını

çağrı merkezinin dışında yer alan ancak önemli destek

sağlamak; çağrı merkezi çalışanlarının iyi ve

rollerine sahip kişilerin çağn merkezlerinin temel çalışma

kaliteli hizmet için gerekli bilgi, becerili ve teknik donanıma sahip olmalan sağlanmalıdır.

prensiplerini anlamalarını sağlamışlardır.

En iyiyi hedeflernek ve bu amaç doğıultusunda

Üçüncü olarak başarılı çağrı merkezleri, her müşteri

performans

değerlendirmesi

merkezlerinde

tek

'MÜKEMMELLİKTİR'.

yapmak;

çağrı

kontağını hem müşteri hem de organizasyon için değer

standart

yaratma fırsatına dönüştürür ve yönlendirirler.

Bu mükemmelliğin

Çağn merkezleri müşterilere ve kurumlara inanılmaz

yakalanması için her işlemin ardından ve belirli

aralıklarla başarının ölçürnlemnesi gerekir. [2]

değer katarlar. Başanlı çağrı merkezleri:

136

Günümözün Gelişen Sektörü Çağra Merkezleri

SAU Fen Bilimteri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

M. Gümüş

1-Herhangi bir kanaldan kolay ulaşım ve iş yapma

Müşteri hizmetleri için sayısız tanımlamalar yapabiliriz.

imkanlan yaratarak müşteri sadakatini arttırırlar,

Bu tanımı çoğunlukla, kurumunuzun sunduğu hizmetin çeşidi,

2-Bireysel kontaklardan elde edilen düzenli veri akışını kayıt altına alarak, kalite

iyileştirme

eğilimlerinj,

müşteri

sonuç

odaklı

pazarlama

önünde bulundurmaktadır. Burada unutulmaması gereken

şikayet

bir

self-servis

hizmet

ancak

aktivitelerini alma

yöntemlerini

soıunlan önleyerek ilave kontak gereksinimlerini ortadan müşterilerin

kurumun

konu

müşteri

hizmetlerini

'müşteri

beklentileıi

karşılandığında

beklentilerin

veya

üzerinde hizmet sunulduğu zaman ınemnun olurlar.

öğrenmelerine ve kullanmalarına yardımcı olarak, olası kaldırarak

diğer

memnuniyet' olmaksızın da verilebilınesidir. Müşteriler

mümkün kılarlar, 4-Müşterilerin

kurum

adını daha ileri giderek müşterielrin beklentilerini göz

göıüşlerini ele alarak ve demografık bilgileri analiz ederek

standartlan

belirlenir. Müşteri memnuniyeti ise, sunulan hizmette bir

gelişmesine ve yaratıcılığa katkıda bulunurlar, 3-Satınalma

çalışma

çalışanlarının kişisel tutum ve davranışları dorultusunda

fırsatlarını sorgulayarak, kalitenin

yaratıcılık

kurumun

verimliliğini

arttırırlar. [3]

Bazı duruml arda müşterinin talep ettiği hizmet anında verebilme imkanınız olmayabilir. Bu durumda müşterinin memnuniyetsiz tutumunuz

telefonu

olaraka

beceriniz

engelleyecektir.

elde ederneden telefonu

istediğini

memnun olabilir nri? Aslında

sizin

kapatmasını

Müşteri

kapattığında

EVET. Çünkü bir çağn

merkezi çalışaın olarak siz müşterilerinizin beklentilerini

\'li.ÇAGRJ MERKEZLERİ İLE İLGİLİ BEŞ ÖNEMLİ KURAL

değiştirebilirsiniz. hizmet

Kaliteli 1-

Çağrı

merkezi

müşterilerin

bakış

açısına

göre

uygulamaların

sunmak

ötesinde,

için

beceri

bir ve

dizi

kural

teknik gereklidir.

yapılandırılmalıdır.

Beceri ve tekniğin, kaliteli hizmete yansınıası, sizin iç

2- Çağrı merkezlerine yerleştirilen çalışanların etkin

motivasyonımun yüksek olmasına ve müşterilere iyi

iletişim becerileri, etkili çözüm üretme becerileri ve ürün

hizmet konusundaki samimi isteğinize bağlıdır.

hizmetlerkonusunda geniş bilgilerinin bulunması gerekir. 3- Çağrı merkezi görevlilerinin her telefon göıiişmesini

Çağrı merkezlerinde bazı durumlar, anlar, saatler olm ki,

kuruml arı için bir fırsat olarak göınıeleıi gereldr. 4-

Yüksek kaliteyi öngören ve maliyet verimliliği açısından

durumlan daha iyi ve kaliteli hizmet için bir fırsat olarak

sağlanan çağrı merkezlerinde pazarlama ve satışta büyük

göıınek hem sizi hem de becerinizi sergileyebilmenizi

önem taşır.

sağlayacaktır. Hiç kimse doğuştan insanlan memnun

4- Çağrı merkezine gelen çağrılanlardan yanıtlanması ve

eden

bilgi verilmesi gereken telefonlar için müşteriler mutlaka

konusunda başanya ulaşnuş çalışanlarm ortak göıüşü,

cevaben

sergileme

aranmalı

istedikleri

bilgiler

kendilerine

sunulmalıdır.

5- Çağrı merkezinin etkinliği teknolojik araçlarla da desteklenmelidir. Yeni teknoloji, telefon sistemleri, bilgi bankası sistemJerii bilgisayarlar. .. v.s. çağrı merkezinin

i yi hizmet vermesini sağlar. [3]

VIII.MÜŞTERİ MEMNUNİYETİ VE ÇAGRI MERKEZi ÇALIŞ��ININ TUTU1\1U

iyi

hizmetin

özelliklere

verilmediğini

sahip

tutumu

olamaz. başarının

düşünebilirsiniz.

Müşteri anahtarı

hizmetleri olduğu

yönündedir. [4]

IX.ÇAGRI MERKE ZLERİNDE KALİTE VE VERİMLİLİGİ GELİŞTİRMEKTE TEMEL HEDEFLER Kaliteyi Tanımlamak ve Müşteri beklentilerini belirleıne; I-Iizmet Seviyesini ve Kalitenin Birlikte Nasıl Çalıştığım Belirlemek;

İçindeki

yaşadığımız

bankacılık

çağ,

sektöründe

memnuniyetin, 24 saat kesintisiz hizmetle sunulması gereken

bir

çağ.

M üşteri

isteklerinin

artık

hemen

Çağrı Merkezi Sürecini incelemek; Anahtar Performans Hedeflerini Belirlemek; Uygun Kalite Geliştirme Metodolojilerini Tartışmak ;

gerçekleştirilebileceğini biliyor bu da müşteri hizmetleri, çağrı

merkezi

çalışanlarının

beklentileri

IX.l. Beş Önemli Kalite Prensibi

yüksek

müşterilere hizmet vermesi anlamına geliyor. Eğer sizin

1 -Kalite müşteri beklentileri çerçevesinde oluşturulur.

biriminiz hizmeti sunarnazsa mutlaka rakip kurumlarda

2-Kalite ve IIizmet seviyesi birlikte ilerler.

biri

müşterilerin

beklentilerini

karşılamaya hazır

olacaktır. Çağrı merkezlerinin sunduğu hizmet bir 'işlev' den çok bir

'tutum'

hatta tutumdan da fazlasıdır. Bunu kim

belirler? Siz, k:urumunuz ya da müşterileriniz mi? müşteri hizmetleri müşteri memnuniyeti anlamına gelmektedir.

3-Süreç, kazanç neredeyse oradadu. 4-Gerçek sebebleri bulmak ve düzeltınek için gerekli araçlar kullanılmaktadır. 5-Beceri ve bilgi farkı yaratır. Kalite ve hizmet seviyesi birlikte ilerler. Kalite nıüşteri beklentileri

etrafında

oluşturulmalıdır.

Müşterilerin

beklentilerini algılamak ve beklentileri karşılamak çağrı

137

Günümüzün Gelişen Sektörü Ça�rı Merkezleri M. Gümüş

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

X. DÜNYA GENELiNDE ÇAGRI MERKEZLERiNE YÖNELİK SERVİS SEVİYELERİ VE YANI T SÜRESİ İLE İLGİLİ

merkezleri için önemlidir. Ayrıca müşteri beklentilerini sağlarken mümkün olan en az kaynağı kullanmalıyız.

STANDARTLAR

Müşteriler; çağn merkezlerinden; hızlı ulaşabilmeyi, nazik davranılması, isteklerine karşı açık olunması, isteklerinin hızlı karşı lanması,karşışındaki müşteri temsilcisinin eğitimli ve bilgili olmasını. verilen sözlerin ve yerine getirilmesi, işin ilk defada doğru yapılması etik olmasını beklerler. [5]

"Servis seviyesi" ifadesi çağrı merkezine ulaştığı anda yanıtlanması gereken çağnlar için bir ölçümü ve aynı zamanda hedefi ifade etmektedir.

Örnek Servis Seviyesi hedefleri .

·,

Genel Karşılaştırmalar*

- .

" · � �•r�.

ServisSeviyeleri (X yüzde/Y saniye içerisinde)

�

. .

ç�ğn merkezleri)

.. .

100/0 90/20, 85/15 veya 90/15 Pörece '�yiilo�ek" olan servis seviyesi hedefleri �.0/20, Ş0/39. veya 90(�0 Göre_ ce '-'��1!�" olan se�is seviy�sj hedefler! . . lKarşılaştınnalı olarak "iddiasız" olan servıs sevıyesı 80/60, 90/120 veya 80/300 kı\ci� Se�isler (örneğin, 911

- -.

--�

�

·--

-�

·-·

•

bedefleri . .

---

•••

•

·�·

. ..

.. �

' '

. - '�,

•

�- .

__ _

•

. ·. --,-�..

. .

� -

,-.

�

-�

.�·--

�

Tablo l-Örnek Servis Seviyesi Hedefleri

Örnek Yanıt Süresi hedefleri* . ....l ::>ı. ..

. ''

.İşle� T,ipi _

...

� '

Müşteri �j>ostası Faks

•'

-·Y-

., .. . ·--

,., . ··'

"'�- .

tMüşterilerce bırakılan sesli mesaj

lr\1üşteri mektubu

. � .

.... --

·Alt limit .

- -

3- gu� "

- ···

· - .

�· gu..�

� ..

-- . ..- . ..

. . ." . -

ıliİst tirnit

ıertesi gün

... ...

....

- . .....

---

,_ .

.... ...

..... ..,

. .

.�. � . '

!ı saat içinde . ı. saat �çi�4e

. . �

ı hafta

�

"' .. . .... . ,.

·1 saat içinde lA�ı gün içinde

�

•'

Tablo 2- Örnek Yantt Süresi Hedefleri

ICMI Araştırma sonuçlarından alınmıştır.

Türkiye'de yapılan Çağrı Merkezi yanıt hızı araştırması (Temmuz 2001) anınca

kadar

orıa•-• o ı: " ' " ,.

o .., ....

t> ::ıE

li • ll(

.... ·c:sı es

• ...

1 o T y

ll •

:20

1>0

IS:J

\00

S 11 n Iye

*Bankalar ( Arama sebebi ürün ve hizmet bilgisialmak [7]

138

120

1:JD

1 �O

150

If D

tl O

Ulll

190

200

210

220

Günümüzün Gelişen Sektörü Çağra Merkezleri M. GUmüş

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Rekabetçi

bir

genellikle

sektör

olan

finans

tirnitlerde

üst

dolayısıyla rakiplerine oranla daha yüksek oranda

sektöründe

olan

karlılık sağlamaktadırlar. Bankac1lık operasyonlan

hedefler

da kaliteyi arttırmakta ve pazarlama faaliyetlerini

belirlenmektedir; örneğin gelen telefon çağrıların1n

geliştirmekte çağrı merkezlerinden faydalanınaktadır.

%90' ının 20 saniye içerisinde yamtlanması; gelen e postalann 24 saat ya da daha kısa bir süre içinde

Müşterilerden

iyileştilmelerinde, finans

gücü

telefon

kadar

yakındadır.

hiç

kadar

güçlü

yöntemlere

çeşiti endirmesinde

çağrı

müşterilere

merkezlerinin

sunulan

alternatif

kurumlar

muhtemelen

daha

gelen çağrıların haftalık ve

sıklığı, arama sıklığı ,

ise

saatlik

dağılımlanyla

ilgili

örnekler

aşağıda

mevcutdur. [ 8]

sahip yüksek

oranlarda müşteri sadakatine sahip o lmakta ve

Müşterilerin Işlem Yapma Sıklığı

21-25 Adet Işlem

11-15 Adet Işlem

Yapan 0/0Q

OA,3

2001

Yapan Müşteri 1 Adet Işlem Yapan Müşteri o/o26 25'ten Fazla Işlem Yapan müşteri %1

2 5 Adet Işlem

6-1O Adet Işlem

Yapan Müşteri

16-20 Adet Işlem

o/o55

%14

Yapan Müşteri %1

Tablo 3 -Müşterilerin İşlem Yapma Sıkhğl 30 Dakikalık Periyodlarla Gelen Çağn Dağllımı-

200 ı

Yılı

•Kaçan D Cevaplanan

125 100 75

25 o

o o

ıs

o o

G::i

g «> . .

8 ..

g ö

. . ..... .....

....

Tablo 4- 30 Dakikalık Periyodtarla Gelen Çağrı Dağ1lımı

139 -

aynı

kanalları

olmamışlardı. Müşteri ihtiyaçlan ve beklentilerine odaklanmış

Bankacılık sektöründen , müşterilerin işlem yapma

müşterilerini tammak, anlamak ve hizınet etmek adına

geri

olduğunun bilincindedir.

birçok

Kurumlar

desteklemek (web işlemleri gibi) için de vazgeçilmez

seçeneği bulunmaktadır. Rekabet sadece bir tıklama veya

hizmet

organizasyonu

zamanda

Günümüzün rekabetçi ve sürekli gelişen ve değişen müşterilerin

veriler

pazarlama faaliyederinde kullanılmaktadır. Birçok

ÇAGRI MERKEZLERİNİN GELİŞİMİNDE FİNANSSEKTÖRÜNÜN ÖNEMİ VESEKTÖRE KATTIGI DEGER:

Xl.TÜRKİYE'DE

sektöründe

edilen

beslemelerinden elde edilen bilgiler muhtemel süreç

yarutlanması gibi.

fınans

elde

8 c'-J

..-

� .....

�

....

ıö

t-:

.,...

ı.i:)

......

.....

�

o N

..-

Ş.

N N

o �

M N

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Günümüzün Gelişen Sektörü Çağrı Merkezleri

M. Gümüş

6.Cilt, 2.Say1 (Temmuz 2002)

Haftalık Gelen

Çağrı Dağılımı 2001

•Kaçan

Yı1ı

m Cevaplanan

6000

5000

4000

3000

2000

1000

Pazartesi

Tablo 5-

Salı

Çarşamba

Cuma

Perşembe

Haftalık Gelen Çağrı Dağılımı

XII.ÇAGRI MERKEZi YÖNETiCiLERiNE VE ŞiRKE TLERE ÖNERiLER Çağrı merkezleri son gelişme

Pazar

CUmartesi

sağladılar,

zamanlarda ancak

olukça

birçok

önemli

yenilik

kapımızda. Çağn merkezleri birçok temas biçimini ve işlemi yönetmekteler ve bu işlemler gün geçtikçe karmaşıklaşmaktadır.

Çağrı

merkezi

kaydırılmakta ve Müşteri Hizmetleri Yetkililerine daha karmaşık ve insan teması gerektiren işlemler Internet,

Bugün

Bilgisayar-Telefon

Entegrasyonu

"Çağrı merkezi kurmak

video,

(computer-

fabrika mantığıyla , çağrı merkezlerinde müşteriye hızlı kaliteli ve 7 gün 24 saat hizmet üretmek amaçtır.

Çağn merkezi kurmak ve işletmek büyük ve önemli bir iştir! Sadece yukarıda kısaca özeti verilmeye çalışılan ve çağn

çağrı merkezlerine

yeni yönetim ve entegrasyon

merkezi

operasyonuna

dahil

edilmesi gereken

parametrelerin çokluğundan değil, aynı zamanda çağrı merkezlerinin şirketlerin dışa açılan en önemli kapısı olmasından dolayı önemlidir.

telephony integration -CTI) teknolojileri müşterilere yeni seçenekler sunmakta, bu da bir diğer yandan

; Alt tarafı bir santral, birkaç

telefon ve birkaç da eleman ... " değildir. Üretim yapan bir

teknolojileri

geliştikçe, bazı basit ve rutin işlem türleri buralara

yönlendirilmektedir.

XIll.SONUÇ

Bir müşteri hizmetleri yetkilisi, günde ortalama yüz kadar

fırsatlan oluşturur.

işlem ele alabilir. Bu yetkili gibi onlarca, yüzlerce diğer

bulmak ve teknoloji dengesini Doğru insan süregelecek bir olgu olarak devam edecektir. Çağrı

yaru ilişki içinde bulunulan dış dünyaya karşı ilettiği

merkezi öncesi zamanlarda olduğu gibi,

merkezlerini şirketin en kritik noktalarından biri haline

çalışanın tedarikçilere, müşterilere, medyaya, rakiplere mesajın

Müşteri

n1esajın

kalitesinin

önemi

çağrı

getiıınektedir.

Hizmetleri çalışanlarının doğru yazı ve etkin müşteri

lJ:izmetleri

becerilerine sahip olmaları gerekecektir.

Ote yandan müşteri beklentileri sürekli arttıkça, çağrı

Şirketlerin sahip oldukları en temel değerlerden ikisi

merkezlerini arayanların da talepleri o doğrultuda

çalışanları

artış gösterecektir. Çağrı merkezleri gerçek anlamda

değerlerin şirket yaranna kullanılması için en önemli

müşteri hizmetlerinin ayrılmaz bir parçası haline

aracı ve temas noktasıdır.

gelmiştir ve bilgi, dikkat ve ustalıkla yönetilmelen gerekmektedir. [9]

140

müşterileridir.

Çağrı

merkezleri

Günilmüzün Gelişen Sektörü Ça�rı Merkezleri M. Gün1üş

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

XIII .

KAYNAKLAR

[6]-

[1]- Brand Cleveland & Julia �1ayben- Call Center Management On Fast Forward (Succeeding In today's Dynamic lnbound Environrnent)- Call Center Press A Division of ICMI Ine Fifth printing 1999 Printed in the USA Published in [2]-Jon Anton- CallCenter Managementte United States by Purdue University Press- 1997 [3]- Gavin Miller & Penny Reynolds - Stanffıng For The Call Center - TCS Management Group Ine Copyright 1996 [4 ]- Dr Jon Anton , Kathleen Peterson ,Nancy Friedman, Saner Yüzsüren ,Tayfun Türkalp Çağrı Merkezi Konferansı 17 Kasım 2000 Swissotel- Fuji Salonu [5]- Brad Cleveland - Incoming Calls Management Institute (ICMI) -Etkin Çağrı Merkezi Yönetimi için Gerekli Bilgi ve Beceriler Semineri 15 Kasım 2001Swissotel

141

Prosci

Benchmarking

Report-Best

Practices

Change Management- 2000 Prosci [7]- Sistema Damşmanlık A.Ş, www. sistema.com.tr [8]- Finansbank ADK Telefon Bankacılığı Bölümü [9]- www:callcenter.com

Elektronik Devrelerde Doğrusal Olmayan Dirençlerin Etkilerinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Nümerik ve Deneysel Olarak incelenmesi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

M.Türk, Fikret Ata

ELEKTRONiK DEVRELERDE DOGRUSAL OLMAYAN DİRENÇLERİN ETKİLERİNİN NÜMERiK VE DENEYSEL OL ARAK İNCELENMESİ Mustafa Türk, Fikret Ata ••

Ozet-Bu çalışmada üç tane enerji depolayan devre elemanı

içeren

bir

elektronik

devrede,

doğrusal

Anlaşılması

zor

başlangıçta

devre

olmayan direncin devre dinamiğine etkisi incelendi.

edilme

doğrusaliaştırma

dirençle

tanımlanan

denge

noktalarının

garip

olan

parametrelerini

yoluna

gidilmiş ile

elimine

teorik

olarak

cevapların

elde

edildiği

Başlangıçta bu tür

değişiminin kaotik rejime etkisi incelenerek deneysel

çalışma

sonuçlarla karşılaştırıldı. Kararlı olmayan simetrik

devrelerin tasarımından ve bunların sistem dizaynında,

denge noktalarının değişimi ile devre dinamiğinin

kontrol uygulamalannda, haberleşme alanlarında, işaret

oldukça değiştiği görüldü. Ayrıca elde edilen sinyal

işlemede kullanılmasından

seviyelerinin

genliğinin

iki

kararsız

denge

noktasını değiştirerek ayarlanabildiği görülmüştür.

alanlarına

türleri

değiştirip

veya

bilinen

davramş

Kaos,

Kelimeler-

Dirençler,

Parça-parça

Doğrusal

olmayan

doğrusallaştırma,

Denge

kaçınılmıştır. Daha samaları

doğrusal olmayan dinamik sistem teorisindeki gelişmeler ve

çok

yüksek

performanstaki kullanılması

simülasyonunda �t\ııahtar

yönlenilmiştir.

bilgisayarların

ile

devreye

devre

dışarıdan

herhangi bir etki olmadan devrenin kendisinin genliği ve frekansı

sabit

(limit cycling)

asilasyonlar

meydana

getirebileceği ortaya konulmuştur [2].

Noktasa. nonlinear

Yaklaşık 1 5 yıl önce Japon bilim adamı Prof. Y. U eda

resistance on circuit dynamic are examined in an

[31, Duffing denkleminin dinamik davranışını bir analog

electronic circuit that contains three energy storage

simülatörde incelemek için geliştirdiği düzenelete alışıla

elements. The effects of variation of the equilibrium

gelmiş davranış türlerinden başka bir davranışın varlığım

points defined by the nonlinear resistance on the

fark etmişti. Bu davranış şeklini garip davranış

Abstract- In

chaotic

this

regimes

study,

are

the

effects

studied

and

compared

attractor)

\Vith

(strange

olarak adlandırdı. Ancak bu çalışma bilimsel

practical results. It has been shown that the circuit

ortamda ilk olarak sunulduğunda bir çok muhafazakar

dynamic can be considerable varied by changing

dinamikçi tarafından reddedildi. Daha soma periyodik

unstable symmetric equilibrium points. Furthermore,

olarak zorlanan varaktor diod eleınanlı devre, PLL ve

the transmission po,ver level can be adjusted by

Chua devresi diye adlandınlan elektronik devrelerde de

magnitude of tbese two unstable equilibrium points.

bu davranış göıüldü ve buna kaos denildi [4-5].

Keywords-Chaos, Nonlinear Resistances, Piece-wise

Kaos,

Linearization, EquiJibrium Point.

elektronik

günümüzde

edilmesinde, I.

lazerierin

gücünün

artırılmasında,

devrelerinin

çıkışlannın

kimyasal

reaksiyonlardaki

senkronize osilasyon

kontrolünde, sağlıksız hayvan kalplerindeki düzensiz kalp

GİRİŞ

atışlannın kararlı hale getirilmesinde, beyin dalgalarının incelenmesinde,

göıüntü

sıkıştırmada

haberleşme

gizliliğinde elektronik mesajlarm çözümlenınesi gibi çok

Kaotik sistemler başlangıç şartlarına duyarlı sistemler olarak bilinirler. Kaotik davranışlar ne genlik ne de

farklı ve çok yaygın kullanım alanı vardır [6-8]. Bu

frekans modülasyonu ile açıklanabilirler. Sınırsız sayıda

nedenle teorik ve pratik olarak bir çok model, kaotik

farklı

periyodik

osilasyonlar

gösterirler.

davramşların incelenmesi için önerilmiştir [9-11 ].

önemli

özelliklerinden biri de gürültü benzeri güç spektrumlarına sahip olmalandır [ 1]. Pratik ortamlarda bahsedilen bu

Bu çalışmada, önerilen bu devrelerden Chua devresi [12],

alışıla gelmiş olmayan davranış türü, deneysel ortamlarda

sistenun tüm

daha önce fark edilmiş fakat bu davranışlar, devreye

dinamik üzerinde etkili ve devreyi farklı çalışma bölgeleri

davramşlannı

inceleyebilmek

açısından

içerisine çeken elemanların etkilerinin de incelenmesine

dışarıdan etkiyen bir bozucu veya beyaz güıültü şeklinde

olanak veren tüm devre

yorumlanmıştır.

elemanlan

değişken

olarak

seçilerek dizayn edildi. Bu çalışmada hem deneysel hem

M.TOrk, F. Ata; Fırat Cniv., Müh. Fakültesi, Elektrik-Elektronik

de nümerik olarak devre dinamiği incelenerek elde edilen

sonuçlar karşılaştırıldı.

Mühendisliği Bölünıü, Elazığ. mturk@firat.edu.tr, fata@firat.edu.tr.

142

Elektronik Devrelerde Doğrusal Olmayan Dirençlerin Etkilerinin . Nümerik ve Deneysel Olarak Incelenmesi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.SaY1 (Temmuz 2002)

M.Türk, Pikret Ata

DEVRENİN DENGE NOKTALARI

II.

Devrenin D1 ve D_1 dış bölgelerindeki denge noktalan

Ele alman herhangi bir doğrusal olmayan elektronik devre ilk olarak incelenirken devre denge noktalarına göre genellikle doğrusallaştırılarak incelenir. Burada da

parça-parça

analiz

denklem (ı)'in çözülmesi ile devre parametrelerine bağlı denge noktalannın değişimi denklem (2)'deki gibi elde edilebilir.

doğrusallaştırma metodu kullanıldı [5]. Bu

telmiği

ile

global

anlamda

devrenin

tüm

G(Gb -Ga)E

G(Ga- Gb)E

G+Gb

davranışiarım elde etmek elbette mümkün değildir [ı]. Ancak belirli bölgeler için devre cevabı elde edi1erek bu cevaplann birleştirilmesi ile global davranış hakkında

yaklaşık bir fikir elde edilebilir. Burada ele alınan devre, şekil ı'de gösterilen ve Chua olarak

devresi

bilinen,

oldukça

zengin

davranışlar

sergileyen basit bir osilatör devresidir [ ı3].

(2)

(Ga -Gb)E

(Gb-Ga)E

G+ Gb

G+Gb

Denklem

(2) 'den

görüldüğü

üzere

denge

noktalan

üzerinde sadece doğrusal olmayan direncin elemanları ve 1'deki

şekil

devredeki

direnci

etkilidir.

Diğer

parametrelerinin değişimi devre davranışını değiştir fakat devrenin +

Devrenin durum denklemleri denklem (1)'de verilmiştir. 2 de •

olmayan direncin

doğrusal

karakteristiği incelenirse doğrusallaştırma

tekniği

belirli

akım-gerilim,

aralıklarda parça-parça

uygulanmaya

uygun

olduğu

görülür.

Nümerik

DOGRUSAL OLMAYAN DİRENCİN ETKİLERİ olarak dinamik

sistemlerin

incelenmesinde

oldukça yaygın olarak kullamlan Matlah programlama dili bu çalışıma boyunca kullanıldı. Devrenin denklem (l)'de verilen dwum denklemleri 5 adınılı Runge-Kutta

Parça-parça doğrusallaştırma analizine göre karakteristiği şekil 2 'de verilen doğrusal olmayan direnç üç bölgeye

VR <-E, JVRI s E ve VR >E

ayrılır. Bu bölgeler olmak

Parça-parça

ancak bu teknikle devrenin global davramşı konusunda

1. Chua devresi.

Şekil

etkilemez.

çok sınırlı bir fikir edinilmiştir. -

Şekil

noktalannı

doğıusallaştırma tekniği ile devre [12]'de incelenmiş,

denge

üzere

adlandırılır lar.

sırasıyla

D1 , D0

D-ı

1 fi' dV 1 = G V) (V V) cı 2 1 cı ( ı dt

ı o-3

ı o-6 hassasiyetinde çözdürüldü. Şeki] ı 'deki devrede C2=100nF, C 1 =1 0nF L=18mH ve R=l780Q

alınarak

değerlerinde sabit tutularak sn·asıyla doğrusal olmayan

diye

doğrusal

direncin

parçalarının

eğimleri

kırılına

noktaları değiştirildi. Devrenin yukarıdaki parametrelere bağlı değerler için gösterdiği davranış literatürde

d/3

ı -=-Vı L dt dV2 1 G -= !3(Vı -V) ı C2 C2 dt

nümerik metodu kullanılarak integrasyon adımı

Scro/1 Çekici

olarak

adlandırılan

davranış

Double

türüdür.

Devrenin dinamik davranışı ise enerji depolayan devre elemanları üzerindeki gerilimlerin zaman ekseni ortadan kaldırılarak birbirine göre inceleme olanağı veren durum uzay diyagramı yardııru ile incelendi. Devredeki enerji

(1)

depolayan

devre

elemanlanndan

kondansatörü

üzerindeki başlangıç şaıiı 4V olarak seçildi.

f(VR)=GbVR + (Ga -Gb)[IVR +EI-IVR -El] z-

Şekil

3-6'da

değişiminin

eğimierin

devre

davraruşına

kırılma etkileri

noktalarının gösterilmiştir.

Doğıusal olmayan direncin eğimleri artuılınca devre tepkimesinin hızlandığı ve dolayısıyla sistemin geçici rejim süresinin oldukça kısaldığı görülmüştür. Genlik olarak da kaotik işaretlerinin büyüdüğü gözlenmiştir. Aynı şekilde doğrusal olmayan direncin lanlma noktaları

-E

P+

birbirlerine yaklaştırılırsa

1 1 ı ı 1 1 1

--- ... __

başlangıçtaki geçici rejim

süresi artacak ve kaotik sinyalierin genliğinde bir azaln1a olacaktır.

•

mutlak

Devrede kırılma

değer

olarak

noktalarının gerilimlerinin

artınıması

i]e

devrenin

denge

noktaları orijinden uzaklaşmaya başlayacak, belirli bir değerden sonra devrenin asimptotik sönümlü bir davranış

Şekil 2.

gösterdiği gözlenmiştir.

Doğrusal olmayan direnç karakteristiği.

143

Elektronik Devrelerde Doğrusal Olmayan Dirençlerin Etkilerinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergısi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

r-��-----��-�

•

Nümerik ve Deneysel Olarak Incelenmesi

M.Türk,

v�o

"c2 o

-4

-6

-2

��--��-----��-.

Fikret Ata

-2

-8�--�-----�---�

-1.5 -1

-0 5

o 0.5 ve ı

1.5

(a)

s ��--��-� 6

-1.5 -1

-0.5

ve ı

0.5

1.5

s��--��

veıo

V� o

veıo

-4

-2

-s ��--�� -1.5 -ı -0.5 O 0.5 ı L5 Vc ı

-s ��--�� -1.5 -1 O 0.5 1 1.5 05 vc ı

-2

-6

Şekil 3.

-6

4� -1

�) 00 Ga ve Gı, değerlerinin artlmma devrenin verdigi tepkiler.

� 4�� -0.5

-0.5

(c)

Şekil 5. Kın lma noktası gerilimleri d) E=0.7V.

Vcıo

Vcı o

-2

-4

-6

--�ı �--� 0.5

·1.5 �ı

..Q.S

veı

0.5

-1.5 -ı

1. 5

(a)

(b)

-0.5

�----� - --�

o Vcı

-----

(c)

-0.5

0. 5

vc2o

vcı o

-2

(d)

0.5

Cı

1.5

-6 �� -- � -1.5 -1 -0.5 0.5 ı 1.5

v?..

�

�J

Şekil 4. Ga ve Ot, degerierinin azalmasma devren in verdiği tepkiler

-0.5 v.o

-4

-6 ��--�� -1.5 -1 -0.5 v.o 0.5 1.5 ı

0.5

(d)

(b)

-4

4� � �

veı

a) E=lV, b) E=0.9V, c) E=0.8V,

v�o

--�ı

� � -o 0 .5 Ve ı

-0.5

--�--

a-b) Gu sabit> Gb artarken. c-d) Gb sabit, Ga artarken

-ı

-0.5

4 2

-2

-ı

(b)

0.5

L-�--��-----��

Şekil 6. Kınlma noktası gerilimleri a) E=lV b) E-1.1V c) E=l.2V

a-b) Gb sabit, G11 azalırken c-d) Ga sabit, Gb azalırken.

b) E=1.3V.

Tablo I. Ga eğiminin değişimine karşı hk R direncinin ve davranışıann değişimi.

Tablo II. Gı, egiminin değişimine karşılık R direncinin ve davranışıann d eği şimi .

Direncin Eğimleri

R Direncinin De_ğ_işimi(O)

Düzenli Davranışlar

Düzensiz Davranışlar

Asimptotik

Gı,(j.ı.S)

Li mit

Kararlı

Çevrim

�847

-409

2050

2020

L995

1960

-817

-409

2045

2015

1990

2040

2010

Ga(J.!S)

R Direncinin Değişimi(O)

Dırencın Egin1len Spira1 Çekici

Double Scroll Çekici

Düzensiz Davranışlar

Ga(JıS)

�(ttS)

Asimptotik Karar h

1955

-757

-499

1900

1800

1775

1750

1985

1950

-757

-469

1930

1870

1830

1800

Li mit

Çevrim

Spira1

Çekici

DoubJe Scroll

Çekici

-787

-409

�757

-409

2030

2000

1975

1930

-757

-439

1970

1940

1900

-727

-409

2025

1995

1950

-757

-409

2030

1995

1970

1930

-697

-409

2020

1990

1 940

1905 1875

-757

-379

2090

2060

2020

1980

-667

-409

2010

1985

1925

1815

-75 7

-349

2150

21 lO

2070

2020

2190

2140

2080

2050

7 57

144

319

1875

Elektronik Devrelerde Doğrusal Olmayan Dirençlerin Etkilerinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

•

Nürnerik ve Deneysel Olarak Incelenmesi

6.Cilt, 2.Say1 (Temmuz 2002)

M.Türk, Fikret Ata

Sadece devredeki doğrusal olmayan direncin eğimleri değiştiTilerek diğer devre parametreleri sabit tutularak devrenin hangi değerlerde asimptotik kararlı, limit çevrim, Spiral Çekici ve Double Scroll Çekici davranışları sergilediği ve doğrusal olmayan direncin etkilerinin devre dinami ği üzerindeki etkilerine daha farklı bir bakış açısı olması yönünden Tablo I ve IT'deki değerler elde edildi. Bu sonuçlar elde edilirken devrede sadece R direnci ve belirtildiği gibi doğrusal olmayan direncin eğimleri değiştirildi.

davramş türleri daha önce elde edilen nümerik sonuçlarla çok yakındır. Deneysel ve nümerik sonuçlar arasındaki farklılıklar özellikle op-ampların çalışma şartlarının bu devrede hızla değişmesinden ve devı·e dış etkilerden çok iyi izole edilmediğinden ileri gelmektedir. Bu çalışmada değişken seçilen edüktansın özellikle dış etkilerden arındırılması gerekir.

. ---.,-� '

IV. DENEYSEL SONUÇLAR Deneysel devre şekil 7 'de belirtilen devre elemanları ile gerçekleştirildi. Devredeki opamplar özellikle FET girişli olduklan için TL serisinden tercih edilmişlerdir. Bu tip op-amplann offset gerilimlerinin seviyeleri oldukça düşük olup yaklaşık l mV civarındadır. Ölçülen saturasyon seviyeleri ise yaklaşık 8.3V civarındadır. Devrede kesikli çizgilerle gösterilen op-amplardan oluşturulmuş devre doğrusal olmayan gerilim kontrollü bir direnç devresidir.

.. . .

Şekil 8. Ga ve (;., de�erlerinin değişimine devrenin gösterdiğ1 tepki. Ga = -747 ;ıS ve Gb:: -409,uS

E=l V

Şe�il 7. Deneysel Chua devresi. R·

1KO

•

, 220Q -V

•

IOOnF

18ınH

+ -J

r o

IOnl*

·L '

R, •

-..

00 I.J I..J

22Kn 3 3Kn

•

+ .

•

-J

r o-00 I·.J

i·

•

1-.1

-V R�

• •

R�

2200

2.2Kn

J/ V:-.::j: r----ı--·r---r----:� �t--t::ıı< �y

•

l l_......-

Eğer devredeki Rı, R2, R3 ve R4 değişken seçilirse doğrusal olmayan elirencin hem eğimleri hem de kınlma noktaları değiştirilebilir. Şekil 2 'de karakteristiği gösterilen doğrusal olmayan direncin eğimleri Rı, R3 ve R4 dirençlerine bağlı iken kınlma noktalan sadece R 1 ve R2 dirençlerine bağlıdır. G -1/R1 -1/R4 , a

Şekil 9. Gıı Gu

Ot>

Vc1

t---+----1

eğimlerinin değişiminin devrede gösterdiği etki.

-847f./S ve G"

-459,uS, E=1 V.

-1/R3 - 1/R4 ve kırılma noktaları ise E = +R 1 E sat j(R 1 + R 2) şeklinde devre parametreleri Gb

\ \·

. ··---r-

•

ı ,_,. �

�� r

...--

-ı

Şekil 8 'deki Double Serol! Çekici davranışı osiloskopta x-kanalı 0.5V/kare y-kanalı ise 1 V/kare olacak şekilde ayarlanarak elde edildi. Şekil 9, da ise deneysel olarak elde edilen ve Ga ile Gb değerlerinin değişimine devrenin verdiği tepki görülmektedir. Şekil lO'da kırılma noktasının değişim ile elde edilen Double Serall Çekici

1 1 1

1 1

'1.

� V 'v�J �/ /W1h/" /

Verı

cinsinden elde edilebilir. Denklem (2)'de verilen devre parametrelerine bağlı denge noktalarımn bu değerlere bağlı değişimi teorik ve deneysel olarak incelenebilir.

-- "

1 1

l•lt

. f ı� 1

. \,

� r

Y' r .. r

./ '

/ )/ ı V ı \1 \... -�

1 '

;

-ı

Şekil 10. E kırılma noktası geriliminin değişiminin devrede gösterdiği etki. E 1.2V

davran1şının değişimi gösterilmiştir. Görüldüğü üzere bu

145

SAU Fen Bilimleri EnstitüsiJ Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Tenunuz 2002)

V. SONUÇ VE

Elektronik Devrelerde Doğrusal Olmayan Dirençleri n Etkilerinin Nümerik ve Deneysel Olarak i ncelenmesi

M.Türk, F1kret Ata

[9]

TARTIŞMA

Bu çalışmada, üç enerji depolayan ve literatüı·de Chua devresi olarak bilinen elektronik devrenin dinami ği

incelendi. Devrenin davranışına etkilerinin pratik olarak inceleyebilmek için uygun devre elemanları değişken seçilmiştir. Değişken seçilen bu devre elemanlannın

değeri değiştiTilerek oldukça farklı kaotik davranışlar elde edilmiştir.

Elde

edilen

eleman

değiştirilen

sonuçlardan değerleri

göıülmüştür

denge

noktalarını

Feedback System", J.Math. Anal. and

1981, vol.83, pp.275-29 ı [1O] M.P. Kennedy, "Experimental

Applics.,

Chaos

from

Autonomous Electronic Circuits", Phil. Trans. R. Soc. Lond. A., 1995, vo1.353, pp.13-32. [l l ] M.Türk ve A. Gülten, "Doğrusal Olmayan Elektronik Devrelerin Bond Graf ile Modellenmesi" Üniversitesi , Fen Bilimleri Enstitüsü

Sakarya

Dergis� 2002, vol.6, no. ı, Mart [12] M.P. Kennedy, "Three Steps

to Chaos-Part

Evolution", IEEE Trans. on Circuits and Systems,

etkilememektedir ve kaotik davranışlardaki genlik değeri sabit kalmaktadır. Devrenin denge noktalarının değişimi

C.T. Sparrow, "Chaotic Behavior in a 3-dimensional

1993, vol.40, no. lO. pp 640-656.

ancak doğrusal olmayan direncin k ınlma noktalan ve

[13] M.P. Kennedy, "Three Steps to Chaos-Part ll:

konulmuştur. Değiştirilen bu kararsız denge noktalannı

and Systems, 1993, vol.40, no. lO. pp 657-673.

değiştitınelde geçici zaman sürersi artırılır. Eğer daha

(14] M. Türk ve A. Uçar, "Kaos Senkronizasyon ve Gizli

doğrusal

fazla

eğimleri

artırılırsa

değiştiriterek

yapılabileceği

op-amplarda

bir

Chua' s Circuits Primer", IEEE Trans. on Circuits

ortaya

doymaya

Bilgi

sebep

ss.5 13-516. [15] M. Türk ve A. Uçar, "Kaos Senkronizasyonun Tek Kuplaj

genlikli işaretlerle çalışmaktır [14-15]. Bu çalışmayla,

Yönlü

kaos ile ilgili önemli gizli bilgilerin iletilmesi istenen

Problemler",

doğrusal

yerlerde

değiştmlerek

olmayan

kaotik

direncin

sinyallerin

Elektronik

eğimleri

güç

iletilebilir.

KAYNAKLAR

[2]

F.C. Moon, "Chaotic and Fractal Dynamics", John

Wiley & Sons. NY, 1992 D.P.

Atherton, "Nonlinear

Control

Engineering:

Describing Function Analysis and Design", Van Nostrand Reinhold, London, 1982.

[3]

Y. Ueda,

"Strange Attractors and the Origin of

Chaos", Proc. the impact of Chaos on Science and Society, Tokyo University, 1991. [4]

J.M.T. Theprnson and H.B. Stewart, "Nonlinear Dynamics

and

Chaos",

John

Wiley

Sons,

Chichester, U.K, 1986. [5]

L.O. Chua, C.A. Desoer and E.S. Kuh, "Linear and Nonlİnear Circuits", McGraw Hill, USA, 1987.

[6] [7]

W.L. Ditto and L.M. Pecora, "Mastering Chaos",

Scientific An1erican, ı 993, pp.78-84, August.

A. Uçar, M. Türk, F. Ata, "A Practical Realization

Synchronization For Transmitting d 32n International Scientific Information", The Chaos

Symposiuın of the Defense Research Agency, vol. 4, Bucharest-Romania, 2001, pp. 81-88. [8] M. Türk and F. Ata, "Perforrnance Analysis of Adaptive

Contr-ollers

Chaotic

Parameter

Modulation and Variant Channel Gain", ıst. IEEE

Int.

Conference

Connnunication,

Circuit

ICCSC'02,

and

2002,

System

Metodunda NEUCEE'O l ,

Mühendisliği

2001, Kıbns, ss.281-284.

seviyeleri

ayarlanabilir ve böylece daha değişik güçteki sinyaller de

[1]

Elektrik&Elektronik-Bilgisayar

Mühendisliği 9. Ulusal Kongresi, 2001, Kocaeli,

olacağından devre kaostan çıkar. Kaos haberleşmede temel problemlerden birisi sınırlı

iletimi",

for

St.Petersburg,

Rusia. (Accepted for poster presentation).

146

Karşılaşılan

Pratik

Bilgisayar-Elektrik

Sempozyum

Fuan,

17 Ağustos 1999 Dep remibde Yıkılan Binalann Mimari Hatalara A. Altmdal, N. Konak

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t,

2.Sayı (Temmuz 2002)

AGUSTOS

DEPREMİl\ınE YlKILAN BiNALARlN MiMARİ HATALARI

1999

Adil Altındal._ N esat Konak

Özet

Günümüzde bir deprem meydana geldiğinde ilk

suçlanan Malzemeden yeterince Mimari

mühendisleri

İnşaat çaldığı,

güvenli

hesap

tasarınun

olabileceği

hiç

güYenliğini

malzeme

yapmadığı

altına

vermemek

için

binanın ve

mimarın

taşıyıcı sistem Yapım (uygulama) hatalan

tehlike

Kalitesiz ve eksik malzeme kullanımı

Mevzuat eksikliği ve denetimsizlik

oluşmasına

sorumluluğudur.

Görüldüğü gibi hasarın fazlası bu basit nedenlerden kaynaklanmaktadır. Buna bir de Adapazarı'nda zemin sorunu eklenmiştir. ı 998 Ocak ayında yürürlüğe giren "Afet Bölgelerinde

.Anahtar Kelinıeler-Deprem, Düzensiz Yapılar

Yapılacak

Yapılar ve

geometrisi

Abstract- Nowadays, when there's an earthquake, the are civil

engineers.

They are

accused of not using enogh equipment designs can

cause some problems, it's architect's responsibility to

avoid the projects which put the building's eartbquake sccurity at risk and comprese, danger and not to give permission

occur untidies

which are indicated

regulations. The civii engineer, architect and awner should have good dialogues so do avoid the earther.

Key

taşıyıcı

içeınıektedir.

Hakkında

Yönetmenlik"

sistemle

yönetmelik

ilgili

binalar,

bina

hükümler düzenli

düzensiz olarak iki kategoriye ayrılmakta ve düzensiz binalar çeşitli biçimlerde kısıtlamaktadır. Yapı sistemi ve

yapı geometrisi ile

mühendisler

kısıtlamaların bilinmesi

ilgili

gerekir.

yönetmeliğin getirdiği kadar

Yapılan

mimarlarca

araştırmalar,

deprem

dayanırnın büyük ölçüde mimari tasarım aşamasında çünkü bina geometrisi

oluştuğu gösteımektedir,

aşamada şekillenmektedir. Mimari tasanın aşamasında deprem davranışına aykırı bir biçimin seçimi büyük bir handikap oluşturmaktadır[2].

Words- Earthquake , Irregular Structure

Bir binanın tasarımında

konfıgürasyonuna karar

verilmesinde en çok söz sahibi mimar olduğuna göre,

I. GİRİŞ

deprem

güvencesi

doğrudan

etkileyen

mimari

masasının açıklamasına göre, bu

özelliklerin neler olduğu konusu mirnarlarımızı çok

yaralı sayısı

yakından ilgilendirmektedir. Konfıgürasyonun ne kadar

Yıkılan veya ağır hasar gören yapı sayısı

önemli olduğu çağdaş Türkiye Deprem Yönetmeliği

Başbakanlık

lcriz

deprcmin neden olduğu ölü sayısı ı 74 79 43953'dur.

şöyle

mühendisi üçgeni iyi bir diyalog kurmalıdır.

incriminated

etkenler

deprem

Depremden korunmak için malsahibi-mimar- inşaat

first

olan

Depreme uygun olmayan mimari ve/veya

açmış

kaçınmak

düzensizlikterin

sebep

sıralanabilir.

suçtanır. yol

sokabilecek

tasarımlardan

belirtilen

kullandığı

olumsuzluklara

gelmez.Bir

akla

oluşturabilecek olanak

bazı

risk

yönetmelikte

eksik

olmaktadır.

hasarianna

Deprem

77342'dir[ı]. Yıkılan veya ağır hasara uğrayan yapıların

(ı 998)'de

çoğu genellikle kötü zemin üzerine yapılan 4,5,6 katlı

maddelerde

ticari ve mesken amaçlı betonarme yapılardır.

mühendisleri için dahi çok karınaşık ve anlaşılmas1 güç

yer alan çeşitli yönlendiTici ve caydırıcı ayrıntılan

ile

vurgulanmıştu.

İnşaat

bir şekilde kaleme alınmış b u Deprem Yönetmeliği'ni mirnarlarımız güvenliği

genelde

hiç

sonunluluğunu,

okurnaz. statik

Mimar deprem hesaplan

yapan

mühendisin üzerinde gördüğü için ön tasarım safhasında mimar-statiker

diyaloğu

mühendise doğru tek yönlü

A Altındal;

SAÜ Müh.Fak. İnşaat Müh.BI. Konak, SA.Ü, Fen Bilimleri Enstitüsü,

Esentepe, Sakarya

Yapı

Anabilim Dalı,

147

yoktur

veya

çalışmaktadır.

mimardan

17 Ağustos 1999 Depremibde Yıkılan Binalann Mimari Hatalan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Say1 (Temmuz 2002)

diyalog

çok

A. Altında1, N. Konak

önemlidir

ilk

daha

tasanmın

safhasında, mimarın konfıgürasyon hususunda vereceği

nedenle düşey taşıyıcı elemanlar bumlma ile bu zorlanmaktadır.

karariann binanın deprem güvencesi ile uyuşum içinde olması gerekir. M imarl anmız bina ön tasarımı yaparken, Türkiye

Deprem

( 1 998)'de

Yönetmeliği

belirtilen

salanealı ve olumsuz çoğu doğrudan veya dola ylı bir

Şekil 2 Simetrik ve basit plana sahip olmayan planıann basit ve simetrik

Şekl 1 1 Planda burulma etkisi

şekilde mimari tasarında yer alan düzensizliklerle ilgilidir

zorlama yapan planlar

[4].

bloklara dönüştürülmesi

Bu çalışmada hangi düzensizliklerin deprem hasarianna davetiye çıkarmada etkili olduğu aniatılmaya çalışılmıştır.

ll. DEPREME DAYANlKLI YAPI TASARIMI

V. YAPI PLANINDA KÜTLE VE RİJİ'l't.İK DÜZENSİZLİGİ

Dünyada iki türlü yapı vardır. Bir tanesi yalnızca düşey

Taşıyıcı sistemde yatay düzlemde bulunan elemanıann

yükler, yapımn kendi ağırlığı içindeki insan ve eşyamn yükleri için tasarlanmış yüklerin

yamnda

yapılardır.

deprem

Diğeri ise

yükleri

için

düşey

Daha

önce

sürekli

düzenlenınesi

olarak

deprem

açısından önemlidir. Taşıyıcı sistemin planda düzgün

tasarlanmış

dağıtılması

yapılardır. Deprem yükleri çok kısa sürede etkider ve dinamik özellik gösterirler.

düzgün

sistemin

belir li

bölgelerinin

aşın

zorlanmasını önlemektedir (Şekil3) [5,6].

herhangi bir

zamanda önemli bir yatay etki ile zorlanır. Taşıyıcı sistemdeki kusurlar çok kısa zamanda ortaya çıktığı için

w-=:=iıt:::=tt== =

" ·---· · · --·-,.. · ·-·

herhangi bir tedbir almak veya yüklerneye etkili olmak mümkün olmaz [5].

Türkiye'nin

Şekil 4 İki do�ultuda

Şekil 3 Taşıyıcı sistemi

deprem

derece

farklı rijitlik gösteren yapı sistemi

düzgün dağıtılmış yap1 sistemi

bölgelerinde

betonarme taşıyıcılannın boyutlandırılmasında düşey yük ve dayanıklılık gereklilikleri için TS SOO'e uyulmalıdır.

VI. ÇERÇEVE DÜZENSİZLİGİ

III. BİNA GEOMETRİSİ VE TAŞlYlCI SİSTEM DÜZENİNİN DAYANIMINDA ÖNEMİ Bir binanın

deprem dayanımı

dayaıurm

büyük ölçüde mimari

yönetmeliğinde

olur.

şekillenmiş

düzensiz

yapılar

Yeni

nedenlerle

çerçevelerin

bağlanmadığı durumlarda döşemenin bir bölümü gibi

deprem

belirlenmiştir.

mimari

süreksiz olması (Şekil 5) kolonların birbirine kiriş ile

aşamasında oluşur. Taşıyıcı sistem de belirlenince binanın deprem

sistemde

Taşıyıcı

çalışmakta

depreme

dayanıklılık

kiriş

açısından

istenilen, düşey taşıyıcı elemanların kirişlerle birbirine

Bazı

bağlanması sağlanamamaktadu [7].

düzensiz yapılara izin verilmezken diğerleri getirilen koşullarla cezalandınlrnıştır. Yönetmelikte düzensizlikler iki sınıfa ayrı lmaktadır; (a) planda düzensizlik, (b) düşey

doğrultuda düzensizlik. Planda; bunılma, döşeme çıkıntı ve taşıyıcı sistemin paralel olmama

düzensizliği ele

alınmaktadır. Düşey doğrultuda ise zayıf kat, yumuşak kat ve düşey eleman süreksizlikleri anlatılmıştır.

IV. YAPI PLAN GEOMETRİSİ Şekil 5 Çerçevelerin süreksiz olduğu yapı planı

Yapı planda ne kadar basit ve simetrik düzenlenmiş ise depreme karşı dayanıklılığı o derece yüksek olur. Yapının planda

iki

doğrultuda

simetriye

sahip

olması

istenmektedir. Deprem açısından e n uygun geometrik

VII. YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİGİ

biçim planı kare ve dairedir. H,T, U ,L şeklinde plana sahip

olan yapılarda deprem esnasında çoğunlukla burulma etkileri oluşmaktadu. (Şekil

1 ).

Yumuşak kat; bir katın diğerlerine göre daha az rijit

Bu yapılarda, basit veya

olmasından kaynaklanır. Yumuşak kat oluşumu Şekil'6a

simetrik şekiller olmama nedeniyle rijitlik merkezi ile

ve Şekil 6b de gösterildiği gibi taşıyıcı sistem veya •

kütle merkezleri arasında önemli aralıklar oluşmakta ve

dolgu duvar nedeniyle olabilir [8].

148

17 Ağustos 1999 Deprenıibde Yıkılan Binaların Mimari Hataları A. Altındal, N. Konak

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergjsi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

/ ..

' ,

A Lı>Lı

(a)

> 1/3

boşlukoranı

toplam kat alanı

Şekil 9 Döşeme boş1uklan düzensizliği (A2 düzensi z1ğ i ) i

(b)

Şekil 6 Yumuşak kat düzensizliği

XI. PLAN GEOMETRi DÜZENSİZLİGİ vın. KISA KOLON DÜZENSİZLİGİ

Bir yapıda, bir kat planındaki girinti veya çıkıntınm birbirine dik iki yandaki boyutlarımn her biri, o yöndeki

Herhangi bir katın kolonları arasında dolgu duvarları, kat yüksekliği

boyunca

örülmeyip

ışıklık

benzeri

brüt plan boyutunun %20'sini geçerse Plan Geometri

Düzensizliği vardır denir (Şekil 1 O)

[4].

nedenlerle, belirli bir yüksekliğe kadar örülürse Şekil 7'de gösterildiği gibi kısa kolon düzensizliği oluşur. Kolon ne

axflx.>0,20 aj1y>0,20

kadar kısa ise üzerine çektiği kesme kuvveti de boyunun üçüncü kuvveti ile doğru orantılı olarak artar.

3 'fı==\To(�o/�ı) -

----]- �� --J

rı ·ı

l_ll ll ll ll_ı ,,,

ıLl_

IJll_ ll ll ı

!1 'f it ·

'· --"

ı ı

r·

'"" 'Iri '"'

İx

Şekil lO Plan geometri düzensizliği (A3 düzensizliği)

Şekil 7 Kısa kolon düzensizliği

IX. BURULMA DÜZENSİZLİGİ

VII.

Birbirine dik iki deprem doğrultusunda herhangi biri için herhangi bir katta en büyük göreli kat ötelemesinin o katta

aynı doğrultudaki ortalama göreli ötelerneye oramnı ifade eden llbi nin (Şekil 8) [3].

1 ,2 den büyük olması durumuna denir

ORTOGONAL OLMAMA DÜZENSİZLİGİ

Eğer, kat planlarındaki düşey taşıyıcı elemanların asal eksenleri, yatay deprem doğrultulaiına göre belli bir eğiklikte ise buna Ortogonal Olmama Düzensizliği vardır denir (Şekil

ll) [4].

I,min

·-···

--·

-....,..#'o

-... ....

..� ........

......

.....

{J Deprem yönü "

Şekil 8 B urulma düzensizhği (Al düzensizliği) Şekl i ll Ortogona1 olmayan yapı p1ant

X. DÖŞEME BOŞLUKLARI DÜZENSİZLİGİ Bir kat planında, merdiven ve asansör boşlukları dahil çeşitli maksatlar için açılnuş boşlukların oranımn toplamı,

o katın brüt alan1nın üçte birini geçece Döşeıne Boşluğu

Düzensizliği vardır denir (Şekil 9) [3].

149

17 Ağustos 1999

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2 .Sayı (Temmuz 2002)

XIII.

XVI. YÜKSEKLİK GEOMETRİSİ VE YÜKSEKLİK BOYUNCA RİJİTLİK DÜZENSİZLİGİ

TAŞIYI CI SİSTEMİN DÜŞEY

Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetınelik'e göre taşıyıcı sistemin düşey elemanlarının bazı katlarda kaldınlarak kirişlerin veya guseli kolonların üstüne veya kirişlere oturttılması Taşıyıcı Sistemin Düşey Elemanlannın Süreksizliği olarak ifade edilmektedir (Şekil 12.a,b,c,d) [4]. . ·_J- ,IP=:-: : �.ı= •rr=-:-n 1L L_Jl_JCJ. ı0r-· ıt=� l- JF· =_.11ı=L.. . · _ıL J I):;:;;;:;=:J...= r--.- -' ı · o 1 •ı t 1 L_jt__j :... • �r..

;�

•

·-ı=o:ı�-..., ıc-·,r· ıL JL nyp f-_ı L -Jt .,.,.ı .. ır--ı . ı.._ . lc=O: ICJ �t,,-�r-ı--Jr.._ -

··� .

--'

Kat alanlan değişmeyen binalarda, her kat döşemesi o kata gelen yatay yükleri a ktanrken, kat değişikliği olan noktadaki kat döşemesi o kat üstündeki tüm katların yatay yükünü aktaıınak durumundadır. Bu durum statik çözümü zorlar ve geçiş katındaki taşıyıcı sistemi oluşturan elemanlarm boyutlarını aşırı büyütür. Kat alanları değişik bir binamn düzensizlik sınıfına girmemesi için AlL oranının 0,25 i geçmemesi gerekir (Şekil 14)[9]. A A

� �--!-- JI ·-1 J=-Id �!==== ·- -

•--

...

1!=.-:-'j

!��t,�t=1-:r R�-ı=r---=, . .

(a)

---ı

(b)

Binalann 1\limari Hatalan

A. Altmdal, N. Konak

ELEMANLARlN DAKi SÜREKSiZLİK

Depremibde Y1kılan

--ı

��

(d)

(c)

Şekil 12. Taşıyıcı sistemin düşey elemanlarının süreksizliği

,�-

(a) ve (d) tipi düzensizliklere hiçbir zaman izin verilmez. (b) ve (c) tipi düzensizliklerde üst taraftaki kolon ve perdeleri taşıyan kirişlerle, bu kirişlerin uç noktalanndaki

�

·-··- -·----

düğümlere birleşen diğer tüm kiriş ve kolonların bütün kesitlerinde, düşey yükler ve depremin ortak etkisinden oluşan tüm iç kuvvetler yüzde 50 oranında artinlacaktır. Aynca adı geçen kolonların tüm boyunca sarma işlemi

�·

-·-1

L-·----0 ---J.A/L< ,25

- ···---·

Şekil 14. Yapının yükseklik ile genişlik ilişkisi

Yapılarda alt kattan başlayarak en üst kata doğru ağırlık

yapılır.

ve rijitlikte uyumlu bir gidiş olmalıdır. Aynı yapının bölümleri arasında büyük yükseklik farkları olması sakıncalıdır. Ana yapı üzerinde kule ve çekme kat gibi alan olarak asıl yapıdan daha küçük ve yüksek yapı bölümleri deprem esnasında ana yapıdan farklı davranmakta ve daha büyük yatay kuvvetlerle

XIV. KÜTLE DÜZENSİZLİGİ Yapının bina yüksekliği boyunca depo gibi kullanılan döşeme kalınlığının diğer bazı kat döşemelerinde,

zorlanmaktadır. Bu farklı davramşları önlemek için farklı yükseklikteki bölümleri birbirinden ayırmak gerekmektedir (Şekil 15) [7]. �·

döşeme kalınlıklanna göre daha yüksek olması ve aşırı yüklenmesi de yükseklik boyunca bir kütle düzensizliği

�/

teşkil eder.

--··-r-ı

-·- ·...--· ---

-+------

·-·-·-· ...

---·· ···-·

••

""'

···..

·--

····-·-·--··..-···

"" .... ,.,,

'0M00.....

. . ___ _ __

. .......

'"-

- _ _ _ _

_, _ _, ..

. ..

derzle

�7

_,/ /

/' �/

. -

� 1.....

__,.,

///

rı rı

Şekil 15. Yapı boyunca meydana gelen yükseklik fark1 düzensizliği

Şekil ı 3 Kütle düzensizliğine sahip yapı

xv. BiNALARlN BİRBİRLERİYLE Ç ARPIŞMASI

Kat döşemeleri ve kirişlerin farklı katlarda saplandıklan

(DOMİNO ETKİSİ)

ortak kolonun bulunduğu yapı aksı, yapının diğer kolon aksianna göre çok daha yüksek bir rijitlikte olmaktadır.

Katlan farklı yükseklikteki bitişik binalann birbirlerine çarpması çekiçierne etkisi yapmaktadır. Yükseklik farkı nedeniyle titreşim periyotları farklı olan bitişik binalar, salınım sırasında çarpışmakta ve daha sert olan kısa yapılar, uzun yapıları kat hizasından tahrip etmektedir.

Çünkü; bu akstaki kolon boyu, diğer akslardakilere göre yan yanya daha kısa olmaktadır. Bunun sonucu olarak büyük yatay kuvvetlerle zorlanması nedeniyle hasarlar oluşmakta dır (Şekil 16) da bu akstaki

[7].

150

kolonların

SAU Fen BilimJeri

17 Ağustos 1999 Depremibde Yıkılan Binaların Mimari Hataları A. Altmdal, N. Konak

Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

r -_ _ .. r-----

ı· �-

r1'lı

�

rijitliğe sahip olmayan katların ortaya çıkmasına sebep olmuştur. *

-t

Yeraltı su seviyesinin yüksek olmasına rağmen yeterli gömme derinliği kullanılmamıştır. -·-

n'n

·-·--·· -·1.......... .. ._-

rı'n

Saplama kirişler çok kullanılıp düzenli çerçeve sisteminin oluşması engellenmiştir.

. ... _

Kolonlar simetrik dağıtılmamış, kolonların güçlü yönleri hep aynı doğrultuda yerleştirilmiş ve sistemin yanal ötelernesi engellenememiştir.

Şekil 15 Farklı katlarda kolona sapianan kirişlerin etkisi

Betonarme perdeler yanal ötelernelere direnen en güçlü elemanlar olduğu bilindiği halde projeler de kullanılmamıştır.

XVII. GÜÇLÜ KOLON-ZAYlF KİRİŞ

Yıkım nedenlerinden biri de kolonlann yeteri kadar güçlü olmamasıdır. Kolonların alt veya üst başlarında plastik mafsallar oluşmakta ve yatay yük taşıyabilme gücünü yitiren koloruann yana yatması ile, kirişler ve döşeme plaklan birer iskarnbil kağıdı gibi, kat kat üstüne yıkılmaktadır. "Binanın yıkılınadan ayakta kalabilmesi için plastik mafsallaşmanın kolonların alt veya üst başlarında değil, kiriş mesnetlerinde oluşması için Türkiye Deprem Yönetmeliği (1998)'de belirtilen şartlara uyınalıdır (Şekil 17) [4].

Kiriş genişliklerinin bazıları yeni deprem yönetmeliğine uyum sağlarnıyor. Yer kaza nmak için kirişler kolon dışına yerleştiriliyor. *

Çok katlı bitişik nizarn binalar deprem sırasu1da birbirini etkileyerek hasara sebep olmuştur. Türkiye'nin bir deprem ülkesi olduğu unutulmamalı ve depremiere hazırlıklı olmamız gereklidir. 17 Ağustos sabahı yaşanan felaketin tekrarl anmaması için bazı önlemleri almamız gerekiyor. *

Cok hasar gören

Deprem dayamınını sağlamak sadece mühendisin görevi değildir. Deprem dayanımı mimari tasannıda oluştuğundan, mimarlanmızın deprem davramşıru bilmeleri gerekmektedir. *

'rJ

!tn

(a) Zayıf Kolon-Güçlü K.iriş

l:Mı.:oı< EMmiş Şek i 1

Deprem güvenliği açısından ön tasarım aşamasında mimar, statiker diyaloğu iyi sağlanmalıdu. *

İlıale yasası, imar yasası, mühendislik ve mimarlık hakkında yasa, günün koşullarına göre çağdaş bir anlayışla düzeltilmelidir.

(b) GüçlO Kiriş-Zayıf Kolon EMmı> EMiciriş

17- Çerçeveli sistemler için güçlü kolon önerisi

•

Imar affı ve benzeri uygulamalann kesinlikle yapılmaması gerekir.

SONUÇ VE ÖNERİLER

17 Ağustos 1999 tarihinde meydana gelen Ms=7.4 manyitüdündeki deprem Adapazan Ovasında büyük yıkıma ve hasara sebep olmuştur. Yapılan saha çalışmalarında hasar nedenleri şu şekilde sıralanabilir. *

Betonanne taşıyıcı sisternin düzensiz olması, arsa veya mimari proje nedeniyle kişilerin dolaylı mesnetlenmeleri ve kolonlarla eksenel birleşememeleri. *

Giriş katiann ticari amaçla kullanılmaları kat yüksekliğinin fazla tutulması ve bölme duvarlannın kullanılması yumuşak kat olarak tanrmlanan ve yeterli

151

Tanm alanlan kesinlikle iınara açılmamalıdır.

göre bir plana yapılaşmasın1 Belirli tamamlayan bölgelerde kat ilavesine kesinlikle izin verilmemelidir.

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2002)

Ağustos 1999 Depremibde Yıkılan Binalan n Mimari Hatalan

A. Alttndal, N. Konak

[1] özmen,

B, 17 Ağustos 1999 İzmit Körfezi Depreminin Hasar Durumu, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Deprem Araştırma Dairesi, Ankara, Nisan,2000. [2] Mesa Mesken, Deprem Güven1i Konut Sempozyumu, Mesa Mesken A.Ş., Ankara, 1999 [3] Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, İ mar ve İskan Bakanlığı, Deprem Araştırma Enstitüsü, Ocak, 1998. [4] Tezcan, S,S, Bir Mimarın Seyir Defteri, Türkiye Deprem Vakfı, İstanbul, Eylül, 1998 (5] Celep, Z, Kumbasar, N, Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı, Akademisyen, İstanbul, 1999 [6] Tuna, M.E, Depreme Dayarnldı Yapı Tasanın ilkeleri, Tuna Mühendislik Mimarlık, A.Ş. Ankara, 1999 [7] Bayülke, N, Depremler ve Depreme Dayanıklı Betonarme Yapılar, Teknik Yayınevi, Ankara, 1991, [8] TUBİTAK, Betonarme Binaların Onarınu ve Güçlendirilmesi İMO, 1999 [9] Ersoy U. Binaların Deprem Dayanımında Mimarinin Etkisi, Derleyen Akture, T, Mesa Mesken Sanayii A.Ş. sayfa 39-56, Ankara, Nisan 1994.

152

Üniversite Öğrenccileri Arasında Cep Telefonu Kullanımı ve ElektromanyetikKirliJik Üzerine Bir Çalışma Ş. Özen, E. Uskun, O. Çerezci

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 2.Sayı (Temıııuz 2002)

ÜNİVERSİTE ÖGRENCİLERİ ARASINDA CEP TELEFONU KULLANIMI VE ELEKTROMANYETİK KİRLİLİK ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA ••

Şükrü Ozen, Ersin Uskun, Osman Çerezci

Özet: Bu çalışmada, üniversite öğrencileri arasında

kanserojen etkilerinin olduğu bilinmektedir. EM dalgalann oluşturduğu radyasyon ise iyonize olmayan gurupta yer alu"[ 1].

cep telefonu (CT) kullanımı, elektromanyetik (EM) kirlilik ve etkileri üzerine istatistiksel bir araştırma yapılmıştır. Öğrencilerin CT kullanım durumları, EM kirlilik konusundaki bilgi seviyeleri ve CT kullananların sağiıida ilgili şikayetleri araştırılmıştır. Sağiılda ilgili olarak öğrencilere; baş ağrısı, uykusuzluk, sesiere karşı hassasiyet, işitme zorluğu, yorgunluk ve boğazda yanma gibi şikayetleri sorulmuştur. Bu şikayetlerin CT kullanım süresi, görüşme süresi ve sıklığı ile ilişkileri araştırılmıştır. Ayrıca sonuçlar CT olan ve olmayanlarla da karşılaştırılmıştır.

Son yıllarda, EM alan yayan cihazların kullanımında büyük oranda artış görülmektedir. Bu artışa bağlı olarak, yayılan EM alanlara maruz kalma nedeniyle sağlık üzerinde oluşabilecek muhtemel zararlı etkilerin araştırılması önemli bir konu haline gelmiştir[2,3]. EM spektrumda (300GHz' e kadar) insan yapımı kaynaklar, doğal eşik seviyesillin üzerinde değişik oranlarda lokal EM alan oluşturabilmektedirler[4]. EM alanlan etrafımızdaki tüm akım taşıyan kablolar, elektrikli aletler, Yüksek gerilim Hatlan (YGH), TV ve bilgisayarlar, TV ve radyo antenleri, FM ve TV vericileri, mikrodalga fırınlar, mobil telefonlar, uydu antenieri ve verici antenter yaratır. Evlerimizde kullandığımız çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, buzdolapları, mikrodalga fııınlar, saç kurutma makinesi, elektrikli tıraş makinesi, elektrikli ısıtıcılar vs. her birinin etrafında EM alan vardır. Bu aletlerin yaydığı alan seviyeleri insan vücudundaki EM alanlardan çok daha fazladır. Örneğin; günlük hayatta ev ve işyerlerinde kullandığıınız buzdolabından saç kurutma makinesine kadar olan elektrikli ev aletlerinin manyetik alanları l mG ile 25G arasında değişmektedir. En fazla manyetik alana sahip olan 25G ile saç kurutma makinesidir [5,6].

Allahtar Kelime/er: Elektromanyetik Kirlilik, Cep

Telefonu, Halk Sağlığı Abstract: In this study, a research is conducted

about use of mobile phones, electromagnetic polintion and effects by doing a statistical study on university students. In order to get effective and correct results, how much knowledge they have about EM pollution, how many times they use mobile phones in daily basis and their health problems are asked. The relationship between those problems and frequency of use of mobile phone, commonication time is detailed focused on. In addition, the research results are compared against other students who baven 't got mobile pbones. Key

Words: Electromagnetic

Mikrodalga fırınların (2450 MHz), radar cihazlarının, telsiz iletişiminin (örn., mobil telefonlar) etkileri üzerinde son 1 O yıldır yoğun tartışmalar süre gelmektedir. Hızla popülerlik kazanan mobil telefonlar da farklı sisteınler kullansalar bile, bu tartışmanın dışında tutulamazlar. Avrupa'da çoğunlukla TDMA (Time Division Multiple Access) tekniği, ülkemizde ise GSM sistemi (Global Sistem For Mobil Cominication) kullanılmaktadır. Bu servisler için belirlenmiş taşıyıcı frekans bandiarı 800-900 MHz ve 1. 8-2.2 GHz spektrumunda yer alır. 19 80 'lerin ortalannda analog sistemlerinin radyo haberleşme kullanılmaya

Pollution, Cellular

Phones, Human Health I.GİRİŞ

Çevremizdeki radyasyon genel olarak iyonize ve iyonize olmayan radyasyon olmak üzere ikiye ayrılır. İyonize radyasyona tedavi ve tam amaçlı kullanılan X ve Gama ışınlan örnek olarak verilebilir ve bunların Ş. Özen, O. Çerezci, S. ü Fen Bilimleri Enstitüsü, Adapazarı E. Uskun, S.D.Ü Tıp Fak. Halk Sağh� Ana Bilim Dalı, Isparta

153

Fen

Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 2.Sa)'1 (Temmuz 2002)

Üniversite Öğrenttileri Arasında Cep Telefonu Kullanımı ve ElektromanyetikKirlilik Üzerine Bir Çalaşma Ş. Özen, E. Uskun, O. Çerezci

iletkenliği

(S/m) ve p dokunun yoğunluğudur (kg/m3)[15]. Biyolojik dokuya indüklenen EM alanın etkisi; ortamın dielektrik sabiti olarak tanımlanan ' " a=co( E -j a ) ve kayıp tanjantı olarak tammlanan tanô=c"/t:' faktörlerine de önemli ölçüde bağlıdır[l6]. Burada; Eo permitiviti, 8' bağıl dielektrik sabit ve E" ise bağıl kayıp faktöıiidür.

başlamasından bu yana özellikle cep telefonlan kullanım uyumluluğu bakımından en çok tercih edilen telefon olma özelliğim kazanmıştır. Elde taşınan haberleşme cihazıarı özellikle kafaya çok yakın kullanılmaktadır. Bu cihazıarın bazı durumlarda yüksek seviyeli lokal alanlar yarattıklan ve kullamcılar için risk oluşturabildikleri belirtilmektedir[1 ,8]. Örneğin, 10 J.tW'lık kablosuz elde taşınabilen ve 50 Hz'lik telefon için maksimum elektrik ve manyetik alan şiddeti 15 V/m ve 18 mA/m olarak ölçülmüştür. 164 MHz'de çalışan 2 W'lık bir telsiz için de maksimum alanlar 470 V/m ve 0.73 Alın'den daha büyük olarak belirlenmiştir [6]. Yapılan bir çalışmada elde taşınan cep telefonlan için, 9.4-94 V /m ve 41-41 O mA/m değerlerindeki maksimum alanlar, 6-600 mW aralığında değişen güçler için hesaplanmıştır. Çalışma sonucunda maksimum alan şiddetlerinin anten besleme noktalannda olduğu vurgulanmaktadır[13]. Dış anten kullanan bir araba içerisinde yapılan ölçümlerde (3W verici için) 6 ve 36 V/m arasında değişen Elektrik alan şiddeti ölçülmüştür [ 13]. Halk bandı (Citizens Band, 26.965-27.405MHz) telsizi olarak kullamlan 4 W haberleşme cihazı için antenden 5 cm uzaklıkta elektrik alan 230-1400 V/m, manyetik alan 0.1-1.3 Aln1, 12 cm'de ise 90-610 V/m, 0.05-0.8 A/m olarak ölçülmüştür[! 1].

İnsan vücudu soğurulma karakteristiği alındığında, RF frekans bandı dört alt ayrılabilir [17].

ıo

\1�

,.;., �� ,,_, ye-

. _§...... ...

= d ....

4.. . 1,.. . \'

... , J ,. • .;.

2 ı o·

..,

1 Jj

��

Z .._

ı-.;-:r· .�

. •.,.

4.�

�·

""'

··...

.. ·"· "4

'·

....

... .. \_"' �

··" · •

......�

. .... . ... �.

.....

......

•••

·�

. ,�......_ . .. . .... _ .. _�.. ,_..

f .,

.�; � 1

("s

.. -"

,. .. -

/..,.........

--�

,.,

.· ,

,•

...., '"' ;-.:' ...

, •, ,

,. fl"

'+= tn- CQ4 ctS ..2 .o ta 1 o-3

---

•

•·•

0.74m-1 Okg

1.38m-32kg

. 1.75m-70kg •

. ·

rakzeminde 10� �------�--� 10 ıoı ••

·•

Frekans (MHz)

Şekil. 1 İnsanlarda vücut boyutlarına bağlı olarak SAR' ın frekansa göre değişimi Soğurulan enerji miktan radyasyona maruz kalan kişinin boyutlarını içeren çok sayıda faktöre bağlıdır. Standart bir kişi (boy 1.74 m) eğer topraklanmışsa, yaklaşık 70MHz civarındaki bir frekansta, enerji soğurutma rezonans frekansına sahiptir. Daha küçük boylu insanlar ve çocuklar için enerji soğurulma rezonansı 1OOMHz'i aşar. En uzun boylu insanlar için sağurulma rezonans frekansı 70MHz'in altındadır. Örneğin bir bebeğin kafasının rezonans frekansı 700MHz iken, bir yetişkin kişi kafası için rezonans frekansı 400MHz'dir. Vücut boyu RF enerjinin soğunılınasında önemlidir. İnsanlar için vücut boyutlarına bağlı olarak SAR değişimi Şekil.1'de verilnıiştir[8].

EM alan kaynaklarının çoğalması genel halk sağlığı açısından kaygılan beraberinde getirmiştir. Radyo frekanslı EM dalgaların canlı organizmalar üzerindeki etkisi; alan yoğunluk seviyesi ve maruz kalma süresinin yamnda, kaynaktan uzaklık, frekans, modülasyon tipi ve potarizasyon gibi faktörlere de bağlıdır[9, 1O]. Bu şekilde dokunun birim kütlesinde soğurulan enerji "doz" olarak tammlamr. Canlı dokularda, soğurulan enerji miktarından çok, enerjinin soğurulma hızı önemlidir [8, 14]. Bu durumu içeren bir "Bağıl Sağurulma Hızı" birimi; SAR (W/kg) olarak tammlanmıştır. Belirli bir dokuda SAR hesabı; 2p

-ı

��

II. EM ALANLAR VE BİYOLOJİK ETKİLEŞİM

bölgeye

1. 30 MHz' den daha küçük alt rezonans bölgesinde insan gövdesi için yüzey soğutma belirgindir, fakat boyun ve hacaklarda enerji sağurulması hızla artar. 2. T'üm vücut için 30-300 MHz rezonans bölgesinde ve hatta vücudun bir kısmının rezonansı için daha yüksek frekanslarda, özellikle kafa için, çok dikkatli olunmalıdır. 3. 400 MHz 'den 3 GHz 'e kadar o lan aralıkta ısı etkisi mevcuttur. Bu bölgede özellikle 100 W/m2'lik güç yoğunluğunda lokal eneıji sağurulması beklenebilir. Frekans arttıkça soğurulan enerji azalır ve ısıtma etkisi artar, örneğin 915 MHz'de sağurulma derinliği bir kaç cm olmaktad1r.

EM kirliliğin artması ile birlikte canlı organizrnalann etkilenme riski de artmaktadır. Bu konudaki araştırmalar disiplinler arası uzun süreli çalışmalan gerektirmektedir. Bu konudaki çalışmaların disiplinler arası olarak sürdürülmesi konuya özel bir durum kazandırnuştır. Bu gün dünyamn bir çok ülkesinde olduğu gibi Türkiye' de de CT kullananların yaş ortalaması oldukça düşüktür. Son zamanlarda on altı yaşından küçük genç kesim ve daha küçük yaşlardaki çocuklar için CT kullanımının yarattığı riskler üzerinde daha fazla durulmaktadır.

ı (j Tepe- SAR=-- E

dikkate

(1)

olarak tanımlanır. Eşitlikte E, dokuda hesaplanan ya da ölçülen elektrik alan şiddeti (V/m), cr dokunun

154

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Üniversite Öğrenccileri Arasında Cep Telefonu Kullamıni ve ElektromanyetikKlrlilik Üzerine Bir Çahşma Ş. Özen, E. Uskun, O. Çerezci

6.Cilt, 2.Sayı (Ternmuz 2002)

••

II.l

biri meslekleri gere ği EM alana maruz kalanlar için sınır olarak kabul edilmiştir (0.4 W/kg). Toplunıun maruz kalabileceği sınır için mesleki maruz kalma düzeyinin beşte biri (0.08 W/kg) alınmıştır. SAR insan için ölçülmez. Ancak özellikle cep telefonları için önemli bir ölçüttür. Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ) CT SAR değerleri için toplum maruz kalma düzeyine yakın bir değeri (0.1 W/kg) sınır olarak önermektedir. telefonlarının cep üzerindeki değerin Bu kullamlmaması tercih edilmelidir. Ülkemizde satışa sunulan cep telefonlarının SAR değerleri 0.1 - 2.67 W/kg arasında değişmektedir [27].

EM Dalgaların Biyolojik Etkileri Uzerine Yapılan Araştırmalar Radyo frekanslı EM dalgaların dokular üzerinde iki temel etkisi bulunmaktadır. Bunlardan ilki ısı etkisi, ikincisi ise termal olmayan ya da diğer adıyla kimyasal etlci olarak tanımlamr. Yeterli değerde EM alanlara maruz kalma, vücut dokulannda ısı artışına neden olmaktadır. İndüklenen alanlardan dolayı ısı artış kriteri 1co olarak belirlenıniştir[9]. Özellikle insan vücudunda gözler ve testislerin RF enerjiye duyarlı organlar olduklan vurgulanmaktadır[18]. Düşük deney için durumlan değerli maruz kalma hayvanlarında DNA ve kromozoın değişimlerinin gözlenebildiği bir kaç çalışmada belirtilmiştir[19].

Uluslar arası standartlaşma, tarihi gelişim içerisinde değişmekte olup, kabul edilen değerler her geçen gün daha da aşağı çekilmektedir. Ancak, maruz kalma ile ilgili şartlar, biyolojik yapı ve korunma şekilleri aynı olduğu halde standartlarda ülkeden ülkeye büyük farklıklar görülebilmektedir.

Yapılan bazı deneysel çalışmalarda ( invitro-invivo şartlarda) özellikle genlik modülasyonlu alanların hücrede DNA ve kromozomlar üzerinde değişiklik yapabildiği not edilrniştir[9,18]. Gönüllü insanlar üzerinde yapılan bir çalışmada ise 4 W/kg'lık bir SAR değeri 15-20 dakikada insan vücudu ortalama sıcaklığını 0.2-0.51C0 artırmıştır[9]. Epidennyolojik çalışmalarda ise, genel halk sağlığı, kardiyovasküler sistem, sinir sisterıll ve göz gibi organların EM alanlarla RF araştınlrnaktadrr[20]. etkileşimleri radyasyonun büyüme ve gelişme üzerine etkileri konusunda, yapılmış çalışmalar bulunmaktadır[19].

Radyo frekans alanları, özellikle mikrodalga (300 MHz- 300 GHz) hem uygulama sahası hem de sağlık üzerine etkileri nedeniyle EM spektrumun önemli bir bölümünü oluşturur. Bu iyonize olmayan radyasyon, göreceli olarak kısa dalga boyuna ve yüksek frekansa sahiptir. Bu da, iletken maddelerde ısınmaya neden olabilecek enerjiyi ortaya çıkarabilir[l]. Tüm

bu bilgilerin ışığında gittikçe hayatımızın ayrılmaz bir parçası haline gelen cep telefonlannın genç yaş grubunda kullanım durumunu değerlendirmek üniversitesi Demirel Süleyman amacıyla Öğrencilerinde kesitsel bir çalışma planlandı.

Cep telefonlarının arama ya da aranma hallerinde, antenin başa yakın tutulması sonucu moleküler ya da hücresel düzeyde hasar oluşturabileceği genel kanısı hakimdir. Öyle ki, bazı araştırmacılar baş tarafından eınilen milcrodalga enerjisinin beyinde sıcak nokta oluşturduğunu ifade ederler. Bunun sonucunda, gözde hasarlaşına, baş ağrısı ve kanserin potansiyel biyolojik etkileri olarak gözlenebileceği ileri sürülmektedir. Elde taşınan haberleşme cihazlarının normal kullanımı esnasında, insan kafasında depolanan EM enerji ile ilgili çalışmalar daha çok cep telefonları üzerinde yoğuntaşarak devam etmektedir[19]. Bazı araştırma sonuçları Tablo.l 'de verilmiştir.

DI. MATERYAL METOD B u araştırma Mayıs 2001 'de Isparta'da yapılnuştlr. SDÜ ne devam eden Araştırmanın evrenini öğrencilerin tamamı oluşturmaktadır. Bunlar arasından rast gele örnekleme ile seçilen 407 kişiye daha önceden hazırlanan anket formlan uygulanarak veriler toplandı. Kesitsel tipte bir çalışmadır. Anket sos yo-demografık özelliklerle, CI' kullanımı ve diğer EM alan oluşturan araçların kullammının yanı sıra yukarıda bahsedilen literatür bilgilerinin ışığında bazı semptomların varlığını da sorgulayan soruları içeımekteydi. Veriler bilgisayarda dizginlenerek, SPSS paket progrann ile değerlendirildi. İstatistik analizlerde ki-kare ve t-testi kullanıldı.

Tablo. I 0.6 W CTnun ortalama l g doku için kafadayarattığı tepe SAR değerleri SAR seviyesi (W/kg) 0.45 0.7 0.16-0.69 2.82 0.12-0.83 ı .2-2.28 0.2-1.6

Kullanılan Yöntem

Ref.

Ölçüm Ölçüm Hesap Hesap (900MHz'de) Ölçüm Hesap (915 M Hz' de) Olçüm

[12] [21] [22] [23J [2 4] [25] [26]

••

IV. BULGULAR VE TARTIŞMA Araştırma grubunun fakültelere göre dağılımı Tablo 2'de, tanımlayıcı özellikleri Tablo 3 'de görüldüğü gibidir. Grubun %61.9'u erkekti ve yaş ortalarnası 20.5+1.6 (minimwn 17, maksimum 27) olarak belirlendi.

11.2 SAR Güvenlik Limitleri

Uluslar arası Non-iyonizan Radyasyondan Koruma Komisyonu (ICNIRP, International Commission on Non-Ionizin Radiation Protection) 4 W/kg SAR değerini lirnit olarak kabul etmiştir. Bu değerin onda

155

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü

6.Cilt,

2.Sayı (Temmuz 2002)

�

Dergisi

Universite

Tablo 2. Araştırma Grubunun Okultara Dağılımı Okulun Adı

Ziraat Fakültesi

Tıp Fakültesi

Mühendislik Fakültesi Toplam

17.9

ı 1.3

%8.8

100.0

Cinsiyet

İkarnet

Erkek

252

61.9

Ailesinin yanında

12.0

Evde arkadaşlan ile

165

40.5

Aileden bir bireyle

3.7

Annenin eğitim

durumu

İlkokul ve altı

Babanın eğitim

durumu

yüksekokul Ev hanımı

Memur

Annenin mesleği

işçi

27.8

Tablo 4. Araştı rma Grubunun CT Kullanım Özellikleri

41.7

124

30.5

306

75.2

9.3

Emekli Diğer

Direkt kulağı_na dayay1p bekleyenler

{J')

o "'O

�

60 so

o/o5 8, l -

130

31.9

Pantolonun arka cebinde

100.0

Çantada

149

Gömlek cebinde

31.5

36.6

14.7

Elde

CTnu kapalı tutanlar

191 184

Toplam*

o/o49,6

57.9 7.2

118

CTnu açık tutup, görüşme yapanlar

34.9

taşıyorsunuz?

Araba kullanırken veyaseyahat ederken

konuşanlar/handsfree

Kemerde

o/o66 9

---

o/o61,6

·-

n1esafeden

CTnuzu nerede

Belirli bir ku llananlar

26.6

217

7.9

10.7

131

Ekrandan bağlantı)'] takip ettikten sonra

o/o

sonra

22.9

407

büyük

CT ile arama yaparken numarayı yazdıktan

3.0

44 Toplam

Öze1hkler

12.5

108

Serbest

Babanın mesleği

kişiye

113

ı 8.4

Memur

kişiden

farklılıklar göstermekteydi.

Diğer

değişkenler

28.5

Emekli

tüm bu

Ancak

ı 16

170

Orta-lise

Günlük

dakika olarak belirlendi.

yapılan görüşme sayısı ortalaması 5 olarak bulundu.

53.1

yüksekokul

ortalaması ise 7

40.3

216

kullanmadığı

bırakmaktaydı. Grubun CT ile bir seferde konuşma süresi ortalaması 2 dakika, günlük toplam görüşmenjn

3.4

164

İlkokul ve altı Oıta-lise

veya gerekli olmadığı zamanlarda da açık tuttuğunu belirtti. Grubun %34.9'u telefonunu 24 saat açık

38.1

155

Yurtta/pansiyonda

SAR'ın

o/o14.3 'ü

açık tuttuğunu ve %56'sı da telefonunu

Evde yalnız

Grubun

CT olanlar günde ortalama 18.0+5.1 saat telefonunu

Kız

idi(Şekil.2).

olduğunu tam olarak biliyordu.

Tablo 3. Araştımıa Grubunun Tanımlayıcı Özellikteıi .. üzellikler

seç imini

marka

belirtirken; SAR özelliklerine dikkat edenler ancak

10.3

407

alırken

%58.1 'i fiyatının, %61.6'sı estetiğinin, o/o49.6 'sı pil özelliklerinin, 0/o66.9'u teknolojisinin önemli olduğunu

17.9

telefonu

etkileyen faktörler nelerdir?" sorusunu yönelttiğimizde

20.4

Teknik Eğitim Fakültesi

"Kullandığınız

22.2

kadan

mar

olmak üzere her

CT olanlar mevcuttu. Araştuma grubunda cr olanlara

o/o

Meslek Yüksekokulu

Oğrenecileri Arasında Cep Telefonu Kollanıma ve ElektromanyetlkKirliJik Üzerine Bir Çalışma Ş. Özen, E. Uskun, O. Çerezci

(o/ol0.8)

Panasonic

İktisat Fakültesi

8.5 5.6

50.9

49.1

100.0

375

*CT olan]ar arasmda

�

·-

�

o c <1)

· -

"'O W-l

� 20

�

a · -

o/o8,8

Araştırma grubuna telefon görüşmelerinin sürelerinin sağlıklı hatırlayamayacaklan düşünerek son ödedikleri fatura

miktarı

soruldu,

miktar

telefonun

kullanımının çokluğunu yansıtınakla birlikte faturasız

hatları -

karşıdan

araınaları

kapsamadığı

düşünüldüğünden değerlendinneye alınmadı. Grubun

CT kullanımına yönelik diğer özellikleri Tablo 4' de Sar

Fiyat

Estetik

P il

veriinnştir.

Teknoloji

Özel1ikler

Araştırma grubunun çoğunluğu kolay erişilebilir olmak veya

dışında

ve ortalama 2.1 +1.4 yıldır kullanmaktaydılar. Grubun

sahibi cep

diğer

alanlara

maruziyet

ile

ilgili

(bilgisayar, saç kurutma maki nesi kullam mı, televizyon

ll,

seyretme...vb.) soruların yanı sıra EM

maksimum 25) olarak belirlendi. Tercih edilen ilk üç

(o/o43), Ericson (%17.7)

için

Tüm bu bulgularımıza ek olarak araştırma grubuna CT

Araştırma grubunun o/o 92.1 'inde CT vardı (375 kişi)

CT markası sırasıyla Nokia

erişebilmek

telefonsuz hayatının zorlaşacağıru düşünüyordu.

Oranlan

(min

kolay

olduğunu beliıtnıekteydi (%88.2) ve o/o36.7'si

Şeki1.2 Araştırma Grubunda CT Alırken Dikkat Edilen Özellikler ve

cr sahip olma yaş ortalaması 18.5±1.9

herkese

ilişkili

156

olduğu

düşünülen

semptomlann

maruziyetle varlığı

Üniversite Öğrenccileri

SAu Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Aras1nda Cep Telefonu Kullamını ve

ElektromanyetikKirlilik Üzerine Bir Çalışma

6.Cilt! 2.Sayı (Temmuz 2002)

Ş.

O. Çerezci

Özen, E. Uskun,

sorgulandı. Grubun %82.8'i cep telefonlannın sağlığa

etkene bağlı olarak az ya da çok etkilenir. Bilgisayar

zararlı olduğunu düşünüyordu, bu konudaki bilgilerin

kullanımına bağlı gözlerde yorgunluk, yanma hissi,

çoğunluğu

gazetelerden

grubun

konusunda

kirlilik

edinilmiştİ

(%54.1).

%41.3 'ü

fikir

kızarıklık kaşıntı, sulanma, bularnkhk ya da çift görıne

gibi

beyan

yakınmalar

sıktır.

Bilgisayar

kullanırken

etmezken, %1'lik bir grup bu durumun çok fazla bir

kullanıcılar göz kapaklarım farkında olmadan daha az

zararı olmadığını düşünmekteydi. Geriye kalan büyük

açıp kapatırlar bu nedenle kuru göz yakınmalarına yol

çoğunluk EM kirliliğin, insan sağlığını tehdit eden bir

açabilmektedir.

durum

negatif yüklü partiküller, insan bedeninde ve gözlerde

ancak

olduğunu,

teknolojiden

yararlann-ıak

negatif

adına bunun kaçınılmaz olduğunu ifade etti.

elektrik

Bilgisayar yükü

monitörlerinden

oluşturarak

yayılan

havadaki pozitif

yüklü toz parçacıklarını çekip gözlerde konjonktivite Araştırmarmzdaki değişkenierin bazı özelliklere göre

bağlı

dağılımlan

yakınmalart kadınlarda erkeklerden daha sıktır. Ancak

değerlendirildiğinde;

sahibi

olanlar

yakınmalara

neden

olabilmektedir[28].Göz

arasında cinsiyet, yaş, ikamet edilen yer bakırnından

bu farklılığın cinsiyete değil,

farklılık yoktu. CT alırken dikkat edilen özellikler

çalışanın mesleki niteliğine

cinsiyetten etkilenmekteydi. Fiyat, teknoloji ve SAR

düşünülmektedir[29].

çalışma süresine

ve yaşa bağlı olduğu

özellikleri erkekler için önemli kriterierdi (sırasıyla; Bu

X2=5.183; 4.190; 5.959; p<0.05). SAR konusunda olanların

bilgisi

çoğunluğu

erkekti

çalışmada

cinsiyetin

göz

şikayetleri

olma

durumunu etkileyen bir değişken olmadığı görüldü.

(%17.9,

Ayrıca

x2-7.946,p<O.05).

göz

şikayeti

bulunantarla

bulunmayanların

bilgisayar başında geçirdikleri günlük ortalama süre arasında da anlamlı fark bulunamadı.

Telefonun taşındığı yer de cinsiyetten etkilenmekteydi. Erkekler

telefonu

çoğunlukla

pantolonlannın

arka

cebinde taşuken, kızlar çantalannda taşımayı tercih

Bugün dünyada milyonlarca CT kullamlmakta, bu

ediyorlardı (sırasıyla %50.2, o/o97.2, X2=315.175, p<

nedenle çok küçük bir sağlığa zararlı etkinin varlığının

0.001). Araç kullanırken veya seyahat ederken cep

bile önen1Senmesi gerekliliği ortadadır. Özellikle cep

telefonunu

yaptığını

telefonlannın kullandığı frekansdaki EM alanın 1993

belirtenierin çoğunluğu erkekti (%57.5, X2=18.140,

yılında Belçikalı bilimciler tarafından P 53 geninde

p<O.OOl), yine benzer yaklaşımla telefonunu 24 saat

hasara

açık

tutanların

bırakanlan

görüşme

çoğunluğu

erkekti

(%64.9,

yol

açtığının

gösterilmesi,

aynı

frekansın

farelerde beyin lezyonu oluşturduğunun Washington

X2==27.948, p<o.os).

Üniversitesinde

(1995)

projesi

başkanı

WHO

gösterilmesi,

Repacholi'nin

EMF

frekansının

C T sahibi olmakla ailesel değişkenler arasmda anlamlı

farelerde

bir ilişki mevcut değildi. Görüşme sayısı ve süreleri

yayı nlaması , yalnızca Fransa' da son bir yılda her ki

cinsiyetten etkilenen diğer değişkenierdi ve bir kerede

cinste da beyin tümörü sayısında %31 artış görülmesi

görüşülen süre kızlarda, günlük göıüşme sayısı

bize

ise

lenfarnaya

sunulan

neden

kaynakları

olduğu

sınırsız

bulgusunu

sorumsuz

erkeklerde daha fazlaydı (ortancaları sırasıyla 3 dakika,

kullanmayacağırruza

p<O.OOI; 5 kez, p<O. Ol). Bununla uyumlu olarak

yalnızca birkaçıdır. CT kullanımı, yüksek gerilim hattı

toplam günlük görüşme sürelerinde cinsiyetler arasında

ve baz istasyonu kurulmasındaki hızlı artışın kanser,

anlamlı fark yoktu.

baş ağrısı ve hafıza kaybı dahil oln1ak üzere sağlığa

ilişldn

önemli

göstergelerden

olumsuz etkilerine ilgi aıtmıştır. Bu ilgi karşısında Diğer EM alanlarla ilgili olarak bilgisayar daha uzun

DSÖ, 1 O yıl sürecek olan ve 44 ülkenin katıldığı

sürelerle erkekler tarafından, saç kurutma makinesi ise

U1uslararası

kızlar tarafından daha çok kullanılmakta idi (p<O.OOl).

başlatmıştır.

Televizyon

seyretme

süresi

ise

Alan

Projesi'ni

1996

yılında

cinsiyetten

etkilenmemekteydi.

Bazı kimselerde elektrikle çalışan aletlere karşı aşın hassasiyet

oluşmakta

reaksiyonlar

açığa

İstatistikleri

çıkmaktadır. Bu reaksiyonlar; Bağazda kuruluk hissi,

Bürosu verilerine göre,bilgisayar kullanımına bağlı

gözde problemler (ağrı ve gönne bozukluğu), baş

Amerika

birleşik

devletleri (ABD)

İş

travmalar)

ağrısı,

aleıji, uykusuzluk,

nedeniyle başvurular işle ilgili hastalıklaıın o/o64 'ünü

işitme

zorluğu,

oluş tunnakta,

harcama

semptomları daha çok indüklediği ileri sürülenler;

gerektirmekte, aynı zamanda iş veriminde düşüşlere neden olmaktadır. Ekranların oluşturduğu EM alanlar,

elektrikle çalışan Lap Top bilgisayar ve bilgisayar

sağlık

sorunları

(yineleyen

yıllık

zorlayıcı

milyar

dolarlık

monitörleri,

yorgunluk

sesiere karşı olarak

hassasiyet,

sayılabilir.

TV, floresan ve halojen lambalar, evdeki

elektrikli aletler ve cep telefonlarıdır [5, 6].

insan vücudu yüzeyinde havadaki toz parçacıklarını çeken bir elektriklenme oluşturur. E M alanlar ekrandan uzaklaştıkça hızla azalır, ekranın ön kısmında en az düzeyde

iken,

yanlannda,

üstünde

Araştırma grubunun sorgulanan semptomlarla ilgili

arkasında

olarak

%44.2 'sinin

şikayeti

semptomlardan baş ağrısı

fazladır. Bilgisayar kullanımı sırasında gözler birçok

1 57

mevcuttu. Bu şikayeti CT olanlarda

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Univenite Oğrenccileri Arasında Cep Telefonu Kullanımı ve ElektromanyetikK.irlilik Üzerine Bir Çalı�ma Ş. Özen, E. Uskun, O. Çerezci

günlük görüşme sayısı ortalaması diğerlerinden yüksekti (9.2+6.5 kez, p<O.Ol). Hatıriarnada güçlük çekme şik:ayeti olan1ann da diğerlerinden daha uzun süredir CT sahıbi olduklan görüldü( ortalama 2.6+1.8 yıl, p<O.OS).

olmayanlara göre daha fazla idi (%24.3, x:ı-5.429, p<O.O l). CT olanlarda uykusuzluk problemi o/o8.3, sesiere karşı hassasiyet ve işitme zorluğu o/o7.2 iken, olamayanlarda her iki semptomla ilgili şikayet mevcut değildi ancak bu fark istatistik olarak anlamlı bulunmadı. Yine cr olanlarda yorgunluk şikayeti %15.7 iken olmayanlarda %3. 1'di ve bu fark anlamlı idi (Xı-3.729, p<0.05). Tüm semptomlardan herhangi birinde şikayeti olma dwumu ile CT sahibi olma durumu karşılaştınldığında büyük farkla şikayeti olanlann %98.3'ü CT sahipleriydi (X2-17.102, p<O.OO l ). 1ş •

•

� !"!"!"! � � ·"'" . . ,� .. � . ..� .. •

ımmrrr�rtrrttt •

•

• • • •

•

. . • • •

• o

•

• •

•

Bu sonuçlara göre; verdikleri cevap bu koymuştur. Ayrıca görüşme süresi ve anlaşılmıştır.

�tme : 1

zorlu� (%7.2) ı 1

•

baş agnsı

ı ��v.,,.3)

��yorgunluk; MiWiıil1 (o/ql5.7):

-��-��!o

öğrencilerin CT SAR özelliğine konudaki bilgi eksikliğini ortaya sağlıkla ilgili şikayetlerin CT sıklığı ile ilişkili olabileceği

Cep telefonlannın doğrudan insan sağlığını etkileyip etkilemediği hemen yamtlanması zor ancak çok önemli bir sorudur. Biyolojik olayların kaırnaşıklığı ortadayken, yapılan birkaç çalışmaya dayanarak kararda bulunmak bilimsel açıdan doğru olmayacaktır. Ancak riskin varlığı EM alaniann olası etkilerine karşı güvenlik önlemlerini almak için yeterlidir. Bunun yanında güvenlik limitlerinin geçmiş yıllara göre aşağılara çekildiği ve ülkelere göre de değişim gösterdiği gerçeği dikkate alınmalıdır. Bu bakımdan EM kirlilik konusu her geçen gün daha da önem kazanmaktadır. EM kirlilik konusunda toplumun bilinçlendirilmesi önemli bir güvenlik faktörü olarak karşıımza çılanaktadır.

. . . . .. ı (Ol ı3) /08

. '•

Oranlar(%)

öğrencilerinin seçilmesi, Çalışmada üniversite sonuçlarm genel topum bazında değerlendirilmesine de konudaki tutacaktır. Bu araştrrmaların ışık sürdürülmesi bilimsel verilerin oluşmasına önemli katkı sağlayacaktır.

Şekil.3 CT Kullanan öğrencilerin sağlıkla ilgili şikayetleri

Boğazda yanma şikayeti olanların CT görüşme sayısı ve saç kurutma makinesi kullanma sayısı ortalaınaları fazlaydı (p<O.O l). Uykusuzluk şikayeti olaniann günlük görüşme sayısı ortalaması diğerlerinden yüksekti (9 .2+6.5 kez, p<O.O1). Ha tırlamada güçlük çekme şikayeti olanların da diğerlerinden daha uzun süredir CT sahibi olduklan görüldü ( ortalama 2.6+1.8 yıl, p<0.05).

KAYNAKLAR

[1] Ulutin H.C, Güden M, Oysul K, Sürenkök S, Pak Y. EM Alaniann Kanser Oluşumuna Etkileri. Sendrom, 12(1 0):96-98, 2000 [2] ICNIRP "Guidelines For Limiting Exposure to Time-Varying Electric, Magnetic And Electromagnetic Fields ( l Hz-300GHz)", Health Physics,Vol.74, No:14,Pp.207-1998 [3]WHO, "Electromagnetic Fields (300Hz-300GHz)", Environmental Health Criteria Monograpy, No:137, World Health Organization, Geneva, Pp. l-246, 1993 [4] Stanislaw S., Elzbieta S., "Cellular Phone Systems And Human Health-Problems With Risk Perception And Communication, Environmental Management And Health, Vol:ll, No:4, Pp.352368,2000 [S] Seyhan N. EM kirlilik ve Korunma Yöntemleri, WHO Uluslar Arası Emalan Projesi, Ulusal Ve Uluslararası Politikalar. Mesleki Sağlık Ve Güvenlik Dergisi, 4:9-16, 2000 [6] Şeker S., Çerezci 0., "Radyasyon Kuşatması'', Elektriğin ve Nükleer Enerjjnin Sağlığımıza

V.SONUÇ Üniversite öğrencileri arasında yapılan bu çalışmada, öğrencilerin EM kirlilik konusundaki bilgi seviyeleri ve CT kullarunu ile ilgili sağlık problemleri arasındaki ilişki araştırılrmştu. Araştırmada CT satın alırken telefonlann SAR özelliğine dikkat eden öğrencilerin oranı %8.8 olarak belirlenmiştir. Ayrıca sağlıkla ilgili bazı şikayet! erin tespit edilen oranlan ise şunlardır. Baş ağrısı %24.3, uykusuzluk problemi %8.3, sesiere karşı hassasiyet ve işitme zorluğu o/o7.2, yorgunluk %15.7 olarak tespit edildi ( CT olmayanlarda yorgunluk şikayeti ise 0/o3 .ı olarak belirlendi ve bu fark istatistiksel olarak anlamlı bulundu, X2=3.729, p<O.O 1). Boğazcia yanma şikayeti olanların CT görüşme sayısı ve saç kurutma makinesi kullanma sayısı ortalamalan fazlaydı (p<O.Ol). Uykusuzluk şikayeti o1anlann

158

Ün iversite Öğrenccileri Arasında Cep Telefonu Kullanımı ve

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2002)

ElektromanyetikKirlilik Üzerine Bir Çalışma

Ş. Özen, E. Uskun, O.

[ 1 9]Thansadote., A., Cellular Transmitter Towers

Etkileri, B oğaziçi Üniversitesi Yayınevi, 2000,

And Hand-Held Telephones: Are They

İstanbul

Hazardous? The Sixth International Conferance

[7] Bemardi, P., Cavagnoro, M., Pisia., "Evaluation of

On Advances Science And Thecnology Exchange

The Sar Distribution in The Human Head For Cellular

Used

Phones

Environment",

IEEE

Partially Closed

Trans.

Electromagnetic

With Thailand, B angkok> Thailand, July 1 7- 1 9, 1 996. [20] Norbert,

Compatibility, 38(3), 1996.

Ş., Measurement of The Magnetic Field

[8] Özen,

Strength Levels At 27 MHz- l OOOMHz Frequency

Radiofrequency

Range Affects Living Organizms ; Comparing of

Occupational

Sol,

Int.

Radiation",

And

Environmental

Arch.

Health,

56,

[2 1 ] Joyner., K.H., Lubinas, V., Wood, Saribalas, J . , et Al., Radio Frequency Radiation (RFR) Exposure

2000. [9) World

Health

Organization Health

Environmental Electromagnetic

From Mobile Phones, Proc. Internat. Cangres o n

(WHO),

Criteria

Fields

Genova, 1 993.

(3 00hz-300GHz),

Protection,

Radiation

1 37:

IRPA,

"Some

0.,

Nurnerical

Ş., Çömlekçi, S . , Merdan, M.,

Dosimetry:

Extremely

Yerel TV. Ve Hücresel V erici istasyonlarındaki

Microwave

Frequencies",

Alan

Seviyelerinin

Ölçülmesi,

Pp. 779-7 82,

Montreal, 1 992.

53,

[22]Gandhi,

Kaya, A., Özen,

Michaelson,

P. 1 69-1 78, 1 9 8 5 .

And Epidemiologic Data, Msc Thesis, Isparta,

Sonuçlann

Low

Methods

For

Frequencies

Radio

Science,

3 0,

Pp. l 6 1 - 1 77, 1 995.

İnsan Sağlığı Açısından Değerlendirilmesi, EM

[23 ] Dimbylow,

P.J.,

And

Mann,

S.M.,

"Sar

kirlilik Etkileri Sempozyum Kitabı, Ankara, 39-

Calculations In An Anatomically Realistic Model

45s, 1 999.

[ l l ] Mantiply, E.D., "Summary of Measured Radio requency Electric And Magnetic Fields ( 1 O K.Hz to

Annual

EM kirlilik Etkileri in

M.A.,

And

Rahmat-Samii,

Y.,

"Em

İn

Q.,

Garay,

And Manning,

0.,

T.J. ,

Barosu Kent ve Çevre Konrisyonu Tarafından Hazırlanan Cep Telefonu Baz İstasyonları Raporu,

fi ttp://Vv w w. İ stabip.Org. Tr/Genel/İb-BazistJitml . [28] inandı

[ 1 7] IRPA, Interim Guidelines on Limits of Exposure

T, Akyol İ. Bilgisayar Kullanıını İle İlgili

Sağlık Sorunlan. Sted 200 1 ; 1 0(3):92-94.

to Radio Frequency Electromagnetic Fields in The

[29] Piyal

Frequency Range From 1 00 K.Hz to 300 GHz.

Bilgisayar

Ekranlarının

Yarattığı

Sağlık Sorunlan. Bilişim Toplumuna Girerken E M

Health Pbysics 54( 1 ), 1 1 5- 1 23 , 1 98 8 .

Kirlilik Etkileri Sempozyumu Kitabı,

[ 1 8]Robert, F.C., Jerry, L.U., Federal Communication

Ankara

1 999; 53-59.

Comission Office of Engineering & Technology,

[30] Aleleman F. Özyalçın M.O, Sevgi L. EM Kirlil ik

Questions And Answers About Biological Effects of

Phones",

Etkisi. ----- İstanbul Tab ip Odası (200 1 ) : İzmir

Istanbul/Turkey, 2000.

Hazards

Mobile

[27] Pala K . Cep Telefonu Baz istasyonlarının Sağlığa

Medicine, Işık2000 W orkshop On

Potantial

lland-Held

Verucular Tech., 44, Pp. 390-403, 1 995.

Biomedical Information Engineering, Pp. l 1 - 1 6,

And

"Specific

Users Of Portable Cellular Phones", IEEE Trans .

Sempozyum Kitabı, Ankara, ı 3 5 - 1 40s, 1 999.[

Therapeutic

K .H.,

"Electrornagnetic Energy Exposure Of Simulated

[ 1 5] Akleman F., Özyalçın M. O., Sevgi L., EM Kirlilik

RF!Microwave

Analog

[26] B alzano,

1 -4s, ı 999.

H.D . ,

Joyner,

1 7, 1 995.

EM Kirlilik Etkileri Sempozyum Kitabı, Ankara,

Rosen,

And

Personal Communications", Proc. IEEE, 83, Pp. 7 -

( 1 4] Sanalan, Y., Nükleer Olmayan Radyasyon da var,

A.,

V.,

İnteraction Of Handset Antennas And A Human

Dallas, Texas, Pp.32-40, 1 986.

[ 1 6] Rosen,

1 .8GHz", Phys.

[25]Jensen,

Conferance, IEEE Vehicular Technology Group

ve Modelierne Teknikleri,

Tranceivers At 900MHz And

Bioelectromagnetics, ı 6, Pp.60-69, 1 995.

Energy in Cars From Window-Mounted Antennas, 36th

Communication

From

[ l 3]Ba1zano, Q., Garay, 0., and Manning, T.J., RF The

Mobile

Head Exposed To Radio Frequency Transmissions

Measurements. Motorola Report, May 1 5 , 1 984.

For

Absoıption Rate Levels M easured İn A Phantom

Balzano, Q., And Garay, 0., Dyna Tae Exposure

Record

Head

[24] Anderson

Bioelectromagnetics, 1 8, Pp.563-577, 1 997.

Conferance

The

Med. Biol., 39, Pp. 1 53 7 - 1 553, 1 994.

30 GHz) in The General And Work Environment",

[ 1 2]

J .R. ,

"Epidemiological Studies of Human Exposures to

Results By Means of Invivo-Invitro Conditions,

( 1 OJ

Çerezci

Radiofrequency

Modelierne

Teknikleri.

Bilişim Toplumuna

Girerken EM Kirlilik Etkileri Sempozyumu Kitabı,

Electromagnetic Fields, Bulletin 56, Washington,

Ankara 1 999; 1 35 - 140.

1 999

1 59

•

CRM Uygulamalarının Verimliliğini Artırmak Için

SAU Fen B11imleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Kurumsal Veri Ambarlarınan Kullanılmasi

ö. Asilkan, K.

Ayan

UYGULAMALARININ VERİMLİLiGİNİ ARTlRMAK İÇİN KURUMSAL VERİ AMBARLARININ KULLANILMASI

CRM

Özcan Asil kan, Kürşat Ayan Özet

rekabet

çalışmada,

stratejisi

Relationship

haline

gelen

Management

Yönetimi) uygulamalarında, veri

ambarları

uygulamalarının

V eri

CRM

Metodolojik olarak yürütülmesi gereken CRM projeleri

(Customer

özellikle

•

Müşteri

Ilişkileri

verimliliğini

sonra,

artırmak

faydalanabileceği

Veri

anlatılnıaya

kritik noktada yer

Veri

Ambarı,

CRM,

altyapısında

fazla

ise

veri

almaktadır. Her

ne kadar CRM

kullanıldığı taktirde CRM uygulamalannın verimliliğini

MİY,

nasıl artırdığı bu çalışmada incelenecektir.

Müşteri Ilişkileri Yönetimi In this study, the place and the role of the

Datawarebousing in CRM implementations which has

n. CRM' İN YENİ EKONOMİDEKi YERİ VE

become the most po\verful competitive strategy, has

ÖNEMİ

been investigated. For this goal, after both the CRIVI and

telmik

yıldan

sistemlerinde veri amban kullanmak şart olmasa da,

Kelimeler

bir

madenciliği tekniklerine hizmet veren veri ambarlan

•

Ahsn·act

CRM'

şirketlerde

karmaşık analitik sorgulamalar kullanan OLAP ve veri

çalışılmıştır.

Anahtar

ölçekli

tabanlarından uç noktadaki CRM uygulamalanna kadar geniş bir yelpaze yer almaktadır. Bu yelpazede, özellikle

CRM

için

büyük

sürmektedir.

Ambarlarımn yeri

incelendikten

ambarlarından nasıl

en güçlü

Bu amaçla hem CRM, hem

ve önemi incelenmiştir. de

ekonominin

yeni

datawarehousing

had

been

studied,

CRM, yeni ekonominin en güçlü rekabet stratejisidir.

was

İngilizce

explained how to increase the effectiveness of CRM

Datawarehousing,

Data

Relationships

Management"

kelimelerinin baş harflerinin yan yana getirilmesiyle

systems by using datawarehousing.

Key Words

"Customer

kısaltılarak oluşturulan bu kavramın Türkçe karşılığı ise

warehouse,

"Müşteri İlişkileri Yönetimi", kısaca MİY' dir. CRM,

CRM, Customer Relationship Management

teknoloji değil bir strateji, yem bir iş yapma biçimidir, ancak dijital teknolojinin etkisiyle dünyadaki bilginin her

ı.

yıl yaklaşık

GİRİŞ

% 50 arttığı günümüzde CRM' in artık

teknik bir altyapıya

ihtiyaç duyduğunu inkar etmek

olanaksızdır. Teknolojinin hızlı ilerlemesi ve ucuzlamasının yanında pazarın da doymasıyla

20.

yüzyılın sonlarında "seri

•

11.1. CRM' e Duyulan Ihtiyaç

üretim" devri, yerini "bireye özgü" ürün ve hizmetlere bırak:rruştır. Artık yeni yüzyılda, müşterisini çok yönlü

Uluslararası platformda çeşitli araştırmaların sonuçlan

olarak tanıyıp bire-bir pazarlamayla ona "özel ve değerliH

aşağıda toplanmıştır.

olduğunu hissettirebilen işletmeler rekabet üstünlüğünü

anlayabilmek için önce bu sonuçlara bir göz atalım :

CRM' e duyulan ihtiyacı daha iyi

ele geçirmeye başlamışlardır. Bu şirketlere aradıkları yeni etkili silahı sunan stratejinin bugünkü adı CRM (Customer

Relationsbips

Management

•

Müşteri

Şirketler karlannın % 80' ini müşterilerinin %

20) sinden elde ediyorlar. Tabii geriye kalan

İlişkileri Yönetimi) olmuştur.

müşterilerinden

yani

toplam

müşteri

portfoylerinin % 80' in den elde ettikleri kar ise sadece

K.Ayan, Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Sakarya Ö.Asilkan, GüraJ Şirketler Grubu, Bilgi İşlem Merkezi, Kütahya.

% 20. Demek ki iyi kar getiren değerli

müşterileri bir şekilde tespit etmek ve yatınmlan onlara yöneltmek gerekiyor.

160

CRM

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1i, 2.Sayı (Temmuz 2002)

}vfernnun

•

ınüşteri,

Ö. Asilkan, K. 5

memnuniyetini olmayan

memnuniyetsizliğini

kişiye

Tipik bir mutsuz müşteri

kişiye

11.2. CRM 'in Tanımı

müşteri

aktannaktadır.

de,

potansiyel

hizmetleri,

doğru

müşteriler

giren

yer

diliminde

ile

n1utsuz

oranında

geri

Özellikle

kazanılabilmektedir. kategorisine

müdahale

müşteri

alıyorsa

acil

yapmak

gerekiyor.

CRM' in özel

''kaçan

müşteri

sadakati

�o

müşteri

çabalarına önem

İletişim teknolojileri ve

gerek

olan

mahalle

bakkalının

[2].

rekabet

gittikçe

güçlenmektedir.

avantajıarım Yapılan

60'

ele

geçirerek

araştırmalara

o/o 70'

göre,

i CRM projelerine

ı ise projeyi başanlı olarak

inin CRM bazında

1 8'

2002

organize olacağı yılı için%

50'

tahmin

ye çıktı. Bu

önemli olduğunu, nasıl bir ivmeyle hızlandığını ve ayru zamanda

kazanmasıyla

hatalı

projelerin

getirdiği

başarısızlık

oranlannın da ne kadar yüksek olduğunu göstermektedir. Ticari şirketler açısından "Yeni Müşteri" nin en önemli bilgi

veri tabanı yönetim

sermayesi

haline

geldiği

bugünkü

rekabet

ortamında, ürün ya da hizmeti üretmeyi ve dağıtmayı

sisternlerinde yaşanan gelişmeler, •

sunmak

araştırmalar, yeni ekonoınide CRM' in payının ne kadar

davranma stratejilerinin gerekliliği,

•

firmalan

ediliyordu ve bu rakam

beraber her müşteriye özel ihtiyaçlanna göre Yoğun rekabet ortamı,

hafızası

modern

duyulması,

•

tasadamak

uygulayamarnıştır. Yine ABD' deki şirketlerin 1999' da

sadakati

Mevcut müşterinin değerinin anlaştiması ve bu

pazarlamanın

güçte

başlamıştır ve maalesef%

kavranılannın önem kazanması,

Bire-bir

çözümler

ABD' deki şirketlerin yaklaşık

gelmesi,

•

usulü)

kavrayan ve kendi bünyelerinde uygulayan dünyamn

Pazar payının değil müşteri payının önemli hale

tutma

[ 1].

Yeni çağın en güçlü rekabet silahı olan CRM' in önemini

yitirmesi,

elde

özel

felsefesi olan müşteriyi tammak, n1üşteriye

insan, süreç ve teknolojiyi entegre eder

CR..i\1

Seri üretim ve kitlesel pazarlamanın etkisini

müşteriyi

çok

müşterilerinizle olan ilişkilerinizi maksimize etmek için

ortaya çıkış nedenlerini sıralayalım:

•

açık ve

koordinasyon sağlayan çok yönlü bir anlayıştır ve tüm

kavrarrumn tanımına geçmeden önce ise bu kavramın

herkese

CRM, müşteri ile temas halindeki fonksiyonlar arasında

sistematik bir yapıda ele alıp çözümler üreten stratejinin

nıemnuniyeti

yani

yapabildiğini şirketler için de olası kılan teknolojidir.

koşturmak için en önemli koşuldur. İşte tüm kriterleri

Müşteri

(terzi

tutabilecek

getirmek işietmemizi "kar edenler" sıralamasında zirveye

•

etıneye,

müşterisi ve herkesin adlarını ve tercihlerini aklında

etmenin yollarını bulduktan soma kendimize "sadık" hale

•

ekstra

başka bir şey değildir. CRM' de yeni olan şey, az sayıda

müşteriyi çok iyi tanımak, iyi analiz edip onu memnun

•

yapılacak

müşterilere

yaptığı iş, CRM felsefesini uygulamaya geçirn1ekten

yer aldığı görülüyor. Günümüzde kral koltuğuna oturan

dir.

olan

İşte adının CRM olduğunu bilmese de mahalle bakkalının

Bu araştırmaların ortak kesişim bölgesinde müşterinin

CRM'

karlı

sornıakta ve onların isteklerine uygun yaklaşmaktadır.

zamanda şirkete sadık hale getirmek gerekiyor.

adı

bilgiler

tek tammakta, onlara isimleriyle hitap etmekte, hatırıarını

artırılarak

Müşterileri sadece memnun etmek değil aynı

ekonomisindeki

ayrıntılı

çok eskiden beıi mahalle bakkalları tüm müşterilerini tek

gelirlerde % 85 arlış sağlamak nıümkündür.

günümüz

hakkında

kavramları aslında çok eskiden beri vardı. Zira mesela

bir kez daha ispatlanmıştır. Mevcut

müşteriler

pazarlama stratejisi uygulamaya dayanıyor

balığın büyük olduğu", araştırma sonuçlarıyla •

dans

ayrı

kaybedi/miş

Yani,

fonksiyonlardan

yatırımın seviyesini beHrlemeye ve her müşteri ile ayrı

vakti

müşteriyi yeniden kazanmak için ise 15 birim harcama

temeli,

ayrıştırmaya,

Mevcut müşteriyi elde tutmak için 1 biri11ı, yeni müşteri kazanmak için 5 birim,

yeni

segmente bölmeye, bu segmentleri karlılıklarına göre

çoktan gelmiştir •

yeni

toplamaya, müşterileri çok ince ayrımlada çok fazla alt

müşteri

müdahale

gibi

teknolojiden yararlanan bir yönetim stratejisidir. CRM'

"mutsuz"

"değerli"

kapsayan

lojistik

düzenlenmesini içeren ve bunları gerçekleştirirken de

yaklaşırnlardan

kaçınmak gerekiyor. Zamanında

üretim

etkilenecek herkes için tüm iş süreçlerinin yeni baştan

azından onları mutsuz edecek ve şirketin kötü

•

muhasebe,

fonksiyonları

müşterilerin memnun edilmesi gerektiğidir. En itecek

ile bu stratejileri

stratejiler

destekleyebilecek; satış ve pazarlamayla beraber, müşteri

çıkarılabilecek sonuç ise, iyi ya da kötü tüm

yapmaya

Ayan

ve Önemi

müşteri merkezli

CRM,

müşteriyi şirketin elinden almaktadır. Buradan

reklamını

Uygulamalarının Verimliliğini Artırmak Için Kurumsal Veri Ambarlannın Kullamlmasi

menınun

aktarırken,

•

kapsayan

Herşeyde önemlisi de, pazann doyması.

iş süreçleri müşterinin algıladığı değerlere

odaklann1ak zorundadır

161

[3] .

•

CRM Uygulamalarının Verimliliğini Artırmak Için

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kurumsal Veri Ambarlanmn Kullanılması

6.Ci1t, 2.Sayt (Temınuz 2002)

Ö. Asilkan, K. Ayan

VERİ AMBAR! KAVRAMI VE ÖZELLİKLERİ

ll.3. CRM' in Faydaları

lll.

En genel kapsamda CRM' in faydasının, şirketlerin ayakta kalarak kar edebilmelerini sağlamak olduğunu söyleyebiliriz. Müşterimizi daha iyi tanıyıp onlarla daha karlı sıkı bağlar geliştirmemizi sağlayan CRM, müşterilerimizi sadık hale getirerek hem pazarlama maliyetlerimizi düşürmeyi sağlar, hem de karlılığımızı artırmayı. Pazarların doyduğu, en önemli sorunun

CRM projelerinde

yoğun olarak "veri madenciliği" teknikleri uygulanmaktadır. Bu teknikler de ihtiyaç duyduklan bilgiyi veritabanlan yerine veri ambarlanndan CRM almayı tercih etmektedirler. Dolayısıyla, uygulamalannda, şart olmamakla birlikte, öncelikle şirketin veri ambarının oluşturulması büyük fayda sağlamaktadır. incelenecektir.

pazarlama ve satış olduğu günümüzün rekabet ortamında, pazarlama faaliyeti açısından CRM' in faydalarını şöyle özetleyebiliriz [4] :

birikimi kullanılamadığından dolayı genelde olayı tüm yönleriyle ortaya koyamayan eksik bilgiden yararlamlır. İşte kurumlardaki tüm analizcilerin ve karar vericilerin

ve sadakat oluşturması : CRM' in en temel amaemın müşteriyi yaşam boyu elde tutmak olduğu düşünüldüğünde, müşteri tatminini ve sadakatini

beklentilerine uygun, bütünleşik güncel ve tarihi verileri depolayan veri tabarn yazılımlanna "Veri arnbarı (Data warehouse)" adı verilir. Veri arnbarı sayesinde işletmenin

Müşteri

tatminini

artırması

iç ve dış kaynaklarından y1llık, aylık, haftalık, günlük, hatta saatlik olarak derlenen veriler bu veritabaniarına kopyalanu. Bu veriler işletmenin yönetim kademelerinde kolayca kullanılabilecek şekilde standartlaştınlarak verilerde entegrasyon sağlanmış olur [5].

% 1 5 ila %20

Yeni müşteri bulma : CRM' in yeni müşteri

katkısı

o/o3

ila

Online

arasında

katkısı

o/o2

ila

gerçekleştirildiği

operasyonel

arasında

konusudur: Bir süperınarketteki satış bilgilerinin girişini, stoktan düşüşünü, uçak bileti satılan ürünl erin

3 yılında,

rezervasyonlarını operasyonel sistemlere örnek olarak gösterebiliriz. Bu tip sistemlerde veritabanlan yoğun olarak kullanılmaktadır. Operasyonel veri tabanları üzerinde karınaşık sorgular ve analitik işlemler

değişmektedir. Satış gelirlerinde artış : Projenin ilk

işlemlerin

sistemlerde (Online Transaction Processing - OLTP), yoğun olarak bilgi girişi, silirunesi ve değiştirilmesi söz

Çapraz satış yapma : CRM' in çapraz satış

yapmaya

satış sorumlusu baş1na yılda % 1 O'luk bir artış görünmektedir. Satış gelirlerinin attınasının nedeni, kurum içinde gerekli bilgileri arayıp peşinden koşturarak harcanan sürenin büyük

çalıştırmak

bölümünün müşterilerle geçirilmesidir.

veritabanı

yazılımların

perfonaansı nı

%1 'lik bir marj artışı olduğu

büyük ölçüde düşürdüğü için bu tip sistemler, kompleks analizierin yapılması için uygun değildir, bu nedenle analiz işlemleri için "Veri Ambarları" kullamlmaktadır.

Marj lann artmasının nedeni, müşterilerin daha iyi tanınmasına, daha fazla bir katma değer sağlanmasına ve bu neden1e daha

Veri Ambarı, bilgi yi işlernekten ziyade sorgulama ve analiz etmek için tasarlanmış bir ilişkisel veritabamdır.

Marjlarda artış : Projenin ilk

vakası başına görülmektedir.

3 yılında, satış

Genellikle bilgi işlemeden elde edilen tarihsel veriyi içermekle birlikte başka kaynaklardan da veri alabilen

az indirim yapılmasına bağlanabilir.

kavramı

Yapılan bir araştırmaya göre CRM' in terk eden müşterilerin geri kazanılmasında o/o 1 O ila %20 arasında katkı sağladığt belirlenmiştir.

değişmektedir.

ambann

karar verme durumlannda tamamen bütünleşik bilgi

bulmaya

"veri

Terk etmiş müşteriyi yeniden kazandırması :

sadakati oluşturmadaki etkisi arasında değişmektedir.

bölümde

İşletinelerde veriler, genellikle değişik birimlerde parça parça birikmiş halde bulunur. Bu nedenle, acil ve önemli

artırmaya olan katkısı oldukça önemlidir. Yapılan araştırmalara göre CRM' in müşteri

Satış ve pazarlama yönetim maliyetlerinde düşüş : Projenin ilk

bir

maliyet

3 yılında yıl başına % 1 O' luk

azalması

görülmektedir.

veri amban, analiz yükünü işlem yükünden ayırarak kuruluşlann çeşitli kaynaklardaki veriyi konsolide

azalmanın nedeni, satış temsilcilerinin hedef segment müşterilerini çok iyi belirlemelerine, onların

isteklerini

çok

iyi

etmesine imkan sağlar [6]. Şekil 2.1' de, veri arnbarı sisteminin işletme içerisinde diğer sistemler arasındaki yeri görülmektedir [8].

anlarnalarına

dolayısıyla boşu boşuna para harcamamalarına bağlanabilir.

ve zaman

1 62

CRM Uygulamalarınan Verimliliğini Artırmak İçin

SAU Fen Bilim1eri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Kurumsal Veri Ambarlannın Kullanılınasa

Ö. Asilkan, K. Ayan

Kara-r De$tek

Digtr ııu�

13-1 rtnl'i(1

Gtobal

\1etitıbırıl

\leri ilmbari

Dqıobri

{cbtaölatt)

\,eri Anıbari Altyapisi

�

•

�

. '

•

�;��v�.��ci��: :On:n#l SJsıemlfir.l�-.�·sJtf(ilil�r�: H.�tJcts6h�mkt .

•

_;.t

• •

�

" ı

Veri Kavnaklari •

Şekil 2. 1 . Veri ambarının işletme bilgi teknolojileri içindeki yeri

'fipik bir veri ambarımn şu özellikleri olmalıdır

"Geçen sene bu ürünü alan en iyi müşterimiz kimdi?"

[6] :

şeklindeki sorulara yamt bulabilirsiniz. Bir veri ambarını, bu olaydaki satışlar gibi, bir konu açısından tanımlama

•

Konu yönelimli (Subject oriented)

•

Entegre (Integrated)

•

Değişmezlik (Nonvolatile)

Entegre

•

Zaman değişimli (Time variant)

ilgilidir. İşletmelerin değerli bilgileri çoğunlukla birden

yeteneği veri arnbarını "konu yönelimli" yapar. :

Entegrasyon, konu yönelimlilik ile yakından

Veri ambarları veriyi analiz etmeye

fazla sistem içinde gömülüdür. Etkin bir bilgi yönetimi için etrafa dağılmış olan bu verilerin kolayca erişilebilen

yardımcı olur. Örneğin, şirketinizin satış verisi hakkında

tek bir kaynak olan veri ambarında toplanması gereklidir.

daha detaylı bilgi için, satışlar üzerine yoğunlaşan bir

Eğer ortada birden fazla operasyonel bilgi kaynağı yoksa, veri arnbarı oluşturmanın fazla anlamı da yoktur. Farklı

Konu yönelimli

veri arnbarı kurabilirsiniz. Bu veri ambarını kullanarak

163

CRM Uygulamalannın Verimliliğini Artırmak Için •

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kurumsal Veri Ambarlannın Kullanilması

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

kaynaklardaki

verileri

Ö.

tek

bir

önceden

top layıp

noktada

değerli

gerekir.

çözümleyerek

farklı

kaynaklardaki

özellik,

verinin

bulundurulmalıdır.

kronolojik

geldiğini

olarak

Veri

ambarında

dinamik

projeyi

ilgili

veri

sistem

amban

ekibinden

projesinin

farklı

olarak

işletme fonksiyonlarını bilen analistler ve son kullanıcılar en önemli kişiler olarak görülmelidirler [ 1O].

analiz

Veri arnbarı sürecini bir paket programdan ayıran en

etmektir. Veri arnhanna alınan veri ender aralıklarla değiştirilmelidir.

durumla

mevcut

Başanlı

ekibinde operasyonel

eder. Bu da çok mantıklıdır, zira veri ambarlarının amacı, meydana

olmas�

ilgili her çeşit konuda veriyi bulunduran tarihsel veriler

girildikten soma değiştirilmesinin uygun olmadığını ifade nelerin

inanmış

bulundurulurken, veri ambarında statik olan ve işletmeyle

ambarına

veri

sisteme

sistemlerde

Operasyonel

verileri tutarlı bir şekilde barındırınalıdır. Bu özellikleri de onları entegre yapar. Değişmezlik

Yönetimin

başanya götüren en önemli etkenlerdendir [9].

isimlendirine çatışmalarını ve ölçüm birimleri arasındaki tutarsızlı.klan

planlaması

proje

Bir veri arnbarı projesinde yönetim kademesinin kesinlikle işin içinde olması ve ne istediğini iyi bilmesi

müşteri bilgileıinin mümkün olamaz. V eri ambarlan,

ortaya çıkanlması

bir

çok sağlam bir metodoloji kullanılması gerekir.

faydalı bilgiler tam olarak ortaya çıkarılamaz. Örneğin, satış, ürün ve müşteri verileri merkezi bir yerde toplamp, temizlerup analiz edilmeden, iş yapma biçimlerinde yol açabilecek

etkin

K. Ayan

yapılması, özverili bir proje ekibinin oluşturulması ve

birleştirmeden, enformasyon içinde saklı kalnuş olan

değişime

belirlenmesi,

Asi1kan,

önemli etken, veri arnbarı uygulamalarının her kuruma

verinin

bulunması, bakım ve yönetim işlevlerini çok zorlaştırır.

göre farklılık göstermesi ve uygulama alanlarının farklı

Zaman değişimli : Analistler, iş dünyasındaki eğilimleri

belirlenmeli, aşama aşama bir kurum içindeki karar

Veri

olmasıdır.

amban

projelerinde

öncelikler

keşfedebitmek için çok büyük miktarda veriye ihtiyaç

destek altyapısı oluşturulmalı ve başansı karndanmış

duyarlar. OLTP sistemlerde ise mümkün olduğunca işe

metodolojilerle desteklenmelidir [ 1 1]. Bir veri amban

yarayacak güncel bilgiye ihtiyaç duyulur ve bu nedenle

projesine başlamadan önce şirketin kendine özgü iş ve

telmik hedefleri çok iyi belirlenmelidir.

performans

için

sistemden

gönderilerek ambarları,

artışı

verilerin

tarihsel

veriler,

kaldırılınaya

kronolojik

arşive

çalışılır.

olarak

Veri

Veri arnbarı projelerindeki aşamalara üç ana

değişimine

zaman

aralığı

uzun

olmalıdu.

Bir

Planlama Aşaması ile öncelikle fırmanın hedefleri ve

veri

ihtiyaçlan belirlenmelidir. Planlama ile ortaya çıkan

arnhanndaki faydalı bilgi, yıllar boyunca erişilrnek üzere

şema

saklanılır. Saklama süresinin beş yıldan fazla olması

içerisinde

Uygulama

başlayacaktır.

Aşaması'nda

Destek

resmen

Geliştirme

Aşaması olarak adlandırılan, kullanıcıların veri ambarını

veri

arnbarından

yararlanabilecek

kullanıcı gruplan altta verilmiştir [7]. Operasyonel

Tasarım

uygulanmaya

yaygın bir yaklaşımdır. Şirket

başlık

altında bakılabilir : Veri anıbarı sürecinin başlangıcı olan

odaklandığından dolayı zaman değişimli olmalıdır. Veri ambarının

•

Kullanıcılar

daha

kullanmaya

başlamaları

süreci

veri

arnbanudan

başarılı

bir

faydalanmaya

projenin

önemli

parças1dır [7]. çok

günlük,

Şimdi biraz daha detaylı olarak, başarılı bir veri amban

anlık

projesinde yaşanan aşamalara bakalım [ 12].

verilecek kararlara cevap aramaktadır: Karar Destek Sistemi Kullanıcıları ise daha kapsamlı

ve uzun vadeli soruların cevaplarını aramaktadırlar. Temel İş Kullanıcıları veri ambarına düzenli olarak

İş

Hedeflerinin

Ortaya

Konulması

Fizibilite

Çalışması

erişip, sorduldan soruların cevabını alırlar. Genellikle

•

İş ve teknik hedeflerin belirlenmesi

aynı tip sorgulamaları kul1amrlar.

•

Stratejik bilgi ihtiyacı ve öncelik sırası

Analistler fazla miktarda ve çok detay düzeyde veriler

•

BT altyapısı, mevcut ve planlanan uygulamalar

üzerinde çalışırlar. Yaptıklan sorgulamalar, genellikle

•

Projenin kapsamının belirlenmesi

anlıktır ve belli bir standardı yoktur.

•

İş alanlarının belirlenmesi

Yöneticiler genelde fazla miktarda veri üzerinden elde

•

Kullanıcı profilleri

edilmiş sonuçlarla ilgilenirler.

•

Ekip oluştutulması

•

Gerçekleştirme stratejisi : Şirket bazında 1 iş

ulaşırlar.

Temel

iş

Düzenli olarak veriye

kullarucılannın

analistlerin

kendilerine sunduğu raporlar üzerinde çalışırlar.

IV. VERİ Büyük

AMBARI

miktarda

ambarlannın

verileri

alanı bazmda

PROJELENDİRMESİ bulunan

oluşturulması için

işletmelerde

veri

kesin hedeflerin çok 164

•

Geliştirme metodolojisi : yinelemeli

•

Gerçekleştirme planı

Mimari Yapının Tanımlanması •

Veri Amban teknik altyapısı

•

Donanım/yazılım gereksinimi, iletişim altyapısı

CRM Uygulamalarımn Verimliliğini Artırmak İçin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kurumsal Veri Ambarlarımn Kullamlması

6.Ci1t, 2.Sayı (Tennııuz 2002)

Veri Tabanı Yönetim Sistemi

•

Veri dönüştürme ve kopyalama araçları

•

Uç kullanıcı ortamı ve araçlan

•

Kapasite planlaması

Özet tabloların belirlenmesi ve oluşturulması

10.

Veri

(gerekli düzeltmelerin yapılması)

•

Kullanıcı güvenJik tanımlamaları

•

Verinin arşivleme prosedürünün tammlanması

•

Veri

•

tFact table'lann belirlenmesi

•

Dimension tab le' lann belirlenmesi -

Veri

Şirket

Ambarına

bilgisayarlarındaki

Verilerin

hangi

temizlenmesi,

Konulacak

Analiz ve sorgulama ortamının tanımlanması

•

Hiyerarşilerin tanımlanması

•

Kullanım kolaylığı, 'drill-down', yetkiler, 'data re:fresh', sorgu yönetimi, rapor paylaşımı, yamt

dosyalardan

süresi açısından kontrol ve gerekli uyarlamaların yapılması

dönüştüıiilmesi,

özetlenınesi

birleştirilmesi,

işlemlerinin

•

belirlenmesi •

Kaynak

13. Kullanıcı eğitimi

14. Performans düzenlemeleri ve test sistemlerde

bulunmayan

verilerin

listelenmesi •

bilgilerin

elde

edilme

V. VERİ AMBARLARIN IN FAYDALARI VE CRM

stratejisinin

UYGULAMALARINDAKi ÖNEMİ

sap tanması •

Kullarncı onayının alınması

Veri arnbarı yapısının en önemli sonucu son kullanıcılar ve

Fiziksel Tasanın ve Veri Aktarımı

Sistemli

•

Fiziksel veri modelinin hazırlanması

•

Veri arnbarı veri modeli ile kaynak verilerin Veri1erin kaynaklanndan alı narak veri arnbarı ara alanına (staging area) taşınması

•

'Referential integrity' kurallarının tanımlanması

•

'Key' ve 'Index'lerin tanımlanması

'Dimensional' Modelin Oluşturulması •

İlk veri aktanını

(geçmişten bugüne kadar

•

Verinin tutarlılık ve geçerlilik kontrolü

•

Manuel veri girişi için ekran tas arımı

vs.)

belirlenmesi

Veri aktarımının yönetim İstisna

durumlar

için

veri

arnbarı

projesinin

genel

[ 12] :

Doğru, kesin, tutarlı bilgi elde edilmesi

•

Güncel bilgilerin hızlı sağlanması

•

Kaliteli kararlar

•

Anlık sorulara, hızlı cevaplar

•

Dinamik raporlar

•

Elle

bilgi

girişindeki

anlamda

problemlerin

ortadan

Raporların

kurum

içinde

etkin

dağıtımı,

•

Elle hazırlanan raporların ortadan kaldırılması

•

Veri

altyapılannın

proseslerinin

gözden

geçirilmesiyle, varolan bazı aksaldıkların ortaya çıkanlması ve düzeltilmesi olanağı

prosedür lerinin

•

Verilerin kolay raporlanacak şekle getirilmesi

•

Farklı

uygulamalann

tutarsızlıklann

tanımlanması

bir

paylaşımı

tanımlanması

vermesini

•

hangi sıklıkta, hangi koşulda) ve şeklinin append,

kararlar

Verilerin entegrasyonu

•

Veri güncelleme periyodunun (ne zaman, (refresh,

doğru

kalkması (zaman, işgücü, hata riski)

'lncremental' veri aktarımı

kişilerin

•

bilgilerin aktarınu)

•

verici

işletmeye şu yararları getirdiğini söyleyebiliriz

eşi eş tirilmesi

karar

sağlayarak kurumlara rekabet avantajt sağlamasıdır.

Veri taşıma 1 dönüştürme aracı kullanılarak;

•

Kullarncı onayı

12. Standart raporların hazırlanması ve dokümantasyonu

Kullanıcı onayının alınması

Gap Analizi •

prosedürünün

•

hangi bilgilerin almacağının belirlenmesi •

yedekleme

ll. Uç Kullanıcı Arayüzünün Hazırlanması

Bilgilerin Kaynaklanrun Belirlenmesi •

Arnbarı

tanımlanması

İş Alam Bilgi Modelinin Hazırlanması

Mapping'

Fonksiyonlannın

Yönetim

Arnbarı

Tanımlanması

İhtiyaç analizi dokümamnın kullanıcı tarafından

'Field

geçerliliği için kontrol

İş alam ile ilgili ayrıntılı i htiyaç analizi onaylanması

rutinlerinin tanımlanması

İlk İş Alanının Gerçekleştirilmesi •

Veri kalitesi

•

ö. Asilkan, K. Ayan

getirilmesi,

prosedürlerin

kullanılabilmesi

tanımlanması 165

giderilmesi, bu

verilerindeki entegre

bilgilerin

hale

birarada

CRM Uygulamalarının Verimliliğini Artırmak Için •

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

•

Kurumsal Veri Ambarlarıoto Kollanılması

6.Cilt, 2.Sayt (Tenn11uz 2002)

•

Ö. Asilkan, K. Ayan

önemli verileri analiz edebilen şirketler bu veriler ışığında n1üşterilerine çapraz sat�ş y�pab�ln:_ek, �etim . alışkanlıklarını analiz edip onları ıstedıklen karlı urunlere ya da hizmetlere yönlendirebilmek, şirket dışın�a yapacakları alıverişlerde birlikte çalışılan fırmaları terc� h etmelerini sağlayabilmek gibi imkanlara da sahip oIabilmektedirler.

Merkezde hazırlanmış olan raporların ek bir web aracıhğı ile yapmadan yatuım görülebilmesi Geçmişe yönelik bilgilere erişebiln1e ve kullanabilme Raporların etkin paylaşımı

Veri ambarları, kriz dönemlerinde de büyiik avantajlar sağlar. Zira; yaşanan ekonomik laizle�in se�ep�e�, oluşum süreçleri, etkileri gibi faktörlenn verılerımn depolanması, raporlanması, müşterilerin bilgilendirilip yönlendirilmesin i ve doğru stratejik kararlar almalarını sağlayarak krizden avantajlı çıkmanın yollarını gösterir.

Veri ambarında tarihsel veriler de yer aldığından, yapılacak modelierne ve simülasyonlar sa�es�de �üşteri portföy ve müşterilerin yapısı ve özelliklerı bılınerek gelirlerin ne kadarım tüketime ne kadarını tasarrufa ayıracaklan hakkındaki bilgileri kullanıp ona göre bütçe yapma imkanı da elde edilebilir.

V eri ambannın bu genel faydalarımn yanında, şimdi de CRM uygulamalanndaki yeri ve önemini inceleyelim. Öncelikle şunu bilmek gerekir ki veri arnbarı direkt olarak yeni müşteri kazanmaya yönelik bir mekanizma değildir, ancak mevcut müşteriler ile ilişkileri geliştirici ve iş potansiyelini artırıcı bir mekanizmadır [1 3).

CRM sistemlerinde müşteri ile temasa geçilen ve ona

bire-bir hizmet verilen en önemli araçlardan birisi WEB' dir. Internet üzerinden işletmenin Web sitesine ulaşan müşterinin verdiği bilgileri, gelir düzeyini, tüketim alışkanlıklarını, tercihlerini, eğitim durumunu çok hızlı bir şekilde analiz ederek ona özgü hizmet verebilmek ve çapraz satış yapabilmek CRM açısından çok büyük önem taşımaktadrr. Dolayısıyla mevcut CRM sistemi ile Web' de hizmet veren veritabamnı entegre etmek gerekir. Ancak mevcut şirket-içi operasyonel veri tabanlan (OLTP), verileri analiz etmekten ziyade online olarak hızlı bilgi girip sorgulamaya yönelik olarak hazırlanmışlardır. Milyonlarca basit işleme ve sorguya çok hızlı cevap verebilen bu veritabanları ne yazık ki CRM sistemlerinin ihtiyaç duyduğu kompleks analiz ve sorgulara, yani CRM' in sağ kolunu oluşturan Veri rnadencihği uygulamalanna hızlı bir şekilde cevap vermekten çok uzaktır. Çözüm ise, OLTP veritabanlan ile replikasyon yaparak çalışan (belirli periyodlarda eşleşen) merkezi bir (ya da duruma göre birden fazla) veri arnhan kuıınaktır. Başlangıçta bu çok pahalı bir yatınm olarak görülse de kısa vadede yatırımın geri dönüşü sağlanmaktadır [ 14].

Kurumlar, veri arnhan ve karar destek sistemleri sayesinde, mevcut müşterilerini tanıyarak değişen isteklerini sürekli gözlem altında tutacak, bu sayede gerek müşteri memnuniyeti, gerekse karlılığı artırarak müşteri odaklı hizmet anlayışını bu sistemler sayesinde geleceğe taşıyacaktır [ 1 1 ]. Müşteriyi tanınıak ve onun ihtiyaçlarına yanıt vermenin bir rekabet unsuru olmasından öte, pazarda kalmanın bir koşulu olmaya başladığı şu günlerde veri arnbarı konusuna olan ilgi de buna bağlı olarak a rtmaktadır. Aslında her gün mağazaya gelen her müşteri, yaptığı her alışverişle mağaza yönetimine, detayı fattrralarda olan bir mektup bırakmaktadır. İşte veri ambarının oluşturduğu yapı sayesinde mağazacı bu mektubu okuyarak, müşterisinin kendis inden hangi dönemlerde, hangi ürünü beraber, ne kadara aldığnu -hangi ürünlerle görebilmektedir. Buna bağlı olarak da müşterisinin bundan sonraki dönemlerde nasıl davranacağını belirleyerek, gerekli önlemleri alabilmektedir. Kısaca mağaza yönetimi, veri arnbarı konusunda beraber çalışacağı uzman şirket sayesinde müşteri işlemlerini karlı ve sürekli olacak ilişkilere dönüştürebilmektedir. Şirket için en karlı müşterilerin şirkete kattığı değer, ortalama kar getiren müşterilerin şirkete kattığı değerin yaklaşık 16 katı kadardır. Bunun bilincinde olan mağaza yönetimi, kendi kültür ve stratejisini baz alarak, veri arnhanndan elde ettiği bilgiler ışığında, en iyi müşterilerini belirleyerek, onlar için farklı pazarlama stratejileri ve promosyonlar geliştirerek karını artırma yoluna gidecektir. Sadık ve mutlu müşterilerin, yeni müşterilere de referans teşkil edeceği gözönüne alırursa, mağazanın satış gelirleri daha da artacak ve rakipleri karşısında büyük üstünlük sağlamış olacaktır [7).

uygulamalannda, göz önüne alınması gereken en önen11i husus, müşterilerin mahremiyetine saygı gösterilmesidir. Basın ve Internet medyasındaki skandallardan sonra, mahremiyet dünya çapmda genel görmeye itibar başlayan hususlardan olmuştur. Hükümetler, tüketiciyi koruma yasalarının içerisine tüketicinin mahremiyetinin korunmasım da eklerneye başlamışlardır. CRM açısından bakıldığında mahremiyet, müşterinin kişisel bilgisinin kontrolü ve korunması anlamına gelmektedir. Örneğin bir müşterinin tercih bilgisini başka bir şirkete vermeniz ya da kaptırmaruz, o müşterinizin büyük tepkisine neden olabilmektedir. Mutsuz bir müşterinin işletmeye verdiği zarar ise, CRM bölümünde açıklandığı gibi oldukça kötü boyutlara ulaşabilir. Malıretniyeti hesaba katmayan şirketler müşterilerini rakiplerine kaptırdıkları gibi, açılan davalar sonucu ağır cezalara da çarptınlabilmektedirler. Tüketici

CRM

Veri ambarları sayesinde müşterilerinin gelir düzeyleri, tüketim abşkanlıkları, tercihleri, eğitim durumları gibi 166

•

CRM UyguJamalanntn Verimliliğini Artarmak Için

SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

korunması

haklannın

Kurumsal Veri Ambarlannın Kullamlmasi

ö. Asi1kan, K.

mahremiyetin

proj elerinin ortalama iki senede ve yüzde 400'den yüksek

kapsamının

bir karlıhkla geri döndüğünü göstennektedir [9].

genişletilmesi sürekli olarak artmakta bu konuyla ilgili yeni yasalar çıkmaktadır. Dolayısıyla şirketlerin, ilerideki

Veri amban çözümlerinin başarılı olması için gözönüne

uygulamalara göre kolayca değiştirilebilen veritabanları

alınması gereken laitik faktörler vardır. Bu faktörlerden

kurmalan gerekmektedir. Müşterilerin, kişisel bilgilerinin kullannmnı kontrol

etme

seçeneğine

sahip

en önemlisi

olmalan

gerekir. Örneğin müşteriler, kendilerini ilgilendiren bir konuda

mail

almayı

isteyebilirler.

Ancak

burada

uygulamasım

gerekiyordu. Bunun salaneası da, sistemde ya da şirketin her

değişikliğin

bir

değişiklik

veritabanma

ayrı

olduğunda

ayrı

projeye

CRM

ile

açık

bir

göıiişe

başlarken nasıl

sahip

yapılmak

bütiinleştirilip

nelerin üst

toplantılar, beyin fırtınaları yapılabilir, tüm çalışanlar

her veritabanı için mahrenuyet fıltrelernesi uygulamaları herhangi

olmasıdır.

dair

çalışanlar tarafından benimsenınelidir. Bu amaçla, çeşitli

kolaylaştırmaktadır. Geçmişte şirketlerin, kullandıkları

po litikasında

urnduğuna

arnbarı kurarak ne

gereken bu görüş başta üst yönetim olmak üzere, tüm

i tüm kanallarla entegre etmedeki korunınası

kazanmayı

veri

yönetimin de projeye sponsor olarak destek verınesi

çıkarmaktadır. Bw·adan hareketle, merkezi bir CRM veri mahremiyet

işletmenin

çözülebileceğinin iyi bilinmesi gerekir. Özellikle

rasgele mailler gönderilmesi olumsuz bir durumu ortaya

çözümü,

de,

istendiğinin,

mahremiyet sınırını aşarak müşterinin mail kutusuna

arnhannın CRM'

Ayan

brifinglerle

bilgilendirilebilir.

çözümünde

kullanılan

Ayrıca,

donanım

veri

arnbarı

yazılım ürünleri

birbirleriyle entegre çalışabilecek şekilde bütünleşik ve

işletmenin

uygulanması

büyümesinde

sorunsuz

çalışabilecek

şekilde esnek olmalıdır. Çözümü sunan firmaların bilgi

gerekiyordu ki bu işlem çok zaman alıyordu. Merkezi bir

ve tecrübeleri ile referanslan iyi araştrrıldıktan sonra,

veri arnbarı sayesinde şirketin bütünündeki değişikliği

sadece ürün satmaya çalışan değil, aynı zamanda veri

merkezden ko1ayca yönetmek mümkün olmaktadır [ 1 4] .

amban

uygulama

projesinin

her

aşamasında

destek

M�teri davramşını anlamak yeterli değildir; şirketlerin

verecek vizyona sahip fiımalarla işbirliğine gidilmelidir

bu anlayışı çok hızlı bir

[ 1 6]. Veri arnbarı projesinde aktif yer alacak şirket içi

harekete

dönüştürmeleri

şirketlere

müşteri

şekilde karldığı artıracak gerekir. karlılığı

eldesi,

CRM ve

ekibin uygun niteliklere sahip geniş vizyonlu kişilerden

çözümleri, tutma

oluşması gerekir. Projenin başarılı olarak işlemesi ve

gibi

problemleri çözmelerine ve müşteri davranışlanlll tüm

sonuçlanması

kanallarla

kullanılması ve bu

anlayıp

yorumlayarak

kalıcı

ilişkiler

kurmalarına yardım eder. Bir veri amban ekleme, CRM'

için

mutlaka

sağlam

metodolojiye

bir

metodoloji

uyulması

gerektiği

unutulmamalıdır.

i tüm temas noktalarıyla entegre ederek problemleri çözer

Rekabet avantaj ını elinde tutmak isteyen kurumların, veri

ve müşterilerle hızlı, güvenli ve ekonomik diyaloglar

ambarlarını bir an önce geliştirerek CRM çalışmalarına

tesis ederek işlemleri ve etkileşimleri geliştirir [ 1 4] .

başlamaları uygun olacaktır.

VI. SONUÇ

KAYNAKLAR

Günümüzün rekabete endeksli ekonomisinde öne geçmek için

"bire-bir"

hizmetler bütünü beraberinde

yaklaş ırnma önem

müşterileri

dayalı

kazamnaya bire

kişiselleştirilrniş başladı.

bir boyutta

[ l ] Kınm, A., Strateji

B u da

memnuniyeti

kuruluşların

tüm

çalıştıkları nihai hedeflerinin

tanımayı

[2]Goldenberg, B. CRM A u tomation, (200 1 ) . [3]Goldman, S., Nagel, R . , Strategies For Enriching The

ulaşınaya

Customers, Kenneth Preiss ( 1 995).

[4 ]Cambazoğlu,

önemlilerindendir. Bunu

Bilgi Teknolojileri Haber Bülteni,

başarmanın önemli bir ölçüsü de işletmelerde CRM

Sayı: 02, ( 1 999).

s]stemlerini ve CRM sistemlerini destekleyen teknolojik

[S] Şahin M., Yönetim Bilgi Sistemi, 94, (200 1 )

alt yapıları kurmaktır. Veri ambarları da bu altyapının en

[6] 0racle Turkey, 9i Data

önemli öğelerinden biridir. [ 1 3] .

(200 1 ) .

sağlamaktadır.

Veri

ambarlan

işletmelere,

pazardaki değişimlere

[8]Ryan, J., Building And Dep/oying An Enterprise Data Warehouse, 7, ( 1 999).

luzlı bir

[9]Kirişçi,

şekilde karşılık vermelerine ve daha iyi karar vermelerine

arnbarı projeleri,

Ö., Veri Arn barı Projesinin Başarısı İçin

Gerekli Faktörler - Bt/Haber Gazetesi,

yardımcı olur. Veri

1 -2 ,

Gazetesi, 3- 1 2, ( 1 999).

veritabanianndaki bilgiyi anlamlı bir şekilde saklayıp süzgeçten geçirerek,

Warehousing Guide,

[7]NCR, Bilgi Elinizden Alap Gitmesin - BT/Haber

İş letmelerin kendi veri ambarlarını kurmalan rekabet üstünlüğü

CRM,

Sistem Yayıncılık, 60 {200 1 ).

kolaylaştJracak teknoloj ilere gereksinim doğurdu [ 1 5 ] . Müşteri

Ve Bire-Bir Pazarlama

Sayı

2 1 9,

( 1 999). geri

dönüşü hızlı

olan karlı

[ 1 O]Nakipoğlu, A.,

yatınmlardır. Yapılan araştırmalar, başanlı veri arnbarı

Veri Arnbarı İşletme Sorun/arznın

Çözümüne Odaklan ır - Bt/Haber Gazetesi, Sayı : 2 1 9, ( 1 999). 1 67

CRM Uygulamalannın Verimliliğini Artırmak Için •

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergısı 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

[ l l]Kuyucu, A.,

Kurumsal Veri Ambarlannın Kullanılması

ö.

Veri A rnbarı Uygulanıaları Ve Sonuçları

Sayı : 2 1 9, ( 1 999). [ 1 2]Değiımendereli, G., TBD 1 7. Bilişim Kurultayı, Bildiriler, (2000). [ 1 3]Güvener, E., Bireysel Bankacılzkta Veri Ambarları Bt/Haber Gazetesi Eki, Sayı : 2 1 9, ( 1 999). [ 1 4]Heffring P., lnıarketing News, Vol : 2, No 45, (2000). [ 1 5]Kıral, C., Dikkat! Sizi Takip Eden Bir Veri A rnbarı Var - Bt/Haber Gazetesi Eki, Sayı : 52, ( 1 999). [ 1 6]Wenz D., Data Warehousing, White Paper, 9, ( 1 996) .

- Bt/Haber Gazetesi,

1 68

Asilkan,

Ayan

Alüminyum Klorürden Zeolit Sentezi Ö. Sezgin, E. Altıntı�, V. Sevinç

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayt

(Temmuz 2002)

ALÜMİNYU M KLORÜRDEN ZEOLİT SENTEZi Özge Sezgin, Esra Altıntığ,V ah dettin Sevinç

ı. GİRİŞ

Özet - Endüstride ve diğer amaçlar için kullanılan m inerallerin önemli gruplarından biri de zeolittir. Dete rj an sanayiinde su yumuşatıcı, temizleyici, kahntı oluşumunu azaltıcı, toprakta dağılma özellikleri ile fosfat tuzları yerine

geçebiten

zeolit

fosfatlar

nedeniyle meydana gelen çevre kirlenmesini en aza indirmiştir. Bu çalışmada zeolit A, 70°C ve 90°C'lerde silikat

sodyum

alüminattan

elde

edilmiştir.

Zeolitlerin tek tek N a20, Alı03, Si02 ve H20 yüzdeleri bulunmuştur. Sıcaklık artışının zeolit verimine etkisi incelenmiştir. Bunun yanında zeolit A bir de 90°C'de organik

madde

edilmiştir.

(triethanolamin) zeolitin

ilavesi

verimi

ile

elde

Zeolitler 1756 yılında İsveçli minerolog Alex Frederich Crostdet tarafından bulurunuştur. Zeolit kelimesi klasik Yunan alfabesinde "çabukça ısınan, kaynayan taş" anlamına gelmektedir [I]. İlk bulunan zeolit numuneleri volkanik orjinli olanlardır. Daha sonra hidrotermal ve çökerme yolu ile "sedimenter zeolit" oluşumları da bulunmuştur. Zeolitler dünyada ancak 1 960'lı yıllardan sonra ticari olarak üretilip pazarlanmaya başlaunuştır. Türkiye'de ise varlıkları ilk defa 1971'de tespit edilmiştir [2,3].

yüzdeleri

Zeolitler çerçeve yapılı (Al-O-Si) kristal silikat grubun

bulunmuş diğer zeolitlerle karşılaştırılmıştır.

[ 1]. Zeolitler Si :- ve AlO �-

dandır

Anahtar Kelimeler- Zeolit A, sentez Abstract - One of the popolar groups of minerals, which is mainly used in industry and for other purposes and collected by the collection owners, is zeolite. Zeolite A, which is used instead of phosphate salts beacause of its charesterics as water softener, as

birbirine bağlanmasından oluşmuş silikatlar iskeletidir [ 4]. Yani zeolit yapısında "temel yapı birimi" Si04 veya Al04 dörtyüzlüsüdür. Bu birinlde merkezde Si veya onunla yer değiştirebilen Al atomlan, köşelerde ise oksijen atomları vardır [1]. Bu yapı Şekil 1 'de gösterilmiştir [4].

cleaner, as dregs diınisher and along with its feauture

Na+

of easily disolving in the soil, has minimized the pollution cansed zeolite

from

sodium

silicate

Na+

by phosphates. In this research,

obtained

tetrahedranlan

1 \ 1 \1 \ 1 \1 \

and

aluminate at 70°C and 90°C. The percentages of Na20,

Al"

Al-

1\ 1\ !\ 1\ 1\ !\

Alı03, SiOı and H20 of zeolite have been found. The effect of temprature raise in the outcome of zeolite has

been searched. Besides this, zeolite A is also obtained

Şekil

at 90°C \Vith the addition of organic material. 1,he

ı. Si04 veya AI04 Dörtyüzlülerinin J{jmyasal Fonnülleri

percentages and the onteome of zeolite have been found and compared to the others.

Dörtyüzlülerin oluşturduğu iskelet, katyonlar ve su molekülleri formülde görüldüğü şekilde bir genel zeolit birim hücresi kimyasal foımülü oluşmaktadır. (M+,

Keywords - Zeolite A, synthesis

M+-t)

�ıct

[(AlySix-y)xOıxJ.ııHıO'da M+ genelde Na, K, Li

ve M++ ise Ca, Mg, Fe, Ba, Sr' dur [5].

Ö.

Zeolitler doğal ve sentetik olarak ikiye ayrılmıştır. Doğal zeolitlerin kullanım alanlan sentetik zeolitlerin üretimine sebep olmuştur. Bugün 150' den fazla sentetik zeolit minerali mevcuttur. Sentetik zeolitler doğal zeolit]ere göre saflık ve tekdüzelik gibi birçok avantaja sahiptir [3].

Sezgin, E. Altmtığ, V. Sevinç Sakarya Üniversetesi, Fen-Edebiyat

Fakültesi, Kimya Bölümü 54100 Sakarya- Türkiye. altintig@sakarya.edu.tr, sevinc@sakarya.edu.tr

169

Alüminyum Klorürden Zeolit Sentezi Ö. Sezgin, E. Altlntı�, V. Sevinç

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Teırunuz 2002)

Moleküler elek zeolitlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri

kadar sıcaklığı 70 ..75°C olan destile su ile yıkannuştır.

adsorpsiyon, katalitik özellikler ve iyon değiştirmedir [4].

105°C'de 1,5 saat kurutulmuştur.

Son

Aynı işlem sentez sıcaklığı 90°C ve yine sentez sıcaklığı 90°C alınıp organik madde (trietbanolamin) ilavesiyle

Bu özelliklerinden dolayı kimya endüstrisinde ve diğer endüstrilerde önemli bir ürün grubu haline gelmiştir [3]. yıllarda

zeolit

mineralleri

iyon

değiştirme

kirlilik kontrolünde

birer kere daha yapılmıştır. Her birinin Na20, Alı03, Si02

temizlenmesi, atık sulann temizlenmesi, baca gazlannın

Sıcaklığın ve organik madde (triethanolarnin) ilavesinin

adsorpsiyon özellikleri nedeniyle

yüzdeleri

verimleri

temizlenmesi, petrol sızıntılarının temizlenmesi, oksijen

verime ve yüzdelere etkisi incelenmiştir.

üretiminde kullanılmaktadu [ 6,7,8].

H20 'nun

gittikçe artarak kullanılmaktadır [6]. Radyoaktif atıkların

hesaplanmıştır.

III. DENEY SONUÇLARI VE DEGERLENDİRME

Dünyamn gittikçe büyüyen enerji ihtiyacı, kömür ve petrol yanında nükleer ve güneş enerjisi gibi kullamlan ve

ITI.l. Verim Hesapları

karşılanmaya çalışılmaktadır. Bu kaynaklann eneıjiye

Yapılan çalışmada 1 mol %25'lik çözeltisinden 70,85 gr

aynı zamanda da gelişmekte olan değişik kaynaklarından

faydalanılmaktadır [2,7]. Bu alanda zeolit doğal gazlarm

yaş Al(OH)3 elde edilmiştir. Yaş Al(OH)3'ün % 7,10 Al içerdiği bulunmuştur. Verim % 85,05 olmuştur. Yaş

güneş

miktan °/o 1,57 bulunmuştur.

dönüştürülmesi esnasında sentetik ve doğal zeolitlerden

saflaştınlmasında, kömürden enerji elde edilmesinde, enerjisinden

üretiminde

zamanda

faydalanmada,

kullamlmaktadır

petrol

[2,4,7].

ürünleri

Zeolitler

aynı

tarım ve hayvancılıkta; gübreleme ve toprak

hazırlanması,

tanmsal

mücadele,

besicilik.,

toprak

kirliliğinin kontrolü gibi alanlarda kullanılmaktadır [6, 7].

Madencilik ve metalurji, kağıt endüstris� inşaat sektörü zeolitlerin kullanıldığı diğer endüstrilerdir [4,7].

çalışmada

zeolit

uygulanarak

A'mn

sentezi

elde

A1Ch.6H20'dan

edilen

alüminat

Kimya'dan temin edilen Na20: 8,59% w

prosesi Sentezde

çözeltisi,

Ege

Si02: 27,90%

bileşimindeki sodyum silikat çözeltisi ve sodyum

hidroksit reaktifleri kullanılmıştır.

NaOH

Aynı işlem sentez sıcaklığı 90°C alınarak tekrarlanmış ve

4,90

gr zeolit bulunmuştur. Verim o/o98,37 olarak elde

edilmiştir.

90°C 'de

organik

madde

(triethanolamin)

III.2. Kimyasal Hesaplamalar Bu çalışmada hidrojel prosesiyle elde edilen zeolit sentez

sıcaklığı 70°C ve 90°C ile sentez sıcaklığı 90°C ve organik madde (triethanolamin) kullanılarak yapılmıştır.

Her zeolitin tek tek Na20, Al203, Si02 ve H20'nun %

1 mol AlC13.6H20'nun%25'lik çözeltisine pH 6,19 olana

kadar %20'lik

4,88 gr zeolit elde edilmiştir.% 97,97 verime ulaşılmıştır.

zeolit 4,91 gr olmuştur.% 98,57 verime ulaşılmıştu.

hidrojel

gerçekleştirilmiştir.

70°C'de 64 gr alüminat kullanarak yapılan çalışmada

kullanılarak tekrar zeolit sentezi yapılmıştır. Elde edilen

II. MATERYAL VE METOT Bu

Al(OH)3'ten alüminat elde edilmiştir. Alüminattaki Al

çözeltisi

ilavesiyle

Al(OH)3

miktarları Tablo 1'de verilmiştir.

Tablo ı. Sentez1enen Üç Zeolitin Yüzde Bileşenleri

çöktürülınüştür. Çökelti nuçeden süzülmüş ve yıkama

suyunda klor iyonları kalmayıncaya kadar saf su ile Alümina ta

yıkanmıştır.

çevrilip

kullamlacağı

8/o

için

Bileşen

NaıO

Alı<>J

SiOı

HıO

70°C

17,15

26,88

33,47

22,5

90°C

17,3

27,15

33,57

21,98

90 °C ve triethanolamin

17,34

27,15

33,59

21,92

Sentez

Şartiart

kurutulmamıştır. Al(OH)3 m.agnetik karıştıncılt ısıtıcı

üzerinde 40-50°C'ye ısıtıhp karıştırılırken % 20 NaOH

(PH

ilavesiyle

çözeltisi

ll ,3)

tamamen

çözülerek

alüminat çözeltisi elde edilmiştir. 64 gr alüminat çözeltisi

ve 11,25 ml% 20'lik NaOH çözeltisi (0,135 mol Na20)

beher içinde magnetik karıştıncılı termostatlı ısıtıcıya yerleştirilmiştir. 12 ml Na2Si03 çözeltisi (0,134 mal

Si02)

1: ı

seyreltilip damlatma

hunisine

konmuştur.

Al üroinat çözeltisinin sıcaklığı 60-70°C' de sabit tutulup,

IV. SONUÇ

kuvvetli ve düzgün bir şekilde karıştırılırken Na2Si03

çözeltisi damla damla ı ,5 saatte ilave edilmiştir. Ege

Yapılan çalışmalar sonucunda sıcaklığın verim üzerinde

Kimya'dan tenrin edilen zeolit ve Ge.Bond. P (standart

çok küçük bir etkisi olduğu gözlenmiştir. 90°C'de ilave

zeolit A) ile aşılama yapılrmştu. Oluşan jel 80-90°C su

edilen organik maddenin (triethanolarnin) zeolitin verimi

banyosunda 2 saat kristallendirilmiştir. Bu süre zarfında

üzerinde herhangi bir etkisi gözlenmemiştir.

çözelti hacmi sabit tutulmuştur. Azalma olduğınıda aynı

sıcaklıkta çözelti

ilave

sıcaklığı

edilmiştir.

Kristallenme

sonunda

Sıcaklık arttıtıldığında Na20, Al203 ve Si02 yüzdelerinde

70-75°C'ye

düşürüldüğünde gooch , krozeden süzülınüştür. Yıkama suyunun pH ı, 7,5-8 olana

azalma yüzdesinde gözlenmiştir. Triethano1amin ilavesinin Na20, Al203,Si02 ve H20

artış,

1 70

H20

SAU Fen Bilimleri

Alüminyum Klorürden Zeolit Sentezi Ö. Sezgin, E. Altıntığ, V. Sevinç

Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

yüzdelerinde herhangi bir etkisi olduğu görülmemiştir.

Triethanolamin ilavesinin kristallendirme hızını arttırdığı

gözlenmiştir.

KAYNAKLAR [1]

Meier,

W.M.,

"Zeolite

Structures

Sieves", Soc. Chem. Ind. London, 10-27, 1968.

Malecular

[2] Mumpton, F.A., "Natural Zeolites, Mineralogy And

Notes

[3) Bürküt, Y., Güleç, K., "Yerli Zeolitlerin Sanayii

Geology of Natural Zeolites'', Short Course

Minı. Soc. Am, Washington D.C., 1986.

Çevre Korumada Değerlendirilmesi", TC Başbakanlık

DPT Sosyal Planlama Genel Md. Araş. Projesi, Proje

No:23/90 K 120720, İTÜ Maden Fakültesi, 1996.

[ 4] Breck, D.W., "Molecular Sieves: Structure, Cheınistry

And Use, Wiley & Sons, p.l-771, New York, 1974.

[ 5] Dyer, A., "An Introduction to Zeolite 1v1olecular

Sieves", Jhon Willey, p.80, 1988.

[ 6] Nitta, M., et al., "Proc. 5th Int. Conf. On Zeolites", Ed:

L.V.C. Rees, Soc. Chem. lnd., p.291, Heyden, London, 1980.

[7] Elsom, D.M., "Atmospheric Pollution - A Global

Problem",

2nd

England, 1992.

Ed.,

Blackwell

Publishess,

Oxford,

[8] Orhun, Ö., "Zeolitlerde İyon Değiştirme", AÜ Fen

Fakültesi Fizik Bölümü,

AÜ Yayınları No:989, Fen

Fakültesi Yayınları No:8, s:41-50, Eskişehir, 1997.

171

Bodrumlu Yapıların Deprem HesabındaKat Ağırbldarırun veKat Sayılannan DeğişimimKolon Uç Momentleri Uzerindeki Etkisi A. Altında\, S. Tannverdi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sa}'l (Temmuz 2002)

BODRUMLU YAPILARlN DEPREM HESABINDA KAT AGIRLIKLARININ VE KAT SAYILARININ DEGİŞİMİNİN KOLON UÇ MOMENTLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ ...

Adil Altın dal, Serkan Tanrıverdi Özet-

B u çalışmada, rijit bodrumlu yapıların kat ağırlıkları ve sayılarının değişiminin deprem hesabında perdesiz akslardaki kolon iç kuvvetleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Bakkındaki Yönetmelik' te yer alan bodrum katiara etkiyen eşdeğer deprem yükleri ve iç kuvvetlerin hesabında izlenen yol araştırılmıştır.

A�ıahtar Kelimeler-Rijit bodrumlu yapılar, bodrumlu yapıların deprem hesabı, perdeli çerçeveli sistemler.

Ahstract- This study examines the effect of tloor

weight's and tloor number's variations in rigit hasement constructions upon internal forces of axles in seismic enumeration. shelless The enumeration approach of equivalent seismic loads and internal forces occuring on the basements accepted in Regulations About Constructions in Calamity Zones (1997), is also reseached. Key Words-Rigit hasement constractions, enumeration

, shell-framed systems.

ı. GİRİŞ

ele aldığımızda, en küçük periyotlu modlann etkileri de önemli mertebelerde olmakta ve bodrum katlara da

hesaba katılması gereken büyüklükte dinamik kuvvetler etki etmektedir. Bunun için rijit bodrumlu yapılann davranışını

dinamik

daha

yakından

incelemek

gerekınektedir. Ülkemizde

düzenleyen

konuyu

esaslar

Afet

Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki Yönetmelik 'te mevcuttur. Bu çalışmada rijitliği yüksek olan bodruın

katlandaki perdesiz akslardaki

kolonların davramşını

kat adetleri ve rijitiiiderin değişimine göre iç kuvvetlerin değişimini inceleyeceğiz.

II. RİJİT BODRUMLU YAPILARlN DİNAMiK HESABI

Rijit bodrum katlar ve rijitliği daha az olan üst katıann mod 'larını inceleyelim. Bu tür sistemlerin özel modlan, zemin

üstü

ayrılabilir.

zernin

Yapının

altı

zemin

olmak altı

üzere iki zemin

gruba

üstündeki

rijitliklerinin çok farklı olması sebebiyle, zemin üstüne

ait özel modların bodrum katlardaki yerdeğiştirmeleri ve dolayısıyla dinamik kuvvetleri sıfıra çok yakın olacaktır.

Günümüzde

hızla

artan

yapılaşma

paralelinde

Bunun gibi, zemin altı modlarının, zemin üstü katlardaki

arsa

fiyatlarmın artınası, bina yüksekliklerinin ve bodrum sayılannın

artmasını

gündeme

getirıniştir.

yerdeğiştinneleri ve dolayısıyla djnamik kuvvetleri de sıfıra yakın değerler alacaktır (Şekil 1 ).

Ülkemizde

Adapazan gibi 1. Derece deprem bölgelerinde rijitliği yüksek badrum katlarımn inşaası daha da çok önem kazanmaktadır. Bodnım katlardaki toprak itkisini karşılamak üzere bina çevresine yapılan betonarme perdeler) bodrum katların rijitliğini arttırmaktadır. Rijitliği daha az olan üst katların oluşturduğu yüksek periyodu modlar ve bu katlara gelen dinamik kuvvetiere nazaran daha rijit olan bodrumları

�·

Altındal, S. Tannverdi; Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi

Inşaat Mühendisliği Bölümü- Sakarya

a) Zemin Üstü Modları Şekil l :Rijit Bodrumlu Yapıda Zemin Alu

172

ve Zemin Üstü Modlan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

BodrumJu Yapılann Deprem Hesabında Kat Ağırlıklarının ve Kat Saydaranın Değişiınim Kolon

6.Cilt, 2.Sa}'l (Temmuz 2002)

Uç Momentleri Üzerindeki Etkisi

A. Altında), S. Tannverdi

Yapnun elastoplastik davramşını gözönünde tutmak için

zernin üstüne ait P yükleri, her moda ait sistemin davranış katsayılanyla

çarpılır.

Bodrum

katıara

ait

m a nlax i

kuvvetleri ise, periyotların çok küçük olmaları sebebiyle,

1 ila 1/1,5 ile çarpılır.

Böylece bulunan her moda göre sistemin ayrı ayrı statik

hesapları yapılarak iç kuvvetler bulunur.

Depremden

meydana gelen bir iç kuvveti tayin etmek için, genellikle

periyotların birbirlerinden farklı olması sebebiyle

her

moda

ait

iç

kuvvetlerin

karelerinin

(% 1 0),

toplamının

karekökünden yararlanılır. b) Zemin Altı Modları

Şekil

(1)

Rijit Bodrumlu Yapıda Zemin Altı

(devamı)

Zemin Üstü Modlan

halinde,

özellik sayısal

uygulamalarda

görülmektedir.

Bodrum katiann çok rijit olmalan sebebiyle zemin altına ait

Bodrumların tam rijit olmaları yerine yarı rijit olmaları

özel

modlannın

periyotlan

spektrum

olacaklanndan,

sıfıra

çok

yakın

diyagramlarındaki

ivme

spektrum değerleri de her mod için , a max maksimum zemin ivmesine çok yakın olacaklardır[ 1] (Şekil 2).

yukarıda

açıklanan

yöntemin

geliştirilmesi

gerekmelctedir. Özellikle çevre perdelerinin kayma şekil değiştirmeleri gözönünde tutulunca bu durum orta ya çıkabilir. Yan rijit bodrumlu yapılarda gene zemin üstüne

ait modlardan en az üç tane olmak üzere T>0,40 sn olanları hesaba katılır. Zemin altına ait özel modların ise

hepsi

gözönünde

tutulmalıdır.

halde

zemin

altı

modlarına ait periyotlar ile zemin üstü modlarına ait periyotlar

birbirine

yakın

olacağından,

depremden

meydana gelen bodrum kattaki herhangi bir iç kuvveti hesaplarken, her moda ait

iç

kuvvetlerin karelerinin

toplamının

karekökü yerine, modların karşılıklı etkisini

önünde

göz

tutan

aşağıdaki

denkleminden yararlarunak gerekir [ 1].

2 F =

. •

0.4 s

0.12

T (s)

Ayrıca bu modlara ait titreşim fonksiyonları da rijitlikterin büyüklükleri sebebiyle, temelin titreşim fonksiyonuyla

€

. 1]

(!). -0).

geleceklerdir.

Bundan

dolayı

cebirsel

toplamlan

almabilecektir.

Zemin

altı

özel

modlanna ait P/ S a değerlerinin cebirsel toplamları ilgili katlardaki kütlelere eşittir. O halde bodrum katiara etkiyen

dinamik

kuvvetler

her

katın

kütlelerinin

a max

ile

çarpıtmasına eşit olacaklardır. Zemin üstüne ait özel modlara gelince, bunlardan en az üç tane olmak üzereT 0,40 s olanlarının hesaba katılmasının yeterli olduğu görülmektedir. Zemin üstüne ait

P/ Sa

değerleri her moda ait T periyodu ile sönüm oranına bağlı Sa ivme spektrum değerleri ile çarpılıp her moda ait

dinamik ku vvetler elde edilir.

173

(t) k

---

V·W· +V·CU·

zemin

alundaki modlar için bodnım katıara ait P/ S a değerlerinin

aynı olacaklarından, her moda ait maksimum ivmeler aynı meydana

+ a lJ..

j l

(2)

i:tj

Şekil 2: ivme Spektrum Diyagramı

anda

f.f. 1 J

L: p_2 +:LL i

süperpozisyon

2x =

(4)

T k

Burada

(3)

k moduna ait sönüm katsayısıdır.

lll. RİJİT BODRUMLU YAPILARlN DEPREM

YÖNETMELiGiNE GÖRE DİNAMiK HESABI

III.l. Yerel Zemin Sınıfının Belirlenmesi Deprem yönetmeliği Tablo 12.1 den zeınin grubu, verilen tanırnlara göre seçilir. Daha sonraTablo 12.2 den En üst

tabaka kalınlığına göre Yerel Zemin Sımfı seçilir[2].

Bodrumlu Yapıların Deprem Hesabında Kat Ağır� 1klannın veKat

SAU Fen Bilimleri Enstitüsil Dergisi

Sayılannın DeğişimimKolon

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Uç Momentleri Uzerindeki Etkisi

A. Altında\, S. Tannverdi

S(T)

ID.2. Spektrum Karakteristik Periyotlarının

Belirlenmesi

S(T)

2.5

2.5(TB/T)0·8

Deprem yönetmeliği Tablo 6.4 ten Spektrum Karakteristik Periyotlan TA ve TB belirlenir. 1.0--+-

ID.3. Binanın Birinci Doğal Titreşim Periyodunun

Belirlenmesi

Binamn birinci doğal titreşim periyodu aşağıdaki yaklaşık bağıntı ile hesaplanabilir [2].

Şekil 3: Özel Tasanın ivme Spektrumları

T< 0.05 olan rijit bodrum katlarında T=O alınır. Bu durumda S(T)=1 alınır.

(5)

111.5.

Bağıntıdaki H N değeri bina yüksekliğidir. Ct değeri bina taşıyıcı sistemine bağlı olarak aşağıda tanımlanmıştır.

0.075/A

t 112

111.6. Deprem Yükü Azaltına Katsayısı Ra(l)

Depremde taşıyıcı sistemin kendine özgü doğrusal elastik olmayan davranışını gözönüne almak üzere, spektral ivme katsayısına A(T) göre bulunacak elastik deprem yükleri, Deprem Yönetmeliğinde yer alan ve aşağıda tanımlanan Deprem Yükü Azaltına Katsayısı Ra(T) 'ye bölünecektir.

(6)

� 0.05

t eşdeğer alanı aşağıdaki bağıntıda verilmiştir. Bağıntıdaki lwj/ H N oranının en büyük değeri O .9 olarak gözönüne alınacaktır.

(7)

Ta şı yıc ı Sistemin Davramş Katsayısı R

Taşıyıcı Sistemin Davranış Katsayısı R Deprem Yönetmeliğinde süneklik düzeyine ve bina taşıyıcı sisteminin özelliklerine göre Tablo 6.5 te verilmiştir.

a) Deprem yüklerinin tamamının betonarme perdelerle taşındığı binalarda Ct değeri aşağıdaki gibi hesaplanacaktır. Ct

T(s)

Ra(T)

1.5 + (R -1.5)T/TA

(O S: T ::; TA)

(9a)

(T >TA}

(9b)

b) Taşıyıcı sistemi sadece betonarme çerçevelerden veya dış merkez çaprazlı çelik perdelerden oluşan binalarda C t =0.07, taşıyıcı sistemi sadece çelik çerçevelerden oluşan binalarda ct binalarda C t =0.05 alınır.

0 08 .

diğer

111.7. Etkin YerIvmesi Katsayısı Ao

tüm

1 + 1.5 T 1

S(T) = 2.5 S(T) = 2.5(TB/T) O.S

111.8. Bina Onem Katsayısı ( I )

Bina önem katsayısı I Deprem Yönetmeliği Tablo 6.3 'te bina kullanım amacı veya türüne göre verilmiştir.

Deprem Yönetmeliğindeki Spektrum Katsayısı S(T), yerel zemin koşullarına ve bina doğal titreşim periyodu T ye bağlı olarak aşağıdaki şekilde hesaplanacaktır. =

Deprem Yönetmeliği Tablo 6.2 'de Etkin yer ivmesi katsayısı Ao deprem bölgelerine göre tanımlanmıştır. ••

ID.4. Spektrum Katsayısı Hesabı S(T)

S(T)

•

111.9. Spektral ivme Katsayısı A(T)

(O� T:;; TA)

(Sa)

(TA< Ts TB)

(8b)

Deprem yüklerinin beliı·lenmesi için esas alınacak olan ve tanım olarak %5 sönüm oram için elastik Tasarım ivme Spektrumu 'nun yerçekimi ivmesi g 'ye bölünmesine karşı gelen Spektral ivme Katsayısı, A(T), Deprem Yönetmeliğinde aşağıdaki bağıntı ile verilmiştir.

(8c)

A(T)

(T >TB)

174

Ao I S(T)

(lO)

SAU Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

111.10. Eşdeğer Deprem

Bodrumlu Yapıların

Deprem Hesabında Kat Ağırhldanmn ve Kat ••

Sayılarının DeğişimimKolon Uç Momentleri Uzerindeki Etkisi A. Altındal, S. Tanrıverdi

(16)

Yükü Yöntemi

III.lO.l. Toplam Eşdeğer Deprem Yükünün Belirlenmesi

Gözönüne alınan deprem doğrultusunda, binanın tümüne etkiyen Toplam Eşdeğer Deprem Yükü (taban kesme kuvveti) Vt, aşağıdaki bağıntı ile verilmiştir [2].

Ill.10 3. Bodrum Katiara Etkiyen Eşdeğer Deprem ..

•

Yüklerinin Belirlenmesi ve Iç Kuvvetlerin Hesabı

Yukarıda da belirtildiği üzere bo drum katlarında rijitliği

üst katiara oranla çok büyük olan betonanne çevre perdelerinin bulunduğu ve bodrum kat döşemelerinin yatay düzlemde rijit diyafram olarak çalıştığı binalarda,

toplam

binanın

ağırlığı

aşağıdaki

bağıntı

ile

hesaplanacaktır.

Iwi

(12)

i=l

bodrum katiarına ve üstteki katiara etkiyen

eşdeğer

deprem yükleri ayrı ayrı hesaplanacaktır. Üstteki katiara etkiyen toplam eşdeğer deprem yükünün ve

eşdeğer

kat

deprem

yüklerinin

belirlenmesinde,

bodrumdaki rijit çevre perdeleri gözönüne alınmaksızın

wi , kat ağırlıkları ise aşağıdaki bağıntı ile hesaplanacaktır.

Tablo 6.5 'ten seçilen R katsayısı kullanılacak ve sadece

wi==gi+n qi

ilgili tüm tanım ve bağıntılarda ten1el üst kotu yerine

(13)

zemin katın kotu gözönüne alınacaktır. Binanın biıinci

Hareketli Yük Katılım Katsayısı, n değerleri, Depren1 Yönetmeliği Tablo 6.7 'de verilmiştir. Kar yüklerinin% 30 'u sabit yük olarak alınacaktır. Endüstri binalarında; sabit ekipman ağırlıkları için n= 1 alınacak, ancak vinç kaldırma yükleri

kat

ağırlıklarının

hesabında

üstteki katların ağırlıkları hesaba katılacaktır. Bu durumda

gözönüne

alınma yacaktır.

doğal titreşim periyodunun hesa bında da, fiktif yüklerin belirlenmesi

için

sadece

üstteki

katların

ağırlıkları

kullanılacaktır. Rijit bodrum katianna etkiyen eşdeğer deprem yüklerinin hesabında,

sadece

bodrum

kat

ağırlıkları

gözönüne

alınacak ve bu katlar için hesap üstteki katlardan bağımsız

111.1 0.2. Katiara Etkiyen Eşdeğer Deprem Yüklerinin

olarak yapılacaktır. Binan1n bu bölümünde doğal titreşim periyodu hesaplanmaksızın Spektrum Katsayısı olarak

Belirlenmesi

S('T) = I alınabilir. Her bir bodrum katına etkiyen eşdeğer

H esaplanan toplam eşdeğer deprem yükü Vt, bina katiarına

deprem yükünün hesabında, bulunan spektral ivme değeri

aşağıdaki bağıntı ile ifade edilir.

edilen elastik yükler, Ra(T) = 1,5 katsayısına bölünerek

etkiyen

eşdeğer

deprem

yüklerinin

toplaım

olarak

A(T) ile bu katın ağırlığı wi doğrudan çarpılacak ve elde azaltılacaktır.

vt =MN+ LFi

Üstteki

(14)

i=l

katlardaki

büyüklükleri,

iç

sadece

kuvvet

yerdeğiştirıne

tanımlanan

yukarıda

taşıyıcı

sistemin bodrum üstündeki katların tümünün hesab1ndan

H N >25 m için binanın N 'inci katına (tepesine) etkiyen

elde edilen büyüklüklerdir.

ek eşdeğer deprem yükü �F

Bodrum katlardaki iç kuvvetler ise, üst katların periyotları

doğal titreşim periyodu Tl

'in değeri, binanın birinci 'e bağlı olarak, aşağıdaki

bağıntı ile hesaplanır.

ile

bodrum

katların

periyotlan

birbirinden

farklı

olduğundan, üst katlardaki deprem yüklerine göre bodrum

katlarda bulunan iç kuvvetlerin karesi ile sadece bo dnım

katların hesabından elde edilen iç kuvvetlerin karelerinin

25 m. için MN =O alınacaktır.

toplamının karekökü olarak elde edilecektir[2] [3].

IV. UYGULAMALAR

(15) Toplam eşdeğer deprem yükünün �F

dışında geri kalan

kısmı, N 'inci kat dahil olmak üzere, bina katıarına aşağıdaki bağıntı ile dağıtılacaktır.

Cygulamanı1zda

-2 8 8 m katve döşen1e

kat yu"kseklig"'i sabit ve h

dir. Döşeme sabit yükü=

4.95

k:N/m2

hareketli yükü= 2.00 kN/m\ Bina kullanım amacı eğitim

t �sisidir. Kirişler 30/60 cm, aks aralan 4 m ve 4 açıklıklı

bır model seçilmiştir. Çevre köşe perdeleıi 120/20 cm alınnuştır. Döşeme kalınlığı= 1 2 cm alınmıştır. Yapının

175

Bodrumlu Yaptiann Deprem Hesabında Kat Ağırlıklarınan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

••

Sayılanntn De�şimimKolon Uç Momentleri Uzerindeld Etkisi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

A. Altında}, S. Tannverdi

Tablo 1: Kolon uç nıomentleri oranlan

denizden yüksekliği=250 m, zemin Grubu: B, deprem

Bölgesi: 1. derece alınmıştır. En üst tabaka kalınlığı lO m

Mo ve Mu oranlan (Mo ve Mu oranları birbirlerine eşittir.' Kolon Kat Mo(c) Mo( c) Mo(b) adedi boyutlan

süneklik düzeyi yüksek ,yerel zernin sınıfı : Zl olarak alınnuşhr. Spektrum Karakteristikleri, TA=O.lO TB=0.30 s olmaktadır. Eşdeğer Deprem Yükü

veKat

Yöntemindeki

hesap adımlan

cm*cm

Mo(a)

Mo(b) Mo(a)

kullanılarak yukandaki veriler çerçevesinde farklı kolon boyutlan 3 0*30 cm, 40*40 cm ve 50*50 cm ve farklı kat adetleri alınarak 5+lb, 4+lb, 3+lb, 2+lb, l+l b ve kat

5+1b.

30*30

1,16

1,99

0,58

5+1b.

40*40

1 16

1,99

0,58

yükseldikleri sabit olmak üzere kolon uç momentleri

5+1b.

50*50

1 16

1,99

0,58

4+1b.

30*30

1,18

1,87

0,63

4+1b.

40*40

1 '18

1,87

0,63

4+1b.

50*50

1 '18

1,87

0,63

3+1b.

30*30

1,22

1,74

0,70

3+1b.

40*40

1,22

1,74

0,70

3+1b.

50*50

1,22

1,74

0,70

belirlenmesi hesap adımlan izlenmiştir. Buna göre, üst

2+1b.

30*30

1,37

1,47

0,93

katlardan dolayı bulduğumuz kolon uç momentleri ile

2+1b.

40*40

1,37

1,47

0,93

bodrum

uç

2+1b.

50*50

1,37

1,47

0,93

momentlerinin karelerinin toplamının karekökü bodrum

1 +1b.

30*30

2,12

1 '13

1,87

kattaki esas kolon uç momentleri olarak belirlenmiştir

1 +1b.

40*40

2,12

1,13

1,87

(Tablo 2).

1+1b.

50*50

2,12

1,13

1,87

bulunmuştm. Burada b, bodrum katı gösteıınektedir.

Bodrum üstü katlar için ayrı hesap yapıhruş ve üst katlar hesabından bulunan eşdeğer deprem yüklerinden bodrum kattaki kolon uç momentlerine geçilmiştir. Bodrum kat için ayrı hesap yapılmış ve Deprem Yönetmeliğindeki bodrum

katlam

kat

Uygularnamızda

etkiyen

eşdeğer

hesabından

deprem

bulduğumuz

iç

yüklerinin

kolon

kuvvetlerin

KAYNAKLAR

esas uç momentlerinin, üst katlardan dolayı bodrum kattaki ikinci sütunda esas uç

[1] Çakıroğlu, Adnan. "Rijit Bodrumlu Yapılann Deprem

momentlerinin bodrum kat hesabından bulduğumuz u�

Hesabı Seminer Notlan", İTÜ,İstanbul,1988.

momentlerine oranlan ve üçüncü sütun ise bodrum kat

[2] "Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki

hesabından bulduğumuz uç momentlerin üst katlardan dolayı

bodrum

kattaki

uç

momentlerine

Yönetmelik", Ankara, Eylül, 1997.

oranlarını

[3] Taşel, Alper.

göstermektedir.

Y eniDeprem Yüksek

V.SONUÇLAR üst katiara oranla daha rijit olan bodnım katlardaki, kolonların uç momentlerine etkisi, kat adetlerinin ve kolon boyutlarının değişimine göre incelendi. Kolon boyutları değiştirildiğinde kat ağırlıklarının değişimi, rijitliklerin kat

kesme

kuvvetlerinin,

kesme

kolon

kuvvetlerinin ve kolon uç momentlerinin değişimi Tablo 2 'de verilmişti. Buna karşın kolon uç momentleri oranları incelendiğinde (Tablo 1 ), kat sayıları sabit olmak üzere, kolon boyutları değişimine dolayısıyla Tablo 2

'deki

değişkenlere rağmen, oranların değişınediği görilimektedir. Oraniann örneklerde

değişmemesi de

hesap

farklı kolaylığı

verilerle sağlaması

çalışılacak açısından

önemlidir.

176

"23

Katlı Bir Betonarme Yapının

Yönetmeliğine

Lisans

Istanbul, 199 5.

Bu çalışmada bodrum katıara etkiyen deprem yüklerinin

değişimi,

oranlarını

inceleyelim Tablo 1 'de verilen oranlar, birinci sütunda kolon uç momentlerine oranlan,

Tezi,

İTÜ,

Göre

Fen

Proj elendirilmesi'',

Bilimleri

Enstitüsü

Tablo 2: Farklı Kat Sayılanndaki ve FarkhKolon

Boyutlanndaki Bodrumlu Yapılann

UST KATLARlN HESABI'\JDAN GELEN SOORUM KAT KOLON UÇ MOMENTLERI

�prem Hesabı ve Kolon Uc M

�C/.) n> :::.;C:

N:zl en� �t:x:t q3 (ll 3 g_ 3 c� N

...

Kat Sayısı

Kolon Boyutlan

5+1 b

30*30

0,07

0,5175

5+1b

40*40

0,07

5+1b

50*50

0,07

A(T)

wkat

wbina

1,61

0,4

1,4

0,9

241,96

0,5175

1,61

0,4

1 ,4

0,9

0,5 175

1,61

0,4

1,4

0,9

S(T)

1 210

1 4,4

251,31

1257

263,55

1318

••

vt(bodrum)

Vkolon

2,03

1 55,82

30,10

0,55

39,01

47,67

1 4,4

5,11

1 61,84

29,62

0,56

37,54

47 ,7 7

14,4

9,58

169,73

30, 1 8

0,64

31 ,29

55,63

UST KATLARDAN Mu(a) Mo{a}

4+1b

30*30

0,07

0,4377

1,84

0,4

1,4

1 ,03

241,96

967,8

11,5

2.03

142.47

27,52

0,55

35,66

43,59

4+1b

40*40

0,07

0,4377

1 ,84

0,4

1 ,4

1,03

251,31

1005

1 1,5

5,11

147,97

27,08

0,56

34,32

43,68

... ..

.;;.ı

-·

Cl)

� � o8 h.)

"-'

�'

� o3. -

CL) ....

4+1b

50*50

0,07

0,4377

1 ,8 4

0,4

1,4

1 ,03

263,55

1054

1 1 ,5

9,58

1 55, 1 8

27,60

0,64

28,61

50,87

3+1b

30*30

0,07

0,3528

2,21

0,4

1 ,4

1,24

241,96

725,9

8,64

2,03

128,34

24,79

0,55

32, 1 3

39,26

3+1b

40*40

0,07

0,3528

2,21

0,4

1,4

1,24

251 ,31

753,9

8,64

5, 1 1

133,29

24,40

0,56

30,91

39,35

3+ 1 b

50*50

0,07

0,3528

2,21

0,4

1,4

263,55

1,24

8,64

790,7

139,79

9,58

24,86

25.77

0.64

'-.} ..._J -

45.82

2+ 1 b

30*30

0.07

0,2603

2,5

0,4

1 ,4

241,96

483,9

5,76

2,03

96,78

18.69

0,55

24,23

29,61

2+1b

40*40

0,07

0,2603

2,5

0,4

1,4

251,31

502,6

5,76

5,1 1

100,52

1 8,40

0,56

23,31

29,67

2+ 1 b

50*50

0,07

0,2603

2,5

0,4

1,4

1 ,4

263,55

527,1

5,76

9,58

105,42

1 8,75

0,64

1 9,44

34,56

1+1b

30*30

0,07

O, 1 548

2,5

0,4

1 ,4

241,96

242

2,88

2.03

48,39

9,35

0,55

1 2,11

14,81

1+1b

40*40

0,07

0,1548

2,5

0,4

1 ,4

251,31

251,3

2,88

5.1 1

50,26

9,20

0,56

11,66

1+1b

50*50

0,07

0,1 548

2,5

0,4

1.4

1 .4

263.55

263,6

2,88

9,58

52,71

9,37

0,64

9,72

vt (bodrwn)

Vkolon

BODRUM KAT HESABI VE KOLON UÇ MOMENTLERI Kat Saytsr

Kolon Boyutları

A{T)

5+1 b

30*30

5+ 1 b

40*40

BODRUM KATTAN Mu(b) Mo(b)

wbod

Ra(T)

0,56

241,96

2,88

1,50

0,40

1,40

2,03

90,33

1 7,45

0,55

22,61

0,56

251,31

2,88

1,50

0,40

1,40

5, 1 1

93,82

17, 1 7

0,56

Mo (c)

Mu (c)

27,64

45,09

55,1 1

21 ,76

27,69

43,39

55,22

14,84 17,28

Mo(c)= ( Mo(a)2+ Mo(b)

Mu(c);; ( Mu(a)2+ Mu(b)

t:O e ı:. �.., •

50*50

0,56

263,55

2,88

1 ,50

0,40

1,40

9,58

98,39

17.50

0,64

1 8,14

32.25

36,17

64,31

4+1b

30*30

0,56

241,96

2,88

1,50

0,40

1 ,40

2,03

90,33

1 7,45

0,55

22,61

27,64

42,23

5 1 ,61

4+1b

40*40

0,56

251,31

2,88

1 ,50

0,40

1,40

5.11

93,82

1 7, 1 7

0.56

21,76

27,69

40,64

5 1 ,72

4+1b

50*50

0,56

263,55

2,88

1,50

0,40

1 ,40

9,58

98,39

1 7,50

0,64

18, 1 4

32,25

33,88

60,23

3+1b

30*30

0,56

241 ,96

2,88

1,50

0,40

1,40

2,03

90,33

17,45

0,55

22,61

27,64

39,29

48,02

3+1 b

40*40

0,56

251,31

2,88

1 ,50

0,40

1,40

5,11

93,82

17,17

0,56

21,76

27,69

37,80

48,11

3+1 b

50*50

0,56

263,55

2,88

1,50

0,40

1 ,40

9,58

98,39

17,50

0,64

1 8,14

32,25

31,52

56,03

2+1b

30*30

0,56

241 ,96

2,88

1,50

0,40

2,03

1,40

90,33

1 7,45

0,55

22,61

27,64

33,14

40,50

0,56

21 ,76

27,69

31,89

40,59

0,64

1 8,14

32,25

26,59

47,27

2+1b

40*40

0,56

251,31

2,88

1 ,50

0,40

1 ,40

5, 1 1

93,82

17, 1 7

2+1b

50*50

0,56

263,55

2,88

1,50

0,40

1 ,40

9,58

98,39

17,50

1 +1b

30*30

0,56

241 ,96

2,88

1 ,50

0,40

1 ,40

2,03

90,33

1 7,45

0,55

22,61

27,64

25,65

31 ,35

1+1b

40*40

0,56

251,31

2,88

1,50

0,40

1 ,40

5, 1 1

93,82

17,17

0,56

2 1 ,76

27,69

24,69

31 ,42

1+1b

50*50

0,56

263,55

2,88

1 ,50

0,40

1 ,40

9,58

98,39

1 7,50

0,64

1 8, 1 4

32,25

20,58

36,59

-·· ----

-· -

---

·-

�e. N C

� ı.< = �

="= ı=;c:t:J -· =

5+1 b

-· o 9 ro -·"'O a � �

..q,

�3

-:ı: c:> � =

C"-1.

�= go

ot")

::� o ;g >�� .

>�>

��- ., "'""'

o. ,.. , _ � ...._ . -t-ı� --':'.J � "* ::s

-· �

ll:> r" ... -·

= -ı � 5 S» Q.. ::s � = � -

� ft)

acs: (ll .....

.... � -·

� .......

Canla ve Ölü İnsan Kan Örneklerinde Metanot

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

•

Entoksikasyonunun Incelenmesi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

CANLI

S. Eyvaz, N. Ya1çın

ÖLÜ İNSAN KAN ÖRNEKLERİNDE METANOL ENTOKSİKASYONUNUN İNCELENMESİ

Sinan Eyvaz, N evinYalçın Özet-Bu çalışmada son yıllarda artan sayıda, ölümle sonuçlanan entoksikasyonlara (zehirlenmelere) yol açması nedeni ile adli tıp açısından özel bir önem kazanan metanol (metil alkol) ün canlı ve ölü insan kan örneklerinde ki derişim düzeyleri incelenmiştir. Bu amaçla İstanbul Adli Tıp Kurumu'na gönderilen kan örneklerinde metanol düzeylerinin belirlenmesi ve kontaminasyon (bulaşma) verilerinin araştırılması amacıyla kapalı bir ortamda kanın kontaminasyon (bulaşma) yapabilmesi için gerekli ortam hazırlanarak kontamine kan incelenmiştir. HS/GC yöntemi ile kontamine olan kanlarda metanol oluşumu ve zamanla metanot derişimlerinde ki değişimler tayin edilmiştir. Metanol, Entoksikasyon, Kontaıninasyon.

Anahtar

Kelime/er-

Kan

Örnekleri,

Abstract-In this article, in tbe latest years in increasingly numbers methanols, whicb has a special importance according to forensic medicine due to the intoxication resulting of death, concentration levels of blood samples in live and dead human bodies are researched. For this reason, with the aim of determining methanol Ievels of blood samples sent to İstanbul-forensic medicine institution and research of contamination data, a closed are a prepared for trying to make the blood contamination and contaminated blood researched with the HS/GC method methanol occuring in the contaminated blood and concentration level changes in methanol by time are examined. Keywords- Methanol, Blood Samples, lntoxication,

Contamination

kazanmıştır. Ciddi metanol zehirleımıesine kronik alkolikierde genellikle rastlanılır. Metanot ve onun oksidasyon ürünleri, formaldehit ve formik asit, etanal den daha güçlü toksinler olduğu için metanal zehirlenınesi olan hastalann hemen tanınması tedavi edilmesi gereklidir [ 1]. Metanot zehirlenınesinde en önemli belirti gönne bozukluğudur. Diğer belirtiler başağnsı, bulantı, kusma, mide ağrısı, bilinç kaybı ve kısa süre sonra koma halidir. Büyük doz alımlarında yaklaşık 5 saat soma ölüm görülür. Kanda 0,4 g 1 L n1etanol düzeyi hayati tehlike arz ederken ölüm dozu 0,8 g 1 L 'dir. (İdrarda 1 g 1 L'dir) 30-50 ml metanolun oral yoldan alınması bu kan düzeyini sağlamaktadır. Metanal zehirlenmesinden ölen kişilerin otopsilerinde genel olarak el tırnaklarında siyanotik görünüm, beyin ödemi, akciğer ödemi ve visseral konjesyon gibi değişiklikler ve solunum havasında alkollü içki kokusunun hissedilmemesi gibi belirtiler bulunmaktadır [2-4]. Metanol zehirlenmeleri alkol kullanan her on kişiden birinde görülmektedir. Zehirlenme s1k olarak kaza nedeniyle daha az olarak intihar amaçlı ve nadir olarak umutsuz alkolikierde ucuzluğu nedeniyle alınarak gerçekleşmektedir [4]. Metanol. deriden solunum sisteminden ve gastrointestinal sistemden kolayca absorblanabilmektedir. Yaklaşık o/o 5' 'i solunumla, % 5' i idrar yoluyla değişmeden atılan metanol (CH30H) karaciğerde, alkol oksidaz ve alkol dehidrogenaz aracıhğı ile metabolize edilerek fonnaldehit ve forınik asite dönüşünce toksik etkiler göıiilmektedir. H I

ı. GİRİŞ

CH30H Metanot

Son yıllarda metanol (metil alkol) de artan sayıda ölümle sonuçlanan entoksi.k:asyonlara (zehirlenmelere) yol açması nedeni ile Adli Tıp açısından özel bir önem

S.Eyvaz, Adli Tıp Kurumu, Cerrahpaşa 1

-----

OH I

> COı + H20 HC = O -----> HC =O Formaldemt Formik asit -----

Metanol oksidasyona uğramadan toksik değildir. Önceki yıllarda metabolizasyon ürünleri olan forınaldehit ve asitin olduğu formik beraberce toksik etkili düşünülüyordu. Ancak son yıllarda ki çalışmalar formaldehitin metanolden 33 kez daha toksik etkiye sahip olmasına rağmen, kısa sürede elimine olması ve

İstanbul.

N. Yalçın, SAÜ. Fen Edeb. Fak. Kimya Böl.,Sakarya.

178

Canh ve

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Olü Insan Kan Orneklerınde Metanol ••

•

••

•

Entoksikasyonunun Incelenmesi

S. Eyvaz, N.

(kümülasyonunun) saptanmaması nedeni ile taksisiteden sorumlu olmadığı, buna karşılık formik asidin yoğun kümülasyonuna bağlı toksik etkinin ortaya çıktığı kabul e elilmekte dir [5].

Yalçın

11.2. Düzeneğin Hazırlannıası 30 x 20 x 15 cm boyutunda ki karton kutu i çine 400 ml'lik ağzı açık brrakılan, içinde 225-250 ml % 1 O' luk formalin

çözeltisi bulunan bir kavanoz yerleştirilmiştir.

Metanal en basit yapılı alifatik alkoldür ve odun alkolü

Kavanozd an

olarak

da bilinir. Orlunun destrüktif distilasyonundan elde edilir. Ayrıca H2, CO, C02'den ve Hİdrokarbonların

uzaklığa üç adet)

oksidasyonu ile de üretilir.

kutunun her yeri, örnekler konulduktan soma paket bantlan ile kapatılarak dış ortamdan izole edilmiştir.

solvent,

endüstriyel

Metanol gazolin katkısı,

kserografık

kopya

"kutulanrnış

yakıt"

temizleme üıünleri içinde

otomobil

kan

örnekleri

(her

bir

konulmuştur. Karton

ınakinası

solüsyonu bakteriyel protein sentezinin besleyici deposu, evlerde

0-5-10- 1 5-20 cm uzaklıklara

TI.3. Deney Serileri

camı

ön

kullanı br.

Deneyler üç türde düzenlenmiştir.

Etanalden biraz daha tatlı, hafif kokulu,

berrak,

uçucu

Birinci Tür deneyler

Yukarıda

anlatıldığı

gibi

bir sıvıdır. Ucuzdur. Bu nedenle sahteciler tarafından

hazırlanan sisteme metanol içeımeyen canlı insan kan

alkollü içkilere katılması sonucu ülkemizde ölümlere

aynı 3 ayrı karton kutu sistemi hazırlanmış ve bunlar 5 ( 1. kutu) gün, 1 0 (2. kutu) gün, 1 5 (üçüncü kutu) gün süreyle oda sıcaklığında (20±2 °C) bekletilrniştir.

neden olduğu bildirilmiştir [5,6]. Alınan kan örneklerinde saptanan alkol konsantrasyonunu değiştirebilen birçok faktör bulunmaktadır. Bunlar, örneğin alınmasında gecikme, hava ile temas, şiddetli travmaya bağlı kontaminasyon, steril o1mayan teknik k."lll lanrna, çevre

ölüm sonrası mikroorganizmaların faaliyeti,

sıcaklığı

gibi

faktörlerdir.

Çalışmada

analiz

edilecek kan örneklerinin genellikle doku örnekleri ile

ve doku korunması için kullanılan Fannalin çözeltisinin % 3 7 formaldehit ve % 1 0-1 5 meta nol içerdiği göz önüne alınarak bu kan örneklerinde oluşabilecek formaldehit ve metanol kontaminasyonunun miktarı tespit edilmek istenmiş tir.

örnekleri

ağzı açık tüplere

konulmuştur. Birbirinin

İkinci Tür Deneyler : Birbirinin aynı hazırlanan 2 ayrı kaıion kutu içine bu kez enj ektörlere ve ağzı kapaklı tüplere alkol içeımeyen canlı insan kan örnekleri konularak bi linci kutu 5 gün, ikinci kutu 25 gün oda sıcaklığında (20±2 °C) bekletilmiştir.

beraber taşındıkları

Bu amaçla İstanbul Adli Tıp kurumu'na gönderilen ve

ölü insan kan örneklerinde metanol

belirlenmesi ve

Üçüncü Tür Deneyler : Birbirinin aynı hazırlanan 2 ayrı karton kutu içine ağzı açık tüplere 2 şer ml metanol i çeuneyen Etanollü ölü insan kan örnekleri konularak birinci kutu 5 gün, ikinci kutu 1 O gün süreyle oda sıcaklığında (20+2 °C) bekletilmiştir.

canlı

düzeyleriniı1

kontaminasyon verilerinin araştınıması

gerçekleştiri1miştir.

Her

sürenin

sonunda bütün deney serilerinde k i kavanozda ki formalin çözeltisinin ve formalin çözeltisinden belirli uzaklıklara yerleştirilmiş kan numunelerinin HS/GC cihazı ile analizleri yapılmıştır.

ll. MATERYAL VE METOT

III.DENEY SONUÇLARI VE DEGERLENDİRME

11.1. Materyal

DENEYI. Çalışmada kullanılan canlı

insan

ölü insan

kan

örnekleri İstanbul Adli Tıp Kurumundan sağlanrruştır. Kullanılan kimyasal

açık bir kavanozdaki % 1 O' luk formaldehit çözeltisine 0-5-101 5-20 cm uzak lıkl ard a 5 gün bekletilen ağzı açık Bu

maddeler

veriler

ışığında

kapalı

ortaında

ağzı

tüplerde;

(% 37) {ATABAY FİR1v1ASI) N- Bütanol (o/o 99,8) (.\1ERCK)

Formaldehit

1) Deneyin başlangıcında canlı insanlara ait alkolsüz

Sodyum Florür, NaP (CARLO ERBA)

kanların,

ağzı

açık

tüplerde

bekletilmesiyle

bütün

tüplerde Metanal ve Formaldehit kontaminasyonu tespit KulJanılan Cilıazlar

edilmiştir.

Headspace gas chromatography (HS/GC), (Perkın Elmer Autosystem .. XL)

2) Bekletilen tüplerde, forınaldehit çözeltisine, uzaklık arttıkça Formaldehit ve Metanol seviyelerinde azalma olmuştur. En fazla azalmanın olduğu uz aklık ; diğer uzaklıklardaki Metanolun

179

ikisi

azalmaya

i çin

kıyasla

Formaldehit cm'de

olmuştur.

Canlı ve Olü Insan Kan Orneklerinde Metanot

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

••

•

••

Entoksikasyonuoun incelenmesi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Eyvaz, N. Yalçın

0-5-! 0-15-20

�

cm Kapalı ortamda ağzı açık tüplerde, ağzı açık kapta ki % ıO'luk fonnal ehit çözeltisine uzaklıklarda konulmuş canlı insan kan örneklerinde : 5 gün (Birinci kutu), 10 gün (Ikinci kutu), 15 gün (Uçü ncü kutu)

Tablo. ı.

bekletmek suretiyle kontaminasyon çalışması ortalaması.

SayiSI

Süreleri Çözeltisi[rrg/dij Uçucular

O.Gün

Ocm Scm 10cm 15cm 20cm

TOp

Aranan

Formaldehit

Bekletrre

TOp

Tüp

TOp

10891

Forrraldehit

2104

Metan ol

B:anol

964

Fonraldehit

54,7

31,47

1957

Nle1anol

Banol

Forrnaldehit

1669

�tanol

Etan ol

Formaldeh it

1443

Metanot

28,55

Banol

s.Gon

10.gün

15.Gün

43,07 29,95

3 65,65 63,13 51,12 47,88 37,69

41,9 33,86

3 74,84 72,45 47,76

53,6 55,58 41,06 o

1O cm'de bekletilen tüpler O cm ve 5 cm'de bekletilenlere

düşüşün olduğu uzaklık ; diğer uzaklıklardaki azalmaya

nazaran daha az kontamine olmuştur. 15 cm uzaklıkta ki

kıyasla

tüplerde kaniann kontaminasyonlan azalmaya devam

azalma) olmuştur. 10 cm'de bekletilen tüplerde O cm ve

etmekle birlikte Formaldehit ve Metanolun ikisinde de

5 cm'de (ortalama o/o3,19 azalma) bekletilenlere

bariz bir düşme, 10 cm uzaklıkta olan kadar büyük bir

daha az kontamine olmuştur. 15 cm (ortalama %12,26

düşüş gözlenmemektedir. 20 cm uzaklıktaki tüplerde ise

azalma) uzaklıkta ki tüplerde kaniann kontaminasyonları

Forrnaldehit

azalmaya devam etmekle birlikte

miktannda

belirgin

bir

düşme

için 1O cm 'de (ortalama %34,40

Metanal

nazaran

Metanol 10 cm

gözlemnemektedir. Metanol miktarında ıO cm uzaklıkta

uzaklıkta olan kadar büyük bir düşüş gözlenmemektedir.

göriilen azalma kadar bir azalma gözlenmektedir.

20 cm (ortalama %19,20 azalma) uzaklıktaki tüplerde Metanol miktannda 1O cm uzaklıkta görülen azalma

veriler

ışığında

kapalı

ortamda

ağzı

açık

bir

kavanozdaki % lO'luk formaldehit çözeltisine 0-5-10-15-

kadar

olmamakla birlikte dikkate değer bir azalma

gözlenmektedir.

20 cm uzaklıklarda 10 gün bekletilen ağzı açık tüplerde Bu veriler ışığında 1)

Tüplerdeki

kontaminasyonu

tümünde

kanların tespit

edilmiştir.

edilememiştir.

beslenen

ağzı

açık

tüplerde ki

ağzı

açık

bir

kavanozdaki % lO'luk formaldehit çözeltisine 0-5-10-15-

süreyle

20 cm uzaklıklarda 15 gün bekletilen ağzı, açık tüplerde;

gün

Foımaldehit

ortamda

Metanol

bekletilen tüplerde ki kanlarda, Formaldehit hiçbir tüpte tespit

kapalı

çözeltisinden

kanlarda kontamine

kaniann

Tüplerdeki

kontaminasyonu

tespit

tümünde

edilmiştir.

Metanol

gün

süreyle

Formaldehit ve Metanolün, Foırnaldehit çözeltisinde ki

bekletilen tüplerde ki kanlarda, fonnaldehit hiçbir tüpte

Formaldehitin

tespit

tüplerde

formaldemt

tükenınesiyle Formaldehit

ağzı

açık

çözeltisiyle

tükenmiş ve 1O gün

kanlarda

paralel

edilememiştir.

beslenen ağzı açık

olarak

sonunda kanlarda

formaldehit

çözeltisinden

tüplerde ki kanlarda, kontamine

Formaldehit ve Metanolün, Fonnaldehit çözeltisinde ki

sadece Metanol tespit edilmiştir.

Formaldehitin tüplerde

2) Bekletilen tüplerde Formaldehit çözeltisine, uzaklık arttıkça Metan ol seviyelerinde düşme olmuştur. En fazla

tükenınesiyle Formaldehit

Formaldemt tükenmiş ve

ağzı

çözeltisiyle

kanlarda

paralel

olarak

15 gün sonunda kanlarda

sadece Metanal tespit edilmiştir.

180

açık

Canlı ve Ölü İnsan Kan Örneklerinde Metanol

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

•

Entoksikasyonunun lncelenn1esi

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

S. Eyvaz, N. Yalçın

Bekletilen tüplerde formaldehit çözeltisine, uzaklık

arttıkça Metanol seviyelerinde azalma olmuştur. En fazla olduğu

azalmanın

uzaklık Metanot

azalmaya kıyasla

;

diğer

uzaklıklardaki

için 10 cm'de (ortalama

0/o

91,03

13,79

ve Metanol miktarının o/o

eksildiği

gözlenm ektedir. 25. Günde, Forrnaldehit miktarının °/o 100

Metanol miktarının

56,9'

unun eksildiği

gözleıunektedir.

o/o26, 12 azalma) olmuştur. 1 O cm'de bekletilen tüplerde O cm ve 5 cm'de (ortalama o/o3,7 artma) bekletilenlere

Foırnaldehit

nazaran daha az kontamine olmuştur. 15 cm (ortalama

polimerizasyonunu

20 cm (ortalama %16,03 azalma)

o/ol7,19 azalma) ve

tüplerde kan

uzaklıkta ki

hazırlanırken

engellemek

için

Formaldehit

engellemek

için

koruyucu olarak metanol katılmaktadır.

kontaminasyonu azalmaya

metanol 1O cm uzaklıkta olan

devam etmekle birlikte

çözeltisi

Bilindiği

gibi

Formaldehit

Metanolun

ikiside

uçucudur. Formaldehitin moleküller arası bağ kuvvetleri

kadar düşüş olmamaktadu.

metanolünkinden

daha

zayıftu.

Metanolde

bulunan

Hidrojen bağı nedeniyle Metanal Formaldehitten daha az

DENEY 2.

uçucudur.

Kapalı ortamda ağzı açık kavanozda ki 250 ml o/o 1 0' luk Formaldehit çözeltisinin zamanla değişiminin irdelenmesi :

Kapalı ortamda ağzı kapaklı EDTA' lı tüplerde NaF' lü 2 ml'lik canlı insan kan örneklerinin 0-5-10-15-20cm uzaklıklarda (herbir uzaklıkta 3 tüp) zamanla değişiminin irdelenmesi :

O. Günde, Formaldemt

ı 0048 mg/dL, Metanol

2640

ıngldL ölçülmüştür. 5. Günde, Formaldemt: 912 mg/dL, Metanol

2276

Formaldehit

mg/dL

ölçüln1üştür.

O mg/dL, Metanol

HS/GC

cihaz1

ile

analizde

;

Günde,

aynı

kan

Günde,

havuzundan alınan tüplerin hlçbiıinde Etanol, Metanol,

1 138 ıngldL HS/GC

F orrnaldehit bulunamadı. 5. Günde, tüplerin hiçbirinde,

25.

Etanol, MetanoI, Formal debit bulunamadı.

cihazı ile ölçülmüştür Başlangıçta Formaldehit çözeltisinde ölçülen Formaldemt ve Metanol miktarının ; 5. Günde, F arınaldebit ıniktarımn

Tablo 2.

Kapalı ortamda, ağzı kapaklı tüplere konulmuş canlı insan kan örneklerinin, ağzı açık kapta ki % 1O'luk

formaldehit çözeltisine 0-5-10-20 cm uzaklıklarda ;

gün (Birinci kutu), 25 gün (İkinci kutu) bekletmek suretiyle

kontarninasyon çalışması ortalaması.

S e kie t m e Süreleri

O.Gün

5.Gün

25 .Gün

Formaldehit

Aranan

O cm

Tüp

5cm

1 O cm 20cm -

Çöz eJtis i[mg/d l]

Uç uc u lar

10048

Fo r ma fd e h it

2640

Metano i

Etan ol

912

Formaldehit

2276

Metano!

Etanol

Formaldehit

11 3 8

Metanal

Etano!

4,4 3

5,72

5 ,2

5,1 6

181

S 8 y IS 1

Tüp

T üp

Tüp

Canlı ve Ölü İnsan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sayı

S. Eyvaz, N. Yalçın

ölçülen Etanol : 6,67 mg/dL, maksimum ölçülen Etanal : 10,86 mg/dL, ortalama ölçülen Etanol : 9,22 mg/dL'dir.

minimum ölçülen Etanol : 4,12 mg/dL, maksimum ölçülen Etanot : 4,83 mg/dL) ortalama ölçülen Etanol : 4,43 mg/dL'dir. Formaldehit çözeltisine 5

minimum ölçülen Etanol

Formaldehit çözeltisine ı o c m uzaklıkta; 3 enjektörden

cm uzaklıkta ;

5,40 mg/dL,

hiçbirinde Formaldehit bulunmamaktadır. 1 tanesinde

maksimum

ı,l8 ıngldL Metanal bulunmuştur. 2' sinde Metanol

ölçülen Etanol : 6,27 mg/dL, ortalama ölçülen Etanol : 5,72 mg/dL'dir. Fomı.aldehit çözeltisine 10 c m uzaklıkta;

bulunamamıştıı-. 10 cm uzaklıkta ölçülen enjektörlerin üçünde de Etanol bulundu. Formaldemt çözeltisine 5 cm

minimum ölçülen Etanol : 4,02 mg/dL, maksimum ölçülen Etanol : 6,ll mg/dL, ortalama ölçülen Etanol :

uzaklıkta; minimum

ölçülen

maksimum ölçülen Etanol

5,20 mg/dL'dir. Formaldehit çözeltisine 20 cm uzaklıkta;

minimum ölçülen Etanol

minimum

Formaldehlt çözeltisine 5 cm uzaklıkta ;

25. Günde ise, Formaldehit çözeltisine O cm uzaklıkta ;

Metanol

Entoksikasyonunun incelenmesi

(Temmuz 2002)

ölçülen Etanol

Kan Örneklerinde

4,70 mg/dL, maksimum

ölçülen

Etanot

7,89

Etanol

mg/dL, ortal ama

8,79

mg/ciL,

6,36

ıngldL 'dir.

5,49 mg/dL, ortalama ölçülen Etanol :

5, 1 6 mg/dL'dir. Bunun yanında ağzı kapaklı tüplerin

Enj ektörlerde yap1lan analizde

hiçbirinde Metanal ve Formaldehit bulunamadı.

enjektörlerden

5 gün soma ölçülen

Formaldemt

birisinde

Metanot

bulunması yine 25 gün sonra enjek.törlerden ikisinde O 5 gün sonra kapalı ortam (kutu) içindeki atmosferde,

Fonnaldehit ve Metanol bulumnasma karşın ağzı kapaklı tüplerde

herhangi

bir

kontaminasyonun

olmadığı

l O cm' lerde metan o1 bulunması dikkate alınarak ; analizi 6 tanesinde koniaminasyon yapılan 9 enjektörden olmamakla birlikte 3 tanesinin kontamine olması ve kontamine olanların ikisinin O

ki atmosferde sadece Metanal bulunmasına karşın ağzı

cm uzaklıkta olması enjektörlerin ağzı açık kavanozdaki formalinden daha

kapaklı tüplerde herhangi bir kontaminasyonun olmadığı

kolay kontamine olabileceğini göstermektedir. Fakat

görülmektedir.

kontamine olmuş

görülmektedir. 25 gün sonra kapalı ortam (kutu) içinde

enjektörlerin ı tanesinin 1 O

uzaklıkta olması bunun diğer uzaklıklarda da miktar daha az etkilendiğini

Kapalı ortamda ki atınosferde Formaldemt ve Metanol

olarak

miktarının çok yüksek olduğu durumlarda bile ağzı sıkı

açık olduğunu göstennektedir.

kapatılmış

kan

etlcilenmemektedir. Etanolun

dışardaki

tüplerinin

ortamdan

25 gün sonunda tüplerde ölçülen

kanların

putrefaksiyonu

sonucu

mikroorganizmalann etkisi ile oluştuğu anlaşılmaktadır.

O. Günde, aynı kan

havuzWldan alınan tüplerin hiçbirinde Etanol, Metanol,

Forrnaldehit bulunmamaktadır.

Formaldehit bulunmamaktadır. 3

enjektörden hiçbirisinde formaldehit bulunmamaktadır. ı mg/dL

Metanol bulundu.

sinde

mg/dL, maksimum ölçülen Etanol

Ağzı

ortalama ölçülen Etanol: 4,79 mg 1 dL'dir. Formaldehit çözeltisine 5 c m uzaklıkta ;

kapaklı

tüpler ve enjektörlerle aynı ortamda

yaptığımız çalışmada;

Enjektörler

güvenli kullanılabilecek bir kan alma kiti

birlikte,

ağzı

vidalı

kapakla

kapatılmış

antikoagülanlı tüpler daha g üvenli sonuçlar vermektedir.

2) Tüpler ve enjektörler ağzı sıkıca kapatıldığında ortamda

(atmosfer)

yoğun

miktarda Formaldehit

metanol den etkilenmemektedir.

3) Kanlar NaF' ve

lü bile olsa sıcaklık yükseldikçe ve kanın analizi

arasında

süre

uza dık ç a

mikroorganizmalardan alkol oluşabilmektedir. DENEY3. Kapalı ortamda ağzı açık kavanozdaki 250 ml 0/o 1 O' luk Formaldehit çözeltisinin zamanla değişiminin irdelenmesi :

3,44

5,82 mg/dL,

Etanol tespit edilmektedir.

EDTA' lı olması bu farkın oluşmasına sebep olmuştur.

enjektörlerin üçünde de Etanol bulundu. Formaldemt

O cm uzaklıkta ; minimum ölçülen Etanol:

sonra etanol

edilenin yaklaşık iki katı olduğu görülmektedir. Tüplerin

Metanol bulunamadı. Bunun yanında; bu süre içersinde çözeltine

gün

Ancak enjektörlerde tespit edilen etanol tüplerde tespit

alınma

25. Günde, Fomıaldehit çözeltisine, O c m uzaklıkta ki 3,24

enjektörlerde ki NaF''lü kanlarda 5

olmakla

5. günde, Forınaldehit çözeltisine, O cm uzaklıkta ki 3 adet enjektörden 2' sinde Etanol Metanol ve Formaldemt bulgusuna rastlanmaınıştır. Bunun yanında enjektörlerin 1 tanesinde Formaldehit : 2,68 mg/dL, Metanol : 1 ,28 ıngldL bulundu. Formaldehit çözeltisine 5-ıo cm uzaklıkta ki enjektörlerin hiçbirisinde Etanol, Metanal ve

tanesinde

Aynı kutuda bekletilen tüplerde görüldüğü gibi bütün bulunmazken 25 gün sonra

Kapalı ortamda enjektörlerde (1 ml) NaF' lü canli insan kan örneklerinin 0-5-1 O cm uzaklıklarda (herbir uzaklıkta 3 enjektör) zamanla değişiminin irdelenmesi : HS/GC cihazı ile analizde ;

; fakat kontaminasyona

Günde, Formaldehit

8ı52 mg/dL, Metanol : 2258

mg/dL ölçülmüştür. 5. Günde, Formaldehit

enjektörden hiçbirinde

Metanol

Metanol ve Formaldehit bulunamadı. 5 cm uzaklıkta

ı943

mg/dL

ölçülmüştür.

Formaldehit : 32 mg 1 dL, Metanol

ölçülen enjektörlerin üçünde de Etanal bulunmaktadır.

içerdiği HS/GC cihazı ile bulunmuştur.

182

629 mg/dL,

10.

Günde, 1681 mg 1 d L

;

Canh ve Ölü İnsan Kan Örneklerinde Metanol

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

•

Entoksikasy onunun ıncelenmesı S. Eyvaz, N. Yalçın

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

�

�O'

luk Fo�ldehit Tablo 3. Kapalı ortamda enjektörlere konulmuş canlı insan kan öme erinin ağzı açık kaptaki o/o çözeltisine 0-5-1 0 cm uzaklıklarda ; 5 gün (Birinci kutu), 25 gün (Ikinci kutu) bekletmek suretıyle kontamınasyon çalışması. 1O

[�ldl]

Bekle bne

Formaldeh it

Aranan

O cm [rTYJ/dL]

Süreleri

Çözeltisi[mJ/dij

Uçucular

1.Enj. 2.Enj. 3.Enj. 1.Enj. 2.Enj. 3.8ıj. 1.Enj. 2.Erıj.. 3.Enj.

10048

Forrraldehit

2640

rvıetanol

B.anol

912

Fornıaldehit

2,68

2276

wetanol

1,28

1· o

Etanol

Formaldeh�

1138

Metanoı

3,24

1'18

Banol

3,44

5,1

5,82

10,14

6,67

10,86

O.Gün

5.G0n

25.Gün

Başlangıçta Formaldehit çözeltisinde ölçülen miktann; 5. Günde, Formaldehit miktannın % 92,28, Metanol miktarının % 1 3,95 eksiirliği gözlenmektedir. 1 0. Günde, Formaldehit miktannın % 99,97 Metanol miktannın % 25,56' ının kaybolduğu gözlenmektedir

5 cm (rrg/dL]

cm.

8.79 ı 8,51

6.36

44,48 mg/dL, maksimum ölçülen Etanot : 47,6 mg/dL, ortalama ölçülen Etanot : 45,65 mg/dL'dir. gün bekletilen tüplerde uzaklığa bakılmaksızın minimum ölçülen Metanol : 50,01 mg 1 dL ile maksimum ölçülen Metanol 74,76 mg 1 dL'dir. F ormaldehit ise uzaklığa bakılmaksızın minimum ölçülen Forınaldehit : O mg 1 dL, maksimum ölçülen Forınaldehit : 37,54 ıngldL ölçülmüştür. 5

Kapalı ortamda ağzı açık tüplerde 2 ml'lik postmortem (ölü insan) kan örneklerinin 0-5-10-1520-cm uzaklıklarda (herbir uzaklıkta 3 tüp) zamanla değişiminin irdelenmesi :

HS/GC cihazı ile analizde ; O. Günde, aynı kan havuzundan alınan tüplerin hepsinde 8 1 ,64 mg/dL Etanal bulunmaktadır. Metanal ve Formaldehit bulunmamaktadır. 5. Günde, tüplerin hepsinde Etanol ve Metanol ölçülmüştür. Formaldemt ise uzaklığa bağlı olmaksızın bazı tüplerde ölçülmüştür.

1 O.

Günde ise, tüplerin hiçbirisinde Formaldehit bulunmamaktadır. Bekletilen tüplerde uzaklığa bakılmaksızın minimum ölçülen Metanol : 36,05 mg/dL ile maksimum ölçülen Metanol 1 1 6 mg/dL'.dir. Forınaldehit çözeltisine O cm uzaklıkta ; minimum ölçülen Etanot : 14,95 mg/dL, maksimum ölçülen Etanol: 17,78 mg/dL, ortalama ölçülen Etanol : 1 5,94 mg/dL'dir. Formaldehit çözeltisine 5 cm uzaklıkta; minimum ölçülen Etanol : 1 2,22 mg 1 dL, maksimum ölçülen Etanol : 16, ll mg 1 dL, ortalama ölçülen Etanol : 1 4,53 mg 1 dL'dir. Formaldehit çözeltisine 1 O cm uzaklıkta, minimum ölçülen Etanol : 1 4,26 mg/dL, maksimum ölçülen Etanol : 16,14 mg/dL, ortalama ölçülen Etanol : 1 5,22 mg/dL'dir. Formaldehit çözeltisine 15 cm uzaklıkta, minimum ölçülen Etanol : 1 2,27 mg/dL, maksimum ölçülen Etanol : 12,94 mg/dL, ortalama ölçülen Etanol : 12,68 mg/dL'dir. Formaldehit çözeltisine 20 cm uzaklıkta, minimum ölçülen Etanol : 13,62 mg/dL, maksimum ölçülen Etanol: 1 6,78 mg 1 dL, : ortalama 1 4,88 mg/dL'dir. ölçülen Etanol

5. Günde, F ormaldehit çözeltisine O cm uzaklıkta ; minimum ölçülen Etanol : 28,34 mg/dL, maksimum ölçülen Etanol : 34,13 mg/dL, ortalama ölçülen Etanol : 3 1,39 mg/dL'dir. Formaldehit çözeltisine 5 cm uzaklıkta; minimum ölçülen Etanol : 30,78 mg 1 dL, maksimum ölçülen Etanol : 43,94 mg 1 dL, ortalama ölçülen Etanal : 35,69 mg/dL'dir. Formaldehit çözeltisine 1 O cm uzaklıkta; minimum ölçülen Etanol : 30,28 mg/dL, maksimum ölçülen Etanal : 3 1 ,53 mg/dL, ortalama ölçülen Etanol: 30,77 mg/dL'dir. Formaldehit çözeltisine 15 cm uzaklıkta, minimum ölçülen Etanol : 35,86 mg/dL, maksimum ölçülen Etanol : 44,33 mg/ciL, ortalama ölçülen Etanol : 37,69 mg/dL'dir. Formaldehit çözeltisine 20 cm uzaklıkta ; minimum ölçülen Etanol :

1 83

SAU Fen Bilimleri

Canlı

Enstitüsü Dergisi

Olü Insan Kan Orneklerinde Metanol

•

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Tablo 4.

•

Entoksikasyonunun ıncelenmesı

Eyvaz, �.

Yalçm

Kapalı ortamda ağzı açık tüplerde, ağzı açık kaptaki% 10' luk Formal ehit çözeltisine 0-5-10-15-20 cm

uzaklıklarda bekletilen postmortem kan öıneklerinde :Birinci kutu: 5 gün, Ikinci kutu: 10 gün sonra kontaminasyon çalışması.

B ek. süre.

For.

Ara.

o cm

5 cm

(rrg/dL]

[111J/dl]

15 cm [rrg!dl]

cm [ffid/dl]

20 cm. [rrgldl]

Çöz.[rrg/dij Uçucu. 1.TOp 2.TOp 3.Tüp 1.Tüp 2.Tüp 3.TOp 1.Tüp 2.Tüp 3.Tüp 1.Tüp 2.Tüp 3.TOp 1.Tüp 2.Tüp 3.Tüp 8152

Fo r.

2258

f>leta.

Gün

Ba.

81,64

33,72

629

For.

1943

Meta.

81,64 81,64 81,64

81,64 81,64 12,27

81,64 81 ,64 81,64 81,64 ,

14,5

10,06

56,32 54,13 74,76 63,53 ı 54,35 55,23 50,01 58,55 55,56 56,39

81,64 81,64 o

81,64 181,64

25,76 37,54

55,74 49,95

34,48

59,1

53,56

Ba.

28,34

31,7

For.

Gün

1o.

1681

Meta.

Gün

Ba.

116

56,24 77,25 15,1

14,95

31,53 30,28

34,13 32,36 130, 78 43,94

17,78

53,4

65,4

35,86 ,44,33 32,87 44,48 44,86

30,5

39,33 36,05 47,29 44,94

70,57 59,63 52,11 53,78

47,6 o 1

36,51 43,13

12,22 16,11 15,27 15,26 14,26 16,14 12,27 12,83 12,94 16,78 13,62 14,25

Yukandaki bilgiler ışığında Adli hp kunununa savcılık

Etanal

içeren

Postmortem

kan

örneklerinin

kanalıyla gönderilen koliterin ; içinde kanın bulunduğu

Formaldehit ve metanol ihtiva eden oı1amda (kutu) 5

kaplarm (enjektör, tüp) ağızlarımn kapalı olması halinde

gün bekletilmesiyle canlı insan kanlarından farklı olarak

kontaminasyona; oda sıcaklığında pratik olarak kaniann

tüplerden

içinde ki çürümeden ve mikroorganizmaların etkisinin

bazılannda

formaldemt

bulunmamaktadır.

Fakat canlı insan kanlannda olduğu gibi bu kanların da

dışında

hepsinde metanol ölçülmüştür.

Metanal kontaminasyonuna hiç rastlanmadığım ancak

olmak

kaydıyla,

tüplerde

Foıınaldehit

enjektörlerde

Formaldemt ve

Metanol

2) Başlangıçta var olan Etanol zamanla azalmaktadır.

kontaminasyonunun

Çünkü kapalı ortamda ağzı açık tüplerde ki Etanal

gerçekleşebileceğini

ortama uçmaktadır.

örneklerinin ; plastik tüplerde, koruyucu madde (NaF ve

Forınaldehit

çözeltisinden

gelen

Formaldehit ; 5 gün sonra yapılan (birinci kutuda) ölçüm de bazı tüplerde ölçülebilmesine rağmen, 1 O gün sonra

ortamda

hiç

Metanol 5 gün sonra bütün kanlarda bulunmaktadır. 10 formaldehit çözeltisinde ki Metanalden

beslenmeye

devam eden kanlarda Metanol varlığını

gönderilecek

kan

C' de, iç organların muhafaza

KAYNAKLAR

bulunmayan

gün sonra

sebeple

bazen

analiz edileceği laboratuvara gönderilınelidir.

gün sonra var olan

kanlarda

olsa

azda

sıvısından ayrı bir bölmede ve kısa bir süre içersinde,

Formaldehit 1O gün sonra yok denecek kadar azalmıştır. Başlangıçta

;

NaN3) eklenerek +4

yapılan (ikinci kutuda) ölçümlerde hiç buluıunamaktadır. Çünkü ortamda (atmosferde) 5

çok

1] Soysal, Z., Adli Tıp, Cilt 3, İstanbul Üniversitesi Yayınlan, İstanbul, 1999.

[

[2] Polat,

varlığını devam ettirmektedir

0., İnanıcı, M.A., ve Aksoy, M.E., Adli Tıp

Ders Kitabı, Marmara Üniversitesi, Nobel Kitabevleri, istanbul, 1997.

IV.

[3]Ege, B., Karadeniz, Z., Yenrişçigil, A. Ve Öztürk, P.,

SONUÇLAR

I. Ulusak Adli Tıp Kongresi, İstanbul, 1994. [4]

Canlı insanlara ait alkolsüz kanların ağzı açık tüplerde bekletilmesiyle

bütün

metanol

formaldehit

kontaminasyonu

tespit

edilmiştir.

Ölü

insan

örneklerinde

başlangıçta

ortamda

kanlarda

Turla,

A.,

Ölümle

sonuçlanan

Metil

Alkol

Zehirlenmesinin Adli Tıp A çısından Değerlendirilmesi, İstanbul, 1997.

kan

[5] Behnan, A., Adli Tıp Dergisi, Sayı 8, s. 109-112,

hiç

İstanbul, 1992

bulunmayan metanol bekletme sonucu bütün kanlarda

(6]

bulunmuştur.

Turla, A. Olubay, Yaycı, N. ve Koç. S., Ölümle

sonuçlanan

Metil

Alkol

Zehirlenmeleri,

Dergisi, Cilt 15, Sayı 1, İstanbul, 2001.

184

Adli

Tıp

Zirkonyum

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Zirkon

Ş. Ramazanoğlu

2.Sayı (Temmuz 2002)

6.Cilt:,

ZiRKONYUM VE ZiRKON Şefik RamazanoğJu Özet-

Bu çalışmada zirkonyum (Zr) ve en önemli Zr

m inerali

olan

zirkon,

teknik

incelenmiştir. Zr periyodik cetvelin

ticari

IV.

açıdan

Grubunda

bulunur ve yerkabuğundaki ortalaması 200 ppm dir. Zirkonyumun

minerali

olmasına

rağmen

bunlardan en önemlisi zirkondur (ZrSi04). Zirkon ve Zr

kimyasalları;

refrakter

demir-çelik,

malzeme,

boya,

sanayii ile nükleer konsantre

zirkon

döküm,

kağıt,

kimya

kullanılır.

Dünya

522.000-745.000

ton/yıl

santrallerde üretimi

gübre

seramik,

arasındadır ve zirkon fiyatları arz ve talebe göre ton başına 139.2 ile 522.0 USD arasında değişir. Anahtar Kelimeler .. Zirkonyum, zirkon.

Abstract- In this study, zirconium (Zr) and zircon,

belli oranlarda birlikte bulunurlar. Zr; ultramafti lerde 45 ppm, mafıtlerde 140 ppm, granitoyidlerde 17 5 pp� kireçtaşlarında 19 ppm, kumtaşlannda 220 ppm, şeyllerde 160 ppm oramnda bulunur [1]. Zirkonyumun yerkabuğundaki ortalaması ise 200 ppm' dir [2]. Zr litofıl bir elementtir ve yerkabuğunu oluşturan kayaçlar içinde (ultramafitler ve kireçtaşları hariç) hemen hemen homojen dağılım gösterir. Bu yüzden büyük nıiktarlarda zirkonyunı yataklarına rastlanmaz, plaser adı verilen ve ağu mineral içeren kurnlardan elde edilir. Buna karşıhk yerkabuğunda zirkonun yaklaşık dörtte biri (47 ppm) oranında bulunan Cu elementi milyonlarca tonluk maden yatakları oluşturmuştur. Zr

Zirkonyum, element olarak redüklenmesi ile elde edilir [3].

bileşiklerinin

which is the most important mineral of zirconium, were

examined

technical

Zirconium exists in the Group

and

commercial.

of the Periodic

Table and it' s average of the Earth Crust is 200 ppm. Although

zirconium

has

minerals,

the

most

important of them is zircon (ZrSi04). Zircon and Zr chemicals are used in iron-steel, casting, refractories, ceramic, painting industries, paper, manure, chemical industries

and

nuclear power

plants.

The

ZrOı + 2 C � Zr ZrOı

2CO

6Z0

4/3 Al---)> 2/3 Alı03 + Zr

ZrOı + Si ---)> Zr

SiOı

6Z0

198600- 814 T 1).2°

-5.5+4.8 T

36530-8.23 T

world

concentrated zircon production is between 522.000 and 745.000 tons per year and according to supply and demand, it's prices vary between 139.2 and 522.0 USD per ton. Keywords- Zirconium, zircon.

Metalik Zr kimyasal bakımdan çok aktiftir. Özelliklerini farkedilir derecede bozan N, O, H ve diğer elementler ile çok kolay reaksiyona girer. Bu yüzden metalik Zr üretimi, özel metal kaplar içerisinde inert gaz ortaırunda gerçekleşir [3]. Doğada toplam 14 Zirkonyum minerab bulunmakla birlikte, ekononıik bakımdan en önemlileri zirkon (ZrSiO 4 ) ve baddeleyit (( Zr ,Ht) 02 Si02 ) ' tir.

I. GİRİŞ

•

Zirkonyum ( Zr ) elementi periyodik cetvelin 4. grubunda olup, atom numarası 40, atom ağırlığı 91.22 dir. Yoğunluğu 6.5 gr/cm\ valansı 2 ve 4, ergime sıcaklığı 2430 °C, kaynama sıcaklığı> 2900 °C ve yüzey merkezli kübik yapıdadır. Zr aynı grupta bulunan Hf ile benzer kimyasal özelliklere sahiptir ve bu yüzden minerallerde

Ş.

R.amazanoğlu;

SAÜ, Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Müh. Bölümü

sefi kr@sakarya. ed u. tr

185

Zirkanun teorik bileşimi % 67.2 Zr02 ve %32.8 Si02 şeklinde olup ayrıca % 1-4 oranında Hf 'da bulunur.Bu küçük miktar zirkonun fiziksel ve kimyasal özellikleıinde bir azalma meydana getirmez. Malzemenin ticari değeri ZrOı oranına bağlıdır. Zirkon adı, Fars'ça zar (altın) ve gun (renk) kelimelerinden türetilmiş tir. [ 4]. Zirkon, küçük kristaller halinde mağma kıistallenmesinin ilk evresinde katılaşan bir mineraldir. Tam şekilli ve iri kristallerine pegmatit ve nefelinli siyenitlerde rastlanır. Zirkon en çok, sodyumca zengin asidik mağmatik kayaçlarda ( SiOı oranı % 6 6 dan fazla), özellikle granit

Zirkonyum ve Zirkon

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Ş. Ramazanoğlu

6.Cilt, 2.Sa)'l (Temıııuz 2002)

ve granodiyor it gibi granitoyidlerde bulunduğundan, bu kayaçiardan kaynaklanan plaser bir ikimlerinde ilmenit ve rutille birlikte ekonomik yataklar oluşturmaktadır. Bu kayaçlar zaman içerisinde hava ve su etkisi altında ayrışırlar. Özellikle feldspat mineralleri kil minerallerine, Fe ve Mg' lu mineraller de klorit ve kil mineralleri ile Fe oksitlerine dönüşürler ve su ile ortamdan ayrılırlar. ,

Böylece kimyasal ve fiziksel olarak dayanınılı olan kuvars, manyetit, ilmenit ve zirkon gibi mineraller, bu kayaçlardan türeyen arena veya kum içerisinde zenginleşirler. Zirkon Şekil 1' deki akım şeması ile gösterilen yöntemlerle kumdan ayrılarak piyasaya arzedilir [5]. KUM

ÖZGÜL AGlRLIK FARKI İLE ZENGİNLEŞTİRME

Hafif Mineraller

Ağır Mineraller

Kuvars

Rutil İlmenit Monazit Zirkon ELEKTROSTATİK AYIRMA

İletkenler

Yalıtkanlar

Rutil İlmenit

Monazit Zirkon

•

MANYETiK AYIRMA

•

Manyetik Ilmenit •

MAN YETiK

�

Diamanyetik

Manyetik

Rutil

Monazit

AYIRMA

+ Diamanyetik Zirkon

Şekil 1 . Kum zenginleştinnesi için seçilen akım şeması

üstün özelliklere sahiptir. Ayrıca yüksek elastik modül ve sertlik, gevreklik, refrakter lik, düşük termal genleşme katsayısı, korozyona direnç ve yüksek sıcaklıkarda düşük buhar basıncına sahip olması gibi avantajlan da mevcuttur [6 ].

Zirkonun ısı iletme katsayısı 4. 5 X ı o-6 kcal/m2 h oc, sertliği 7.5 (Mohs), yoğunluğu 4.7 gr/cm:\ ışığı kırma indisi 1.9-2.0, ergime noktası 2430 °C ve rengi kahverengi, san, k ırmızımsı, şeffaf ve diğer renklerde olabilir. II.

Saf ZrOl farklı sıcaklıklarda 3 farklı kristal yapısında bulunur. ZrOı oda sıcaklığından 1170 oc ye kadar monoklinik, 1170-2370°C arasında tetragonal ve 2370 °C nin üzerinde ise kübik biçimlerde bulunur. Sıcaklıkların aıttn-ılması ile bir üst kristal biçimine geçiş olur ve bu

ziRKON VE KULLANIM ALANLARI

diğer oksitler gibi iyonik bağlı olup, saydamlık, ısı ve elektrik iletimine direnç, diamanyetizma, kimyasal kararlılık ve yüksek sıcaklıklarda iyonik iletkenlik gibi ZrOı

186

Zirkonyum

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Zirkon

Ş. Ramazanog1u

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

arada %

hacim artışı meydana gelir. Bunu engellemek

zirkonun düşük Fe ve 1�i oksitleri içermes i gereklidir.

4-15

ve ZrOı'ı kararlı hale getirmek için CaO, MgO ve Yı03

Seramik sırının zirkon kapsamı %

ilave edilir

Daha yüksek zirkon içeriği seramik yüzeyinde hafif bir

[6].

pürüzlülüğe yol açar

Satılabilir

kalitedeki

konsantresinin

zirkon

bileşimi Tablo 1. 'deki gibi olmalıdır

kimyasal

[7].

kaplanacak

Tablo 1. Satılabil1r kaljtedeki zirkon konsantresinin kimyasa ı bileşimi

66.75

Alı03 O. 19

Fe203

Si02 32.65

ZrOı

0.04

Zirkon ve zirkonyum türevleri makina,

uçak,

malzemesi, kimya ve deri

Ti02

0.04

demir-çelik,

Refrakter

refrakter makyaj

endüstrilerinde gittikçe artan

[ 8].

65 % 0.06- 0.1

kullanılır. Standart döküm kumu olarak ortalama % Zr02 içeren konsantre gerekir, Fe2 03 oranı

% 66

arasında olmalıdır. Iyi dereceli ürün olarak en az anlaşılır.

Zirkonun ergimiş

soğumasını

sağlar. ve

Fe2 03

yüksek

yoğunluğu, iletkenliğinin

0.05

ısı

metalin

içeren konsantre

iletkenliği ve yüksek

daha

Zirkon,

hızlı

silis

yoğunluğWlun

bir

şekilde

kumunun

yaklaşık

iki

ısı

katına

sahiptir ve ondan iki kat daha fazla ısı emebilir. Sonuçta soğuma olayı silis kumuna göre yarı yarıya daha kısa zamanda

gerçekleşir.

yönlendirilmiş

katılaşmayı

sağlamaktadır.

Zirkon

nitelikler, kontro1

kumu

gözeneklerde

Cr203

oluşturulması,

malzeme

malzernede

endüstrisinde

meydana

gelen

kullamlır. Bunun için Zr02 izabe edilir veya o/o

1 O M gO

[9].

zirkon,

çatlakları

refrakter gidermede

elektrik arkıyla yeniden

- CaO eklenerek refrakter

malzeme dengeli duruma getirilir

[3].

Zirkonyum kimyasalları çok çeşitli kullanım alanlarına

Zirkon, demir-çelik endüstrisinde döküm kumu olarak

Zr02 ve en fazla o/o

kullanılarak

için

amonyum bikromat

direnci sağlanması yolları denenınektedir

Cr203 0.02

elektrik-elektronik,

miktarlarda kullam lmaktadır

kaplamalar

seramik

pürüzlülüğün azaltılması ve bu sayede yüksek korozyon

malzeme, seramik, boya, kağıt, tekstil, gübre, nükleer santraller,

esaslı

Benzer durum metaller üzerine

sözkonusudur. Bunu gideınıek için tuzu

Bileşen

[4].

arasında değişir.

çoğu

dökümcülere etmede

faydalar

zaman

soğutma

sahiptirler. Kişisel bakın1 malzemesi olarak ter önleyici, oje ve çeşitli kreınlerin bileşiminde kullanılır. Mürekkep, boya, zehir, yapıştırıcı, gıda ambalaj, deri tabaklama, kumaş işleme gibi endüstJ·i dallarında ve böbrek diyaliz makinalar�

filtrelerinde

yaygın

olarak

zirkonyum

kimyasalları kullanılmaktadır. Yüksek fiziksel ve kimyasal dayanımı sebebi ile zirkon, nükleer santrallerin yakıt çubuklannda da kullanılmakta ve bu özelliğinden dolayı ayrı bir önemi bulunmaktadır. Ayrıca iri ve öz şekilli zirkon kristalleri yarı değerli mücevher olarak kullanılmaktadır.

III.

plakalarının yerine kullanılarak tasarruf sağlar. Zirkon

DÜNYA ZiRKON ÜRETİMİ

kumu silis kumunun 1/3 ü kadar genleşir ve genleşnıeden

doğan bazı sakıncalar dökün1 kurnuna zirkon katılarak giderilmiş olur. Zirkonun dökümcülükte kullanılan e n büyük özelliği, ergimiş metale karşı dirençli olmasıdır. Bu yüzden zirkon ve ergimiş metal arasında sürtünme ve tutma (yapışma) meydana gelmez. Böylece düzgün ve pürüzsüz

yüzeyler

elde

edilir.

Kontinu

döküm

makinalarında pota dibi tuğlaları zirkondan imal edilir.

engeller

kullamldığında

Bünyede

arttırır.

dayanımı

Yüksek

)

yapan diğer ülkeler Brezilya, Çin, Hindistan, Malezya, Sri Lanka ve Tayland'dır.

'un

diğer

elementler

sıcaklık

birisi ile

yaptığı

pembe renk için Zr-Fe-Si

kombinasyonları kullanılır.

Zirkon

boyalarını

sabitleştirmede

kaplayıcı madde olarak kullanılır. Böylece seramikler ultraviyole

ışınlardan

deformasyonlara karşı zirkonun

inceliğinde

kireçlenmeden

korunurlar.

Sırda

kaynaklanan kullanılacak

mikrondan daha ince, tercihen 5 mikron olması

gerekir.

amaçla

[10,11]. 1990-1997 yılları arasındaki fıyatları Tablo 4 'te verilmiştir.

zirkon konsantresi

Tablo 2. Dünyada Bilinen Zirkon Rezervleri

Pb-Si, turkuaz için Zr-V-Si, gri için Zr-Co-Ni-Si ve seramik

dünyada bilinen

te ise üretici ülkeler ve yıllara göre zirkon üretimi ton

kombinasyonlarla elde edilir. San renk için Zr-V ile Zr

ayrıca,

yatakların rezervlerini ülkeler bazında vermektedir. Tablo

zirkondur. Renkli seramik sm için istenen pek çok farklı renk,

Tablo

çatlamalan

hammaddelerden

önemli

Afrika

Cumhuriyeti ve A.B.D.'dir. Daha az miktarda üretim

aşınınaya karşı dirençli seramikler için ( özellikle uçak motorlarında

olarak gösterilmiştir

Seramik sanayiinde zirkon, hem bünyede hem de suda kullanılmaktadır.

Öneınli zirkon üreticisi ülkeler Avustralya,

kullanılacak

187

Ulke ••

Avusturalya

G.Afıika C. A.B.D. Ukrayna Hindistan Çin Brezilya Diğerleri Toplam

Rezerv (milyon ton 6.3 14.3 1.7

4.0

3.4 0.5 0.4 0.8 31.4

Zirkonyum ve Zirkon

SAU Fen Bil imieri Enstitüsü Dergisi

Ş. Ramazanoğlu

6.Ci1t, 2.Sayı {Temmuz 2002)

Tablo 3. Üretici Ulkelerin yıllara göre konsantre zirkon üretimi (ton) ••

U lke

2000

1990

1980

1979

1978

1977

1976

2001

420 000

398 000

392 000

447 000

487 000

442 000

400 000

A.B.D.

80 000

90 000

75 000

70 000

102 000

100 000

G.Afrika C.

ll 200

16 800

36 200

81 600

79 800

180 000

400 000

300 000

Hindistan

10 300

10 700

ll 200

12 400

13 400

18 000

19 000

3 000 3 165

4 600 ı 864

4 300 4 225

3 300 2 786

4 500 2 270

3 000

19 000 102 000

30 000 221 000

527 665

521 964

522 925

617 086

656 970

745 000

Avustralya

Brezilya Diğerleri

Toplam

---

1040 000 1070 000

Tablo 4. 1990-1997 Yı 11arı Arasında Zirkon Fiyatları (USD/ton,)

IV.

Yıl

1990

1991

1992

1993

1994

1995

Fiyat

552.0

373.9

222.2

139.2

177.5

244.6

Yıl

1996

1997

1998

1999

2000

2001

Fiyat

342 5

365.7

355.0

311.0

396.0

370.0

TÜRKİYE'DE ZİRKON

Türkiye'de işletilen bir zirkon

yatağı

Zirkon Tüikiye'de ağırlıklı olarak seramik sanayünde

kullanılmakta ve yıllık ortalama 5 milyon USD değerinde

bulunma makla

ithalat yapılmaktadu

beraber bu yönde araştırma faaliyetleri mevcuttur. Türkiye

[6].

'deki ilk zirkon araştırmalanndan birisi Kumbaba-Şile {Istanbul) sahillerinde

198 8 yılında yapılmıştır. Sahil

V. SONUÇLAR

kumu kuvars, feldspat, kavkı parçası, kayaç kınntısı, manyetit, maıiit, ilmenit, nıtil, epidot, ojit, zirkon ve garnet içerir.Kumun Zr02 kapsamı %

2.75 'tir. Tüvon.an

kumdan % 3. 5 oranında ağır mineral konsantresi elde edilmiş ve bu konsantreden %

•

66 kazanma verimi ile %

ortaklaşa

yapıinnştır. Çayeli (Rize) havzasında çalışmada;

sahilden

25-60

bir

pilot

zirkon minerallerinin

içeride

•

üretim tesisi yapılan

kimyasal özellikleri

ile

paralel olarak artmaktadır. Yerkabuğunda pek çok elemente göre daha bol olan Zr, jeokimyasal özelliğinden dolayı büyük

güneyindeki İncesu Deresi

artan bir öneme sahiptirler. Üretim de buna

0.212 mm 'nin altındaki fraksiyonlarda zenginleşmiştir [ 12] . 1990 yılında İTÜ ve Çekınece Nükleer Araştırma tarafından

fızik.sel

zirkon ve Zr kimyasalları, günümüzde, gittikçe

53 Zr02 ve% 10 Ti02 içeren ürün elde edilmiştir. Zirkon

Merkezi

Yüksek

yataklar oluşturamamakta dır.

bir

daha çok ince kum

fraksiyonlarda bulunduğu ve 550 ppm mertebesindeki Zr

•

17 5 ppm değerindeki g ranitoyid ortalamasının yaklaşık 3 katı olduğu belirtilerek sahil kuml arının önemine dikkat çekilmektedir [13]. oranının,

188

Türkiye'de zirkon üretimi yoktur. Giderek önem

kazan an bu mineral için aynntılı ve kapsamlı çalışmalar yapılmalıdır.

Zirkonyum

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Zirkon

Ş. Ramazanoğlu

6.Cilt) 2.Sayı {Tennnuz 2002)

KAYNAKLAR

[ 1 ].Yılmaz, 0. , İpekoğlu, B., Boztuğ, D., Pehlivan, R., Sezer, H.,Güreli, L., Birdane, G., "Karadeniz Bölgesi Granitoyid Kuşaklarına Bağlı Zirkon Oluşumlarının Belirlenmesi", DPT 90 K 120570 No•ıu Teknolojik Araştırma Projesi, i.ü. Jeoloji Müh. Böl., 249 s. ,1995, (Yayınlanmarrnş) [2].Vinagradov, A.P., �'The Geochemistry of Rare and Dispersed Cheınica1 Elements:", London ,1959 [3].Tulgar, H.E, "Ferroalaşımlarm İstihsali, Elektrometa lürji", İTÜ Yayın No:724 , 1968 [4]. Ternpleton,D., "Zircon", US Department of The Interior Bureauof Mines Special Publication, Sept. l993 (5]. Önal, G ., "Cevher hazırlamada Flotasyon Dışındaki Zenginleştirıne Yöntemleri", İTÜ Maden Fak., 1985 [6]. Topla� N., "Plazma Püskürtine Kaplama Tekniği İle Seramik Esaslı Şekilli Par�a (Zirkonya Esaslı Tüp) Üretimi", Doktora Tezi, SAÜ, 2001 [7). DPT, "Madencilik Özel ihtisas Komisyonu , Metal I\.1adenler Alt Komisyonu, İleri Teknoloji Ham maddeleri Çalışma Gnıbu Raporu", Yayın No:2622, 2001 [8]. Kırıkoğlu,S., "Endüstriyel Hamma ddeler", İTÜ Yayınlan No.1418, 1990 [9). Çevik, İ., "Zirkonya Esaslı Seramik Kaplamanın Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerinin Değiştirilmesi", Doktora Tezi, İTÜ, 1990 [1 0]. Macpherson ,M.H., " Zircon to The Year 2000', Industrial Minerals Refractories Supplement, April Page 83-88, 1983 [ll].Temur, S., " Endüstriyel Hammaddeler" S.Ü. Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Yayını, s.230, 1994 N., Gürkan, [12].Önal, G., Acarkan, V., Acarkan,S.,Ipekoğlu, B., "The Benefication of Zircon Occuring In The Beach Sand At Şile Region", II. International Mineral Processing Symposium, p. 331340 , Izmir, 1988 Ş., "Rize, Kaptanpaşa-İnccsu[ l3]. Ramazanoğlu, Ciınilbaşköy Kesiminin Endüstriyel Hammadde Durumunun İncelenmesi",Doktora Tezi, İ.Ü., 1996

189

Enerji Tasarrufu ve Birleşik Isı-Güç Üretm Sistemleri Ş. Özbey, G. Arda, A.R. Özdemir

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

ENERJİ TAS ARRUFU VE BİRLEŞİKISI-GÜÇ ÜRETİM SİSTEMLERİ Şerafettİn Özbey, Günay Arda, Alper Rıza Özdemir

••

Ozet - Endüstri, gittikçe artan çevresel kirlilik ve

ı. GİRİŞ

yakıt maliyetleri için yenilikçi çözümler aramaya devam etmektedir. Modem gaz türbin teknolojisi

Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri, ısı ve elektrik

atıkları azaltmak ve verimi arttırmak konusunda

enerjisi üretiminin aynı tesiste ve genellilde tek çeşit yakıt kullanılarak, birlikte gerçekleştirildiği sistemlere

çok büyük gelişmeler göstermiştir, fakat bu modern santral dizaynları

bile

Birleşik

Isı-Güç

Üretim

verilen genel isimdir. Türkçe'de ayrıca "kojenerasyon"

teknolojisi kulJanılmadığında ısı kayıplarına engel olamaz.

Birleşik

Isı-Güç

Üretim

terimi

Sistemleri'nin

"total energy" terimleri de kullanılmaktadır.

ortalama verim o/o35 kadardır. Potansiyel enerjinin

hariç).

dağıtım kayıpları

Üretim

Sistemleri

Gelişmiş

19.yüzyıl

kullanılabilir ısıya dönüştürür.

kelimeler

Birleşik

Isı-Güç

Üretim

for and

ever-increasing

20.yüzyıl

başlanndan

itibaren '

enerjisi üretiminde oldukça

fuel

costs.

Ancak bu ülkelerde, yeni ve ucuz yakıt kaynak:lannı

environmental gas

Modern

turbine

goals

reducing

emissions

designs can not Combined

and

Power

techniques

simple.

Conventional

are

Birleşik Isı-Güç Üretimi telcrar önem kazanmış ve daha yaygın olarak kullanılması için hemen her ülkede çeşitli teşviklerle desteklenmiştir[2].

improve this upto o/o55 ( excluding losses for the of

electricity).

Nedenleri farldı da olsa ülkemizde de benzer bir

Combined Heat and Power reduces this loss by

gelişme yaşanmıştır.

using the waste heat for ind ustry, comınerce and

Cumhuriyetin ilamndan soma

başlatılan sanayi hamleleri, Şeker Fabrikaları, Demir

bome heatiog.

şebekeden

şoklarına kadar devam etmiştir. Bu tarihten soma

heat. More recent combined cycle generation can distribution

ulusal

göre farklılık göstermekle birlikte 1973 ve 1979 petrol

power

0/o65 of the energy potential is released as waste

and

enerjisinin

elektrik

girmiştir. Bu duraklama ve gerileme eğilimi, ülkelere

generation, on average, is only o/o35 efficient. Up to

transmission

sonucunda,

ı �ıtmalı sistemler hariç olmak üzere, Birleşik Isı-Güç . Uretim uygulamalan genel olarak duraklamaya

employed. The principle behind Combined Heat Power

ve güçlenen ulusal şebekeler

edilebilir olması nedeniyle, Avrupa ülkelerindeki şehir

obstruct of heat losses unless

Heat

kullaruma sunulması

kaliteli, ucuz, güvenilir ve zahmetsiz olarak temin

and

irnproving efficiency, but even these modern plant

Key Words

bazında genel elektrik

technology has made enormous progress to�vards

and

sonu

ısı ihtiyaçlannı da dikkate alarak kurmuşlar ve ülke

Industry continues to seek innovative

solutions

the

Üretim

önemli yer tutınuşlardır.

pollution

Isı-Güç

Birleşik

endüstriyel işletmeler, kendi elektrik üretim tesislerini

Sistemleri

Abstract

ülkelerde

uygulamalan elektrik enerjisi üretimiyle başlamıştır.

kayıpları endüstride, işletmelerde ve ev ısıtınasında

Anahtar

Şimdi

bakalım[ I].

kombine çevrimli santrallerde ise bu 0/o55'e kadar Isı-Güç

ise

Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri'nin tarihçesine bir

o/o65'i kadarı ise atık ısı olarak harcanır. Daha yeni

Birleşik

İngilizce'de

"Cogeneration" dışmda "Conbined heat and power" ve

prensibi basittir. Konvansiyonel elektrik üretiminde

artabilir (elektriğin iletim ve

kullanılmakta.

Çelik Tesisleri, Kağıt Sanayi, Rafineriler, Petro-Kimya Tesisleri

Combined Heat and Power

�tiyaçlarının

Tekstil

Sanayide

elektrik

ısı

karşılanması amacıyla Birleşik Isı-Güç

Uretim tesisleri kurulmuştur. 1984 yılında çıkan 3096

Ş.Özbey, G.Arda> A.R.Özdemir, SA.Ü. Müh.Fak.

sayılı yasa ve bununla ilgili yönetmelikterin yüıürlüğ e

Elektrik Elektronik

Müh.Bölümü, Sakarya

190

Enerji Tasarrufu ve Birleşik Isı-Güç Uretm Sistemlerı

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

özel

sektör,

Birleşik

Isı-Güç

Konvansiyonel sistemlerdeki

Üretim

tesislerine yoğun bir ilgi gösterıneye başlamıştır.

kayıpların

BİRLEŞİKISI -GÜÇ SİSTEMLERİ

mekanik

kısmı

kayıpların büyük

termik

en önemlisi

Özbey, G. Arda, A.R. Özdemir

Ş.

6.CiltJ 2.Sayı (Teıruııuz 2002)

ginnesiyle

ise

bir

Tennik

kayıplardır.

kondenser kayıplandır.

Kondensasyon sistemlerinde tfu·binde iş yapan buhar, kondenserde oluşturulan vakum sayesinde daha alt

Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri,

ısı ve elektrik

basınçlara kadar genişleyebilmekte ve böylece buhar tüı·bininden daha fazla iş elde edilebilmektedir.

enerjisi aynı tesiste üretmesi nedeniyle verimleri %900/o95 kadar olabilmektedir. Konvensiyonel sistemlerde ise

enerjisi

elektrik

verimi

%35-%40

Kondenserde

kadardır.

vakum

oluşturabilmek

çeşitli

için

Kombine çevrimli sistemlerde bu veriın %55-o/o58 'e

soğutma teknikleri kullanılmakta ve soğutma işlemi

kadar çıkmaktadır.

nedeniyle atmosfere zorunlu ısı deşarjı yapılmaktadır. Atmosfere deşarj edilen bu ısının kullanılması genel verimi arttuır. Bu nıiktar,

100 BiRiM YAKIT

ısının ayrıca üretilmesi

halinde meydana gelecek kazan kayıpları da dikkate alındığında, Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri'nin

B.I.G.Ü.S. %90 VERiM ..1

sağladığı ekonomi daha iyi anlaşılır. Türkiye üretilen elektrik enerjisinin gelecek yıllar için

90 BiRiM

belirsizliği ve artan talebin mevcut şebeke tarafından karşılanamama korkusu ülkemizde de Birleşik Isı-Güç

35 BiR.M ELEKTRiK SS BiRIM ISI

Üretim Sistemleıi 'nin aıunasına sebep olmuştur. Kasım

Şeki11. Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemlerinde verim

2001

itibariyle

ülke

elektriğinin

%14'ünü

oluşturan toplam 2.474 MW gücündeki Birleşik Isı 1 'de görüldüğü gibi

Şekil

girişine

karşın

100

birimlik

ısı

birinilik bir yakıt ve

elektrik

Güç

elde

Üretim

Sistemleri

çalışmaktadır.

Türkiye'deki

yıllarda

Birleşik

Isı-Güç

son

Üretim

edilmekte. Bu 90 birim enerjiden 35 birimi elektrik, 55

Sistemleri 'nin hızla geliştiğinin işaretidir. Ayrıca yıllık

birimi de ısı enerjisidir. Bu sistem sayesinde elektrik

büyüme %20 civarındadn·.

enerjisi üretimindeki %65 'e varan kayıpların büyük bir bölümünü kullanılabilir enerjiye dönüştürmektedir. Bu

Günümüzde Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri'nin

da yakıt tasarrufu sağlamaktadır[3].

��68'i

Marmara

Bölgesi'ndedir.

devam

bölgelerde

eden

Birleşik

Ancak Isı-Güç

diğer Üretim

Sistemleri'nin tamamlanmasıyla bu oranlar Marmara Bölgesi %50, Akdeniz Bölgesi %25 ve diğer bölgeler

1 61 BiRiM YAKIT

de %25 olarak değişecektir[6].

61 BiRiM YAKIT

100 BIRIM YA�<IT

Birleşik Isı-Güç Üretinı Sistemleri çok farklı alanlarda r

SANTRAL %35 VERiM

KAZAN %90 VERiM

35 BIRIM LEKTRIK

5 BiRiM lSt

Birleşik

Isı-Güç

161 birim olduğu görülmektedir.

işlemlerinde

ısıtmamn

kullanılarak

yanında

sıcak

yaz

Bunun

için

üniteleri

kullanılmaktadır.

ortamda

sıcak

veya

absorbsiyonlu Bu

ünitelerde,

buhar

ile

soğutma vakumlu

karşılaştığında

soğutucu etki gösteren LiBr(Lityum Bromid) kimyasalı bulunmaktadır.

Üretim Farklı

Sistemleri'nin çıkış enerjisini karşılamak için birincil yakıtın

soğutma

sağlanabilir.

Şeki 1 2 'de ise elektrik ve ısı eneıj isinin ayrı ayı-ı sonucu:

Örneğin

günlerinde de sistemlerin yüksek verimle çalışn1ası

Şekil 2. Elektrik ve ısı enerjisinin ayn ayrı üretilmesi

üretilmesi

kullanılabilmektedirler.

örnekler

veıınemiz

gerekirse

Japonya'da

bulunan Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri genellikle

Buradaki

iki

kayıpların büyük kısmı elektrik enerjisi üretiminde

birincil

yakıtla

çalışabilecek

şekilde

olmuştur. Kazan veriminin %90 olması, istenilen çıkış

yapılmaktadır. Örneğin tercih edilen yakıt doğalgaz

enerjisinin karşılanması için girişteki yakıtın küçük bir

iken,

kısmı kayıplan oluşturmaktadır.

bulunduruluyor. N edeni ise olası herhangi bir deprem

bunun

yamnda

motorin

yedekte

sonucu altyapm1n zarar görmesi halinde işletmenin İki sistem incelendiğinde konvansiyonel sistemlerin,

hemen diğer depoladığı yakıtı kullanarak çalışmaya

Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemlerine oranla daha fazla

devam etmesidir.

yakıt tükettikleri görülüyor. Bu ise küçümsenmeyecek Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri ülkemizde birçok

kadar ciddi bir rakam.

sektörde kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle doğalgaz

191

SAU Fen Bili mleri Enstitüsü

Enerji Tasarrufu ve Birleşik Isı-Güç Üretm Sistemleri

Dergisi

Ş. Özbey, G. Arda, A.R. Özdemir

6.Ci1t, 2.Sa}1 {Temmuz 2002)

ile çalışan Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri tercih edilmektedir.

Bunun en büyük

ise

avantajı

Sistemin

•

ise

Şebeke ile paralel çalışabildiklerinden, ihtiyaç

•

fazlası

sorıra fual oil gelmektedir. Doğalgazın diğer yakıtlara

eksiği

elektrik

enerjisinin

şebekeye satılabilir ya da alınabilir.

göre pahalı olması diğer yakttıann kullanılmasına olanak tanımaktadır[4].

•

Farklı

yakı tlann

kullanılabilmesi

esneklik

sağlar.

%3NAFTA / %3 Bi�-GAZ // %1 RUZGAR

ATlK KOK GAZI

kurulma sı

iletim kayıplannı azaltarak esnekliği arttınr

çevre

kirliliğinin azalmasında katkıda bulunmasıdır. Daha

o/o6

bölgeye

istenilen

%7LP� %7HES

•

Şebekeden daha düşük fiyata enerji üretebilir.

•

Ulusal

daha

şebekenin

yüklenmesi sonucunda diğer kullamcılara daha kaliteli

enerji sağlanır. •

Tesislerin kendi elektrik enerjisini üretmesiyle iletim ve dağıtım kayıplarından kurtulur.

7DOGALGAZ

ulusal şebekenjn yükünü azaltarak yatırım ve

•

bakım giderlerinin azalır[ S].

%16 FUEL OIL

Bunun gibi birçok avantajının yanı sıra ülkemiz için geçerli bazı dezavantajlar da mevcut. Bunlar: Şekil 3. Türkiye,deki Birleşik Ist-Güç Üretim Sistemlerinde kullanılan yakıtlar

Şekil

3 'de

ülkemizdeki

Ülkemizdeki

•

Birleşik

Isı-Güç

nedeniyle

Üretim

şekle

göre

doğalgaz

fuel

yetersizliği

Isı-Güç

Birleşik

Üretim

Sistemlerinde kulla mlan parçalar yurt dışından

Sistemlerinde kullanılan birincil yakıtlar (%) olarak veritmiştir.

teknolojinin

getirilmekte, d olayısıyla ülke ekonomisi zarar

oil

görmektedir.

kullamlan yakıtların%73 'ünü oluştunnaktadır.

•

Bakım ve onarım için yine yurt

dışından

hizmet alınmak zoıundadır. •

%3 AGAÇ -----. %4 SERAMiK %2 ÇiMENTO %3CAM %4 KAG1T %3 SANAYi--.. %7 BAGIMSIZ ��

iş

azalmasına

gücünün

başkalanna bağımlılık sağlamaktadır.

%7 GJDA %4 L�STiK %1 KIMYA %2GÜBRE

Dolayısıyla

Birleşik Isı-Güç Üretim yerde,

özellikle

endüstrisinde

. %14 DIGER

Sistemleri dünyada birçok

kağıt

eskiden

kimyasal

beri

madde

kullanılmaktadır.

Teknolojinin gelişmesiyle ve Birleşik Isı-Güç Üretim

Sistemleri 'nin esnekliği sayesinde daha fazla yerde karşımıza çıkmaktadır. Aşağıda bunlardan bazılan verilmiştir.

%16 METAL

%30 TEKSTiL

•

Şekil 4. Türkiye'deki Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemlerinin sektörel dağıhrru

Şekil 4 'de ise Türkiye' deki Birleşik Isı-Güç Üretin1 Sistemlerinin

hangi

sektörlerde

tercih

edildiğini

göstermektedir. Burada da görüldüğü gibi tekstil ve metal sektörü toplarnın %46' sım oluştunnaktadır[7]. Birleşik Isı-Güç Üretim Sistemleri 'nin birçok avantajı vardır. Bunlardan bazılan: •

Enerjinin

dönüşümü

kullanınundaki

verimliliği arttım . •

Havaya

verilen

C02

azalacağından

çevre

kirliliği de azalacaktır.

192

•

llaç endüstrisinde

•

Kağıt ve tahta endüstrisinde

•

Alkol

•

Seramik endüstrisinde

•

Kireınit endüstrisinde

•

Çimento endüstrisinde

•

Gıda üretiminde

•

Tekstil endüstrisinde

•

Yağ endüstrisinde

•

Demir ve çelik endüstrisinde

•

Motor endüstrisinde

•

Sağlık ocaklarında

•

Otellerde

•

Hastanelerde

•

Hava alanlannda

•

Süpermarket ve büyük mağazalarda

•

Okullarda

•

Bakını evlerinde vs .

Enerji Tasarrufu ve Birleşik Isı-Güç Üretm Sistenderi Ş. Özbey, G. Arda, A.R. Özdemir

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sa}'l (Temmuz 2002)

SONUÇ VE ÖNERİLER

Günümüzde artan elektrik eneıjisi talebi ve buna bağlı olarak ülkemizdeki santrallerin yetersizliği Birleşik Isı Güç Üretim Sistemlerinin artinasına sebep olmuştur. E ndüstriyel işletmelerin kendi elektrik enerjisini üretmek istemesi onların bu tür sıkıntı yaşamasını önleyecektir. Gerçekten iyi seçilmiş bir Birleşik Isı Güç Üretin1 Sistemi ile işletmelerin gerekli ısı ve elektrik enerjisi ihtiyaçlannın karşılaması ve varsa fazlasını mevcut şebekeye satması onlara büyük yarar sağlayacaktır. Kısacası Biı·leşik Isı-Güç Üretim Sistemleri kendini güvende hissetn1ek isteyen işletmelerin mutlaka gözden geçirmesi gereken önemli bir unsur haline gelmiştir.

KAYNAKLAR [ 1] A Guide To Cogeneration, The European Association For The Promotion Os Cogeneration, (2001) [2] Türker, E., Birleşik Isı-Güç Üretim Santralleıi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, (1996) [3] Turna, T., Caterpillar Gaz Motorlarının Ve Gaz Türbinlerinin Birleşik Isı-Güç Sistemlerinde Kullanımı, (1994) [4] Katırcıoğlu, A., Gaz Türbinli Kojenerasyon Sistemleri, KOU Fen Bilimleri Enstitüsü) Yüksek Lisans Tezi, ( 1997) (5] http://www.cogen.org [ 6] http://www.kojenerasyon.com [7] http://www.enkogen.com

193

SAU Fen Bilimleri

PC Tabaoh Otomasyonu ve Uygulaması U. Yurtsever, Z. Demir

Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2002)

PC TABANLI BİNA OTOMASYONU VE UYGULAMASI Ulaş Yurtsever, Zafer Demir

Özet

bilgisayann

çalışmada

kullamlarak

bir

yazılım

otomasyonu

gerçekleştirilmiştir.

paralel

aracılığıyla Paralel

Son zamanlarda bu gelişmelerden payını almış en şansh

port'u

sistem, evibina otomasyonudur[l].

evibina porttan

Otomasyon, bir sistemin belirli bir senaryoya göre, bir

evibina'daki aygıtların durum kontrol, devreye alma, devreden

çıkarma

şeklinde

durumu

operatöre ihtiyaç olmaksızın yönetilmesidir. Senaryolann

kontrol

akışı,

edilmekte ve güvenlik ihlalinin yapılması durumunda zamanlarda

raporlar

talimatlar

gündüz, maksimum güvenlik vb. değişik konumlarda

merkezi

güvenlik alternatifleri sağlanmaktadır.

içerisindeki

Tabanlı

Uygulama

olaylann

otomasyonu PC

siste,minde

sistemine belirlenen

kullanılan

gönderilen kurallara

tüm aygıtlar,

bilgilerle

göre

diğer

senaryo aygıtlar

kontrol edilmektedir. Bunun sistem içinde kullanılan

kablolama yöntemi ring yöntemidir.

Kontrol, Veri Toplama, Otomasyon

Abstract

olaylara,

sonuçlara ve zamana göre belirlenir.

vermektedir. Ayrıca evibina aygıtları için tatil, gece,

Anahtar Keli11ıeler

algılanan

merkezi sistemdeki kurallara göre yorumJanatak çıkan

hazırlanan yazılım tarafından kümeleme metodu ile belirlenen

algılayıcılarla

In this paper, a house/building antomation

is realized using as device computer paraUel port and

II.OTOMASYON HİYERARŞİSİ

a software application. By means of paraBel port

Yapılan

devices three position can be controlled. These are

security

arasındaki

cases.

holiday,

alternatives

can

nighttime, be

obtained

daytime, for

security

geçiş,

Otomasyon

houselbuilding

ile

sistemlerinin

tüm

bulunan

haberleşmesi için

yapılabilmesi -

veriyolu

sistemlerinde

birbirleri

devices'.

Key Words

hiyerarşide

temelini

oluşturur.

Furtbermore for different cases such as maximum security,

bir

hiyerarşisi pirarnidi denir. Bu katmanlar içindeki ve

method at determinated time giving directions and violating

belirli

bir piramitten oluşmuştur ve bu pirarnide otomasyon

Function of software application is using clustering wbenever

projeleri

yürütülür. Otomasyon hiyerarşisi çeşitli katmanları olan

devices' state-control,take on curcuit, take off curcuit.

reports

otomasyon

istenir.

hiyerarşik

cihazıann

istelderin

yapıya

ihtiyaç

bulunmaktadır. Bu yapı içinde üst katmanda olan cihaz

PC Based Application and Control, Data

alt katmandaki cihaza çeşitli şekillerde bazı komutlar

Acquisition, Antomation

göndermekte ve alt katmandaki cihaziarda bu emirler doğrultusunda görevlerini yapmaktadır.

I.GİRİŞ

Piramidin içindeki en alt seviye proses seviyesidir. Bu

Elektronik endüstrisi, geliştirdiği yeni teknolojileri ucuza

seviyede prosesin çeşitli yerlerinde bulunan motorlar,

üretilme ve bu teknolojiler için yeni pazar yaratabilme

sensörler, valfler, sıcaklık ölçüm cihazıarı gibi sahanın en

yeteneğine sahiptir. Yıllardan beri üretim teknolojileri

alt seviyesindeki cihazlar yer alır.

alaronda yapılan çalışmalar sonunda, elektronik devre elemanlanmn

ucuza

üretilebilmesi,

kurumsal

Bir üst seviyedeki katman saha seviyesi, saha seviyesinin

olarak

üstündeki

gelişimini tamamlamış, maliyet engeline takılan birçok

katman

otomasyon

seviyesi,

otomasyon

seviyesinin üzerindeki katman kontrol seviyesi, kontrol

sistemin dünya pazanna girmesine olanak sağlanuştır.

seviyesinin

üzerindeki

mantıksal

seviye

planlama

seviyesi, piramidin en üstünde bulunan seviyede yönetim

U. Yurtsever, SAV, Bilgi İşlem Daire Başkanh�ı, 54100, Sakarya

seviyesidir.[2]

Z. Demir, SAU, MUh. Fak., Elektrik ve Elektronik Müh. Böl., 54100,

Sakarya

194

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Teırıınuz 2002)

PC Tabaoh Otomasyonu ve Uygulamasa

U. Yurtsever, Z. Demir

modlar ile otomatik kontrol de sağlanrnaktadrr. Ayrıca ev veya binadaki giriş güvenliği içinde veri madenciliği (data mining) algoritmalanndan kümeleme (Clustering) algoritması kullanılarak güvenlik tehlike sınuırun düşük, orta, yüksek şeklindeki üç durumdan biri olan yüksek olması durumunda operatörü uyarmaktadır. Hatalı giriş denemeleri ve güvenlik i hlali durumunda ihlalin veya hatalı girişin tarihi, saati ve giriş yapılırken girilen şifre veritabanına kaydedilir. Ve bu veriler kümeleme algoritması ile işlenerek tehlike sınırlan tespit edilmektedir.

ill.PARALEL PORT Port, mikroişlemcinin yada CPU'nun diğer devreleri ile veri alışverişinde kullanıldığı bir sinya1 hatlan kümesidir. Bu portlar genelde dijitaldir. Yani her sinya1 lojik O veya 1 dir. Çevre birimlerinin kontrolü ile ilgili gerçekleştirilecek projeler için PC'nin paralel portu hala çok ucuz ve güçlü bir platform özelliğindedir. Paralel port bize sekiz TIL çıkış, beş giriş ve dört iki yönlü uç sağlar.[3]

Bll9lsayar (Cotlpult'l') Yazılım (Sowre)

.!.

Destıipiien 1

Strobe

PC Output

Data O

PC Output

Data 1

PC Output

Data 2

PC Output

Data 3

PC Output

Data4

PC Output

Data5

PC Output

8 9

Data6

PC Output

Data7

PC Output

ACK

PC Input

Busy

PC Input

Paper Ernpty

PC Input

Select

PC Input

Auto Feed

PC Output

Eiior

PC Input

Initialize Printer

PC Output

SeJect İıtput

PC Output

Şekil

......

ıPh gj J

Aldlll Pasif

OptoC� 9a6tı oıcıuou pın .ıcıır ttıxUila oeçıı� ç�.

l. V

Tren�blllr Bo9ll o.du{ıu Oplo Cwplel oldll okiu� 118tlıne geçtr hgll röteyl �ınr.

....... ..,.

\lertlabanr (Datebcısıt)

ı ı ı

.ı.

.ı

Rc5le

.ı

ı suroco 04svfe31

.r Chu

ı ı

Şekil 2. Sistemin B1ok Şeması

Bu çalışmada, kullanılan yazılım bilgisayardaki DLL fonksiyonunu çağırarak paralel port kontrolü sağlamaktadır. Bu kontrol yapılırken dikkat edilmesi gereken konu bağlantıyı doğru şekilde yapmaktır. Çünkü çeşitli nedenlerden dolayı bilgisayarın paralel port'u zarar görebilir. Eğer paralel port'un ana kart ile bağlantısı varsa zarar daha da büyük olur. Bu nedenlerden dolayı devreyi ve port'u korwnak için Optocoupler devre kullanıldı.

1. Paralel Port Mimarisi

IV. SİSTEM TASARIMI Bu çalışma deneysel olarak gerçeklenmiştir. Temel olarak beş kısımdan oluşmaktadır (Bkz. Şekil 2). Bu kısımlar; bilgisayar (computer), yazılını (software), veritabanı (database), sinyal yükseltici devresi, sürücü devresidir.

1 -- ----'

Port R1

Besleme -

5 --, •

ı ı

ı 1 ı ı 1

� �

Sistemde kullanılan yazılım Visual Basic 6.O Enterprise yazıldı. dilinde Veritabarn olarak MS-Access k:ullanıldı[5,6]. Bu çalışmada ki amaç, bir ev veya bina ortanundaki bir sistemin veya herhangi bir parçasımn bilgisayar ile kontrolünün sağlanmasıdır. Bu sistemde yazılan software aracılığıyla ev veya binadaki aygıtlar durum, on, off olamk üzere üç şekilde kontrol edildiği gibi seçilen tatil, gece, gündüz, maksimum güvenlik vb.

Şekil

195

�---

-----

Opioro...pler

3. Optocoupler ile tasarlanmış devre

�Role

�---_-_-_-

Kontak

Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

SAU Fen

RI: lkn R2: 4,7 kQ

Optocoupler: 4N25 Diyot: 1 N400 1 Tl: BC547

Devre girişindeki port lojik 1 olduğunda led'i yakacaktır. Yanan led fototransistörü iletime geçirecek, fototransistör Tl transistörünü iletime geçirecek ve Tl transistörüde röleyi kontrol edecektir. Buna göre devrenrizin ana şeması Şekil 4. deki gibidir.

·-

•

R1 1k

--4 . ..

•

ı ı

1 ı

�

ı ı

ı 1 1 1 1 ' ı

•

' ı

�---

1 1 1

1 ı ı

•

ı L""

�1 q

o o o

o o

...

ı 1

�

ı... ı .. R6

�

•

-- J .. - . ... �

1 1 ı ı

��

�

- -

.. �··

La . .... Re

"' . -- -... ---

�

ı ı

�

- -

.. -

- -

. ...

Günümüzde her tür sistemin, uzaktan kontrol edilme özelliğine sahip olması istenmektedir. İnternet bağlantılı cihazlar yaygınlaşmaktadır. Tasarladığımız sistemde yeni yapıya yapılacak çalışmalarla yaygınlaşan bu dönüştürülebilir.[4]

ı ı ı ı

' 1

ft12

.. -

- .. -

---

.. .,

. ı

�

...... __ -

ı ı ı ı 1 ı ı

�

ı 1

ı t

��

ı '"' ---

ı.. "" '

ı ı

. - .... ı

�

-:-vv ı.. 1 "'1

ı •

lt18

• ı ı ı 1 1 • ı

1 ' . .. __ .,

[ 1 ]Demirel, 0., Bilim ve Teknik, Ankara, Mart ( 1999) [2]Çeltekligil, U., Otomasyon Sistemlerinin Endüstriyel Uygulamalan Ders Notları, Sakarya (2000) [3]http://artemis.efes.net/saika/elektronik/dokuman/portl pport.htm. [4)Özdemir, A.,Gülbağ, A., Telefon Hattını Kullanarak Bina Otomasyonu, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya Üniversitesi, Cilt 4, 99-1 Ol,Sakarya (2000) [5]Microsoft MSDN Library CD Setleri [6]Çubukçu, F., Microsoft Visual Basic, Alfa Yayınlan, (1998)

--.(("d \ -

- · -· ·

....

i" n

•

·-- - .J

... - ......

KAYNAKLAR

1"' l1

• ı ı ı ı 1

. - -. �

1 �---

ı ı ı

, '

- -'

t"T1

�

ı ı 1 1 1

ı.. 1 "'

...

"- -

-:"""' V

1 1

ı ı

�

...

.. . , .

9 ı .cN25

...

r'n

ı ı

.ı

R17

' "

ı ı ı

R1�

�o

ı ı

((

ı...

-::ı

-·---

-----·-

R1)

ı ' 1 •

R11

ı 1

r' Tı

�

•

.. -- """\ ...!'� . \ ..

1 •

·-

1 ı

t'TI

• 1

---

SONUÇ VE ÖNERİLER

Sistem tasarımı bölümünde anlatılan özellikler deneysel olarak gerçeklenıniştir. İlgili cihazıarı temsil edecek bir led kullanılmıştır ve dwum kontrolü için de ışık sensörü kullanılmıştır. Sisteme kontrol edilmek istenilen cihazları bağlamak için basit bir sürücü devresi yeterlidir. Yaptığımız bu sistem geliştifilmeye açık bir sistemdir bu sitemi Internet üzerine taşıyabilir, güvenlik ihlallerini operatörün cep telefonuna kısa mesaj ile veya e-mail adresine mail atarak bildircbiliriz. Ayrıca bu sistemin devamlılığını sürdürebilmesi için elektrik kesintilerinden etkilenmemesi lazım, bu amaçla bir UPS ile beslenmesi gerekmektedir.

ı... ı..

VI.

�

---·"

ı ı ı ı

�

1 1 1

L. --

---·"

U. Yurtsever, Z. Demir

�

•

' •

o o

ı • ı

• •

1 ı ı ı ı 1 ı 1

417

1"' Tl

•

'ı

•

Uygulaması

ı.. ·�

ı ı ı

�

... . -

�

11'2

-- · .1 . - - "'

-·-

•

-:::'V -

kablolan üzerinden cihazlarla iletişim kurulabilir ve bilgi alıp gönderilebilir fakat bu sistem içinde her bir cihazın önüne elektrik kablosu üzerine bindirilen frekans ve gerilimi okuyabilecek bir devre yapılması gerekmektedir fakat ülkemizdeki gerilim sabit olmaması ve sistemin maliyetinin yüksek olması nedenlerinden dolayı pek tercih edilen bir sistem değildir. Diğer bir alternatif sistem ise RF sistemi ile çalışan yeni sistemdir. Bunun için merkezi bir alıcı ve verici, ayrıca kontrol edilmek istenilen cihaz içinde bir alıcı ve verici sistemi kurulmalıdır. Çünkü kullanacağıımz yazılım da cihaziarın dınum sinyalide öğrenileceği için her bir cihaz için alıcı verici düzeneği tasarianmaiıdır. Bu sistem maliyetleri açısından pahalı olduğundan ve olabilecek frekans bozuklukları, ve çahşbğı frekans aralığı bilindiği taktirde yetkisi olmayan kişilerce de güvenlik ihlali yapılabileceği düşünülerek uyguladığımız bu sistem daha uygwı bulunmuştur.

Devre elemanlan;

Tabantı Otomasyonu

---(p . .. . \

-·

La T "f

1118

�

...

9 X 1ı.4JO\

T1 .� SC541

ALTERNATiF SİSTEM

Kullanılan bu sistemde kontrol edilmek istenilen cilıazlar için kablo kullanılmıştır. Buna alternatif olarak elektrik

196

Microstructure and Densification Behaviour of Surface

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Coated Silicon Nitride Powder

6.Cilt, 2.Sayı (femmuz 2002)

Tath

MICROSTRUCTURE AND DENSIFICATION BEHAVIOUR O F SURFACE COATED SILICON NITRIDE POWDER

Zafer Tatlı Ceramic fabrication procedures involve the three main

For better control of the mechanical

Abstract-

properties of Si3N4 ceramics,

steps of powder mixing,

it is necessary to

powder compaction/green

generate homogeneous nıicrostructures, and for this

body formatian and fınally sintering. Each step has the

purpose,

potential for introducing detrin1ental heterogeneities

minimised, by careful control of pO\\'der processing

into the fınal microstructure [1]. Silicon nitride in pure

and the subsequent consolidation steps. Coating of

fonn is a covalently-bonded material in which bulk

the starting silicon nitride po"7der is a convenient

diffusion is too slow to allow densifıcation under

'\-vay of incorporating a liquid forming sintering aid

nonnal sintering conditions. To overcome this problem,

more homogeneously than

small amoWJts of metal oxides are added to the starting

heterogeneities

chemical

must

can be achieved by

current commercial methods such as ball-milling.

powder to form a Jiquid phase by reaction with the Si3N4 and the surface silica on the Si3N4 powder at high

Thin layers of oxides, corresponding to additions of

temperatures, and this promotes densification by a

5 w/o MgO have been deposited on the surface of

liquid phase sintering mechanism. Most metal oxide

grains of a commercial silicon nitride powder using

sintering additives do not dissolve in the Si3N4 lattice

alcoholic solutions containing appropriate amounts

and

of the metal alkoxide. The resulting powders have their

sintering characteristics

remain

the grain

boundaries

after

sintering in the form of an M-Si-0-N glass; certain

been densified by pressurelesss sintering techniques, and

instead

additives (e.g. Be, Al) can dissolve in the Si3N4 grains

identified in

in the fınal stages of sintering, to produce an essentially

comparison with equivalent materials produced by adding the oxide in particulate form. In every case,

single phase ceramic [2].

a better sintering performance was observed at

To achieve dense, microstructurally and chemically

lower temperatures for the oxide-coated materials, with

fully

dense

pressureless-sintered

homogeneous ShN4-based

materials

must be minimised in the powder blending stage and

being obtained at temperatures as low as 1525 °C. Microstructures were

observed

using a

rnust

s 2400

nitride,

MgO,

mixing in small amounts of the additive. Previous work ( 4], has focused on the use of alwnina as a sintering additive, and i t has been established that

generally controlled by microstructure, and factors such

materials

as grain size distribution and morphology, type and size/distribution influencing

all

boundary play

properties.

and

phase( s) signifıcant

Improvements

a dvantages

po re

role

powders.

prepared

compared Current

work

coating with

offer

material

these factors.

SAÜ Teknik Eğitim Fakültesi

197

significant

mechanically

focuses

magnesium oxide as the sintering additive.

peıformance must therefore be sought by optimising

z. Tatlı;

subsequent

sintering additive is achieved, and this is also useful for

The mechanical properties of ceramic materials are

grain

the

[3]. In this way, a more uniform dispersion of the

Sintering,

I. INTRODUCTION

during

been coated with a thin layer of the sintering additive( s)

Microstructure

amount

reintroduced

nitride powders, each individual grain of which has

obtained by conventional method. Silicon

microstructural homogeneity involves the use of silicon

final microstructure was more uniform than that

not

processing. A recent development to achieve improved

...

Hitachi Scanning Electron Microscope (SEM). and

Index Ter1ns

materials, heterogeneities

the

nuxed use

Microstructure and Densifıcation Behaviour ofSurface

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Coated Siliton Nitride Powder

6 Cilt, 2.Sayı (femmuz 2002)

Z. Tatlı

II. EXPERIMENTAL

silltering took place in the first 30 minutes for both

A high purity a-Si3N4 powder (H.C. Starck-Berlin,

a maximum followed by a subsequent decrease in

coated and particulate oxide samples, and in both cases,

Grade LC12N), containing 96o/o a.-phase with a specific 2 surface area (BET) of 17.4 m /g and a mean grain size of 500

nrn

methods

density was observed with increasing time. The latter arises because MgO present either as the oxide or as an

as determined by standard sedimentation

was

used.

methoxide

Magnesium

Mg-Si-0-N

was

reducing atmosphere

ml. Silicon nitride powder, in amounts corresponding +

Figure

MgO) concentration of up

sintered

nitrogen atmosphere. After mixing, the slurry was under

nitrogen

the

magnesium

methoxide.

that

coated

powders

10% higher densities than

under

comparable

conditions,

the

effect

microstructure

from

which

area

weight

within

loss

volatilisation can subsequently occur.

solution in just sufficient amounts to ensure complete the

shows

densification, there is less internal surface

by the controlled addition of water in methanol to this of

clearly

higher density can b e achieved in the early stages of

atınosphere. Coating of the ShN4 powder was achieved

hydrolysis

[4].

increasing slightly with increasing time. Clearly, if a

transferred to a beaker and heated up to 60°C and stirrer

particulate oxide powders at all teınperatures when

magnetic stirring for 24 hours, in a pyrex bottle under a

a magnetic

volatile

the sintering furnace

reproducibly exhibit

to 5 w/o, was added to the solution and dispersed by

stirred with

appreciably

temperatures in excess of 1500 °C, especially in the

dissolved in methanol at a concentration of 1 Og per 100 to an overall MgO/(ShN4

liquid

a: �

transformation at 1650 oc is also plotted on Figure

water/methoxide molar ratio of 20:1 was used based on

1. As before, more rapid transforınation occurs for

the work of Wang & Riley [5] with the addition of

coated po�ders, and in the early stages of densification,

dilute HN03 (a 10% solution of HN03 in water). After

transformatian proceeds twice as quickly for the coated

hydrolysis, the slurry was slowly stirred at 22 oc for a

compared

further

consistent with the larger contact area between Mg-Si

evaparation using an infra-red heater. The powder was

O-N liquid and Si3N4 grains. Wheieas 150 minutes was

then sieved through a 100 fJIJ1 sieve and calcined at 800

necessary to achieve complete a: � transformatian for

°C. For comparison, the same amount of rnagnesium

So/o MgO coated powder, the mixed oxide powder was

oxide powder (5 w/o) was added to Si3N4 by hall

only 90% dense after the same time.

hours,

and

the

so]vent

removed

with

the

particulate

oxide

powders,

milling for 24 hours in isopropanol in a polythene bottle using cylindrical silicon nitride grinding media of total mass six times that of the powder. The resulting po\vder was then dried, sieved and calcined as before. To compare the densifıcation behaviour of coated and ball-milled powders, samples were initially hot-pressed at 1700 oc for 30 nıinutes in graphite dies coated with boro n

nitride

powder.

The

samples

w ere

then

pressureless-sintered over a range of temperatures for various lengths of time, to compare the densification behaviour. After c0oling to room temperature, samples were weighed, and densities determined by Archimedes principle, using flotation in mercury. Product phase coınposition was determined by X-ray diffraction using a Hagg-Guinier can1era and CuKa1 radiation, and microstructures were observed using a S-2400 Hitachi Scanning Electron Microscope. III. RESULTS AND DISCUSSION

•

Coated

Mixed

Coatec B )

��·,�·:;

.. Mixed f3 ) '

Figure 1 shows the densification behaviour of coated and

particulate

oxide

containing

Si3N4

powders

pressureless-sintered for increasing lengths of time at

Figure ı. Density and �:cx. ratio as function of time for

1650 °C, with the sintering carried out in BN-lined

pressureless sintered with

alumina crucibles in a nitrogen atmosphere. Most of the

198

5°/o MgO additionsat 1650°C.

ShN4

SAU Fen Bilimleri

Microstructure and Densification

Enstitüsü Dergisi

Behaviour of Surface

Coated Silicon Nitride Pow der

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Z. Tath

The \Veight losses observed show that 1650

rnixed ox.ide powder results in "patchy" Joealised

is too

high a sintering temperature for a sinterable silicon

melting,

MgO. Figure 2 shows sintering data as a function of

mixing, a low level of sintering additive is present.

temperatures in the range 1500 - 1650 °C. At the lower

a: � ratios for different times of sintering at the various

nitride powder with such a high level of additive as So/o

with

large

pores

remaining

the

rnicrostructure in regions where, because of inadequate

temperature for the same powders sintered at various

temperatures, the difference in behaviour between the

temperatures are sho\vn in Figure 3. The extent of

1SOO °C, whereas a negligible level of densification

each temperature, and alsa increases with temperature.

transfonnation increases almost linearly with time at

two types of powder becomes more marked, so that at

occurs for the particulate oxide powder, the coated

The coated samples always exhibited more pat a given

powder densifıes to �2.5 gcm-3• The greatest density

time and temperature, as already noted for the 1650

difference

between

coated

and

particulate

samples (Figure

oxide

ı).

powders is seen at the lower sintering temperatures ( 1500 and

152S °C), and

densities

of �98% of

IV. CONCLUSIONS

theoretical (3.08gcm-3 were achieved after 90 minutes

Silicon nitride powders were sintered to full density by

at 1 525 °C, whereas similar conditions for the mixed

coating

oxide powder resulted in densities of only 2.83 gcm-3.

Equivalent

1525 oc is just above the eutectic in this system (1515

oc [6]), and this temperature provides a

with 5% MgO samples

using

the alkoxide route.

which

the

additive

was

incorporated in powder foım could not be sintered to

good test of the

comparable densities at the same temperatures and

unifomuty of distribution of the additive in the mix.

Because of the almost complete densification achieved

times.

loss occurs with increasing time. The only reason for

Densities greater than 98% of theoretical could be

at this relatively low temperature, negligible weight

achieved at temperatures as low as 1525

incomplete densifıcation under these conditions is

coated powder

believed to be the non-unifonn distribution of the MgO

-- ---- ---

----

-----

These

results

c using the

are

good

agreement with the measured eutectic temperature in

additive by the current coating process 3.2 ·-

route.

-------.

100 �-------N

·--------�

90 _28

M '

_926

·"

...·

1.8 -t----+---+--l o 1a> 18 00 Tırre(nin) 00 t C1ffi>

--<>-M1ffD

O M1tm

'* C1525

Figure 2.

• C1ro> ,(

Density as a function

M1525

•'

M1ero

-� C1SX>

of sintering

•

• C1500 '

o ��-----+--�--4---� o 30 60 00 120 150 t C1500

pressureless sintered with 5% MgO additionsat various tenıperatures

-·

M1:00

tin1e for Si3N4

-a ş

1 f

..�··

��·

cö..50

,1''

., ,_*f""" _ ' ""

.. . ... .... ... ··-�· ,, .ı,

ı,;......

�-4� ..--

• c 1550 -r:; C1650

o o

·[}

Time(nin) M1500C 6 C 1525 M1550 " C 1600 M1650

� --

M1525 M1600

Figure 3 P:cx ratio as function of time for Si3N4 pressureless sintered with 5% MgO additions various temperature.

Figure 4 con1pares the ınicrostructures of powders sintered for 60 minutes at

ıSOO

the Mg-Si-0-N system (1515 °C), and show that the viscosity of the liquid phase formed just above the eutectic is sufficiently low to peımit

and 1525°C. Clearly

the more uniform local composition of the coated

powder has allowed ınore rapid sintering as soon as the

rapidrearrangement and solution/precipitation. (9].

eutectic temperature has been reached. The more inhomogeneous dispersion of additive in the case of the

199

Microstructure and Densification Behaviour of Surface

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Coated Silicon Nitride Powder

6.Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2002)

Z. Tath

(a)

(b)

(c)

(d)

Figure 4 SEM images ofpolished surfaces of materials pressureless sintered (a) coated and (b) mixed at

Microstructures for samples produced from coated

1525°C, (c) coated and (d) mixed at 1500°C.

large pores which characterise similar samples prepared

REFERENCES [1] Lange, F.F., (1989) J. Am Ceram Soc., 7.1, 3. [2] Jack, K.H., (1976) J. Mater. Sci.ll, 1135.

by particulate oxide containing materials.

[3] Kishi, K. and Umebayashi, S., (1988)

powders were very uniform and showed an absence of

" Some

Mechanical Properties of Hat-pressed �'-sialon-TiN

The absence of such large pores is expected to have a

Sintered Body Fabricated from a-Si3N4, Aluminium

significant effect on increasing the strength of the

iso-propoxide

resulting ceramic, and further work is in progress to

and

Titanium

CeratiLSoc. of Japan Inter. Ed.,

eliminate pores entirely from samples sintered at these

iso-propoxide" �J.

2.Q, 687.

[4] Tatli, Z.,(l996) "Sintering of oxide coated silicon

lowtemperatures.

nitride powders.MPhil Theses University of Newcastle Upon Tyne. [5] Wang, C.M., and Riley, F.L., (1992) "Alumina Coating of silicon nitride powder." J. Eur. Ceram. Soc.

lQ, 8 3.

200

S.\ t ı Fen Bilimleri Enstitüsii J)(•rgisi 6.Cilt. !.Sayı (Temmuz �

l\1icrostruct u re and l>cnsification Bdıa\·iour ()t' Su rfact�

( 'oatcd Silicon Nitridc l)o..,nJt-r

2002)

Z, lHtlı

[6_1 Lange. F.F ( 1979) Phase Relations iı1 the Systern Si3N_. Si0r1\1g() and 'fhcir lnterrelation vvith Strength .

...

and Oxidation''J. Am. C'cran1. Soc., 6.2. 6 I 7. [71 Dem.ir, V .

(1996) Hlieat threated Silicon nitnde C'craınic�'M·.Phil. Thcsis, l.Jniversity ofNc\:vcastle llpon

'J'

yne.

pq Iv1itonıQ, M. and Tajiı. na, \""., (1')91) �"Sintering� Propcrties and Appl ications of

Siltcon Nitride and

Sialon Ccramics:' J. Jpn. Ccrarn. S oc,

t<�1

·ratli,

Z.,(2000)

'�Silicoıı

99, I O ı 4-1 025

Nitride

And

Sjlicon

('arhide Fabrication U sin g C'oatccl Powders' , Ph.l) ·rııeses University of Neweastle Upon 'fync. \.

201

()Cılt, 2.Sa; ı ( f<.:mrnu1

<.;tk tL

(,irdi,<'

SI\U h:n Bılimh.:rı ln-;titibıil>tıgi�i

\·totlciinin En Iyi Trknil-.. �rçimi

200�)

vt·

Bir { !y�uhuna M Kaınka}

(;·IRDI VE <�IKrfl I\10Df�I..�ININ EN IYI T�:KNIK SE(:lMI VE BiR llYGULAIVlA

�1ehmet Karakaş

••

()zet

-Bu

}lrH�tırın•nla,

ele

karşılaşhrınası

girdi

v<�

doğ r usu l

Ciirdı

ınodelinin

üretiındcki

alınarak,

karşılaştn·ınalarJn

çıktı

h\knik

planla nıa

�·üzüınii

araştırılmıştır. lloğrusal planhı nıa çöziin1ü ışığında.

�cçiıui . çözilınüniin gösterihniştir. 1 Jr ün işlen1 adın1lara seçiınindc ii r e ti ın tckniğiııdcki scçinı yön tcıni ve çözüın yo�u, ü r ünlerin üretiın b ülgesini seçnıc teknik y öntenıi ve phnılaıuna�ı ınodclleı·i araştırılnuş ve bir girdi

ç1kt1

ınodelinin

iyi

çıktı ınodclinin teıncl yapısı�

teknii\.

vada

ürnek ile uygulanınaya çalışı Innştır. ••

An alıtar Sözciikil'l'- l �rctin1 tekniği� .En ��'i çözüın;

( I -A

-�:

(ı )

şeklinde ifade edi lebilir.

I3u rnodclc ya da htl olaya kar�ıhk aşağıdaki do ğrus a l p l anh nna ola yı gö steri I ebi l i r�

l)oğrusal planlama� Hedef fonksi}on.

( I -A )};

(2)

Ahstracr- l n this study� rcst\arching the conıparison of

(3)

input and output nıodcls, linca,. phuıning solution of terhnical

ronıparison in production is rcscarchcd. In

veri 1 irk e n,

thr Hgbt of lincar planning solution� the process st�ps

t. �Y

of the hest tcchnical \election inpuf and output n1odcls are sho\vn. Sel cc tion ıntathod production se lerting

technirs

the

and

sol u tion

production

tV ay •

selret i on

<;ahip alınasını elde c1nıcktir. Burada 1 ise bir sütun vektörü . tn) olup, 11 i�c ü ret i rn birııni i.nci t· (tı 12.... . ürünün ( nıa l ın) cn1ek harca ına ıniktarıdır. }' jsc ifadesinın

tl chnical ıncthod� of production areas and ..

pl a nning nıodcls -ırc- scarched and applied ''ıith an

cxanıple.

1. Y ()N'I'I1:i\ 1 fonk�ıyon

gibı, ve

doğrusal

. .

planlandığı

••

Bıhndiğı

nıak�iınunı

1\1 E'I'()J)

plan l an ın

tün1 kısıtlayıcı

�artlar

. . .

süreçte

nihaı

Urün

sütun

vcktörüdtir.

I1olayısıyla (2) ( 4 )'ün anL.ınıı şöylcd11 : -

o lay ı nd a da

değere

hcdcr

Planlanan

doğnısaldır.

ürct.in1

kararlnştHı1an

( it"nelde nonnal (s1and,ırt) gird1 ve çıktı n1odeli de bir

nı ik tardan

sürecinde tüketilen

doğn1sal iktisaclı nı()dcldir. Bl.\ylccc, bu n1odcli dogrusal

�ürecınde eı nek

nihai

o lnıaına

ürün

nıiktan

k şartıyla Liret i nı

nıiktarının en uz olnıas1dır. l�u

doğrusal plunlanıa otayının en iyi çözüınü;

planlaına olayı şeklinde ]fade edebiliriz.

(4) olur.

( ii nkü ( J- A )-l '

n1atrisi s1fırdan kü çük L)lnıayan

l:fenıanlara :-,ahıptir. Yani hu ına1risin tüın elernanlan "itfır

l hüyiiktür. \' vektörünün her bır kı�rni nıiktarlan da sd1rdan küçük dcğildır. Böylece, yukandaki ya da

202

�ı fı n an

SAU Fen

Girdi ve Çıktı Modelinin En İyi Teknik Seçimi

Bilimleri Enstitüsü Dergisi

ve Bir Uygulama

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

model (2) ve

(3)'ü

M.Karakaş

de karşılar. Bu

duıumda hedef

fonksiyonun değeri;

verilmiş ise, bu halde top]am miktar X'nin değerleri de tek olarak elde edilir. Bu durumda mümkün olan çoklu

t'(l-A)-1Y

doğrusal

karşılaştırılabilir

model

planlama

olayına

gösterilebilir.

Eğer

bir

çift

doğrusal

planlama olayının ön olayı;

DX X

ÜRÜN ÜRETİMİNİN TEKNİK MODELİNİ SEÇMEK

II.

Genelde, girdi ve çıktı modelinde, her bir kurumun fakat bir çeşit üretim tekniği yöntemi vardır. Her bir kurumun vektöıü

şeklinde gösterilebilir. Yan:i I.i

aj ise j .nci kurumun

ürününün üretin1 teknik modeli olsun. Burada 11 ise birim sütun vektörü olup,

C'X nin minimum olması beklenmiş olsun. Bu durumda, karşılaştırma olayı da

D'W

. aılı ••

Ij'=

•

satır n sütunlu bir katsayı matrisidir; X ve C ise sütun vektötiidür; Şimdi

boyutlu

W ve b ise m boyutlu sütun vektörüdür.

olarak varsayalım. Bu durumda karşılaştırma;

vektörü Ij -aj

modelini

(ya

ise, da

bu tür (çeşit) üretim

yöntemini)

bir

birim

miktanmn I-au olacağını, kalan kurumların ürününün tüketim miktan mn au olacağını gösterir.

(1) aşağıdaki gibi yazılabilir--

Bu halde,

2:(11 -a)X1

(9)

J=l

(6)

• •••

•

(5)

•

gerçekleştirdiğinde }.nci kurumun ürününün net üretim

(2) - (4)'ü doğrusal planlama olayının ön olayı

(1-A)'P

• • •

an)

Sütun tekniğinin

nun maksimum olmasının çözümü olur. Burada D ise

•

• •

d ir.

b' w

•

a u..

'aj=

olup,

• • • •

• •

Şimdi, }.nci kurumun ru) çeşit üretim tekniği yöntemi olduğunu varsayalım. Ij -a5j ise ).nci kuıumun s.nci üretiın

olup,

teknik ınodeli olsun. Burada

Y'P

(7) Ij - a

nın maksimum değere salrip olması olur. B u karşılaştırmanın en iyi çözümü;

dir.

P ise P-(Pı, P2...................,Pn ) Burada

bir

sütun

vektörü

olup,

dır. Pi ise i.nci ürünün tam

emek harcama miktandır. Yani

ürünün

fiyatıdır.

( - a 1 J - a 2 j , ......... , ı - a jj

•

, ......, -

a 'Y

)

ise s.nci üretim teknik yöntemi ile üretilen j .nci

kurumun üretim miktarı olsun ve

(8) olur.

ihtiyaç

üretim teknik modelini (ya da yöntemini) bir sütun

olup,

gösteımeye

neticesi birleştirildiğinde, aşağıdaki adımları atabiliriz.

direkt sonuca gidilebilir. bir

çözümü

kalmayacaktır. Böylece, bu model ile en iyi planlama

olur. Dolayısıyla, bu durumda, doğrusal planlama olayı gösterilmesi ne rağmen, uygulamada (l)'den yararlanarak

Herhangi

bir

çözünlierden

Ve (8)

r(j)

X� X1.=� � 1 s=l

de girdi çıktı yöntemine göre hesaplanmış ürünün tam dir.

emek harcama miktan (yani ürün fiyatı) mn modelidir. Yukarıda gösterilen girdi ve çıktı modelinin temel ifadesi

A X+ Y =X de, nihai ürün miktar vektörü Y 'nin değerleri

ise s.nci üretim tekniği yöntemini kullanarak

üretilen j kurumunun birim ürünü için harcanan emek miktarı olsun. Böylece, modeli elde edilebilir;

203

(10)

aşağıdaki doğrusal planlama

•

Girdi ve Çaktı Modelinin En Iyi Teknik Seçimi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

ve Bir Uygulama

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

M.Karakaş

p-1 yada m

( 11)

(16)

p=l

•

olur.

x;�o

(12)

X�J -<d�)

Bundan başka, her bir bölgenin üretim gücü, belli sımrlar içindedir.

(13)

(j= ı ,2,................ n;

ise p bölgesinin i kurumunun en büyük

mümkün olan üretim miktarı olsun. Bu halde aşağıdaki

kısıtlayıcı şartlar yazılabilir.

s=1 ,2,.........ren

(17)

olup,

Xf20

rU)

"ı�� LJJ J

J= l

nin minimum değere sahip

ise j.nci

olmasını

kunımun

elde etmektir.

s.nci

üretim

verildiğinde,

kururnun

modeli

kullanabileceği Ancak,

seçilebilir.

kullandığımızda

kullanarak,

teknik

üretim

kısıtlayıcı

yöntemi

modeli

şartlar

ortaya

(Et Ef ......E: ) ) dir.

tt' t f , ........... , t:)

Üç kurum olup. her bir kurumun üretim biriminin_üretim değeri için harcanan her bir kuruma ait ürünlerin kapital miktarı ve en1ek miktarı aşağıda verilmi ştir.

edilebilir;

Ktınım l

)

ypo (p=1,2,. .. . m)

(15)

ise planlanan süreç içinde tüm ülke

çapında i.nci kurumun nihai ürününün i htiyaç miktarıdır.

yO = f.0, f;0 1

•• . .• . •• • .•

yno

ise, her bir bölgede üretilen

i.nci kurumun nihai iiliinlerinin toplamı olup

büyük ya da eşittir. Yani

ürününün emek harcama

IV.UYGULAMA ve SONUÇ

Bölgeler arası modelinin ilişkisini aşağıdaki gibi ifade

bir sütun vektörü olup.

miktarı (ya da üretim harcama kullanımı) dır.

harcamasının minimum olması belirlenebilir.

1, 2, .... ,

dir. yani p bölgesindeki üretim

biriminin i.nci kurumunun

toplaın emek harcama miktarı ya da toplam üretim

( i=

en küçük olmasıdır. Burada

üretim miktarının bölgelere göre dağılımı, dolayısıyla

p=l

ihtiyaç miktarı belirlendikten soma, her bir kurumun

=l q

olup.

_L(tP)'XP

Tüm ülke çapındaki her bir kurumun nihai ürününün

vektörü

ÜRÜN ÜRETİM BÖLGESİNİN SEÇİMİ

I Apq xq

sütun

da toplam üretim harcamasının kullamlması);

XP-

bir

altında, tüm ülke çapındaki emek harcama miktarının (ya

çıkabilir.

ise

bir

teknik

uygulamada

diğer

her

Bu planlama olayı. ( 15-18) dört grup kısıtlayıcı şartlar

modelinin en büyük olabilirlik üretim gücüdür. Y'nin de--eri

Burada

(14)

s=l

Burada

(18)

Yjo

den

204

Kurwn2

Kurum3

Kurum 1

0,4

0,2

K urum 2

0,1

0,2

Kurum3

0,2

0,1

0,4

••

BUDK

•

Girdi ve Çıktı Modelinin En Iyi Teknik Seçimi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergjsi 6.Cilt,

2.Sayı (Temmuz 2002)

M.Karakaş

0,1

0,2

EHK Tabloda,

ve Bir Uygulama

BÜDK: Birinı Üretim

olup,

0,3

De�erimn Kapitaldaki Kapasitesi� ERK:

Emek Harcamasının Katsay1sı.

modelin maksimum olması beklenmiş olur.

Bu üç kurumun toplam kullanabilir kapitali 500 birim, emek gücü de 100 birimdir. Şimdi her bir kurumun üretim miktannın maksimum olmasını göstermek amaçlanmış olsun. Matematiksel model seçimi için....., -- ile i. nci kurumun üretim değerini, -- ile i.nci kurumun nihai üretim değerini göstermiş olunsun. Bu durumda kısıtlayıcı şartlar da aşağıdaki gibi gösterilebilir; X1 -0,4 X1-0,2 Xı-0,2 X3- Y1=0 X2-0, 1, Xı-0,2 Xı

Bu durunıda, XJ = 31.25

Xı ::::.: 250. Yı= 112.5.

...

Yı=O

X3 = 156.25 y3 = 40.625

olur. Böylece üç kurun1un üretim de--erinin toplam değeri 437.50 birim olacaktır. S onuç olarak, değişik bölgelere ait olan değişik kurumlara ilişldn birim üretiın miktarı üzerinden toplam üretim birim değerinin yeni bii matematiksel modeli elde edilmiş ve bir uygulama ile bu modelin kapasitesi gösterilmiştir.

-Yı=D

Amaç olarak, girdi ve çıktı modelinin bir çeşidi olan kurumlar arasındaki karşılaştıuna modeli ve en iyi çözümü ışığında üretim bölgelerinin seçiminin tekniksel modeli gösterilmiştir.

0,2X1+0, 1X2+0,3X3 � 1000 olup, hedef fonksiyon

KAYNAKLAR maksimum değere sahip olmasıdır. Böylece en iyi ÇÖZÜflr; X1 = 100 Xı = 50 X1 = 250

Yı=O, Y2

[!]Anderson. T. W.. and Rubin. H.. "Estimation of the Parameters of a Single Equation in a Complete System of Stochastic Equations ". Annals of Mathematics and Statistics. vol 20. 1949. pp 46 -63. [2]Basmann. R. L . "A Generalised Classical Method of Linear Estimation of Coefficients in a Stuctural Equation". Econometrica, vol 25. 1957. [3]Chrisı. C.. Economic Models and MethodY. W iley .1996. [4]Leser. C.. Econon1etric Techniques and Problen1s. Oriffin. 1966. chapter 2. [5]Wen Lai.. Doğrusal Planlama Modelleri ve Ornek Çözümleri. Shanghai Halk Basın1 Evi. 1991. .

30, Y3= 125

olur. Bu durumda, her bir kurumun nihai üretim değerinin toplamı 155 birim olur. Eğer kısıtlayıcı şartlar değişnıediği, ancak hedef fonksiyonunu üç kurumun toplam üretim değerinin maksimum olması olarak değiştirdiğimizde. yeni bir model elde edilmiş

205

Küre Düzlemindeki Operatör Riesz Potenslyel

SAU Fen B1limleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 2.Sayı

integralini Hesaplamada (p, q)un

Sınırldığı M.Karakaş

(Temmuz 2002)

KÜRE DÜZLEMİNDEKİ OPERATÖR RIESZ POTENSİYEL iNTEGRALINI HESAPLAMADA (p, q)'UN SINIRLlLlGI

Mehmet Karakaş Bu tür integralların değerleri, monoton analizi ve

Özet- Kiire düzlemindeki Riesz potansiyel integralının lnsıni hesaplama işlemlerine ilişkin bir araştırınalar ortaya l<oyulmuş ancak, çol{ hesaplama işlem lerinde ope ratör (değişim) durumu Jlek ele al ınmam ıştır Bu araştırmada, operatör Rie�'Z potansiyel integralnun lusmi hesapı ama işlemlerinin yöntem ve araştırmaya ilişlun özelliider ortaya }{oyulmuştur.

fonksiyonlann tahmin

değeri kavrammda n ayn bir

anali zine

aittir. Ross B, Samko S., 1993 'de tek değişkenli integralların hesaplanmasında sabit kesir dereceli kısmi hesaplama işlemini operatör kesir

değer

dereceli hesaplama i şi emine genişiettikten sorrra, bir

çok araştırmacı tarafından bu konu tartışılmıştır.

Özellikle fonksiyonlann sürekliliği üzerinde çok yoğun

Anahtar Sözcükler - Operatör Riesz Potansiyel lntegr alımn Kısmi Hesaplanması, Küre Aralığı, Iç Değerlendirme Operatörü, (p, q)'un S mırl ı lığı (p, q)'ıın op erat örü

tartışmalar olmuştur.

araştırmada

sabit d ereceli

Riesz potansiyel integralının kısmi hesaplama işlenri üzerine operatör işlemini genişleterek yeni bir yöntem geliştirilmiş ve bir ç ok temel özellikler ortaya

•

konmuştur.

Abstract -A lot of research has been conducted on Riesz potential integral operator. The concept of Riesz potential i n te gr al operator of variable order was introduced and its properties were investigated in this paper. Key words - Riesz potential integral operator of variable order spherical distance; operator interpolation; {p, q)-boundedness; (p, q )-type operator. ı.

verilmiş olsun. Burada On ise Rn+ı deki küre

kısmi

işlemidir.

y) ise '4ı

de ki x

ise doğrusal evrendir.

GİRİŞ

ff( {).)

integrallann hesaplanmasında kesir dereceli

hesaplama

arecas

boyutlu birim

ile y noktalan arasındaki küre düzlem aralığıdrr. LP(�)

Operatör Riesz potansiyel integralının kısmi hesaplama işlemi,

düzlemidir. 1 x -y 1

tür

integrallann

�

•r

if( X ) d j � p dj

Q,.

1 /{ ı )IPdı)Vt

Lf/J(n�) if(x)� IIJ� �

değerleri, monoton analizi ve fonksiyonlarm tahmin değeri kavraınından ayrı bir değer analizine aittir.

hesaplama işlemi

M. Karakaş, Sakarya Üniversitesi SMYO, Adapazarı

206

�

� r �P ı .\.-t u(\, .

i,! tf p ( t � ,

f{,) ı<+ =l.

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt,

Küre Düztemindeki Operatör Riesz Potensiye) integralini Hesaplamada

2.Sayı (Temmuz 2002)

T: LJJ(.{J�. ) .,..,. L'(ll,.) .

1 �� p., q � =·tl

(p, q)

dir.

sııurlanmış) denilip, (p, q) ll T(f) ll q<C ll f ll P' eşitsizliğini sağlar. Burada C ile f bağh değildir. Bu eşitsizliği sağlayan en küçük C ise tipi

(ya

T'ıun (p, q) değeri denir ve

(p, q)un Sınırhlığ1 M.Karakaş

Aksiyom 3

·ı

(p,q) ile gösterilir.

f{x) E L1(Qn),O<a(x)<n, f(x) 'in operatör Riesz potansiyel integralının kısmi hesaplama işlemi, ıa.<x) ile aşağtdaki gibi tanımlanır.

< q

(/)

ı 1- � g q

::::

ı ' ·-·· 1. P

ı q

··-�

1 .t 1 <

p < q1 ,

;J:f .ıK'( � ) 1"1 WL� -� 1·1 K(� ,.t} ll ��ı:il � .,

(:�

.•

�

(;

f:t

a. e�

�

E nit;

:x�

,..

E� Dn

�

ise, o halde hesaplan1a işlemi

Bu araştırmanın maksadı, rı<x) nin (p, q) 'un sınırlılık gibi özelliklerini ortaya koymaktır. ifadelerneyi kolaylaştırmak acısından bundan sonraki aşamalarda C değişik sabit sayılar ile gösterilmiştir.

olup, bu (p, r) tipidir. Burada

ll ll ·

WLq

ise L

sektörünün (yayının) değeridir, yani

D. AKS İYOMLAR VE NETiCELER Bu araştırmadaki konunllil kaynağı aşağıdaki birkaç aksiyomdan gelmiştir : 1

Aksiyom

(Integralm

1 �P <co, f (x,

Minkowski

Rm X Rn

y) ise

bilen olsun. Bu halde

dir.

Eşitsizliği)

de Lebesgue ölçüle

Böylece aşağıdaki sonuçlar elde edilebilir.

'feorem 1 O<m<a(x)<n,f{x) E L\.Qn) veriln1iş ise, o halde ln(x)(t)(x), hemen hemen x E 0n'de yakınsaktır ve

I'ı(x)(f)(x) E L1(011) dir, •

Ispat

Not : bu aksiyemdaki RIDx Rn yerine her hangi iki ölçülebilen küme çarpımı M1xi\12 için de geçerlidir.

Aksiyom 2 (Riesz - Therin Potansiyel Hesaplaması)

1 � Pr- qi

1 ---t + -.. --

Pı

� t

«ı

�

O., 1 -

•

E (O, ı )

-t __.....

ıt?ı

, �;

olsun, böylece

�

olsunveT de bir doğrusal hesaplama olsun. Eğer T ise (po,qo) tipi ve (pı,qı) tipinde ise, o halde T, CPt,qt) tipinde olur ve

207

SAU Fen Bilimleri

Küre Düzleminde Id Operatör Riesz Potensiyel

Enstitüsü Dergisi

integralini Hesaplamada (p, q)un Sınırlılığt

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

M.Karakaş

Yukarıdaki Teorem2 ,yi daha genişletirsek; Teorem 3

< nı � --.

( .x)

1. <

�:ı>

�- 1 ,

n: .... f

<. nı.

ise, o halde Ilt()t)' (p, r) tipi hesaplamadır, yani fakat m ve n' a ilişkili C sabiti var olup,

olur.

olup, rcı.(x)(1)(x), nn, da henlen hemen nıutlak yakınsak ve de integrallenebilirdir.

q pr/(pr+p -r),q'=q/(q-1) olsun. Burada

ispat

Ia(x), ( 1

q) tipi ve ( q', oo)tipi olduğunu ispatlanz.

Aksiyoml 'den

Teorem 2 O<m:Sa(x)<n, 1 <p�oo ise, ıa.<x> , (p, p) tipi hesaplamadır, yani fakat m ve n'a ilişkili öyl e bir A sabiti var olup

olur.

. . t··ı ,

� - ·

.. . ... .;

�

...

Ispat Bu teo ren1i potansiyel hes apla ma

işlemi i le

..};J:;.ı t/\J�) (. X ) ,

•

f LX'

J' f( 1J

,. _......··- �--"'

N J ı.•

/_E �� ı

) ,J l.Jx

.J "- J \i\ '

•

'·*k'

• " '

... ..

"\..�

ispatlama nıız münılctil\ ancak, hesaplamanın daha kolay olması için küre düzleminin kaydınna kısmi h es aplaması Se:

...,...

.. ..

•

• •

.. ·�

-·

çünkü

(l\ .

ll,· 1

değeri 1 olan (p, p) tipi kısmi h esap l amas ı olduğundan,

yani ll Sa(t) ll p:S ll f ll P olup, aksiyomı·den

.tı .

......, _,

Çünkü bu,

-·

rı <

yakınsaktır.

i�

�. #

(

.. , ..

.:1 .

il '.

1 ��

p·

r ( �-), ( ..f)

�

U tl

q) tipi demektir.

. ·:��d:l ,�dO) :!) 1] ·1

�c, I·! ,.(i

r•

1ı

•

.....-...,. < tl1k '

buradan

olup,

+· l

tl,.

dan pr/(pr+p-r)<nl(n-m)

�..

�ı f·lf t

•

ı 1

Halder eşitsizliğinden kolayca

elde edilir.

208

m..)��llf

böylece yukandaki integral Dolayısıyla

olur,

�

.n. / ( n i .J

•

Bu demek Ia.(x) ise (1,

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

Küre Düzlemindeki Operatör Riesz Potensiyel integralini Hesap lamada

: su �

.lı

li �

� '•i ,.�ı

�( 1 �!i -J ;j; �t

aynı

�

u�

�:. J1

.tv,11) K {

şeı1 <.ı·ıde,

·�

•

Aksiyoın3 'ten rn

1' unr.�..� (ı rr._ 'lı' (

nin (P�

�

1� .:ı�

.•l �q�

'V ..1

, "

•

�:�

""'

(p, q)un

M.Karakaş

r�· l4 (

C4;'' t� ll!')�

Sanırhhğı

:<:.

·�

( l ) 1/( ...-

(

. .

•

"""�1 '

�. ) ııl� .. f

o1ur.

r) tipide olduğu bilinir. ya ni

öyle bi r A sabit i var olup. onlın için

elde edilir. Neticede

(it t'� ·f\.t .,.r· . ·� ·ı ı

OlUp) buradan da rJ(X)' (q')OO) tipidir.

�

;·

�

ı�

� "' · i

� i�

.J h ··

p ,.

olur. ı

{

q( ı

::;

J_ P

� -�

·-

)_.::ı:.�.!. ·

.l ) P

1:.

J.. �.!-

Ge nel po t ansiyel dununu n da diyel inı

olduğunu varsayarsak, o halde !-

·-

j �=·J. q

�

olup,

Aksiyom2 'ye göre Ia(x),(p,r) tipi kısmi hesaplama olur.

olsun, bu halde n

-·-

p:f:r olduğunda, P

yine de sağlanır. Bu halde

�

. ıçın sonuç

.....

Teorcm 4

O < r.tı �

�

{ ) x:

< p <

,.ll

...

,...�.· r

rrl

;:;;

olur. Dolayısıyla .

ı r(�l(f) ll

ise. ıu(.x), (p, r) tipi hesaplamadır. . Once .

l" ı .... ..... ,.

,�·· ....

f�

�-

�

11 A' ı ll y + r�(f)(:t) ıı! � .A ı f 1 R + � r�co rı '

�. 4,: ·'H f l p· .

a(x)=ın sabit

tt.:;)]�. � q

olduğunu varsay al un, bu halde

- .....�_.. qJI q· l

olduğunda =

rJl

ispatlay alım.

sağlanacahrıt1ı

+ r

!!..

r •·

ı-ıo-.

teoreınin ......

;::-; ı

�·

71ı .,�

1. P

f..ı

t'MWj..•

den

;:;:;;

'Ş

integral hesaplaınalannda

�·

C �1t: f nf.l f .

küre düzlemindeki

Riesz

pot ansiyel integralnun hesaplanması teknolojinin her

yönünde büyük ilgi gönnektedir. Bu araştırmada küre düzlcnıindeki

Riesz

potansiyel

inte!,rralinin

kısn1i

hesaplaına işlemlerine ilişk in temel bilgi ve yönteınler

)

m :;;;. 11 + nu olur Çünkü, olduğ1ından.. k ol ayca p<q'olacakğını ispati<:ınabilir. olsuıı diyeliJn, bu halde K(x:y)= 1 x-y 1 -

'1 1

III. SONUÇ

J.� '

-!.?!·-··�

+ A1

olup, Ia(x)) (p, r) tipi kısıni hesaplama olur.

+..

ışığu1da

y eni bir ta rtışma I<. onu

olan teorem ve neticeler

ortaya konuln1uştur. Bu açıdan hesaplaın a işlenılerinde operatör (integral sınırlannın değişimi) d1ınunu ele

m-rı,

ahmmş ve sonuç olarak yeııi yönteınler geliştinniştir.

Bu yöntemler ışığında

�

Ries? potansiyel integralini

hesapl amamu bazı özellikleri verilmiştir.

209

SAU Fen

Küre Düztemindeki Operatör Riesz Potensiyel

Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

IV.

integralini Hesaplamada (p, q)un Sınırldığı

M.Karakaş

KAYNAKLAR

1. Ross B, Sarnka S.Integration and differentiation to a varia ble fractional order [J] . Integral Transfor ms and Special Function, No: 1; pp. 201-209, New York, 1991. 2 Nicoloas du plessis. Some tlıeorem about the Riesz fractional integral [J] Trans Amer Math Soc, No: 5; pp. 124-134, New York, 1980. .

Chen Sh., Wang K., Real Analiz (Chin ce)

[M] ,

Pekin Pidaloji k Üniversitesi Yayın Evi, pp.l42 - 165, Pekin, 1997.

210

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Ekonomideki Tekniksel Kalk1n1na

6 Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2002)

Modelleri ve Hesaplanması M.Karakaş

EKONOMİDEKi TEKNİKSEL KALKlNMA MODELLERİ VE HESAPLANMASI Mehmet Karakaş

I.METODVEYÖNTEMLER

Özet-Bu araştırmada, ekonomideki yeni bir model için ele alınan bir çeşit tekniksel kalkınma elemanları üzerinden

belirlenen

miktarları

analiz

ederek,

tekniksel kalkınma modelinin hesaplanması yöntemini ortaya

koyulmuştur. Bu

yöntem,

ülkenin

iktisadi

istatistikierindeki sayısal değerler ile birleştirilerek, gayri safi milli hasıladaki bazı ilişkilerin hesaplanacak formillleri ve dağılımdaki hesaplama yöntemleri bir matematiksel model

yardımı

ile

ortaya

koymaya

çalışılmıştır. Bu hesaplama yöntem ve modeller ile elde edilen gerçek değerleri kullanarak, temel yılda i birim olan tekniksel kalkınma değerini daha basit yolla hesaplanabileceği düşünülmüştür.

Anahtar Kelime/er-

Tekniksel

kalkınma,

Gerçek

In this study, a new technical model based

amount

integrates

has

been

created.

(1)

t yılındaki değişmeyen fiyat üzerindeki üretim değeri; L ise t yılı ya tırılan emek gücü miktarı; ise t yılı üretim olduğunu

varsayalım.

Burada

ise

mekanizıni (üretken sabit sermayenin aslı değerini temsil

eder); K0 ise t yılı yatırılan ham madde, yakıt (yani mekanik

enerji),

This

eder).

miktar

F(L(t),Kj(t)�Ko(t))

(sabit

sermayenin

döner

method

ise tekniksel kalkınma olmadığ1

L, Kfi Ko'ln bilinmeyen A (t)

koşul altında, yatırıma göre üretim elemanları üretim

on technical development elements which analyze given

Y(t) A(t)F(L(t),K1(t),K0(t))

seıınayeye akışı üzerindeki istatistiksel ifadesini temsil

değer, Matematiksel model, Üretim fonksiyonu.

Abstract

Üretim fonksiyonunun,

fonksiyonudur.

Genelde

fonksiyonu, araştırmada ele alınmış hesaplama analizinin tekniksel kalkınma fonk siyonudur. Böylece, yukandaki deyinılere göre, aşağıdaki ifadelerin;

statistical parameters of the country and

calculates GNP by using some sort of formula and investigates distribution

caleulation and

methods

mathematical

according

model.

With

to this

calculating methods and models values which taken from real values. In basic year , technical development values as accepting as a value "i" , accounted with this method.

Key

words-

Technical

Development,

GNP,

Mathematical Model , Real Values.

wı(t)

ar aı

L ·y

yazılabileceğini varsayalım. Bunlar ayrı ayrı yatırımın sabit sennayesi,

döner

ürettiği esneklikleridir.

M. KarakaşSakarya Üniversitesi SMYO, Adapazarı

211

sermayesi ve

emek gücünün

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Ekonomideki Tekniksel Kalkınma Modelleri ve Hesaplanmasa

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

M.Karakaş

dir. Burada çok küçük bir düzelme yapılmıştır. Çünkü sabit sermayeden ortaya çıkacak giderler genelde pek yüksek olmadığı ve ülkelerin bu açıdan değişik bir yol izlediğini göz önüne alarak bu küçük değişimi yani gider oranını dikkate almayabiliriz. Diyelim t yılındaki üretim değerinin getirisi (o yıldaki fıyat üzerinden hesaplanması) �ile gösterilmiş olsun yani

Formül (l)'in her iki tarafından zamana göre türevini alırsak, kolayca söz konusu artış hızı fornıülü;

elde edilir. Şimdiki mesela da her bir yatınm elenıanının ürettiği

esnekliği

hesaplanmasıdır.

(t), W0 (t) ve

w1(t)

lerin

(7) olur.

Bu araştırmadaki asıl amaç, yukanda gösterilen esneklikleri hesaplamak değildir. Aksice onların her bir zaman dilimindeki esas sayısal değerlerini ortaya çıkarmaktır. Onların gerçek değerlerini elde etmek mümkün olmadığından yaklaşık tahmin değerini belli bir anlamlılık düzeyinde elde edilebilir. Dolayısıyla burada belli bir zaman diliminin penceresinden bakarak, üretim değeri Y ile yatınmdaki üretim elemanları L, Kfi ve Ko 'ların ilişkisini kurmaya çalışılmıştır. Bilindiği gibi, milli gayn safi hasıla hesaplandığında, ait olan zaman dilimde (yani o yıl için) hesaplanan fıyattaki üretim değerinin oluştuıulması,

Maaş mı ve sosyal giderler m2 yatırımın emek gücü üzerinden ödemesi olduğu için net üretim değeri teşkil eden "diğer" türler H'ın büyük kısmının anlamı da emekçi ile yakından ilişkilidir. Ama sayısal değeri büyük olmadığı için burada bunu yatınm emek gücünün bir çeşit ödemesi olarak kabul edilebilir. Böylece, eğer t yılındaki her bir çalışanların ortalama ödemelerinin seviyesini r2 olarak varsayarsak, o halde

(8)

Y =V+M+C

olur. Diğer üç terim içinde, Cı ise üretim sürecinde tüketilen ham madde, yakıt (enerji), rnekaniğİn değeridir. Yukarıda gösterilen üretim fonksiyonu ( 1 ) de bunlar birleştirilerek döner seıınaye Ko'ın içinde gösterilmiştir. Böylece bunlar için harcanan yatırımın ve gider gelirler için döner sermayedeki oranı r3 olarak ifade edilirse, o halde

(3)

ile gösterilir. Burada Y ise bugünkü fı yattaki üretim değeri; ( V + M) ise net üretim değeri; C ise fiziksel tüketimin değeri. Aynı zamanda net üretim değeri,

(4)

(9)

ile daha geniş bir biçimde gösterilebilir. Burada 111ı ise çalışanın maaşı, m2 ise çalışanın sosyal yardım masrafı,

olur. Eğer t yılındaki sabit seımayeye yönelik faiz oram r4 ile gösterilse, o halde

A 1 ise vergi, A 2 ise gelir, E ise faiz ve H ise çalışamn

eğitim, servis, sendika, ziyaret ve diğer masraflarıdır. Burada yine faiz E' yi döner serınaye üzerindeki faiz Eo ile sabit sermaye üzerindeki faiz Ef olarak ikiye ayırmak mümkün yani E Eo +Ef dır. Bundan başka fıziksel tüketim C da ikiye ayrılabilir. Birincisi sabit sermayenin kesintisi T ve ikinci olarak da yatırımın tükettiği ham madde, yakıt (yani eneıji), mekanik giderleri Cı yani C= T + Cı dir. Yukandakileri (3)'e koyarsak,

(10) olur. (6) ..( lO)'u (S)'e koyarsak,

elde edilir. Terimleri düzenleyerek, iki tarafı (1 - Jl.)'ya bölersek, o halde -

olur.

Daha detaylı analiz yapmak için, fonnül (5)'in sağ tarafındaki dokuz tane ölçümü (değişken ya da

olur.

parametreleri) birleştirilerek ve L, Kfi Ko ve Y 'ler ile bir bütün olarak bakılabilir. Diyelim t yılındaki sabit sermayenin gider oraru r1 olsun yani

(12)

Yukandaki ifadenin sol tarafındaki Y ile (!)'deki Y'in farkı bir fiyat elernamdır. t yılındaki gerçekleşen fiyat üretim değeri ile değişmeyen fiyat üretim değeri arasındaki değişim katsayısını aile gösterirsek yani

(6)

212

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Ekonomideki Tekniksel Kalkınma Modelleri ve Hesaplanması

6.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2002)

ko = o

a = o

M.Karakaş

Y1 halde

Y olup, (12)' nin her iki tarafını

'ya çarparsak

(21)

ayrı ayrı ( yılındaki kişi başına üretim değeri (emek üretim değeri), kişi başına seıınayenin kullanımı ve kişi başına kayıt döner sermaye ni n oluşturduğu miktarı olsun. (19) -(20) ifadelerinin her iki tarafını zaman t'ye göre türevini alırsak, o halde

ler

(13)

olur. ( 1 3)'ün

her ild tarafını Y' ye bölerse k

a(r1 + r4 ) . K (1- ;ı)Y 1

olur.

Bu ifade, t

üretim

a(r2 . L (14) .K + + o (1- fl)Y (1- ,u)Y

değerindeki

yatırım elemanların ın kıyme tlerini gösterir. kestitimini hesaplanıa

Dolayısıyla, aşağıdaki esneklik formülünü elde edebiliriz,

,..

Y 1L

Yi 1 L 2 "

(22) 2

ko =(k0L-K0i)IL2 ==ko!L-K0iiL2

bir

kısmi

,..

k =(K.rL-K1L)IL =K11L-K1LIL 1

ar3

yılı nd aki her

( YL - Yi) 1 L 2

(23) (24)

olur. (22) -(24)'ün her iki tarafım ayrı ayr ı y, k1 ,ko 'lere b öler s ek, o halde

yly==YIY-i!L

(25)

(15) ıv 1

( t)

ar =

---

(1-p) Y

ar 2 =

_ __...;. _ .. ,-..; �

(1-jj)Y

tn 1

+ m

(26)

f-(X1+A2)

(27)

(ı 6)

( 1

her iki tarafını soma (25) -(27)'ye koyarsak,

olup,

(ı 7)

)'in

y 1 y +LlL olur. wr

t'ye

göre

türevini

A 1 A+ w1kf 1 kf + w0k 1 k0 + (wf

+ Wo +

Wı

olduğu

olduğu dikkate alınırsa, olup,

ilL

aldıktan

+ W0 + Wt )L 1 L

'in

çok küçük

(28). (18)

formülü, tekniksel kalkınınanın elen1anı olan A'nın nihai bir formülü olarak kabul edebiliriz. Böylece, alınan türeve göre, olur. Bu

olur.

Yukarıda gösterilen katsayılan istatistiksel yardımı ile elde etmemiz mümkündür.

y =:-

hesaplamalar

olın. Daha önce gösterilen artış luzı denklemi (2) ile bu denklemi karşılaştırdığımızda, bunun da bir artış hız formülü olduğunu görmek zor değildir. Denklemde ifade edilen-- emek üretim oranının artış hızımn üç tür elen1anı olduğu söylenebilir. Bunlar tekniksel kalkınma artış hız oranı �A1 A kişi başına sabit serınayenin artış hız oranı M;· 1 k1 ve kişi başına sabit seın1ayenin döner serma ye de oluşan miktarının artış hız oranı Mo 1 ko lardu. Kolayca görülür ki, bu üç taraflı artış hız oranı, emek üretim

(19)

213

Ekonomideki Tekniksel Kalkınma

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Modelleri ve Hesaplanması

6.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2002)

oranının artış W0'lar olur.

oranına

karşın paylan ayrı ayrı 1,

M.Karakaş

�

D.SONUÇ Sonuç olarak, ekonomideki yeni bir model için ele alınan bir çeşit tekniksel kalkınma elemanların üzerinden belirlenen miktarlann artış hız oranının üretim fonksiyonunu oluşturmasının yeni bir açıklamayla gösterilmiştir. Böylece, yapılan analizlerde, tekniksel kalkınma modelinin hesaplanması yöntemine yeni bir boyut kazandırılarak, tekniksel kalkınma hız oranı, kişi başına sabit seıınayenin artış hız oranı ve kişi başına sabit sermayedeki döner sermayenin oluşturduğu artış hız oranı kavramlan ile gerek olduğunda ülkenin iktisadi istatistikierindeki sayısal değerler ile birleştirilerek, gayrı safi milli hasıladaki bazı ilişkiler foıınülasyon yöntemleri yani bir matematiksel model yardımı ile ortaya koyulmuştur. Bu hesaplama yöntem ve modeller ile elde edilen gerçek değerleri kullanarak, temel yılda 1 birim olan tekniksel kalkınma değerini daha basit yolla hesaplanabileceği düşünülmüştür. KAYNAKLAR 1. D.Gale., The TheoryofLinearEconomicModels. McGraw-HiTI, New York-London, 1960. 2. E. Dennison., Application Mathenıatical. Academic Press, New York, 1986. 2. J. L. Murty., Application LinearMathematical Models. Wiley New York -London, 1987.

214

SAÜ FEN BiLiMLERi ENSTiTÜSÜ DERGiSi YAZlM ESASLARI Sakarya üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü dergisi, bütün Fen ve Mühendislik alanlarında yapılan önemli,

özgün ve kaliteli araştırma

çalişmaları

içeren

bir dergidir.

Dergide

yayınlanacak

makalelerin yazım esasları aşağıda verilmektedir. 1. Yayınlar A4 norm kağıtlara çıft sütun halinde en çok 8 sayfa olacak şekilde hazırlanmalıdır. Gönde rilen yayınlar gönderıldiği şekılde (boyutlar değişmeden) basılacak, ancak şekilsel düzenlemeler; eğer gerekli görülürse, Enstitü tarafından yapılacaktır. Lutfen sayfanın ön yüzüne sayfa numarası vermeyiniz. Sayfa numaralarını sayfaların arkasına yumuşak bir kurşun kalemle ışaretleyiniz. 2. Teslım edilen makaleler incelenecek ve en geç 15 gün içerisinde yazariara durumu bildirir bir belge verilecektır. Inceleme

sonunda yazım kuralına uymayan makalelerdeki düzeltmeler yazariara bildirilecek ve bir hafta ıstenecektir.

içerisinde düzeltilmesi

3. Butün metinler 300 dpi veya daha iyi çözünürlüğe sahip (lazer yazıcı tercih edilir) bir kaliteli yazıcıdan alınmalıdır.

soldan: 2 cm, sağdan: 2 cm., üstten: 3 cm. alttan: 3 cm. sadece ilk sayfada üstten 5 cm .

4 Herbir sayfa için kenar boşlukları; şeklınde olmalıdır. 5. Herbır kolonun genişliği

8.1 cm. ve kolonlar arası boşluk 0.6 cm. olmalıdır.

6. Çalışmalar Word ortamında Times New Roman fontu kullanılarak tek aralıkla yazılmalıdır. El yazısı. semboller ve formüller kabul edılmez 7. Yazım dilı Türkçe veya lngilızcedir.

8. Yayınlanması istenen çalışmalar, biri asıl, toplam 3 nüsha halinde, diskete kopyalanmış olarak koruyucu ve sağlam bır zarf ile Fen Sılımieri Enstitüsü ne ulaştırı Imalıdır. 9. Makalenin ilk sayfasında yayın başlığının altında yazar isimleri ortalanarak yazılmalıdır. Yazarlarla ilgili bilgiler ise, ilk sayfada

ılk sutunun altında 1O

8 punto ile yazılmalıdır. Konu başlığı ve yazar isimleri arasında 2 satır boşluk olmalıdır.

Yayın içerisinde aynı düzende Türkçe ve ingilizce özet olmalıdır. Eğer makale ıngilizce yazılmış ise Türkçe özet ılave

edilmelidir. Ayrıca özet bölümlerinin hemen altında anahtar kelimeler verilmelidir. 11. Font büyüklükleri aşağıdaki gibi olmalıdır. Başlık

: 14 koyu, hepsi büyük harf

Alt indisler

Yazarlar

: 12

Yazar adresleri

Özet

:8 :1O, bold

Üst indisler Başlıklar Kaynaklar

Ana metin

:10

.1 o :8

Şekil ve tablo isimleri

:10,koyu

12. Makale içerisindeki düzenleme aşağıdaki gibi olmalıdır. Başlık

: Sayfa içinde ortalanmalıdır.

Yazarlar Özet

: Yayın başliğından sonra iki satır aralık verilmeli ve ortalanmalıdır. : Birinci sayfa birinci sütunda (sol taraf) 100 kelimeyi aşmamalı.

(Özet

Abstract ) şeklinde -

olmalıdır ilk önce Türçe daha sonra ingilizce özet verilmelidir. Özetin tamamı bold karakter olmalıdır. Yazar Adresleri

: Birinci sayfa birinci sütun altında olmalıdır.

Bölüm Başlıkları

: Sütun içinde ortalanmalı, Roma rakamı kullanmalı, Eğer alt başlık var ise roma rakamından

sonra standart rakamlar

( 1.1, 11,1

...

) kullanılmalidır.

Her türlü çizim, fotoğraf ve resim şekil olarak adlandırılmalıdır. Şekil başlıkları şeklin alt kısmında bulunmalıdır. Şekiller mümkün olduğunca sütun içinde ortalanmalı, ancak tek sütuna sığmayacak şekilde ise sayfa Şekiller

ıçıne ortalanarak yerleştirilmelidir. : Tablo başlıkları tablonun üst kısmında bulunmalıdır. Tablolar mümkün olduğunca sütun ıçıne Tablolar ortalanmalı, ancak tek sütuna sığmayacak şekilde ise sayfa içine ortalanarak yerleştirilmelidir. : Makalede değinilen kaynaklar, metin içerisinde verildiği sıraya göre köşeli parantez içinde Kaynaklar numaralandırılarak verilmelidir. Kaynaklafla ilgili bilgiler, bütün yazarların adlaı, makale, patent ve rapor adı, cilt numarası, sayfa numaraları ve basım tarihi sırasıyla verilmelidir. 13 Yukarıdaki şartları sağlamayan makaleler yayına alınmayacaktır.