Cilt6 sayi3 2002 by SAUJS

SAKARYA ÜNiVERSiTESi

FEN BiLiMLERi ENSTiTÜSÜ DERGiSi CiLT 6 SAYI 3 Eylül 2002

ISSN

1301-4048

iÇiNDEKiLER Akgöl'de (Gölkent-Sakarya) Ötrofikasyon ve Su Kalite Sınıfının Belirlenmesi

B.Şengörür, ADemirel

Trafik Kazalarında insan Faktörü A Ti.Jrkoğlu, O.Eidoğan

Yüksek Dayanımlı Beton Üretimınde Çimento ve Süperakışkanlaştırıcı Beton Katkı Maddelerinin Etkinliği M.Sümer, B. Söyler

Gyro Uçaklarının Bilgisayar Destekli Tasarımı ve Analizi A Ç Çiling1r, ü Kocab1çak

Düzenli Depolama Ç.Kan. B.Şengörür

. 28

Süt Endüstrisi Atık Sularının CaCO,'Iı Bileşiklerle Antılması D Özel, M S.Aiosman

Kaynağın iki Boyuttaki Transiyen Termal Elasto-Piastik Simülasyonu E Nart

Kapalı Mahallerde Termal Konfor, Havalandırma Sistemlerinde Yeni Nesil Mentezler ve Seçim Kriterleri K Çakir, E.Sağ1r

Yağış Erozyon indeksinin ve Toprak Koruma Yöntemlerinin Belırlenmesınde Adapazarı Örneği EAç1kgöz, M.Gümrükçuoğlu

Dekarbürizasyonun AISI H13 Çeliğinin Borlanma Davranışına Etk;sı

F.Karakullukçu, K. Genel, M ipek

17 Ağustos 1999 Depremi Sonrası Adapazarı Cadde Tozlarında Ağır Metal Kirliliği

MŞDündar M.F.Pala

Evsel Nitelikli Merkezi Atıksu Tesisinin Bilgisayar Destekli Tasarımı

S H Özgür R ileri

Bir Sanayii Yapısı için Ülkemiz Koşullarında En Ekonomik Taşıyıcı Sistem Araştırılması

. 77

1 Altun, S Z Bulut. . . .

Uçucu Kül Kullanılarak Kağıt Fabrikası Atık Sularından Fenol ve Lignin Giderimi

MUğurlu

. . .. . . . . . . .

Deprem Karşısında Çelik Konstruksıyon Yapıların Betonarme Yapılara Göre Avantaj ve

Dezavantajlarının Sebepleri ve Analızi M Yay/a/1, AMirnaroğlu

Elekirolitik Bazı Baz Çözeltilerinın Radyofrekans Etkileşimleri

Guney N k.wl,afl

XDSL Teknolojisi O.Aybar, E Köklükaya

Bir Enerji Üretim Tesisinde Scada Sistemi ve Uygulaması O. K Erzurum

. 102

Hedef Programlamada Grafik Çözüm Yöntemı O Yazar H. Kocaman

110

AISI 8620 Çeliginin Bor-Vanadyumlanması ve Yüzey Özelliklerinin Incelenmesi .. .... . . . ö Çeğil, Ş Şen

113

On Some Semigroups R Keskm S Ceb1roğlu

118

Depremde Hasar Gören Yapılarda Onarım ve Güçlendirme Yöntemlerınin incelenmesi . S Gülen H Kasaf. . . An Embedded 1 C Bus Monitorıng System Design lmplementation S Atmaca, A T Özcerit.

120

124

Egilrne Etkisindeki Yüksek Performanslı Betor.arme Kesıtlerde Geritme Bloğu Parametrelerı

S Pul MHüsem, E Öztekm

128

Zaman Gecikme/i Karars1z Sistemler için Katsay1 Diyagram Metodu lle Kontro/or Tasanm1 . . . .... . ...... .. .... .. .. . . 135 . . . . . . . . .. . . . .

S E Hamamc1 . .. ....

Yeni Yöntemle Demir içeren Baca Tozlarının Önlenmesi ve Değerlendirilmesi

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

.. 143

Elektrokoagülasyon ile Su Arıtımında OPLC UygularnasıT Sadak, MA Yalçm . .

. 150

Ş.Aibayrak, F.A.Şirin , AAKocaclk,N.Ed!Z

Some New Sequence Spaces Defined By a Sequence of Orlicz Function

T Böyuk MBaşanr

156

Bı lg sayar Ağlarında Güvenlik Denetımleri Ü.Ersöz

160

Kontrol Sistemleri Analizi için MATLAB'da Kullanıcı Ara Yüz Tasarımı

U Sancar AF Boz

168

Tel Çekme Presesi ve inklüzyon Hasarları ü Ş enyürek, H Cömert

178

Bentonit ıle Bayarmaddelerin Adsorbsiyonu Z Ay, M özacar, lA Şeng!l. . Semi Treyler Araçlarının Bilgisayar Destekli Şası Tasarımı ve Analizi

A ZBarçm, S /riç. M.MAmm . . Deri Endüstrisi Atıksularının Merkezı s·stem ıle Arı tabı lirl igı nın Araştırılması RI/en, V.Bu/ur . .... . . . B.A.Boşluklu Perdelerde Üst Kat Bag Kirişı Yukseklıgının Sıstem Davranışı na Etkısın n Deneysel Ara ş tırılması Y S.Tama H K plan Perde En Kesit Şeklinın ve Planda Perde Yerının Degışmes•nın, Perdeler ve Çerçeveler Aras1ndakı Kesme Kuvvet ı Dagılımına Etkısı H Ka sap M Ozym

183 188 195 209

SAKARYA ÜNiVERSiTESi

FEN BiLiMLERi ENSTiTÜSÜ DERGiSi

Eylül 2002

CiLT 6

SAYI3

Sah i b i:

Prof. Dr.lsmaii Çallt

Editör:

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

Bu Say1daki ,

'{ayan Inceleme Kurulu: Prof Dr. Mehmet Durman Prof Vahdettin Sevinç Prof.Harndi Ankan ProfDrHarun Taşk1n Prof Dr. Erol Emre Prof. Lütfi Saltabaş Doç.Dr. Mehmet Ali Yalç1n Doç.Dr. Ertan Yan1koğlu Doç.Dr.Hüseyin Ekiz Doç. Or. Fethi HallGI Doç. Dr. Vahdet Uçar Y.Doç.Dr.S.Can Kurnaz Y.Doç.Dr.imdat Taymaz Y.Doç.Dr.H.Ozkan Toplan Y.Doç.Dr.l<enan Genel Y.Doç.Dr.Şenol Y1lmaz

Genel Yay1n Yönetmeni Fatma Ayd1n

Adresi:

·vaz;şma

SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Esentepe Kampüsü 54040 Sakarya Tel & Fax: (+90-264) 346 03 14 e-posta: ckurnaz@sakC?rya. edu. tr, fatrııaa@saka_r:y� ed_u_:_tr http://www. fbe.sakarya.edu. tr

SAÜ Fen Sılimieri Enstitüsü Dergısi yılda 2 veya .3 kez yayınfanır. SAKARYA , ı ı , ıs , 1

Eylul 2002, Sakarya

ISSN

1301-4048

iÇiNDEKiLER Akgöl1de (Gölkent-Sakary a) Ötrofikasy on ve Su Kalite Sınaftnsn Belirlenmesi B. Şengörü� A.Dernirel Trafik Kazalarında insan Faktörü A. Türkoğ/u, O.Eidoğan . . . . .

...... . .

. . . .

. . .

. . .. . .

. .

.. .

. .

. . .. . .

. . . . . .

. ..

. . ..

. . . . . . . . . .

. . .

Yüksek Dayantmil Beton Üretiminde Çitento ve Süperakaşkanlaştancı Beton Katki Maddelerinin Etkinliği . . . ... . .. . . . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. M�SümerJ B.Söyler ......... . . ,

...

. . . . . . .. .

. . . . . . . . .

...

. .

....

.....

.. .

�

. . .

�

. . ..

. . . . . .

. . . . .

. . . .

. . .

. .

. . . ..

....

. . .

...

. . .

. .

. . .

. ..

. . . .

. . . .. . . . . . .

. . . .

. .

. . . .

1-8

. . 9-14 ..

. . . . . . .

15-20

Gyro Uçaklarınin Bilgisayar Destekl i Tasarımı ve Ana l izi A.Ç.Çilingi� Ü.Kocab1çak .........................................................21-27 Düzenli Depolama Ç.Kan, B.Şengör0r ................................................................................................................................... 28-31 Süt Endüstrisi Atık Sulannan CaC03'It Bileşiklerle

Arıttimasi D. Özel,

M.S.AJosman

Kay nağıniki Boyuttaki Transiyen Termal Elasto-Piastik Simülasyonu E.Nart

. . . . . . .

. . . . . .

. .

. . ..

...

. . . .

.. . . . . .

. .....

. .. . . . .

... . . . .

.. . .

. . .

. . ..

. . . .

. .. 32-36 .

. .

... ..

37-45

. .

Kapalı Mahallerde Termal Konforı Havalandırma Sistemlerinde Yeni Nesil MenfezJer ve Seçim K riterleri

K.Çaktr, E.Sağtr

. .

. . . .

. .. . .

. . .

. . . . . .

.. .

... . . . . . . . .

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

. . . .....

. , ................................................ , ............................................ , ........ 46-54 .

Yağış Erozyon indeksinin ve Toprak Koruma Yöntemlerinin Belirlenmesinde Adapazarı Örneğ i

E.Aç1kgöz , M. GümrükçOoğlu

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

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

. .......

. . . . .

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

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

55-58

Dekarbürizasyonun AISI H13 Çeli ğ i ni n Borlanma Davranışına Etkisi F.Karaku/Jukçu, K.Genel, M.lpek ......................... 59-62 17 Ağustos 1999 Depremi Sonrast Adapazarı Cad de Tozlarında Ağır Metal Kirliliği M Ş.Dündar, M.F.Pala . . . .

Evsel Nitelikli Merkezi Atrksu Tesisinin Bilgisaya r Destekli Tasanm1 S.H.Özgür, R.lleri

. .

. . . .

. . .

. .

. .. .

. . .

63-68

. . . . .

. 69-76 .

Bir Sanayii Yapası için Ülkemiz Koşullarında En Ekonomik Taşıyıcı Sistem Araştıralması I.Aitun, S.Z.Bulut ................. 77-83 Uçucu Kül Kullamlarak Kağ1t Fabrikasa Atık Sulanndan Fenol ve Lignin Giderimi M.Uğurlu .. . . . . .

. . . . . .

.. . ...

... . . .

. . . .

.. 84-88

Deprem Karşısinda Çelik Konstrüksiyon Yapaların Betonarme Yap1iara Göre Avantaj ve Dezavantajlarının Sebepleri ve Analizi M. Ya y/all, A.Mimaroğlu

.. . .

. . . . . .

. . .

. .. ..

. . .

. . ..

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

Elektrolitik Bazı Baz Çözeltilerinin Radyofrekans Etkil e şi mleri

. .

. . . . . ..

Y Giiney.

. .

.. . .

N.Kurl?an

. . . .

. . .

. . . .

... .

. .

. . . . . . . .

. .. . . . . . .

. .

89-91

....... 92-97

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

XDSL Teknolojisi O.Ayba� E.Köklükaya ............................................................................................................................. 98-101 Bir Enerji Üretim Tesisinde Scada Sistemi ve Uygulamasa

O. K. Erzurum .....................................................................

Hedef Programlamada Grafik Çözüm Yöntemi O. Yazar, H.Kocaman .

. . . . . .. .

. . . .

. . . . . .

. . . .

. . .

. . .. .

. . .

.. . .

AISI 8620 Çet iğ inin Bor-Vanadyurnlanınası ve Yüzey Özelliklerinin Incelenmesi Ö.Çeği/, Ş.Şen

. . .. . .

On Some Semigroups R.Keskin, S.Cebiroğlu ..

. . .

. .. .

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

. . . . . ..

. . .. .. . . .

. ..

. .. . . . . . .

.. .

. . .

. .

Depremde Hasar Gören Yapılarda Onarrm ve Güçle nd ir m e Yön tem ler in i n i n c e l e n mesi

. . .

. . .... . . .. .

. .

...

. ...

. . .. . .. .

.. . .

. .

S. Gülen,

. . . . . . .

. . .

H.Kasap

. . . ...

. . .

. .

.. . .

. .

. . . . .

. .

110-112 113-117

. . .

102-109

118-119

. . . 120-123 . .

An Embedded 12C B us Monitoring System Design lmplementation S. Atmaca, A. T. Özcerit......................................... 124-127 Eğilme Etkisindeki Y ük sek Performanslı Betonarme Kesitlerde Gerilme Bloğu Parametreleri

S.Pul,

M.Hüsem, E.Öztekin ......................................................................................................................... ....................... 128-134

Zaman

Gecikme/i

Kararsız

Sis temle r

için Katsayt Diyagram Meto du ile Kon tro/ö r

Tasanmt S.E.Hamamc1

. . . . .

. . .

135-142

Yeni Yön temle Demir içeren Baca Tozlannın Önlenmesi ve Değerfendirilmesi

Ş.Aibayrak, F.A.Şirin, A.A.KocacJk,N.Ediz

...

. .. .

.. . . . . . . .

. .

.. .

. . . . . .

. . . . . . . . . .

.. . .

. . . . . .

. . . . .

. . . . . . .

... .

. . . .. . .

. .. . .

. . . . . .

. . . . . . . .

. . ..

. . . .

... 143�149 .

Elektrokoagülasyon ile Su A r ıt t m ı nda OPLC Uygulaması T.Sadak, M.A. Ya/ç1n............................................................ 150-155 Some New Sequence S paces Defined By a Sequence of Orlicz Function T.Böyük, M.Başanr Bilgisay ar Ağlarında Güvenlik Denetimteri Ü.Ersöz

.... . . . . .

.....

. .. . . .

.. .

. . ..

.. . . . .

....

. . . . .

. . .

. . . .

.. . . .

Kontrol Sistemleri Analizi için MATLAB'da Kullanıci Ara Yüz Tasarımı Ü.Sancar, A.F.Boz . . .

Tel Çekme Prosesi ve

i n kl üzyo n

.. .

.. . . . .

. .

. . . .

. . .

. .

....

. .

. . . .

. . . . .

. . .

. .. .

. . .

. ..

. . .. . .

. . . .

. ..

. . .

156-159

. . . . . .

160-167 168-177

Hasarlan Ü.Şenyürek, H.Cötnert ................................................................................ 178-182

Benton i� ile Bayarmaddelerin Ad sorbsiyonu Z.Ay, M. Öz acar, i.A. Şengit ...................................................................... 183-187 Semi Treyler Araçlarının Bilgisayar Destekli Şasi Tasarımı ve

Analizi A.Z.Barç1n,

S.lriçJ M.M.Amin

... . . .

188-194

Deri Endüstrisi Atıksularının Merkezi Sistem ile A ntabilirliği nin

Araştı rı l m as ı

R.ileri, V. Bulur

. .

. . . .

. .

195-208

B.A.Boşluklu Perdelerde Üst Kat Bağ Kirişi Yüksekfiğinin Sistem Davranışına Etkisinin Deney·sel Araştirıiması

Y. S. Tama,

H. Kaplan

. . . . . . . . . . .

. .

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

. . . . . . . . . . .

. .

�

. . .

. . . .

. .

. . . . . . .

. . . . . . . . .

• '

209-215

Ötrofıkaston ve Kalite Sınıfının Belirlenmesi

Akgöl'de (Gölkent-Sakarya)

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3.Sa)'l (Eylül 2002)

B.ŞengörUr, A.Demirel

AKGÖL'DE (GÖLKENT-SAKARYA) ÖTROFİKASYON VE SU KAI.JİTE SINIFININ BELİRLENMESİ Bülent Özet-Bu

göllerde

çalışmada

ŞEN GÖRÜR, Ali DEMiREL

meydana

ı. GİRİŞ

gelen

ötrofikasyon olayının nedenleri araştırılmış, Sakaı·ya İli,

Gölkent Beldesinde

ötrofikasyon

olayı

yer

alan

incelenmiş

Akgöl' de

zamanla

oluşan

Günümüzde içme ve kullanma suyu maksatlı kullamlan

gölde

kısıtlı

sayıda ve kalitede bulunan göllerin korunması

meydana gelen değişiklikler araştırılarak gölün kalite

yapılması gerekenler maalesef

sımfı

yıllarda insanoğlunun içme

ortaya

çıkarılmıştır.

Çalışmanın

amacı

yapı1mamakta ve ileriki

kullanma suyu olarak

kapsamı üzerinde durulmuştur. Akgölün bulunduğu

önemli

bölge araştınlınış, ve göUerde su kalitesi Jiteratürü

kalmayacağı bir gerçektir. Bu çalışmanın amacı, göllerde

incelenmiştir. Göllerde su kalitesinin bozulması olayı

meydana

bir

yer

hıtan

göllerden

ötrofikasyon

gelen

faydalanma

olayının

imkarn

nedenlerinin

anlatılmış,

araştırılması ve Sakarya İli, Gölkent Beldesinde yer alan

ötrofikasyona neden olan su kiriterleri incelenmiştir.

Akgöl' de oluşan ötrofıkasyonun incelenmesi ve zamanla

ötrofikasyon kalite

standartları

yönetmelikler gereken

aynntılı ve

incelenerek

değerler

olarak kalite

bir

doğa)

belirtilmiştir.

kriterlerine gölde

Çalışma

ait

gölde

olması

aJanından

meydana

gelen

üzerinedir.Bu

amaçla

ötrofikasyon

olayı

değişikliklerin

araştırılması

yapılan

çalışmada;

hakkında

literatür

göller

araştımıası

abnan numunelerde yapılan deneylerden bahsedilerek,

yapılmıştır.

Daha

deney sonuçları aktarılnuş ve gölün ötrofık bir göl

ötrofıkasyon

olayı 6 ay boyunca incelenmiş ve aylık

olduğu

olarak

ortaya

çıkarılmıştır.

Deney

sonuçları

gölden

sonra,

Akgöl' de

numuneler

alınarak

meydana meydana

gelen gelen

değişiklikler takip edilmiş ve Ak göl 'ün su kalite sınıfı

tartışılarak önerilerde bulunulmuştur.

tespit

edilmiştir.Göllerin

hayatını

besieyecek

Anahtar Kelimeler -Ötrofikasyon, Tabakalaşma, Göl,

elementlerle zenginleşerek kalitesinin bozulması olayına

Besin seviyesi, Su Kalite Sınıfı

ötrofıkasyon

Abstract-In

this

study,

the

reason

otrofication

adı verilir. Bunun neticesinde su temini,

dinlenme

estetik

edilmeyen

bir

v.s.

maksatları

karakter

kazanır.

için

göl suları arzu

Ötrofikasyon

olayı,

occurred in lakes have been researched. Akgöl located

sulardaki besin zincirleriyle alakalıd1r.

in Gölkent municipality in Sakarya was choose as a

gelişn1eleri v e üremeleri için, karbondioksit inorganik

model. The otrofication and the modification formed in

azot, orta fosfat ve iz besi elementlerine muhtaçtırlar.

Akgöl was investigated and so the quality class of the

Bitkisel üretim ve besin zincirlerinin normal dengesi, besi

lake was determined. In first chapter, the aim and the

elementlerinin miktarına bağlıdır ve --nlarla sınırlıdır. Bu

content of this study have been mentioned, in second

maddelerin normalden fazla olması dengeyi bozar

chapter the location of Akgöl has been researched, in

zooplankton tarafından tüketilmesi kolay olm8 1 �n mavi

third chapter the literature for water quality has been

yeşil alglerin birdenbire çok fazla miktarda üremesine yol

mentioned. In the forth chapter the corruption in the

açar. Bu sebeple su, bulanık bir hal alır. Suda yüzen alg

water quality and otrofication have been told in details.

kitleleıi ıüzgarla sahile vurur. Bunlar sahilde çürüyerP1

Otrofication and the parameters w hich are reason for

fena kokuların çıkmasına sebep olur. Çüıüyen algler aynı

otrofication have been told in the fifth c hapter. In the

zanıanda çökelerek çözünmüş oksijenin azalmasına yol

sixth

açarlar. Sahiller ve sığ körfezler köklü su bitkilerinin çok

and seventh chapters water quality criterions

fazla üremesi sonucu otlarla dolar.

was inventigated and then the values which must be in a natural lake was determined. The experiments that have been carried out with the samples taken from working area appear in chapter eighth and the results of the experiments are given in chapter nineth. In the last chapter the results of the experiments have been discussed and suggestions are given. Key Words- Otrofication, layer, lake, Food level B.Şengörür;SAÜ.Müh.Fak Çevre Müh.Böl., Esentepe Kan1püsü 1 Adapazarı A.Dem1rel;İI Çevre Müdürlüğü/Sakarya

Alg yosunları,

ofikaston ve tr Ö ) a y r a k a S ten lk ö Akgöl'de (G esi m n le ir el B ın ın ıf ın S e it al K Su

SAU Fen Bi1imleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

B.Şengörür� A.Demirel

Tablol Gölie J rdeMusaa ·· d e ed'l ı en fios fıor ve azot yükleri [7] Ortalama MUsaade edilebilir yük Tehlike arzeden yük 2 derınlik G/m göl yüzeyi-sene g/m2 göl yüzeyi -sene N p (nı) N p

11.2.pH

•

l ,O

lO 50

1,5 4,0

100

6,0

150

7,5 9,0

200

0,07

hidrojen iyonu konsantrasyonu arttıkça p H azalmakta yani

2,0

0,13 0,20

0,25

3,0 8,0

su asidik özellik göstermektedir.

0,50

0,40

ı 2,0

0,80

azalması ise suyun alkali olduğunu gösterir.

0,50

15,0

ı �00

0,60

18,0

1,20

0.10

II. SU

pH hidrojen iyonu konsantrasyonudur. Buna göre suda

zaman1a

Akıntı durumu, ışık alma duıumu

Sıcaklığı

pH değeri

Toplam ve karbonat seıiliği

Oksijen miktan

Biyokimyasal oksijen ihtiyacı

Orto ve toplam fosfat

Amonyum, nitrit ve nitrat azotu

nedenle

yükselmesi

alglerde

genellikle

bulunan

gazların

balıkçılar

açısından

Ancak

sularda

bulunmamaktadır.

amonyak

Entansif

balık

sadece

üretiminde

faaliyetleri sonucu oluşan amonyak solungaçlar ile su Balıkların metabolik faaliyetleri bırakılan

amonyak

ile

ayrışması

n1addelerin

sonucu direkt

havuzlarda

sonucu

kirliliğin

boyutlarına

değişimler

bağlı

olarak

NH3 + H20

canlılarının

su ortamına

biriken

oluşan

çözünililüğü fazla olan bir gazdır. (%99

organik

amonyak

kadar)

suda

--�-

NH3, NH4 'e dönüşür. Eğer denge sola kayar ve NH3 olarak bulunur. Su asidikse

su bazikse bu

Bütün memelilerde azotlu maddeler idraA ile atıldığı halde

Oksijen

balıklarda az bir kısmı bu şekilde atılır. Azotun amonyak

organizınaların

çoğunda

organik

gibi basit bir formda atılması önemli bir avantaJ sağlar.

maddenin

Amonyak başka bir forma dönüştüıiilmediğinden bunun

oksidasyonu için (solunun1 ve besinlerden faydalanma) kaçınılmaz bir elementtir.

Balıklar solunumu

için gerekli olan enerji tasaıruf edilmiş olur.

ağızdan

Amonyak düşük konsantrasyonlarda dahi balık ve diğer

suyun alınması, solungaç kapakları ile dışan atılması

canlılara toksik

esnasında, solungaç flamentleri (iplikleri) ve solungaç bulunan

kan

damarları

tarafından

suda

bulunan karbondioksit yine aynı yolla suya verilir. Oksijen aquatik ortamda karasal ortalan1a daha direkt bir etkiye sahiptir. Suda oksijen miktarı havaya oranla daha azdır. oksijenin suda erirliği oldukça düşüktür.

Sudaki

oksijen miktarı sıcaklık ve tuzluluk ile yakından ilgilidir. oksijen,

atmosferik

oksijenin

[4]

Azot

bileşikleri

plankton

gelişmesinde

fosfor

bileşiklerinden sonra en önemli ikinci maddedir. Azot suda uygun şartlarda amonyun1, aınonyak, nitrit, nitrat olarak bulunabilir. Su ortamında nitrit ve nitrat oluşumu

Az tuzlu ve soğuk sularda oksijen miktarı fazladır. ortamında

etki yapar.

II.4.Nitrit ve Nitrat

bulunan eriıniş oksijeni absorbe ederek yaparlar. Kanda

pi-I

havuzlarda yoğun stoklama sebebiyle balıklann metabolik

farklı reaksiyon gösterir. [ 4]

Zira

gelen

meydana

ortamına bırakılmakta ve konsatrasyonu fazla olmaktadır.

gelebilecek

boşluğunda

sonunda

etkileyebilir.

ayrışmasıyladır.

reaksiyonuna neden olur. Her canlı bu tip değişi:nıJere

Oksijen,

fotosentez

varlıkların

doğurur. Suda oluşumu; daha çok organik maddelerin

1 5. Koliform

11.1.

karbondioksit

ortamın

önemlileridir. Suda bulunması kireçlerone şüphesini de

Toplam Koliforın

meydana

faaliyetleri

Sularda

12. Silikat 13. Klorofil-a

parametreler

solunum

Canlı

mik r o organizmalar

ll.3.Amonyak

1 1 . Organik azot

etkilerler.

sonucu

pH ,ını

suyun

solunumu hızlandınr, düşmesi ise solunumu yavaşlatır. [4]

10. Klorid

14.

miktarını

genelde aşağıdaki parametreler ele alınır.

faaliyetleri

Zira

Bir suyun

varyasyonlan bu organizmalann metabolik faaliyetlerilli

Suyun fiziksel ve kimyasal yönden araştırılınas!nda

Seki diski

organizmalar

değiştirebilmektedir.

fotosentetik

KALİTE KRİTERLERİ

bulundurduğu

bünyesinde

iyonlanntn

Hidrojen

nitrosomonas v e

nitro bakter türü bakterilerin mevcudiyetine bağlıdır.

direkt

Amonyum tuzlan ve nitratlar, sürekli olarak organik azot

erimesinden ve su bitkilerinin fotosentezinden has ıl olur.

bileşiklerinin parçalanması yoluyla yenilenir. Organik azot

Az derin ve hareketli sulann atmosferik oksijen kazanımı

bileşiklerinin kaynağını

daha fazladır. Su ortamındaki fotosentez bentik bitkiler ve

canlıların metabolik artıklarını

oluşturur.

fitoplanktonlar tarafından gerçekleştirilir. [4]

Karborrlu

organik

maddelerin

oksitlenmeye

başlarlar

(mtrifikasyon) Su ortamında azot bileşiklerinin artışı bir çok olumsuz sonuçlar doğurabilmektedir.

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci\t, 3.Sayı (Eylül 2002)

Akgöl'de (Gölkent-Sakar)'a) Ötrofikaston

Smıfınm Belirlenınesi B.Şengörür, A.Demirel

Su Kalite

II.8.Kimyasal Oksijen iht iy a cı

Bunlar; 1.

Nitrifıkasyon

sebebiyle

sularda

çözünmüş

oksijen

miktarının azalması

Sularda birincil üretimin artması ve ötrofıkasyon

.).

Su1arda yaşayan organizmalann

,...,

serbest

maddelerin

(KıCrı07)

ile

oıiamda

asit

re aksiyonu

İçme sulannda nitrat konsantrasyonunun artmas ının yaptığı toksik etkiler. [4]

sonucu,

ı.

4 HıO

Fosfor bitkisel ve hayvansal canlıların yapısına (doku ve

K2Cr20/nin molekül ağırlığı

elementtir.

oluşturur.

organizmalan n

Fosfor

Canlı

-�

bü y ümelerinde

olmaktadır.

sınırlayıcıdır. Bu özelliği azota oranla daha fazladır. Canlı eneıj i

olan

294, oksijenin atom

ağırlığı ise 16 olduğuna göre, 1 gr oksij en üretebilmek için

294/(3*16)

K2S04 + Cr (S04)3 +

1 ,5 02 reaksiyonuna girer.

s ini

protoplazmasının kwu ağırlık cinsinden yaklaşık

maddenin

Asit ortamda potasyomdikromat ;

II.S.Fosfor

bir

organik

mümkün d ür .

KıCrıO? + 4 HıS04

hücrelerde) iştirak eden önemli

potasyumelikromat

%95'e varan kısmının son ürünlere kadar oksitlenmesi

amonyak,

nitrit ve nitratın yaptığı toksik etkiler

Organik

Böylece

6,13

potasyun1dikromat tüketilen

reaksiyonda

gerekli

potasyumdikromat

hücre

miktarından organik maddenin oksitlenınesi için gerekli

organellerinden olan mitokondriumlarda üre tilir. Bunun

olan oksijeni n kolaylıkla hesaplanabileceği göıülmektedir.

metabolik

faaliyetleri

gerekli

için

için hücre fosfor bileşiklerini depo ede r ternin

eneıji

etmek amacıyla

kullamlır.

G erek tiği nde

Fosfat

ortaımnda K2Cr207 ile oksitlenmesi için tüketilen oksijen

enerji

üretin1inde önemli olan ADP ve ATP 'nin yapısına iştirak eder.

Son

yıllarda

ülkemizde

ev lerde

Analiz sonucunda 1 m·, sudald o rg anik maddenin, asit ...

miktarına denir.

(deterjanlarda),

suyun "Kimyasal O ksijen ihtiyacı (KOI)

[4]

tarımda (gübrele r de) ve endüstride fosfor kullanımı hızlı

III. DENEYSEL ÇALIŞMAL l\R

bir artış göstermiştir. Fosfor tabii ve kul laıulnuş sularda

...

genellikle fosfatlar şeklinde bulunur. Bunlar orto fosfat ve organik fosfatlarıdır. Şu halde fosfat türleı; çözeltide, partikiille rde veya organizma bünyeleıinde

IIII.l.Numune Alma ve Saklama İlkeleri

bulunurlar.

Kondanse fosfatların büyük bir kısmı deterj anlardan gelir

Alınacak numune ile numune kabının 2-3 defa çalkala nıp

ve zaman1a

Organik

dökülerek i çlerinde biri kimleıin ve biyolojik büyürnelerin

fosfatlar, canlıla rın fekal ve yiyecek artıklanndan oluşur.

oluşmasını önle mek için n umune alma araç gereçleri ve

ayrışarak

orto

fosfata

dönüşür.

Önemli çevresel etkisi ötrofi kasyondur. [4]

şişeleri her gün temizlenmiştir.

II.6.Isı

III.2.Numune Alma Esasları

Ekolojik faktörlerden en önemlisi ısıdır. Ak1ntılı sulann

sıcaklığı az çok hava sıcaklığını izler. Kaynak sularının

faaliyetlerin etkilerini belirleyecek ve kalitenin büti!n su

gö1de

başlıca

giriş

çıkışl�rı

ile

kıyılardaki

edecek Şt _ ilde bn:

sıcaklığı ise genellikle sabittir. Göl ve gölet gibi su

kütlesindeki d eğişimini karakterize

rezervuarlan, denizlere oranla gece, gündüz ve ınevsimsel

nokta seçilnıiş ve numune alma noktası tespit edilnıiştir.

ısı

Bu tespit edilen noktadan dip ve y üzey olmak üzere

değişimlerinden çabuk et kilenir. [4]

nuınuneler a l ın mıştır

II. 7.Biyokimyasal Oksijen ihtiyacı

Be Jli bir hacim sıcaklıkta

( 1 Litre), zaman (5 gün ) ve belli bir (20 °C) suda mevcut mikroorganizma

popülasyonu gösterir.

tarafından

Ortan1

tüketilen

bakterilerinin

oksijen organik

miktarım maddeleri

parçalayarak stabilize etn1eleri için gereken oksijendir. Sularlll org anik

madde miktarının tayini

kullanılan parametre

5 günlü k BOI' dir.

için en çok Kısaca BOI5

olarak gösterilir. Atıksuyun BOl'si zamana bağlı olarak iki

kademeli bir değişim göstermektedir. 1\itrifikasyon genel

lli.3.Analizlerin yapıldığı cihaziarın tanıtilması

IU 3.1.CADAS 30 S ..

Analizler CADAS 30 S isimli cihaz ile yapılmıştır. Cihaz Su

Kirliliği

Kontrolü Yönetmeliğinde belirtilen bütün

parametrelerin

yapabilmektedir.

analizlerini

farklı şekilde kullanılabilmektedir. ıutin

analiz

metodunda

tamaınlaınasından

cihazın

sonra

Cihaz

iki

Bunlardan birincisi, kalibrasyon

cihazda

hiçbir

işlemini ayarlaına

olarak 5 günden sonraki bir kadernede meydana gehr.

yapmadan kullanıcı ölçüm sonucunu elde edebilmekiedir.

Nitrifikasyon kademesinin 5 günden önce başlaması arzu

Ciha zın küvete yerleştirilmesj ile cihaz küvet üzerindeki

ediln1ez. BOl tayinlerinde 5 günlük süre esas abnır. Teorik

barkodu

olarak BOI ile KOI nihai olarak birbirine eşit kabul edilir.

tanın1Jamakta ve o test için cihazın hafızasında bulunan

[4]

parametreleri oton1atik olarak ayarlayarak ölçüm işlenline

okuyarak

hangi

küvet

testi

olduğunu

geçn1ektedir. Diğer ölçüm metodu da uzman n1odu denilen

Akgöt'de (Götkent-Sakarya) Ötrofikaston ve

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Derg1si

6.Ci1t, 3.Sayı (Eylül 2002)

Ka\ite Sınıfının Belirlenmesi B.Şengörür, A.Demirel

metotdur. Bunda k:üvet testierin LCK katları, kullanıcı 111.4.6.Demir numunesinin tamınlanması, bu numuneler ait ve bunlann parametrelerin tanımlanması ölçüm Kitin içine 2 ml numune konur kanştırılır ve 1 5 dk bekletilir ve ölçüm yapılır. aralıklanda behrtilerek işlem yapılmaktadır. III.3.2.Askıdald katı madde tayini iç i n cam vakum

ll1.4.7.Mangan

fıltrasyon sistemi

İki adet beher hazırlanır. Birinci beherin içine 20 ml saf su Su ve atıksu içinde bulunan askıdaki katı madde tayininde ikincisine ise 20 ml numune konur. İki beherin içine de 1 kullamlan Sartorius marka cihaz kullanılnuştır. Sistem ml mangan A 1 ml mangan B solüsyonu konulur ve 2 dk 4 7/50 mn1 fıltre tutucusu, 250 ml cam bunisi, vakum karıştınlır. Daha sonra 1 ml mangan C solüsyonu konur ve ilk önce saf su örneği ölçülerek spektrofotometre zero erleni, emniyet şişesi ve pompasıyla komple bir sistemdir. durumuna getirilir, daha sonra numune konularak ölçülür. Ill.3.3.0rı test BOl ölçüm cihazı ID.4.8.N itrit

Klasik BOl ölçüm işleminden farklı olarak BOI ölçümünde kullanılan ORl test marka BOI ölçüm cihazı Kitin içine 0,2 ml A solüsyonu ve 2 ml numune alınıp kullanılmıştır. Ölçüm değerlerini (iki haneli olarak 0-40 karıştırılır, 10 dk bekletildikten soma ölçüm yapılır. ölçüm aralığında ölçüm yapmaktadır. 15-20 °C) Ölçümün tamamlanması 5 gün sürmekte bu süre içerisindeki ID.4.9.Florür değişim skaladan gözlenebilmektedir. Kit spektrofotometrede ölçülür ve dalı sonra kitin içine 5 ml numune konur kanştırı1u 1 dk bekletildikten sonra III.4.Analiz Metotları ölçüm yapılır. III.4.1.Potasyum

Kitin içine 5 ml A solüsyonu konur l ml numune ilave edilir, kanştırılır 5 dk bekletilir, ölçüm yapılır. ID.4.2.Fosfat

Kitin içine 2 ml numune konur dosicap A kapağı takılır , karıştırılır. 1 00 °C de 1 saat bckletilir soğuduktan soma 0,2 ml B solüsyonu konur ve dosicsp C kapağı takılır kanştırılır 1O dk sonra ölçülür. III.4.3.Sülfat

Kitin içine 5 ml numune konur 1 kaşık sülfat ilave edilir karıştırılır 2 dk sonra ölçüm yapılır.

maddesj

III.4.10.Fenol

Kitin içine 2 ml numune konur 0,2 ml A solüsyonu ilave edilir, kanştırılır ve iki dakika bekletilir. 0,2 ml B solüsyonu ilave edilir karıştıntır 2 dk beklenir ve ölçüm yapılır. III.4.1l.Su sertliği

Kitin içine 4 ml A solüsyonu konur karıştırılır 2 dk bekletilir ölçüm yapılır. Val 1 durumu Jrtaya çıkar daha sonra kitin içine 0,2 ml numune konur karıştınlır 30 sn spektrofotometre içinde bekletilir. Val 2 olur ve 0,2 ml B solüsyonu ilave edilir, 30 sn sonra ölçüm yapılır. lll.4.12.Nitrat

111.4.4.Krom

Kitin içine 2 ml numune konur dosicap A kapağı takılır karıştuılır 100 °C'de 1 saat ısıtılır, kapak tekrar değişip dosicap b takılır kanştırılır 5 dk bekletilir karıştırılır ölçüm yapılır. lli.4.5.Magnezyum

Çıkabileceği tahmin edilen magnezyuın değerine göre kitin içine 3 veya 3,5 ml A solüsyonu konulur karıştırılır 2 dk bekletilir. Spektrofotonıetrede ölçüm yapılır val 1 durumu oluşur, kitin içine 2 veya 2,5 ml numune konulur karıştırılır 1 dk beklenir ölçüm yapılır. (Magnezyum değeri 0,5-1 O arasında ise l .değerler, 10-50 arasında ise 2.değerler alınır.)

Kitin içine 1 ml numune konur 0,2 A solüsyonu ilave edilir kanştırılır 15 dk sonra ölçüm yapılır. 111.4.13 .AKM \

Fincan ve 0,45 mikro metre kalınlığında fıltreler etüvün içine konur ve 1 0 5 °C'de 1 saat bekletilir. Sonra desikatörde yarım saat ·nenu alınır ve fincan ile birlikte hassas terazide tartılır. Filtre vakum fıltre içine konur ve 50 ml numune süzdürülür. Tekrar filtre fincan ile birlikte etüv içerisinde 1 saat 10 5 °C'de bekletilir. Daha sonra yine desikatörde yarım saat nenu alınır ve hassas terazide tartım yapılır. Çıkan sonuçtan ilk sonuç çıkarılır ve oranlama yapılır ve birim çevirmeleri yapılır. Sonuç mg/1 cinsinden alınır.

SAU Fen

Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Say1 (Eylül 2002)

Ötrofıkaston ve Kalite Sınıfının Belirlenmesi

Akgöl'de (Gölkent-Sakarya) Su

B.Şengörür, A.Demiı·el

m.4.14.Klor Kitin içine 1 cm kalana kadar nun1une konur, karıştırı lır 2 dk bekletilirve

5 --!--<---·

solüsyon eklenir tekı·ar karıştırılır

3 damla

2 dk bekletildilden sonra ölçilin yapılır.

�

IIL4.15.Amonyum

ml numune konulur, kitin kapağ1 ters ç evri li r ve içindeki ilaç karışınca ya kadar kanştırılır, 15 dk

4 -1--

2 �

�

---- ·-

o o N ro. <D N

or-

o o N. C() o 1.()

C')

göre

S.gün

sonunda çıkan sonuç

sonuç 1 O ile 250 ml numune alnınsa 5 ile çarpım yapılır.

�

d ip

o o N. O'> o (O N

•

�

---

----'==-------' t�

Nitrat paranıetresinin

Tarih

or-

o o N. oror-

("'") o

•

� o

yüzeyde

di pte

Nitrit

0,25 0,2 15 0,1 0,05

ölçülen

analiz

iç.ine

Tarih

Kalium-Hydroxid tabıetinden atılır. Mılmatıs numunenin inkübatör içerisinde karışmasını sağlar. Şişenin kapağı kapatılır ve kapağın iki düğmesine aynı anda basılarak kapaktaki değer sıfulanır.

Daha sonra

şişe

�

o o N O> o. <D N

o o N N

•

or-

NitTit

Şekil. rv .3.

�

o o N co o. l[)

o o N. t-o. <D N

adet

•

�

('f) o •

paraınetresinın

ylizeyde

djpte

inkübatör

anahz

0,5 _0,4 , �0,1,23

III.4.17.KOI ölçümü Numunenin çeşidine göre belirli aralıktaki KOI kitleri

.. dip

-.... � ..

.... ·--·-

yüzey

•

Toplam Fosfor

0,6

---·--

-··--

alınır. Örneğin 15-50 ml/1 02 aralığında bir Ol ölçümü

yapılıyor ise kit önce karıştırılır ve içine 2 ml numune

�

or-

•

o o N

konulur. Tekrar kanştlrılır ve 148 °C iki saat bekletiliJ.

t---. o (D N

Zaman dolduktan sonra karıştırılır ve soğuması beklenirve

�

o o N to

�

o o N. co o L{)

•

ölçün1 yapılır.

o o N en o

•

�

(")

•

-qo

�

Tarih

�

o o N. _...

o o N. N

�

-qo

(") o

Şeki J.IV 4 Toplanı fosfor parametresinin yüze yde .

d ipte ölçülen analiz

sonuç.lannın şekil üzerinde gösterilmesi

lV. Analiz Sonuçlarının Şekil Üzerinde Gösteriln1esi

AKM AE •

ölçülen

sonuçlarının şekil üzerinde gösterilmesi

içerisine konulurve 5 gün beklerur.

Amonyum Azotu

d ip

�

Tıpanın

yüzey

-m·�--·-

BOl şişesine 1 64 ml numune konur, şişenin içine 1 adet tıpası kapatılu.

•

BOI deneyinin yapılışı şu şekilde olur;

2,5 21,5 g> 1 0,5

�

---

-----�·--

or-

o o N. O) o ..qo

•

�

yüzey

��=-=

or-

o o N. f'-. o.

--!

· - -·

-·-·- --- ---

---- ---

�

,..... "

•

sonuçlarının şekil üzerinde gösterilmesi

belli bir katsayı ile ç arp ıl ı r. Örneğin ı64 nu al ı rursa çıkan

mıknatıs atılır,

...

•

BOl şişesine çıkabileceğini tahmin edilen BOl değerine göre belli bir miktarda numune konulur. Alınan bu

miktarına

. . . .

--·--

-;------· �

Şekil.IV.2.

··--

"---

bekletildikten som·a ölçü ın yapılı r.

nun1unenin

---- ·--

3 -ı -\+----�·

0,5

III.4.16.BOI ölçümü

Nitrat

yüzey ôip

•

yüzey

'"-"�·--"'' dip

3250 20 -g> 10 15 5o -

::::::;

�

o o N r--... o.

�

-c--

o o N co o.

o o N.

•

or-

o o N. t--.. o. <.0 N

arih

o o N •

-c--

�

l[) ('t") .qo ('0 o -�� -�� - �� -o �

•

�

Şekii.1V.1. Anıonyum

Azotunun

yü zeyde

dipte

ölçüle n

analiz

sonuçlarının şeki l üzerinde gösterilmesi

�

o o N. f'-. o �

C')

�

o o N. C() o lO '{-

or-

o o N O) o

'V o

�

o o N.

(J) o. <.O N

or-

o o N •

or-

o o N.

�

� o

Şekil.IV.5. A� parnmetr�i1ıin �zeyde sonuçlarımıı şekil üzerinde gösterilmesi

Tarih

d�te

ölçül�ı

Maliz

SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Akgöl'de (G(ilkent-Sakarya) Ötrofikaston

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Su Kalite Sınıfının Belirlenmesi B.Şengörür, A.Demirel

35 30

Sıcaklık

------- 1ı-� -i'l-

+. 25 u

20 15 10

5 o

•

dip

25 20 �5

+---- . -+---- ---·------- ·--_..:;;;=-·-·-·

T-

o o N . 1'-o. (D N

o o ('\J. ...... o.

o o N . co o U) •

C'}

o o N. O> o. V o

To o N N

T-

� o

C'} o

T-

o o N. O> o. (O N

o o N. •

5 0

Tarih

-1--- -

---

. . ..

-----

---

·-----

-+-----r----ı--.--,--..,---, �

o o N. f'o. --

Şekil.JV.6. Sıcaklık paramet resinin yllzeyde ve dipte ölçülen analiz sonuçlarının şekil üzerinde gösteri lrnesi

dip

--·-··

·- ----

---

--Y--

--�// ·----� " .... . Et o .,_ti-- --�i-- -- --·-t:'!- ---t; ti

-------

BOi-Dip

yüzey

C")

�

....

o o N. O') o. V o

o o N. co o . 1.0 «r-

....

o o N. (j) o<O N

...-

o o N �

o o N. N

T-

....

� o

('1) o

•

Tarih

•

Şekil .IV.1 O. BOİ parametresinin dipte ölçülen analiz sonuçlarının şekil üzerinde gösteıilmesi -

Çözünmüş Oksijen-Yüzey

c:n

12 10 8-

6 4

100 ��----80 �'"""'�; 60 -��-----�420O +-----"ıti�s �-=:i��;:;:; F-----� ------- ------.

�

o o N

....

o o N.

o o N 1'o •

0 +---�---,----,-��

Tarih

� o o N . 1'-o . co N

yüzey

•

-f:-dip

ı:::::

KOi

co o

ll)

...

..-

....

T'"

o o N. O) o.

o o N

.....

O> o.

co N

-.ı::t o

T'"

o o C'\1.

o o

,...

�

Tarih

C'\1

""'

......

,...

-.:: o

•

"" o

�

Şeki1.1V.7. ÇözOnmüş Oksijen parametresinin yüzeyde ölçülen ana1iz sonuçlarının şekil üzer1nde gösterilmesi

Şeki1.1V.ll. KOi pararnetresinin yüzeyde sonuçlarınm şek11 üzerinde gösteıilmesi

dipte ölçüten anahz

Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliğinin 8.Maddesinde; "Su

kaynağından alınan nuınuneler üzerinde yapılan analiz

Çözünm üş Oksijen -Dip 10 -

C')

sonuçlarına göre her parametre grubu için A, B,C,D) ayrı ayrı kalite sınıfı tespit edilir. Ayrıca o grup içindeki her

�------

... .iı3 _,.., . -r---- ---=-�----

parametreye göre; örneğin B grubu için kimyasal oksijen

-�

1 -� o +--

ihtiyacı

Tarih

�

ih tiyacı

(BOl),

belirlenir. Bir gruba ait en düşük kalite sımfı o grubun belirler,

boyunca

BOi-Yüzey

oksijen

toplam organik karbon ve benzeri; aJ rı ayrı kalite sınıfı sınıfını

Şekil.N.8. Çözünmüş Oksijen parametresinin dipte ölçülen analiz sonuçlarının şekil üzerinde gösterilmesi

biyokimyasal

(KOI),

alınmış

hükmü olan

mevcuttur.AkgöP Gen

numunelerin

analiz

sonuçlan

Tablo.8.8'de verilmiştir. Yapılan karşılaştumalar sonucu 6 ay boyunca analiz sonuçlarından Akgöl'ün su kalite sını;4

IV sınıf (Çok kirlennı.iş su) olarak tespit edilmiştir. Senelik ortalama olarak toplam O. 8 mg/1 N ve O .1 mg/1 P, den daha büyük konsantrasyonlara sahip göller, gelişme me Jsim.inin çoğunda alg problemine sebep olurlar [S]. Alegöl'de 6 ay boyunca yapılan analiz sonucunda da görüleceği gibi, toplam

azot

parametresine

esas

teşkil

edebilecek

Amonyum azotunun ortalama 0.49 mg/1, nitratın ortalama --

0 o N ...... o •

•

....

o o N. CX) o. 1.0 ....

...-

o o N. (j) o . V o

...-

o o N. (j) o. <O N

'\"'""

o o N N

•

Ct) o

o o N. V o

1.28 mg/1, nitritin 0.09 mg/1 üçünün ortalamasımn ise 0.62

•

n1g/l olması ve yine toplam fosforun ortalama 0.29 mg/1

Tarih

olması sonucu Akgöl 'ün ötrofik göl olduğu söylenebilir. Alg bakınundan bir problemi olmayan göller için genel

Şekil. IV .9. BOİ parametresinin yüzeyde ölçülen analiz sonuçlarının şekil üzerinde gösterilmesı

olarak kabul edilen üst sınır 0.3 mg/1 amonyak ve nitrit azotudur

[5]. Akgöl'de 6 ay boyunca yapılan

analiz

sonuçlarında ise amonyunı azotunun ortalama 0.49 mg/1, nitratın ortalama 1.28 mg/1, nitritin 0.09 mg/1 olması da gölün alg bakurundan problem yaşadığım göstern1ektedir.

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Akgöl'de (Gölkent-Sakarya) Ötrofikaston

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Su Kalite Sınıfınlll Belirlen mesi

B.Şengörür,

A.Demirel

V 4 N itra t

V.SO�ÇLAR

tarihinde ö lç ülen nitrat değeri 4 . 99 mg/I dir. İçm e sularında nitrat konsantrasyonunun 4 . 5 n1g/l düzeyini aşması halinde sağlık p ro bl eml eri ortaya çıknıaktadır. Yüksek nitrat konsantrasyonu yetişkinlerde barsak, sindirim ve idrar sistemlerinde iltihaplanmalara yol açmaktadır. Nitrat zamana ve derinl iğ e bağlı olarak farklı değişim gösterdiği bilinmektedir. Akgöl 'de yapılan ölçüm sonucunda nitratın standart değerleri aştığı göriUmüştür. Buda gö l e evsel kaynakl ı atıksuların ve tanmsal kaynaklı atıksuların b u mevsimde göle karışurunın fazla olduğunu göstermektedir. Akgölde 2 6. 07 . 200 1

V.l. Sıcaklık

!vfevsimse] ölçünılerden elde edilen değerlerden sıcaklığın bağlı olarak ve derinliğe zamana değiştiği gözlemlenmiştir. Gölde yüzeyde en yüksek sıcaklık Tcınmuz ayında 29,3 °C, en düşük sıcaklık Aralık ayında 1 2,4 ° C olarak tespit edilmiştir. Dipe en yüksek sıcaklık Temmuz ayında 2 8 , 9 °C , en düşük sıcaklık Aralık ayında 1 2, 1 °C olarak tespit ediln1iştir. Ara l ık ayında yapılan ölçümler sonucunda göl suyunun yüzeyden dibe kadar homojen olarak karışıp terınik bir dengeye ulaştığı saptanmıştır. Akgöl de dipte ve yüzeyde ölçülen maksiınunı sıcaklıklar Temmuz ayındadır. B uda gölün yaz V.5.Toplam Fosfor aylarında s1cakhğının artn1ası ile alg ve bakteri ÜJemesini hızlandırdığı ve ötrofıkasyon olayına yol açtığı tespit Yüzeyde e n yüksek fosfor 0.446 n1g/l o larak Kasım .;d ilmiştir. ayında, en düşük olarak 0 . 079 mg/1 olarak Eylül ayında dipte e n yük s e k o larak 0 . 5 6 n1g/l Kasıın ayında en düşük olarak 0. 1 1 3 ıng/1 Ternn1uz ayında tespit edilmiştir. V.2. Çözünmüş Oksijen Fosfor ve fosfatın sularda kirlenme faktörü olarak üzerinde Çözünmüş oksijen değerleri yüzeyde en yüksek 1 0 mg/I fazlaca durulmakla birlikte toplam fosforun bir besin olarak Aralık ayın<.lJ, en düşük 0.93 ıng/1 o larak Temmuz elementi ve bitkilerin büyümesindeki etkileri yeterince organik fosfatlar, ayında, dipte en yüksek olarak 8 mg/1 o larak Aralık dikkate a lınmamıştır. Çözünmüş ayında, en düşük olarak 0 . 1 7 mg/l olarak Tennnuz ay1nda fosforun biyoloj ik kullanılabilir şekli olarak bilinmektedir. tespit edilıuiştir. Doğal sularda çözünmüş oksij en ve Fosfonın diğer şekilleri örneği asılı durumda veya dip sıcaklık , biyolojik faaliyetleri düzenleyen en önemli çaınurunda ancak organik fosfa t bileşikleri haline faktörlerdir. Ayrıca bu iki etken temel besin dönüşümünü dönüşerek yararl anabil ir hale geçmektedir. Fosfonın de sağlamaktadır. Bahar sirkülasyonu yukarı çıkıncaya biyolojik kullanılma oranı alıcı ortam karakteri ve fosforun kadar kışın gölün dip tabakalarına yakın olan organik yap1sına bağlı olması nedeniyle bazı tannnlar getirilmiştir. maddeler adeta bir buzdolabındaki gibi faaliyetleri Böylece inorganik fosforun biyolojik yararlanma deyimi yavaşlaınış olarak kalırlar. Akgöl'de Tenunuz ayında alg kütleleri tarafından 48 saat ve daha uzun sürelerde yapılan ölçümde dipteki Ç.O. rrıiktarı ve Aralık ayında kullanılan inorganik fosfor miktarının yeterli veya yetersiz ölçülen Ç.O.miktarı minimum tespit edilmiştir. Bu da olması anlamını taşımaktadır. gölde alg üretin1inin yeteri kadar o k sij en açığa çıkaramarlığını ve za manla oksijen azaldığını buna bağlı V.6.Amonyum Azotu olarak da öh·ofikasyonun meydana geldiği tespit edilmiştir. A kgöl de yapılan analiz sonuçlarından yüzeyde en yüksek amonyum azotu 2,3 1 mg/1 olarak Temmuz ayında en düşük 0 . 0 5 1 mg/1 olarak Kasım ayında, dipte en yüksek V.3. Ph olarak 0 . 6 8 7 ıng/1 olarak Kasım ayında, en düşük olarak p i i değerleri mevsime ve derinliğe bağlı olarak değişiın 0.076 ıng/1 Aralık ayında tespit edilmiştir. Temmuz ayında gösterir. Yüzeyde en yüksek pH değeri 9.87 ile Temmuz göle besi ınaddesi girişi evsel ve tarımsal ilaçlamalardan ayında, en düşük 7 . 94 i le Aralık ayında, dipte en yüksek kaynaklanmıştır. Göle karışan azot yükü temel olarak pl f değeri 9 . 4 ile Temmuz ayında, en düşük 7.89 ile Aralık doğal kaynaklardan, evsel kaynaklardan, endüstTiyel ayında tespit edilmiştir. pH değeri derine in il dikçe kaynaklardan ve tarımsal kaynaklardan meydana artmaktadır. Akgöl 'de sonbahar ve yaz aylarında organik gelmektedir. Akgölde ölçü l e n azot miktannın istenen nıaddenin dibe doğru çökmesiyle ara tabakadan sonra pH değerlerin üstünde çıkması sonuc� sulara kanşan organik de ğerleri organik maddenin parçalanmasıyla düşmüştür. azot ve diğer azot kaynaklannın biyolojik süreçler ile Çünkü parçalanma sonucu suyun asiditiye doğıu kaydığı nitrata dönüşmeleri esnasında önemli düzeylerde oksijen görülmüştür. İlkbahar ve kışın suyun toplam karbondioksit tüketildiği göriilmektcdir. Böylece sularda birincil üretim (karbondioksit karbonatı, çözi.inürlüğü artınakta ve ötrofıkasyon hızlamnaktadu. Sürekli bir bikarbonat) arttığından ve de fotosentez faaliyeti az olduğundan ötrofıkasyon olayı sonucu sularda oksijen noksanlığı ortanıın pH 'sı pek değişmiştir. ortaya çıkar ve ortaında anaerobik mi kroorganizmaların ntiktan ve dolayısıyla toksik bileşikler fazlalaşır. Buna karşılık yağmur suyunda da azot olduğu düşünülürse '

Akgöl'de (Gölkent-8akarya) Ötrofıka�ton

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Sın ıfınan

Su Kalite

Bel i rlenmesi B.Şengörür, A.Demi rel

6.Cilt, 3 .Sayı (Eylül 2002)

KAYNAKLAR

göldeki ötrofikasyona temelde fosfor fazlalığının yol açtığı söylenebilir. V.7.Fenol

. İller B anka sı, "Gö lkent (Sakarya) Bele diye si Içme

[1]

Suyu Proj esi" , 2000 Akgöl , de yapılan analiz sonuçlarında yüzeyde en yüksek fenol oranı

mg/1 o larak Kasım ayında en düşük olarak

7 .78

0. 1 1 9 mg/1 Temmuz ayında, dipte en yüksek olarak

7.74

mg/1 Kasım ayında, en düşük olarak 0. 1 5 mg/1 Ağustos ay1nda

tespit

edilmiştir.

Fenolunda

Göllerdeki

Ayrıca gölde

ötrofikasyona yol açtığı bilinmektedir.

fenolun yüksek değerlerde çıkması kokuya neden olduğu gözlemlenmiştir.

Çevre Jv!üdürlü ğü, "Bil gi Notl arı", Saka rya . . [3] KARPUZCU, M . , "Çe vre Mühendisliği ne Giri ş", ITU İnşaat Fak ültes i Matbaas ı, 2 .Baskı, 1 9 8 8 ŞEN GÖR ÜR, B . , " Su Kali tesi Kon trolü Ders (4] [2]

İl

Notlan,, 2001 [5] �SLU, Y . , ŞENOL, "Su Tennni ve Çevre S a ğ lığı", Cilt III, İTÜ Matbaası, Gümüşsuyu-İstanbul, 1 9 85

[6] TOPBAŞ, M.,T., BROHİ, A., R., KARAMAN, M., R.,

"Çevre

VI.ÖNERİLER

Yönetıneliğine"

Akgöl 'ün "Su Kirliliği Kontrol

göre

(8]

Özelliklerinin

Bölüm

İstanbul

7 .Maddesine

göre

değerlendirilmiş

[9]

Kontrolü

H.,

"Sapanca

Gölünün

Lirrınolojik

S aptanması", Yüksek Lisans Tezi,

Üniversitesi

Deniz

B ilimleri

T.C.

İşletmecıliği

YİGİT,

V., MÜFTÜGİL, N . , ÖZALP, N., ERGEN, Ç .,

ARVAS, H . , YOLCULAR, H., "Sapanca Gölünün S u

kapsamında buıunan Akgöl 'ün bu şartlar altında içme

Kirliliği ve B e s i n Durumu

Akgöl

çevresinde

bulunan

koliektör

yerleşim

ile

hattı

Haziran 1 9 84, Yayın no : 8

birimlerinin

toplanarak

inşaa

göl dışına (Sakarya Nehri olabilir) deşarj ı sağlanabilir. Bölgedeki tarımsal amaçlı gübre kullamını kontrol altına alınarak yer altı suları ile göle sızınalann önüne geçilmiş olur. Bölgede Organik tannun özendirilmesi ve mecbur tutulması gerekmektedir. Gölden Sakarya Nehrine

açılan tahliye

kanalının

kapağının yaz aylarında kapalı tutulması sonucunda gölün yükselmesi

sağlanarak

giriş yapan besi

maddelerinin azaltılması

yukarıda

sayılan

Göl etrafında bulunan

yapılann 04.09. ı 988 gazetede

restaurant,

tarih ve

yayınlanan

"Su

konut

göle

sonucu

gölün iyileşmesi sağlanabilir. vs.

türü

1 99 1 9 sayılı resmi Kirliliği

Kontrolü

Yönetmeliğinin" 1 6, 1 7, 1 8, 1 9 ve 20. Maddelerine göre değerlendirilmesinin yapılması gerekmektedir. Mevcut yapıların atıksularının sızdırmaz toplandık tan sağlanmalı

sonra yeni

havza

foseptikte

dışına

çıkarılması

izin

verilmemesi

yapılaşmalara

gerekmektedir. İller

Bankasının

yapılına S inanoğlu

gerçekleştirmeyi

başlann1ış içme

karşılanması sonucu

Kirlilıği

Enstitüsü, İstanbul, 1 993

edilecek antma tesisinde antıldıktan sonra atıksuların

"Su

kirlenmiş suları göstennektedir. IV.sınıf su kalitesi

atıksularının

TÜFEKÇİ,

değerlendirmesi yapılırsa; aynı Yönetmeliğin Üçüncü

suyu olarak kullamlması mümkün görülmemektedir.

Mevzuat1

1 99 5

Ay11 - Yönetmeliğe göre IV. Sınıf su kalitesi çok

B akanlığı

Çevre Bakanlığı Yayınlan, Ankara,

Yönetme liği", Numune Alma ve Analiz Metotları , Ankara,

Akgöl 'ün su kalitesi IV sınıf olarak tespit edilmiştir.

Kirliliği'\ T.C.

1 998 [7] Çevre

Öneıiler aşağıdaki şekilde sıralanabilir;

olan suyu gölün

düşündüğü

Gölkent-Ferizli-Söğütlü

projesinin

Akgöl, den

debisinin buna

yeterli

gelmeyeceği görülmektedir. Yukarıda sayılan olumsuzların giderilmesi sonucunda göl zamanla kendini yenileyecektir.

Üzerine Bir Araştırma",

SAU Fen Bi limleri Enstitüsü Dergisi

Trafik Kazalannda

Insan Faktörü A.Türkoğlu, O. Eldoğan

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

•

TRAFiK KAZALARlNDA İNSAN FAI(.TÖRÜ TÜRKOGLU, Osman ELDOGAN

Ali

Özet-

Bu çalışmada trafikte insan

Ülkemizde de özellikle 1 950'li yıllardan günümüze büyük

faktörü üzerinde

yük ve yolcu

durulmaya çalışılmıştır. Önce trafikte insanın önemi ve

bir gelişn1e kaydeden karayolu

e�kili parametreler üzerinde durulınuş, devamında ise

taşımacılığı için vazgeçilnıez bir sistem olarak karşımıza

konuyla

çıkmaktadır. Trafik kazaları açısından da en büyük sıkıntı

ilgili

olarak

yapılnnş

bir

anket

çalışması

S"nuçları verilerek genel bir değerlendirıne yapılmıştır.

noktada

başlan1aktadır.

karayolu taşınıacılığı

Anahtar Kelitneler:

•

arasında

Trafik güvenliği, Insan faktörü

0/o95,

ülkemizde

Abstract-

çok

ulaşırm,

Yine

özellikle

ülkemizde

veya ulaşırru diğer ulaşım türleri

kullanılanıdır.

Karayolu

taşımacılığı

ABD de %27,2 ve Aln1anya da ise

o/o58,2

this study hun1an factor on traffıc safety 'vas investigated. "Firstly, it was investigated that

taşınıacılığı gelişmiş ülkelere göre neredeyse 2-3 kat fazla

importance of human and influential p arameters on

kullanılmaktadu.

oranında kullarulmaktadır[l]. Dolayısıyla bizde karayolu

Jl.n

traffic, than it was given results of

a public survey on

artmasında

öneınli

rol

şüphesiz

trafik

oynamaktadır.

kazalarının

Ayrıca

taşıt

parkındaki hızlı artış, ve buna karşın karayolu uzunluk ve

the topic. and than the results were dicussed.

kalitesinde bu artışa uygun bir değişimin olmaması ise ayrı bir

Keywords: Traftic safety. Human factor

çıkınazı

oluşturınaktadır.

İstatistikiere

baktığıınız<la

artan araç sayısına paralel oranda trafık kaza sayısı ve kayıpları

I. GİRİŞ

halen artınaktadır.

dönemde (Tablo

1) nüfusumuz

son 30

Buna göre

yıllık

yaklaşık 2 kat, motorlu taşıt

sayısı 29 kat, kaza sayıs1 16 kat, ölü sayısı 2.4 kat, yaralı sayısı 7. 5 kat artmıştır.

Yol kullanıcısının aınacı dışında, beklenmedik şekilde ve birden bire oluşan trafik kazaları, trafik ortaırunı oluşturan

Tahlo 1. Yıllara göre nüfus, motorlu t aşı t, kaza, ölü ve yaralt sayıları [2,4]

insan-taşıt-çevre unsurlannın tek başlanna veya bunların değişik

kombinasyonlarının

karşımıza

çıkınaktadır.

uyumsuzluğu

Tüm

dünyada

neticesinde

Yıllar

karayollarında

3 ı .391

214.968

1970

35.605

489.591

1975

40.348

19 80

kişi ölmüş,

1965

Olü

Yaralı

14.805

2.5643

ı 9.207

13.654

3.978

16.838

969.789

46.735

5.125

27.847

44.737

1.684.019

1985

36.914

4.199

24.608

50.664

2.375.141

65.831

5.680

51.586

kişi yaralanmıştır. ABD dolan cinsinden maddi

1990

56.473

4.091 .888

6.286

87.693

dır. Ki bu rakamlara özellikle ölü

1994

6 1 .1 8 3

115.295

6.228.016

235.690

6.108

ı 02.848

62.810

7.776.394

387.533

9.554.868

106.149

67.844

466.385

5.181 3.941

115.877

700 binden fazla kişinin ölünıüne, 6 milyonu aşkın insanın da yaralanması yada sakat kalmasına sebep olmaktadırlar [ 1 ]. 2000 yılı itibariyle ülkemizde kayıtlara geçen toplam 466.385 adet kaza olınuş, bu kazalarda kayıp ise

341.685.292 $

3.941

1997

sayısı cinsınden b aktığımızda, 2000 yılı çok iyi bir yıl

2000

olmuştur. Daha önceki uzun yıllar itibariyle yılbk kayıp 5-6 binli rakamlar civaiında olmuştur [2]. Bunlar sadece kayda geçen

Kaza

(xl 000)

meydana gelen trafik kazaları büyük bir sorun olup, her yıl

115.877

Motorlu taşıt

Nüfus

sonucu

maddi

olarak

gözüken

II.

zararlardır.

Bunların yanında dalaylı oluşan zararlar (psikolojik ve

TRAFiK Kt\.ZALARINDA İNSAı� UNSURU

Trafık ortamım oluşturan üç unsur içinde insan, kazalarda

sosyal zararlar da dahil) ise ölçülememektedir [3 J.

en büyük sorumluluğa sahip olma bakımından en başta gelmektedir. Ancak insan; fiziksel yapısı, psikolojisi, yaşam çevresiyle çok değişken ve karmaşık bir muammadır. Bu sebeple trafik kazalarında insan u nsuru dediğin1izde çok

/\. Türkoğlu, Teknik Öğretmen

O. El doğan,

SAÜ TEF,

say1da

Makina Eğ. Böl.

farklı

parametre

(Tablo

bunların

insan

Trafik Kazalannda Insan Faktörü •

SAU Fen Bilımieri Enstıtüsü Dergisi

A.Tür·koğlu,

6.Cil� 3.Sayı (Eylül 2002)

üzerindeki etkileri de trafık kazalarında bir etken o larak karşımıza çıkmaktadır. Tablo 2. Kazaya etki eden insan faktörlerı [5] akıl özellikleri

.tecrübe .eğitim

geç ıct fiziksel özellikler

.yorgunluk

.bilgi

.zeka

.hastalık .içki .sigara ıçme uyku durumu

.uyuşturucu.

.görme

(görüş açısı, netliğl, uzunl uğ.ı , körlüğü, göz kamaşmast) .duyma .reaksiyon (normal ve tedbir reaksıyon süreleri) .kemik ve kas yapısı/durumu .işitme

normal fiziksel özellikler

renk

.çaltntı araba kullanımı . dikkat .kanuna uyma .olgunluk .sin iriere hakimiyet .beceri .psikolojik durum .kişisel kaza riski .algılama, kavrama .sabır

ruhsal özellikler

sosyal ve kişisel özellikler

.ış ve kazanç .cins.ailevi ve medeni durum .eğitim .trafik sabıkası .yaşama tarzı ekonomık .sosyal ve durum .yaş .karar verme .nıotivasyon .sa�ltk, bes1enme . tecrübe .boy, kilo .aile sıkıntıs ı .emn::et kemeri kuJlanımt .aşın hı?. .alkol ve uyuşturucu kullanımı .zeka gerihği

trafikte ınsan eğitimi .

yaya

.yaş ve cins

.yer. yürüme hızı .çevre .köprü ve yeraltı geçitleri .küçük çocuklar .karştdan karşıya geçmeyeıleri

Tablo 3. Trafık Kazalarma etki eden unsurlann kusur payları[6)

ŞEHİRİÇi Kaza unsurları

Kusur Sayısa

0/o

ŞEHIRDIŞI Kusur Sayısa

Sürücü

440.254

96,67

Yaya

13.267 754

2,91

ı .255

0,17

1 95

1.140 23

0,25 0,01

1.221

455.438

100

Yolcu Araç Yol

Toplam

o;o

TOPLAM

Kusur Sayısa

0/o

96,06

505.285

ı ,85

14.522

2,77

0,29

O,1 8

ı ,8

949 2.361

0,45

67.702

100

23 523.140

0,01 100

65.031

96,59

O. Eldoğan

ilişkiye bağlı. Bu üç faktöıiin üçün ün de bir arada bulunması hali ise daha nadir bir durum. Keza Shinar 'ın araştırmasına göre ise [8] kazaya sebep olma yönünden insan faktörü %56 gibi bir oranda tek başına sorumlu, %28 gibi bir oranla insan+çevre sonımlu iken, yine o/o5 gibi insan�taşıt sorumludur. Aynca kabaca %5 çevre, 0/o4 taşıt kazaya sebep olurken, geri kalan o/o2 diğer kombinasyonlar olarak gösterilmektedir. Konumuz insan olmakla beraber kısa bir değinide bulunacak olursak; Birleşmiş Milletler Karayolu Trafik Güvenliği Komisyonunun 1997 yılında yaptığı araştuınada, yol ve çevre fak törlerinin, kazaların oluşumunda % 28 oramnda sorumluluğa sahip olduğu tespit edilmiştir. Trafik kazalarında karayolunun pay1 ABD'de o/o30, Fransa'da %50, Rusya'da ise %70'dir [12). Ülkemizde ise bu oran %1'i bile bulmamaktadır. Yol kusurlan kuşkusuz tek başına bir kazarun oluşumunda etken olmaz. Ancak sürücü hatalan ile yol kusurlan birleştiğinde trafık kazası kaçınılmaz olabilmektedir. İnsan hataları trafikte çeşitli şekillerde karşımıza çıkmaktadır. Yapılan bir çalışmaya göre, yaklaşık olarak 0/o40 karar verme hataları, %45 tantma/algılama hataları, %8,6 perfoınıans/kabiliyet hatası, %1 �3 ise kritik perfoımans/becerememe/başaramama hatalannın insan unsurunda etken olduğu görülmektedir[9]. Sürücülinsan özellikleriyle ilgili olarak deneyim/beceri, yaş cinsiyet, görme kabiliyeti, kişisel yaşam tarzı, şahsiyet önemli kişisel özellikler olarak karşımıza çıkma ktadır. Ancak yaş ve cinsiyet hariç kişisel özelliklerin kazalara etkilerini incelemek oldukça zordur. Bunların genellikle farklı parametrelerle bir arada incelenmeleıi gerekmektedir. Örneğin Di Franza vd. nin çalışmalarına göre [1 OJ sigara iç-enler içmeyeniere göre 0/o50 daha fazla trafik kazası yapmakta ve o/o46 daha fazla trafık kurallarını ihlal etmektedir. Ancak bu sonucu tek başına sigara ile izah etmek pek tutarlı olmayacaktır .

•

Insan; sürücü, yaya ve yolcu olarak trafikte yerini almaktadır. istatistiklere bakıldığında kazalara neden olma bakımında insan faktörü ülkemizde %99'un üzerinde (Tablo 3) bir oranında sorumlu gözükmektedir. Ancak bu oran literatür de bu kadar yik l sek gözükmemektedİr. Bununla beraber sürücü+yolcu+yaya olarak insanın kazalarda sorumluluğu %9S'ler gibi göıülmektedir. Mesela Sabey ve Staughton\ın [7] çalışmasına göre insan faktörü kazalarda %95 oranında etkili, ancak tek başına insan faktörü %65 oranında paya sahip, diğer kısmı ise yol ve taşıt faktörleriyle etkileşim içinde. Yine yol faktörü o/o28 lik, taşıt faktörü de %9 luk paya sahipken, tek başianna değerlendirildiklerinde yol o/o2-3'lük, taşıt ta %2-3 'lük bir paya sahip. Diğer kısırnlar ise yol-insan ve taşıt-insan arası

Kazaya sebep olma bakımından geçici kişisel özelliklerle ilgili olarak özellikle yorgunluk, alkol ve uyuşturucu kullanımı gibi etkenler öne çıkmaktadır. Yine etkili iki faktör olan hız ve risk alma ile ilgili örnek verecek olursak: Aracın müsaade ettiği algılama özellikleri, hız, araç büyüklüğü gibi faktörler trafik ortanuru algllamada önemli parametreler olarak karşımıza çıkmaktadır. Hız üzerinde duracak olursak yalnızca "aşın h1z" değil, hız linritlerinin biraz üzerindeki hızlar bile acı sonuçlar doğurabilmektedir. Rıza bağlı olarak sütücü davranışları, görme yeteneği ve kaza durumunda çarpına şiddeti etkilenmektedir� ayrıca algılama açısından seçme, tannnlama, tahmin etme, karar verme ve uygulama basamaklan etkilenmektedir. Yine

Trafik Kazalannda İnsan Faktörü

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

A.Türkoğlu,

6.Cilt, 3.Sayı (EylUl 2002)

görme yeteneği açısından yüksek hıza bağlı olarak "tünel görüş',

"sürat

diye

körlüğü"

adlandınlan

gerekmektedir.

Harbariew Araştırına

Eldoğan

Merkezinin

çeşitli

ülkelerde yaptlğı araştırmalar sonucunda kazalarda en fazla

görüşü

yayaların

kısıtlayıcı etkiler görülmektedir.

mağdur

araştu·maya Farklı bir kişilik olarak her insanın olaylarda "Risk alma"

göre

olduğunu trafik

tespit

kazalarında

etnıişlerdir. ölenlerin

yaklaşık

yarısının yayalar olduğu tespit edilmiştir[ 1].

oranları farklıdır. ''Bana bir şey olmaz" kavrarruyla açığa çıkan risk alma eğilimi her insan için farklıdır. Wilde

Ülkemizde

tarafından "Risk homeostasis theory" olarak isinılendirilen

yapıldığı düşünüldüğünde de yoleu güvenliği ayrı bir önem

teoriye göre [1 1] kişilerin şartlara göre aynı risk yüzdesiyle

arz etmektedir.

davranmaya devam ettiği ifade ediln1ektedir. Yani olumlu

kazalarma

veya olun1suz trafik/yol/araç şartlannda kişi doğal olarak

dışında %0,29 (Tablo 3)

farklı davranışlar göstern1ekte, ancak her şartta da almış

Ancak

olduğu risk aynı kalmaktadır.

Özellikle taşıt dışında seyahat ve açık yük üzerinde seyahat

akışı

içerisinde

güvenliğinin

yayanın

davranışlannın trafik

Ayrıca yolcuların

neden oln1a oranı şehir

yolcu

içinde %0,17

şehir

gibi oranlan oluşturmaktadır.

kusurlarındaki

ölüın

yüzdesi

% 1 ,96

dır.

yolcu kusurl ar ı nın toplamı o/o 44,05 (Tablo 4)

şeklindeki

Güvenli bir trafik sistemi içerisinde, özellikle şehir içi trafik

genelinin karayolu ile

yolcu taşımacılığırun

gibi büyük oraniara ulaşmaktadır.

sağlanması

Tablo 4. Trafik kazalarında yolcu faktör ün ün kusurlannın o/o dağılımlan [ 1] A

�o

6,74

7•

6,60

6,79

227

8,2 1

13,22

ı 12

11 ,36

1 26

13,2 ı

Habersiz inme-binme

13.35

16,67

195

7,05

T�şıt içi. gayri nizami

1 82

19,18

20,75

159

ı 8,95

22,73

443

1 6,02

Taşıtm dışında seyahat

212

22,34

25,76

516

Taş1tlan dışarı atlamak

ı ,52

ı 8,66

3,25

Yolcunun hasta olması

Taşıtlan sarkmak

30, ı 9

7 ' 27

1 ,89

1 ı

1,16

0,00

Yolcunun sarhoş olması

8,32

ı ,89

Açık yük üz. seyahat

206

21,7 ı

25,47

177 67

2 1 '1 o

7,99

ı ı

34 2

1 ,3 1

0,00

0,69

9,18

ı ,52

1 95

7,05

1 79

21,33

20,45

1 080

39,06 100

L06 99 100 839 100 2765 949 100 ıoo .. A:Toplam kusur sayısı, B:Olümle sonuçlanan kusur sayısı, C:Yaralanma ile sonuçlanan kusur sayıs1, TOPLAM

D:Ölü sayısı, E:Yarah sayısı

III. TRAFiKTE i:NSAN iİZERİNE BİR ANKET UYGULAMASI

kursuna giderek alıruş bulunmaktadır. Çalışma Adapazarı Merkezde yapıldığı için, süıücü belgesini Sakarya ilinden alanların oran ı %8 7,6, diğer illerden alanların oranı ise

Buraya kadar trafikte insan unsuru, ve bu unsurun trafikte çok

yönlü

bir

bozucu

faktör

olduğu

üzeıinde

%12,4 çıkmıştır.

kısaca

durmaya çalıştık. Aynı zamanda, istatistiki verilere rağmen,

Süıiicülerin o/ol8,8'i 18-24; %30,66'sı 25-34; 0/ol4,93'ü 45-

insan yanında yol ve taşıtın kazalardaki sorumluluğunun da

54 ve 0/o2,66 sı 55 yaş ve yukarısı; ayrıca %88,26'sı bay ve

fazla olduğu verilen örnek çalışmalarla ifade edilmeye

%1 J ,74'ü

çalışıldı. Bu kısımda ise sürücülerin kendi durumları ve

ilkokul, % 23,73'ü ortaokul, %28,53'ü lise ve 0/ol6,53 \i ise

öğrenme

ünjversite ınezunu şeklindedir. Sürücü belgesi yönünden

amacıyla yapılmış bir anket çalışması üzerinde duıulacaktır.

ankete katılanların %56,4 'ü B sınıfı, %1 3,06'sı C sınıfı,

kazalarda

sorumluluk

yönünden

fikirlerini

ise bayandır.

Eğitim

durumları ise %31,2'si

%24,93'ü E sınıfı ve %5,6'sı ise diğer sın1flara ait ehliyeti Anket çalışması 750 süıücü üzerinde yapılmış olup bunların

olduğu göıülmektedir.

250 'si ehliyetini eski sistemle; 500'ü ise ehliyetini sürücü Tablo 5. Sürücülerin kaç yılhk ehllyete sahip olduklannın yıllara göre sayı ve yüzde dağılımlan Yıllar Eski

1-2 Sayı

sistem

Yeni

Sayı

sistenı

3-5

6 -9

1 O-ll

1 2- 1 5

16-20

2 ı -25

25-35

35 den çok

Toplam

250

1 2

6,8

33,6

2 6 ,8

8,8

3,2

1 37

2 8 ,6

20,8

0,6

500

27,4

1 7, 2

100

1 43

1 04

ı 9!6

5,4

ı1

1 00

Trafik Kazalarında İnsan Faktörü A.Türkoğlu, O. Eldoğan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

ise Tablo 7' d e görülmektedir. Buna göre ise sürücülerin

Sürücü belgesini eski sistemle alan süıücülerin kaç yıllık ehliyete sahip olduklarımn yıllara göre sayı ve

%39 kadarının kaza yapmış olduğunu öğreniyoruz.

yüzde

dağılımı Tablo 5 de verilmiştir. Sürücü Kurslannın 1987

Tablo 6. "Ehliyetinizi aldıktan sonra hangisi size uygLndur" sorusuna

yılından itibaren faaliyete geçmeye başladığı göz önünde bulundurularak yaklaşık

bakıldığında,

olarak

geçiş sınır

yılın

süreciyle

olarak

verilen c ev ap la rın sa)'l ve yüzde dağıilmları

beraber

gözüktüğünü

Es ki

söyleyebiliriz. Tabloya baktığımızda özellikle son 5 yıl göre bu oran %37 gibidir.

Sayı

Yeterli deği1dim

8,8

9,8

Az da olsa trafikte araç

21,2

ı 2,4

196

39,2

193

38,6

250

100

500

100

kullanıyordum

Kendimi y e te rl i

Sürücülerin trafikteki insanı anlama yönünden ve kazalarla

hissediyordum

ile ilgili verdikleri cevaplar ise şu şekildedir: Tablo 6 'ya bakıldığında süıiicülerin

%ı

Sayı

içinde sürücü belgesi alanlar toplam 280 kişidir, ki genele

Yeni

Zaten iyi bir süıi.icüydüm

geneli

(o/o 7 5

gibi)

Toplam

ehliyetlerini ilk aldıklarında kendilerini yeterli ve iyi olarak Tablo 7. "Ehliyetinizi aldıktan sonra hiç kaza yaptınız mt" sorusuna

gf'rmekteler. Ancak o/olO'a yakın bir kesim ise kendilerini yeterli

görmedikleri

halde

sürücü

belgesi

sürücülerin verdikleri cev aplar m sayı

alnuş

bulunuyorlar.

Hayır

Evet

Hemen akLJinde sorulan "Ehliyetinizi aldıktan sonra hiç

Say1

kaza yaptımz ıru" sorusuna sürücülerin verdikleri cevaplar

yüzd e dağl hmlan Toplam

Eski

Yeni

Eski

Yeni

Eski

Ye ni

198

159

302

250

500

36,4

39ı6

63,6

60,4

100

ıoo

Tablo 8. "Kaza yaptıysanız ehliyetınizi aldıktan kaç yıl sonra" sorusuna sürücülerin verdikleri cevaplann sayt ve yüzde dağılımlan

ı -3 Eski

Sayı

Kaza

yapanların

7-l ()

4-6 Eski

Yeni

Eski

Yeni

Eski

Topla m

Yeni

Eski

102

198

35,16

51,52

27,47

22,22

2 ı ,98

21,21

15,39

5,05

100

ehliyet

aldıktan

kaç

yıl

soma

olmuştur. Bu durumda sürücülerin o/o56,8'inin

kaza

yaptıklanna baktığımızda ise en büyük oranların ilk 3 yıllık zaman diliminde olduğunu

görüyoruz. Oranlar belgesini Tablo 9.

rakam. Toplaında ise %46.37. Bu rakamlar özellikle ehliyet

Eski

bakurundan ilginçtir.

Sayı %

ihlal

eder

Tra fi k kurallarını ihl al eder misiniz" sorusuna sürücülerin

Eve t

alma sisteminin gözden geçirilmesi gerektiğini göstermesi

kura Uarını

misiniz?"

Hayır

Biraz

Yeni

Eski 1 Yeni

Eski

135

216

233

250

500

9,6

10,2

43}2

36,4

46,6

100

ihlal beyanına rağn1en, bunlann ancak o/o25,3 'ünün ceza

Tablo 1 O. "Son bir yılda kaç kez trafik cezası ald!mz" sorusuna sürücülerin verdikleri cevapların sayı ve yüzde dağı l ı mla n

Sayı

4-6 kere

1-3 kere Yeni

180

380

105

22,4

Yeni

alrmş olması.

Eski

görmekteyiz. Karşımıza çıkan ise genelde o/o56,8 'lik k."Ural

"evet" derken, "biraz" diye cevap verenlerin oranı o/o46,8

Yeni

alıp almadıklannı merak ettiğimizde, cevabı Tablo 10,da

görülmektedir. Toplarnda o/o 1 O kadar bir kesim doğrudan

Es ki

Toplam

Buradan hareketle sürücülerin son bir yılda trafık cezası

şeklindeki bir soruya verdikleri cevaplar ise Tablo 9 da

Hiç

çok kural

verdikler i cevapların sayı ve y üzd e dağıi lmlan

giderek alan sürücüler için ise o/o51.52 gibi büyük bir

"Trafik

ıhlali yaptığı ortaya çıkmaktadır.

eski sistemle alanlar için o/o3 5,16 iken, sürücü kursuna

Sürücülerin

dan çok

Eski

6 dan çok

Yeni

Eski

Yeni

T opl a m Eski

Yeni

250

soo

3,2

2,4

0,6

100

Trafik Kazalarında Insan Faktörü A.Türkoğlu, O. Eldoğan

SAU Fen B ili mleıi Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3.Sayı

•

(Eylül 2002)

Tablo 11 "Bir sürücü olarak kendinizi nasıl nitelendirirsin iz" sorusuna sürücülerin verdikleri cevapların sayı

Çok iyi

Eski

iyi

Yeni

Eski

Yeni

Eski

Toplan1

Kötü

Orta

Eski

123

328

32�4

17,8

49,2

65,6

15,2

ı 2A

Sayı

ve yüzde dağıhn11

Yeni

Eski

Yeni

250

500

100

1,4

100

Tablo 12. "Kazalara neden olma bakımında şu unsurlardan hangileri ilk üç sırada yer alır" sorusuna sürücüleriri verdikleri cevaplarm sayı ve yüzde dağıbnılan Araç

Sürücü Yeni

Eski

243

Sayı

97,2

32,4

Yeni

Eski

Yolcu

Yol

Eski

Yeni

Eski

321

155

247

96,6

37,6

49,4

64_,2

12,5

16,47

20,7

21,4

32,2

Yen1

483

Yaya

Eski

145

166

36,8

12,3

9,7

Toplam

Yeni

Eski

Yeni

304

7 50

1500

66,4

60,8

300

22, ı

20,26

100

nasıl

denetim öne çıkn1aktadu. Bir örnek olnıası bak ımından

ni 1endirirsiniz?" sorusuna verilen cevaplar görülmektedir.

Dünya Bankasının 107 Karayolu Güvenliği projesi üzerinde

ll 'de

Tablo

�'Bir

Buna göre de

sürücü

toplamda

kendinizi

olarak

0/o82,8 kendini

iyi

yapılan

üzeri

çalışmalar

neticesjnde,

karayolu

güvenliğini

sağlayan elemanlar arasında eğitimin o/o6 'lık, denetinlin ise

göıürken, ancak % 1 ,73'ü kötü olarak nitelendirmektedir.

%12'1ik bir paya sahip olduğu görülmüştür [3]. Son olarak sürücülere. kazalara neden olma bakımında •

sürücü, araç, yol, yolc·l-4 ve yaya unsurlardan hangilerinin ilk

Buradan

üç suada yer alacağı sorusuna verdikleıi cevaplar Tablo 1 2

incelendiğinde;

de gösterilmiştir. Buna göre sürücüler kazalara neden olma

cevaplara göre, ülkemizde sürücü belgesi alaniann 1 O da

bakımından sıralamayı şöyle yapnuşlardır: 1 . sırada sürücü,

ehliyet alırken bile kendilerini yetersiz görmekteler (Tablo

2. sırada yaya,

olarak

toplamda

yapılan

öncelikle

Anket

ankete

çalışması

sonuçlan

katılanların verdikleri

6). Akabinde ise %36 gibi oldukça

sırada yol, 4. sırada araç, ve 5. sırada

İnsan-yol-araç

yolcu.

hareketle

1 'i

büyük bir kısım kaza

yapmakta (Tablo7), ve yapılan kazalann %46, 37'si ilk 3

sonuçlara

8).

baktığımızda ise %63,69 insan, o/o2 1 ,15 yol, % 1 5,16 araç

yıl içinde olmaktadır ('fablo

oranları karşımıza çıkınaktadrr.

bir sonuç ise Süıiicü Kurslarından ehli yet alanların yandan

Yine burada görülen çarpıcı

fazlasının ilk 3 yıllık dili1n içinde kaza yaptıklarını beyan "Trafik kazalarmı azaltmak için ne yapılmalıdır?" sonısuna

etmiş olmalarıdır. Bu durum bize öncelikle verilen eğitimin

ise 1-Süıücü eğitimine son derece önem veriln1esi, verilen

yetersizliğini/sıhhatsizhğini

eğitimin ve eğitin1 düzeyinin iyileştirilmesi, 2-Araçlann

ülkede u ygulanan ehliyet almada kademeli geçiş sisten1inin

muayenelerinin

doğru

daha

işler

getirilmesi,

hale

daha

faydalı

olabileceğini

ayTıca

göstermektedir.

eğitimler

nıüteakiben ortalama 2 yıl izlenmekte, hatalı davranışları

düzenlenuıesi, 5-Yol yapılannın iyileştirilmesi, 6-Trafik

tespit edildiğinde ise yeniden eğitim, belge iptali v.s gibi

denetimleri

artınlması�

7 -Sürücü

ilgili en

belgesi

olduklan

geçen

alınması,

ile

almış

Adı

uygulamada

psikolojisi

adayları

birçok

Sürücüler zaman zaman yeniden teorik ve pratik sınav lara 4-İnsan

sürücü

göstermekte,

eğitime

değişik uygulaınalara maruz kaln1aktadırlar [13].

lise

ınezunlanna verilmesi gibi cevaplar alınmıştır. Denetinı yönünden baktığıınızda ise sürücülerin yarıdan

IV.

SONUÇLAR

fazlasının kural ihlal ettiğini beyan etmesine rağrnen (Tablo 9), son bir y1 lda bunların ancak yansının ceza aldığı

çalışmada

öncelikle

trafik

kazalarının

öneıni

görülmektedir (Tablo 10). Adapazarı 'nın

kısaca

özel dunın1unu göz önünde bulundursak da, bu sonuç bize

vurgulanarak,

kazalarda bir etken

olarak insan

incelenmeye

çalışıldl.

kısa

anlaşılabileceği

gibi,

V erilen

insan

yapısında

bilgiden

bulunan

çok

depreın sonrası

trafikte denetimin yetersiz kaldığını göstermektedir.

bilinmezliği trafik oıtamına da doğal olarak taşımakta, taşıt

Farklı bir sonuç olarak trafikle ilgili ülkemizdeki istatistiki

ve çevre ilişkisiyle de bu biliıunezlik daha da artınaktadır.

verilerin

Bu ve benzeri çalışınalarda asıl maksat kazaların önlenmesi

bakurundan özellikle yol ve araçlardaki sorumluluğu çok

olduğundan,

insan

üzerine

yapılabilecek

aksine,

sürücülerin

kazalara

sebep

olnıa

daha fazla görmekteler (Tablo 12); ki çıkan sonuçlar Shinar

çalışmaların

[8]

zorluğu, dolayısıyla gözükebilmektedir.

ile Sabey ve Staughton 'un [7] çalışmalaı1na daha yakın

durmaktadır. Karayolu güvenliğini artırınak için yapılabilecekler üzerine

sonuç

ilgili

kuruluşlarca

dikkate

alınınası gereken bir durum olarak göze çarpn1aktadır.

yapılan çalışmalarda insanla ilgili olarak özellikle eğitim ve

Trafik

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3.Sayı (Eylü 1 2002)

Sonuç olarak trafık kazalannın azaltılması yönünde yapılan çalışmalann daha ciddi ve etkin yapılması, toplum olarak çekmekte büyük

olduğumuz

önem

çalışmalar

ise

zararların

taşıınaktadır. bir

çok

hafifletilebiln1esi hususta

araştırmacı

için

yapılabilecek

tarafından

ortaya

konulmaktadır. Keza "Trafık kazalannı azaltmak için ne yapılmaltdır?" sorusuna ankete katılan sürücülerin vermiş olduğu cevaplar bile genel bir kanıyı ortaya koymaktadır.

KAYNAKLAR [1]

"TBMM Trafık Kazalarını Araştırma Komisyon u

Raporu'', Ankara,

[2]

2001.

Emniyet Genel Müdürlüğü, Trafik Hizmetleri Daire

Başkanlığı, http://www.egm.gov.tr/istatistik,

f3] .l

ıl

2002.

"Trafık kazaları ve Önlenmesi,, TSE Tüketici Bülteni,

1O,

Sayı

118, Mayıs 1998

[ 4] DİE., ''Türkiye İstatistik Yıllığı", Ankara, Haziran 2000. [5] Eldoğ. Aı 0., "Motorlu Taşıt Kazalarının Modellenınesi ve Simülasyonu,, Doktora Tezi, Marmara Ün., Fen Bil.

Ens., 1994 [6] KGM., İnternet Sitesi, http://www.kgm.gov.tr/ /istatistik, #

2002.

[7] Grime G.; "Handbook of Road Safety Research" ; Buttrworth & Co.Ltd., U.K.1987 (8] Shinar D., "Psychology on the Road: The Human Factor in Traffıc Safety'', Wiley, New York, 1978 [9] Sanders M.S., McCormick E.J., "Human Factors in Engineering and Design", McGraw Hill, 1992 [10) DiFranza J., vd., "The Relationship ofSmoking to Motor Vehicle Accidents and Traffic Violations", New York J. of Medicine,

86, 464-466, 1986

[1 1] \V ilde G ., «Notes on

the Interpretation of Traffic

Accident Data and ofRisk Homeostasis Theory: A Reply to L. Evans", Risk Analysis,

[12]

6, 95-101, 1986

Kıdıklıoğlu S., vd., "Kaza Tahkiki", EGM Trafik Eğit.

ve Araş. Daire Başk., Temmuz

[13]

1998

"Guide on Driver Licensing", Commission of

European Communities,

1999.

Kazalannda insan Faktörü A.Türkoğlu, O. EJdoğan

Yüksek Dayanımlı Beton Üretiminde Çimento ve

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.CiJt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Süp�rakınlaştırıc1 Beton Katkı Maddelerinin Etkinliği M.Siimer, B. Söyler

yüKSEK DAYANIMLI BETON ÜRETİMİNDE ÇİMENTO ve SUPERAKIŞKANLAŞTIRICI BETON KATKI MADDELERİNİN ETKİNLiGi Mansur

SÜMER, Barış SÖYLER

Ozet- Beton, ülkemizde en çok kullanılan yapı nıalzemesidir.Betonda aranan en önemli özellik ise basınç dayanımıdır .Binalarda basınç dayanımı yüksek beton kullanılması anıaçi anınaiıdır. Bu çalişmada da yü ksek d ayanımlı betonun özellikleri ve araştırıhnış,bu amaçla yüksek dayanımlı önemi beton üretimi yapdmtştır.Bunu yapar ken de , yüksek dayanı.nlı beton üretiminde çimento ve beton katkı maddelerinin etkinliği incelenmiştir.Yapılan deneysel çalışma ile ayrıca betonların basınç dayanunları :ilçülmüş ve 7 günlük mukavemcti 80 Mpa'yı aşan betonlar üretilmiştir. ..

I.GİRİŞ 1.1. Yül{sekDayamınlı Be tonun Tarifi ""

Yüksek dayanıruh beton,iyi kahteli çiınento ve agrega ile süperakışkanla ştırıcı katkı ve su/çimento

oranı

0,20' lere

dayanımı

100

yüksek

işlenebilirliğini

silis

kadar

durnam gerektiren, düşürülerek

basınç

N/ımn2 ınertebelerine çıkanldığı halde (20

çökme)

pompalanabilirliğini koıuyan özel bir beton türüdür.

1.2 YüksekDayanımlı Betonun Tarihçesi

Anahb:. K elimelcr- Yüksek dayanımlı beton, çimento, basınç dayaıun1ı, süperakışkanlaştırıcı.

1960:lı

yılardan

başlayarak

41-52

N!mnl

basınç

dayanımına sahip betonlar ABD'de piyasada kullanılmaya

Abstract- Concrete, is the mostly used construction material in our country.The most significant property of the concrete is the compressive strength.ln this reserach the importance and features the high strength concrete has been studied and for that reason,somc concrete has been achieved. The effectiveness of cement and concrete superplasticizers in the prod uetio n of high strength cocrete has been conducted. Also through the experimental study,the compressive strength has been measured and some concrete of over 80 M pa strength has been produced.

başlamış, yakın geçmişte ise Avrupa ve ABD' de 8 0-1 00 N/mın2'1ik

yerinde

dökülmüş

yapılar

betonlara

uygulanmıştır.Yüksek

öngerilmeli

dayanımlı

betonlar

oldukça gevrek bir malzeme gibi davranırlarsa da, donatı yardımı ile istenildiği kadar sünek elemanlar oluşturmak mümkündür.

1.3 YüksekDayanımh Betonun

Ö zellikleri

Yüksek

dayanımı

dayanımlı

betonun

genel

olarak

çimento hamurunun boşluk yapısına, agreganın özelliğine ve agrega-çimento hamuru geçiş bölgesi özelliklerine

KeyWordsHigh strength concrete , cenıent, coınpressive strength, superplasticizers.

bağlıdır. Bunlardan en zayıfı olan geçiş bölgesi özellikleri s/ç

oraru

düşürülerek

maksimum

dane

çapı

aynı

zamanda

küçültülerek

agreganın

iyileştirilebiliııir.

Ancak; bu iki yaklaşımın belirli bir üst sınırı vardır. Bu sınırı aşmak için ise beton yapısında var olan ve kolay kırılma

özelliği

oluşmasını puzzolan

gösteren

Ca(OH) 2 gerekir. Bunların

önlemek kullanılarak

giderilir.

kristallerinin oluşumu

ise

Süperakışkanlaştırıcı

kulanarak s/ç oranını düşürmek ve uçucu kül veya silis dumanı

gibi

oluşumunun

aktif

puzzolanlar

önlenmesi

yüksek

bileşiminin temelini oluşturınaktadır.

M.Sümer,

Sakaıya

Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Miihendisliği Bölümü Esentepe/Sakarya B.Söyler, Mehmet Ak if Cad. No: 2 54900 Pamukova/Sakarya

İnşaat

kullanarak dayanırnlı

Ca( OH)2 beton

Yüksek Dayammlı Beton Üretiminde Çimento ve

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Süperakınlaştıncı Beton Katkı Maddelerinin Etkinliği M.Sümer, 8. Söyler

kalite progrann uygulayan üretici aranmalı, çimentonun deneyleri kullanıcı

fiziksel

tarafından

yapılmahdır. 80-100 N/mm2 mukavemet seviyesindeki beton

üretimi

yüksek

için

dayanımlı

poıtland

bir

akışkanlaştırıcı ve silis

çimentosu ile süper

büzülme

oluşn1adan

Yüksek dayanımlı beton için çin1ento seçiminde tam bir kimyasal ve

vermektedir.B unun ısıl yardımı ile

olanak kesmeye süperakışkanlaştırıcılar

Il.YÜKSEKDAYANIMLI BETONUN M ALZEMELERİ 11.1 Çimento

dumanı

sünme

gibi

yanında çatlaklar problemleri

azaltmaktadır.Pratiktesüperakışkanlaştırıc1

kullan1mının

sağladığı fayda betonun daha işlenebilir olması dolayısı ile betonarme demirinin sık olduğu kesimlerde kolay bir yerleştirme ve iyi bir kompasite sağlamadır. Süperakışkanlaştırıcıları

bileşimlerine

kimyasal

göre

aşağıdaki şekilde sıruflandırabiliriz. a-

yoğun melarnin formaldahid sülfonatlar

Yoğun naftalin formaldahid sülfonatlar

11.2 Agrega

Modifiye edilmiş linyosülfonatlar

Yüksek dayanımlı beton elde etmek için agregarun, silt

Yukandakllere çökme kaybını önleyici maddeler

kullanmak gereklidir.

kanştlrılarak üretilenler.

ve kil kirliliği içermemesi gerekir.Agreganın maksimum

1 0-16

dane çapı süperakışkanlaştrrıcı kullanılmadığında ının.

süperakışkanlaştırıcı

olmalıdır.

İyi

bir

kullanıldığında

aderans

için

a grega

kırmataş

kullanılması , şekli bozuk danelerin %5 'i geçmemesi .ıüşük s/ç oranlı karışımlarda bir miktar su emen a grega seçilmesi, kaba agrega mekanik özelliklerinin yeterli düzeyde olması, ince agrega olarak düşük s/ç oranları için

kab ...cum

kullanılacaksa

yüksek

ince

bir

dozda kum

süperakışkanlaştıncı

kullanıln1alıdır.

Kalker

kırmataş agrega kuılanılması halinde doğal agregalara

kıyasla %30-35 daha yüksek beton basınç dayanımları elde

etmek

mümkündür.Kalker

kırmataşın

çok

iyi

aderans sağladığı, agrega kırılma oranınının ölçülmesi ile de ispatlanmıştır.

Yüksek mukavemetli çimentosuna ikame

betonlann

üretiminde p ortland

olarak uçucu kül: ince öğütülmüş

kullanılmaktadır.Bu katkıların iki yararı vardır. 1-Çimentonun bir kısmı yerine puzzolonik malzemelerin kullanılması ,erken zamanlı hidratasyon ısısı artışlarını ve

özellikle

büyük

hacimli

yapı

kesimlerinde zararlı olabilecek bir iç sıcaklık düzeyine erişmeden, betona bol nuktarda bağlayıcı ürün sağlar.

2- Girmiş oldukları puzzolanik reaksiyonlarda,çiınento

hidratasyonuyla kirecin büyük bir kısmı kullanılır ve serbest kalan çok az miktardaki kirecin hamur-agrega arakesitinde oluşturacağı k ristaller de daha az olarak arakesitte o1uşan bağ zayıflatılmış olur.

ların

gelişmelerden

biri süper akışkanlaştıncı

yaygın olarak kullanılnıaya başlanması ve bunun

getirdiği yüksek mukavemet olmuştur.Bu tür katkılar

Son on

yılda

sağlamaktadır.Bu

etkide

venneksizin

katkıların

yüksek

dayanıklılık

bibnısel

performanslı

araştırma

katılmayan,ancak

reolojisiaçısından

gerekli

fazla

üzerindeki

Dolayısıyla

araştırmak

taze

suyun

olumsuz

betonun

çimentonun betonun

dayanım

etkilerini

yapımsal

ortaya

özelliklerini

gerekiyordu.

Aynı

zamanda

çeşitli

araşturoacılar beton bileşimini tasarlarken çok yüksek kampasiteli

bir

karışım

elde ederekkaya

gibi

betona

ulaşınaya çaba harcadılar.Böylece yüksek p erfoımanslı beton eldesine izin veren fiziko-kimyasal mekanizmaları farklı,iki ayrı yol açıldı.

a-Çimento tanecikleri topaklarının önlenmesi Bu

organik

önleme

kökenli

süperakışkanlaştırıcıların

kimyasal

kullanınuyla

katkıların

elde

edilir.Su

içinde süspansiyon halinde bulunan çimento taneciklerinin birbirlerine yapışıp

topaklanmamaları, ayrık kalmaları

sağlanmaktadır.

elde

silis

açıdan

dumanı,kalker aktif

çok

fıller ince

benzeri

taneciklerle

sağlanmaktadır .Agrega ve çimento taneleri arasında kalan mikroboşlukları dolduran bu tanecikler hem karışımın kompositesini yükseltmekte hem de taze haldeki reolojik özelliklerini iyileştirmektedir. Paralelinde taze betonun işlenebilmesinde

gerekli

miktarı

daha

azalabilmektedir.Yüksek performanslı beton elde etmenin

iki yolu tablo l .de verilmiştir

etmemizi

çimento+mineral

genişleme

kimyasal

elde edebileceğimiz dispersiyonu az miktarda su ile ve yan

birçok

hidratasayonuna

engelleyip daneleri dağıtara� ancak çok miktarda su ile bir

alınarak

111.1 Yüksek Performansları Elde Etme Yolları

çimento ve mineral katkıların su içinde topaklanmasım

betona

dikkate

betonolarak adlandırılması tercih edilir.

on yılda beton teknolojisinde meydana gelen en

önemli

özellikleri

b-Granülometri spektrumunun genişletilmesi

11.4 Süperakışkanlaştırıcı Son

üretilen yüksek mukavemet]i betonların iyileşen diğer

iyileştirmek amacıyla bu su miktarım azaltınanın yollannı

yüksek fınn cürufu, mikresilis gibi mineral katkılar

eder

Kimyasal ve mineral katk1 maddelerinin k ullanılması ile

koydular.

II.3 Puzzolanlar ve Mikrosilis

kontrol

III.YiİKSEK PERFORl'-fANSLI BETON KAV RA.tVII

mm.

katkı

n1addesi ağırlığının %0.3-0.6 sı oranında kullanılması kanşım suyunu %30 ve hatta daha fazla miktarlarda

Yüksek Dayanımil Beton U reti mi n d e Çimento

SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3.Sayı

(Eylül 2002)

Süperakınlaştınc1 Beton Katkı Maddelerinin Etkinliği M.Sümeı·, B. Söyler

YUKSEK PERFORMANSLI BETON ELDE ETMENIN IKI YOLU: •

•

AR.AJ.�AN

KÖPRÜLER

Erken

Karışı ın

granülometrisi

spektrunılUlu genişletmek

topaklannıasını önlemek

dayanım,işlenebilme,dayanıklılık,

Bağlayıcı mineral katkılar

Süperakışkanlaştu·ıcılar -Formaldehit v e

-Silis duınanı

-Formaldehit ve

-V e benzeri.

zamana bağlı şekil değiştirme,

dayanın1

-Kalker fıller

melaminsülfonat

OKYANUS

Dayanıklılık, basınç

YÜKSEK YAPILAR

111.2 Yüksek Performanslı Betonların Uygulama

önemli alanda;

yapılarda

üç

1 ı

dayanımı,kesme

Basınç

dayanırnı,işlenebüme,erken

Dayanıki ılık, basınç, erken

TLTNELLER

dayanım

Açık deniz platformları,

Köprüler,kabloları aderanslı öngerilmeli profiller

Yb. gibi mühendislik yapılarında kullanılır.

YOLLAR

Aşııın1a,çarpma,donmaçözülme,kesme,dayanıkiılık,

Inşa edBen yapı türüne göre betonda aranan özellik farklı

işlenebilme

olmaktadır. Bu ö ze � · ikler tablo 2 'de veriluriştir.

�

IV.BETON BASlNÇ DAYANIMININ YAPILARıN DEPREM DAVRANIŞINA ETKİSİ Türkiye' de

depremlerde

görmesinin ve

betonarme

yıkılmasının

dayanımının

projede

olnıasıdır.Bu

durum

yapıların

öngöıülenden

daha

depremlerde

çeşitli

hasar

nedeni beton

önemli

sık

Erken

-----

yüksek

�

dayanım,kesnıe

-·------

dayanım,işlene bilme

BETON-ÇELİK

Kesn1e

dayamım,basır y

KOMPOZiT

dayanımı,işlenebilme

....

�----- ---------+---�

gözlemniştir.Betonaıme yapıların en önemli taşıyıcıları olan kolonlar düşey yüklere ek olarak kesme

-----

YAPILAR

düşük

sık

�-------

PREFABRİKASYON -------� --

kuvvetleri

KANALİZASYON

Dayan1klılık,aşJnma,basınç

YAPILARI

dayanımı, işlenebilme

ÖZEL TEMELLER

Basınç

ve eğilme n1omentleri taşırlar.Düşük beton dayanımı

kolonun moment-eksenel yük taşıma gücünü ve

kuvveti yapılarda

taşıma rijit

mafsallaşmayla

gücünü

olan

şiddetli

kesme

etkilemektedir.Betonarme

kolon

ti.iketilmektedir.Sünek bir

kiriş

dayanım,zamana bağlı şekil değ.

enerjisi

deprenlin

için k iriş

ınafsallaşına

dayanımı, işlenebilme,erken

u çlarında

NÜKLEER

kolon boyuna donatısı ile beton arasında tam bir aderans ile

dayanım

a- Çok yüksek yapılar,

kesme

ve çarpma

Tablo ı. Yüksek Performanslı Beton Elde Etmenin Yolu

Yüksek performanslı beton günün1üzde

dayanımları,işlenebiln1e,aş1nma

naftalensülfonat

ÖZELLİKLER

taneciklerinin

Çimento

YAPITÜRÜ

•

donatıdaki

gerekir .Boyuna

gerilmelerin

betona

YAPILAR

aktarılması

donatı b etondan sıyrılmamalıdır .Düşük dayanımlı betonda kesme etkisinden dolayı daha düşük bir yük düzeyinde çatlama ve parçalanma başlar,donatı

parçalanmış betondan kolayca sıyrılır.Donatırun akma

sınırına u laşmadan betondan sıyrılması,kolon ve kiı·iş uçlarında

kapasitesine

geliştirilebilecek ulaşmadan

gücünün azalınası

depremlerde

maksimum yer ının

taşıma

enerji

işleminin

moment tüketme

daha hafif

yitirilmesi demektir.

Dayamklılık,dayanım,geçirnıezlik

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü 6.Ci1t, 3.Sayı (EylOI 2002)

Yüksek Dayammlı Beton

Dergisi

Üretiminde Çimento ve

Süperakınlaştırıcı Beton Katkı Maddelerinin Etkinliği M.Sümer, B. Söyler

VI.DENEY SONUÇLARI VEDEGERLENDİRME

V.DENEYSEL ÇALIŞMA Çalışmada, 10 seri üretim yapılmıştır.İlk 5 seride Beyaz

betonlarm

l .Üretilen

günlük

basınç

dayanımlan

Portland Çimentosu,diğer serilerde Katkısız Portland

ölçülmüş ve sonuç olarak 7 günlük basınç dayantmlarına

çimentoların basınç dayamınları tablo 3 'de verilmiştir.

üretilebilmiştir.Çalışmalar göstermiştir ki modenı bir hazır

Çimentosu

kullanılrnıştır.Kullanılan

(PÇ42 .5)

ı ,2,3 ,6,7,8 nolu serilerde katkı malzemesi olarak A harfi

ile

gösteıilen

polimerlerinden

kenar

uzun

oluşan

zincirli

katkı

karbaksilik %0.9

kullanılınıştır.

eter

oranında

4,5,9,10 nolu serilerde ise B harfi ile gösterilen sentetik

dispersiyon

hiper

tipindeki

akışkanlaştıncı

0/o ı .5

oramnda kullamlmıştır.Ticari adlannı kullanmamak için bu katkılarA ve B harfleriyle isimlendirilmiştir.İki katkı malzemesi

yüksek

dayanımlı

üretiminde

beton

kullanılmaktadır.Tüm serilerde silis dumanı kullanılmış, S/Ç oram değiştiriletek basınç dayaıurrundaki değişim P"özlenmiştir.Her seriden 9 adet olmak üzere toplam 90 numunesi 3 oluşturulmuştur. Tüm serilerde çimento dozajı 450 kg/m

�det

10x10

�eğerinde

boyutunda

sabit

küp

beton

tutulmuştur.Numuneler

Sakarya

Universitt...li laboratuarının havuzunda su kürü gördükten soma

ve 28'inci

günlerde

basınç

deneyine

tabi

bakılarak

fazla

sonunda

işlenebilirlik

yüksek

dayanınu

değerleri

tablo

günlük basınç

şekil

1 'de

gösterilmiştir.Üretilen betonlann 1 m3 beton bileşimi için gerçek malzeme miktarları ise tablo 5 'te verilmiştir.

özelliğini

koruyarak

2.Kullanılan larmataş agreganın kalker kırmataş olması dolayısıyla yüksek beton basınç dayarumlarına ulaşılnuştır

3.Beyaz

çimentosunun

portland

günlük

basınç

dayanımının yüksek olması nedeniyle yapılan deneysel

çalışma sonucun d a diğer çimentoya oranla beton basınç dayanımlan

25O

kg/ cm2

civarında

fark

oluşmuştur. Aradaki bu fark şekil 1 .deki grafikte de açıkça görülmektedir. 4.Kullanılan katkılar aym esasta olmalanna rağmen aynı işlenebilirliği

farklı

dayanımlı

elde edilen 7

beton

şantiyeye teslimi m ü mkündür.

kum Sakarya civarındaki ocaktan yıkanıp elenerek alınan kumdur.Deney sonucu

karşılık

ekonomik olarak üretimi ve 1,5 - 2 saatlik taşıma s üresi

vermektedirler.Üretilen

ocaktan alınan kalker malzemesidir.Doğal

sınıfına

beton üretim tesisinde BS60-80 sınıfı civanndaki betonun

tutulmuştur.! ve II no kırmataş agregalar Sultançiftliği

c ivanndaki

BS80

mukavemetinin beton

katkı tüm

yüksek

yüzdelerinde

serilerde

olması

beton

dolayısıyla

basınç yüksek

maddesi kullanımı

üretiminde katkı

kaçınılmaz olmaktadır.Kullanılan iki farklı katkıdan A harfiyle gösterilen katkı diğerine oranla daha yüksek basınç dayanımı vermektedir. ..

5 .Uretilen serilerde su/çimento oranı 0,37 ile 0,42 arasında tutulmuştur.Şekil l.deki grafiğe bakıldığında 1 ,2,3 no'lu

Çimento Türü

Beyaz

Çimentosu

Çin1entosu

340 -

273 485

620 Tablo 3.

Portland Portland

Çimento Basmç Dayanımları

serilerde birbirine çok yakın basınç dayanımı elde edildiği görülür.Bu serilerin sulçimento oranı da birbirine çok yakındır.Aynı durum 6,7 gözlenmektedir.l

no'lu

seri

8. beton ile

serilerinde

no'lu

de seri

karşılaştırıldığında s/ç oranındaki azalmaya rağmen beton mukavemetinin

bir

miktar

düştüğü

görülür.Fakat

betonlarm slump değerlerine bakıldığında çökme değerleri arasındaki oluşması

fark

doğaldır.Aynı

gözlenmektedir.

•

dolayısıyla

böyle

durum

küçük

bir

7. seriler

farkın de

Yüksek Dayammh Beton Üretiminde Çinıcnto

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Süperakınlaştıncı Beton Katkı Maddelerinin Etkinliği

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

M.Sümer, B. Söylet·

7 Günlük Beton Basınç Dayanıını

lı

Seri No

2 784

Basınç 824 Dayanımı (kg/crn2)

3 803

Tablo 4.

6 487

5 624

4 598

Değerleri 9 385

7 450

519

lO 425

7 Günlük Beton Basmç Dayanımı Değerleri

7 Günlük Bastnç Dayan1mlar1 900 800 700 600

Bas1nç Dayan1m1 ,�g/cm2}

500 400 300 200 100 o 1

Beton Serileri Şekil l.Üretilen Beton Serilerinin 7 Günllik Basmç Dayanımı

Seri No

1 No Mıcır

Grafiği 7

592

758

450

176

167

180

167

44,55

(kg) 2 No Mıcır(kg) Kum(kg)

Çimento(kg)

450

Su (kg)

190

176

167

180

ı 167

190

44,55

ı 4 4 ,5 5

Katkı

(gr)

450

•

Si 1 is

Dumanı(kg) Çimento Türü Katkı Türü

Slump

Beyaz

P.Ç

P.Ç.

Beyaz P.Ç

P.Ç.42.5

PÇ.42.5

PÇ42.5

Tablo 5.

ı m3

Beton Dileşinıi İçin Gerçek 19

Malzenıc

Miktadarı

Yüksek Dayammh Beto n Üretiminde Çimento

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Ci1t,

3.Sayı (Eylül 2002)

Süperakınlaştınc& Beto n Katkı Maddelednin Etkinliği M.Sümer·, B. Söyler

VII.SONUÇ Yüksek dayanımlı betonun kullanımı son yıllarda oldukça önemli düzeyde artmıştır.ABD ve dünyanın birçok ülkesinde çok katlı betonarme binaların ve köpıülerin inşasında çok yaygın olarak kullanılmaya başl arumştır.Bu durum üniversitelerin ve araştırma şirketlerinin laboratuarlarında konuyla ilgili olarak yapılan çalışmalann artmasına sebep olmuştur.Yapılan çalışmalarda sadece çok iyj kalitede malzemenin bir araya getirilmesi tek başına yeterli olmayabilir.İyi bir ve işçilik,üretim boyutlandıınıa kontrolü,iyi detayıandırma sayesinde üretilen betondan istenilen verim alınabilir. olduğumuz Türkiye'de bugüne kadar yaşanuş depreml�rde betonarme yapılann hasar göın1esi ve yıkılmasımn en önemli nedeni beton basınç dayanurunın projede öngörülenden daha düşük olmasıdır.Yapılan ;:ılışma ülkemizde yaşamış olduğumuz depremlerde 80100 kg/cm2 'lik dayanırnlara rastlanırken,BS60-80 civarındaki betonlann ekonomik olarak üretilebileceğini göstermel�edir. KAYNAKLAR

fl]

Akman M.S.,Öztekin E.,"Yüksek Dayammlı Hazır

Beton Üretiminde Bir Deneme" İstanbul,Türkiye [21 Mailer,Y.,- "High Performance Concrete,, E. N. S Cachan,Fransa [3] Kocataşkın, F. ,,Yüksek Dayarumlı Beton Bileşimi" ,İstanbul [41 Balta, İ. , ''Yüksek Mukavemetli Betonlar ve Bileşenleri",STFA Kalite Müş. Araş. Kontrol. Ve Göz. Ltd. İstanbul,Türkiye [5] lJyan M.,Yıldırım H. "Yüksek Dayanınılı Beton Üretiminde Süperakışkanlaştırıcı Beton Katkı Maddelerinin Etkinljği" İstanbul,Türkiye

GYRO {Jçaklarımn Bilgisayar Destekli Tasarımı

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cil� 3.Sayı (Eylül 2002)

A.Ç.Çilingir,

ü.

Analizi

Kocabaçal<

GYRO UÇAKI_}ARININ BİLGİ SAYAR DESTEKLİ TASARIMI VE ANALIZI •

•

Ahmet Çağatay ÇİLİNGİR, Ümit KOCABIÇAK Özet

I. GİRİŞ

Son yıllarda bilgisayar destekli mühendislik

yöntemleri, bilgisyar donanın1larında ve nıühendislik yazılımlarında meydana gelen gelişmeler sayesinde mühendisliğin

girdiği

tüm

alanlarda

önemli

Gyro uçakları, diğer uçak çeşitlerinden oldukça farklıdır. Herhangi. bir uçakta olduğu gibi gyro uçaklan da havada kendi limitlerine sahiptir. Uçuş sırasında herzaman bu limitlere uyulur. Bir gyro uçağı imal edilirken tasanında yapılan herhangi bir değişikbk, kabul edilen standartıara u yulmahdır.

yer

tutmaya başiannştır. Bu yöntemler ile tasarım ve .:tnaliz

süreci

oldukça

parametrelerinin

hızlı

bir

edilebilmesiyle

kontrol

kısalmış

şekilde

tasarım

değiştirilerek

tasanmcılara

her

esneklik sağlamıştır. Yapılan çahşn1alar,

yönden verimliği

arttırmıştır. Bu çalışmada mevcut bir gyro uçağı,

Diğer uçaklarta benzer olarak Federal Havacılık İdaresi (FAA), gyronun güvenlik çalışmalarından pilotu sorumlu tutar. Pilot, çalışmanın tüm prosedürlerini ve pilot el kitabında bu lu nan eğitimi bilmelidir. Gyro uçağı, ülkeınizde pek fazla bilinn1eınektedir fakat I 9 50 �ıerin başlarına dayanan uzun bir geçn1işe sahiptir.

bilgisayar ortamn .. Ja modellenmiş ve kritik parçaları olan rotor direği ve rotor sistemi statik analize tabi tutulmuştur. direğinde

Yapılan

analizler

modifikasyon

sonucunda

yapılarak

rotor

mukavemeti

arttırılmıştır. Bu çalışma sayesinde hem bilgisayar destekli tasarım (CAD) heın de bilgisayar destekli mühendislik

(CAE)

konularında

çok

yönlü

bir

Tanınan amatör yapım spor gyro uçağı, 1955 yılında Rusya doğumlu bir mühendis olan Dr. Igor Bensen tarafından Birleşik Devletlerde icat edilmiş ve dizayn ettiği dönel kanatlı uçak için gyrok opter ismini vernıiştir. Gyrokopterden önce benzer temelde bir uçak tipi 1923 'den beri uçınaktaydı.

ı{ullanım gerçekleştirilmiştir. Anahtar

Kelimeler:

Bilgisayar

destekli

tasarım,

Bilgisayar destekli analiz, Gyro uçağı, Rotor

Abstract

Methods of computer-aided engineering

have started to have an important part in industry

Wrigbt kardeşlerin ilk uçuşlarııu yapmasından sadece 20 yıl som·a ilk gyro uçağı uçmuştur. Mucit ispanyol uçak mühendisi olan Dr. Juan de la Cierva tarafından icat edilmiş ve bugünün gyrolarıyla tamamen aynı prensiplerde uçmuştur. Cierva, 1930'larda Birleşik Devletlerde yaklaşık 200 otogyro imal etmiştir. Autogyronun ilk ku llan ımlan tarımsal işlerde, posta taşımacia ve Birleşik Devletler Ordusu tarafından olmuştur [ 1].

due to the developrnents in hardware and engineering programming. By the help of these n1ethods, the process of design and analysis has been shortened a great deal and there has been flexibility in many aspects for the designers through design parameters' being rapidly changed and controlled. The main theme of the thesis is to do the computer modeliing of a currently used system and to analyse the critica) parts. This study has improved both the contputer aided

design

(CAD)

and

the

computer-aided

Bensen: pilotun arkasına ittirici pozisyonunda bir ınotor monte etıniş ve birkaç başarılı tasarımdan sonra sonuç olarak gyrokopter denilen makinayı üretmiştir. Bu ismi taşıyan ilk uçak 1955'te üretilen model B-7 'dir. Yuvarlak alüminyum boru sistemi, tahta rotor pervaneleri ve 42 beygir gücünde Nelson iki zaınanlı n1otordan iınal edilıniş bir modeldir. Rotor başından aşağıya asılı duran, baş üzerindeki bir kolla kontrol ediJir.

engineering (CAE). In this study a gyroplane has been designed o n the computer and its critica) parts, the mast and the rotor system, have been analysed. At the end of all the analyses, the mast has been modified and its strength has been increased. Kcy Words: Computer aided design, computer aided analysis, gyroplaııe, rotor

A.Ç.Çilingır,

Sakarya Üniversıtesi, Fen Bilimleri Enstitüsü -Sakarya

gyro uçaklan diğer ye ni ilavelere ve Bensen tasarınıındaki değişikliklere sahiptir. Mesela son hir Bugünün

Ü.Kocabıçak, Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina

Mühcndısliği Bölümü - Sakarya

GYRO

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisı 6.Ci lt, 3.Sayı (Eylül 2002)

II.TANIMLAı'1A

11.2.

Gyro uçağı, genellikle pilot koltuğuntın arkasına monte edilen bir pervaneyle bir motor tarafından güçlendirilir; rotor pervaneleri, uçuşta serbest dönüş yaparlar; alttan gelen hava rotorların içinden geçerek pervanelerin dönmesine neden olur; rotor diski, herzaman havanın pervanelerin içinden geçmesine izin vermesi için hafifçe geriye eğilir.

A.Ç.Çilingir,

Kocabtçak

Gyro

Uçağının Ana Sistemleri

Bir gyro uçağını oluşturan ana sistemlerin başlıcaları;

rotor sistemi, motor sistemi, ön döndürücü, gövde, kumanda sistemleri ve pilottur. Rotor Sistemi: Gyro uçağının en önemli parçası, rotor pervaneleridir. Pervaneler, uçuşta kendi kendilerine dönnıe hareketi yapar ve maksimum ilerleme hızında, nıanevralarda, inişte veya stop etme durumunda oldukça sabit bir hızı korurlar.

Gyro Uçağının Parçaları ve Görevleri

Şekil 1 'de basitçe resimlen.ntiş bir gyro uçağının üzerinde parçaları gösterilmiştir[2]. Roıor lJU�ı

Bilgisayar Destekli Tasanm1 ve Analizi

uçaklarının üç kumandasından bir diğeridir ve makinan1n yüksekliğini ve dengesini değiştirir. Dümen; üçüncü kontroldür, burnu sağa sola hareket ettirerek makinayı yönlendirir. Yatay kuynık yüzeyi; bazı gyrolarda denge için gereklidir.

gelişme, uçak hala yerdeyken rotoru önceden döndüren ön döndürücüdür. Bunun sonucu; 100 fıt veya daha kısa bir kalkış mesafesidir ki bu gyrokopteri STOL (Kısa Kalkış ve İniş) uçağı yapar.

II.l.

l:çaklannın

Kumanda, rotora uygulandığında bir yanıt oluşıır ve pervaneler eğilerek hava akımı, oluşan kalkış yüzeyine çarpar. Kalkıştan sonra rotora bir mesaj verilir ve kol boş pozisyonuna çevrilir.

re" uncyı la-cly3n ı:ivuL:J

Momcınl borusu

�lhk ı ıılur

Rotor pervaneleri gyronun kanatlarıdır, dönel kanatlardır. Uçağın diğer k1sımlan bu kanata asılı olarak durur. Uçağın ileri hareketi kanatların otomatik olarak dönmesine neden olur, bunun anlamı pervanenin dönüşünü korumak için doğrudan ınotor gücü gerektirmediğidir. Gyro uçaklarının stop etmemesinin nedeni; düşük hızlarda bile pervanelerin hala hava içinden geçerek dönmesidir.

Dtlnıcn

Konlnıl Koh.

Motor Sistemi:

Oraurga

Motorun görevi basit olarak uçağı havanın içinden geçerek ittirmektir. Motor, gyro uçağının rotorlanndan tamamen ayrıdır ve ayrı bir pervaneyi hareket ettirir. Bu pervane ittirdiğinde (veya çektiğinde) gyro uçağı, havadan geçerek hareket eder ve rotorlar, ileri hareketten dolayı etonuttik olarak dönerler. Gyrodaki motor, uçağı ileri ittiren hareketi sağlayan uçağ1n motoroyla ayın fonksiyana sahiptir.

Rotor başı; rotor pervanelerini ve uçağı birbirine bağlar, ayrıca rotor pervanelerinin öne ve arkaya veya kenardan kenara eğilmesine izin verir. Rotor pervanesini taşıyan cıvata; rotor pervanelerini ve rotor başını merkezleyerek birbirine bağlar. Moment borusu; rotor başının bir parçasıdır tüm kumanda kuvvetlerini rotor pervanelerine iletir. Baş plakalar; rotor başlannı) rotor direğine bağlar. Rotor direği; gövdenin dikey parçasıdır. Tepesinde rotor başı, altında gövdenin kalan kısmı vardır. Omurga; gövdenin önden arkaya kadar olan parçasıdır, bazı gyro uçaklarında ön ve arka on1urga olarak iki parçadır. Aks; gövdenin kenardan kenara olan parçasıdır, ana tekerleri taşır. Grup plakası; rotor direğini, ve omurgayı bağlar. Rotor pervaneleri; gyro uçağının kanatlandır, dönel kanatlardır. Rotor göbeği; rotor pervaneleriyle birlikte dönerek onları dengeli bir şekilde tutar. Kontrol kolu; bir gyro uçağının uçması için kullanılan üç kumandadan biridir. Kontrol kolu, sağa veya sola, burun aşağı veya burun yukarı makinay1 yönetir. Kısma valfi; gyro t

Ön Döndürücü: Daha önce de bahsedildiği gibi rotor, gyro uçağının ileri doğru hareketinden dolayı kendi kendine döner. Rotanın kalkış için gerekli olan devire (yaklaşık 300-350 rpm) erişebilmesi için oldukça uzun kalış mesafesi gerekir. Kalış mesafesini azaltmak için rotorun önceden döndürülmesi gerekmektedir. Ilk zanıanlar rotor el ile döndürülürdü fakat teknik ilerledikçe çeşitli ön döndürücüler geliştirilmiştir. Bu ön döndürücülerin başlıcaları; Mekanik Ön Döndürücü,

SAU Fen

6.Cilt, 3.Sayı

(Ey101 2002)

Hidrolik On Döndüıiicülerdir. ••

A.Ç.Çilingir,

Döndürücü

GYRO lJçaklarınm Bilgisayar Destekli Tasarımı

Bilimleri E:ıstitüsü Dergisi

Elektrikli

. On

Ü.

Analizi

Kocabıçak

arttırır. İtme kuvvetinin arkaya doğru eğınesi, moınent kolunun uzunluğunu ve momenti arttınr. İlerlenıe açısındaki bir artış momenti de arttırır. Böylece, ilerleme açısına bağlı olan momentin türevi pozitiftir. Bu konum dengesizdir. CG'nin rotor itn1e çizgisinin arkasında olduğu dururn özetlenirse:

Bu tasanında kullanılan mekanik ön döndürücUlerde motordan alınan hareket, esnek bir aks sayesinde rotor başına iletilir. Bir dişli sistem vasıtasıyla rotor döndürülür. �lekanik ön döndürücü, rotoru 150 rpm'ye kadar çıkarır daha sorıra dişli sistem ayrılarak rotor kendi kendine dönmeye bırakılrr.

��OA artar => itn1e ve çırpma artar moment artar dengesiz.

AOA artar

= -

Kumanda Sistenı.i: (a)

Gyro uçağının diğer sistemlerinden kuınanda sistemi daha önce bahsedildiği gibi, 1) motoıun ürettiği ittirmeyi kontrol eden kısma valfi, 2) rotor pervanelcrini eğen kol ;e 3) burunu sağa veya sola çeviren dümen olmak üzere üç ana kumandadan oluş ur.

Rotor itnıesi

ID. DENGE Tüm uçaklarda olduğu gibi gyro uçaklarında da denge çok öneı Ji bir konudur. İleri doğru uçuşta bir rotor, rotor pervane lerinin ilerleme ve gerileme hızlarındaki fark nedeniyle ilerleme açısıyla dengesizdir. Eğer peryodik kol, burun yukarı yönde hareket ettirilirse, ilerleme rotor pervanesinin açısı, gerileme rotor pervancsinin alçalmasıyla aynı ınİktarda artar fakat ilerleme pcrvanesinin yükselmesi, hız farkından dolayı geıileme pervanesinin alçalmasından daha fazladır. Bu sorunu gidernıek için rotoıun dönme açısı yükseltilir, yani; peryodik kol hareketiyle daha fazla kumanda verilerek rotor ilerlenıe açısı yükseltilir.

fficG

�çuş yolu

Şekil 2. Rotor itme çizgisinin, CG'niıı

ardmda olnıas1

(b)

(a)

Rotor itmesi

Bensen modelini iz]eyen çoğu gyro uçaklarında pervane itme çizgisi, gövde ağırlık ınerkezinin üzerindedir. Bu durumda buıun aşağı eğilme momenti oluşur ve bunu gidermek için rotor itme çizgisi, makinamn ağırlık merkezinden ileride yapılır. Rotor itme çizgisinin CG,nin önünden geçmesiyle, yukarı doğru bir rüzgar torku, gövdeyi burun yukarı hareket ettirir.

Uçuş yolu

��-----

Burun yukarı harekette, yatay bir dengeleyici olmaksızın gövdenin hareketi için çabuk bir yanıt oluşmaz. Dikey kuyruk üzerine yerleştirilmiş yatay yüzgeç gyro uçağının denges1 için önemlidir ve kuyruk hacminin o/o 12 'sinden daha az yer kaplar. Makinanın yukarı doğru hızı yatay bir dengeleyiciyle gövdeyi daha çabuk dengeye sokan aerodinamik kuvvetler ilietir. Maksimuın eğilme oranı, yatay dengeleyiciyle sınırlanır.

Şekil 3. Rotor itme çizgisinin, CG'nin önünde olması

rotor itn1e çizgisinin önünde olduğunda; rotor negatif bjr eğilme monıenti meydana getirir (burun aşağı). itme kuvvetindeki bir artış, mon1entin nıutlak değerini artınr (burun aşağı moment artar). Moment negatif olduğın1dan, toplam moment azalır. Bu durumda ilerleme açısındaki (AOi\) artış, monıenti azaltır. Türev bu yüzden negatif olur ve bu konum dengelidir. CG'nin, rotor itrne çizgisinin önünde olduğu durum özetlenirse: CG,

Rotor itme çizgisinin, ağırlık merkezinin (CG) ardında (Şekil 2) veya önünde (Şekil 3) olması durumlarında, gyro uçağı için farklı dengeleme duıuınları vardır[3].

AO A artar => itme ve çırpn1a aıtar AOı-\ azalır dengeli.

moment azalır

CG'nin, rotor itme çizgisinin ardında olduğu durumda; rotor ilerlen1e açısındaki (AO L\.) .. bir artış, rotor itme kuvvetini de arttınr. Bu, ayrıca ilerleyen pervane ve gerileyen pervane arasındaki itme kuvvet farkını da

Böylece bir rotor için dengeli durum, eğiln1e momentinin kesinlikle negatif olması gerektiği durun1chır. Ayrıca monıent azaldıkça denge artar.

SAU Fen Bilimteri Enstitüsü

6.Cılt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Dergisi

GYRO Uçaklannm Bilgisayar Destekli Tasarı� •

Aircommand 'ın

başlanır. Pro/ENGINEER prograrrnn ın unsur oluşturma ınodülleri

kullamlarak katı modeller

gyro

uçağı,

modülünde

boyutlu

olarak

pervaneyj

tek kişilik bir

kullanılarak üç

AutoCAD programı

Analizi

A.Ç.Çilingir, U. Kocabıçak

IV. MODELLEME Burada

oluşturulan

rotor

cıvata,

taşıyan

haz1rlanır.

göbeği,

rotor

oluşturulan

Part

başı

bir

assembly

modellenmiştir. Gyro uçağının rotor direği, ön ve arka

dosyasında montaj yapılır. Bir başka assembly dosyası

oınurgalar ile iki adet akstan oluşan temel yapısı, bu

hazırtanarak rotor direği, baş plakalar, grup plakaları,

yapıyı destekleyen

motoru taşıyan

uçağının

borulardan oluşan gyro

montaj

ıskeleti, rotor sistemi, motor sistemi, dümen ve clümen pedallan modellenmiş,

daha

sonra tünı

edilir.

direk ve Daha

programına geçilerek

parçalar

bunları

bağlayan

cıvatalar

sonra

Pro/MECHANICA

parçalar sınır şartlarına uygun

olarak sabitlenir ( constraint uygulanır) ve yükler (load)

birleştirilerek montaj yapılmıştır.

uygulanır. Böylece modeller analize hazır hale gelir [4]. Gyro uçağının iskeleti genel olarak 3 8 mm çapında, 1 ,5

boıulardan

Model dosyaları oluşturulduktan sonra rotor direğinin

cidar

analizi için; rotor direği, baş plakalar, grup plakaları,

kalınlığında ve rotor direğ] ise 4 nun cidar kalınlığında.

motoru taşıyan direk ve cıvatalar ile rotor sisteminin

kare profilden imal edilmiştir. Tüm bu bilgiler

analizi için ise rotor göbeği, rotor başı ve pervaneyi

cidar

nun

kalınlığında

alüminyum

yapılmıştır. Arka omurga, 50 mm çapında, 50

kullanılarak

programında,

AutoCAD

gyro

ınm

uçağının

taşıyan cıvata ayrı a)TI modellenir.

iskeleti modellenir. Dümen, dümen pedalları, tekerlekler,

5 'de

rotor

ınotor sistemi, rotor sistemi, gösterge panosu ve diğer

Oluşturulan

parçalar modellenerek Şekil 4 'de görüldüğü gibi montaj ı

direğinin ve Şekil 6'da rotor sisteminin Pro/ENGINEER

yapılır.

programında montajlanmn yapılması görülmektedir.

assembly

dosyasında

Şekil

Şekil 4. Gyro uçağının mode11enmesi V. Yukarıda modellenen

ANALİZ

tek

Gyro uçağının motor pervanesinin itmesiyle ileri doğru hareketinden,

kişilik Aircommand Gyro

uçağımn kritik parçaları olan rotor direği ile

rotor

döner.

kuvveti meydana getirir. Şekil 7'de uçuş sırasında gyro uçağına etki eden kuvvetler görülmektedir [ 5].

progrann kullanılarak modellenmiş ve bu parçalara etki eden yüklemeler sonuclU1da meydana gelen gerilmeler Pro/MECHANICA

kendine

durması sayesinde rotor pervanesine çarparak kaldırma

oluşan rotor sistemi Pro/ENGINEER CAD/CAMICAB

deplasmanlar

pervanesi kendi

Meydana gelen hava akınu, rotor direğinin 10° eğimle

pervanesini taşıyan civa ta, rotor göbeği ve rotor başından

rotor

B-ir

Structure

gyro

uçağırun

aerodinamik olarak

modülünün statik opsiyonu ile incelenmiştir.

karmaşık

incelenmesi

şeklinden

dolayı

oldukça zordur.

yüzden gyro uçaklarına hava tüneli deneyleri yapılarak,

deneyler sonucu elde edilecek aerodinamik k atsayılara

V.l. Modellerin Hazırlanışı

göre aerodinamik kuvvetler belirlenebilir. Fark11 gyro uçağı

Pro/ENGİNEER programında modellenıne süreci ilk

modelleri

için

ayn

deneyler

yapılması

gerektiğinden bu çalışn1ada basitçe gyro uçağının ağırlığı

olarak lı er bir parça için ayrı nıodel dosyası açılarak

GYRO Uçaklannın

SAU Fen Bilinlleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt,

3.Sayı (Eyili 1 2002)

kadar rotor kaldırma kuvveti gerektiği prensibinden yola

doğrultusuyla,

çıkılarak hesaplamalar yapılmıştır.

kotanjantıdJr.

------1�

Baş

Bilgisayar Destekli Tasarı�!lı ve Analizi A.Ç.Çili ngir� U. Kocabıça k

rotor

Rotor

•.

'. \'

Kaldırması

6Adet

Plakalan

(L)

Civata ..

Rotor

(a)

Rotor İtmesi

h ..

aç1nın

Cf)

Rotor Çekmesi (D)

. �·

Hava

Motoru

AklSI

Taşıyan 6 Adet

arasındaki

direği

irek

Civata

Pervane .. �---..

Oyronun Grup

6Adet

•

Pla1,.::ıları

Şekil 7. Gyro

cotana D

= -

Lmax

cotana

max

tmesı

(W)

Civata

•

Ağırlığı

Şekil 5. Rotor direğinin montaj ı

<;.n ·-:=··:

uçağma etki eden

kuvvetler

Lrrrax D

max

14935,73 2633' 6 cotanlO

[N J

(3 )

Rotor ka ldırması ve rotor çekmesi hesaplandıktan sonra

artık maksiınum Rotor İtmesi (Tmax ) hesaplanabilir: ,..,.,

max.

�(Lnıax )2 + ( DıııaJ 2

Tasarınu yapılan tek kişilik gyro uçağının pilot ve yakıt Kaldırması L

(L) şu

şek ilde hesaplanabilir:

ve sabitlerneler yapıldıktan soru·a modellerin analizine geçilir. Şekil 8 'de rotor direğinde yüklemeler sonucunda o luşan maksimum gerilme bölgesi ve Şekil 9' da pervaneyi taşıyan cıvatada yüklemeler sonucu

(1)

göre rotor]u uçaklar için 3,5g pozitif manevra yükü ve 1,5 emniyet elde

edilen

çarpllarak maksimum

rotor

kaldırn-ıa

n1eydana

Rotor

1,5

Çekmesini

kaldırnıasının, faydalanJlır.

değerinin

rotor kaldırma değeri (Lmax) elde

(D)

rotor

14935,73 [N]

Rotor

çekmesine

oran;

şekil

oranından

7'de

rotor

(L/D)

belirtilen

maksimum

gerilme

bölgesi

direğinde

maksimum

gerilme

incelendığinde

cıvata d el iklerinin olduğu yerde gerilme yığılmasından

(2)

hesaplanmasında;

gelen

görülnıektedir.

cdılir:

Lmax= LX 3,5

' max

Yüklemeler

Federal Havacılık Kun1munun standartlarına ile,

(4)

290 kg'dır. Bu yüzden Rotor

=W= m x g = 290 x 9,81 = 2845 [N]

katsayısı

15166,2 [N]

Pro/MECHANICA programında modeliere sabitleme ve yükle mc 1 cr uygulanu. Rotor direğine etki eden kuvvet D x ve rotor s istem ine etki eden k uvvet ise T dur.

Şekil 6. Rotor sisteminin montaj ı

dahil toplam kütlesi (W)

�(14935,73)2 (2633,6)2 +

GYRO

SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Uçaklannın Bilgisayar Destekli Tasanma

A.Ç.Çifingjr, ü.

Analizi

Kocabıçak

2 0Ç:H?) e .:. 9 2 •

1.7B6e,.�2

ı.571e-+82 1.357-eo+BZ

1.143t:-+B2 9.286e+01

�

7.143r:.,.ell 5.000e-+01

ı .. Şekıl lress von Aıses Averaged VoJ,;es

8. Rotor direğinde maksimum geıilnıe bölgesi

�

axn-...ırn

G� ·ouJ:!S LcıodSt:f l

FE!

1-:---d

Unı ts ı ·nıllıme1eı- Newton Second ( mrnNs)

Pr .ncıpoı

��

3.Seı0e+e<? ·� . 07l t" .. eıc:· 2 . &4 3e- .. e.:: 2.214e+0Z

1.7F>6ı:-•0:?

1. 357e->02 9.2RF.�+0l s. eee.ıe ... en

1 '

Şekil 9. Pervaneyi taşıyan cıvatada maksimum gerilme bölgesi

dolayı

ulaşır.

MPa'a

426,9

değeri

geritme

Buradaki amaç yapılan modifıkasyon ile, yüklemeler ve

Rotor

kopına

dayanım1

427

MPa

olduğundan

deplasmanların

gerilmenin

mevcut

maksimum olduğu noktalardan rotor direği kırılabilir. Bu yüzden,

rotor

direğinin

dayarnmını

arttırmak

modifikasyon yapı lması gerekmektedir[ 6].

Rotor

direğinin yerine

direğinin

AISI 1040 soğuk

montaj

gerilme

gelen

üzerinde;

Modifikasyondan

cidar

profılın birleştirilerek

dosyasında

modifiye

Bwıun için

değişeceğidir.

direği modeh

rotor

modifikasyon yapılır.

Pervaneyi taşıyan cıvatada maksimum gerilme değeri 544 MPa'drr. Pervaneyi taşıyan cıvata,

ne ölçüde

kalınlığında iki adet 25

için

meydana

sonucunda

sabitlerneler

direğinin yapıldığı 2014-T4 Alüminyum malzemenin

edilmiş soma

mevcut

rotor

direği

mevcut

model

çekme çelik malzemeden yapılmıştır ve bu malzemenin

yerleştirilir.

kopma dayanuru 669 MPa ve akma dayanımı

üzerine uygulanan analizler b u yeni model üzerine de

565

uygulanm1 ştır.

1v1Pa'dır. Bu yüzden pervaneyi taşıyan cıvatada herhangi bir hasar oluşmaz.

V.l.

Şekil

Rotor Direğinin Modifikasyonu ve Analizi

1 O,da modifiye edilmiş rotor direğinde oluşan

maksimum sonucu

gerilme

bölgesi

görülmektedir.

incelendiğinde maksimum

gerilme

Analiz

değerinin

Mevcut model rotor direği üzerinde yapılan analizler

367,5 MPa' a düştüğü ve maksimum gerilme bölgesinin

sonucunda 4 mm cidar kalınlığında ve 50 mm kare profil

de küçüldüğü görülmüştür.

olan rotor direğinin nedeniyle

oluşan

uygulanan yük ve

gerilmelere

sabitlerneler

dayanı mının

kopma

sınırında olduğu görülmüştür. Bu yüzden model rotor direğinin tasarımında modifikasyon yapılır.

GYRO Uçaklannm

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6 Cilt, 3.Sayt (Eylül 2002)

'�

�-..-ı.; � �

Bilgisayar Destekli Tasarım• ve Analizi

A.Ç.Çilingir, U. Kocabaçak ••

? . ı?!Pli!IP. .. 02 ı . 7? ı e • a.: ı. �-ı�c .. ez 1.31�'!'-+02 ı . 01::'):c •

a.sn�+0J e..zoc.� .. el

4 0t�Jt: -+131

't ••

Şekil 10. Modifiye edilmiş modelde maksimum gerilme

VI.

SONUÇLAR

prosesini hızlandıracak ve üretim prosesinin çok daha verimli olarak çalışınasını sağlayacaktır.

Yapılan çalışnı.ada gyro uçaklarll1ln t asarımında en önemli unsur olan denge konusu ele alınarak halen üretilme! � olan tek kişilik Airconınıand gyro uçağının bilgisayar ortamında tasarımı yapılmış ve daha sonra aractn kritik p aryalanndan rotor direği ve rotor sisteminin bilgisayar ortanunda statik analizleri yapı lnuştır.

KAYNAKLAR [1] GRAVES, S., "Gyroplane Training Manual", FAA Designate d Examiner, e-mail: apollar@ct.net, pp. 6-11,1997. [2] ABBOTT, P.B., "The Gyroplane Flight Manual", The Abbott Company, Indianapolıs, Indiana USA, pp. 11-21,1988. [3] FOURCADE, J., "Longitudinal Sta bility of Gyroplanes", Rotorcraft Magazine, Volume 3 7, Number 4, pp. 14-19, June-July 1999. [4] Parametric Tecnology Corporation, "Pro/ENGINEER Fundamentals", Release 18.0. [5] JACI<SON, M., Ou r Personel Gyro Safety Envelope'', Rotorcraft Magazine, Volume 38, Number 2, pp. 26-27, April 2000. [6] MOTT, R.L., "Applied Strength of Materials'l, Third Edition, pp. 597-601, Prentice Hall, Columbus, Ohio ı 996.

Gyro uçaklannda denge konusu incelendiğinde, yatay dengeleyicisi olmayan düşük profil gyrolann denge eksikliğine bağlı olarak tehlikeli olduklan göıülmüştür ve en iyi çözümün, yatay dengeleyiciye sahip, yüksek profil gyrolar olduğu anlaşılmıştır. Mevcut modelin rotor direği ve rotor sisteıninde bilgisayar ortanunda yapılan statik analizler sonucu meydana gelen gerilme incelenmiştir. Rotor direğinin statik gerilme analizi incelendiğinde meydana gelen kırılabileceği maksimum gerilmeler nedeniyle görülmüştür. Rotor sisteıiDnde ise kullanılan uçak sınıfı malzemenin, maksimum gerilmeye dayanıklı olduğu anlaşılmış hr. Rotor direğinin dayanımını a�itınna k için n1odifikasyon yapılarak oluşan gerilme ve deplasmanlar malzeme incelenmiştir. Modifikasyon sonucunda direğinin artmasına karşın, rotor miktarının mukavemetinin oldukça arttığı göıülmüştür.

Bilgisayar modelinde ve çalışma şartlannın simüle euilnı.esinde yapılan değişikliklerin çok hızlı bir şekilde modele yansıtılabilmesi ve sonuçlara kısa sürede ulaşılabiln1e imkanı sunduğundan CAD/CAM/CAE yazılımlarının, hem mevcut bir sistemin incelenmesinde hem de yeni bir sistemin geliştirilmesinde tasarımdan hatta çalışma kadar iınalata, simülasyonlarına kul1anılmas1nın sağladığı esneklik hız ve kesinlik ortaya çalışılımştJı-. kısa sürede konulmaya Sonuçlara ulaşılabilme imkam, sistemin maksimum verim elde ed i lecek şekilde optimizasyonu, araştırma geliştirme

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt,

Düzenli Depolanıa Ç.Kan, B.Şcngöriir

3.Sayı (Eylül 2002)

••

•

DUZENLI DEPOLAMA

Çetin KAN , Bülent ŞENGÖRÜR ••

Ozet

Düzenli

depolama

uygulanacak

bölgedeki

mevcut alan ve hacmi en etkin şekilde kullanmak için katı atıkların depolama alanına yerleştirilmesi ile ilgili

çeşitli yöntemler mevcuttur. Bu yöntemler depolama alanındaki topoğrafya koşulları (eğim, tümsek veya çukurla ..·ın mevcudiyeti) zemin özellikleri, civardaki malzeme

(çöpün

toprak)

üzerini

için

karakteristiği,

kullanılan ocaklardaki

kapasitesi,

ocaklarının

.-:::alzemenin

örtrnek

ocakların

depolama

alanına olan me§afeleri, depolamada kullanılabilecek ekipn1anlar

özellikler�.ne

depo

göre

sahasının

farklılık

seçilen

gösterir.

işletme

farklı

yöntemler içinde sık uygulananları aşağıdaki gibidir: i.

Alan

yöntemi�

ü. Hendek yöntemi, iii. Çukur

yöntemi Anahtar Kelimeler: Düzenli depolama, evsel atık, toksit

çöp. Abstract- There are several methods that are related

to storing solid garbages in storing are due to using existing areas where regular storing is being applied on in a most effective way. These methods vary due to topography condition (existing of slopes, holes or smail

mo un ds),

ground

properties,

environment

material (soil used to cover garbages), capacity of

gelişmesine rağmen, pratik ve ekonomik metod olarak daha uzun yıllar kullanılacak gibi görüln1ektedir. Çevre ve insan sağlığını tehdit eden düzensiz depolama alanları halk tarafından eleştirilmektedir. Eleştirilerin artmasına rağmen uygun ve doğru standartların oluştuıulmaması; bazen kötü idarecilikten, bazen de düzenli depolama uygulamalarında gerekli olan prensipler hakkında yeterli bilgi ve anlayış eksikliğinden) genelde ise bu sistemlerin maliyeti getireceği karşılamaktaki isteksizlikten kaynaklanmaktadır. Düzenli depolama metodu; katı atıkların çevreye zarar vermeyecek ve insan sağlığım riske sokmayacak şekilde araziye döküldükten soma sıkıştuılıp üzerinin en az 15 normal olarak 40·-1 00 cm. kalınhkta bir toprak tabakası ile örtülmesidir. Düzenli depolamanın en önemli özellikleri; -Katı atıkların çevreye kötü koku yayınaması -Katı atıklann rüzgarla çevreye yayılıp çevreyı kirletmemesi Düzenli depolama şu anda şehirlerin büyük çoğunluğu için en ucuz beıiaraf etme yöntemidir. Düzenli depolama, katı atıklann boşaltılmasında uygun ve yeterli bir metod olmasımn yanında, terk e dil mi ş enkaz halindeki arazilerin ıslahına olumlu katkıda bulunarak, buraların yeni peyzaj oluşumlan için kullanılmalarını sağlamaktadır.

furnaces, characteristics of material, distance between furnaces and storing area, tools that will be used in storing and ınanaging

properties of storing

Katı atildar hangi tip işleme tabi tutulur sa turulsunlar, işlemden geçirilmiş materyaller ve artıklar son boşaltun yeri olarak araziye yani düzenli depolama alanına ihtiyaç göstermektedir.

area.

Frequently used nıethods among tbese methods are as follows: i. Area M ethod, ii. Ditch Method, iii. Hole 1\tlethod Keywords

Regular

storing,

home

churn,

Düzenli depolamada amaç, yeraltı sulannı ve kaynaklarını kirletmemek; koku, duman sinek gibi çevreye zararlı faktörleri ortadan kaldırmak, çöp dökümünü kontrol altına almak ve oluşacak çöp gazını bertaraf etmektir.

toxic

garbage

GİRİŞ

II. DÜZENLİ DEPOLAMA İÇİNDEKi OLAYLAR

Çoğu endüstriyel atıklar, moloz ve yılantı atıkları gibi katı atıkların yok etme metodları olarak sadece araziye boşaltınu uygun olmaktadır. Evsel kaynaklı atıklarda hiç bir ön antım yapılınadan araziye boşaltıla bilmektedir. Bugün hala uygun olup olmadığına bakılınadın katı atıkların büyük bir kısmı bu yöntemle uzaklaştınlmak-· tadır. Bu yöntem; katı atıklarla ilgili teknolojilerin

Düzenli depolamada çöp içinde aşağıdaki olaylar oluşarak, zararsız hale çöpler zamanla ayrışıp gelmektedir. -Eskin1e, aynşma -Parçalanına -Çözünme

Ç. Kan, Ata":ürk Bulvan Akkoç Iş han ı Kat:J Adapazan •

Şengöıiir,

•

SAÜ. Müh. Fak. Çevre Müh. Esentepe, SAKARYA

SAV Fen Bilimleri

Düı.enli Depolama Ç.Kan, B.$engörür

Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, J.Say1 (Eylül 2002)

Eskiıne ile ayrışma, parçalaıınıa

11.1 Es kime, Ayrışma:

ve çözünme olayları

sonucu da bazı gazlar depodan ayrılmakta ve sız1nt1 suları Biyokimyasal

sonucu

işlemler

eskime

ile

karmaşık

yer

değiştirmektedir.

katı

nedenle

iyice

atıklar

organik maddeler, kademe kademe daha basit bileşenlere

sıkıştırıl mı ş olsa ve üzerieri toprakla örtülmüş bulunsa da

dönüşmektedir. Ayrışma olayı önceleri aerobik, sonra

düzen depolamada ohlrma ve çökmel er olınaktadır.

fakültatif ve daha sonra ise anaerobiktir. Yavaş yanma olayı

oluşmaktadır.

Katı

atıklar

i ç inde

saprofıt,

III.

zimojen, patojen bakterilerinin faaliyeti söz konusudur. Başlıca Patojenler,

saprofıtler

Patojenterin

taraf1ndan

imha

DÜZENLİ DEP OLAMA METODLARI

düzenli depolama metodları, hendek ve alan

metodlarıdır.

edilmektedir.

Diğer

metodlar

bunlardan

türemektedir.

toprağa

Uygulamada hendek ve alan metodlarının çeşitli halleri

göınüldüklerinde hızla öln1ektedir. Yap ı lan araştırn1alara

kullanılmaktadır. Hendek ve alan nıetodlan arasındaki

g ö re düzenli depolamada patojen bakterilerin çoğın1lukla

farklar şu n lar dır;

spor

sporlulan

hariç

tiplerden

üretmeyen

diğerleri

olduğu

bel i rlenmiş tir.

Depola mada iki hafta soma sıcaklık 25°C yi aşabilrnekte,

-Hendek metodunda çöpleri iki yandan hapseden toprak

'5-37°C e çtkabilmektedir. Sıcaklık artımı oksijen ile

duvarlar bulunnıaktadır. Alan ınetodunda bu duvarlar

ilgili olup, çöpün dozerle sıkıştırılıp, üzerinin kül ile

yoktur.

kapatılması halinde sıcaklık artışının durduğu ve depo

-Hendek

gerektirirken

.,;ınin anaerobik hale geldiği, çöpün üzerinin kum- çakı l gö rülmektedir.

Başlangıçta

aerobik

)

önceden

a]an

yapılmış

metodunda

ön

bir

kazıyı

kazıya

ihtiyaç

bulunman1aktadır.

gibi danesel malzeme ile kapatılması halinde sıcaklığın arttığı

metodu

sonra

fakültatif. jaba sornaları sadece anaerobik bakteriler katı

Toprağın

atıkların

salgıladıklan

sahadan dışarıya çıkarılması, örtü toprağırun eldesi gibi

enzirnlerle kararlı uilcşikleri ayrıştırmaktadır. �A..yrışma

konutarda değişiklikler içeren ve bu iki metoddan çıkmış

bütün evsel katı atıklarda farklı olmaktadır.

başka metodlarla bulunmaktadır.

-Proteinler, başlıca bileşenlerinden lösinler; C02, H20 ve

111.1 Hendel< Metodu

içinde

faaliyette

NH3'e iııdirgenmektedirler.

bulunarak

Glikozlar da

ç alışma sahasına dışarıdan

lösinler gibi

30-150

getirilmesi veya

aynşmaktadırlar. Kükürtlü bileşenler ise H2S veya H2S04

Bu yöntemde uz unluğu

e veya S ve H20 ya indirgenmektedir.

genişliği 5-7.5 m. olan hendekler kazıln1aktadır. Çıkarılan

derinliği 2 m. ve

toprak daha sonra ö rtü n1alzemesi olarak kullamlmak -l(arbonhidratlar, ilk kadernede dekstrin ve glikoza, sonra

üzere saklanmaktadır.

asctik aside, neticede C02 ve I-120 ya dönüşmektedir.

kenarından, hendeğin doldurulmuş kısmının tepesinden

Kamyonlar

çöpü; hendeğin bir

veya hendeğin içinde n fakat çöplerin sıkıştınldığı uçtaki -

Ya ğlar önce yağ asitlerine parçalanınakta ve H2 gazı ,

çalışma

biraz

bölgesinden

oluşmaktadır. Oliserine parçalananlar önce asetik aside,

boşaltn1aktadır.

daha soıua C02 ve metana dönüşmektedir.

uygul ama s ında ,

uzakta

Hendek hendek

bütün

olacak

şekilde

metodunun

genel

uzunluğu

boyunca

kazıln1an1akta, sadece 1 haftalık çöpe yetecek uzunlukta -Selülozdan oluşan maddeler su, C02, H2, H2S ve CH4

kazılmaktadır.

gibi gazlar ve bazı kinıyasal maddelerdir.

uçtan, kamyonların boşaltma yapacağı bir kısım boşaltn1a

Henüz

dolmamış

tamamlanmamı ş

rampası olarak kullanılınakta ve diğer uç taki çalışma

11.2 Parçalanma

rampasından

alınan

zemin,

günlük

örtü

olarak

çöp

üzerine seriln1ektedir. Bu nıetod aşırı toprak hareketini Düzenli depodaki atıklar ısı değişikliği, basınç ve diğer

ortadan

sebeplerle daha küçük boyutlara sahip olacak şekilde

kamyonların

parçalanınaktadır.

durum

ayrışmadaki

reaksiyon

ka ldırmakta,

temiz

tehlikeli

bir

olacak

işletme

şekilde

sağlamakta,

yan

boşaltma yapmalarım engellemektedir.

hızın ı aıtırmaktadır. Katı atıklar hendek içine boşalt1ldıktan soma

Il.3 Çözünme

kenardan

40-60

cm.

kalınlıkta serilmekte üzerinden 4-6 defa dozer geçiıilerek atıkların par çalanıp)

sıkışması sağlanmaktadır. Her

iş

Çöp içindeki bazı maddelerden ortaya çıkan su, asit ve

gününün sonunda o güne ait katı atıkların üzeri 15 cm.

diğer sıvılar katı atık içindeki maddeleri çözerek depo

kalınbkta toprakla örtühnektedir.

içinde

hareket

etmektedir.

olay

ayrışmayı

hızlandırmaktadır. Bu nedenle çözünmeyi arttırmak ve

Hendek nıetodu küçük işletmeler için uygundur. Hendek

getirmek için

nıetodunun kazılmayan Ye el sürülemeyen meyilli yan

sızıntı sulannı tekrar depo içine devrettiren özel sistemler

duvarları nedeniyle arazinin önemli bir kısmının israf

düzenli depodaki

atıkları zararsız hale

kullanılmaktadır. Yalnız dışarıd an su gelişine önleyecek

edildiği ileri sürtiln1ektedir. Bununla beraber atıkların

önlemleri almak gerekmektedir.

önceden belirlcnn1iş bir yüksekhkte ve genişlikte doğal

Bilimleri Enstüüsü G.Ci It, 3 .Sayı (Eylül 2002) SAU Fen

Dergisi

Düzenli Depolama Ç.Kan, B.Şcngörür

şekilde depolanınalan gün l ük örtünün miktarı üzerinde üstün bir kontrola imkan vermektedir. Alan metoduna

- , --- -r- � 1 --

kıyasla günlük örtü için gerekli toprak miktarı bu meto dla daha azdır.

Ş ekil 1 'de

� .... .... ,-,.,..-

Hendek Metoduna ait bir kesit

,.. ...

....

göıülmektedir.

-�

_.,.-....,..-

.....-·-

t .,..

_.,J.-·

-- '"1""""

_ _ _

._._,,_.. �·

...J.-

...

...:.,.,,# \. . ..,

.. -·""_..,..,

., - __,

.....____

.. • .

_.,.....,

,. ... __ _ _

Şekil Aşağıda

Şekil

Hendek Metoduna

2 : Alan Metodunda Depolama Düzeni

çeşitli

-···-

... ,.. __ _ _ ...

....

� --. --�� -7 ,:::==--=-:: ......._ -- -·-\ .': �-

,.�

- ....--·--

· --:' -ç

-- ·

, ./4

�

•

vrn ;:" ·--

,...

:ı<: rıde

· ....

�ı :J

•

l/ -'L

' 11

-.__ ·

u t ı a•.ı .... J. ::--- -·na

\:·:-:- ;c--

yay1lmaktadır. Bu yöntem derin dereler, vadiler gibi tabii kuyu

şe kıller

1__, . ___.... "{'"---, ;-... .... '-' t' ._

uzunlamasına ve dar ş eri tler halinde açılrmş ç uk urlara çukurlarda

, ..

_.::=:---:-� -::. . !['\ .... ... L..__' ':

Bu n1etodta çöpler aracın geliş yönüne dik İstikametti

ıçın

verilmektedir.

Alt Kesit

III.2 Alan Metodu

çöküntülerde

metodları

depolama

\..o ,,

-:: · ; .

"'-.../ .

gibi

hazır lanmış yerlerde, düz sahalarda, önceden başka yer l er için örtü toprağı olarak kullanılmak üzere toprağın alındtğı

··- · - ---· --

·-

Şekil 3 : Vadide Depolama

yerlerde uygulanmaktadır Alan metodunda incelenecek konular şunlardır: -Çöp kamyonlarının boşaltım yerleri

----...... _,..,. __... .. ... -�--;--- '' 1' )'-.,. --

-Örtü için alınacak toprağın çalışma alanına mesafesi

) ..

c ephe

.... """...

sin d e ç öp lerin düşey ve yatay olarak

boşaltma

sistemlerinin

uygun

şekilde

çöplerin sıkıştınlma,

'•

. ç:- ...ı \

\ y

örtn1e

işlemlerinde

ko l ay l ık

�

: 1

üzerieri

/ /.

�/, '-i_ ' �

doldurulmuş

o lan

toprakla

çöplerin

.'\

" · ..

Depolama _D�nız

•

!�

---

"" �,., .... � - �...,., 1 1:' r

' \ -�

,..;r· �-

�

.... .... . .__.

.. _

-·--..._

Sızdırma: Ct:phe

mesafesi müınkün olduğunca kısa olmalıdır. Örtü toprağı

önceden

,-'-\. ,

\ .

örtülmektedir. Örtü malzen1esinin çalışma yüzeyinden araçlar

;.\arı a� ı k

Çöpler boşaltıldıktan sonra hendek metodunda olduğu sı kışt rrı lm akta

·· ,

--...,-

•

dozerle

.. '

fj\\ ;-/-l ı 1 1 / 1 __L__J . \\ .� ��==�� ' . 1 .,.._.........

getiren

•

Katı,�_ttk

sağlanmaktadır.

gibi

� .

Şekil 4 : Düz Arazide

belirlenmesi halinde; çöplerin dağılmaları engellenmekte ve

. .

haps e d ilmel eri Kamyonların

// / r1AL / H. enu�,..z,(_ �)..... \

-Örtü malzemesinin taşınma güzergahı Ça lı şm a

�,.,<· · \; ,/,. #� · \ /

-Örtünün çalışma cephesine taş ınma ınetodu -

" - _ _J � � .,. . _.

Şekil

Deniz Kenarmda Depolama

üzerinden gelerek çöpü ve örtü toprağını ilave olarak sıkıştırmalıdır. Yağışlı zamanlarda böyle bir sıkıştırma tercih ed i lmeme L id i r.

Şekil

2'de Alan Metoduna ait bir

örnek verilmektedir.

-·--·---

Şekil 6: Yarnaçta

Depolama

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6 Cilt, 3.Sayı

Düzenli Depolama Ç.Kan, B.Şengörür

(Ey1ü1 2002)

IV. DUZENLI DEPOLAMA ALANINA KABUL ••

Düzenli D epolama Yönteminin Dezavantajları:

•

EDİLEN VE EDiLMEYEN ATlKLAR

-Kalabalık yöıelerde, ekonomik taşın1a ınesafesi içinde uygun yer bulmak güçtür. - Yerleşim yerlerine yakın deponi alanlan için, halkın

Bir çok endüstriyel atık tipleri evsel atıklarla birlikte

muhalefeti ile karşılaşılabilir.

depolanabilmektedir. Zehirleyici etkisi bulunan ve yanıcı

-Tamamlanmış

özellikteki

çökmeler olabileceğinden devamlı balann gereklidir.

çöpler

boşaltılmamalıdır.

düzenli

depolama

alanlarına

Çünkü yüksek oranda

toksik olan

çöpler depolama alaronda oluşacak biyolojik aktivitenin

-Sıvı

deponi

gaz

sızıntıları

alanlarında kontrol

göçük

edilmezse,

yerel

salanealı

duıurnlar ortaya çıkabilir.

yavaşlamasına veya durmasına ve su kirliliğinin artması tehlikesine neden olabilmektedir. Düzenli depolama alanlarına boşaltıln1aya uygun atıklar; KAYNAKLAR

-Evsel çöpler yada ticarethanelerin benzeri çöpleri; -Kömür külü ve cüruf;

[1]

-Madencilik işletmelerinin artıkları;

Uzaklaştırılması

-Demir ve çelik işleri cürufu;

İnşaat Fakültesi Matbaası,

-İçme suyu arıtma tesisi çamurlan ve endüstriyel proses

[3] BİLGİŞ,

Stabilite",

atıkları;

Enstitüsü..

-Suyu alınnnş arıtım ç amuru;

-Tarımsal atıklar. Bazı atıkların evsel atıklar ile birlikte depolarunalan sakıncalıdır. Düzenli depolama alanianna evsel atıklarla birlikte atılmayacak atıklar şöyle sıralanabilır; -Zararlı ve toksik olanlar: Hg, CN, Cr, vb. .-AyTışma sonucu klor ve benzeri gazlar çıkaranlar -Patlayıcı maddeler -Derişik baz ve asitler -Sodyum kloıiir gibi kolay çözünür tuzlar -Solventler

katı atıklar

-1-Iastane, klinik ve doktor muayenehanesi atıkları -Hayvan cesetleri

-I-Ier çeşit sıvılar B u atıklar düzenli depolama alanlarında ayrılmış özel zenıin

bölmelere,

geçirimsizliği

ancak

özed

iki

tedbir

kat ve

arttınlmış işlemlerle

ayrı kabul

edilebilmektedir. Sahaya boşaltılan toplam çöp miktarıyla karşıla�tırıldıklarında oranlannın az olması.

V. SONUÇ Düzenli Depolama Yönteminin Avantaj ları:

-Uygun arazi bulunduğu takdirde ekonomik yöntemdir -Ön ya tırımı nisbeten en az olan yöntemdir -Nihai imha ınetodudur. Her türlü çöp için uygulanabilir -Esnek bir metod tur. Katı atık miktarına göre kapasite

k o laylıkla arttırılabilir. -Kullanılıp

kapatılan

''Katı

Zararsız

Atıkların

Hale

Toplanması,

Getirilmesi",

İstanbul1978.

İTÜ

Teknik llniversitesi, 1995

-Eski araba lastikled;

-Yağlar ve yağlı

0.,

[2] BAŞTÜRK, A., "Katı Atık Ders Notları", Y ıldız

�ıışaat ve yıkım işleıi atıkları;

yerlere

TABASARAN,

araziden

rekreasyon

an1acıyla

istifade edilebilir (park, yeşil alan, spor tesisleri vb.)

0.,

Yüksek

1994.

"Katı

Atık

Lisans

Depolama

T'ezi,

İTÜ

Alanlarında

Fen

Bilimleri

Süt Endüstrisi Atrk Solarının CaCOJ'Iı Bileşikleri c Anttıması

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

D.Özel,

6.Cilt, 3.Sayı (EylUl 2002)

M.S.Aiosman

SÜT ENDÜSTRİSİ ATlK St;LARININ CaC03'LI BİLEŞİKLERLE ARITILMASI Dilek ÖZEL, Mirali S. Al.JOSMAN ••

Doğada varo lan atıkların antılması için kullanılan metodlar ve kimyasal reaktifler be1lidir. Ancak, mevcut teknoloji ve daha az kimyasal reaktifın kullamlması ile atıklann antılması aktüel problemlerdendir.

Ozet - Dünya üzerinde insan varoldukça başka bir yaşam

deyişle

varoldukça

atıklar

olacak

atıkların antılması da yoğun bir şekilde gündemi meşgul edecektir. .du

araştırmadaki

yararlanarak, duymadan kabuğu

farklı

sadece,

amaç,

mevcut

kimyasal evsel

bir

reaktiflere atık

Atıklann arıtılması için kullanılan metodlar ve kimyasal reaktifler ekonomik bir külfet o]arak karşımıza çıktığında daha ekonomik olan yeni metodların ve reaktiflerin araştırılınası zorunlu hale gelmektedir. Bu durumda öyle iki atık maddeyi biraraya getirmeliyiz ki başka hiçbir kimyasal reaktife ihtiyaç duymadan hem bu atıkları arıtabilmeli hem de çevreye zararlı yeni bir maddenin oluşumunu engelleyebilmeliyiz.

teknolojiden olan

ihtiyaç yumurta

e endüstriyel bir atık olan süt endilstrisi atık

suyunu bir araya getirerek bu atık suyu arıtmak ve ortaya çıkan yen� maddeyi yem ve gübre olarak kullanarak hem çevre açısından hem de ekonomik açıdan bir yarar sağlamaktır. Anahtar Kelimeler - Süt Endüstrisi, atık su arıtımı,

Çevreyi, özellikle alıcı su ortamlarını kirleten ve ülkemizde de önem arzeden endüstrilerden bir tanesi de süt endüstrisidir. Gerek devlet sektöıünde, gerekse özel sektörde süt işleyen işletmelerin sayısı oldukça faz]adır.

yumurta kabuğu, atık değerlendirmesi.

Abstract

While the human being exists , in other

words life exists wastes will exist refining these wastes will intensiveJy occupy the agenda.

Süt endüstrisi atık suları, uygulanan teknolojiye, üretilen maddelerin çeşitliliğine ve presesierin temizlenmesinde kullamlan kimyasal maddelerin yapısına göre miktar ve bileşen yönünden değişkenlik gösterir.

The objective of this study is refıning wastewater of milk industry by combining it with egg shell which is a household waste , using prevent technology without resorting different chemical reactives and obtaining

Süt endüstrisi atık sulan yüksek kirlilik yüküne sahiptir. Bu atık sulann arıtılarak, eğer alıcı ortama deşarj ediliyorsa kirletici parametrelerinin konsantrasyonlannın aşağıdaki tabloda verilen 1988 tarih ve 19919 sayılı resmi gazetede yay1nlanan Su Kirliliği ve Kontrolü değerlere Yönetmeliği 'ndeki indirgenmesi gerekmektedir.

both environmental and economical benefıts by using resultant substance as fodder and fertilizer. Key words-Milk industry , refining wastewater, egg shell , recycling wastes .

I. GIRIŞ •

•

Süt endüstrisinde kullanılan birim süt miktarına karşılık oluşan atık su miktarı için kesin bir değer vermek mümkün değildir. Ortalaına olarak, kullanılan süt miktanna karşılık oluşan atık su miktarı, birden fazla ürün üreten tesislerde 3-8 ton atıksul ton işlenen süt olarak verilebilir.

Günümüz dünyasında hızlı nüfus artışı ve yaşam düzeyinin yükselmesi ile birlikte, endüstriyel tesisler öylesine artmıştır ki bu tesislerden kaynaklanan atıklar doğanın stabilizasyonunu bozar duıuma gelmiş ve canlı yaşamını tehdit eder boyutlara ulaşmıştır.

D.Özel, M.S.Aiosman;SAÜ,MühendisJik Fakü1tesi, Çevre Mühendisliği Böiümü, Esentepe Karnpusü, Sa!<arya.

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Siit Endüstrisi Atık Sulannın CaCOJ,h Bile�iklerle Arıt1lması D.Özel, M.S.Alosman

6.C, 1:, 3.Sayı (Eylül 2002)

II.

Tablo 1. Süt ve süt ürünleri (Alıcı ortaına deşaıj standartları)

Parametre

Birim

Kompozit Numune 24 saatlik

Kompozit N um u ne 2 saatlik

Dünya literatürün de ilk olarak yapilan bu çalışmada

evierden ve çeşitli imalathanelerden at1k olarak çıkan yun1ur ta

Biyokiınyasal mg/I

ihtiyac ı BOİ

süt

ay çöpe atılan binlerce

endüstrisi

atık

sularını

ton1uk

yunıurta kabuğunun

değerlendiriln1esinin yanında süt endüstrisi atık suları da arıtı1nuş olacaktır.

Kimyasal

Ok s ij en

kabuğilllun,

antabiiirliği incelenecektir. Ve böylece her yıl hatta her

Oksijen

•

Aı\1AÇ

160

170

mg/1

kabuğu

Yumınta

•

Ihtiyacı KOI

o/o4 7-62

içerisinde

oranında

Ca O

b ulunmaktadır.

mg/1

Yağ ve Gres

.Ankara i lin de atık olarak ç ı ka n

yan

taraftaki

tabloda

gösterilmiştir.

6-9

mg/I

miktarı

olarak

yaklaşık

yumurtcı kabuğunun

Tablo 2. Ankara ilinde tüketilen yumurta sayısı (yaklaş1k olarak)

Günlük

Aylık

Yıllık

(tane)

Yunıurta

360

Sayısı

mi lyon

30 nıi l yo n

Günümüze kadar süt endüstrisi at1k sularının arıturu için çeşitli

incelenmiş

ıltematifler

antılabilirlik

Tükeölen

çalışmaları yapılmıştır. Süt endüstrisi atık suyunun alıcı ortam standartlarına göre

antılması

genellilde

arıtma

birçok

Ankara i li nüfusu

prosesinin

birarada ku Hanılınasını gerektirir.

milyon

3.000.000

Tablo 3. Ankara ilınde atık olarak çıkan yumurta kabuğu miktarı

(yaklaşık olarak)

Süt

endüstTisinde

çoğunlukla

kullanılan

antma Günlük

Aylık

Yıllık

Kabuğu

150

Miktan

ton

1800 ton

presesinin şeması aşağıda gösterilmiştir. Yun1urta

A tıksu Girişi

ı l

Bir yumurta kabuğLnLın yaklaşık ağırlığ1 5 gr' dır.

Izgara Yağ Tutucu

III.

III.l. Materyal ve Metod

Nötralize Havuzu

Deneysel çalışmada ku l lanılan cihazlar ve ınalzerneler

Anoksik Havu z

aşağıda liste halinde verilmiştir.

Havalandırma Havuzu

111.1.1. Kullanılan Cihazlar

Çamur Çökeitme

Silindirik caın kap

Havuzu

23-

Cadas 3 O S spektrofotometre Dr. Lange

pHınetre

Çamur Çürütme

I-Iassas terazi

Havuzu

6789-

Ö ğütücü

Deşarj

Şekil

DENEYSEL ÇALIŞMALAR

KOİ test kiti

Magnetik kanştırıcı Pipet

Nunıune kabı

lll.1.2. Kullandan 1\falzemeler ı. Süt endüstrisi atık suları arıtma tesisi akış diyagramı

I-

Öğütülnıüş yumurta kabuğu

Süt Endüstrisi Atık Sularının CaC03'h BileşikJerle Antılması

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

D.Özel, M.S.Aiosman

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

sonunda atık suyun pH ve belirlendi.

111.1.3. Kullanılan Metod ve Metodun lTygulanması Süt endüs trisı atık suyundan 1 000 ml al ınar ak atık suya hiçbir

işlem

uygulanmadan

önce

parametrelerine b akıldı. Daha soma atık suya

KOİ

tabi

pH: 1,53

devir/dk

KOİ:

olmak üzere 1 O dk karıştınldı ve 5 dk bekletildi. Bu süre

9295

Tablo 4. Atıksuya eklenen yumurta kabuğu miktanna göre KOi değişımi

•

Eklenen Yumurta Kabuğu Miktarı (gr)

KOI Değişimi

o ı 3

9295 6625

6425

5775

5950

Tablo 5. Atıksuya eklenen yumurta kabuğu mıktarına göre KOi verimi

•

Eklenen Yumurta Kabuğu Miktarı (gr)

KOI Verimi

28 7

35,9

30,5

37,8

Tablo 6. Atıksuya eklenen yumurta kabuğu miktarına göre pH değişimi

Eklenen Yumurta Kabuğu Miktarı (gr)

pH Değişimi

1,53

ı 3

7,46

7,53

7,60

7,20

parametreleri tekrar

tutulmadan

parametrelerin değerleri;

belirli miktarlarda öğütülmüş

yumurta kabuğu eklenerek karıştırıcıda 30

işleme

Hiçbir

KOi

önce

okunan

Süt Endüstrisi Atık Sularının CaC03'lı Bileşiklerle Antılması

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

D.Özel,

6.CiiL, 3.Sayı (Eylül 2002)

M.S.Aiosman

•

1(01 9295

6625 ...... ···· ····· 645 5 ....-

: ...•. . • . . .

• • • • •.

• • •

5 9 5 o ..,._ 5 7 7 5 -11-

•

• •

...

...... . . ..

-:·

•

. . . 1 • • • •• • ••• • • • • • • • • • • •

• •

•

-:·

•

• • • • • • •• • •

• •• • • • • • ••••• • • • • •1 • • • •••

•

�

• • • • • • • • • • • •• • • • • • 1 1 • • • • • • • . ... . . . . . . ..... . . . .. . .. . . •

•

• •

•

Yumurta kabuğu miktarı (gr)

•

KOi değerleri.

Şekil 2. Atıksuya eklenen yumurta kabuğu miktanna göre

% Veriın

37,8 .. 3 5 9 -1-• , -

.... . . . .. .. . . . . . . . . . . 1 • • • • 1 • • 1 • • • • • • •••• • • • •

• • • • • • ••••• • • • • •••••••• • • • • • • • • • • ••••••••• • • • • • • • • • • • • • •

!,•M_.

1 • • • • • 1 8 1 • • • • • •11 • 1 • • • • •• 1111 • • • 1 • • • • • •

• • • • • • •

•

28,7 ......

• • • • • •• • • • •

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

1 Şckit 3.

•

/\ tıksuya eklenen yumurta kabuğu miktarına göre

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

1 •

•

• •

3 elde edilen

5 verım

Yumurta kabuğu miktarı (gr)

Süt Endüstrisi Atık Sularının CaCOJ 'lı Bileşikleri e Arıtti ması

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

D.Özel,

6.Cilt, 3.Sayt (EyJOI 2002)

:\1.S.AJosma n

.� ...

• • • • • • ••••••• _ 1 ••••••••••••• 1 •••••••••• ••••••••••••••••••••••• ••••••••• •••••••••••••••••••

7.5 3 ....... . . ...................................... 7 46 7.20 -+-······· ··· 7-+. .

•

1 ••••••••• •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• •

•

• • • • • • •

5 .....

•

• • •

• • • • • • • •

•

• • • • •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

elde edilen pH değerleri.

ml,de sabit tutulmuştur.

uygun sonuçlar 45 ml süt endüstrisi atık suyu ile 7gr yumurta kabuğa kanştırıldığında elde edilmiştir. Bu konu ile ilgili çalışınalar halen devam etmektedir.

KAYNAKLAR " Süt ve süt ürünleri endüstrisi atık

antılabilirliği üzerine bir çalışma".

Yüksek

lisans tezi.SAÜ, Fen Bil. Enst., Haziran-1997.

•

• •

•

Bu çalışmada fiziksel yöntemle arıtma yapılmıştır. En

sularım n

•

IV. SONUÇ

•

Şekil4. Atık suya eklenen yumurta kabuğu miktarına göre

[ 1] Şenol E.

•

Yapılan deneylerde atık su miktarı 45

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

• •

•

1 ......

•

• •

•

1,53

•

• •

• • •

•

2 .......

•

• •

•

• •

3 .....

•

• •

4-+-

•

• •

•

• • • •

• •

•

Yumurta kabuğu miktan

(gr)

SAU Fen Bilimleri Enstıtüsü Dergisi

Kaynağın İki Boyuttaki Transiyen Termal Elasto-Plastik Simulasyonu

6.Cilt, 3.Sayt (Eylül 2002)

E.Nart

KAYNAGIN İKİ BOYUTTAKİ TRANSiYEN TERMAL ELASTO•

•

PLASTIK SIMUL�ı\.SYONU

Ergün NART Özet

sonucunda sonlu

çalışmada

yapıda

eleınanlar

kaynak

kalan

artık

nıetodunun

yapımı

gerilmeler,

kullanımı

DAGilJMININ BULUNMASI

II. ISI

Kaynak iş l emi

ile

iki

hesaplanmıstır. İlk aşamada ıs1 dağılımınin

zamana göre değişimi bulunmuş ve bu ısı

aşanı.ada

yapılabilir.

bölgedeki ısı dağı l ı m ı

dfğılınu sonucu oluşan gerilmeler elastik ve

------

Kaynak simülasyonu,

Sonlu elemanlar metodu, Artık gerilmeler

At ract

In this research,

stresses resulted from welding process are calculated bi using finite element method.

First, the temperature distribution changing

with respect the

to time is determined.

residual

stresses

temperature

resulted

distribution

are

Then

Welding

!.Giriş

m e ta l in birleştirıne işl en1i endüstride çok sık ku llanilan bir yönt emd i r bir bölgeye yüksek miktarda ıst Kısıni uygulandığı ve bağlay1cı metalin erimiş bir duıumda kaynak yerine ulaştığı için, bölgede sağuma soruasi ol uşan gerilmeler, yapıda kalıcı şekil değişikliklerine yol açmak.iadir. İçeriği nikel esaslı süper austenitik paslanmaz çelikler, demiı esaslı sıradan çelikiere göre ısı genleşme katsayıs ı daha büyük olduğu için, bu kalıcı iki

IpcN.N ' ) dxdy

deformasyon

olmaktadır.

tip

çeliklerde

daha

n,,

uzun

arastırrna

(2)

' L_; N. T i=l

ar aı

forn1una

fazla

(3)

getirilir (9]. Denklem 3 ise .

CT+ KT==F

çe lik ınalzernelerin gemi

zamandır

ı 0,12

aN. aN. aN aN + f ik ik ox ay ay ôx

edüstrisinde kullamlımı yüksek teknolojiye sahip ülkelerde

Q + Quı1 = p(T',t)C(T,t)

ôT

olduğu varsayılır.Yukardaki deklernde N; s ekil fonsiyonlarını, Tl sı caklı ğı tenısil etn1ektedir. Galerkin n1etodunu ve 2 numaralı dekleıni kullanarak, diferensiyel deklem

Finite

Element Method, Residual Stresses

Kaynakla

(1)

evaluated

Simulation,

aşan1ada

hesapları için temel ifade:

+------

this

according to the elastic-plastic formulations.

KeyJvords

hesabı

olup zamana bağl ı ısı dağılınunı he saplama ya yarar [5]. Sonlu elen1enlar metodunda, her e le ment için sıcaklik, yaklaşık olarak, sekil fonksiy onla nnin lineer kombinasyonu seklinde

residual

the

Birinci

o(k(T,t)ôT/8x) fJ(k(T,t)oT1 ()y)

plastik formülasyona göre hesaplanmıştir.

Anahtar Keliıneler

ge rİlıne le r in

sonucu oluşan

(4)

ifade edilebilir. Özelliklerin zaman ve sı cak lık ile değiştiği ni göz önüne alı r sak

şeklinde de

konusu

dayanıklı o lmas ı ve ma nye tik özelliği bul unnıaması gibi özellikleri yüzünden, bu çelikler, gemilerin masraflarını azaltmakta ve deniz bakı m karşı ma yınlarına askeri alanda korun1a olmaktadır. Paslanmaya karşı

deklem 4

C(T,t)T+ K(T,t)T

F(T,t)

(5)

fornıunda yaz1labilir. Genelleştirilmiş orta nokta

sağlamaktadır.

metodunun

kullarunu ile denklem 5

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayt

!<aynağın

(Eylül 2002)

C (T,ı+a ,tn+a) ]"' n

... a

(�+a 'tn+a )J',+a = F(I:+a 'fn�a)

halini alır. Burada

temsil etmekte ve O< a

TTrTa ·

= (1

T u.J..a ::: ın+a

Tn+l -Tn 11t

1 'de göıiildüğü gibi, kaynak yapılacak parça simetri olanağından yararlanılarak � 'i

(7)

sonlu elemanlar analizinde kullanılacaktır.

== tn + a!lt. O 32306rn

_ _.__ __ _ �,

O ile

i'asında değiştirerek değişik metodlar elde

-İleri Euler.

_!_

-Orta nokta kuralı veya Cratık Nicolson.

2 = -

a =1

0.35242

Şekil 1 . Kaynak parçası

�-

eden tn 'e )

anlamlan na gelmektedir.

� zaman özdeğeri

[c]� özgülısı matrisi

edilir. Örneğin;

Simulasyonu E.l\art

Şekil

denklemi elde edilir. a değişgenin değerini ...

Elasto-Piastik

{6.T} � bir önceki çözüm ( tn- 1 [K] ---> kondüksiyon n1atrisi

arası değişmektedir.

7. denklemi 6. denklen1 içine yerleştirirsek

(6)

)J: + a ı:,�P

Boyuttaki Transiyen Tennal

dır. Fonnülde;

"n" inci zaman adımını

�1

tki

...

Isıl sınır şartları ise

-Galerkin.

r=10 W/m'2c .·

-Geri Eu1er.

metodlannı verir

[6,7].

. ı-=ıOW/1l2c

Şek ı ı 2.J sıl s ın n şartları

Bütün bu yukardaki yöntemler: birinci ileri Euler yöntemi hariç, dolaylıdır. Çözüm için matris tersi alma işleminin yapilması zorunludur.

Yanın

şeklindedir.

Lineer olmayan bu problemde yakınsama kı·iteri

daire

şeklindeki

metalinin bö lgesine ise Goldak modeline göre bir ısı ürete ci uygulanır (Şekil 3 ).

(9)

olarak

tanımlanır.

Aşağıdaki

göıülebileceği gibi zaman aralıkları

fom1ülden Atcr

den

küçük oln1alıdır. flt < tJ.tcr

(1- 2a)A-

---

; ;;

;

•.

denklemde

;

;...

(10)

'·

{ �T} T [K]T { �T} { � T} T [C] { L\ T}

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

kaynak

Şekil

(ll)

Goldak ısı üretici modeli

[14]

SAU Fen Bi li m leri Enstitüsü Dergisi

K.aynağın İki

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

arkasında

Isı genleşme katsayısı

15.5 1 5.7 16 1 6.4 1 6.7 1 7 .ı 1 7.6 19.6 19.9 20.1 20.4

�

600 700 800 1200 1250 1 300 1320

austenitik

yapıya

önü

deklem sisternil

frontal veya iterative çözücü ile çözülür. Frontal

çözücü kullamlan bilgisayar sisteminin düşük

Gaussiyen

nıiktarda

belleğe

sahip

o lması

durumunda

bir dağılım gösterir ve

kullanılır. İteratif çöZÜcü ise yüksek ıniktarda

uygulanacak ısı akısıru

bellek bulunn1ası durun1unda seçilir.

1 5.3

soo

sonucunda oluşturulan lineer

veren formül;

� ı o-6rc) 8.5

iki

kaynak

elektrodunun

katsayısı

20 100 200 300 400

göre;

ellipsoid

Lineer ısı genlesme

Elasto-Plastik Sinıulasyonu

E Nart

Modele

Sıcaklık

Boyuttaki Transiyen Tennal

şeklindedir. Hesaplamalar sırasında

kullanılan

ınalzen1e nikel tabanlı adlı

AL-6XN austenitik zamana

süper

çelik olup,

i!gi noktasına yaklaşırkenki s1cakl ı k dağ1lın1ı t=O. O 1 sn.

Şekil4. Kaynak clektrodunun

gore değişen

1 'de

özellikleri Tablo gösterilmiştir.

Diğer

taraftan çelik nıalzeme sahip

olduğu

ıçın

faz

dönüşümlerinin etkisi ihmal edilmiştir. Deneysel katsayılar ise a

b= c1

0.00635 m 0.003 1 7 m

0.005 m 0.0 1 ın

rı = 0.85 V== 35 Volt

Şekll

I== 120Amp

yaklaşırkenid sıcakhk dağıltml t=O.S sn.

V== 0.004 �

Isı iletim katsayısı

olarak alınmıştır. Tablo

1 AL-6XN adlı

ınalzemenin özelliklerinin s ıca

k l ı k la değişimi

5. Kaynak clektrodunun ilgi noktasına

\VIınK

20 1 00 500 1 320

13.7 1 3.7 25 40

: '-'�tri. <l"U..:� .f}'.� ı..:. -�" \-i• ;;ı.J •.

.•

'1' _; ı_.ı.:; •••

ı;ôJ:=,. ·•i :. •

Özgül Isı

Sonlu

formülasyon u

elemanlar

J/kgK

20 500 1 200 1 320

500 600 650 665

1. n

'1.,;

. . •

( Cp)

6. Kaynak elektrodunun ilgi noktası üzerindeyken sıcaklık dağılımı t= 1.25 sn. Şekil

Kaynağm İki Boyuttaki Transiyen Termal

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 3.Sayı (Eylü 1 2002)

Elasto-Plastik Simulasyonu

E.Nart

V o E o D= V ı l-V 1-v o o 2

11····· it;)�:tm , ,r .ı c

...,. .� • F'

-� o•••·" lı.

;

, 1.. • ,

dir.

plastik

ise

şekil

(15)

değistirmeyi

temsil

etmektedir. Artımsal olarak ifade

Şekil 7. Kaynak elektrodunun ilgi noktasına uzaklaşırkeki sıcaklık dağılım1 t=3 .5 sn.

1400

800 �oo V 400 200 O

SlCAKLlK OAGIUMI

.. . ·�

ı'1ı ı. ıl......... ;� . . .. . . .

i o

�: J,

1� , -

' 1

1 1

<X•

... ······

iı

_ _

\ . '

•••

·•· ı ·

•

.•.

�

... · · ······

o ı

.. .

;

•••

.........

0 0

:•

(17)

�

: :

•

ı ı

•

• ı

Yukarıdaki ifadede

•

• •

•

• •

•••

•

;

� .. !

__..ı._

...

.•

....

}

··-·· ···

•

l..AklAN (SN)

·· ·-·

•

adlandınlır. 8 ise akma sınırı yüz e yin in

cr0

akn1a sı mn

yüzeyinin ölçüsünü veren bir değişgendir.

Diğer yandan,

akma sının yüzeyinin

sıcaklığın ve birilcmiş plastik şekil

l___ ....

F akma sırurı fonksiyonu

yerdeğiştirme mikarını vedr.

: ·- ·

•

___.__

olarak

,...,.

•

_..,! ____ : ......... ; ... .. ......... !

•••

_......_

•

·····-···

�

•····�·••••••••••••• ·••••·•

-. -.

ölçüsü,

değiştinne

miktannın bir fonksiyonu gibj ele alınabilir.

Şekil 8. x=0.032 y=0.0069 kordinatlarındaki

(18)

zamana bağlı sıcaklık değişimi.

Genel olarak,

III. ISIL-ELASTO-PLASTIK FORMÜLASYON Elasto-plastik

şekil

�

•··•••

plastik

: : : • ;. ..... ..... : ............. ! ..... . ' : : : : :

•

_ı__

Artırnsal

······· · ·· · · · · · · - · · · .. · ·········· ·

.. .

•

...

•

... .. . . :"' :

,... . . ..

•

. . ..

yazılabilir.

değiştirn1e aşağıdaki gıbi türetilebilinir (3].

• .

�

: : . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. .

•

······

..,....

•

··········

•

'! t .

••••

;

•

;

. . ..

L�.....-

. . . . . . . ..

· ···· ······-"•

•

�

•

... .

. .. .

...........

! :

: . . ;. .

• ····

ı .

•

... . . . .

-·

: : ::

�

1 j

•

(16)

formunda

··--,.---.---,-----r--r-�

1200 1 000

{dcr} [D] ( {de } - adT- {T- T0 } da- deP ) [ dD ) { Ee}

formulasyonda

birim

ölçüsü

akma noktası yüzeyinin konumu,

malzemedeki

deformasyon süreci ile değişir.

şekli, plastik

Bu fiziksel olaya

şekil değiştirme tokluğu denir.

şekil

•

Isotropik

değistirme ve gerilme aras1ndaki ilişki;

toktaşma

yüzeyinin

durumunda: hiç

konumunda

akma

bir

sımrı

değişiklik

olmaksızın, yüzeyin miktarında bir artma olduğu kabul edilir

(Şekil 9). Kinematik toklaşmada ise, miktarı sabit kalmak sureti ile, akma sın1rı yüzeyinin konumu değişir (Şekil 10). Bauschinger etkisine bağlı olarak,

şeklindedir. Burada foımülde düzlemsel birim şekil değiştirmeye göre;

E( l-v) V D= (1 + v)( 1 - 2v) L-v o

1- V 1

malzemelerin tekrarlı yüklenmesi durumunda bu

o o

iki teoıinin bir konbinasyonunun kullanılması en iyisi yöntemdir.

(14)

F (o-, e, u o)

1 -2v 2(1-v)

1 ca

a- o

c Ep n ,

< ı9)

O oln1ası durumunda malzernede gerilme,

akma noktasıni geçer ve plastik deformasyon

dir.

meydana gelir. dF <

Düzlemsel geriJme problemlerinde ise;

O olması

geri yükleme olur. dF oluşur.

durumu ise elastik

O halinde nötr yükleme

Kaynağın İki Boyuttaki Transiyen Tennal

SAC Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Elasto-Plastik Si muJasyonu

6.Cil� 3.Sayı (Eylül 2002)

E.Nart

Baslangictaki akma siniri yuzeyi .

(af! aa•f ({dcr}- 2: dEP {n}(1- 1:,)) - ( ocr0 1 3EP )dEP -( a 1 oT) dT� O elF=

----

cr0

Yukleme

denklen1i elde kriterine göre;

.... cr

Su anki akma sıniri yuzeyi

edilir.

Von

Mises

akma

f = }2' = _!_2 CT�.1) o-�.

formülde J 2 i kinc i devia torik invariyant ve şu ı

andaki

Su anki akma siniri yuzeyi

akma sın ın

Yukleme

sının

(24)

Şekil9. isotrepik toklaşma hali

(23)

da yan1ı11ı

= fo+ �1-IE; (J" o

(25) (26)

yı 1 3

.... o

dır. Akma sınırı yüzeyine normal olan vertör; Baslangıctaki akma siniri yuzeyi

(27) Şekil 1 O.Kin�matik toklaşma hali.

gelmeden önce F = O ve dF ==O

Akma sınırına

halindedir.

dır.

( ocr

(

ôf 100 •

)

1 oEP dE

forn1ülde

şekil değiştirme

{de}

9)-

dir.

Of) dT

ile

En genel halde a'mrt *

plastik

birim

aynı yöndedir.

(29)

toklaşma

olarak y a z ı l ı r.

(21)

dEP {n} ( l - Ç)

bir katsayı ve C=

İ sotr ep ik

(28)

Prager 'e göre akma

y erdeğ iştirmesi

artıını

(20)

{ d�p} (ı-�)

ıH

formüldeki Ç

8cr 0 1

= (o-- B)

sının yüzey iniıı

[ 17].

f d( -(

2H 13

durumunda

abi t

kinematik toklaşma durumunda ise Ç ==O

Ç,

Artın1sal teoride,

sımrlar içinde tanı lanan bir potansiyel fonksiyon; aknıa sınırı fonksiyonu olarak adlandınlır. Plastik birim şekil değiştirme artımı akma sınırı yüzeyine normaldir ve

tir

plastik

dır. H

değişgeni

deP

{artaa·} =

değiştiıme artımı;

temsil etmektedir. 21 numaralı denklem, 20 numaralı denklemde yer in e yerleştiıilir ise;

{af;acr•}j

dEe

(30)

J3/2 {n} dE�= dEP {n}

olarak elde e dilir.

olarak tanımlamr. Formülde a efektif g e ri l m eyi

ıl/2

Efektif

plastik birim şekil

SA U Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisı

Kaynağın İki Boyuttak1

Transiyen

Elas to-Plastik S imu !asyon u

6.Cilt, J.Sayı (Eylül 2002)

{dcr}

(3 ı)

[D J ( {dE} - adT- {T- T0} da) P

25 ve 26 numaralı denklemlerden

dD -

T [D){n} (dD]

(38)

(D]{n} 2/3Yf;,' (8Y 1 OT)dT s

(32)

olur. Foımülde &r0

2Y oY OT

P ==[D)-[D]{n} n}T[D] D

(33)

(aY 1 ôf) dT

dir.

türetiletek

yazılab ilir.

l/ � dT �v

(34)

vol

{n} T [D) ( {dE} - {a} dT- (T- T0) {da})

n} { +

formülden

ôY0

dT+ Ç,

a(HEP) OT

(40)

(41)

= dR

vol

[ dD] {ce}- 2/3Yf011 (OY 1 aT)dT

numaralı

•

J BT {dcr} dvol

tekrar düzenlersek plastik birim. şekil değiştirme artım miktarı aşağıdaki gibi yazılır:

(3 9)

olarak yazllır. Bu arttınsal değerler malzemelerin sıcaklığa göre variasyonunu kullanarak hesaplanır.

Denklem 34 ve 1 6' da {dcr} ifadesini yok ederek

dEp

\Ol

(35)

(42)

formülde S

{n} 1 [D] {n} + 2 1 3 H {n} (1- Ç) + 2Y

1 3fm1 �H.J2i3

(DJ {n} 2/3YÇ1 (aY1 ai)ciT

(36)

dir. Plastik deformasyon altındaki artımsal gerilme:

�

{n}T (D]({dı;} - { a} dT- (T- T0) {du}) s

dvol

( ı�� F�.pplied - F�.alculated )2-

{da} (D)({dE}- adT- { T- T0} da)+ ( dD] {Ee} _(D] { 11\)

Ternıa1

(3 7)

{n} [dO]{Ee}- 2/ 3Yf�1 (aY 1 aT)dT T

olarak bulunur. Yeniden düzenliyerek

�

r=1 N

: < To1erance

)2 �( .L.ı Fapplied - Fcalculated r=l

(43)

E.Nart

SAU Fen Bilımlerı Enstıtüsü

Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Kaynağın İki

Dergisi

Boyuttuki Transiyen Termal Elasto-Plastik

Simulasvonu

E.Nart J

IV. GERİLMELERİN İNTEGRASYONU Plastik

deformasyonlar

altında

gerilnıe

Tablo

integrasyonu, elastik olarak başlangıç bir gerilme

değerinin alınması ile başlar. Bu işlemi aknıa

noktasınj

gerilmeler

aşan

yapılması izler.

düzeltnıcnin

u ygun

için

Öyle

Malzemenin mekanik özellikleri

Kopma

Akma

bir

Sı mn

efektif

Kuı.ln1a

Noktası .

plastik birim şekil değiştirnıe v e akına noktası

Sıcaklık

gerilmesi değerlerinde arkası arkasına gelen bu

ayarlanıalar akına noktası kriterine göre hıtarlı

MPa

o;o

MPa

365

0.2-50

770

325

0.2-45

725

149

290

0.2-45

670

204

270

0.2-45

640

260

255

0.2-45

620

şekil

316

235

0.2-45

605

değiştirmeler deki düzeltmeler bütün artimiarda

371

230

0.2-45

595

eşgüdün1lü

427

230

0.2-45

585

482

220

0.2-44

580

538

215

0.2-42

560

982

0.2-42

324

1093

0.2-42

255

1200

0.2-42

206

1260

0.2-42

186

1300

0.2-42

1320

ısı

0.2-42

131

0-0

bir dengeye ulaşilana kadar devam edilir. Artımsal gerilme değerinin hesaplan1asını takiben, o anki gerilme ve ona k ar şı h k gelen von Mi ses gerilme değeri elde edilir.

Malzemenin akma sımrı gerilınesi toklaşn-ıa hesplanır.

kuralının gö� Gerilmeler şekilde

önüne

alınması

plastik ve

birim

de . .lklen1leri kullanarak tamamlamr.

:ı

Y karışık

ile

numaralı

1350

Dayarnını Noktaları Gerilmesi

('\\

---�-4� --------� Ş eki

I 1 ı. Sınır şartlan

Tablo 2. fvfalzemenin n1ekanik özellıkleri

••

Modül (GPa)

195

189

204

180

316

171

427

161

538

152

982

1093

1200

1260

1300

1320

1350

•

: ·�� .

Elastik Modül

Sıcaklık (C)

! ••

Şekil 12. Efektif gerilmeler

•

1 1

SAU Fen

Kaynağın İki Boyuttaki Transiyen Termal Elasto-Plastik S imu tasyon u

Enstitüsü Dergisi

Bilimleri

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

E.Nart

'•r."'.ı .• ,

....,

...-

·.·�-·--··

'"1

• 1 ,.

...

. .....

••"f -:::•

·•

13. Efektifgeriimeler

.... .

ı-

. � ., • -� • '•. ... • t;;T ' '•• ....:'· ...'<!-"' .. •...; ;,·

'1w.,.,, iiı!ı!t... -�-'·ti? .

-� .

r. .- • • -

': -....

•

... •

Şekil

••.

�

...-:,; •

,...

....

-;n� ::.:.p.:;.,_ı

. �. "'. lo' l.: .. ).;_,..�lt:(' · -

f ...;r-::f" !:f -�·-

Şekil

16. Efektif geri lme1er

Şekil

ı 7. Efektif gerilm eler

. ..

. . . . -•, ' . . ' . , . . .. . � .. � .... . ...... :... " : ._ -� • ı, '\p'"'' !� l .> .--' . , ..ı'"'' � . ı ... .,oj, • � •••.• • . • � " "" · . .. )"'" •..., ,_. .. ".. '. ' '' • , •ı·• ..:ı • . ,<f. . . , ',ı ..��'·.. ;;:,...L · ' " �- "..'01"'. t ı. _ ;.; • ı' . ,.. . .' ' .. ı· . ,. • �." • . � ; .ı.,f" ..,. "'."'ı. . •., . ' r.•. ... . • . t"" ..,.. . . " ·-

Şekil

�

, ,.

. ,.

14. Efektif gerilmeler

: ... ..

,-;

....

l· �..: =. :,4'f� - . '. �

. . , . ... � .1 .. , , ..... ... :... '\'•'"f''ı :+ ' : .. •• ...·..-. ,,.., .. .. . l.o . . - • ll : �·f � �· � • .

-·

_•

••

Şekil

15. Efektıf gerilmeler

.. .. . •.�,,' :.:ı.';,, . � .

;

;':

Şekil

•

. .. ••

�,

. _ ·:.--

-of

1. • •

'· ., . , •

•

• . .

•

- .

•

• . . ·.ı

:·_ , ;·

•

.. . .

.·

• •'

�- -

· .

-· • •· .--' .��- - .; •

., , \ .

•,.ı.ı;.

�'i· ·; �,. ,:;'t>·-:� • fıt;·· a��: . . ..r..., '

. :-.

:•

...

1" ·

.••

• ". j

•

•'

: •. .,

1 8. Efektif gerilmeler (son)

•

SAC

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kaynağın İki Boyuttaki Transiyen Termal Elasto-Piastik S imu \asyon u

6.Cıl�, J.Sayı (Eylül 2002)

E.Nart

[S] Modeling of engineering he at transfer Fagbri, M. Phenomena,B. Suadon, southampton, UK, ( 1 999). [6]W.J. Minkowycz, E.M.SpaıTow, G.E. Schneider, R.H. Pletcher, editors. and Handbook of Nurnerical T.J.R.Huges. Analysis of transient algorithms with particular reference to stability behaviour. Cornputational rnethod5 Science Else vi er transient analysis. for Publishers, 4:145-150, 1983. [7]W.L. Wood and R.W.Lewis. A canıparison of tinıe marching scheınes for the transient heat coduction equation. International Journal for Nuınerical Methods in Engineering, 9:679-

Şekil 11 den 17 �e kadar, efektif gerilmelerin , oluşumu gösterilınektedir. Şekil 11 den 13 'e kadar olan değişimden görülebileceği gibi elemanlar, kaynak bölgesinde kaynak elektrodunun ilgi böldesine varışına kadar pasif dunımda dır. Dolgu malzemesinin bölgeye elektrodun vannası ile ulaşması üzerine o bölgedeki elemanlar aktif hale getirilirler ve hesaplan1alarda yer almaya başlarlar. Kurruzı bölge efektif gerilmenin akına sınırı değerine ulaştığı bölgeyi gösterir. V.

SONUÇ

İki boyutlu ortamda düzlemsel birin1 şekil değiştirme formülasyonuna göre transiyent termal elasto plastik kaynak simülasyonu yapıldı. Hesaplamalarda kalıcı artık gerilmeler ve deformasyon bulundu (Şekil 19). Bu hesaplamaların yapılması için yaklaşık 20000 satırlik Fortran dilinde yazılmış program gcl.ıştirildi.

689,1975.

[8]S. Kakac, Y. Tener. Heat conduction, Hemisphere Publishing Corporation, pp. 140150 ,1985. [9]J.Bar1ow and G.A.O.Davies. Selected FE benchmarks in structural and theın1al analysis. Technica1 Report FEBSTA REV 1, NAFEI\1S, 19 86. [ 1 O]Frank P. Incropera, David P. De \Vitt, Fundamentals of Hea t and Mass Transfer pp.266-270, Jolu1 Wiley and Sons (1990). [11 ]Hernıan F. Nied, Theımal shock fracture in Thermal an edge-cracked plate, Journal of Str·esses, 6:217-229,19 83 [12]V. Pavelic, R. Tanbakuchi, O.A. Uyehara, Research and P .S. Myers: Welciing Jounıal Supplenıent, 1969, vol. 48, pp.295-305. f13]G. W. Krutz and L.J. Segerlind: �Velding Journal Research Supplenıent, 1978, vol 57, pp. 211-216. [1 4]John Goldak, Aditya Chakravaıti, Malcolm Bibby, " A New Finite Element Model for Heat Sources," :tvfetallurgical W elding Transactions B, Vol. 15B, June 1984, pp. 299305. (15]F.G. Rammerstorfer, D. F. Fischer, W. Mitter, K.J. Bathe and M. D . Snyder, "On thenno-elastjc-plastic analysis o f heat treatment process including ere ep and phase changes,, Cornputers & Structures Vol. 60 No. 1 . Pp. 131154, 1996. f16]D. P. Koistinen and R. E. Marburger, "A general equation prescribing extent of austenite martensite transfornıation in pure iron-carbon alloys and carbon steels,'� Acta Metal!. 7, pp. 5968 (1959). [17]Mark D. Snyder and K.J. Bathe, "A solution procedure for thermo-elasto-plastic and creep problems, Nuclear Engr. Des., 64, 49-80, 1981

.. e � . .... ----------�-..ı�--.ı ...._.�._

Şekil

19. Deforme olmuş Gemi hul1 kesitinde effective gerilmeler

KA�AKLAR

[1 ]Walter E. Haisler and James A. Stricklin,

HDevelopment and Evaluation of Soution for Procedures Nonlİnear Geometrically StructLttal Analysis" AIAA Journal, vol. 1O no.3, (1972), pp. 264-272. (2]Advances in Applied Mechanics, Academic Press, John W. Hutchinson and Theodore Y. \Vu. vol. 29, (1992), pp. 151-163. [3]Mendelson, Plasticity " Theory and Application", Macmillan, Ne\v York (1968). r4 ]Engineering Fracture Mechanics: Nurnerical Methods and Applications, Pineridge Press, D.R. J. Owen, A.J. Fawkes, (1982).

Kapalı Mahallerde Termal Konfor, Havalandınna

Sistemlerinde Yeni Nesil Menfezler ve Seçim Kriterleri

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt,

J.Sayı (Eylül 2002)

K.Çakır, E.Sağıı·

KAPALI MAHALLERDE TER.MAL KONFOR, HAVALAND IRMA SİSTEMLERİNDE YENİ NESİL MENFEZLER VE SEÇİM KRİTERLERİ

Kemal

Özet

ÇAKIR, Ersin SAGIR ...,

Bu nıakalede genel hatlarıyla değinilecek olan konu, t.apalı mahallerde insanların konforlu ve sağlıklı bir ortamda bulunmalarını sağlamaya yönelik çalışmalar yapan tesisat mühendisliğinin sistemlerini "::ı:ayn ederken uymak zorunda olduğu bazı standartlar ve kullanılan yeni nesil sistem eleınanları olacaktır. -

•

Havanın nemi,

•

Giydiğimiz kıyafetler,

•

Aktivitelerimiz,

olarak sıralanır. Yukanda

yazılı

bütün

birbirini

faktörler

etkiler

vücuttaki ısı dengesinin istenen memnun edici noktaya ulaşması için birbirlerine bağlı olarak ayarlanmalıdır.

Anahtar Kelimeler-Termal kon for, havalandırma,

Buna termal konfor denir. Konforu formülize edebilmek

difüzör.

amacıyla

vücudun

oluşturan

konforlu

Abstreıcı-We have mentioned about hvac engineering that it works for thermal comfort indoor places of humans and some criteria to design hvac s�rstems in this study.

zamanının

ısı kaybı

•

lik

M-W bölümünü

kapalı

mekanlarda çalışarak, dinlenerek, eğlenerek ve uyuyarak geçirir.

neden1e

kapalı

nıahallerde

iyi

bir

havalandırma ve şaıtlandırma sistemine sahip olmak çok önemlidir.Bu sadece insanların vücut sağlığı için değil, aynı

(E, W/m2)

zamanda

çalışma

performansları

içinde

çok

önemlidir.Bu noktada önemli bir problem, aynı mahal hoş

yeterli

bulurken,

diğer

bir

Isı radyasyonu,

•

Hava hızı,

-H+Ec+Cres+Eres

kaybı değeri ile elde edilir. [ 1]

(Konfor denklemi)

ısı (W/m2)

ta: hava sıcaklığı C Bu forrnüllerdeki diğer değerler aşağıdaki formüllerden hesaplanabilir. Ec=3,05.1 o-3.[ 5733-6,99(M- W -p3]+0.42.(M-W 5 8 1 5 )

kişi

C res=0, 00 14.M. (34-ta) Eres=l,72.1 o-s .M.( 5867 -Pa) Kapalı

malıallerin

insanlar

tarafından

kullanılan

bölümlerinde hava hızı 0.2 m!s' yi geçmemelidir. İnsan

Mahalde ısı dengesini etkileyen dış faktörler; •

i.iretim

Pa: Nem. Havadaki su buharı kısmi basıncı (Pa)

ll. TERMAL KONFOR

Hava sıcaklığı,

ter

W: Yapılan iş (W/m2) Cres: Solunum yoluyla ısı kaybı (W/m2)

gereğinden fazla sıcak yada soğuk hissedebilir.

•

JSJ

(Ec, W/m2) konfor denklemi

M: Metabolizma tarafından üretilen

hava şartlarmda farklı hisler algılamasıdır. Bir kişi ortam şartlarını

değedni kişinin kendisini ısı] olarak

nötr hissettiği oıtamda gerçekleşen

GIRIŞ

85'

s ıcaklı ğı

denklemi

denklemleri birleştirile bilir. [ 1]

değjştirilirse

İnsanlar

vücut

gösteren

dir. Bu fom1ülde deriden buharlaşma yoluyla gerçekleşen

diffuser I.

dengesini

Vücut için ısı dengesi foınıülü; M-W =H +E+Cres+Eres,

Keywords- ThermaJ comfort, air conditioning, •

1sı

vücudu, kendi çevresini saran ve dış artarola olan ısı alış verişini sağlayan bir h ava zırhına sahiptir. Bu ılık hava zırhı

ancak

görebilir.

çevre

Hava

h avası hareketleri

durgun

olduğunda

nedeniyle

hava

işlev

hızı

yükseldiğinde b u izolasyon tabakası yırtılır ve insan

K. Çakır, SAÜ Mühendislik

vücudu çevre sıcaklığına karşı koruınasız kalır. Bu durum

Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü,

özellikle soğutn1ada oldukça büyük rahatsızlık oluşturur.

SAKARYA

[2]

E. Sağır, SAÜ Fen Bilimleri Enstıtüsü Makme Mühendisllği Ana Bilim

Dalı, SAKARYA

SAU Fer: Biliıı:leri Enstitüsü Dergisi 6.C:ıt,

Kapalı Mahallerde Ter·mal Konfor, Havalandırma Sistemlerinde

J.Sayt (Eylül 2002)

Yeni Nesil Menfezler ve Seçim Kriterleri K.Çakır, E.Sağır

Soğutma etkisi, malıaldeki hava hızından 8 kat daha büyüktür. Örneğin.. ortamdaki hava hızı 0.5 m/s ise,

insanlar ortam sıcaklığını olduğundan 0.5x8=4 oc daha düşük hissederler.

kalıbıru.n yörüngesine,

(2) kalıbınn1 tavan veya duvarda

temas ettiği ve ayrıldığı yere,

(3) kalıbuun hava anş

mesafesine etki ederek, kalıpta ısıl kuvvetler oJuştuıurlar.

Bu etkiler, ısı] kalclımıa kuvvetlerinin, atalet kuvvetlerine

(Ar)

oranı o l arak tanımlanan b o yutsuz Archimedes

Daha önce bahsedilen faktörlerin yanında insan vücudu başka bazı problemlerden de etkilennıektedir. Bunlar;

sayısına bağlıdır. [4]

Eşsıcaklıklı hava kalıbı, besleme havasının maha1 havası ile aynı sıcaklıkta olması halidir. Şekil 1' de serbest bir

•

Düşen hava akınu,

•

Radyasyon simetrisi,

•

Farkh seviyelerdeki hava sıcaklığı farkları,

•

Duvar yüzey sıcaklıklarıdır.

hava jetinin oda içinde yayılışı gösterilmiştir. Hava bir memeden w0 ilk hızı karışır.

karışına

ile

çıkar ve çevrenin havası ile

çeşitli

problemler

bakımından

önemlidir.

Bir ofis mahallinde konfor genelde aşağıdaki şaıilar yerine

gf'tirildiğinde

sağlann1ış olur.

Jrtalama hava hızı maksimum

0.2 nı/s,

İki duvann maksimum yüzey s1caklık farkı

I O °C,

•

:ı -ı J

Tavan ve döşeme nıaksiınwn yüzey sıcaklık farkı 5 °C,

.daş

(1.8ın)

ve ayak

sıcaklık farla 3 °C,

(O.lm)

seviyesindeki maksiınum

19-26 oc arası

Dö�enıe yüzey sıcaklığı

olmalıdır. [3]

ııe--- Çel<irdek

--��oo�oı�J.--

4- 6,5 cı

III.

HAV AT-ıANDIRM A SİSTEMLERİ

�

Havalandırma sistemleri ana hatları ile hava taşıyıcı kanal havanın şartlandırıldığı klima santrali, havayı

sistemi,

mahalle üfleyen menfezlerden oluşmaktadır. Bir

üç

amacıyla

maddedeki sistemlerin hesaplan

oluşturularak seçimleri yapılmalıdır. Bunlar ana başlıklar halinde; Hava kanalı hesabı,

Santral serpantinlerinin kapasite ve boyut hesabı,

Santral filtTelerinin seçimi,

Basınç . seçımı, Havayı

mahalle

zerreciklerinın

teşkil

göre

vantilatör

aspiratör

üfleyecek

son

eleman

olan

değerleri

denir.

Jctnin genişleme açısı da çıkış ağzının formuna bağlı olup,

çıkış

hızından

uzunluktaki yarıkta 33

Burada

hesaplarda

verilmiştir.

bağımsızdır.

yuvarlak

açı

sonsuz

çıkış ağzında ise

sağlanması sağlayacak

kullanılan

bazı

�

formüJlere

yer

Bu formüller aşağıdaki çıkış hızları için

geçerlidir. w0

yapılan

>2 1nls

araştırmalar

bulunnıuştur. [ 5]

gereken

sınır

w0 <

uygun

difüzör

tipi

konumlandırn1ası nasıl yapılabilir?

m/s;

•

JF X

aşağıdaki

foımül

•

..j;"a

Bu formül serbest ve daraltılrnan1ış jet için geçerlidir. Burada·

: Üfleme ağzından x uzaklığında oluşan serbest jet

deki merkezi hız m/s,

Bir mahalle beslenen hava sahip olduğu sıcaklık değerine

bağlı olarak değişik dağılım özellikleri gösterir. Eğer beslen1e hava sıcaklığı salonun hava sıcaklığına eşit ise,

\Vs : Üfleme ağzındaki hız m/s,

K. F

hava kalıbı eşsıcaklzklı hava kalzbz olarak adlandırılır. Başlangıç sıcaklığı salonW1 hava sıcaklığından farklı olan

Menfez sabiti ( çıkış ağzının şekline bağlıdır),

Menfezin brüt alanı m2,

Üfleme ağzına olan eksenel uzaklık m, Daralına katsayısı (keskin kenarlı yuvarlak ağızlarda,

ı.ı=0.61,

hava kalıbına da eş sıcaklıkta olmayan hava kahbr denir.

Besleıne ve salon havası arasındaki sıcaklık farkı, (1 )

sorularına cevap arar.

neticesinde

wr =K

değerler

nelerdir? Bu

çekirdek

çekirdeğin açısı yalnız çıkış ağzını şekline bağlısıdır.

İncelenen konu ana hatları ile;

•

kısma

hava

İzotemı jetler (oda sıcaklığındaki hava jeti) üzerinde

IV. İÇ HAVA HAREKETLERİ

ortamda

ettiği

sahip

hızına

Oda, jete nazaran sonsuz büyülclükte kabul edilebiliı-.

olarak sıralanabilirler.

İç

ilk

havasından karışan rniktar artar. [ 5]

n1enfezlerin seçimi,

•

vV0

içjnde

ağzından uzaklaşıld1kça jet havasının hızı azalır ve oda

jetin

Serbest

dir. jetin genişleme bölgesinde türbülans fazladır. Çıkış

kaytplarına

----------

J K ----------�1

Çekirdek içinde akış tamamen laminerdir. Teşekkül eden

havalandırma sisteıninin dizayn edilmesi

yukarıda sayılan

Şeki11 Serbestjet

1.0),

l1ava

kenarl a n

yuvarlatıln1ış

yuvarlak ağı zl a rd a

�t=

Fen Bilimleri

Kapalı Mahallerde Termal Konfor, Havalandırma Sistemleri nd�

Enstitüsll Dergisi

Yeni �esil Menrezler ve Seçim Kriterlerı

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

K.Çakır,

E.Sağar

Çıkış ağzımn serbest alanının brüt alanına oranı. Az

daraltılmış

hava

alınabilir. [ 5]

çıkışlarında

J..l

genellikle

-0 - .8

Eşsıcakta olmayan hava kalıbı söz konusu ise, jet havası ile oda havası arasında yoğunluk ve sıcaklık farkı vardır ve hava üflenen memenin yapılış tarzı ve şekli aynı olsa da, durum şimdiye kadar anlatılanlara uyınayacaktır. Konuyu daha iyi izah edebilmek için iki sınu halini örnek

Şekil 2 izoterm olmayan havajeti

alınmalıdır. Hava ile dolu odaya bir enjektörden su püskürtülsün. Su ile havanın yoğunluklan arasında

büyük

fark olduğundan su jetsine hava karışması söz konusu

Şekil 3'

de soğutma için, Şekil 4' de ise ısıtma için

besleme havasının davramşı göıiilmektedir. [7]

olamaz. Dolayısıyla jet hemen hemen hiç değişikliğe uğramaz. İkinci halde su dolu bir tanka hava enjekte edilir. Jet hemen karışıma uğrar ve parçalamr. Bu yüzden odaya nazaran sıcak jetler daha kısa mesafelerde kanşıma va

parçalanmaya uğrarlar. Ayrıca, özellıkle havalandırma

tekniği bakımından önemli bir problem vardır. Üflenen hava sıcaklığı ile oda sıcaklığı farkı fazla ise Uetin daha sıcak veya daha soğuk oluşuna göre) jet yükselir veya alçalır.Şekll 2, de odaya üflenen bir jet göıülmektedir.

Püskürtülen

havao1 n

sıcaklığı,

oda

düşüktür. Yükselen jet içinde durum aynıdu·. Genel olarak;

FormüJde y

(m),

0,065

sıcaklığından

Şekil

jet eğrisel ekseninin, n1eme eksenine

Bir

olan uzaklığıdır ki buna düşme veya yükselme mesafesi

Şekil 4. Sıcak hava

3. Soğuk hava

Avrupa

standardı

olan

kapalı mahaller

17 52: 1996

prENV için

konfor şartlarını

denir. d (m) ise çıkış ağzı çapıdır. Froude sayısı (Fr), Re

iklimlendirilen

sayısı

değerleri şu üç ana grupta toplanabilir; Sıcaklık/sıcaklık

boyutsuz

gibi

bir

sayıdır

jetin

belirlernektedir.Bu

düşüp

düşmeyeceğinin tespitine yarar. İzoterm olmayan jetlerde

Frıait= 1 O(L/H)2,

!::__ H

odaboyu

odayüksekliğğ

Bir

alanın

zaman

9 ,81.d. ( 9 R

ilgili

sımr

insanlar zone)

izin

tarafından

kullanılan bölgesinin

tüm noktalarında etkin sıcaklık her

verilen

aralıklar

içerisinde

olmalıdrr.

İnsanların dış hava sıcaklığına bağlı olarak kendilerini , konforda hissettikleri sıcaklık aralığı Şekil 5 deki

273.vv�

ile

IV.l. Sıcaklık/Sıcaklık Dağılımı

( occupied

konu

dağılımı, hava hızlan ve ses.

düşmeyi önlemek için aşağıda verilen kritik değerin üstünde kalınmalıdır. [5]

standarttan

90)

27 ,8.

w2 0

d .�t

grafikte veriln1iştir. Buradaki "operatif oda sıcaklığı''

�

mahallin hava sıcaklığı ile mahalli çevreleyen duvarların s1cakhğının aritmetik ortalaması ile bulunur.

Burada �t eR- eo jet havası ile oda havası sıcaklıkları farkı C, B l /273 gazlar için hacimsel genişleme

da önemlidir. 3 C' lik fark, ISO 7730 tarafından, oturarak

katsayısıdır.[5]

yapilan

Bunların yanı sıra malıaldeki sıcaklık dağılımı (gradient)

y d Kaldınna

d !'!J +0,00234. � . w0

kuvvetlerinin

etkisindeki

yörüngeleri,

duvar

uygulayan

bir

insan

için

kabul

edilebilir seviye olarak seçilmiştir. Bahsedilen kavram Dikey

•

yatay

çıkışlarıyla

olarak

ısıtma

Hava

Sıcaklık

Farkı'

dır

ayak

bileği

seviyesindeki hava sıcaklığı ile boyun seviyesindeki hava sıcaklığının farkıdır.

püsküıtülen ısıtma ve serinietme hava kalıplarının kabul edilen

aktiviteleri

serinletmede önemlidir.

(8]

Kapalı Mahallerde Ter mal Konfor, Havalandırma Sistemlerinde

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Yeni Nesil Menfezlet·

6.CılL, 3.Sayı (Eylül 2002)

Seçim Kriterleri

K.Çakır, E.Sağır

t ·c

.e:

� U) �

.a, ...

25 24 23 22

Şekil

�

değişimi verilmiştir. Kapalı hacimlerde esintisiz ve etkin

�

X K KX V'\V"\V'l'v tx:!i'-./" t\.vX >< >:>r\.j1\.. /!\... /K�K Ktt?V V l>(/''X)<�(>r>� ' /�>("� V 'V /'\ >( y��)\ � .-#' '-./ __..,.

da oı1am sıcaklığına bağ b olarak hava hızlarının

bir havalandırmanın sağlanabilmesi için bu değerlere sağdık kalınmalıdır.

1V.3. Ses

Havalandırma

ilettikleri

ıo

ıı 23 24 zs 26 21 Dtt HQv� StcaJdığt fa

ıa

Akustik

bir

önemli

parametrelerden

malıaldeki konfor

şartlarını

etkileyen

Mahalde istenmeyen

biridir.

:'üksek hava hızları Draft adı verilen, hava hareketinin ve sıcaklığın sebep olduğu, vücudun belli bir bölgesinin sağumasına

neden

olur

Draft

nedeniyle �ikayette bulunan insanların ön görülen yüzdesi draft oran1 olarak tarumlanabilir. Draft oranı (draft rating)

aşağıda verilen eşie ikle hesaplanır (draft modeli):

değerlerin

hissetmeyen insanların yüzdesi lokal hava sıcaklığı, derece celcius;

lokal ortalama hava hızı metre bölü saniye

lokal türbülans yoğunluğu, yüzde

referans bir

yükseklikteki hacimdir. oc 35 D

T A fı.l s

G ı

birimi

D esibel (dB)

dir.

?,eğere göre düzeyine

ses güç seviyesi

(Lw)

adı verilir. Ureticiler tarafından difüzör kataloglarında . veı len ğerler genellikle L w cinsindendir. Doğru bir � . seçım ıçın oda sustun11asının (room attenuation) dikkate

�e

alınması

gereklidir.

Bu normal

bir

ofis için

mertebelerindedir. [ll]

27 25 23

100

N E M

17 15

1/.1 1 11 . 1

1C o 15

1ll

J V.ı / 1 1 '.

lir it

vardır. Soğuk hava düşmeye (draft)

ve hızda düşerse, ortamda bulunan kişileri rahatsız eder. Dolayısıyla

soğuk

havanın

mümkün

olduğu

kadar

yukanda tutulup, iç hava ile karışarak hızı ve sıcaklığı sımr

değerlere

sağlaınak

yaklaştıktan

gereklidir.

sonra

aşağıya

inmesini

B urada "Coanda Effect'' olarak

�'-, 1 "', 1

� 1

�

crt d�ğu

yap1şma özelliğinden yararlanılır (Şekil 7). [ 1 2]

Id5 l":\5 .ao

�ve:

ne mi

veya tavandan belirli bir açıdan üflendiğinde, tavana

Cm/s 50

.Ao

1 IJ f -. J ,.... , 1

1�

5u 40

Bu ?u

?. urum

tamrolanan havanın tavana belirli bir mesafede yatay

�

değinilecektir.

meyillidir. Ut1endikten hemen sonra yüksek sıcaklık farkı

[9]

9L B A

tiplerine geçmeden önce konu ile ilgili bazı hususlara

tersine bir

En genel olarak mahalde insanların meşgul ettiği bölgede . (occupıed zone) hava hızı O.2 mis' yi geçmemelidir. [8] _ Bır rnahalde meş�ul bölgenin geoınetrik sınırları, d1ş duvarlardan 1 m, ıç duvarlardan 0,5 m ve yerden 2 m

c A K L ı

temel

olan menfez ve

Sıcak havayı aşağıya indirmek kritik iken, soğuk havada

olmaktadır.

bir

Bu kriterleri genel hatları ile inceledikten sonra difuzör draft oranı, yani draft nedeniyle kendini konforda

oluşturduğu

V. MENFEZ SEÇİMİ

burada:

oranının logaritmasının 1 O katıdır. Bir ses kaynağırun yaydığı ses enerjisinin gücüne ses gücü (W), bu gücün

62 DR=(34-ta)(V-0,005)0. (0,37 .V.Tu+ 3.14)

parçalarının

nuınerik olarak birbirle ilişkili iki büyüklüğün birbirine

Kapalı

içinde

difiizörler tarafından üretilir.

DIN 1946 ya göre konfor sıcaklığı aralığı

lokal

sistem

havanın ınahalle aktanldığı açıklık

IY.2. Hava Hızı

istenmeyen

havanın

mekanik

gürültüye yol açar. Bu gürültünün önemli bir kısmı

Şekil 5:

sistemleri,

X::ı0,3M

Coanda etkisiz akrş

01o

..,�

im t

s 30

X:O,!"'

IÇ ORTAM SICAKLlGI

Şekil 6. Hava akım hızı, hava sıcakhğı ve

nem

ilişkisi [10]

Coanda etkili akrş

Şekil 7. Soğuk havatı ın mahalle değişik ütlenme şekılleri

Kapalı l't1ahallerde Termal Konfor, Havalandırma Sistemlerinde

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cih, 3.Sayı (Eylül

2002)

Yeni Nesil Menfezler ve Se çi m Kriterlcı·i K. Çakır�

Havanın tavandan kopacağı mesafe aşağ1daki bağıntıdan bulunabilir. [ 12]

( Xkr 1 h 112 )

Xkr: Tavandan kopma mesafesi. =

(

1 1 Ar)

h: Slotun eni. g: Yer çekimi kuvveti Tr: Oda sıcaklığı. t: Üfleme sıcaklığı ile oda sıcaklığı arasındaki fark. Veff: Efektif hız. C: Difuzörün yapısımn belirlediği katsayı. Bu konuda son olarak bahsedilecek husus "Swirling

Effect" adı verilen girdap etki sidir. Şu ana kadar tek bir hava akışı incelendi. Ancak hava akımları birbirini etkiler, bu etkiden yararlanarak difiizörden tek tek kanatçıklardan pasajlar halinde çıkan hava akımlaı·t o şekilde konumlandırılabilir ki, bir dönme, girdap :Jluşturulabilir (Şekil 8). Havanın bu şekilde girdap halinde üflenrnesi, yüksek mertebede iç h ava indüksiyonu ile hava h1zının ve sıcaklık farkırun süratle düşmesini sağlar.

t Şekil 8.

Girdap etkisi

E.Sağı r

şartlandırılrruş havayı mahalle atarken şu jki teknikten birini kullanırlar; • •

Karış ık

akım (mixed air), Deplasmanlı akım ( displacement air flow).

Normal olarak şartlandınlmış hava , çılaş ağızlarından: salonlarda kullanılan bölgelerde kabul edilen hava hızlanndan daha büyük hızlarda gönderilir. Isıtma veya soğutma yüküne bağlı olarak şartlandırılnuş hava sıcaklığı, salonun kullanılan bölgesindeki hava sıcaklığının üstünde, altında veya aynısı olabilir. Katma (entrainrnent) işlemi sayesinde yayıcı ( difüzör) jetleri� salon havasıyla karışıp hava hızının düşmesine ve hava sıcaklığının salon havası sıcaklığına eşitlenrnesine neden olurlar. Salonlarda kullanılan bölgeler ya parçalanmış hava jetleri ile doğrudan doğruya veya jetler tarafından meydana getirilen ters akımlar ile havalandırılırlar. Deplasmanlı akımda ise, salonda kullanılan bölgede, istenen salon sıcaklığından biraz daha düşük sıcaklıktaki şartlandınlmış ha va, küçük hava hızlannda (0. 5 m/s veya daha az, hava çıkış ağızlanndan sağlanır. Çıkış ağızları döşeme de veya döşeme yanında bulunur ve bu ağızlardan besleme havası salonda kullamlan bölgeye doğrudan doğruya gönderilir. Salondan ılık havanın alındığı ermne (egzoz) ağızları ise, tavana veya tavan yakınına yerleştirilir. Besleme havası döşeme boyunca ya yıl ır ve salonda kullanılan bölgelerdeki ısı kaynağıyla ısınciıkça yuka rı d oğru yükselir.

Teknik ve mimari özellikleri verilen tüm rnenfez ve

difiizörlerin kullanım amaçları, yerleri ve niteliklerine bağlı olarak bir takım kullanım sınırlamaları vardır. Prensipte aynı mahalde kullarulabilecek iki farklı cihaz içinden seçim ancak bazı özel istekler belirlendikten sonra yapılabilir.

Dıt'I'Ozel

Tablo 1 böyle bir seçim için yardımcı olmak amacıyla oluşturulmuştur. Şekil l l' deki diyagram ise teknik bilgilerine sahip olduğumuz cihazların seçim sürecinin genel olarak nasıl yapılabileceği gösterilmek üzere hazırlanmıştır. Burada soıulan sorulann amacı hangi tip cihaz kullanımının uygun olduğunun bulunmasıdır. Bundan sonraki aşamada cihaz ölçülerinin ve buna bağlı olarak elde edilecek sonuçlann (ses seviyesi, hava hızı, atış mesafesi) bulunmasıdır.

lf---..,.---� v

Şek i 1 9.

0,2 mis

Deplasman h

akış

Kullanılan bölgelerdeki insanlar ve bilgisayarlar gibi ısı kaynakları, yukar ı doğru ısıl hava akımları oluştururlar; bunların yoğunlukları kullanılan bölgedeki havanın yoğunluğundan daha az olduğundan, hava akımları bu bölgeden ısıyı ve kirleticileri uzaklaştırırlar (Şekil 9). [13] Karıştırmalı yer havalandırma sistemının ters ine değiştirmeli havalandırma, kullanılan bölgede havanın kanşmasını azaltacak ş ekilde tasarlanır. Yer değiştiımeli havalandırmamn amacı, kullanılan bölgede, besleme havası özelliklerine yakın bir dunın1 elde etmektir.

\11. HAVA AKIŞ PRENSİPLERİNE GÖRE

DİFÜZÖR TİPLERİ Bu böl ümde difüzörlerin

yapılan ve hava dağıtım prensiplerine göre çeşitleri incelenecektir. Ancak difüzörlerin yapısal ve teknik detaylarına geçmeden önce, havayı mahalle besleme şekline göre iki ana grupta Bütün havalandırma sistemleri toplanabilir.

Kapall Mahallerde TermaJ Kon for, Havalandırma Sistemlerinde

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergısi

Yeni Nesil Menfezler ve Seçim Kriteı-leri

6.Ciltt 3.SaY1 (Eylül 2002)

K.ÇaJ<ır, E.Sağır

şekilde partikül döşemeden tavana doğru artar.

VI. ı. Karışık Al{} m Difüzörleri

artar.

VI. 1. 1. Slot Difüzör

Benzer

konsantrasyonu

Bu tip diftizörler yaln1z soğutma uygulamalarmda kullamlırlar. Bunun nedeni ise cihazın dizaynı nedeniyle döşeme yüzeyinde çok düşük hava hızlarında bir hava gölü oluşturmasıdır (Şekil 9). Bu soğuk hava gölü ısınarak yükselir ve mahallin herhangi bir noktasından egzost edilebilir. Egzos t noktasının çok fazla bir önemi olmaması dolayısıyla asma tavana gerek yoktur ve bu da yatınıncılan önemli bir nıaliyetten kurtarmaktadu.

İnce görüntüleri ile mimarlarında çok sevdiği bir difüzör çeşididir. Yüksek hava çıkış hızlarına rağmen düşük ses seviyeleri vardır (Şekil 1 0).

Az önce anlatıldığı ve Şekil 9' da da görülen düşük

Ş eki 1

hızlara sahip bir hava kahbının ısıtma modunda oluşturulması halinde by-pass yapma ihtiınali çok yüksek olduğundan kullanın1ı soğutına ınodu ile sınırlıdır .Bu tip difüzörlerde döşeme seviyesindeki havanın sıcaklığının, besleme havası sıcaklığından 1 K daha yüksek olduğu deneylerde görülmüştür. Dolayısıyla besleme havası sıcaklığının 1,2 m yüksekliğindeki mahal sıcaklığından en fazla 4 K düşük olması gerekmektedir. Bu karışık akımdaki (mixed air) 1 O K' e göre oldukça düşüktür, stnırlı bir ısı yükü söz konusu dur Bu değer 30-50 W/ın2 ile sı rurlıdır.

ı O. S lot Di füzör

Slotların tavana paralel üfleyecek şekilde ayarlanması ile

Coanda Etkisi oluşturn1aya çok uygun olduklarından, soğutma uygulamalarına çok uygundurlar.

VII. KAYNAKLAR

[ 1] ISO 8996, Ergonornics - Determination of lVIetabolic Heat Produc6on [2] ISO/D IS 13731, Ergonomics of Theımal Enviroment - Defınition and Units, 1996.1 [3] Deucsthe Institute ftiı· Normun g 1946 Part 2 G.I.) Air Velocities in Ventilating Jets. [4] TUVE, ASHVAE Reserch Report No: 1476, ASHVAE Tran s ac t ion s 59:261, 1953. [5] BRANDİ,O.H., Hava Kanalları Hesabı ve Konstrüksiyon u, 1972 [6] BATURIN,V. V., Fundamentals of Industrial Ventilation , 3rd England Edition. Pergamon Press, Newyork, 1972. [7] EMCO KLIMA GmbH Teknik Y ayı nl an 2000 Lingen [8] ISO 1984. Moderate Thermal Enviromnents Detemıination of the PMV and PPD Indi ces and Specifıcation o f the Con diti o ns for Thermal Comfort. ISO Standart 7730. [9] Deucsthe Institute für Normung 1946 Part 7 [10] DAGSÖZ, A. K. , ÇAKIR, K., GÜNEY, B., Raylı Taşınıacılıkta Hava Kontrol Sistemleri. �tiühendis ve Makine Dergisi. Yayın No: 404 (ll] TA HVAC SYSTEMS CONTROL HANDBOOK, 1994 Tour & A ndersso n AB Sweden [12] Method of Testing for Air Diffusion. AS HRA E Standart 113-1990

Isıtma için slotlann düşey üflemeye yönlendirilmesi gerekir. Ancak soğutnıadaki gibi özellikleri yoktur. Birden çok sıra slot mevcut ise ısıtınada slotlar tavana paralel ve şaşırtmalı olarak ayarlanarak girdap etkisi o I uşturula bil ir. VI. 1. 2. Swirl Difüzör

Sabit kanatçıklı swirl difiizör ler havayı ortaına sabit bir açıyla üflerler. Bu nedenle 3,8 m' den yü.ksek yerlerde ısıtınada uygun sonuç vermezler. 3,8 m' den yüksek mahallerde ayarlanabilir kanatçıklı swirl difüzörler kullanılması gerekir.

Bu tip difüzörlerin üfleme açılan manuel olarak veya motor aracılığı ile değiştirilir. Üfleme açısı t' ye bağlı olarak konumland1nlır. Sabah ısıtması, yükün değişmesi gibi durumlara çok uygundur. Şekil 8' de bir svvirl di ftiz örü n hava atış şekli görülmektedir. VI.2. Deplasmanlı Akım Difüzörler

Bu mantıkla çalışan birkaç difiizör tipi mevcuttur. Bu tarz bir sistemde soğuk besleme havas1, dijşük partikül konsantrasyonu ile, döşeme boyunca çok düşük bir hava h1zı ile yayılır. Bu "Taze hava gölü"nden, ı s ı kay nakl arı nı n ( ınakinalar, insanlar) yaydığı ile ı sın an hava, yukarı doğru h ar e ket eder. Dikey bir sıcaklık gradyeni oluşturur. Sıc akhk döşemeden tavana doğru

[13] STRULII<

H·ünfeJden

GmbH

Teknii< Yayınlan,

1999

SAU Fen Bilimleri

Kapalı Mahallerde Termal Kon for, Havalandırma Sistemlerinde Yeni Nesil Menfezler ve Seçim Kriterler-i

Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, J.Sayı (Eylül 2002)

K.Çakn·,

E.Sağı r

Tablo 1 Merili Kriter

Montaj imkanı Hava debisi kapasitesi (m3/h) Debi ayar imkanı Kullanım alanı

Optimum atış m esafeleri (m)

Ait olduğu

sistem

Bakın1 gerekliliği

difiizörl S abit

kanatçıklı menfez Tavan, duvar,

Yeni l"L:.sil Mcnfczler

ba2:lı olarak k

· tl i kriterl Ayarlanabilir kanatcıkh •

l as tınlma

Anemostat

menrez

I s ıtma da kullanılabilirlik

Soğutmada

kullanılabilirlik . Indük.�iyon

oranı

-8000-13000 (rn2 başma)

- 200-3000 (Cihaz başına)

başına)

Var

Deplasmanh akış men fezleri

Tavan

Tavan, duvar

-200-2000 (Cihaz

- 100-3000 (Cihaz

- 30-800 (birim m etre

- 200-4000 (Cihaz

- 350-2500 (Ci haz

başına)

baş1na)

başına)

Var

Yok

Her türlü konfor

Konferans,

tiyatro

salonlan gibi geniş

Her türlü konfor mahall i

mahalli

.... 2,7-15

·---2�7-15

�o '7-3

�0,8-2,2

-6-10

...., ı ,2-1 ,5

�ı

Karıştırmalı

Kanştlrmalı

Kanştırmalı

Sistem

Si stem

Kanşt ırmalı Sistem

Kan ştnmalı Si stem

Yerdeğiştimıeli Sistem

Yok

fi yatlıd ır.

Uygun

U y gun

D üşük

Düşük

Düşük fiyathdır.

ti yatlıdı r.

Uygun

Düşük

M ot o rlu c iha zlann p eriy odik bak ım ı gereklidir.

fiyatlıd1r.

Uygun (Mevsim

geçişlerinde

geçişlerinde manuel

manuel ayar

gerektirir)

veya motor ile ayar gerektirir)

Uygun (Mevsim

Uygun (Mevs1m

geçişlelinde

geçişlerinde m an uel

manuel ayar

veya motor ile ayar

gerektirir) Yüksek

gerektnir) .-

Ekonomiktir,

besleme havasının

montaj ı k olay dır, çok

montaj ı

mahal havası içine

kolaydır, çok

nüfuziyet oranı

çeşitli

çeşitli ma hallerde

kullanılabilir.

uygulamalannda

kullanılabilir

çokiyi s onuç . verır.

imkanı yoktur,

indüksiyonu oram düş üktür.

Ha vayı

Indüksiyon ve

yön lendirıne

besleme havasının

i mkanı a zdı r

indüksiyon

oran ı düşüktür.

maha1 havası içine nüfuziyet oranı düşüktür.

Yüksek İndüksiyon ve besleme havasınm ınahal havası 1çine nüfuziyct oranı

yü k s ek tir, hem ı sı tnıa

yüksektir, soğutma

ma hallerd e

yön lendiıme

seçenekleri yüksek

fiyatlıdır.

Ekonomıktır,

Ekonomiktir.

Ozellikle rnotolu

Nispeten yü ksek

hem soğutnıa

uyg u l amalannda çok iyi sonuç venr .

Yok

havu z l ar g ıbi genış

lobileri, restaurantlar

konfor mahalli

ha c i m le r

Atriuın, ho!, kapah

Spor salonlan, otelierin

konfor n1ahalli

Düşük

Jet nozul

Tavan

mahalli

Havay1

Dezavantajlan

Slot Difüzör

difüzör

İndüksiyon ve

Avantajlan

kanatçaldı SvYirl

swirl difüzör

- 8000-13000 (m2 başına)

Her türlü

Ayarlanabilir

Sabit kanatçtklı

döşeme

Her türlü

K.Çakır, E.Sağır

Tavan

Ekonomik yönü

Tavan, duvar, döşeme

Sistemlerinde ve S eçi m Kriterleri

Karalı Mahatlerde Termal Konfoı·, Havalandırma

SA U ren Bilimlen Enstnllsü Dergısi 6 Ci lt, 3 �:ıyı (Eylül 2002)

Fiyatlan nispeten

yü ksekt i r, motorlu

yüksektir, t.sıtma uygulamalarında

tipleri için servi s ve

j i ihtiyacı vard1r.

yeters i z ka labilir.

encr

ı'

maha ller

.... 5-30

Kan ştırmah Sistem

M oto r lu cihazian n Yok

periyodik bakımı _gereklidir.

Özellikle motolu

Nispeten yüksek

fiyatlıdır.

fiyatlı d1r.

Uygun (I'vlevsim

Uygun değil

Uygun

geçişlerinde manuel ayar gerektirir)

seçenek leri yük sek fiyathdır.

Uygun (Mevsim

geçişlerinde manuel ayar gerektınr)

Yüksek

Çok dü�ük

Düşük

Indüksiyon ve besleme havasının mahal havası içine nüfuziyet oram

yüks ekt ır,

görünüşü çok

estetı ktir, konfor uygulamalannda hen ısıtma hem soğutmada

Çok düşü k hava

h1zlannda, gürültüsüz ve hava cereyam

yara tmadan çalışırlar, estetktirler.

Çok uzun atış mesafelerine sahiptirler, hem ısıtn1a hem s ouğutmada

etkl 1 idırler.

çok etkiUdir.

Fi yatlan nispeten

Fi ya tla rı nispeten

yüksektir, ısıtma soğutma n1odu geçişinde yönl endirme

Fiyatlan nispc:ten

Fiyatları nispeten

yüksektir, y aln ı zca soğutma

yüksektir, motorlu tipleri için servis

elemanlannın

uygulamalarında

ayarlannın

kullanıhrlar.

değiştirilmesi gerekir.

ve eneıj i i htiyac ı

vardır

SAU Fen Bilimleri Ens titüsü Dergisi G.Cilt, 3 .Sayı (Eylül 2002)

Kap a lı Mah al lerde Terma l Konfor, Havalandırma Sistemlerinde Yeni Nesil Mcnfczler ve Seçim Kriterleri

K.Çakır, E.Sağır D ü

Ayarlanabihr kanat

ş ü

çık11 menfez

Toplantı salonu

Anium 3 . 5 m' den fazla

Mahal türü,

3.5

ye kadar

yüksekliğ1?

Konfor isteği ?

Ab n

Montaj

(İndüksiyon oranına

noktası?

ba�lı olarak)

s e

Slot veya swirl diftizör

..... ......

Yüksek

Konfor

isteği

k ?

(İndüksiyon

oranına bağlı olarak)

D ü

Anemostat

ş o k

Montaj noktası?

T a V a n

Ayarlanabilir kanatçıkh swirl d i füzör

Şekil

l l Difılzör seçin1 diyagramı

Alın Jet nozul

.ı

S lot d i füzör

�

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6 Cilt, 3.Sayı

Yağış Erezyon İndeksinin ve Toprak Koruma Yöntem��rin � Belirlenmesinde Adapazan Ornegı

(Eylül 2002)

E.Açıkgöz, M.Gümrükçüoğlu

EROZYON İNDEKSİNİN_ VE TOPRAK KO�_(JMA YÖNTEMLERİNİN BELİRLENMESlNDE ADAPAZARI ORNEGI yAGIŞ

�

AÇIKGÖZ, Mahnaz GÜMRÜKÇÜOGLU

Ezgi

Özet

I. GİRİŞ -

çalışmada

olarak tanımlanan

taşınması

i·üzgarla

toprak materyalinin

Kayalaiın ve organjk maddelerin çeşitli derecelerdeki

erozyonun,

fıziksel

özellikle yağışların etkisiyle Adapazarı topraklarına zararlar

"erdiği

üzerinde

durulınuş,

bunun

açılımı

gelen

to!Jrak

çalışılmı�..ır. adı

kaybı

Sakarya

Adapazarı'na değerler

yapılarak Adapazarı'nda

ait

Meteoroloji

yağı�

geçen

miktarları değerleri

için

matematiksel

etkin olarak kullanılmadığı ve kontrol altına alınmadığı zaman

üzerinde

problem

:�k

tahrip

Universal

Topografik

tarımsal üretimde uygulanan

yanlış

oluşmasına neden

olan

başlıca

faktörler

veya

bir

açıdan en

h avzada

meydana

getirdiği

toprak

��

ka b

uygun olan önlemler saptanmakta ve bu

sayede toprak kayıplan minimuma indirilmektedir. Su

study, it is

erozyonu ile herhangj bir alandan kaybedilecek toprak

cxplained that potential of erosion and solutions are

miktarının tespit edilmesinde kullanılan ve gerçeğe en

developed to prevent from this.

yakın Soil

toprak muhafaza

hesaplanan toprak kayıplannın miktanna göre ekonomik

mathematical method that is mentioned before. After

U ni versal

ge rekli

formüller geliştirilmiştir. Bu formüllerden yararlanılarak

Station are used and this values are applied to the basic

alınması

miktarının belirlenmesi amacıyla birçok ülkede çeşıtlı

that are that are taken from Sakarya Meteorology

loss which is

için

tedbirlerinin yanısua, hidrolik erozyonun bir tarlada

Adapazarı,s daily highest rain values

Erosion,

edilınesi,

sağlann1ası

n1ade. Due to this, to determine amount of soiJ loss in

Soil,

(1]

verimliliğinin arttınlması ve üretkenliğjnin devamının

the effect of rains and also definition of USLE is

çıkmaktadır.

tarımsal p otansiyel günden güne azalmaktadır. Toprağın

materials by water and �vind, to Adapazarı's soils by

Key\vords

ortaya

Erozyon sonucunda, topraklar giderek fakirleşmekte ve

the erosion, which is defined as transportation of soil

soil

aşınıp

olarak sıralanabilir.

Abstract -In this study, it is dwelled on the harms of

determining

olarak

erozyonun

Toprak Kayıp Denklemi

Adapazarı,

etkisiyle

teknikler, hızlı nüfus artış1 gibi etmenler genel olarak

gereken tedbirler belirtilmiştir. Erozyon,

aşındıncı

özellikler, iklim faktörleri, ormanların çeşitli şekillerde

erozyon potansiyeli ve bunun önlenmesi için alınması

Toprak,

olaylannın

yaramaz duruma gelmektedir. Bu dunımda erozyon olayı

kayıp miktarları belirlendikten sonra Adapazan ıçın

iklim

taşınmakta ve başka yerlerde birikmekte, sonuçta işe

uygulanmıştır. Çalışmanın esasını oluşturan top

Anahtar Keli1neler

biyolojik ayrışma

eden varlık olarak tanımlanabilecek toprak, bilinçli ve

belirlenmeye _ Istasyonunun

model

topluluğu barındıran ve belirli oranda su ve hava ihtiva

meydana

kullanılmış,

kiınyasal

ürünlerinden ıneydana gelen, içinde geniş bir canlılar

Jniversal Toprak Kayıp Denklemi (USLE)'nin genel olarak

parçalanma,

sonuçlar

veren

formüllerden

birisi

Unıversal

Toprak Kaybı (USLE) denklemidir.

Loss

Equation

Çalışmamız kapsamında, öncelikle çalışma alanırnızı oluşturan Universal

Adapazanyla Toprak

ilgili

Kaybı

meteorolojik (USLE)

veriler

denklenı.ine

uygulanmış ve bu doğrultuda öncelikle mevcut toprak kaybını belirlemek amac1yla, gerekli parametreler ayrı ayrı hesaplanmıştır. Elde edilen son uçlar baz alınarak Adapazarı 'nda erozyon neticesinde ortaya çıkan toprak kayıplannın miktarı belirlenmeye bağlı olarak da toprak E

Açıkgöz

Gümrükçlioğlu SAÜ Müh.

Fak.

Çevre

çalışılmıştır.

koruma ve tarım yöntemleri

belirtilmiş ve çözüm öneriler] üretilıniştir.

Mtih. Bölümü

Buna

Yağış rrri)<Ht İn<kksinin

Fen B11:mler: Enstıtüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

V('

�

Toprak Koruma Yönl mlcrini

Ht'lil'l('omc inde ı:.

II. ADAPAZARI

çıl�göz.,

dapaz

Örn

�I.Günırükç

A: Yrllık o la rak aşınıp ta�ır1an top ıak nıiktarı, ıon 1 ha R: Y a ğ ış faktöıii K: 'T'oprak a ş ınını faktörü

oluş tura n ve Sakarya N ehri

Sakarya İlinin orta kesinüni ı�ş uı ur ld do la ar nl yo üv al ığı şıd ta n: n nu yu Su u urn ve Mud ılın olan .A.dapazarı Ovası, önemli bir �rım �l an ı ve nı n do gu su nda ye r ı e s l g Bö ara arm M [2] . dır esi ilç z rke me e, alan Adapazarı, doğudan Hendek, g ün �yden Gey� batıdan Lse k.ll.Zeyden Söğ ütlü ve Kaynarca il çele rı Kocaeli ile çevrilmiştir. [2]

L: Eğü11 u z u n luğ u faktörü S: Eğin1 derecesi {�ıktöıii C: B itk i yönettmi faktöıii P: Toprak konın1a önlenıJeri fa ktörü

(R)

prağı n erozyona karşı du ya r h l ı ğ ı (1() gibi ctrnt:nler, topoğrafya (L ) bitki Denklemdeki

iklinı

lviarmara ve :r<aradeniz Böl� e si İlçe genelinde, ıkli mle rinin öz ellikleri görülmekte dır. K1 şlar bol yagışlı ya zlar ise sıca k olur. Oıta1ama yağ ış ve az soğuk, 783nun [4], ortalama sıcaklık 14,1 C 'dir. Yıllık en yüksek sıc aklık derecesi ise 41,8 C'dir. [2]

yönetinıi (C) 'e toprdk korunıa ön�enıl�rinc (P) b�ğlı e o la ra k a rt ı n a ve az a l rn a göstcnnektedır. Bır başka deyışl

i klinı (R), erozyonu ıne yda n a g 'tinncktc böylece toprak topoğrafya {L ) toprak erozvona uğranıa k ta (K), . örtüsü (C) \'t! insanlar (P) da bunun yönii nii ve derecesını

�

belirtnıcktc ve huna katkıda bulunnıaktadır. [4)

Adapazan �ndaki arazilerin toplam alanı 85 928 ha'dır. Bunun % 60,4 'ünü kaplayan 51 900 ha lı k alan kuru :.:-ın1 amaçlı kullanılırken, % 5 'lık dilimi oluşturan 4296 ha 'lık kısımda sulu tarım yapılmaktadır. Toplam alanın 15 553 ha'ı orman ve fundalık, 3 437 ha'ı da fındıklık olarak dPr;crlcndirilmektedir. Bu ara ziler toplam alanın ve %4 'ünü sırasıyla %18,1 oluştunnaktadır. Adapazarı·nda %8,�'luk bölümü kaplayan 7 304 ha'lık alan ise yerleşim amaçlı kullanıhnaktadır. [2]

Toprak e ro z yo nu (A), 3slında ya ğ ı şın erozyon oluşturına oücünün (R) \c toprağın e r ozyo na ka rşı duyarlılığının R.K or ta k bir �onucudur. nuııa göre ana de nkle m : A s ek li n d e d i r.

(K)

�

topoğrafya, toprak bağlı olarak değiş ım

Erozyon bu iki tenıci etnıenin d ı şında örtüsü

i nsa n

faa 1 ı ye t leri n c

gösterir. Buna bağl ı ol arak �

Erozyon=- f( i k li ın).( toprak).( topoğrafya).(toprak örtüsü).(insan ) şeklinde jfade edilmektedir. Buna göre Universal Toprak Kaybı Dcnklen1indcki ( A= R. K. L. S. C. P)

Adapazarı İlçesinde iklim, topoğrafya, ana kaya farklılıkları nedeniyle çeşitli büyük toprak gruplan oluşmuştur. Bunlar alüvyal top raklar , kolüvyal topraklar� k ahv erengi orman toprakları, kireçsiz kahverengi onnan top rakları, redzinalar ve vertisollerdir. [2]

paraınetrelerin hcsaplann1ası \e eld e edilen sonuçlara göre gerekli değerlcndinne Icı in yap ı l mas ı biiyük önem tas ı n1ak t ad ı r . •

Son derece verimh olan Adapazarı toprakların':la bitki yetişmesini ve tarımsal üretimi kısıtlayan er oz yon, toprak sığlığ1, taşl ık kayalık, drenaj bozukluğu gibi olan bazı sorunlar çeşitlı derecelerde etk ili bulunmaktadır. Toplam 85 928 ha'lık alanın 5952 h a' lık bölümünde erozyon s orunu ya hiç yoktur veya hafif derecede mevcuttur. 8 506 ha'ında orta derecede, 36 433 , ha lık k ıs ımda ise şiddetl i derecede erozyon etkisi görülmektedir. Aynı şek ilde, toplam alanın 48 893 ha, ında topraklar sığ, 15 467 ha' ında ise çok sığ özelliktedir. İlçe topraklarının 5 757 ha'hk bölümünde taşlık-kayalık probleıni söz konusuyken, topraklann 33 344 ha ı nda drenaj sorunu bulunmaktadır. Arazilerin 226 ha lık kısmında ise tuzluluk problemi göriilmektedir. [2] Bu kayıplar ın belirlenmesi ve gerekli önlemlerin alınması zorunluluk haline gelmiştir.

IV.

USLE'NİN

AllAPı\Z ARI

ŞARTLARIİÇİN

lJYGUI_�ANJ\iiASI VE BULGlJLAR

Universal Toprak Kaybı Denkleınindeki yağış erozyon in dek si nin (R) bul u nab il mes i için Ada pazart 'nda 24 saat içinde aylara göre kaydedilen en yüksek yağış Bu değerietin değerlerinden yararlanılrruştır. kullanıl nı.ası sırasında böl geye d üş en günlük yağışın homojen olduğu va r s ayıl mı ş ve buna göre ilgili veriler forn1ü l e uygulanınıştır. İ lk olarak, aylara göre 24 saatte bö lg e ye düşen ve nun cinsinden kaydedilmiş olan yağış n1iktarları, cn1 c insinde n 1fade edilıniş, bu değerler yine yılın 12 ayı için farklı olan yağı ş yoğunluklanmn(I) hesaplanmasında kullanılmıştır. Bu aşamada, elimizde cnı cinsinden me v cut olan yağış kalı nlıklan 24 saatlik bir zaman dilinıini kapsayan yağış süresine bölünmüştür. Elde edilen yağış y oğun l u ğ u değerleri (I) "Birim Kinetik Ene rjini n (BKE)'� hesap1aıımasJnda kul lan ılmıştır. Her 2 ı O .3 + 89 (log I) formülü nde I aY için B I<.E değerl erin 1 n yerlerjne konu l nıas ıy1 a bulunan BKE değerleri daha sonra bölgeye 24 saat içinde düşen en yük s ek yağış değerleriyle çarp ılm ış ve "Toplam Kineti k Enerji ( :LKE ) değerlerine ulaşılınıştır.

•

lll. UNIVERSAL TOPRAK KAYlP

DENKLEMi

(USLE)

Universal Toprak Kayıp ac ıklanab ılir: A R.K.L.S.C.P J

Denklemi (USLE) şöy le

•

SAV Fen

Bilimleri Enstitüsü Dergisi

•

Yağış Erezyon Indeksinin ve Topral{ Koı·uma Yöntemlerinin

6.Cilt, J.Sayı (Eylül 2002)

Belirlenmesinde Adapazarı Örneği r' A ,..,ı, ... ;; .... M.Gümrükçüoğlu

lJSLE'deki Toprak Aşınım Faktörü (K), uzun yıllar süren araştırmalar ve deneyler sonucunda bulunabildiği

ve bugüne kadar Adapazarı şartları için böyle bir çalışma

1,&

yapılnıamış

olduğu

K değeri

için,

olarak

's-rl

çalışma

1A-

alanının özelliklerine benzer özellikler taşıyan alanlarda yaptlmış çalışmalardan en uygun

•

)

olanının sonuçlan

kullanılmıştır ki, bu değer 0,25 değeridir. Yine aynı maten1atiksel n1odelde yer alan L, S, C faktörleri de, standart parsel koşulları (22, 1

·�

m eğim

� )�

�o,,o

göre sonuca

(),4L-

ilgili

çalışn1a,

Sakarya

·-

o,2-i.-

meteoroloji

ı....

Istasyonu'ndan alınan ve 1954-1980 yıllan arasındaki 27

. ,

1t ,-ı

1=-

�

•

ı� 1•

• .

ı·

(

-T

,c;,Jl

�

_.,.. '

tt-

�

; �

�

:ı.

_,-

�

USLE"nin Adapazarı kapsamında teorik olarak ifade ile

l )

� o,�8-

ulaştırılmıştır.

�dilrne�i

':!

CıJ'

uzunluğu ve o/o9 eğirrı derecesi) kabul edilerek 1 alınmış ve yapılan hesaplamalar bu yaklaşıma

��-

•

t':--

lt.

ı-.

�

,c: ·ı-

t ı

ı� '""" ı

•

...__ ·ı,_ ..

lJ ı

•b> ı

yıllık dönemde kaydedilmiş olan günlük maksimum vağış değerlerj esas alınarak yapılmıştır. 12 ay için ayrı ayrı

hesaplanmış

olan

BKE,

130,

IKE,

değerlerinin nasıl bulunduğu, Ocak ayı

R ve

A'dAR

için yapılan Şekil 1. K=0.25 İçin Toprak Kaybı (A) Değerleri

hesaplan"': üzerinde örneklenebilir: Yağış kalınlığı (h) Yağ1ş süresi

(t)

Yağış yoğunluğu

--=

48 n1m = 4,8 cm

V. SOI'.uÇ VE ÖNERiLER

24 sa= 1440 dk

(I)

= Yağış kalınlığı (h) 1 Yağış süresi

(t) = 4 ,8 /24 =0,2 cm/sa

Adapazarı, yaklaşık 800

Bırinı Kinetik Enerji ( BKE)

yöredir. Ülkeınjzin önemli tarım alanlanndan biri olan

I3K.E = 210.3 +89log ( 0,2) =148 ton.m 1 hek.cm Bu yağ ış ı ıı 1 cm'si 1 ha'hk alandan 148 ton toprağı l m

bu yörede, özellikle eğimli alanlarda gerekli tedbirler alınmadan tanm faaliyetlerinin yüıütülmesi, erozyonu

havaya sıçratacak enerjiye sahiptir.

tetikleyici ve arttırıcı bir faktör olmaktadır. Bilhassa, yağışların

Toplam Kinetik Enerji (IKE)= 148. 4.8

yardımc1 olacaktır.

I30

Erozyonun ve teraslama,

ise

Nisan

kaybını

için en yüksek

Mayıs

uygun ve minimum

gerekmektedir. özellik

toprak kaybı değeri (A), Haziran ayında 1 . 72 ton/ha, en değeri

en düşük seviyeye toprak işlenıe,

ekinı

gibi çeşitli toprak koıuma önlemlerinin uygulannıası

aşıntp taşınan toprak faktörleri buluıunuştur.

etkilerinin

nöbeti, bitki artıklı tarım ve tesviye (düzeç) eğrili tarım

I(= 0.25 için A = 1.42. 0.25 = 0.35 ton/ha yıllık olarak

düşük

zararlı

indirilebi l mesi için öncelikle kontur tarım, şeritsel tarım,

1.42

:....

Şekil 1 'den de görüldüğü gibi K=0.25

olduğu

kaybını azaltacağı gibj tarımsal verimin artmasına da

değeri 0,2 cmJ sa olarak bulunur.

yüksek

Bu önlenıler, ekonomisi tarıma dayalı bir yörede, toprak

(30/60 saat) bölünerek

potansiyelinin

farklı tarım yönteınleri ile önlem alınması zonmludur.

1440 dakikada 4.8 cn1 yağış düşüyorsa, 30 dakikada 0.1 cn1 /sa cinsinden I 30 değeri elde edilir. Buna göre

erosiv

devrelerde, kaybedilecek toprak ıniktarının bilinmesi ve

=71 O ton.n1/hektar.cm

R =Cl: KE. 130) /100 (7 10. 0.2) /100 A R. K gene 1 formülünden,

olan yılhk yağış miktarı ve

verimli toprakları ile tarıın için son derece uygun bir

210.3 + 89log( I)

cm yağış düşer. Bu değer 0,5 'e

önlemler

önleyici, üretkenliğini de

taşımaktadır.

aynı

zamanda

toprak

ve verimini koruyucu

Arazilerin tesviye eğrilerine

paralel olarak işlenmesi yani sürüm, ekin1 ve dikim

aylarında

işlenılerinin arazi eğimine dik olarak yapılması (kontur

bufunnıuştur k i bu değer O. 19 ton/ha 'dır.

tarım), Adapazan'nda toprak kayb1nın azaltılması ve suyun toprakta muhafaza edilmesi amacıyla uygulanması zorunlu olan kültürel tedbirlerin başında gelınektedir. Bu nedenle

hen1 kuru� hem de sulu tarımda araziler daima

eğime dik olarak işlenmelidir. Bu sayede yağışlann büyük bir bölümü yüzeysel akışa geçn1cden, süıiinı �.onucunda o lu ş turulan kankçıklarda tutulmuş olur. OzeJlikle yağışın ınaksimuın düzeyde erosiv potansiycle

Yağış Erezyon İndeksinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

aynı

tohumun

zamanda ekilen

ve Toprak Koruma Belirlenmesinde Adapazarı

rneğ a E.Açıkgöz:, M.Güınrükçüoğlu

KAYNAKLAR

sahip olduğu Haziran ayında, toprak işlemenin büinçli şekilde yapılması önemli oranlardaki toprak kayıplarını azaltacak,

Yö n te nıöler• nr� ..

atılan

[1] ÇEPEL, N. "Toprak Kirliliği

gübrenin de eğim yönünde taşınması önlenmiş olacaktır.

Verdiği Zararlar'' TEMA

Erozyon Ve Çevreye

Yayınları İstanbul, 1997

[2] "Sakarya İli Çevre Duruın Raporu"

Sakarya Valiliği

Çevre İl Müdürlüğü Yayını, 1997 (3] "Ortalama, Ekstrem Sıcaklık ve

Toprak ve su muhafazasım sağlayan etkin yöntemlerden birisi de şeritsel tarımdır. Bu uygulamada aynı tarlada şeritler halinde değişik bitkiler yetiştirilir. Bu durumda

Bülteni"

T.C Başhakanlık Devlet

bir şerıtte oluşabilecek yüzey akışı ile taşınan toprak,

Genel Müdürlüğü

diğer bir şeritte tutulmuş olur. Sonuçta, arazi sürekli olarak erozyona karşı koruma altında olacaktır.

Mayıs

Yaymlan,

Yağış Değerleri Meteoroloji işleri

Ankara 1984

[4] ÖZDEMİR, N. "Toprak ve Su Koruma" Ondokuz Üniversitesi

Ziraat

Fakültesi

Ders

:0lotu:22

Samsun, 1997

Toprak kayıplannın en az düzeye indirilebilmesi ıçın alınması gereken önlemlerden birısi de ekiın nöbetidir. Aynı arc:zide tek bir bitki türünün sürekli yetiştirilmesine nazaran,

farklı

bitkilerin

erozyona

karşı

koruyucu

üretime bir

dahil

etkisi

edilmesinin

bulunn1aktadır.

!-)zellikle sık bir örtü oluşturarak toprağı koruyan bitkiler

ıle nadas sisteminin uygun bir sıra halinde yenilenerek uygulanması gerekmektedir. Ancak bu aşamada, özellikle "ağış seviyesinin yüksek olduğu dönemlerde nadas

uygulamasından

verimlerinin

vazgeçmek,

toprakların

azalm:- sın ı n engellenn1esi açısından büyük

önem taşımaktadır. Buna göre Adapazarı ,nda, yağışın maksimum seviyede olduğu Haziran ayı başta olmak üzere Temmuz ve Ağustos aylarında arazilerin nadasa bırakılması toprak kaybını arttırma riski taşıdığından son derece sakıncalı görülmektedir. Ayrıca hasattan sonra tarlada kalan bitkisel artıkiann toprak üzerinde veya içerisine

karıştınlarak

toplanarak

değerlendiiilmesi

yakı lınasına

göre

toprağın

anızın

korunması

açısından önemli yararlar sağlayacaktır.

Adı geçen toprak koruma yöntemlerinin, daha önce de belirtildiği gibi Adapazarı ,nda mevcut tarım arazilerinde

uygulanması zorunludur. Erozyon zararlarının en aza indirilmesi için, bilhassa maksimum erosiv potansiyele sah1p yağışlann düştüğü dönemlerde, toprakların yüzeysel akışa karşı koruma altına alınması ve en uygun bitki kompozisyonunun üretim alanına dahil edilmesi gerekmektedir.

sayede,

hem

mevcut

tanmsal

potansiyel en iyi şekilde değerlendirilmiş, hem de her geçen gün artan oranda kaybolan topraklarırnız korunarak bize geri kazandırılına yolunda önemli bir adım atılmış olacaktır. Tanınsal faaliyetler sonucu ortaya çıkan

üıiinler olmadan yaşamamız mümkün olmadığına

göre, gelişen teknolojileri de kullanarak topraklaranız ile ilgili mevcut problemleri ortaya koymak ve çözümler üretmek

özellikle

üzerinde

durulması

gereken

konulardır. Buna göre, bu çalışmada ortaya çıkan sonuçlar ve sunulan önerilerin çalışma alanı A dapazarı nda bundan sonraki tarım faaliyetlerinin '

gelişmesi

açısından

bir

yol

gösterici

olacağı

kanaatindeyiz.

Dekarbürizasyonun AJSI

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

J.Sayı (Eylü 1 2002)

6.Cih:

H13

Çeliğinin Borlanma Davramşma Etkisi '

F.Karakullukçu, K.Gerıel, M.Ipek

DEKARBÜRİZASYONUN AISI H13 ÇELİGİNİN BORLANMA D�ı\VRANIŞINA ETKISI •

•

Fatih KARAKULLUKÇU, Kenan GENEL, Mediha IPEK

Özet-

Bu çalışmada AISI Hl3 çeliğinin borlanma

davranışı

incelenıniş

işlem

öncesi

GİRİŞ

uygulanan

dekarbürizasyonun borür tabakası özelliklerine olan

Bilindiği gibi malzen1e yüzeyi gerek mekanik zorlaıuna

etkisi araştırılmıştir.

açısından

grup, sadece süreyle

Deney

parçalarından birinci

sahiptir.

borlanmış, ikincisi ise 900°C' de 4 saat

dekarbürizasyon

borlanmıştır.

Her

iki

grup

deney

Yüzeyde

parçalannda

takiben

işlemini

gerekse korozyon görülen

görülen

oluşturmaktadır

parçalarının

açısından kritik aşınma

makine

olayı)

hasarların

önemli

Birbiri

üzeıinde

[1 ].

öneme

bir

kısmını

sürtünerek

borlaınc.. işlemleri 900°C'de Ekabor-I ortamında 3 ve

aşınınaya zorlanan parçaların yüzeyleri sertleştixiierek

5 saat süreyle gercekleştirilmiştir. Deney parçalarının

aşınma

yüzeyinde oluşan

nitTürasyon gibi yayınma kontrollü işlemlerinden uzun

borür tabaka kalınlıkları optik

dirençlerinin

mikroskoba bağlı dijital ölçüm cihazı ile, sertlikleri

süredir

ise mikrosertlik cihazı ile ölçülerek karşılaştırılmıştır.

etkinliği, malzemeye,

inceleme1er

Yapılan

sonunda

dekarbürizasyon

uygulanan tabakasının

sertliğini

o/o

borlama

oramnda,

sementasyon,

Uygulanan

yararlanıln1aktadır.

işlemlerin

yüzey sertleştiı·me yöntemi ile

işlem parametrelerine bağlıdır.

öncesi

işleminin

arttırıln1asında

borür

Tern1o-kimyasal yöntemler arasında yer alan borlama

kaplama

bor

atomlarının

metalik

malzeme

tabakası kalınlığını ise işlem süresine bağlı olarak

işlenıinin

0/o 77-85 oranında arttırdığı görülmüştür.

yüzeyinden yayınarak ana malzeme ile birlikte sert borür

tem.eli,

fazları oluştunnasına dayanmaktadır. İşlem 700°-1000 °C

Anahtar kelimeler- Borlama, Dekarbürizasyon, H13

sıcaklık

çeliği

gerçekleştirilınektedir. Bu üç yöntemin dışında plazma ve

Abstract- In the present study, boriding behavior of AISI

steel

H13

was

studied

and

decarburization which was applied boriding

effect

borlama

was

investigated.

First group of samples were borided

process

steel

gaz,

ortamda

katı

Borlanmış

parçaların

yüzeyinde

ölçülen sertlik, kullanılan çeliğin kimyasal bileşimi ve

steel as a

sıvı,

akışkan yatakta borlama gibi yeni yönten1ler de

uygulanmaktadır.

pretreatment

aralığında

pratiğine

rrıertebelerine yüzey

bağlı

olarak

çıkabilmektedir.

sertliği,

düşük

2000-2500

Malzemeye,

sürtünme

katsayısı,

VSD yüksek yüksek

second group of samples were subjected to

korozyon direnci kazandırması ve işlem sorırası ana

decarburization pretreatment at 900°C for 4 hours in

malzerneye ısıl işlen1 uygulanabilmesi borlanıanın diğer

Boronizing treatment of all

yüzey seıtleştirn1e işlemlerine olan üstünlükleri arasında

sa mples 'vas performed in a solid medi um consisting

yer alır. Borlama, yapı çelikleri, sementasyon çelikleri,

Ekabor-I powders at a temperature of 900°C for

takım çelikleri, korozyona dayanıklı çelikler, Arıneo

3 and 5 hours, respectively, then the thickness of

denüri, gri dökn1e demir, küresel grafitli dökme demir,

boride layer was measured by means of a digital

nileel ve sinterlenrniş demir

only,

the boriding pro�ess.

instrument attached to optical microcopy hardness

borides

were

determined

and the by

gibi farklı malzemelere

uygulanabümektedir [2-3].

using

hardness of borides were compared in each hvo

Borlannuş çeliklerde, yüzeyde FeB ve Fe2B tüıünde farklı özelliklerde iki borür oluşmakta, bunlardan

groups. As a result, depending on process time, an

FeB 'niı1

increase of 12o/o in surface hardness and 77-85°/o in

sağlamakla birlikte gevrek karakterde olması ve çekme türün de artık gerilme taşıması nedeniyle n1ekanik zorlamala r altında çalışacak parçalar için bir dezavantaj

microhardness

thickness

tester,

boride

and

both

layer

was

thickness

obtained

and

decarburization pretreatment.

varlığı

o Iuşturmaktadır.

Keywords- Boriding, Decarburisation, H13 steel F.Karakullukçu, karakullukcu@msn.com K.Genel, SAÜ Müh.Fak.Makine !v1üh. Böl. fv1.Ipe<, SAÜ Met.Malz. Müh. Böl.

yüzeyde

çok

daha

yüksek

sertlik

•

SA U Fen B ıli mleri Enstitüsü Dergi s i

Çeliğinin Borlanma Davranr 1na , F. Karakullukçu� K. Genel

Dekarbürizasyonun AISI Hl3

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

nital

Ayrıca FeB borurün ısıl genleşme katsayısının, üzerinde

aldığı

yer

fazına göre yaklaşık

Fe2B

ile

dağlanan

yüzeyler

mar ka

mikroskop ta incelenmiştir.

1,5 kat daha yüksek

borlama ısıl işlemi sonrasında çatlak oluşturma

olması

riskini daha da arttırmaktadu·.İşlenl som·ası parçanın kontrollü

olarak

ile parça

soğutulması

11.3 T ab aka Kalınlığı ve Sertlik

boyutlannda

önemli bir değişikliğe yol açmadığı öne sürülmektedir

bazırlana numunelerin boriir tabaka kalın lığı ölçümlerinde op-... mikroskoptan (Olympus 8071) yararlanı l mış tır. Her b

[ 2,4,5].

gerekli kılmaktadır. Ancak yüksek sıcaklıklarda çeliğin tane

olarak

bağlı

bileşimine

inceleme

boyutunda

kalın lığın ın

tabaka

için

ölçümleri borür tabakası ndan içeriye doğıu yapılınış

irileşmenin oluşabileceği unutnlnıamalıdır.

her bir derinlikte üç ölçümün özelliklerini

Yüzeyin

amacıyla

değiştirmek

öncesinde

uygulanabilecek

bteratürde

yeterince

jşlernler

ısıl

çalışma

iç i n

aJ belirlenmesinde ölçümiin ortalaması alınmıştır. Mikro-sertlik ölçünıJeri 100 gr. 'lık yük kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sertl.· " grup

için daha yüksek sıcaklık veya uzun süreli işlemleri kimyasal

metalografik

Yüzeyleri

İşlemin yayınma kontrollü olması kalın borür ta bakaları

ortalaması alınnuştır.

borlama

konusunda

bulunmamaktadır.

III.

SONUÇLAR

900 °C sıcaklıkta 4 saat

çalışmada, borlama öncesi .:ı

Olympus

üreyle uygulanan dekarbürizasyon işlenıinin, borlama

Şekil 1 ( a , b)' de sadece borlanmış ve dckarbürizasyon

çeliğinin yüzey özelliklerine olan

işlemi sonrasında borlanımş numunelere ait mikroyapılar

soruası AISI

H 13

göıülınektedir.

uygulanabilirliği

pratikte

incelenmiş

etkisi

araştırıl!'- cştır.

doğru) yapnun

iki

Her

yapılar

II. DENEYSEL Ç ALIŞMALAR

yüzeyinden

içeriye

borür tabakası, g eçiş bölgesi ve ana

malzemeden oluştuğu Milao

numune

kolaylıkla ayırt edilebilmektedir.

karşılaştırıldığında

dekarbürizasyon

işleminin boıür tabaka k a lınlığım belirgin bir şekilde etkilediği görülmektedir.

•

11.1 Malzeme ve Borlaına Işlemi Deneylerde dövme, ckstTüzyon ve alüminywn döküm kalıplarında yaygın olarak kullanılan ve sıcak iş takım çehği grubunda yer alan AISI Hl3 Söz

kullanılmıştır.

çeliği

konusu

(X40CrMoV51)

çeliğin

kimyasal

H13

çeliğinin

bileşimi Tablo-I 'de verilıniştir.

Tablo-1

kullanılan

Deneylerde

kimyasal bileşirru

(% ağ.)

AISI

0,42

0,86

4,2

1,17

1,06

0,37

Malzeıne tel erozyon tezgahında 10mm x lO mm x 15mm

(a)

boyutlannda kesilerek numuneler hazırlanmış ve sonra 900

oC'

saat

dekarbürizasyon

işlemine

Şekil

tabi

150�m boyutu sonra tane zımparalandıktan 3 yoğunluğu 1.90gr/cm olan Ekabor-I tozunda 900°C d

Şekil

�

ve 3, 5 saat süreyle kutu içerisinde borlama işlemi gerçekleştirilmiştir.

Kutu

içerisinde

katı

ortamda

borlanmış

saat

3, de ise borlanmış parçalarda sertliğin

yüzeyden

uzaklıkla

borlanmış

parçaların

değişimi sertlik

verilmiştir.

dağılıını

Sadece

incelendiğinde

işlem süresiyle boıür tabakasının sertliğinin arttığı ve 5

borlanan parçalar işlem sonunda havada soğutulmuştur.

saatlik borlama neticesinde sertliğin 2000 VSD aştığı

görülmektedir (Şekil

11.2 Mikroyapı ve Faz Analizi Bo�lan�n parçalar 5 mm kalınlıklarda kesilerek polyester

reçıne ıle kalıplanmış, sırasıyla

mikroyapısı

tutulmuştur. Yüzeyler 400, 600, 800 numaralı zımparalar ile

900°C'de

. numunenın

240, 400, 600, 800)

1 000, 1200 numaral1 zımparalarla kaba parlatma, ı J..tm! _ lık elmas pasta ile ince pariatması yapılmıştır. %3 ;lük

2).

"ı

\t-l·cn nı!�nı!�r: 1

11-'lıtliS!i

Dckarbiidzasyonun ,'\ISI HtJ (cliğinin Rorl2nrna Davranı�ına E:ki.�i

f)ı.;r!'-1�1

F. Ka ra l<u l l u kçu, K .(;enel� :Vl. 1 pek

() ( ılL \S<J)!(F_vlul2002)

•

,;.

...

•

�. ..

...

� t

�.

. .

...:

saat horl anr.ıa süresi sc rtli ktc artışa neden olnıakı-arlı r. Şckil-2 YC J 'de gö riile n her iki grup deney parç�lanna ait scrtl1ğin yüze yden U7ak1ıkla dcğişinıini veren e ğriler i n ortak hir özellig-L bor ür t abakasından mat�·ix hölgcsinc geçişte senliğin n1atrıx scrthğinin de altına diişmcsidir. G·eçış bö l gesi nı n hoıiir oluşturc:ın1ayacak dcreec düşük yoğ u nlu kt a hor atoınu içenncs1nc ra ğ nı e n . hurada ka tı eriyik scrrleşınesinin e t kin olarak kendini g östcr nıe s i beklenir Ancak sö7. konusu far k lılığın çeliği n s il i s y ını

. •

�

. .

, ,:

-�-

'·.

•

·;..

.... ,.�

. ., •

M: �

. ._.

(

: ..

. . ..

•

' .

.. '

' '

. ı..

•

••

'· .

...

• '

•

.. .

. .

Y• '._

·-

••

...

_..

!".

.•

• ••

;

'·f joi:-

; .--�-.

• •

•

nıiktarı ile ilglli olduğu ctüşiinülmrktcdir f7-9-_Borlanan

.·

ç e l ikler üzerinde yapılan çalışmalardan hor atomu yay ı n ı nıt sırasında sil i s yu n 1 atonılarının içeriye. nlatr1xc doğru ö tcl c n erck horfır tahakas1 önünde hinktığ: ve fcrrıt yapıct özclliğinrlcn dolayı, geçi.� hölgcsindc fcrı·it rniktarı artın:..ık ta ve hunun sonucunda serı! i ği. n he hrgn1 olarak .. azalnıasına yol açrrıaktadır 1 R,9l. [şJenı süresiyle sözü edi Icn nı c ka niznın nın ciki nii ği artma k ta ve hunur s onu cu olarak geçjş bölge s i nd e sertilkteki düşüş mikları daha bel i rg i n hale gelmekledir (Şekil 3).

d'.

•

' .

.. .

.·

' .

' '

l 00 �nı 1 L

(b)

....

) c ki� ı h Oc k arhü r i 1.asyo n işlcnı ı sonrası 900°C 'de 5 saat horlannıtş nunıunenin mikroyapısı

nnrl:ını.1 nnccsi rnalzcnıcyc uygul a n an dekarhjrizasyon ı .:;.1c n1ın i n horür ta hakası sertliği n i i şle ın sürcs ine bağlı hcllrgin c·· ırak a rt tı rdığ ı göıiilnıcktrd1:- ( Ş eki l .1). ller iki grup nnnıunclcr içın yüzey s ertl l ği işle n ı süresinden ht·n/cr sekilde etkı��nınckte, horlaına süresinin 5 saate \'1 k ;;lrıl rna.s 1 durLununda �ert] ik değer leri artnıaktadır.

2500

�--�----�--�

Dekarbürize edilmiş

ve 900°C borlanmış

2000

ID ll

E E

Borür Geçiş tab.

bölgesi

·-

E 1500 E

t 1000 Q) CJ)

soo

3 saat 5 saat

Cl �

O) en

�----�----�

250 200 300 150 100 Yüzeyden uzaklık (pm) Şek11 J. Dckarhürizasyon işlc1 ni ne takiben b o rlannıı ş nunıunc lerde sertlik dağ1 htn ı

..:ıı::

1500

0'1 ..:.:

900° C'de borlanmış

5 saat

...---:ı...,.-� +-E--- Matrix 2500 �--�----�---4

2000

3 saat

1000

soo Tahlo-2'dc h o r ür

tahaka kalı nl ı ğ ı borür tabakası sertliği ve dc k arh Li r i zc işleminin 1ıor1anıa Ö7.elliklcrınc olan etkisi toplu olar ak verilmiştir. C1örü1dliğü gihı bortir tabakası kalın l · ğ ı ve s c ı tlı ğin de a.rt1ş sağlanahilnıcsi içııı 5 s a a tli k işlen1 süresi daha uygun olduğu gö7lcnnı1ştır.

�--�----�--�

so 150 100 Yüzeyden u za kl ık Cı m) � ck il 2. R o rlan nıış nunnınelerde sertlik ci ağılı n ı ı

200

S'"' rt lı k t) lçünı son uçları incclcndiği nele dikkati çeken hir d ı1�cr no kta dckarhiiıizasyon işle min in yüzeydeki horür

IV.

tJh�1kası geçiş bölgesinin kalınlığını arttırd1ğı(hr. Borla 1n::ı öncesi malze men i n yü'ley ve yüzeye yakı n hölgesıııde karhon yoğunluğunun azaltılrnış ol n1a s ı bor c11oıııu ya yı n ı m 1 n ı kolaylaştımıakta anc ak scıtllktc efektif artı� ııı göz1cnch11nlesi için hor atonı yoğunluğunun he lı r li h ır değere ulaşması n 1 geeikti rnıe kte d ir, h u yü?den �c k ı 1 J de J saat süreyle horJannıış parçanın yüzeyi nde '-lCl tlik kı<;nıen daha düşük değerler alnıaktadır. Ancak S

TARTTŞ�1A

i nce 1 enen i\ TST l11 3 çe 1iğinin y1.1karıda davranışından başlı c a şu sonuçlar çıkartılahdtr

horla1na �

/\TSf Ffl J çe liğinin horlannıası durunıt n�da yii�eydc 2 2000 kg/nıın , yi a�an sertJikler c1de edi Ic bilmektedir.

Dckarbürizasyonun AISJ H13 Çeliğinin Borlanma Davr·anışma Etkisi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

F. Karakutlukçu, K. Genel, :vt. ipek

6.Cilt, 3.Sayt (Eylül 2002)

Borlama işlemi öncesi çeliğe uygulanacak

KAYNAKLAR

o1an

dekarbürize işleminin borür tabakasının kalınlığı ve

sertliği üzerine faydalı etkisi ancak

[1]T.S. Eyre, "Friction and wear control in industry,

uzun süreli

Surface E ngineering> V. 7, 1991, 143.

borlama işlemleri sonunda beklenmelidir 3.

Silisyumlu

çeliklerde

bölgesinde

sertlik

bölgesinde

çölane

nedenle,

yüksek

borlama

düşüşü

basma

gelebileceğinden,

sonrası

görülmektedir.

yükleri

sonucu

[2]A.K. Sinha, Boriding (Boronizing), J.Heat Treating,

altında

kırılmalar

çelikierin

kullamlması tavsiye edilmez.

American Society for Metals, Metals Park, OH, 1991,

geçiş

437.

borlanaı·ak

3 saat Borür

t�oakası

kalınlığı (ı.ım )

Borür tabakası Sertliği

(kg/mm2)

formed

low-alloy

technology, 1997, 561

steels,

I.Campos.,

"Structural

borlannuş

Mat.Sci.Eng. A234-236, 900.

3 saat

sunjected

takiben

treated

and

strength

boriding

5 saat

27,8

42,3

±0,8

+0,8

±1,2

E.Rocha,

and

coatings

M.A.

Barron,

characterization

thermıchemical

steels

proces",

SAÜ Fen BiL

çeliğinin b orlanma davranışına etkisi", Ens. Haziran 2002

2/.,9

Surface

[7]F.Karakullukçu, "Dekarbürize işleminin AISI Hl3

[8]Chicco,

49,3 +1,6

B.,

Borbidge

W.E.,

Summerville,

"Engineering the subsurface of boride d AISl H13 steel ",

Surface Engineering, 14,1, 1998, 25.

[9]Geoeuriot, P. Fillet, R., Theivenot F. ve diğ. "The

1850

2020

1750

influence of alloying element additions on the boriding

2255

of steels", Mater. Sci. Eng. 55, 1982,9-19.

[lO]G. W. Hanau, Durferrit" Borieren-ein Verfahren zur

erzeugung

Dekarbürize işleminin borlama davranışına etkisi

harter

Borür Tabakası

Borür

{%l

ı'%'ı

Sertliğindeki Artış

kalınlığındaki

Tabakası

3 saat

5 saat

3 saat

5 saat

-5

900°C'de 5 saat borlanmış, edilmiş

oberfachen

verschleiJ3beanspruchung, (Firma katoloğu)

diffusion

[S]A.H. Üçisik, C. Bindal, Fracture toughness of boride

Dekarbürize2

işlemine

5 saat

2002, 14 .

[6]E.Melendez,

borl anmı ş t

wear

boronized AISI \V4 steel", Surf. Coat. Technol., 154,1,

tabakası özellikleri

Sadece

"The

surfaces" Wear, 162-164, 1993, 757. [4 ]İ. Ozbek and C. Bindal, "Mechanical properties of

meydana

Tablo 2 Uygulanan ısıl işlem ve elde edilen borür

1şlen1·

Budinski,

[3]K.G.

geçiş

artış

2 900°C'de 4 saat dekarbürize

Techniche

bei

extremer

Mitteilungen

SAU Fen Bilımieri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, J.Say: (Eylül

2002)

Ağustos 1999 Depremi Son:-ası Adapazarı

Cadde Tozlarında Ağır M

AGUSTOS

1999

Metal Kırliliği .

Dündar M.F.Pala t

DEPREMi SONRASI ADAPAZARI CADDE TOZLARlNDA AGlR METAL KİRLİLiGi Mustafa Şahin DÜNDAR, M. Fatih PALA

Ozet ••

I.GlRIŞ

17 ağustos 1999 depremi sonras1 Adapazarı cadde

•

�llkak tozlarındaki bazı ağır metal (Pb, Cu, Zn, Ni, Cr, Cu) derişimleı·inin Alevii Atomik Absorpsiyon Spektrometresi (FAAS) ile tayin edilmesine yönelik olarak yaptlan bu r!\lışmada örnekler İzm it, Adnan Mender� Çark, Bankdıar, Eski Hendek caddeleri, Atatürk Bulvan, Eski Reji sokak ve ErPnler Gemi sokaktan mayıs 2000 ile ekim 2000 arası 15 gün arayla alındı. Uygun çözündürme işlemlerinden sonra analiz edilen çözeltilerde Ni, Cr, Cd, Zn ve Pb düzeylerinin standartların üzerinde olduğu gözlenirken Cu düzeyinin kabul edilebilir değerde olduğu anlaşıldı. Ağustos ayında Çark caddesi en fazla kirliliğin olduğu bölge olurken en düşük kirlilik ise Eski Hendek caddesinde gözlendi. Süreç olarak Mayıs a yının geneli ve EyJiil ayının ikinci yansı ldrliliğin en düşük olarak gözlendiği aylar old u. VP

Son

yıllarda

temelinde

doğal

çevreye

dunun

deprem

hızlı yada

problemi

son

17 Ağustos depremi sonrası biraz

saması

gelmiştir. ikincil

farklı olmuştur. Birincil

enkaziardan

kaynaklanan

kirlilik

meydana

tehdit

eder duruma

ise; enkazların

gelmiştir. Gerek

kaldırılması

enkaz kümeleri

,gerekse enk.azların kaldırılmasında had safbadaki toz enkaz

çevresinde

kalın

bir

bulut

tabakası

oluşturmuştur. Bu kirlilik birincil kirlilikten belki de daha

fazla kiılilik kaynağı

sayabileceğimiz toprağın sıcak gelen

olmuştur. Üçüncü! olarak kaynağı

kirlilik

çalışmalandır. Yer altı

ise

çalışmalannda

altyapı

çıkan

kirli

havalarda kunıması neticesi meydana

tozlarında

çevre

kirliliğinde

rolü

büyüktür.

Özellikle taşıt trafiği, ıüzgar ve yağış etn1enlerinin de hesaba katılması ile bu kirliliğin kent genelinde etkin ve hissedilir olması kaçımlmaz olmuştur. Gerek

havada

bulunulan Havayı

gerekse

ortan1daki

suda

tozlarda da

oluşacak

kirliliğin

olabileceği

katidir.

suyu kirleten tüm kirleticiler dolayısı

ile

bulunduklan ortamdaki tozu da kirleteceklerdir. Tozda bulunabilecek ağır metaller toksik etki gösterecekler ve toz

yoluyla

girdilderi

canlı

bünyeye toksik

etkide

bulunacaklardır [ 1] .

Key words: Heavy l\1etal, Dust, Adapazan, Earthquake.

Tozdaki

l'vf 17atih PJ\LA.,.

için

önem

doğrudan

vermektedir. Kirlilik

şekilde girmiş ve sağlığınuzı

•

Kimya Bölün1ü, Adapazarı

verdiği

kirliliktir; ve bu kirlilik evlerimize kadar çok bariz bir

determined by using Flame Atomic Absorption Spectrometer (F AAS). The dust samples were collected from Izmit Caddesi, Atatürk Bulvarı, Çark Caddesi, Adnan Menderes Caddesi, Bankalar Caddesi, Eski Reji Sokak, Erenler Gemi Sokak and Eski Hendek Caddesi benveen May 2000 and October 2000. Metals in final solution \vere analysed by Flame Atomic Absorption Spectrophotometer (FAAS). According to the results, Ni, Cr, Cd, Zn and Pb concentrations \Vere observed above the standards. However, Cu concentration is within the acceptable tirnit values. hı august, highest level of heavy metal contamination was obsorved in Çark Caddesi, whereas in May and September minumum heavy metal concentrations were obtained for Eski Hendek Caddesi.

Edebiyat

sağlığına

had safhaya ulaşmıştır.

Adapazarı

kirliliğinin

getinniş6r. Bu kirlilik

yıUarda

kirlilik

çevre

beraberinde çok

zarar

yığınları

Fen

ve insan

Genelde durum bu iken

Üniveısitesi

sanayileşme

dolaylı

Abstract In this work, some heavy metals (Ni, Cu, Pb, Zn, Cr, Cd) in street dust samples of Adapazarı city were

Sakarya

gösteren

bir şekilde çevre kirliliğini de

esnasında

OC NDAR,

artış

insanoğlunun sanayileşmeye

yatnıaktadır. Hızlı

Atıahtar Kelimek�:Ağır Metal, Toz, Adap azarı, Deprem.

M .Şnhin

hızla

ağır

�

metallerden

Cd,

Pbı

toksik

�lementlerd . cu, Mn, Zn nin aslında normal değeıde ıken besleyıc1. olduklan bilirunektedir. Tozda bu eser

Paktiltes i

E-posta: dundar@sakarya.edu.tr

Sakarya Özel Tansel Dershanesi

düzeydeki

eJeınentlerin

derişimlerinin

artn1asında

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü 6.Ci lt, 3.Sayı (Eylül 2002)

ı 7 Ağustos

Dergisi

1999 Depren1i Sonrası Adapazarı Cadde Tozlarında Ağır Metal Kirliliği M.Ş.Dündar, M.F.Pala

taşınımları neticesinde kirletınişlerdir.

önemli etkenierin hava kirliliği, trafik, altyapı çalışmalarıdır. Karayolu h·afiğinin, demiryolunun, sanayi bölgelerinin bu metal konsantrasyonları üzerine edilemez boyuttadır. etkileri de Canlı inkar organjzmalar toksik yapıdaki bu ağır metal iyonlarına karşı savunmasızdırlar ve bu toksik etkiyi oı1adan kaldıracak yapı ya da sahip olnıadıkları bilinmektedir [2].

g ittikleri

bölgeyi

Alt yapı çalışmaları şehirdeki yüksek toz kirli liğind e önemli paya sahiptir. Deprem sonrası bozulan su ve kanalizasyon şehir yer altı sularını ve toprağınt önen1li ölçüde kirletrrliştir. Altyapı çalışmalannda kirlenmiş olan su ve toprak yeryüzüne çıknuş ve şehrin tamarmnda kirliliğe sebep olmuştur.

Bu ağrr metal iyonlan canlı bünyesine üç yoldan girebilirler. Bunlar; deri yoluyla, besinler yoluyla ve son olarak da solunum yoluyla olmaktadır. En etkili bünyeye giriş yolu solunum ile olmaktadır (2].

Bu kirliliklerin tespiti amaç edinildi ve Mayıs 2000 den başlayarak Ekim 2000 tarihine kadar 15 gün arayla İzmit Caddesi, Atatürk Bulvarı, Çark Caddesi, Ankara Caddesi, Adnan Menderes Caddesi, Eski Hendek Caddesi, Eski Reji Sokak , Erenler Gemi Sokaktan 1.5 m" lik alanlardan sokak tozları toplandı. bu toz numuneleri polietilen poşetlerde Alınan saklandı. Örneklere uygun çözündürme işleını uygulandı ve elde edilen çözeltilerde Pb , Cu , Zn . Ni, Cr ,Cd tayinleri yapıldı.

Ağır metal konsanb:asyonu belirli değerin üzerine çıkarsa canlı organizınada toksik etki yapar. Bazı d- Jınlarda; ağır metal konsantrasyonu belirli düzeyin neden üzerine çıkarsa organizmanın ölümüne olabilirler. Yüksek dozun altındaki konsantrasyonlarda yapının davrf'aış bozukluğuna ve genetik ise bozulmasına sebebiyet verebilirler. İnsan ve hayvan bünyesine giren at 't metal iyonları öncelikle üst solunuın yollarını tehdit etmektedirler. Boğaz ve gırtlak kanseri, akciğer kanseri, bronş kanseri hastalıklarında ağır metallerin direkt yada delaylı etkisinin olduğu bilinrnektedir.Bunlardan başka kanser, erken yaşlanma, kemik zayıflaması, çocuklarda zayıf kemik oluşumu, sinirsel bozukluklar, kas zayıflaması ve kaslarda ağrı, iştahsızlık, anemi, alzheiıner hastalığı, erken doğum, erken ölüm ve doğum anoın1alliklerine yol açtıklan da literatüre geçen önemli bulgulardır [2]. ....

ll. ENSTRUIVIENTAL METOD

II.l. Atomik Spektroskopi

Atomik spektroskopinin temelini şu şekilde özetlenıek mümkündür : hv eneıjili bir foton aton1 tarafından sağurulduğunda temel enerji seviyesindeki atonılar uyarılırlar ve baş kuant sayısı daha yüksek yörüngelere çıkarlar. Uyarılmış atomlar kararsızdırlar. ı o-IO sn kadar üst yörüngede kalırlar ve tekrar temel bale dönerler [3].

Egzoz gazından çıkan partikülleri aerodinamik çaplı ve aerodinamik çaplı olmayanlar olmak üzere iki ana guruba ayırmak mümkündür. Çapı < 1 �Lm olanlar aerodinamik � çapı 5 ile 50 �m arası olanlar ise aerodinamik olmayanlar partiküllerdir. 1 O ı.ım den büyük çaplı tanecikler yerçeküni etkisiyle yere inerler ve zemindeki tozun bünyesine dahil olurlar. Atmosferde asılı kalan partikülleri yere indiren iki ana faktör vardır ki bunlar partiküllerin oksitlenmeleri ve yağmurdur (2].

Atomik Absorbsiyon Spektroskopi tekniğinde atom buhan elde etmek için kullanılan alevin sıcaklığı 2000Bu sıcaklıkta atonuarın 3000 cc civarındadır. uyanlmaları sağlanır. 2000-3000 °C de atomlar ancak 480 nrn den daha uzun dalga boylarında uyarılırlar [3). Işın kaynağı olarak oyuk katot lamhası kullanılmaktadır. Bu lamba düşük basınçta inert bir gazla doldurulmuş katot ve anot içeren cam bir lambadır. Cihazda hangi elemente ait spektıum alınacaksa o elementin oyuk katot laınbası kullanılır[3].

Adapazarı sanayi kentidir. Fabrika hacalarından çıkan gazların bünyesindeki partiküller ve ağır metaller rüzgarla beraber kente kadar taştnabilmekte ve olası yağınurlarla şehir cadde ve sokaklarına inebilmektedirler.

Çözelti aleve püskürtülerek çözelti içindeki iyonlann atarnlaşmaları sağlan1r. Al eve püskürtülen çözeltide önce çözücü buharlaşır. Buharlaşma hızı çözeltinin cinsine ve Çözelti içersindeki damlacıkların boyutuna bağlıdır. organik bileşikler al evin etkisiyle yanarlar. Bu esnada gerek organik yapıların yanmalarından, gerekse anorganik yapılardan kaynaklanabilecek girişİnıler olabilir. Girişimler hata getirebilirler [3] .

Deprem sonrası kaldırılan enkazlarda toz kaynağı olmuşlardır. Enkazlan kaldıran ağır iş makineleri enkazları un ufak etmişler ve olabilecek en küçük halleriyle enkazlan taşıyıcılara yüklemişlerdir. Bu esnada enkaz çevresinde çok yüksek miktarda toz oluşmuş, bu tozlar hem bulundukları ortarnı ve hem

Girişinılcrin ilki kimyasal girişimdir. Elementlerin nicel olarak atornlaşmalarını önleyen herhangi bir bileşik 64 ..

Enstitüsü 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002) SAU Fen Bilimleri

oluşumudur.

Dergisi

Ağustos

Metal Oündar, 1'v1.F.Pala

n1etal atomunun da

içinde bulunabileceği kararlı bir bileşik oluşabilir.

Yada

Kurşun

kirliliğinin

atornlaşacak metal atomlan ortamdaki radikallerle bileşik

tüketen

ınotorlu

verebilir.

Benzindeki

Kimyasal girişiın atomlaşmayı önler ve hata

getirir. Kimyasal girişi mi önlemenin en ve ri mli yolu alev Girişiın yapan iyon

çözeltiye eklenebilir. Girişim yapan anyon ise bağlanabilir.

Ağır Kirli li ğı

Adapazarı Cad de Tozlarında

M.Ş

Yüksek sıcaklıkta

sıcaklığını yükseltmektir.

Sonrası

� 999 Depre·ni

% 95'i

kurşun

taşıtla rdan

alkali kurşunun

benzin

katkıh

kaynaklanmaktadır. yanmadan

%70 i

e gzost

gazı vasıtasıyla havaya atılmaktadır. I-Iavadaki kurşun

standart

7- 30

partiküllerinin

yüzlerce

zarfında

başka bu·

öın ürle ri

gün

kilometre

vardır.

yol

süre Doğal

alabilirler.

katyon

olarak atmosferdeki kurşun miktarı O. 0005 g /m3 tür

kompleks içersinde ruhılabilir (3].

(2].

Fiziksel girişin1ler ise çözeltinin viskozitesi, yoğunluğu,

l(urşunun bitkiler üzerine toksik etkisi mevcuttur.Bitki

katyonla

yüzey

gerilimi

Tayini

gibi

yapılacak

fiziksel

özelbklerine

bünyesinde

bağlı

konsantı·asyona

bir

fazla olması ile örnek az emilir. Danılacık boyutu büyür,

insan

a�eve ulaşan numune miktan azalır. Bu gir i şimi önlemek

bün yesind e normalin üzerinde

İçin

çözelti

tutul mal ıdır

yoğunluğu

[3].

mümkün

olduğunca

ulaşmadan

kurşun toksik etkisini göstermez. Halbuki aym miktar

Viskozite, yoğunluk ve yüzey gerilinlinin

girişimlerdir.

belirli

za1nan

düşük

hayvan

için

karaciğer,

rahatsızlıkların

böbrek

olduğu

giren

vücuda

toksik

çözünen

sıcaklıkta atomlar az yada çok iyonlaşırlar. Önlemek için

dunım

iyenlaşma .aha düşük sıcaklıkta yapılnıalıdır [3 J.

mümkün

oln1ayan

Kurşunun

kan

kurşun kemik

kurşun birikimi olduğu ve

büyük

fosfat

bağırsaklarda Buna

dönüşn1ektedir.

tedavisi

yol

açmaktadır .

hemoglobin

sentezini de

rahatsızlıklara ve

ilaveten zor

bozukluklara

oluşumu

Kullanılan monolcromatör kullanılan dalga boyunda dar

durdurduğu klinik çalışn1alarla tespit edilıniştir.

bir bant sağlar. Optik ağ ve çeşitli ayna sisteınleriyle

şartlarına

bağlı

miktarı

300

gelen ışının istenen dalga boyunda eldesi sağlanır [3]. Fotodedektör gelen ışınlan

alır ve daha

sinyaller elektrik enerjisine dönüştürülürler.

alınan

ise

çok

Ortam

kurşun İnsan

civarlarındadır.

kurşun

miktarda

Atılahilen bu kurşun miktan yaklasık

atılabi.lmektedir.

olarak 30 -40 �Lg /gün dür [2].

Bilgisayar

veriler elde edil ir

ünitesinde kantitatif analiz yapılarak

yiyeceklerden

1gün

J.lg

bünyesindeki

sorıra bu

olarak

baz1

kısım kemiklerde

şekline

yapısında

İnsan

üzeridir.

saptannuştır.

kurşunun

{}çün c ü bir girişim ise iyonlaşma girişimidir. Yüksek

sınırın

[3].

11.2.3. Bakır

11.2. Tozdaki Ağır Metal Kirliliği

Knnnzımsı, dövülebilen, kübik sisten1li, ısı ve elektriği iyi ileten bir

11.2.1. Kurşun Kurşun; yuınuşak, dayanıksız, gri

renkli

ağır

dayanıklılığı

bir

altın

metaldir. Oksijenden ve sudan etkilerunez fakat nitrik

)�

yada

iyice

Kurşunun en bo1

bulunur. PbS

halde

serüzit (PbC03 ),

(PbCr04 ),

promorfit

eleınentel hem

karışnuş

vaziyette

fiziksel

(n PbO)

bileşik

halde

(PbS04 ),

Kurşun

tir.

toksik

iken

hem etkiye

Bakır ycrkürede

değer

0.0003

mg/L

kurşun

o/o 44 ü

tüketimjnin

edilen

alka1i

Bunların borusu

kurşun

haricinde yapıımnda,

nıatbaalarda , kablo,

bileşikleri kurşun

şeklinde

mermi

elektriği

Bak ır

boya

canlı

p arlak

soğukta

hoş

iyi

oluşu,

elektriksel ve termal

olması

2,300 n1g /kg

bakırın

sebebiyle

civarında

bulunan

aksamında

diğer

dokularda

bulunur .

alaşımlar

bakır

partikü1lerle beraber

olmaktadır.

katalizlemesi

azda

olsa

bakır

mevcuttur.

bazı enzimierin yapısında bulunmaktadır. Ayrıca yapısında

proteinlerin

bulunabilmektedir.

Birçok

sebebiyle

aımnoasit

bakır

farklı

transferinide organizmalarda

farklı zehirleurnelere yol açabilmektedir [2].

H2S04 (sülfirik asit ) eldesinde, lehim ve

motor

metalloflavo

olarak ilave

yapımında,

olarak

ekzosı gazlarıyla

Bütün

depolayan bataryalar için yapılmaktadır. %12 lik kısım ise benzinin içinde anti - knock madde

gümüş,

ç evreye atılmaktadır [2].

mertebesidir [2]. Toplam

olarak

karşı

özelliktedir. Alaşımlannın

olması, s ıcakta

yüksek

suya

ihtiva etmektedirler. Yüksek sıcaklıkta bu bakır aşınır

Kurşun yerkabuğunda 2.200 mg /kg civarında bulunur. ise

özellik

özelliklerinin iyi oluşu,

Taş1tların

suyunda

endüstri ye 1 önemi fazladır [ 4] .

sahiptir [ 4].

Deniz

reng

dayanıklılığının

k rokoit

Bakır

benzer

dayanıklı

işlenebilmesi,

bulunan ınineralleri galen ( angl ezit

yüksektir.

talyumla

koroz yon a

asitte çözünür. Genelde maden yataklarında çinko ile birleşıniş

me talidir. Hava

geçiş

yapınunda

Az mikta rdaki bakır insan için toksik değildir.

kullanılmaktadır [2].

1 O gr an1 bakır sülfat insan için ö!dürüciidür [2]. 65

Ancak

17 Ağustos

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergi s i 6.Cilt,

3.Sayı (Eylül 2002)

Sonrası

1999 Depremı

Cadde Tozlannda Ağlı: Metal Ki rl il:gı M.Ş.Dündar, M .F.Pala

Adapazarı

olabilmektedir. Nikelin organizmadaki karbon ile

11.2.3. Çinko Çinko

çok dağılmış

volkanik kayaçıarın hemen Beyazımsı

vaziyette

bulunur

Çinko havada

hemen Hepsinde azda olsa

kınlgan

yapıdadır.

kararır.

demirin

Alkali

amfoter

galvanizlenrnesinde,

yer

olarak mevcuttur (2J. ise

yaklaşık

kabuğunda

dağılımş

kroma metal

günde oıtalama

yiyecek olarak

10 -15

girer[2].

çinko konsa.rıtrasyonu ise 0.14 mg/I 00 ml

alkol,

ürikaz,

böbrek

dehidrojenaz,

glutamik

eser

miktarda

enzimlerinin

yapı

taşlarıdır,

motorlu

etkendirler. Bundan

işleyişinde göz,

prostad,

pankı·eas

başka

Kadnuyum

başlıca

krom

çinko

edilebilen

g ümüş

işlenebitir

bataryalarda

tozlanndaki

alaşımlan ve

mg /kg

dan

daha

içinse kabul edilen değer

hem endüstriyel

krom

korozyon neticesi

toza

112

mg/kg

oto

çinkonun

kaynağı

Iastik.lerindeki

çinko

ise

motor

içeren

katkı

[5].

Beyaz renkli yumuşak ve işlenebitir bir metal olan feıTomanyetik

özelliğe

sahiptir

ortamlarda korozyona dayanıklıdır. Elektriksel

iletkenliği

alaşımlarda, madeni paralarda,

çok

değişik Nikel

mg /kg

bulunn1aktadır.

Krom

krom

aşınması

yapıdaki nikelde aşınacaktlr. Hava eğer akciğer

oksitlenir

demir

serpinti

yoluyla

yeryüzüne

saptanmıştır.

Bünyeye

giren

33 yıl

kadmiyum

[2].

beraber

taıihine kadar

ile

beraber

0.001

mg /ın3

örnekleri toplandı. Alınan örnekler plastik torbacıklara konularak labratuara getirildi. Labratuarda bu örnekler içınde olabilecek küçük taş parçacıklan ve organik atıklar

ile

mertebesinde nikel içerir ve nikel bu konsantrasyonda girerse

bakır,

Sokak, Eski Hendek Caddesi ve Eski Reji Sokaktır . Bu cadde ve sokaklardan Mayıs 2000 tarihinden Eylül 2000

aksam

aksanun

Menderes Bulvan , Bankalar Caddesi , Erenler Gemi

�g/g dır [1].

araçlarda

Birçok özelliği ile

Numunelerin toplanması için seçilen bölgeler sırasıyla Atatürk Bulvan , Çark Caddesi , İzmit Caddesi , Adnan

olarak belirtihniştir[2]. Toz için ise bu değer dünya

50-100

Doğada

metaldir.

III. ÖRNEKLERiN HAZlRLANMASI

[ 4] .

10 -1000

bir

özellikle böbrek ve karaciğerde birilanektedir

metal levha yapımında

miktarı

kurşun,

çabuk

olarak

ve sık olarak da katalizör yapımında kullanılmaktadır

yerkabuğundaki

oldukça

iner. Kadrniyumun insanlardaki yan ömrü 16

Orta kuvvetle ve yüksektir.

beyazlığında,

ve çelik üretimi sırasında bu cevherlerin temizlenmesi ve uygulanan işlemlerin hepsi saflaştırılması için kadmiyum kirliliğinin başlıca nedenidir. PVC türü plastik aksam, aşınan lastikler, fosil yakıtlar ve metal atıklaıın ya kılmas ı atmosferdeki kadmiyum miktannın artmasında etkendirler . Atrnosfere ulaşan kadmiyum

Çinko,

11.2.4. Nikel

akciğere

kaplamasında

cihaziarın ilgili Kadmiyum yer kabuğunda miktarda bulunur [2]. Toz 0.5-4 J..Lg/g dir [5].

aksamlarında bulunur [2].

ham fosfat gübrelerinin olduğu bilinmektedir [2]. Cadde

N ikel

sahalandır.

kromun toz numunede ki kabul

atıklar hem de bol miktarda çinko ihtiva eden doğal

normlannda

metalik

çinko ya benzer [5]. Kadmiyum özellikle yeniden şarz

olarak saç,

salgıları da

Topraktaki çinko birikiminin kaynağı

Nikelin

kullaruro

çinko ile assasiye halde bulunur.

ihtiva etmektedirler [2].

sertliktedir.

Krom

v e serttir [ 4]. Alaşım ve

taşıtlann

yumuşak,

elektro pozitif

nikel

olarak

toksik etki göstermektedir [2].

eritrosit

organizmanın düzenli olarak büyümesi

maddeleridir

rol üstlendiği tam

edilebilir değeri 20-200 JJ.g/g dır [2} 5]. Kromun oksitleri

Kandaki

enzimler canlı

sokak

CanJı

rastlanmıştır.

kromun

mertebesinde bulunan

dehidrojenaz,

fosfatı ,karboksi peptitaz

karbonik anhidraz

çok

ll.2.6. Kadmiyum

Çinko ;

kemik,

bir

ama

bulunur.

karışabilmektedir [5] . Yer kabuğunda

olarak tespit

edilmiştir [L.J .

miktarda

çok

kullanılmakta ve bu

maddelerinden

içecek

ne gibi

sanayii

Bazı

Çinkonun insan sağlığındaki önemi büyüktür. Ortalama . bj.,. insanda 1.4 - 2.4 gram çinko mevcuttur. Insan çinko

içersinde ölüm

d eğildir

halde

halde mavimsi beyaz renkte

500 mglg dır [1].

bunyesine

gün

neden

bilinmemekle beraber bazı bitki ve bayvan küllerinde

bulunan ortalama değer

Toz için

serbest

ha lde

organizmada

[4].

mg /kg

130

doğada

Krom

yapıdadır.

alaşımlarda,

olarak

kusmalara

ll.2.5. Krom

Başlıca

bataryalarda ve lastik imalatında kullanılmaktadır Çinko

bulantı

kanserine

dahi olabileceği saptanmıştır (2].

mineralleıi çinko blend (ZnS) ve kalamin ( ZnC03) dir. Çinko

teması

olabilir. Maruz kalındıktan 4- 12

doğada

mevcuttur.

saat direkt

neden

1 5 günde bir

yaklaşık 2.5 gramlık

toz

SAL Fen Bilimleri

Enstitüsü Dergi si

17 Ağustos 1999 Depremi Sonrası Adapazan Cadde Tozlannda Ağ1r Metal Kirliliği

6.Ciit, J.Sayt (EyiOI 2002)

M.Ş.Dündar, M .F.Pala

ayıklandı.

kalan

Elde

toz

numunelerine

olduğu dönem ise Eylül ayının tamann ile 1-15 Haziran

uygun

tarihleri arasıdır.

çözündürıne işlemleri uyguland1.

Nikel konsantrasyonunun en yüksek okunduğu yer Çark

ve İzmit caddeleıidir. Ortalama değerler hesaplandığında

III.l. OrnekJerin Çözünürleştirilmesi ••

nikel kirliliği en fazla İzmit Caddesindedir. Ortalama değerler alınırsa nikel kirliliğinin en az olduğu cadde

Toz

ağır

meta1lerin

gerekli

bileşenterin

örneklerindeki

yapılabilınesi

ıçın

alınınaları gerelanektedir.

Eski Reji

analizinin sulu

amaçla

sokaktır. Nikel kirliliğinin en fazla olduğu

dönem 15-30 Ağustos, en az olduğu dönem ise 15-30

faza

Eylül tarihleri arasıdır.

numunelere

uygulanan çözünürleştirme işlemleri aşağıda belirtildi

[1J .

En yüksek bakır düzeyi Çark caddesinde eleunurken en düşük bakır miktarı ise Bankalar caddesinden elde edildi.

Tüm toz numuneleri l 10°C de 24 saat bekletildi. Aıdından 1 .O gr toz numunesi tartıldı ve pyrex tübe alındı. rfüp içindeki toz numunesi üzerine ı o ml kral sııvu ilave edildi. (Kral suyu: 1 hacim I-IN03 - 3

En yüksek krom derişimi Atatürk Bulvarında okunurken

hucim I-ICL ). Ardından numune çeker

saat

taınamen bir

l l 0°C

uzaklaştınlması için

miktar

tekrar

zarfında derişik

ısıtma

HCl katıldı

işlerrıi

HCL katıldı

yapıldı.

olduğu döne·m ise 15-30 Mayıs tarihleri arasıdır.

ocağa alındı

ısıtıldı.

kuruyan

Kirliljğin en fazla olduğu dönem 1-15 Ağustos, en az

kuruluğa

Sağuyan

değer

ise

Erenler

Gemi

Sokakta

tespit

edilmiştir. Krom kirliliğinin en fazla olduğu dönen1 15-

HN03 ün

örneklere

düşük

30 Ağustos, en az olduğu dönem ise 15-30 Eylül tarihleri

arasındadır.

kadar

karışıma

Genel olarak değerlendirildiğinde inceleme konusu olan

dakika ısıtıldı. Sonra bu karışım siyah bant süzgeç

tüm elementler için kirliliğin en fazla gözlendiği cadde

kağıdı ile süzüldü ve üzerine ultradestile su (Kiınyasal 1 dayan1klılık: 18 MQ cm- ) ilave edilerek hacim 25

Çark caddesi

seyreltik

ve manyetik

kanştırıcıda

15-30 ağustos tarihleri arasıdır. olarak

gözükmektedir.

nıl, ye tanıanılandı.

Kirliliğin en az olduğu

nokta

Eski Hendek caddesi ve

Böylece tüm nun1unelere uygulanan bu yöntemle toz

mayıs ayının geneli ile 15-30 Eylül tarihleri arasıdır.

numunelerindeki

Çark caddesinin özellikle trafik yönünden yoğun olması

ağır

metal

sulu

iyonlan

faza

kirlilik

ahndılar ve alevii AAS'de okunabilecek hale getirildiler.

çözeltilerdeki

metal

iyon

derişimleri

i\A-670 1 F marka ve bilgisayar destekli

arasında

gösterilebilir.

Yine

caddede deprem sonrası yıkımın fazla olnıası kirlilik

Shimadzu

bir

kaynakları

kaynağı olarak gösterilebilir.

cihazla

yapıldL Ağustos ayının genel olarak en az yağış alan ay olması

IV. DEGERLENDİRME ve

toztaşma ile kirliliğin yayılmasını artıncı etki yapabilir.

SONUÇ

Özellikle 1nayıs ve eylül aylannda yağmurların etkisiyle

IV .ı. Değerlendirme

cadde ve sokak tozlarındaki gözlenıniştir.

Yapılan

çalışmalar

neticesinde

elde

edilen

yoğunluğunun

sonuçlar

Eski az

ağır ınetal kirliği azaldığı

l-Iendek

olması

caddesinde

çalışmanın

yapıldığı

incelendığinde ağır metal kirliliği açısından en fazla

caddelere

kurşun kirliliğinin Çark caddesinde olduğu gözlenirken

neden

en düşük kirlilik Bankalar caddesi ile Eski Rej i sokakta

çalışmalarının

bulundu. Kurşun kirliliğinin en yüksek değerlere ulaştığı

olmayışı da kirliliğin düşük çıkmasında etkendir.

göre

trafik diğer

daha düşük değerler elde edilmesine

olmuştur.

Alt

eski

yapı

hendek

kaldırma

enkaz

caddesinde

çok

yoğun

dönem 15-30 Ağustos arası olarak belirlenirken en düşük okunduğu

zaman

dilimi

ise

15-30

Mayıs

IV. 2. Sonuç

tarihleri

arasında olmuştur. Çinko kirliliğinin en fazla olduğu cadde Çark C addesi, en az olduğu cadde ise Eski Hendek

Yapılan

analiz

sonucu

çalışmalannda

elde

edilen

Caddes i dir. Çinko kirliliğinin en fazla olduğu dönem 15-

sonuçlar incelendiğinde ortalama nikel derişimi 31.8 ıı.glg

30 Ağustos, en az olduğu dönem ise 15-30 Eylül tarihleri

olarak bulunmuştur. B u değer dünya standartlarına göre

aras ıd tr.

50-100

lJ.glg dır (1]. Ortalama nikel derişimi dünya

standartlarının altında çıknuştır. K.rom için elde edilen En yüksek okunan kadmiyum derişimi Çark caddesinde

ortalama değer 7.9 �glg dır. Dünya standartianna göre

iken kirliliğin en az olduğu yerler ise Eski Reji sokak,

kabul ediJebilir değer

Bankalar ve Adnan Menderes caddeleridir. Kadmiyum

elde edilen bu değer standartların altındadır. Kadmiyum

ktrliliğinin en fazla olduğu dönem 15-30 Ağustos, en az

için okunan oıialanıa değer 0.5 11glg dır. Bu değer dünya

20-100 ı.ıglg dır [11. Krom için

SAU Fen Bilimleri

ı7

Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, J.Sayı (Eylül 2002)

1999 Depremi Sonrası Adapazarı Cadde Tozlarında Ağır M etal Kirliliği .Vf .Ş. Dündar, M. F.Pala

standardı olarak kabul edilen 0,5-4 ı-ıg/g değeri aralığında dır[ 1]. Çinko için okunan ortalaına değer ı 58.3 JJ.glg 'dır. Bu değer standartlara ait olan 2500 f,lg/g 'ın altındadır [1]. Kurşun için standart değer 50-200 Jlglg iken [1] okunan değer 16.8 ıı.glg olarak dünya normlarının altında olduğu sonucuna varılınıştır. Bakır için kabul edilebilir değer 100-300 �g/g[1] aralığında olurken ortalaına okunan değer 1 ı .6 �g/g olarak tespit edilmiştir. Bu değer bakır için kabul edilebilir değer aralığının çok altındadır. Cadde ve sokak tozu örnekleri icin analiz edilen tüm metaller standart değerlerin altında bulunmuştur. Ancak bakır için ölçülen değer standart aralığın çok altında kalırken kadmiyum düzeyi kabul edilebilir aralığın alt sınır değerinde tespit edilmiştir. Eııkaz kaldırma ve yer altı çalışmalarının devam ettiği il_e özellikle yaz mevsiminde bu çalışmaların çok daha yoğun bir şekilde devam ettiği düşünülürse tozlara bağlı olarak gelişen kirli lik insan sağlığı açısından zararlı olabilecek Jüzeylerde alınamasına karşılık kadmiyum açısından alt sımr değerdedir. Özellikle yaz aylanndaki kirlilik göz önünde bulunduıularak müınkün ölçüde solunum yolu hastalıklanna yakalanma riskini düşürmek için sokaklarda toztaşmanın yoğun olarak gözlendiği anlarda çok fazla gerekmedikçe dolaşılmamalı, açıkta satılan gıdaların tüketiminin yapılmamasına özen gösterilmelidir. •

KAYNAKLAR 1. İ. Narin, M. Soylak. Mon:itoring Trace Metal Levels in

Niğde, Turkey : Nickel, Copper, Mangaese, Cadmium and Cobalt Contents of the ShTet Dusts Samples. Trace Elements and Electrolytes, Vol: 16 No:2 pp: 99-103 , 1999 2.

Ağustos

İ. Şişnıan. Sapanca Bölgesinde TEM Otoyolundan Kaynaklanan Ağır Metal Kirliliği. Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniv. FBE, Sakarya, 1997

Gündüz T. Enstrumental Analiz. Ankara, 1997

Ün, R. Metal Kimyası. s.220-627, 1968.

J.E. Fergusson, N .D. Kin1. Trace Elements i n Street and House Dusts : Sources and Speciations. The Science of the Total Environn1ent 100, pp: 125- 150. Elsevier Science Publishers b.v. 1991 Amsterdan1.

Sayı (Eylül 2002)

•

SAU Fen Bılimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt. 3

••

Bir Sanayii Yapısı Için Ulkemiz Koşullannda En Ekonomik Taşıyıcı Sistem Araştırılması I.Altm, S.Z.Bulut

BİR SANAYİİ YAPISI İÇİN ÜLKEMiZ KOŞULLARINDA EN EKONOMİK TAŞIYICI SİSTEM ARAŞTIRILMASI Işık ALTIN, S. Zeki BULUT Özet

teşk i l

Ülkemiz koşuHarında tek katlı bir sanayii

edilerek 1 O

metre

a ral ıkl ı

taşıyıcı

çerçeveler

yapısı için en ekonomik taşıyıcı sistenı belirlenınesini

yarduru ile inşa edilecektir. Bu sanayii yapısı nın ülkerniz

amaçlayan bu çalışmada, ana malzemesi çelik (st37),

koşullarında uygulanabilecek en uygun taşıcı sistem ile

50 metre açıklığa sahip, 40 metre boyunda, 1 O metre

yapılmasını amaçlayan bu çalışma ile seçilen çeşitli

ara ile 5 adet taşıyıcı çerçeve ve ortada bir sıra kolon

sistem.ler çözilierek sonu çları karşılaştırılmış ve bunlar

ile dizayn edilecek bir yapı için belirli kriterler ve

arasından en ekonomik olan sistem seçilmiştir.

çeşitli

Sanayii yap ılan nın genelde tek katlı ve geniş açıklıklı

kaynaklar

araştarılarak

oluşturulan

adet

taşıyıcı sistem Sap2000 programı ile analiz edilmiş,

olduğu

sistemlerde oluşan moment, kesme kuvveti, norn1al

kuvvet ve deplasmanlar

göz önüne alınacak

olursa sistem yüklerinjn

büyük bir kısmını çatı kaplaınas ı nın ve aş1k sistenıiılin

oluşturduğu ve taşıyı c ı sisten1lerde ekonomik çözün1e

648 kriterlerine uygun

geçt i ğ i

ağırlık hesabı yapılarak en hafif sistem en ekonomik

gid en

sistem olarak beninısenmiştir.

aşikardıL

Aualıtar Kelime/er: Ekonomik taşıyıcı sistem, Çelik sistcınler, Kafes ki. işler, Sistem ağırlıkları,

Bu çalışmada öncelikle çatı kaplamaları üzerine geniş

.:arak

boyutlandırılmıştır ve

Abstract

her

sistem

için

bir

ekonomical

for

one

storey

minimize

etmekten

kullanılan

olarak

poliüretan

dolgulu

paneller bu tip bir yapının çatı kaplanıas ı

In this project, it is aimed that the most variation

yükleri

çapl ı bır araştırma yapıl mış ve halen sanayiı yapılannda yaygın

yolun

çözüm olarak önerilmiştir.

industrial

Çatı

için

sandviç en iyi

kaplaması üzerindeki

strurture designed under condition of Turkey. The

yükler ile çatı kaplamasımn yükl e r ini topl ay arak taşıyıcı

basic material composed of this industirial structure is

sistem

steel (st37), 50 meters long span, 40 meters in length,

çö zümleri nde

çerç e vele ri ne

aktaran

p rofi l

ise

aşık la r

aş ı k ,

kafes

elemanlarının sistemlerden

oluşturul an aşıklar ile değiş ik aşık araltklarından

having 5 portaiframe seperated by 10 meters interval

üç

and columns supporting these frames a t ınidpoints. 8

göz

kı·iter

önünde

tutularak

çeşitli

oluşturulmuş ve en ek o nomik olanı saptannuştır.

different structural systems to be formed with some

o luşan

sistemler

critcrias sourced from various resources is analyzed by Sap200. Using output data related with support

Dolu g övdeli taşıyıcı sistem çerçeveleri çözümlerinde

reactions-nıoments, shear forces,

aşı k sayısı ve buna bağlı olarak sisteme yük aktarılan

axial

forces

and

sayısı

si stem

çözü mlerinde

nokta

of systenıs are evaluated with respect to 1'S 648 design

oluşturnıadığından en ekonomik aşık hesabı göz önüne

criteria.

Final1y,

each

structural

systerns

are

değişik

sonuçlar

displacements-all cross-sections and other dimeıısions

alınarak çözülmüştür. Buna karş ıl ık yük akt arıl an nokta sayısı, kafes sistemlerdeki düğüm noktası sayısı ile

coınpared 'vith otlıers total weight and the most light \veight system is selected as the most economical structurc for this project.

bağlantı h

direkt

o lduğundan her aşık hesabı için farklı ka fes

taşıy ıcı sistenller oluşturularak sonuca gi dil miştir.

Bu tür bir sanayii yapısının en ek onomik taşıyıcı sistem

Key»'ords:

ile inşası kadar yapının en k ı sa zamanda ilanal edilerek

Economical structural system, Steel

structurcs, Space truss, System weights.

üretken hale geçmes i

ısınma, bakım ve benzeri işletme

gi derler i nin minirnize edilmesi, il eriye dönük gelişmelere ,

açık olm as ı insan psikolojisi üzerindeki etkileri de göz ,

Ana malzemesi çelik

ın e t r e

eninde

a rd ı edilınemelidir.

GİRİŞ

(St.37) ve tek katlı olarak tasarlanan 40

metre

boyunda

7.5

ınetre

yüksekliğinde bir sanayii yapıs1, ortada bir sı ra kolon 1. Affrn,

SAÜ

Fen Bilimleri Enstitüsü Y.Lisans öğrencisi

Mi.ilıcndisl:ği Bölüınü, S

Z('ki Bulut,

Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Esentepe,Sakarya

II. ÇATI K_-\PLAMASI SEÇİJ\lİ

Çatı kaplaması

s eçiıni nde, kaplama ağ ır l ığ ı başta ol rnak üzere muk a v e meti , ısı yalıtımı, montaj süresi işletıne ve

•

Fakültesi, Inşaat

Bir

SA U Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, J.Say1 (Eylü12002)

Sanayii Yapısı İçin Ülkemiz Koşullannda En E ko no rni k Taşıyıc• Sistem Ara ş ta rJ 1 m as 1 I.Aitın, S.Z.BultıC

maddeler halinde sıralanan poliüretan dolgulu sandviç

aşık açıklığı, aşık aralığı ve kullanılan profil ti pi etkılİ olmaktadır. Bu üç faktör dikkate alınarak aşağıdaki aş ık

seçim olduğu açıktır.

ekonomik aşık sistemi seçilmiştir.

gibi

giderleri

bakım

kriterler

sağlar.

tutularak

önünde

göz

yapılan bir piyasa araştırılmasında aşağıda üstünlükleri

eşdeğer ısı yalıt1mı sağlayan farklı

yalıtımı;

Sabit aşık yükleri :

malzemelerin kalınlıklan aşağ1daki gibidir.

Tablo 1. Eşdeğer

Malzene Poliüıetm

ısı

yal ı t ımı için malzeme

kahnlıklan

Isı. iletkeriliği l

0.030

-·

14-100

Tuğla

(ill

0.034

0210

1200

0.430

2400

1.800

264

Beton

o/ol O

Çatı eğimi

Sürekli kiriş gibi çalıştığı

varsayılarak boyutlanduma

yap ılacaktır.

�o

•

...

sandviç

dolgulu

sistem

çat1

75 kglm2 5.7

(a)

11.2. Yük taşıma � apasiteleri; farklı kalınlıktaki bazı

poliüretan

25 + 20 = 45 kglm2

Değişken aşık karakterleıi :

4.4

Camyünü

xızbeton

g 1 + makas ağırlığı

2 = 50 mt

10 x 4 = 40 mt 15 + 1 0 = 25 kg!m2

(g 1) (g2) : (Pk) :

Çatı örtüsü -,- aşık ağırlığı

(kcaVmhoc:)

Yoğunluğu

(kg/m�

Taşıyıcı çerçeve aralığı

Kar yükü

Taşıyıcı çerçeve açıklığı

�ısı yalıtım yapı1abi1ıresi lçingeıekli ka1ınlık (cm)

sırasıyla

sistenıleri çözülmüş ve sistem ağırlıkları k ı yas edilerek en

sisteın çatı kaplama panellerinin� bu yapı için en uygun

II.I. lsı

boyutlandınlmasında

Aşıkların

kaplamasının

\..

sehin1 limiti L/200 olarak geçilebilecek aç1khk tablosu

r"-

aşağıdaki gibidir.

.-_-ı

Tablo 2. S and vi ç panel lerle geç.il ebilecek açıl<] ıklar

j�

Alüminvınn levba kalınl1ğı

�

(rrnn)

Ust .

Alt

050

0. 40

0.50

050

0.40

Sürekli lcirişgıbi

)�p .-; r<C

>�D· S

i� �] �

-� � .� �

�

(jJ

4.1

240

4.4

240

Şeki 1 1. Profil aş ık kesiti

255

111.1.

Geçillib::ek açıklık(an) 80

P(kQfmL) 1 00

220

120

150

200

ı�

180

200

ı�

180

200

ı� ı

210

235

(gergisiz)

kolay!Jğı

sağlayarak

yapımn

üretime

süresini ve maliyetleri azaltır.

11.4. Zan1an

içerisinde

çüıiinıez

25 1 16

= 177*cos (5 .7) =

1 77*sin(5.7)

Gerilme hesabı : 2 �Ix= qx * ( e /l 1 )

1.77 =1 770mm

177 kg/m

176 kg.m

18 kg.m

ı 76*(1 0 2/1 ı)

= 1600 kg.m

2 18*(5 /11)

My= qy * (( e/2)2/1 1) -

geçıne

= (25+75)* 1.77

qy = q*sina

Seçilen kesit

gerektirn1eyerek işletn1e giderlerini düşüıür.

1220

bakım

3060 cın

4 1 kg.m

Wx = 278 cm3

4 162 cm Wy =

33 cm

Geriime kontrolü :

cr=

III.

(gl+PJ*a

qx = q*cosa

11.3. 1 4 metreye ulaşan boylarda üretilmesi montaj ve nakliye

Aşık aralığı a

AŞlK HESAPLARI

(Mx/Wx)+(MyiWy)

1600/278 + 41/33 = 699 kg/cm 2 699 < 1440 kg/cm

Sehim hesabı :

4 f� = (2.48*qx *e )/Ix (2.48*0.176* 1 04)/3060 = 1 .4 3 cm 4 fy = (2.48*qy *e )/Ix = (2.48*0.018* 1 04)/1 62 = 2.76 cm =

Genel olarak çelik taşıyıcı sistemlerde taşıyıcı ilk eleman

aşıklardır. Aşıklar, çatı kaplaması ve üzerindeki yükleri

Sehim kontrolü:

alarak ana sisterrıe iletmesinin vamnda ana sistemdeki burkulma

boylarını

sınırlandırarak

sistemde

f =

stabilite

((/ + fy2 )0.5

'Eınax =

e/300

= (1 .432 + 2.762 =

1000/3 00

)0•5

=3.10cm = 3.30 cm

Bir Sanayii Yapısı İçin Ülkemiz Koşullannda En Ekonomik

SAU Fen Bil in1Jeri Enstitüsü Dergisi

Taş1y1c1 Sistem Araştarılması

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

I.Alttn, S.Z.Bulut

3.10 < 3.30 cm III.2.Aşık aralığı a = 25/6 1.77

q qx qy

= =

= (25+75)*1.77

(gl +P�)*a

= 177*cos(5.7)

q* c osa q*sina

Gerilme hesab1 : 2 Mx qx * (e 1 ll) =

Nfy

qy*((e/2)2/1 1)

177*sin(5.7)

= 176 kg.n1

Ix= 1 4 50 cm Iy = 81.3 cm4

Geritme kontrolü :

�1 arnlıE!_ pıufil Boyu Çift ri;ı.Illi (çiftçatılı)sisıenı için�ivi· 1770 I 100 40

= 1600 kg.m

Wx = 161 cm3 W =19.8 cm

1201 < 1 440 kg/cm

fx =

(2.4�:· qx

fv = Gergi olduğu için yaklaş ık sıfır alınabilir

e/3 0 0

III.3.Aşık aralığı a =

q = (gl +Pk)*a qx = q*cosa

1000/300

3.01 < 3.30 cm

1240

I180

1200

!200

3100

I220

4130

!240

4130

!220

= 0.00 cm

263

29456

31.1

362

24880 23168

25248

15*2

21.9

11*2

26.3

23144.

7*2

362

2ffD2

7*2

-·

20Ci>

263

26.3

13*2

9*2

26280

27352

22392

31.1

19768

35,3

aşık

aralığının

1.77

= 177*cos(5.7)

= 177*sin( 5.7)

My = qy* ( ( e/3)2111) -

3.30 cm

milinıetre

çözümlerde

olduğu

göz

önünde

bulundurulursa

geniş

açıkhkları mininıum öz ağrrlıklarla geç ebilen poliüretan

yapılarında

177 0mm ( çiftgerg)

kadar

göstermektedir.

= 177 kg/m =

176 kg.m

IV. DOLU

18 kg.m

176*(102/11)

= 1600 kg.m

18*(3 .332/11)=

sisternde

doğru

bir

seçim

olduğunu

GÖVDELi KİRİŞ HES�l\BI

kolonlar

temellerde

üst

mafsallı,

bağlantılarda rijit olacak şekilde tasarlanın1ştır. Bu tür sistemlerin en büyük avantajı, tenıel1ere sadece düşey yükler etkidiğinden yapının kötü zeminlerde de daha

l8kg.m

emniyetli olmasını sağlar. Ayrıca bu sistem çatıda su

Ix= 1450 cm4 Wx = 161 cm 3 Iv= 81.3 cm4 Wy =19.8 cm

!180

olduğu

ekonomik aşık sisten1i elde edilmiştir. Aşık aralığ ı 4130

ınaksimum

dolgulu sandviç çatı kaplama sistemleıinin bu tür sanayii

2516

Gcrilme hesabı : 2 Mx qx *(e / l 1)

Seçilen kesit

10*2

En ekommiksistem için�t�kp.ufil çözürrii

= 3.01 cm

(3.012 + 0.002 )0'5

= (25+75)* 1.77

qy = q*sina

28032

Sonuç olarak yukarıdaki tablodan da anlaşılacağı gjbi

Sehim kontrolü: + fy2 )0.5 f = (fx2

t��)ax

1220

2480

* e4) /lx = (2.48*0.176*104)/1450 = 3.01 cm

8*2

3100

1770

Sehim hesabı :

12*2

14*2

Tek ti;uili. (tek'Lıiılı) sis1em için çözüm 2

21.9

40 40

- ..t ...

16*2

1200

�PIIII�J

(lcglm)

2CXJJ

4130

ağlrhğı

Adedi

2480

kg.m

(MxfWx)+(M/Wy) = 1600/161+41/19.8=1201 kg/cn1 2

cr =

�

11epJam ı. si5tem

Brin

AsJk

18 kg.m

18*(52/11)

Tablo 3. Farklı aşık sistemleri boyutları ve ağırlıklan

= 177 kg/m =

ağırlıkları aşağ1daki

tablo.3 de özetleıuniştir.

1770mm (tekgergi)

176*(102/11)

I180

Seçilen kesit

_;.

Diğer aşık sistem çözümleri

İzolasyonunu zorlaşt ıran deı-eleri de ortadan kaldımuştır.

Gerilme kontrolü : cr =

Sap2000 progranu He yapılan analizinde

kirişlerde maksimum moment, kesn1e kuvveb, normal

(MxiWx)+(MyfWy) = 1600/161..ı..18/19.8==1090 kg/cnl 2

Sehim hesabı

Sisten1 1

1090 < 1440 kg/cm

kuvvet

gösterilmiştir.

deplasmanlan

(2.48*qx * e4)/Ix = (2. 48*0.176* 104)/1 450 = 3.01 cm fy = Gergi olduğu için yaklaşık sıfır alınabilir = 0.00 cm =

Sehim kontrolü : + y 2 )o 5 f = ( fx 2 f

fmax

ile

e/300

()'

'\·C'

•

' ... .

; ..

,,...

(3.012 + 0.002 1000/300

)0'5

3.01 < 3.30 cm

= 3.01 cm = 3.30 cm

'11 ( - t·loo..

• ..

. . .i.. :" �-'·..._.

.. •... ·f � .. ...

<-.c•

·i·

·. �

ı:

,._

•

.....

�

� �� ,

..;.. .'· -ı

li l

�

Şekil 1. Sistem

� •

,_n_,

� - .

�

, -- \

...

.. .. · · ,. ' \'

-• ·�.�{-f/ 1: •

•

2 için maksimum yükleme kombinasyonu

altında oluşan moment diyag ramı

:o. t ' ·

;· .

·� .J. � ..

'· �

aşağıda

1 ı

. .

• • )-:ı '

diyagramları

Bir Sanayii YapJSl

SAU Fen Bilimleri Enstıtüsü Dergisi

İçin Ülkemiz

Sistem

Koşullannda En Ekonomik

Taşıy1c1

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

I.Altın. S.Z.Bulut

=O. 106 < 0.83 IV.4.Kıyaslama

Şekil 2. S i s t em 2 için maksimunı yü kleme kombinasyonu altında oluşan k e sme kuvveti diyagramı

ıı__..-.,.--

_t.

..""-

�k

� · :;.�:. :.:,: · ' " "' : -·� ... .

�

.-- -.··-··· __...,.-. ... -

...

,. . -·· . . .. . .

-- -- �

� ..-

._....-

ı�

... ... .

. . ... .

....-

-·•--..-

.. .. � _

. .. -

•

---

l-ı

3*12

)0'5

fmax = L / 300

=( -

1.042 + 3*0.1 ı 2

)0 5

1.06 < 1.80 t/cm

normal kuvvet Maksimum deptasman

1.06 t/cm2

yeterli

7.48 ton

Iyb

4 Ix= 139000 cın

Sky O'a

IV .3 .l\1akaslama

Sx = 2730 cm3 vV X = 4633 cm3

kontrolü

Basınç başlığı için emniyet gerilmesi

= 417 cm Ayb= S�cyfiyb = = 2400 kg/cm2

değeri için

M1= 8.43 tm M1= 56.22 tm

0"Bx1 =

1.44

yeterli

k ı smının alanı

5,49

((3* 1 07*Cb)/oa)0'5 =

2683 cm4

cb = katsayısının

IV.2.Eğilme gerilmesi kontrolü Nlınax 1 Wx = 570614633 = 1.23

(t b *b3)/12

Eğ ilme

IV .l.En kesit özellikleri

254 cm2

O. S = İyb (Iyb/Fb)

8.24 cnı.

sistem 2 için bir kiıiş boyutlandınlnıası aşağıda gösterildiği gibidir.

8.33

Basınca çalışan başlık k ısmını n ataleti ve yarıçapı

Yukarıdaki değerler baz alı narak

8.24 < 8.33 cm

Basınca çalışan başlık

11.63 ton

Maksimum

2500 1 300

IV.6.Basınç b aşlı ğı n ın yanal burkulma

57.06 tm

moment

Sistem 2 için ma ksimum yükleme kombinasyonu altında oluşan deptasman diyagramı -

Maksimum kesme kuvveti

Maksimum

Maksimum deplasman yapan nokta sistenlin sol taraftaki kirişin o ıt a noktasında 8.24 cm olarak oluşm akta dır

'"':� �

[ ı ı

cr=

=(Vmax *Sx)/(Ix *tJ =( 11.63*2730)/(139000*2.16)= 0.11

IV.S.Sehim kontrolü

-""

(

I 600

* (25 45) = 1.04

�··

Şekil

(Mınax f Ix)*(hgf2) = (57061139000)

'·

Şekil 3. Si�!em 2 için maksimum yüklenıe kombinasyonu aıtında oluşan nornıal kuvvet diyagram1

... -·--·�

av =

t• ı

r·

gerilmesi k ontrol ü

..t""'7--. -ı , . . '

yeterli

Moment ve kesme kuvveti diyagramları dikkatle incelenecek olursa iki diyagrannnda maksim um olduğu no kta orta kolonun kirişle birleştiği noktada oluşacaktır dolayısıyla bu noktada kıyaslama kontrolü y apınak gereklidir. Sap2000 analizlerinden al l n an maksimum moment ve kesme kuvveti de bu noktada oluştuğundan bu değerler kullamlarak kıyaslama kontrolü yap ı l acak ()

Araştır•lmas•

crsxı =

yeterli

((crn*Ayb2)/(Cb*9*107))*oa (8.4* 105* Cb*Fb)/(Sky*h)

4775 > 1377

4775

gerilmesi kontrolü

(Vmax *Sx)f(Ix*tJ = ( 11.63*2730) / (139000*2.16) =

kg/cm2

0.6*cr3 = 1440 kg/cm

yanal burkulma

141.39 > 76

}

olasılığı yoktur.

olduğundan -

asx

1377

kg/cm2

=1440

kg/cm2

4775 kg/cm2

SAU fen Bilımleıi Enstitüsü Dergisi

Bir Sanayii Yapısı İçin Ülkemiz Koşullarında En Ekonomik

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Taşıy1c1 Sistem Araştirılması l.AJtan, S.Z. Bulut

V. KAFES

KİRİŞ

Sy= 400 cm

�

Şekil 5. Sistem 8 için tasarlanan taş1yıcı çerçeve sistemde

kolonlar

temellerde

ankastre,

23.9 tm

M2 = 23.9 tnı Mmx = 47. 7 tm

0.0 tm

ekonomik

sistenıler elde edildiğinden 2.00 metre alınnuştır. en

Mt � 47.7 tm

üst

bağlantılarda n1afsal olacak şekilde tasarlanmıştır. Kafes

yüksekliği L/12 olarak seçildiği zaman

47.7 tm

.ı.

Sky=ky *S= 400

V1.3.Eğilme moment diyagrann

(j) ucu ınafsallı

y-y ekseni e trafında : (i) ucu mafsallı

HESABI

VI.4.Eksenel yükten oluşan gerilme ve emniyet gerilmesi

Sistem 8 in Sap2000 progran11 ile yapılan analizinde

ı,.qfes çubuklannda oluşan normal kuvvetler alınarak bir tablo aracılığı ile kesitler seçilmiştir.

= 1 5.3

P nınx

Ax=Skx/ ix. O'beın= Oçcm

O"eb

Ax=86

w= 1.7

/W = 1440 / 1.7 = 847 k g1Clll

crbeın

O'eb = P/F = 71.03 kg/cm2

71.0 3 1847 = 0.08 > 0.15

kontrolde yapılnıalıdır.

VJ. KOLON HESABI

1440kg/cın2

Oçenı=

olduğundan iki

VI.5.Eğilmeden oluşan gerilme

Sistem 2 deki sağ ve sol kolonlarda oluşan maksiınum

Kesit simetrik olduğundan O'bx= Mmax 1 Wx = 477013610 = 1.32 < 1.44

ınoment ve kesıne kuvveti değerleri aşağıdaki gibidir. Maksimunı mon1ent

47.70 tm

Maksimum normal kuvvet

15.1 3 ton

Yukandaki değerler baz alınarak sistem

VI.6.Eğilme - Basınç başlığı için emniyet gerilmelen

2 için kolon

cra= 2400 kg/cm

boyutlandırılması aşağıda gösterildiği gibidir.

cb katsayısı değeri

VI.l.En kesit özellikleri

Tablo 4. Cb katsaytsı hesap tablosu

Pıu.fil

1550

�

1.9

F 213

99180

3610

lx o

21.6

4.02

2 000 cm4

= (Iyb/Fb)o.s =

�..

� �

l ...

� °

�

Basınca çalışan başlık kısmının ataleti ve yarı çapı iyb

Tabloi)--8 vuiuı L

.�p0c M1

Le�� (2)

(1)l��

(1)

� � � ., )��

5,15 cm

1 75 •

�

ı �

1.05(M11M2)�.�M1/M2)

(2) �.75

�� b

1.05(M11t·l2�.3(M11M2)

�n-ı -o ��(1)

(1} M1=0

pı )1 tv\2

.-- ·

Basınca çalışan başlık kısmının alam 2 Fb= b*tb-(h-2*tb)*(tgf6) = 75.52 cm

3 Iyb- (tb*b )/l2 =

(2)

r�

-.::;:ı

ekseni etrafında

ı M2

1.75

s'{-= 750 cm

Moment diyagrarru 3 nolu sütuna uyg undur.

: (i) ucu ankastı-e U) ucu boşta

7 05 10 *Cb)/cra) · = 148 > 78 ((3*

TS648 Çizelge 3-4-5 den

�i·- ı o. o}

Gj- 3.3

= 2. 45

olduğundan

sh= kx *S= 1837. 50 Cn1

pc pıtJC p�"� bıbe ıoı

VI.2.8 urkulma boylan x-x

yeterli

� :::: ı

{1) �o M1 p p_

p1lı ıı.p� p��'�r! �V

:�� (��-"'

tve=O

rı

:ı

(2) r...o

l\lt2

Cb= 1. 7 5

Osxı = 1385 kg/cm2

O'sxı = 5 046 kg/cm')

') 5046 kg/cın 2 > 1385 kg/crn-

5046

kg/cm2 > 0.6*cra = 1440 kg/cm2

O'Bx =

1440 kg/cm-

ooonıik .. em ·ız K o ••ullarında E n Ek Bir Sanayii Yapısı I çın Ul k . tem A ra şt• rı 1 nıı1ı Sıs ıcı Taşıy z Buluı J.Aitın, S . � ·

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.cilt, 3.Sayı (Eylül2002)

-� .. . .. ._

VI. 7 .Eu ler gerilmeleri <Jex =

8290000 1 !../

,--

1 1 21 kg/crn2

VI.8.C111 Kat s ayı sı n ın Değeri

Cm=

0.85 alınır.

-�

·-

--- ·'

• •

.....

-- :cı,_

-�--

Birim

ve rol

Yana! deplasmıının mümkün olmadığı durumlarda

kı:ıhılar

Oııaknloıılar TDPI.Aı\1

40.00 7.50

- ""'" - -

T�ın 34832

31.1

12525 167.0 1550 2*5 9�950 99 .oi--.-;� �ffi)� -1�0�.oo��ı � 1 *;._5L...!I � 1 07 335

14*2

1220

Sistem 2 İçin toplam ağırlık tablosu (I profıllerle) VI.9.Genel kontroller

(creı/crbenı)+(Cın *crbx)/(1-(creblcre,))*crsx < 1 (71i847)+(0.85*1322)/(1-(71/l 121))*1440 l.Kontrol

olmalı 0 .92 < ı

2.Kontrol (cre�0.6*cr.)+(crbxfcrs,) < 1 (71!1440' -(132211440) 0.97 < 1

olmalı

ve rolkolonlar

OrtakDionlar

yeterli

TOPI.Aı\1

ömek teşkil etmesi amacıyla gösterilmiştir. Seçilen 8

Yukarıda yapılan i�lemler sadece belirli sistemler için sistem

için

yapılan

çözümlerin

neticesi

Achli

Ismi •

Pmfil

1450

2*5 14*2 2*5

I220 1550

1*5

Iffi)

Birim

25.14 40.00

750

10.00

28911

115.0 31.1

34832

167.0 199.0

9950

12)25

86218

Sistem 2lçin toplam ağırlık tablosu (Petek profıllerle)

aşağıdaki

tablolarda verilmektedir ve bu sistemlerden en hafif olanı en ekonomik çözümü göstermektedir.

rbt-..J·J·J�-l-�1�t;LJ�·t:.Ll.: t.:t ·1 L1:.ol:�.l:::j·>tiA� U,__

Birirn

VII. SİSTEM AGffiLIKLARI HESABI ! ı

·ı

Biirn

Ismi

Adedi

Pmfil

2 *5 8*2 2 *5 1*5

ve !'Ol kı:ılonlar

Oıta kı:ılonlar TOPI.AM

Oıtaknbılıır

IffD

I220

IffD 1380

25.14 40.00 750

199.0 31.1

7.50

84.0

Tcplıım

' '

TOPlAM

50028

ı--ı �.

19904 14 925

19:Xl

Adedi

ve rol kı:ılonlar

•

Ismi

3150 88007

4..

-�-

- "-

·-·

"---- ...:L

;_. _...i.. _

___

L.--

Profil

:L.- -�--

--...'�...

��

ACedi.

Ismi

Oı.ıa kolonlar 1DPU\M

2*5 8*2 2*5 1*5

I500

1220 ımı

1300

25.14 40.00 7.50 7.50

141.0

31.1 199.0 84.0

Il&ı

2*5 1*5

1475 1340

40.00

75J

55ffl

219

128.0 68.1

·t t 11"1'1-tt ı ı- --ı 1 1-.ı ·ı-_ l-t 11.

Oı.ıa kı:ılonlar

1*5 7*4 2 *5 1*5

Pmfil 1200

1450 1320

40.00

7.50 7 .50

5636 263

ll5.0 61.1

Sistem 4 Için t o plam ağırlık tablosu

35 447 19ı:rn 14925 3 ıso 73426

Sistem 1 İçin toplam ağırlık tablosu (Petek profıllerle)

28032 91W

2553

63120

�

·-

Birim Tqı'mı

TOPLAM

Tcplarn

T/935

•

ve rol knlonlıır

Biriın

1*5 8*4

Adedi.

____

Pro fil

Sistem 3 Için toplam ağırlık tablosu

Sistem l için toplam ağırlık tablosu (I profillerle)

�

281&> 29456 8625 2291 68552

•

(Eylül 2002)

Bir Sanayii Yapısa için Ülkemiz Koşullannda En Ekonomik

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6 Cilt, J Sayı .

-L

·- ıL

\..

1- - .

Taşıy•cr Sistem Araştınlmas• I.Altın, S.Z.Bulut

_-}-�l-:: � j_ -:-t :_--:::: "·ı-·--'ı -! t... -�-:- � -::-}-::: t :: .L.::: 1 _....4---:-1-L ....- -.. r ,J_';.L :: J..:.:.:...ı. -·ı -

·---------

�-

�

. ::-- �

- - --

_ ı

--·

ı.

Birim

�ön-Ilk

•

27730 25248 9(ffi 2291

648(f.)

Sistenı 5 İçin toplam ağırlık tablosu

' ..... - .. j·-�±- t .. .... j;..:::"'., -.,Lı.iı.:...:·-··t!-:.:::-± · _ . . ,_

.....

�

- .:.--:: · .. :.-._ - · -

-:.

, -7: ± ı---t-±

___

..... � �, .•"'.., - . .. -· .

ı�·

...

"'.:.:;.�. . . . .:: ..

_···...

... -

·;-±

�-

:::. ·

t,, -±

· -,.

.., ·.

,.,. .

......

. ·�

. ,_

Ach.ii Profil Boyu Kiıiş ::1Öıriıldan 1*5 "O" 5*4 I220 40.00 Ac:;1k aPııhldan.(pufil) 7.50 2 *5 1450 Sağve rol kul011lar 7.50 1*5 1320 Orta kob.Jlar ..... 1DPIAMSISTEM AGIRUGI ı.Sl1]

S istem 6

1-ı

·-

• •

}-.

_:.. _

�-

...=:..

_.,

Isıııi Kiı:iIŞ,ıvır141 _1 ııKti1ıı

..,

��ö-ıdıklan(p.ofiL)

Sağve �ı kolonlar Orta kobnlar

t 1

. ..- .,--'

•

5826 31. 1 115.0 61 . 1

29130 2400 8625 2291

Sistem 7

Ismi •

K.iıiş ağırlıklan Aşık afuıbldm (JJnıfil)

Sağve�lkolonlar

4*4

2*5 1*5

mo 1425

D20

__ _ --- -

- -=.:..:::

. · --

Boyu

40.00 7.50 750

64926

:-..::....

T�Jam �Oırl1k

Birim

afurlık

32700 199J4 7800 2 291 62 775

6556 31.1

104.0 61.1

İçin top l am ağırltk tablosu

Ac.hli Profil 1*5

15*2 2*5 ı *5

TOPlAM SİSTEM .A.ÖIRLIÖI

I180

!450 I340

Hoyti

40.00

7.50

10.00

Biriın 1 Tcplam nvn�ık aPtrltk

5 135 21.9 115.0 68.1

Sistem 8 İçın toplam ağırlık tablosu

ÖNERİLER

I{AYNAKLAR

. ·t±:=.J ± ± . _ :�· ... --::_ · · :::. "· l _.-::- - - .----··-

- ..... -...._ _

-�-

Adcrli Pro fil 1*5

TOPlAM SİS1Bv1 AÖIRLIGI

Ortakolonlar

İçin toplam ağnh k tablosu

--- ·-� . - -.. -· bt :l±:j . _: ""_;.,....- . -- - . --- .-· .

;dVI!

•

...

Tq:Jlam -n1.1 �P' ıık

Birim

SONUÇ

Yukanda tablolar halinde verilen sistem ağırlıkları incelendiğinde kafes sistemler dolu gövdeli ve petek sisten-ılere göre daha ekonomik çözümler vermektedir, Aynca kafes sistemlerde kendi aralarında mukayese aşık hesaplannda ulaşılan ekonomik edildiğinde, çözümün desteklendiği göze çarpmaktadu. Aşık aralığının artması, aşık sayısını ve buna bağlı olarak kafes sistemdeki düğüm noktası sayısını azaltmakta dolayısıyla çubuk b oylarını uzatmaktadrr. Başlangıçta artan burkulma boyları sistemin ekonomik olmayacağı görüşünü desteklese de kafes sistemleri oluşturan çubukların dikkatli bir dizayn ile çoğunu çekmeye çalışttrd1ğırrıızdan burkulma söz konusu olmamaktadır. Sonuç itibarıyJa, yukarıda _verilen ağırlık tabloları incelendiğinde ekonomik olarak en uygun olan sistem 7 benimsenmiştir.

TqJlam

Adedi Profil Boyu awhk 5546 1* 5 6*4 1200 40.00 263 Aşık::l�ıdıklan(pı{dil) 75 . 0 128.0 2*5 1475 SaQ ve �ı kolonlar 7.50 61 1 Ü11a kobn1ar 1*5 B20 . 10PIAM SİSIEMAGJRLIGI Imıi I<:iı:'IŞ aQ -IIll 111 KI<1n [

VIII.

25675 26280 8625 3405 63985

[1] TS 64 8/Arahk 1980, "Çelik Yapıların Hesap Ve Yapım Kuralları, rf ürk Standartları Enstitüsü, 198 2, Ankara [2] TS 498/Kasınl 1987, "Yapı Elemanlarıı11n Boyutlandınlmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri" Türk Standartlan Enstitüsü, 1987, Ankara [3] ARO ALI Selim, "Bir Sanayii Yapısı İçin Ülkemiz Koşullarına Göre En Ekonomik Taşıyıcı Sistemin Araştınlması" Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Şubat 1999, İstanbul [4] BAHAR Coşkun, ''Bir Hal Yapısında Ekonomik Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Sistem Araştırılnıas1'' Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ekim 1995, İstanbul "Çelik Çatı Elemanlarının [5] ODABAŞI Yalınan, Ekonomik Çözümleri" 198 2, "Ahşap Ve Çelik Yapı [6] ODABAŞI Yalman, Elemanları'' 1997, "Yapı Statiği İzostatik [7] YORULMAZ Müfit, Sistemler", İstanbul Teknik Üniversitesi Mimarlık Fakültesi, 1980, İstanbul [8] 2000 '{ APEL� "Alüminyum Poliüretanlı Çatı Kaplaına Ürün Kataloğu" YAPEL Yapı Etemanlan Sanayii ve Ticaret Ltd.Şti, 2000, Ankara [9] 2000 ASSAN, ''Sandviç Panel Ürün Kataloğu" ASSANPREF ABRİK Yapı Elemanları Pazarlaına ve İnşaat A .Ş., 2000, İstanbul [10] 1999 ÖZGÜR ATERMİT: "Atermit Grün Kataloğu" ÖZGÜR Atermit Sanayii ve Ticaret A .Ş., 2000, Adana

Lçucu K ü l Kullanılarak Kağıt Fabrikası Atık Sulanndan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Giderimi M.Uğurlu

Fenol ve Lignin

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

UÇUCU KÜL KULLANILARAK KAGIT FABRİKASI ATlK SULARINDAN FENOL VE LIGNIN GIDERIMI •

�1ehmet Özet-Bu çalışmada, uçucu kül kullanılarak kağıt atık

Uğ·J;-Ju, Yfuğ. Ü

endüstrisinden

organik yüksek

zehirli

göstermekte

değerlerine

sahip

alıcı

artarnlara

deşaıj

[3].

ar ı

tı lması

maddeler

ve deşarj yönetmeliklerine göre

inhibitörlerden

anndırıln1ası

engellenmesine

yönelik

kısıtlamalar

Atık sulardan renklilik ve zerurlilik oluşturan bileşenlerin giderilmesinde fiziksel ve kimyasal yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Fizikokimyasal yöntemlerden en olanl arda n

etkili

biri,

adsorpsiyon

yöntemidir.

yöntemde adsorbent olarak kullanılan en etkili madde aktif

mal iy e tin in çok

karbondur. Ancak aktif karbonun

yük sek

olması

maliy eti ni

bir

rejenerasyon

güçlülüğü,

arıtma

hayli arttırmaktadır. Bu durum göz önüne

alınarak; son yıllarda

uçucu kül, sepiyolit, perlit,

pomza

taşı

v.b. maddeler düşük maliyeti ve temin edilmelerinin kolay ol mas ı gibi avantajlanndan dolayı akti f karbona alteınatif olarak kullanılmaktadır. Literatür çalışmasında, uçucu külün ads orbent olarak kul lanıl mas ın a çalı şmaya yönelik çok sayıda rastlamln1aktadır. Bu ç alışmala r ın bir kısmında. sulu ortaml arda bazı ağır metallerin uzaklaştırmasında uçucu külün adsorbent olarak kullanılabileceği [4,5 ,6], şeker endüstrisinde deşarj edilen atık suyun arıtıl mas ı ve uçucu kül ile te ks ti l abk sularından renk ve toksik oltLŞturan maddelerin uz akla ş t ırıl n1as ı f7], uçucu kül kullanarak sulu ortamdan klerlu fenol bileşiklennin etkili bir şekilde

bol

olup çok çeşitli

maddeler içerebilirler. Bunlar; asitler> alkaliler, organik maddeler, koıTozif maddeler, zehirli maddeler ile yüksek sıcaklık, renklilik ve kötü k oku gibi

ar1tılmadan

KOİ

getirilmektedır(2].

miktarda su kull anı lmaktadır. Bu sular kullanıldıkları endüstriye göre değişim

BOİ

oranda

çevresel kirliliğin

v.s.

çevreye verilen atı k sular

gerekmektedir. Ayrıca, bu tür at ık sulann oluşıurabıleceği

kullanmaksızın buharlaştırm ada

üretiminde

oluşturan

deniz veya d iğ er alıcı artarnlara bırakılınadan önce çeşitli

•

enerji

kirlılik

hidrojen peroksit gibi oksitleyi c i kimyasallar kullanılm aktadır. K.lor ku1 1 a nı mına bağlı olarak ol uşan k lorlu organik bileşikler atık su arı t ma tesislerinde tam olarak giderilernemektedir [ 1]. Akarsu,

I. GIRIŞ

kurutmada,

fazla

olarak klor, k lordioksit,

miiJ effluent

yıkamada;

Kağıt üretim prosesinde, beyazlatma sürecinde yaygın

Key words: Fly ash, adsorption, lignin, phenol, paper

Fabrik a syonda,

Muğla

edildiklerinde çevresel kirlilik oluş turmak tad u lar

ash for the removal of lignin and phenol from paper mill effluent. The effect of pH, particle size, solid/liquid ration, temperature and contact time were investigated. As a result of these experiment, the optimum removal for lignin and phenol adsorption to be pH 3.0, 25°C temperature, 0.06 g/mL for Hgnin, 0.12 g/mL for phenol, lh time and 0.150 mm particle size. In these conditions pbenoı and lignin 'vere approximately removed o/o 66 and 0/o82 ration respectively. The result generally were sboved that tly ash could be considered as a potential adsorbent for lignin and phenol removal from paper mill effluents.

ç alışı l ma maktadır.

soma

olduklanndan

Absıract-The present study was examined the use fly

Kimya BL.

maddelerle yüklü özelliktedirler [2]. Bu atık sular

yöntemlerle

çoğunda

Fak.

olup, pr o s esten

sektörlerden

fenol, kağıt atık suları

dallarının

Fen Ed.

Kağıt endüstrisi, Petrol, çimento, deri, tekstil ve çelik

A1ıahtar keli11ıeler-Uçucu kül, adsorpsiyon, lignin,

Sanayi

•

UGURLU M.

sularında lignin ve fenol giderimleri incelendi. Deneylerde pH, tane boyutu, katı/sıvı oranı, sıcaklık vE! sürenin giderime etkisi araştırıldı. Optimum giderim için, pH: 3.0, 25°C, 150mm tane boyutu, bir saatlik süre uygun bulundu. Lignin için 0.06g/mL ve fenol iı;in 0.12 g/mL kata/sıvı oranı uygun bulunmuştur. Bu parametrelerde fcnolde 0/o 66 ligninde ise 0/o82 o""'anında giderim sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, kağıt atık sularından fenol ve lignin giderimi için uçucu külün potansiyel bir adsorbent olabileceğini göstermiştir.

•

uzaklaştırıldığ1 [8], volkanik küllerin kullanılmasıyla kağıt atık sularından l i gnin ve renk olusturan maddelerin

özelliklerdir [ 1].

gi derilebit eceği [9], fenol gideriminde uçucu k ü lün aktif ·

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt,

Uç ucu Kül Kullanalarak Kağıt Fabrikası Atık Sulanndan

3.Sayı (Eylül 2002)

Fenol ve Lignin Giderirni M.Uğurlu

Fenol ve hgninin uzaklaştırmak üzere laboratuar ölçeğinde ve sabit karıştırmalı bir çalk.alayıcıda kesikli

karbona alternatif olarak kullanılabileceği ve aynı zamanda yüksek oranda giderimin sağlanabileceğine

yönelik çalışmalar rapor edilmektedir [ 1 O].

adsorpsiyon

deneyleri

yapıldı.

pH'sı,

Süspansiyon

Literatür çalışmalannda; kağıt endüstrisi atık sularının

adsorpsiyon süı-esi, katı\ sıvı oranı, adsorbent tane boyutu

biyolojik metotlarla

sayıda

ve s1caklık parametre olarak seçildi. Kaba ve ince toz

çalışma mevcut olmasına karşın, doğrudan adsorpsiyon

safsızlıkları uzaklaştırılarak belli göz açıklıklara sahip

antılmasına

yönelik

çok

elek serisi kullanılarak kesikli sarsmab elek analizi ile

rastlarulmaktadır. Bu eksiklik göz önüne alınarak, çevre

uçucu kül farklı tane boyutlarına ayrıldı. Adsorpsiyon

kirliliği olgusunun giderek önen1 kazandığı ülkemizde,

deneylerinde tartırnlar 0,01 mg'a hassas terazide tartılarak,

düşük maliyetli ve temini kolay bjr malzeme olmasından

I 00 ml ham a hk su ve 2' şer gran1 adsorbent, 250 ml

yönteminin

dolayı

çalışmalara

kullanıldığı

uçucu

kül

kağıt

kullanılarak

çok

endüstrisi

hacin1li

atık

kaplara

ahnarak

denemeler

gerçekleştirildi.

renklilik

pH'nın etkisinin araştırıldığı deneylerde han1 atık suyun

oluşturan ınaddelerin adsorpsiyon metodu ile giderimleri

pH,sı NaOH ve HCl çöze1tileri kullanılarak pH metre

araştırılmıştır.

yardımıyla ayarlandı. Deneyler iki tekrarlı yapılarak, elde

sularında fenol

lignin

gibi

kirlilik

edilen

sonuçlann

ortalamaları

alınmıştır.

Adsorpsiyon

öncesi ve sonrası absorbanslar standart atık su analiz

II. MATERYAL METOD

metotlarına göre Dr. Lange spektrofotometresi yardımıyla kolorimetrik olarak ölçüldü. Kalibrasyon eğrisi yardınuyla

II.l Kullanılan Adsorbent

konsantrasyonlar belirlenerek, Çalışmamızda

adsorbent

M uğla ili Yatağan

olarak,

fenol ve lignin için %

giderim oranlan hesaplandı.

Teınuk Santral i 'nde düşük kalarili linyitlerin yakılması sonucu

3 ol·ışan ve yıllık 1,2 milyon m lük bir hacme

11 4 Yapılan Analizler ..

sahip uçucu kül örnekleri kullamldı. S antralden alınan uçucu kül ömekleri:jn kimyasal analizleri yapılmış olup,

Lignin Tayini: Yaklaşık 20°C' deki atık su ve saf suyun

bu analizler sonucu o/o 33.3 Si02, o/o14.31 Al203, % 31.09

50 mL �lik ın:iktarları üzerine hızlı bir şekilde 1 ,O mL

CaO, % 4.1 1 Fe203, o/o 6.28 Si02, % 1.43 KıO, % 1.23

folinfen ol ve 10,0 mL karbonat-tartarat reaktiflednden

MgO ve% 0.34 Na20 olduğu tespit edilmiştir.

ilave edilerek 3 O dakika renk oluşumu için beklenir. Daha som·a

Uçucu küller belirli oranda radyoaktivite içermektedirler

nın

[l l]. Bu durum göz önüne alınarak Muğla Üniversitesi

(0,0064mSV/yıl)

çok

için

SmSV/yıl

düşük

olan

değerden

olumsuz

etkisinin

söz konusu

sonra her bir örneğe 1.0 mL 4-am.inoantypyTine çözeltisi ilave

ağır metal içerdikleri yapılan literatür çalışmalarında

yapılır.

1.066 mg/kg Pb ve

çevresel tehdit oluşturmadığı belirtilmektedir [12].

l .O'er

dakika bekleme

yardımıyla

fenol

TARTIŞMA

III.l Adsorpsiyon Kineti ğ i

Atık su deşarj edilecek ortama verilmeden önce yeterli Muğla

Üroversitesi

Kağıt atık sularında renklilik ve kirlilik oluşturan feııol ve

çevre

ligninin

laboratuarında çok düşük sıcaklıkta muhafaza edilmiştir. önce

eğrisi

Kalibrasyon

III. BULGULAR

11.2 Örneklerin Alımı

Deneylerden

konsantrasyonları beUrlenir [ 13].

30.8 mg/kg Co bulunduğu ve bu değerlerin herhangi bir

alınarak

kanştırılır

alınarak 500 nın'de her bir numune için absorbans ölçümü

Bu sonuçlara göre, 35.6 mg/kg Cu, l94.0 mg/kg Mn,

miktarda

ıyıce

süresinden sonra, saf su ile hazırlanan nuınune standart

kül örneklerinde ağır metal analiz değerleri elde edildi. 6,

edilerek

potasyumferrisiyanür ilave edihr.

belirtiınıektedir [ 11]. Adsorbent olarak kullanılan uçucu

lignin

Fosfat tamponu yard1mıyla pH 7.9 + 1 'e ayarlanır. Daha

olmadığı görülmüştür. Ayrıca uçucu külün belirli oranda

720.2 mg/kg Fe, 20.9 mg/kg Cr

yardımıyla

üzerlerine 2.5 nıL 0.5 N NH40H çözeltisi ilave edilir.

açısından bu materyalin çevresel antı1nda kullanımına yönelik herhangi bir

eğrisi

Fen ol Tayini: 100 mL atık su ve saf su örneği alınarak

radyoaktivite

olınası

Kalibrasyon

konsantrasyonları belirlenir [ 13].

Santrali uçucu kül örneklerinin radyoaktivite değerleri bireyler

dalga boyunda her bir numune için absorbans ölçün1ü

yapılır.

Fizik Bölünıünce yürütülen çalışmada, Yatağan Termik incelenerek,

saf su ile hazırlanan numune standart alınarak 700

deşarj

edilen

atık

suyun

bileşiklerinin

süreye

bağlı

olarak

giderim

oranlanndaki değişinller elde edildi. Sonuçlar Şekil 1' de

analizi

verİlınektedir.

yapılarak fenol ve lignin konsantrasyonları belirlendi. Bu analizler sonucunda fenol için 0,535mg/L lignin için ise 13,5 14mg/L bulunmuştur.

II.3 Deneysel Kısım

l'çucu Kül Kullanılarak Kağ•t Fabrikası Atık Sulanndan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Fenol ve Lignin Gide!'imi

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

M. Uğurlu

Ş elrJl

�0 �-----ı

�

daha sonra artan sıcaklıkla düşme gözlenmiştir. Bu durum,

Y üksek sı c aklı kta f en ol için prosesin endoteıınik oldu ğunu göstermektedir. Ayrıca her iki bileşen için en uygun g ideriın 293 K' de sa ğlanm 1 ş t ır Fenol adsorpsiyonu

�

E o

·-

... &> -o

a -

g e rçe kleş tir i len

sıcakl ıklarda

artış göz l enirken lignin için 293 K' e kadar hızlı bir artış

y�-

40·

farklı

adsorpsiyonda, sıcaklık artıkça fenol giderim oran1nda bir

so r

den

ilg ili

ile

() e----.-----..--.-ı. 60 90 120 150 !RO 210 o Adsorpsıyon

Şekil 1.

Adsorpsiyon

•

Lıgnın

•

fer;ol

bağlı

fenol

lignin

giderimindJki değişim (pH:7.5, Ads.Sıc 25°C, katı/sıvı oranı: ll50g/ml

ve tane boyutu: lSOmm)

Sekil 1 den görülebileceği gibi fenol ve lignin için çok '

ıcısa sürede belirgin oranda gide rim oranı sağlannuştır. Bir saat sonunda bu giderim, lignin için o/o54 fenol için ise %5 1 oranında olmuştur. Ayrıca, bu şekilden her iki bileşen ıyın adsorpsiyonun bir saatte dengeye ulaştığı görülrnektedi i. Bu sonuçlar, artan süre ile giderimde her hangi bir değişimi n gerçekleşmediğini ve bir saatljk uygun

s onuçl ar

olduğunu

°C'ye

sı c aklıkla

sonuçlara paralellik

ettiğimiz

gideıimde

meyd ana

makro moleküler çarpışn1a

ile

kaynaklanabilir

azalma gözlenn1esi. artan

hareketli likte

termal

olarak,

birbirleri

elde

Lignin adsoıpsiyonunda 298 K'den sonra

sıcaklığın artması ile paralel

sürenin arıtım için

adsorbentin aktif merkezlerinin o l u ş tuğ u belirtilmektedir [ 1 5].

°C'den

p artiküller içine difüzyon hızlarının aı1ıcağJ belirtHmektedir. Yine bu çalışmada� s ı cakl ı ğın a rtın as ıy l a

gösterınlştrr. olarak,

n1olekü llerin

Süresi (dak.)

süresine

sıcakhk

çıkarıldığında adsorps i yon unun arttığı sıcaklık artışının

B:leşenler

){).

çalışmada

a rtı ş a

gelen

lignin taneciklerinin

ihtimallerinin

artinasından

lll.3 pH'nın Etkisi Süspansjyon

p H'larına bağlı olarak

fenol

lignin

giderim oranlarındaki değişim Şekil 3 'de verilmektedir.

göstermektedir.

Fenol ve lignin için adsorpsiyon un bir saat sonunda e ğiliminde

sabitleşme

olduğun u

karakterli

olması, diğer

tutunmanın

fiziksel

ifade yl e

fiziksel

bir

adsorpsiyonun gerçekleşmiş olduğunu göstermektedir. Kağıt endüstrisi ahk sulannın oldukça kompleks olduğu

ve yaklaşık 300'e yakın bileşik ihtiva ettiği tespit edi lmişt ir [ 14]. Bu karakterdeki atık sularda adsorpsiyon; sıvı fazdaki moleküllerin mobilitesine, por yapısına ve

E c: u � o o

JO d()

partikül büyüklüğüne partikül ve faz arasındaki temasın

Bıleşenler

hidrodinamiğine bağlı olabilmektedir.

111.2 Sıcaklığın Etkisi adsorps iyon Farklı sıcaklığında adsorpsiyon

deneyleri

uçucu

gerçekleştirildi.

kül

ile

deneyler

sonucunda fenol ve ligninin için giderim oranlarındaki değişim Şekil 2 'de verilmektedir.

•

Lıgııin

•

Fenol

Süspansıyon pH'sı

Şekil 3.

Süspansiyon pH'sına bağlı olarak feno\ ve lignin giderim

oranlanndaki değişim (Ads. Süresi:24 saat, Ads.Sıc:25°C, tane boyutu: l SOmm ve katı/sıvı oranı:O ,02g/mL)

Şekil 3'de, Uçucu kü l ile farklı süs pansiyon pH'larında gerçekleştirilen deneylerde pH:3 'de fenol ve lignin için -. 'J?-

maksimum

giderim sağlanmıştır.

Ayrıca,

arttıkça

lignin giderünler inde lineer bir azalma gözlenirken, fenol için pH 5' e kadar yavaş, artan pH ile giderimde hızlı bir

düşmenin gerçekleştiği gözlenmiştir . Bilind i ği Bileşenler

20 ......_-----4 lllll

290

300

310

•

Ligniıı

•

Fcııol

320

bileşenleıidir.

A l203

Y apı s al

Si02

olarak,

uç ucu silika

k ülün

ana

(Si02)

Si04

tetrahedrallerinden oluşur. S i04' teki her oksijen at o m u iki

komşu

tetrahedral

kullanılmaktadır.

Ads. Sıc (K)

Şekil 2.

gibi

Si-O

tarafından bağı

ortak

yaklaşık

%50

olarak iyonik

karakterdedir. Bu sebeple silika önemli ö1çüde non polar -

molekülleri adsorplayabilme yetene ğine sahiptir

Fen ol ve 1 ignin için adsorpsiyon sıcaklığının giderim oran ına

etkisi (Ads. Süresi :24saat, pH:7 .5, katt/stvı oranı : 0.02g/m1 ve tane

[ 5].

Atık

suda bulunan non-polar özellikteki klorlu fenol ve klorlu

boyutu: 150mm)

lignin

bileşiklerinin

düşük

pH' da

adsorplanan

SAU Fen B:limleri Enstitüsü Dergisi

Uçucu Kül Kullanılarak Kağıt Fabrikası Atık Sulanndan

6.Cilt, J.Sayı (Eylül 2002)

Feool ve Lignin Gideriıni

M. Uğurlu

miktarlarındaki artış, proton adsorpsiyon u ile nispeten pozitif yük kazannuş olan kül yüzeylerine tutunmasından

artma, adsorpsiyon prosesi esnasında adsorbent-adsorbat

kaynaklanmaktadır. Artan pl-:I ile uçucu kül yüzeyindeki

etkileşn1elerinin

anyon adsorpsiyonuna bağlı olarak adsorplanan miktar

açıklanabilir.

artıkça

oranlarında gözlenen

fenol ve lignin giderim yoğun

gerçekleşmesiyle

şekilde

azainnştır. Uçucu kül

yapısındaki

demir

alüminyuın

111.5 Tane Boyutu Etldsi

oksit

yüzdelerinin yüksekliği, yüksek pH'da oksitlerin hidroliz

Farklı tane boyutlarında uçucu kül kullanılarak fenol ve

ürünlerini oluşturmaktadır. Farklı pH'larda uçucu kül

lignin için giderim oranlanndaki değişimler incelenmiş

yüzeyinde muhtemel durum,

H+ tvf+ (

)M OH

•

olup, sonuçlar Şekil 5'de verilmiştir.

oH-

.. Mo70

Alkali Ortam

Asidik Ortam �ekilde olabilmektedir. pH

3-11

aralığında uçucu kül

�

.... o.

kullamlarak fenalik ve renklilik oluştuı·an bileşiklerin

·c: lll ı::ı

düşük pH'da o/o87-96 oramnda giderildikleri[9]. Başka ..Jir çalışmada, klerlu fenalik bileşiklerin %

oranında

5()

Bileşenler

güçlü bir şekilde organik bileşiklerle ve sedimentlerdeki metal iyanlarına bağlandığı belirtiln1ektedir

lignil

giderim

oranlarnun

düşük

[ 17].

pH' da

Fenol

•

yüksek

.02

.<lti

olması, artan pH ile düşmenin görülmesi, adsorbent bileşiminde

metal

bulunan

oksitlerin

Şekil 5.

hidroliz

sıvı

.14

. Hı

Fenol ve lignin giderim oranlannın tane boyutun bağlı

değiş1mi (Ads. Süresi:24 saat, Ads. Slc:25°C, pH:7.5 ve kat1/sıvı oranı

ürünlerinden kaynaklandığı söylenebili r .

III.4 Katı/

.ı :ı

,10

Tane bo>•uııı (ının)

yüzeyinin pH değişııninden belirgin oranda etkilenmesi ve

.(lll

,06

Ligııııı

0.02mg/mL)

oranı

Şekil 5 'de, tane boyutu arttıkça lignin ve fenol giderim oranında azalma gözlenmiştir.

0.035

tane boyunda

Farklı kat1/sıvı oranlannda gerçekleştirilen deneylerde

fenol gideriminin yüksek, 0.075mrn için yaklaşık aynı,

fen ol ve lignin giderim oranlarındaki değişim, şekil 4'de

O. 1 SOrnın de ise lignin giderim oranında nispi bir artına

verilmektedir.

gözlennuştir. Ayrıca, tane boyutundaki değişimden en fazla fenol gideriminin etkilendiği görülmüştür. Uçucu kiU gideriıni

arttığı[ 1 6],

fenol

adsorpsiyonu

ile

ilgili

S i02 nıiktarlarında artış olduğu belirtilmektedir [15]. Bu

·c C) "''

çalışmada

4{)

•

,02

O,Ol)

,04

Kalı/Sıvı

Şekil 4.

,0&

,06

boyutu: 1 50mm )

(Ads.

yoğu11

adsorptif

lignin için giderim

artı ş ın gerçekleştiği Şekil 4' de görülmektedir.

kül

tane

etkileşmeleriyle

açıklanabilir.

Küçük

tane

göstermektedir.

Küçük

fazla olması, mikro porların belirgin etki göstermesiyle açıklaııabilir. gerçekleşmesi

Artan

Lignin

adsorpsiyonunun

adsorpsiyonda

daha

por difuzyon engelinin

önemli olduğu sonucunu düşündürmektedir.

artış göstermiştir. Lignin için yaklaşık O, 07g/mL oranına

IV. SONUÇ

kadar hızlı daha sonra artan miktarla sabitleşme eğilimi göıiiln1ektedir. Uçucu kül kullamlarak gerçekleştirilen

Bu deneysel çalışmadan elde edilen verilere göre düşük

fenol adsorpsiyonunda adsorbent mikiarının aıtmasıy1a ve

davranışı etkilediğini

tane boyutunda fenol adsorpsiyonunun ligninden daha

katılsıvı oranına paralel olarak fenol giderimi lineer bir

hızlarırun

uçucu

birim kütle başına tanecik sayısırun azalmasının doğrudan

Süresi:24 saat, Ads. Stc. 25°C, pH:7,5 ve

diftizyon

sonuçlardan>

boyutunda gözlenen bu durum, tane boyutunun artınasıyla

Katılsıvı o ram artıkça fenol ve lignin gideıim oranlarında

mo leküllerin

edilen

gözlenen artma, Al ve Si oksitleriyle bu bileşenlerin daha

oranı (gfmL)

Farklı kat1/sıvı oranlarmda fenol

oranlarındaki değişim

Lignin

'ı ı

'ı 1)

elde

boyutunun azalmasıyla fenol ve lignin giderim oranında

Bileşaıler

tane

il gili çalışmada tane boyutu küçüldükçe

çalışmada ise uçucu kül tane boyutu küçüldükçe Alı03 ve

ile

giderinun

kullanarak atık sulardan tarımsal ilaçların

süspansiyon pH'sında, 2/50 g/mL katı/sıvı oranında, 1 saat

difüzyon

süre ve sıcaklığın 25 oc olması halinde kağıt endüstrisi

katsayısının artığı belirtİlınektedir [ 15]. Katı/sıvı oranı

Uçucu Kül Kullanılarak Kağıt Fabrikasa Atık SuJarın da n Fenol ve Lignin Giderimi

SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.C11t,

J.Sayı (Eylül 2002)

M.Lğurl i.J

, USA Effects of Pulp and Paper Mill Effluents, 271-280

atık sulannda % 81 lignin, o/o 65 fenol giderimi sağlandı.

C 1996)

Yine bu çalışmada uçucu külün çevresel veya işletn1e

[15]Bina ry, K. and 1\arendra, S.R. Comparative Sorption equilibriunı studi es of toxic phenols on fly ash and iJJıpregnated fly ash. J. Cheın.Tech. Biotechnolo gy. 61,

atığı olması yanında, düşük maliyetli ve temini kolay bir malzeme

olması

kullamlabilecek

kağıt

atı k

alternatif

düşündürmektedir.

suyunun

adsorbent

arıtırrunda olabileceğini

Çevre kırliliği olgusunun

307-317(1994) [16]Vınod, K and İmra14 A. Renıoval of lindan and malat/ıion. ;ro1n vvaste-ıyvater using bagasse Fly ash-a

giderek

önem kazandığı ülkemizde, hem ekonomiklik hen1 de etkinlik açısından bu çalışmaya konu olan adsorpsiyon

Sugar induslly, vVaste. Wat. Res, 35(1), 33-40 (2001),

yönteminin kağıt endüstrisi atık sularının temizlenmesi açısında

son

derece

kullanılabilir

[ 17]Kookana�

olabileceği

143, 13-64(1995)

Kt\YNAKLAR

çevrey€

A. ve Eroğlu, H. Kağıt fabrikası atık sularının olan

zararları

arıtılması.

ı.

Atık

Sempozyumu, 87-92. K ayseri (1998) [2]Muna, A. and Sreekrishnan, T.R., Aquatic Toxicity _r;roln

Pulp

and

Paper

Mill

Effluents:

revzew,

Advances in Environmental Research. 5 175-196 (200 1)

(3 ]Carlberg,

G.E. and Stuthridge T.R. Environmental

.fate and ·iistribution of Substances. Environmental Fate and Effects of Pulp and paper Mill Effluents, 169-17 6. USA.(1996) [4]Gupta G.S., Prasad G. and Sing V.N. Re1noval

c h o nn e dye fronı aqueous solution b y mized adsorbent:

fylash and coal. Wat. Res, 24(1), 45-50 (1990)

(5)Viraglıavan, T. and Flor de Maria , A . Adsorption of

plıenol jro1n lvaste'rvater by peat.fly ash and bentonile Appl. Journal ofHazardous Materials 57, 59-70( 1998)

[6]Benerjee, K., Cherernisinoff, P .N. and Change, S .L. Adsorption kinetics of o-xylene by

31(2), 249-26 ı ( 1997)

fly

ash.. Water Res.

[7]Konduru, R.R. and Viraghavan, T. Dye removal using

lo w cost adsorbents. Wat. Sci. Tech, 36(2-3), 189-196 (1997)

[8]Kao, P.C., Tzeng, J.H. and Huang T.L. Rernoval of ..

chlorophenols frorn aqueous solution by jly ash. Journal ofHazardous Materials, 76(2-3), 237-249 (2000)

(9]Diez, M, C., Mora M.L., and Videla, S. Ads o rption of

pheno lic conıpounds and colour from bleached Kraft

niill effluent using allophonic conıpounds. Wat. Res. 33(1), 125-130 (1999) [1 O]Özdernir, G. Suda Çözüntnüş Tek Bileşiklerin Aktif

Konu1nla

Halkalı Aromatik

Adsorpsiyonu, K imya Müh.

Kongresi 279-284(1993)

[11]Bailey, S.E., Trudy, I .. , Bricka, M. and Dean Adrian,

D. A Review of potentially low-cost sorbets for h ea vy

nıetals. Wat. Res. 33 (1 1), 2465-2469(1999)

[12]Balcı, A. ve Demiı·ak, A. Yatağan Tennik Santrali Uçucu kül Analizleri. 1. EkoloJİ Kongresi . Bodrum. (2001 [13]APHA, A\VWA, WPCF. Standards methodsfor the examination of ıvater and \lvastewater. 15. The Edition '

5:54-67, USA. (1980) [14]Gifford, J.S. Recent advances in enviroJunental fate of

che1nicals jro1n

of pulp

m ill

efjluents disposal on soil Rev. Environ. Contam.Toxicol.

söylenebilır.

[ 1]Tutus,

R.S. and Rogers, S.L. Effects

pulp nıills. Environmenta1 Fate of

SA U Fen Bi limleıi Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t. 3.Sayı ( E yli.i1

Deprem Karşısında Çelik Konstrüksiyon Yapılarm Betonai·me

2002)

Yapılara Göre Avantaj

D�zavantajlarının Sebepleri ve Analizi M.Yaylah, A.Mimaroğlu

DEPREM KARŞlSlNDA ÇELİK KONSTRÜKSiYON YAPlLARlN BETONERME YAPILARA GÖREAVANTAJ VE DEZAVANTAJLARININ •

•

SEBEPLERI VE ANALIZI

Meriç YAYLALI, Abdullah MİMAROGL U

Jzet

Çelik nıalzemenin üstün nitelikleri şöyle sıralanabilir:

Bu· çalışınada, günüınüzde birçok kullanım

alanına

sahip

çelik

konstrüksiyon

yapıların,

betonerme yapılar·a göre avantaj ve dezavantajlarını

-7 Homojen

açıklaya...

altlnda yapılır. Bu nedenlerle güvenlik katsa yısı küçüktür.

Yapıların

bilgiler verilmiştir.

Çelik

Konstrüksiyon

(<2).

doğal bir olay olan deprem karşısındaki

avantajlarını yaygınlaşması

ülkemizde

gerekçesinin

kullanımının

sebepleri

üzerinde

-7 Yüksek mukavcmetli olduğundan malzeme gideri bir

durulacaktir.

hayli azalır, kullanıldığı

Anahtar Kelimeler

Çelik Konstrüksiyon,

yapının öz ağırlığını büyük

ölçüde ha fiiletir Deprem,

Beton

� Çelane ve basınç mukavemetlerinin eşit olması sonucu çekme mukavemeti düşük diğer yapı malzemeleriyle

Abstract- Adventages of steel constructı ons, which is

gerçekleştirilmesi

the most popular recently, versous concrete structure bccoming wide spread of steel constructıon buildings will be explained and one of the biggest adventage of constructıon during eartquake

will

be also

explained.

bir

Çelik

yapı

•

-7

kullanırken

tüm

onun

özelliklerini çok iyi bilmek gerekir. Malzerneye ilişkin avantajlı

karakteristikler

sakıncalı

yanlar

elemanlarının

in1alatı

çoğunlukla

gerçekleştirilir, şantiyede montaj yapılır. Bu

yüzden uzamaz.

GIRIŞ

malzemeyi

ile

nedenle inşaat süresi hava koşullanndan etkilenn1ez ve bu

Key Words-Steel Constructıon, Eartquake, Concrete

Herhangi

çelik

etki n olduğu yerlerde uygun sonuçlar verir.

atelyelerde

sistemler

-7 Elasti klik modülü çok yüksektir. Eğilme rijitliğinin

-7

•

olanaksız

yapılabilirlik kazanırlar.

is tried to deseribe in this working. Reasons of the

steel

ve izotroptur. Üretimi belli bir denetim

gerçek

biçiınde ortaya konabilmelidir.

Çel ik bir

yapıyı, az bir kayıpla söküp başka bir yerde

kurmak olanağı vardır.

�

Çelik

yapılarda değişiklik veya takviye yapılması

gayet kolaydır.

� Uygun bir planlamayla çelik bir yapının, iskele kurma doğmadan

gereksinimi

gerçekleştirilmesi

olanağı

bulunınaktadır. Bunlara karşın, çelik malzemedeki sakıncalı nitelikler ise şunlardır

\1eriç Yayialı

;

�

Sakarya Üniversitesi, Fen Billmleri Enstitlisli, Malöne

Yanıcı

o ınıarnakla

beraber,

ısı

yükseldikçe

mukavenıetine ve elastiklik modülünde h1zlı düşüşler

Yfühendisliği Ana Bilim Dalı,Esentepe Kampüsü,Sakarya. Abdullah Mimaroğlu; Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,

görülür. İyi bir ısı ileticisi olduğundan, ısı nedeniyle mukavemeti zayıflayan bölge luzla yayılır.

A.fai(JnC �1ühendisliği Bölümü, Kampüsü,Sakarya.

Dt•prt•rn Ka r�•�ı nda

SAU Fen Biltınleri Enstitüsü Dergisı 6.Cıit,

veya

Kon t rü k.\iyon Yapılarm Beton armc Dczıt\'antajlarının Sebepleri ve Anali zi

Yapıtara G<kc Avantaj,.

3.Sayı (Eylul 2002)

-7

Çelik

i\1. \ay lah, A.Mimaroğlu

ilişki,

ma ddey l e

ki n1yasal

bir

ç e l ık

n1alzemede pa s l aıuna olayını b aşl a t ır. Bunu önlcnıck ıçin bakunı boya pe riy o di k bo y anmal ı elen1anlar yapılmalıdır. Bu husus çe l ik yapının bakını giderler ini ,

arttınr.

sağlanıynı

diişünccsıyJe

as l ında

ınsan hayatını n ucuzia tılnı a sı sonucunu doğıu·rnaktadJr. Bütün bu aksaklıkJarı g ıde rece k toplunısaJ bır ıslck ve bilin ce sahip oJmndığınıı7 ve standartlarıyla kontrol n1ekaniznıaların1 geliştirmek ıçin çaba harca nıadığınıı7 da açıktır.

-7

Yapı lard a

konusudur.

mi k tarda kullanılınası ve kontrol edi1mesi temel şarttır. Kırsal a landa kullanılan \'e genelde t eknik elemanl ara

Ses ve ısı aç ısından çok iy i bir il c tken o lması nedeniyl e ç elik yap ılarda önemlı bir yal ı t ın 1 sorunu c;ö:z

ınalzenıeııin

dan ış1 ln ıadan Türkiye· de

ll. DEPREMLERDE YAPIL.�RIN YIKJ.Ll\tJASI KADER DEGİLDİR!

deri nden

sarsıyor.

'Iüm

felaketzedelcre

ulusumuza geçmiş olsun. Her ne kadar

yapdar

ge !lc ldc

uzaklık

birden

yer

ç ok

yana

bırakılırsa

yapı

malzeme si

ç ok ş iddet li bir

_.:;den olan yıkımlar ın çoğunun asl ında tck n ik olarak önlenebilir o Jdu ğ WJ u bilmekteyiz. yıl

kalite

dökünı bet onarme bir yapı büyük açıkJıklı \eya çok yüksek değ Jlse dcprcnıde ge n e lde iyi bi r dayanın1 gösterir. Ancak aşağıdaki şu ü ç ana sorunu vardır: D ı rin e isı beton santralleri yle

her

bir

k--ul lanılan

depremle karşı k ar şıya kaldıy sak da bu büyük felakete

Yurdumurr 1a

öngörülen

b c t on arm c d ır. Doğru yapılan, y e rin de

Deprem felaketinden etkilenen kentlerimizin gö riintü le ri hepinıizi

yapılan

proJede

sarsı nt ıs ıyla

süreye

yapı

olarak

bağlı

alanl arı arasındaki ya pıla rda kullanılan

betonun kalitesi ttin1üyle şans işidir

�ıtekim geçmiş

kon troll ü binalarda bile beton

depremlerde

k alitesini

düşük olduğu sık ça gözleıınıiştir.

k arşılaşman1ız Dünyanın önem] i deprenı k u şaklarından birinin üzerinde o1C.:ığumuz gerçeğini u nurn1amıza pek

fırsat ver m ez. S on depretnin de kolay k o la y bellek1erden silinebileceğini sanmıyoruz. Ancak hiç

dil e me s ek de,

ülkemizin hemen tüm önemli yerleşim merkezlerinin fay

veya çok yakı nında oln1ası bu depremin u ğran1 lac ak son dep rem olnıadığını bilmen1izi kırıklannın

üzer i nde

de gerektirir.

ulus al

felakete

soı1Ja

içine konan

donatının gözden kaybolması k ont o l ve belgelerneyi r

dah a

sonra

d oğnıl an1ayı

pratik

olarak

olanaksızlaştırmaktadu·.

dönüştüğünü

ciddi

olarak

Sonuncusunun şiddet in i de dikkate

düşürunemiz gerekir.

alasak, diğer ülkelerde hasarların ve can kayıp larının daha az olduğunu görüyoruz. Çok gerilere yarısındaki

ikinci

görüntülerincieki

benzerliklere

deprem bakarak

ulus

bağlantı

sonrası

göz

önüne

alma ya n

taşıyıcı

noktaları de

depremde

olarak

ttirünün

her yerde aynen u ygulanması, depr etnin yanal etkiler özelliğini

k aldumaya çalışan betonarme ,

almadığımızı söylemek hiç de yanlış olmaz. Hele Adapazarı gibi deprem geçirmiş illerinrizin aynı şekil de yeniden yıkıma u ğramas ı teknik a danıların yanı sıra tün1 ulusu muzu düşündür mehdir. Bize göre bu duruın, ülkemizde yapı tek n oloj isi ve uygulaınaları alanında önenıli temel noksanlık ve aksaklıklar olduğ u nun gö s tergesidir. Zernin özellikleri dikkate alınmaksızın aynı yapı

İlk iki sakıncayı ortadan

pre fabrik yap ıJ ar ise esnek o l arnamanı n yanı sıra eleman

gitmeden, bu

başımıza gelenle rden en ufak ders

veren

döküldükten

Üçüncü ola rak da, doğası gereği beton sünek olmayan kır ılgan bir ınalzemedir. D ep rem yü k leri altınd a üzerin e gelen ener ji yi yutup yok ede mediği için içerideki can ve mala i l e t t iği zararlı et kiler fazla olur.

Aslında doğal bir olay o lan depre ınin ülkemiz de niçin

yüzyllın

beton

JV.BETONER.\IIE SÜNEK DEGİL KIRILGANDIR !

III.DOGAL BİR OLAY NİYE FELAKETE DÖNÜŞÜYOR?

hep

olarak,

Tkinci

sistem

kul lanı 1 nıa sı, deprem gerekl e r ine uygun projeler yap ıl maması pek çok u ygul a ınad a projeden ç eşit li nedenlerle belki de kar hır sıyla sapmalar yapılması aksayan nok talann başında gelmektedir. Bu sonuncu aksakl ık proj el er y ap ı l ırken (yani deprem ö nce si ) t eknolojilerini n

insanlarımızın hayatının para etmemesi ve maliyetten kar

tür yapıların

görülmektedir. Yatay

ola r ak

etkiyen

yapının ağır l ığına yıkılman-ıası iç in

deprem

( ki.itlesine)

durumuna

yükleme

sorunludurlar.

konusunda

bağlıdır .

ağrr hasar aldığı

yüklerinin zemin Bir

Son

büyüklüğü

özelliklerin e ve

yapımn

depremde

taşıyıcı yapısının (kolon, kiriş ve

döşemelerinin)

depremde

bağlant ı lar ı nın

kopm ama sı

kınlmaması, ve

biribirleriyle

yerlerinden

çıkıp

düşmemeleri gerekir. Bunun için de öncelikle yapıy a gelecek

depre1n

yerler in i n

yüklerinin

bu yüklere

b irleşim

göre hesaplan ma sı gerekir. Bunun

taşıyıcı yapısını hafif y ap maktır. Depren1 eneıj isinin yapı elem anları tarafından emilip yutularak içindeki can ve mala en az zararın aktarıln1ası için de yap ı n1alzen1esinin esnek ve sünek olması v� üzerin de bulunduğu zemine u yuml u davranış gös termes ı gere kir. Çelik isk.eletli yapılar bu gerekl erin hepsini birinci

karş 1 lar.

yolu

azaltılması

bina

Karşısında Çelik Konstrüksiyon Yapıların Betonarme Yapılara Göre Avantaj V(\ Dezavantajlannın Sebepleri ve AnaHzi M. Yaylah, A.J\tlimaroğlu

SAL Fen Bilimleri Enstitüsü Derg:si

Deprem

6.Cilt, 3.Say1 (Eylül 2002)

taıutımına önem verilmesi ve üniversite döneminde eğitim seminerlerinin yapılması uygun bir yaklaşım olabilir.

V.ÇELİK iSKELET; CAN KURT ARA.� BİR •

TEKNOLOJI:

Çelik büyük endüstriyel yapılar dışında, yurdumuzda konut ve ofislerde hemen hemen hiç kullanılmaz. Ashnda deprem bölgelerimiz için can kurtaran olabilecek olan bu teknolojinin kullanılnıaınasının başlıca nedenleri: eğitin1, görgü ve uygulama noksanlığından kaynaklanan çekingenlik; uygulanagelenin yinelenınesi kolaylığına kaçan teknik adamlarımız; kaliteli endüstriyel malzeme ve iş gücüne bağlı kalmanın pahalı olacağı ön yargısına sahip olan uygulamacılarımız ve mal sahiplerimiz ile insan hayatının kaybeditmeden önemsenmemesi kültürih:1üzden kaynaklaıunaktadır. Ayrıca yapılarda çelik iskelet kullanılmadığı gerekçesiyle bu işe uygun ekonomik kesitlerde yapısal çelik profilleri üreoneyen ve ·�!"etmek için yatırını da yapınayan çelik üreticilerimiz ise yukarıdaki nedenlere kolay bahane sağlanıaktadır.

VI.HİÇ BİR HAY AT, Y APlDA KULLANILACAK ÇELİKTEN DAHA UCUZ DEGİLDİR !

Çelik iskelet, betonarme çekirdek ve hafif karma döşen1elerle doğru malzemenin doğru yer, yönten1 ve oranda kullanılnıasıyla en iyi çözünıler elde edilebilecektir. Yaptığınuz pek çok ön hesapta betonarme yapı için kullanılan demir miktanna eşit profılle, ancak yaklaşık yarısı kadar beton kullanarak aynı hacimde bina yapılabildiği ortaya çıkmıştır. Böyle bir yapının salt betonarn1eye göre yan ağulıkta olduğu, inşaat süresinin yandan aza indiği ve yapının depreme dayanıklı olduğu düşünülürse, toplam proje bedelinin °/o5-20'si arasında tutarı olan çelik iskeletin, kurallara uygun olarak yapılan betonarme binalarla karşılaştırıldığında, hiç de düşünüldüğü gibi pahalı olmadığı aksine ekonomik olduğu ortaya çıkacaktır. Bu hesaplara yitirilmeyecek can ve malların ederi katılmamıştır. Sünek bir malzeme olan çelik, yapıya etkiyen depren1 enerjisini büyük ölçüde yutarak can ve mala gelecek hasarlan en aza indirmekte, esnek davranışla depren1 etkilerini çok azaltınaktadır. Japonya ve benzeri deprem ülkelerinde çelik ve çelikibeton karma sistemlerin yaygın olarak kullanılması bir rastlantı veya çeliğin betondan ucuz olması değildir.

VII.SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Deprem karşısında çelik konstrüksiyon yapıların betonerme yapılara göre avantaj ve dezavantajlannın sebepleri ve analizi yukarıda incelennıiştir. Buna göre ülkemizde daha yaygın hale getirilmesi gereken çelik konstıiiksiyon yapıların, geleneksel betonerme yapılar gibi

endüstriyel bir üıiin olan çeliğin kalitesi her aşamada kontrol edilerek belgelenir. Ayrıca beton içine gizlenmediğinden çelik iskeletİn yönetrneliklere ve projeye uygunluğu ve kalitesi her zaman kontrol edilebilir. Deprem sonrasında da hasar durumuna göre beliki de tüm binayı yıkmadan sadece deforme olan elemanlan değiştitilerek binalar kullanılmaya devam edilebilir. Tünıüyle

Deprem bölgelerirnizde çelik is.kletli veya çelikibeton kaıma yapıları doğru projelendirerek can ve mal kaybını kader olı11aktan çıkartmam1z gerekir. Bu teknolojiyi bilmediğiıniz için kullanmaktan kaçındığımızı itiraf edip öğrenmeye, standaı1lanmızı ve normlarımızı deprem ülkesine uygun hale getinneye, ille de beton olacak inadından vazgeçınemizde, çelik üreticilerimizin de gereki i kesit ve kalitede profil üretmeye başlamaları gerektiği kaçınılmaz zorunluktur. Bu zorunluğun sorumluluğunun da başta teknik adamlarınuzdad1r. olmazsa bir depretnden som·a mutlaka ayakta kalıp, hizn1et vermesi gerekli görülen yapılann çelik iskeletli yapılması bir zorunluktur. Aksine değerlendirme ve uygtı1amalar kararı verenlere her halde büyük maddi ve manevi sorumluluklar yüklemektedir. Hiç

KAYNAKLAR

[1] Dercn, H., "Çelik Yapılar", Teknik Kitaplar Yayınevi, İstanbul, 1984 [2] Odabaşı,Y., ''Çelik Çatı Elemanlannın Ekonomik Çözümleri", Teknik IZitaplar Ya)'lnevi, İstanbul, 1981. [3] Ardan, F., "Çelik Yapı Elemanlan", Güven Kitapevi, Ankara, 1973 [ 4] Tali, L., "Struchıral Steel Desıgn", The Ronald Press Comp., New York, 1974 [5] ,TS 648, Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları", Türk Standartları Enstitüsü TSE, Ankara, 1980 [6] Prof. Vakkas Aykurt, "Çelik Yapı Ders Notlan (7] Prof. Fahrettin Ardan, "Kaynaklı Çelik Yapılar, İ.T.(J. [8] Prof. Niyazi Duman, ,,Çelik Yapılar Ders Notu Özetleri, İ.T.Ü. [9] \fodül Çelik, "Döküman ve Arşivi" [ 1 O] Teknik Yapı Proje ,Döküman ve Arşivi,

Etektrolitik Bazı Baz Çözeltilerinin Radyofrekans Etkil�im1eri

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 3.Sayı (Eylül 2002)

Y.Güney

'.Kurban

ELEKTROLİTİK BAZI BAZ Ç ÖZELTİLERİNİ RADYOFREKANS ETKİLEŞİMLERİ Yılmaz GÜNEY, Nedim KURHAN Ozet ••

her biri bir LRC

Bu çalışma, farklı geometrik özellikler taşıyan

bobin türü ölçme hücreleri ile gerçekleştirilmiştir. oluşturulmuş

Bir

paralel

ve bu devre

ile

kullanılmış

deneyler yapılarak LRC

radyo

frekanslarda

iletkelik

değerlerinde

gözlene

ve kayıp

faktörleri

belirlenerek devre

emanı

1 ı

�arametreleri ve çözelti türü ile ilişkisi saptanmıştır.

Anahtar Kelimeler

rezonans Devreyi değişik yönte mlerle d{ınınıuna ge tirdiğ imizde gerek rezonans frekansının gere�se devre kayıp di rencinin değiştiği gözlenmektedir. Bu d6ğişiml er ?enel olarak bir titreşim bobininin kompleks �düktans

bilmektedir. Bu çalışmada, alan- çözelti etkileşiminin, dispersiyon

e ilmiştir.

oluştuğu gözlenmiştir.

sığasal eşienim modeli ile. açıklanabilmekte, indüktif ·

elde

sığasal hem de indüktif yapıdadır ·ve sığasal etkileşim; yüksek

durumlan

olarak

içerisine daldırıldığında, devrenin rezonans koJullarmın değiştiği ve nedenle bu bobin içe sindeki elektromagnetik alanla çözelti arasında bir e tRileşimin

ile karşılaştırılmıştır. Bobinlerdeki etkileşimler hem

ise

rezonans

eleman

incelenecek ç zeltiler titreşim devresinin bobin

devresi

gözlem ve ölçümler yapılınış, literatürdeki çalışmalar

eşlenim

devresinde bobin

LRC Devresi, Kayıp Faktörü,

ıle tarurnlanmasını gerektirmektedir.

Geometrik

indük

şeklinde g sterilebi lir

�*kompleks

bağıl

tansı Lo olan bir bobinin ç ko ınp leks indüktans ile ,

Dispersiyon :Faktörü

ö zelti

- RF alan ellile şimi

Abstract - This st\ldy has been performed by doing experiments through coil type measuring cell with geometrical

different circuit

was

properties.

prepared,

son1e

paraUel

LRC

observations

and

measurements at radio frequencies were made with

[6].

Burada

magnetik geçirgenlik olarak adland1nlmak:tadır.

this circuit and then the results were compared with the existing literature. The interactions in coils have

İçinde elektrolitik çözelti bulunan bir bobinsel ücrenin kompleks indüktans olarak belirtilmesi sonucUilJ olusan

both capacitive and inductive structure. Capasitive interaction can be explained by capacitive coupling

paral el rezonans devresi Ş ekil 1.1 deki gibi

model, when as inductive interaction can be observed

göstqrilebıİır.

only in higb conduction values. In tb ıs study, the dispersion

and

loss

factors

the

field-solution

interaction were relieved and their interaction with circuit parameters and solution type were determined.

Key words - LRC Circuit, Loss Factor, Dispersion Factor

I. GİRİŞ

Bu çalışmada, bir

p aralel

etkileşim hücresi olarak

LRC devresinin bobin elemanı kullarulmış ve LRC devresinin

Şekil 1.1.

rezonans koşullanndaki değişinıleri incelenerek) çözelti alan

etkileşim

mekanizması

anlaşılınaya çalışılmıştır.

Bobin türü bir ölçme hücresinde çözelti- alan etki leşimi (tam olarak anlaşllamamasına rağn1en )

çözelti

bulunan

bi r

titreşi m

[1,2,3,4],

bobini

çın

ıse

içinde bobin

yoluyla anlatılabilmektedir [5]. elde

II.KOMPLEKS İNDÜKTANS VE DiSPERSiYON sayılabilecek

cam

kalınlıklarda yalıtılmış bakır

tüpler

üzerine,

empedansı Z AB ve adniitansı A

indüktansının konıpleks indüktans olarak taruınlanması

Standart

1.1. deki devrenin

Şekil

ZAB

edilir.

olduğu

değişik

R-r

,.,'\21ı' 2 r_;2 UJ rO

+ jro

( l\

·L

J.l

R2 T +

0 2 ı2 T 2 (l) )l. ı...,O

(1.1)

rezonans k<}şulunda g zön ün e alındığında,

Titreşim devresinin

(İmA=O)

tellerden sıkı sarnnlarla

solenoidal sayılabilecek bobinler yapılmış, bu bobinlerin

(1.2)

Y.Güney, N.Kurhan; SAÜ Fen Edebiyat Fak. Fizik Bl.

SA U Fen Bilimleı i Enstitüsü Dergisi

Elektrolitik Bazı Baz Çözeltilerinin Radyofrekans Etkileşimleri

6 Cılt, J.Say1 (Eylül 2002)

elde edilir. Burada ı

ro�

2 (!)o

Y.Güney, N.Kurhan

11 L0C olduğu dikkate alın ırsa

eşitliği elde edilir. Bu son eşitlikte ..

X çözelti

(1.3)

(()c..

yazılabilir. Bu bağıntıda a.>0, devrenin kayıpsız titreşim

(roö?

frekans1dır

=1/L0C).

Aynı

zamanda

boş

devrenin rezonans frekansı olarak da düşünülebilir. ro

ise

bobin içinde çözelti varlığındaki rezonans frekansı dır. co 0 w

R' 1 m0L0

Xboş

R 1 ro0L0 ve

olduğundan toplan1 kayıp faktörü

rezonans devresinin boş du rum und aki kaybı ile içinde çözelti

bulunduğu

zamanki

kaybın

düşünülebilir. Çözeltiye ait olan devre paran1etrelerine bağlı olarak

toplamı

olarak

kayıp faktörü

Xçözelti

Şe kil 1. I

devresi göz

önüne alınarak bulunabilir. Bu şekle göre İınA= O

ro0L0 1 RT = Q1 = 1 1 XT alırrdJ ğı nda ı•

frekanslan birbirlerine yakın olmasına rağmen,

önemli bir doğrulukla ayrı ayn belirlenebilmektedirler.

( 1.3) bağıntı sın dan yararlanarak daha elveıişli bir tanını

(2.4)

daı

yazılabilir. Rezonansta, rezonans devresi titreşiın genliği

(1.4)

t'Pklinde yapılabilir.

x_'

Buradaki

dispersiyon faktörü

olarak adlandınlmaktadır

[5,7,8,9,10].

ç öze lti

için

çalışmalarımızda, sabit bir co 0

1... Jnsanh·asyonu

deneysel olarak beljrlenebileceğinden

Yaptığımız

(2.5)

deney

duıumunda her bir

rezonans

frekansı

eşitliği yazılabilir. Denkleın (2.4) ve (2.5) bağıntılanndan

bel irl e ne re k dispersiyon faktöıi.inün konsantrasyona göre ,

yararlanılarak,

değişırnleri saptanarak grafikleri çizilmiştir.

III.TİTREŞİM DEVRESİNDEKİ Kt\YIPLAR

(2.6)

Elektrolitik çözelti bulunduran titreşim devresi bobininin kompleks

indüktansla ile

bağıntısı

g öst e ri l mesi

admitansın (1.1) aç ıkla maktadır.

gösterilebileceğini

bağıntısı bulunur.

Z AB-

şeklinde

==::

dirençtir. Diğer parametreler daha önce tanımlandığı

(2. 1)

Burada

R +R'

(J)0L0 1 RT tammlanıası yapılmıştır.

gibidir.

faktöıü,

tanınılanabilmektedir.

Buna

göre

devresini11

boş

osilatör

voltaj çıkış

titreşim

görüln1ektedir.

genliği,

genliği

Böylece

referans

olarak

rezonans

yerine

cinsinden

yazılması

Vpo =VRo +VAO

için geçerli olmasına rağmen, boş

bütün durumlar

rezonans devresi için bu e_şitlik V0 = VRO +Vro şekli nde yazı1abilir. Burada V0 = Yp0 sabit osilatör çıkış genliği,

kayıp

VRo, boş devre rezonans durumunda Ro

üz erinde ki

titreşjm genliği, Vro ise daha önce VAo olarak gösterilen (2.2)

XT =-QT

ı·f�ade

· ed'ıl eb·ı ıır. QT

moLo =

COoLo

___; :::._ ;__ _:::

R+R'

devre

titreşim

değeridir. VAO

daha

sade

genliğinin

bir

şekl ind e

biçimde

boş

devre

duıun1undaki

gösterilerek, bağıntıların ifade

göıülmektedir. Bu kabullere göre

kalite

faktörü (2.2) denkleminde yerine yazılırsa kayıp faktörü

(2.6)

edilmesi

bağıntısı,

uygun

(2.7)

ıçın , .

rezonans

titreşim devresinin boş

rczonans eşitliği ti treşim devresinin rezonansta olduğu

. şekıınde

durnındaki

uygun

olarak bilinmekte olup, kayıp faktörü de kalite faktörünün olarak

Deneysel ölçn1elerde

alındığından

Çözelti içeren titreşim devresi için kalite faktörii tersi

direnc i ise parale1 LRC rezonans devresine seri bağlı bir

bulunur.

Yp0 =sabit olup

herhangibir çözelti için titreşim devresi genliğidir.

p.'- I alınarak em p edans değeri, _mo o

e Jsitlikteki

osilatör çıkış genliği ve VAO ise bobin içine daldınlan

Admitansta (J) 2 yerine (1.2) bağıntısı kullanılarak ve

2L2

(2.3)

şeklinde yazılabilir. Ayrıca boş rezonans devresi için,

EIEktı·olitik Bazı Baz Çözeltilerinin Radyofrekans Etkileşimleri

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3.Sayı (Eylü�

YRo

2002)

Y.Güney, N.Kuı·han

Vro -�-==ıo r ZAB(boş)

(2.8)

bağıntısı ile dispersiyon faktörleri ile de kayıp faktörleri

bağıntısı

( x" ), her bir konsantrasyon için

bilgisayar programJarı ile tablolan çıkanlm1ş ve şekilleri

çizilnıiştir (tablo 1.1, şekil 1.2 vb.).

devreden geçen akım şiddetini vern1ektedir. Yukarıdaki ve

açıklamalardan

(X') ve (2. 1O)

V 0

yararlanılarak,

bağıntıs1ndan

VRO +Vro

Yukandaki açıklamalardan yararlanılarak Tablo 1.1 gösterildiği gibi y 0

olan konsantrasyon değerine

sahip bir sodyum hidroksit (NaOH) çözelbsi, daha önce açıklanan

(2.9)

yöntemle

•

yazılır,

Xboş = R

olduğu

1 ro0L0

konsantrasyon

yalnızca çözeltiye ait kayıp faktörü için (X çözelti =X"

bağıntısına ulaşılır

(2. 1 O)

Adı

bobin

hücresi

nün değerleri ve değişimlerı geçirilmiş

başka

deneysel

(2.1 O)

)

gerekli

tablolardan

x''

için

2.00 + 0.0 l MHz

daha

sağlıklı

elde

konsantrasyondan başlanarak

ölçülebilmiştir

kullandığımız edilebilecek

[8,10]

nün 'Tablo

yapılan

1.1

elektrolitik yoğun

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

(2.10)

hesaplanarak

91.8 uH •

1.1

Bobüı No . .............. :5

VrO·

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

FoFrekans )

. . .

T(Sıcaklık)............

: 4.00 V

: 2.00 MHz : 25 c

: 10440 n Yıı (Normalite)......... : 4.00 T\'

Fr(MHz)

Vr(Volt)

Boş

2.00

4.00

G,OOO

x" 0,00

2,00

4,00

0,000

0,00

),83

3,95

0,2 lO

0,01

1,82

3,95

0,210

0.0 ı

ı ,82

3,95

0,210

0,01

ı ,82

3,90

0,210

0,01

1.82

3,80

1,81

3,70

1 ,81

3,50

1 ,84

ı ,89

3,40 3,1 o

ıo

seyreltilmiş ve bu işlem ardışık olarak, her bir çözelti için

ı1

ı'93

ı ,96

ı ,97

0,205

O, 198

0,0" 0,05

O, 187

0.07

O, 165

O. 10

O, l 33

O, l 4

O,102

0.13

3,10

0,069

O, lG

3.40

0,047

0,07

3,60

0,030

0,05

2,8 5

yirmi iki kez telaarlanarak başlangıçtan itibaren her bir

ı,98

1,98

3,80

0,021

0,03

edilmiştir. Cam

ı ,98

3,95

0,014

0,02

3,95

0,009

0,02

1,99

4,00

0,007

0,01

1,99

4,00

0,005

0,01

1,99

4,00

0.005

1,99

4,00

0,00 ı

0,01

4,00

0,000

0,00

4,00

0,000

0,00

konsantrasyonun yarı değerinde bir çözelti dizisi elde içerisine,

tüpte

tüp

üzerine

boşluk

boyutlarda seçil.rrUş

sanlmış

bırakmayacak

çözelti

tüpleri

titreşim

(piston

bobini

daldirılarak

ıs

gibi)

bobin

içerisindeki elektroınagnetik alanla çözeltilerin etkileşimi

sağlanm1ştır. Her bir çözelti örneği için rezonans koşulu (İmA=O ya da ayın anlamda V r max

)

sağlanarak, rezonans

frekans ı ve titreşim voltaj genlikleri ölçülmüştür.

bir

de bulunan değerleıi esas

-Logı(YI Yo)

yarılama yolu ile

. . .

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

Saf Su

(Bunun

değerleri

. NaOH

L (Bobin Boyu). ....... : l 1.0

LERİNİN ÇÖZEL Tİ KONSANTRASYONU İLE DEGİŞİMİ

gene llikle

, .

DİSPERSİYON (X' ) FAKTÖR

çalışmalarırruzda

x''

Vo .............. . . .. .... : 5.40

civarlannda

tartışnıası başka bir makale konusudur). ve

Elektro1it. ................

R 0 dış direnç değeri, kayıp faktötünün yeterli ölçüde

( 1 0440±1O)

ile

ba ğıntısı

Tablo

çıkarımlar tablolar ve grafiklerle bir arada gösterilmiştir.

için

0.05 Volt olarak seçilnıiştir. Diğer ilgili

yararlanılarak

yapılan çıkarımlar çözelti - alan etkileşimi konusunda sağlamıştır. x:

Fr= F0

Şekil 1. 2 'de g österildiği gibi çizdirilmiştir.

bağıntısı kullanılarak

kayıp faktöıiinün değişim grafikleri ve bu grafiklerden

çözeltiler

titreşim devresi rezonans

alınarak, konsantrasyon logaritmasına göre grafikleri ise

grafikler çizilmiştir. Sisteın parametrelerine bağlı olarak

Deneysel

şeklinde

konsantrasyon için ayrı ayrı gösterilmiştir.

bilgisayar programlarıyla hesaplanmış) elde edilen veriler

IV.KAYIP (X")

(y 1 y 0)

ve titreşim voltaj genliği ( Vr

geçen tabloda (1.4)

bağıntısı

bağıntıdaki büyüklükler

[5,8,9]. Bu

parametrelerin değiştirilmesi sırasında kayıp faktörü x"

seçildiğinde,

devre paraınetreJeri tablonun üst kısmında verilmiştir.

tanımlanmıştır. Yaptığıınız deneylerde çözelti türü (baz),

saptanabilmesi

için ölçülen

durumlarda

Vr = Vro= 4.00

deneysel olarak ölçü lebilmektedir ve anlamları daha önce

bilgiler

içerdiği

önemli

-Log

sütunlarda gösterilnıiştir. Bobinin boş veya saf çözüci.i V o r _

tablolara

(F )

frekans ı

tam mlamasıyla),

frekansı,

Sözü edilen tabloda bu

gösterilerek uygun bir eksen s eçiıni yapılmıştır. Her bir

alınarak

••

çalışma

[11 J.

değerleri

konsantrasyon

(2. 7) de yerine

dikkate

konsantrasyonu

darul olmak üzere yirnriikı adet farklı konsantrasyonda

sulu çözelti hazırlanmıştır eşitliğinin varlığı görülür. V0 ın bu değeri

seyreltilerek

20 ') ı

( 1.4)

1,99

2,00

2.00

0,0 ı

SAU Fen B ilirn:eri

Enstitüsü Dergisi

Elektrolitik B:ızı Baz Çözeltilerinin Radyoft·ekans Etkileşimleri Y.Güney, N.Kurhan

6.Cılt. 3.Sayı (Eylül 2002)

1.2 'de

Şekil

görüldüğü

konsantrasyonla lirnitine,

ulaşmaktadır. Kayıp konsantrasyon

seyTeltiklik

değişimi

derişiklik

sabit

arttıkça

faktörünün

arttıkça

bir

Şekil

sıfır

değer ine

lirnit

önüne

göz

geçmekte,

alındığında

seyreltik

1.4,

değerleri

x'�ax

çalışma

frekansı

büyiidükçe artınakta, küçüldükçe azalmaktadır. Ayrıca konsantrasyona

faktöründeki değişim ise bütün

aralığı

maksimumdan

dispersiyon

gibi

bir

konsantrasyon

limitinde sıfıra yaklaşırken yoğun konsantrasyonlarda tam olarak sıfn olmamaktadır.

Xnıax değeri

b a ğl ı

sağa

derişiklik

olarak

seyreltikbk

arttıkça

sola

arttıkça

doğru

yaklaşmaktadır. Şekil 1.3 de sabit frekansta (Fo= 2.00 + 0.01 MHz ) dört bobin için konsantrasyona göre kayıp faktörleri çizdirilrnişitr. Şekil 1.4 de ise sabit indüktanslı (L 0 = 135.2 ±0.01 p.H) bir ölçme hücresi ile dört ayrı

.ı;, ,"! 1

0.02

-·-ı . ,, NaOH -+--.ı: 1

0.15

ı"

2.00 1viHz 1.60 1v1Hz 1.20 l11iHz 0.80 1�1Hz

0.1ü •

016 ı

0.05 0,08 12

o o

Şekil

V. [x" ,-Log

•12

1.2 )

İNDÜKTANSIN VE ÇALIŞMA FREKANSININ ETKİSİ

(:(

' , -

olup

tablolardan

Şek il 1 .4' de görüldüğü gibi frekans hariç tüm deney

yararlanarak

NaOH için çizilnıiştir. Diğer çözeltiler için de benzer Şekil 1.3 'de

aıtrnakta,

bobin

indüktansı

r ,4,.-

11 L3 ,ı.� H 318 .u:H •

1 1

için

( x"

max

her

yararlanılarak gr afiklerini n

F) '

(XI

max>

F2)

bir

ölçme

doğrusal

hücresi

olduğu

için

yapılan

anlaşJlınış, üç farklı indüktans değeri için

0.06 Na OH

···l�."'r·��:.:_:_--r-----.---�� 12

ı;) u

Şekil 1 .3.

Tablo 1 .2.

X max

(MHz)

F2 (MHz)2

2,00

4,00

0,118

0,077

0,072

1,80

3,24

C,087

0,068

0,049

1,60

2,56

0,071

0,053

0,049

1,40

1,96

0,054

0,039

0,033

1,20

1,44

0,040

0,029

0,027

1,00

0,025

0,019

0,018

0,80

0,64

0,014

0,012

0,010

0,60

0,36

0,009

0,006

0,005

0.02

-Log :J (1' l 1'o)

den

(X��ıax, F2) ç �z� ınlerden

o .04

...

b obinler

çızılen grafikler şekil 1. 5: de gösteriln1iştir.

77.5 _uH

·- "f

b üyümesine

yararlanılarak çizihniştir. NaOH baz örneği için Tablo 1 .2'

135.2 tı•H •

karşılık kayıp

frekansın

ilişkileri tablolarla verilmiş ve şekilleri de, bu tablolardan

azaldıkça azalmaktadır.

incelendiğinde;

indüktans lı

(X max) üzerindeki etkisi görüln1ektedir. Bu etki bobin

x·:uax

( x", F) ilişkisi

olduğu denen1e yoluyla anıaşılmaya çalışılmış, değişik

arttıkça

paran1etrelerinin aynı kalması durumunda

faktörünün de arttığı gözlenmektedir. Bu ilişkinin nasıl

indüktanslardaki değişimin maksimum kayıp faktöıii

indüktansı

göre

ÇALIŞMA FREKANS! VE ÖLÇME HÜCRESİ İNDÜKTANSINA BAGLlLlGI

Log2 ( y 1 y 0)) grafikleri Şekil 1.3 ve Şekil 1.4 de

işlen1ler yapılarak, şekilleıi çizdirilebilir.

konsantrasyona

VI. MAKSiMUM KAYIP (X �rıax) FAKTÖRÜNÜN

değerleri konsantrasyona göre Tablo 1.1 'e benzer şekilde

çıkarılnuş

faktörlerinin

değiş imleri görülnıektedir.

çözeltileri

edilen

kayıp

frekansta

ile yedi ayrı bobin ve sekiz ayrı frekansla yapılan ve diğer

deney paraınetreleri sabit tutularak elde

Sekil 1.4

(y 1 Y o)] GRAFiKLERİ ÜZERİNDE

NaOH� NazC03, NaOOCCH3 clektrolitik baz

(

11 .O

±O .1 cm)

L0 =135.2 pH L0 =111.3�H

1. 8 J-lH

Elektrolitik Bazı

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisı 6.Cilt, J.Sayı

(Eylü1 2002)

Baz

elde edilebilecek y

çizildiğinde bunlardan Diğer çözelti ve bobinler için de benzer tablolar oluşturulduğunda bunlann şekillerinin de doğrusal olduğu görülebilir. ..

Xma>-

ı çın, Y ·

?-JaOOCCH3

x�lax a karşılık

Burada diğer devre parametreleri sabit tutulup, iki farklı frekans (F01 2.00 + 0.01 MHz ve F02 1.80 + 0.01 MHz için (X�ıa>tt L) grafikleri şekil verilebilir.

1.6'da gösterilmektedir.

Cx:�ax' L)

grafıkleri doğrusal

değerlerine karşılık gelen y

�tax

gösterilmiştir (y

13S.2 ,uH n 1 11.3 u.H � 91.8 pH

O.C4 0.02 o

. 1_12H 2) 2

3(X U

-Log? (y 1 y 0)

ler N aOH

1 1 .O

ıo-3 N 2,6 2,5

2,7

2,3

2,4

2,5

2,2

2,3

11,8

1,8

1,00 0,80

12,0 12,2

1,6 112

1,9 1,6

2,4 2,0

0,60

12,4

1,1

11 1 11,3 11,5 f

11 ,6

max

2,9

2,7

2,5

1,9

1,2

1,7

1,0

1,3

Vlll.SONUÇ

Bu ç al ışmada elektrolitik üç baz çözeltisi alınarak, bu çözeltilerin, bir LRC paralel rezonans devresi ile yüksek frekanslarda kayıp ve dispersiyon faktörleri incelen miştir. Ayrıca bu faktörlerden yararlamlarak konsantrasyona göre değişimleri değerlendirilmiş, "

(X max, p-) ıle (X max, L)

2.00 MHz

••

(X , Lo g 2 (y 1 )' 0)) eğrilerinde X y nı değerleri de tespit edilmiş, (y

1.80 MHz

0.06

çizilmiştir

grafikleri ••

max

0.04

eğrileri hakkında gözlenmiş

olup , bunun nedeni başka bir çalışma konusu değerlendirilecektir.

0.02

o 2

•

VII. MAKSIMUM

KARŞILIK

Log

Şekil 1.6

KAYIP(Xınax) u

olarak

KAYNAKLAR

-5 1 O (x ·ı O H) L

[1] ERMAKOV, V. I. Hi gh Frequency Conductivity of Solutions. Russian Journal of Physical Chemistry, Vo1.34) No 10, P.1072 (1960) [2] ÇETİN, M., Yüksek Freksanslı Magnetik Alanda (400 KHz-+ MHz) Elektrolit Çözeltilerin Magnetik Geçirgenlik ve Kayıp Faktörlerinin Konsantrasyona Göre Değişiminin incelenmesi. Diyarbakır Tıp Fak. Dergisi, Cilt:5� S ayı : l 2 pp.269-284, (1976) [3] DELAHAY, P. REILLEY , C. K. New Instrumental Methods in Electrochemistry. Interscience Publishers Ltd.,London, (1954) -

. FAKTORUNE "

karşılık gelen

da kısaca değerlendirmeler yapılmıştır. Y m NaOOCCH3 > 'Ym Na2CQ3 >'Ynı NaOH olduğu

için

Şekil 1.5

kuplaj yöntemi ile mümkün olabilmektedir [1,3,12, 1 3].

[x",

Bu etkileşim mekanizmasının anlaşılabilmesi� kapasitif

0.08

F).

L 0 = 91 8 �H, 1

1,40 1,20

ler)

frekans için

'Y m min

2,00 1,80 1160

y0 =4N

•

."l nıa.x

Na OH

(M Hz)

( ym

Tablo 1.3.

gelen çözelti konsantrasyonları

gözlenebilmektedir. Tablo 1.3 de sekiz farklı

olup başlangıçtan geçmektedir (şekil 1.5 ve şekil 1 .6).

X.�ıax değerlerinin

Görüldüğü gibi (x:ıux,F2) ve

0.06

olduğu

NaOH

frekansa göre Bu açıklamalardan çizilebilir. yararlamlarak o1uştuıulan tablolar yardımı ile çizilebilecek (y F) grafıklerinin de doğrusal olduğu

max

Y m 1\Ja2C03

'Y m

değerleri

de yaklaşık olarak aynı olduğu söylenebilir. Tablolardan yararlanılarak NaOH,Na2C03,NaOOCCH3 e lektıolitik baz çözeltilerine ilişkin değişik rezonans frekanslan için

benzer şekilde (x:a,. :L) tabloları oluştunılarak şekillerle

,.� -"' ·

gözlenir. Ayrıca farklı elektro1itler için

tn, ölçme hücresi indüktansı L ye bağlılığı da

)

ri Radyofrekans Etkileşimle n Y.Güney, N.Kurha

Çözeltilerinin

••

GELEN ÇÖZELTİ KONSANTRAS YON(; (Ym)

( y 1 y 0)] kayıp faktörünün konsantrasyona

göre bir maksimumdan geçn1esi bütün çalışmalarda ortak özellik olarak görülmekte olup, bunu Tablo 1.1 ve ş ekil 1.2; 1.3; 1.4' de görebilrnekteyiz. Şekil 1.4 ve benzerleri

Bilinıleri Enstitüsü Dergisi 3.SaY1 (Eylül 2002)

SAU Fen 6.Ci1t!

[4] FOR1v1AN, J.

Elektrolitik Bazı Baz (;özeltilerinin Radyofrekans Etkileşimleri Y.Güney, N.Kurhan

CRIPS. D. J. The Radio-Frequency

Absorbtion Spectra of So lut ion s of Electrolytes. Trans.

Faraday Society, 42(A), ( 1946) [5] ÇETİN, M. , Multiple

Electrolytic

Solutions

Investigation of this

Ionic

and

Relaxations

the

Radio-Frequency

Effect. Doç e n t lik Tezi, Diyarbakır,

( 1978)

[6] ÇETİN, M. Yüksek Frekanslı

KHz-4

MHz)

Magnetik Alanda (100

Çözeltilerin

Elektrolit

Magnetik

G-eçirgenlik ve Kayıp Faktörlerinin Konsantrasyona Göre Değişiminin

incelenmesi.

(1973) [7] ÇETİN, M.

Doktora

Tezi,

Diyarbakır,

Multiple Ionic Relaxations in Electrolytic

Solu6ons and the Radio Frequency Investigation of this

Effect. Doçentlik Tezi, Diyarbakır, (1978) [8] ÇE1'İN, M. Measurement of Radjo Frequency Losses

in Electrolytic

Solutions. Bull. Tech. Univ., İstanbuL

Vol.43,

pp.245-251, (1990) L9] DEMiREL, İ. Radyo Frekans

Elektromagnetik Alanla

Elektrolitik Çözeltilerde ve B iy ol oji k Sıvılarda Toplanı

İyon

Konsantrasyonunun

Diyarba�,

[10]

�-

( 1 980)

Tayini,

Doçentlik

Tezi,

CONDON, E. M., ODISHAW,H. "Handbook

Physics". Chap. 7, ıvlcGra\;v-Hill, (1967) [11] GL�TEY, Y. Elektrolitik Çözeltilerde Radyo F rekans Etkileşinıler; Do k to ra Tezi, İstanbul, (1993) [12] BLAEDEL, W. J., MALMSTADT, H. V., PETITJEAN, D. L., ANDERSON, W. K., Theory of Chemical Analysis by High Frequency Methods. -

Analytical Chemistry, Vol.

[ 13] Vv EAST,

Physics" 56 Th

24, No.8, p.l240, (1 952)

R. C., "Handbook of

Edi tio n,

CI{.C Pres, Oh io

Chemistry and ,

(1975)

•

SAU Fen

Bilimleri

XDSL Teknolojisi

Enstitüsü Dergisi

O.Aybar,

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül2002)

•

E.Köklükaya

•

XDSL TEKNOLOJISI

Oğuz AYBAR, Etem KOKLUKAYA ••

Özet

paralel

I. XDSL KA VRAMI

Bilişim teknolojiterindeki hızlı gelişmeye

olarak

artmakta,

insanların

daha

bilgiye

fazla bilgiye

olan

daha

ulaşmak için veri iletişiminde

ihtiyacı

kısa

DSL (Digital Subscribei Line), çok sayıda v erinin özel teknjklerle sıkıştırılarak hat boyunca iletilmesi için kullanılan bir teknolojidir. XDSL ise bir çift bakır tel üzerinden yükselticilere ve tekrarlayıcılara gerek kalmadan yüksek bant genişliği sağlayan teknolojiler ailesini tammlamakta kullanılan ortak addır. XDSL telmolojisinde yer alan ekipınanlar, biri abone tarafındaki ve diğeri ana ş ebekenin diğer ucundaki iki ciliazdan ibarettir[!, 3].

sürede

d a ha büyük bant

genişlikleri gerekmektedir. Bilgi alışverişinde hız, veri güvenliği, basitlik ve ekonomi hedef alındığında "�L (Sayısal abone hattı) teknolojisi en İ}i seçenek olmaktadır. XDSL, mevcut bakır kablolar üzerinden verilerin sıkıştırılar�k iletilmesi için kullanılan teknolojilerin ortak bir tanımıdır. Bu çalışmada, XD�L teknolojisinin üstün özellikleri araştırılmış, yapılmış

diğer

teknolojilerle

XDSL

teknoloji

D SL modemler iletim hattının iki ucu arasında bağlantı kurar, telefon ağının çalıştığı altyapıdan sağlanabilen boş devreler üzerinden de iletişiın kurulabilir [3]. Data sinyali telefon anahtarlama sistemi (telefon santralı) içine girmez. Telefon şirketi tarafında ağ öncelikle data sinyanerinin ses sinyallerinden ayrıştıtıldığı bir Digital Subscriber Access ay1ncıya (DSLAM Multiplexer - Sayısal Abone Erişim Çoklayıcısı) girer, ses sinyalleri POTS, a ( P lain OId Telephone Services B asi� eski telefon servisi), data sinyalleri telefon şebekesinden ayrı olarak yapılandınlmış olan data şebekesine yönlendirilir[6]. Şekil -1 'de buna örnek olarak ADSL modem yapısı verilmiştir[7].

karşılaştırılması

ailesini

oluşturan

teknolojiler incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Sayısal

abone

••

hattı, veri

güvenliği, bant genişliği

Abstract

The

increases

information

paraHel

information

need

fast

people

development

technologies,

wider

bands

in are

in data communication to reach more

necessary information

shorter

times.

DSL

(Digital

Subscriber Line) is the best choice when aiıning the speed, data security, simplicity and economy

DSL teknolojisinde verinin taşınmasında kullamlan 1 Mhz) ve ses frekans spektıumu geniş (500 Khz sinyalinin taşınmasında kullanılan frekans (O 4 Khz) spektrumundan farklı olduğu için tek bir bakır devre kullanılarak hem ses, hem d e data iletmek mümkün olmaktadır. (Şekil -2) B ak ır kablonun bu şekilde paylaşımı sonucu bazı problemler ortaya çıkmaktadır. Özelhkle yüksek frekansların kullanımı durumunda ses iletiıninde istenn1eyen parazit ve gürültüler ortaya çıkmaktadır. 0-4 Kbz frekans bandında ortaya çıkabilecek olan enterferans (girişim) problemi ayıncı ( splitter) kullamlarak çözülmektedir. [ 1-3]

data communication. XDSL is a common definition of technologies used to

transmit

data

being

compressed

the

existing copper cables.

In this study,

the

superior

features

XDSL

technologies have been investigated, compared with other

techologies,

technologies

that

and consist

also the

examined

XDSL

the

technology

components.

Keywords

Digital Subscriber Line, data security,

band ""idth

Ayırıcı cihaz abone telefon hattına bağlanarak ses ve data sinyallerinin aynı bakır kablo üzerinden taşınmasına olanak sağlar. Ayırıcıya giren telefon hattı cihaz çıkışında ikiye ayrılır ve bir kol telefon postalarına, diğer kol ise DSL modeme irtibatlandınlır. 4 Khz frekanslannı Ayırıcı cihaz telefonlar için O geçiren bir alçak geçiren filtre gibi rol oynayarak telefon ile DSL modem arasındaki

O. Aybar, Sakarya İl Telekoın Müd. Pazarlanıa Müd. Sakarya o_aybaı@hotmail.com

E. Köklükaya Sakarya

Üniversitesi Elektrik-Elektronik Müh.

Böl

Sakarya

XDSL Teknolojisi

SAC Fen B il imieri Enstitüsü Dergısi

O.Aybar, E.Köklükaya

6.Cılt, 3.Sayı (Eyltil 2002)

enterferansı ortadan kaldırı r

[2].

yönlü

.-·-----·-- - -

----- -- ıMbr�

\ DSI.

i .

.. ı_...

\ı

'ı --l - -+1-

��

PS rN

_______ -· ___

S:ııur:tl

-·

!-+--�

s1��ı:_:._

,-1'0 1 s

-'' " " '

--r-

1'(11�

..\ !).:; 1. '-lv-lcnı

( \Vorl d

Ülken1izde

var

bakır

b ilgi

kablo

haizdir.

An ca k

:' !.l rele lle me

bozulması,

frekanslan

bakır

zamanla

geçirme

hatlarda

transferinde

kablo

bakırın hava

İzolasyon

şartlarında

gelen

Ayrıca,

e��bilmektedir.

değerlerin i n

manız

DSL

modemlerin

DSL modem

karakteristik değerlere yaklaştırmalıdır. [ 1] Efe-ktif Kapasite : - 04-05 ımn için ortalama 50nF/km max.

için 55 olım/km için 1.79 dB/km

- 0,9

nun

için 0.62 dB/km

duyulan

bant

genişliğ i

diğ er

f-IDSL

- High bit rate Dig]tal Subscriber Line

ISDN Digital Subscribeı- Line

SDSL.

- Symmetric Digital Subscriber Line

ADSL

- Asymmetıic D igital Subscriber Line

RJ-\DSL

Rate Adaptive Digital Subscriber Line

VDSL

Very High bit rate Dig ital Subscriber Line

bant

hattın

teriınler,

genişliğinin

ne şekilde

Asin1etTik Sayısal Abone Hattı (ADSL), 1 M.Hz' e

mnı

i s ten1c i tarafına gerçekleşen veri

ihtiyaç

kıs a ltn1a i s imlerdir

- 0,4 mm için 280 ohm/kn1,

- 0.4

D iğer

kul l and ı ğ ı bant genişl iği boyutuna göre olu şturulm uş

Zayıtıanıa D eğerleri

ibarettir .

konfıgüre edi Idiğine ve kul l a nı c ını n birım zamanda

İzolasyon direnci > 1 OO�fohm

nıın

b ilg i s in den

IDSL

-06-09 111m için ortalama 45nF/km n1ax.

- 0,9

çoğu zaman gönderilen

S-HDSL- Si ngle pair Dig ital Subscriber Line

bağlanıadan önce ko ntrol edilerek aşağ1da beliıiilen

Dirençler

ko ntrol

zira

verilmiştir. [ 1-8]

kaldığ1

üzerinde ç al ı şac ağı bakır telin uzunluğu içi n limitler

vardır. Bu y üzde !' bir telefon hattı ,

kull anıcı nı n

XDSL teknoloji ail esini n üyelerinin isimleri aş ağ ıd a

korozotif sebepler, DSL mo denıleri o çalışmasına enge1 teşki l

vvww

yönd e ki bant genişliğinden çok daha büyüktür. [2]

kalitesjne

meydana

sadece

taraftan, sunucudan

özelhklt=>re sahip bütün telefon hatları DSL modemlerin yüksek

Örneği n

uygulamalarında,

Web)

\Vide

bilgi gönde rme si gerekir,

karakteristik de ğ erleri aşağıda gösterild i gib i olup; bu kuliandığı

olarak

durumu

oln1ası

(istemci) verinin kaynağı olan sunucu tarafına çok az

Şenısa1

şebeken i n

olan

sahip

iletim

de eşit bant

yönünde

fazla olduğu uygulamalardır.

daha

ADSL Modem Blok

ilet i m

iki

veri

Asimetrik uy gulamalar ise, bant genişliğinin bir yö n d e

ı ,c:ıı

Şekil -1.

u ] aş ı labil en

düşünülebilir. [8]

!•rl. _ b - p�----.

\)ım·ı ��ı:r

çal ı şması

simetrik

her

gen işl iğin e

� •

l_!.

!-1

i.__ .. .. --+....-

hattının

k anallarnun

Mh;-ıs -+ 1 -taN�-',

genjşlikler1ne

konfigürasyonların yapılabilmesine olanak tanır. B ir il etim

�-----·--------------

bant

yüksek

kadar olan spektrumu kullanırken, Çok Yüksek Hızlı Sayısal .Abone Hattı (VDSL), 30 MHz' e kadar olan spektrumu kullanmakta olup; IDSL ve Yüksek Hızlı

l Ia ttı n Karakted st ik emp edansı :

Sayıs al Abone Hattı (HDSL) sin1etrik veri hızlan (iki

- 600 ohm (300-400 Hz i çin)

yönde de

e şit

hı z lar) sunma.ktadırlar. ADSL teknolojisi

ile çalışan modernler, belirli bir yöne doğru büyük oranda

akışı

sağlayan

tasarlanmıştır. VDSL

DSL Sin�oli

POTS

data

as ime trik

n1ode mler

hızlar

için

ise sin1etrik ya da

asimetrik şekilde çalışabilmektedir. Yukanda s ıralanan xDSL

çeşitlerinden

sık

kullanılanları

aşağıda

açıklanmıştır .[6]

11.1 Asimetrik Sayısal Abone Hattı (ADSL) Frekcns

Asinıetrik tabanlı yüksek hızlı data iletimi sağlayan bir telaıolojidir. Tipik olarak bir yö nde büyük bir nliktar

4 Khz

1 Mhz

data ve

diğ e r

yöne küç ük bir miktar data göndermek

için kullan1lır. HDSL �den sonra gelen ADS( l amamen Şekil -2. POTS

ev k ull anı cı l a rı

DSL Frekans Spektrunıu (5].

için düşünülmüştür. ADSL 'in a sin1etr ik

yc.p ısı sayesinde; abone ye doğru daha hızlı ancak ters yönde daha az bir veri akışı gerçekleşir.Sayısal Abone

ll. XDSL TEKNOLOJİSİ ÇEŞİTLERİ

S ervis l eri

için uygulamalar asiınetriktir.

Video

denıand, evden alışveriş, internet er1şimi, uzak LAN

XDSL hem simetrik hem de asimetrik çalışabilir.

erişimj,

Çünkü� veri il e ti şiminde hem tek yönlü, lıe ın de çift

multimedya erişüni gibi

hizmetlerin

hepsi

XDSL

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

O.Aybar, E.Köklükaya

6Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

asiınelTik olarak 52 Mbit/s hızına ulaşılabilmektedir.

aşağı yönde (download) yüksek veri hızı tal ep le r i ni belirtir. Örneğin, simüle edilmiş MPEG fil m l er i aşağı doğru akışta 1.5 ya da 3 Mbps l ik bant genişliği gerektirir. Yukarı doğru is e (upload) 64 kbps 'den fazla olmayan bant genişliği yeterlidir. [ 1-8]

VDSL hem kısa

i ş i rrıl i simetrik hem de uzun erişiınli

asimetı·ik çalışma olanağını sunabilmektedir. Yüksek

11.2 SDSL (Symmetric

Teknolojisı

kapasiteli kiralık hat ve geniş bantlı hizmetl er için kullanılır. VDSL h a yata V ADSL olarak adlandıra l arak baş lamı ştır , çünkü; VDSL ADSL'den daha yüksek veri hızlannda ancak daha kısa hatlar üzerinde asimetrik bir veri iletimi sağlar. Henüz VDSL'in genel bir sta ndart olmamasına rağmen, ta rt ı şmalar Tablo -1 'deki tuzlar

DSL)

2 Mbps data aktarım hızına sahip olup gen eld e kiralık hatlar için ku llanılır. Simetrik bir veri transferinin

etrafında oda.klanmıştır.[l-8]

gerçekleşmesinde bu tür moderrılere ihtiyaç duyulur. SDSL, tek bir bükülmüş çift k abl o (twisted pair) üzerinden Tl ve El sirı y a l leri gönderen ve çoğu durumlarda tek hat üzerinden POTS ve Tl/El 'i destekleyen ve HDSL'in tek h a t versiyonu olan bir siste mdir. SDSL, HDSL ile kıya slandığmda tek bir telefon hattı ile tesis edilmiş ev kullanıcılan i çin daha gerektiren erişim simetrik SDSL, u ygun du r uygulamalar için arzu edilir. Ancak SDSL 3Km'den daha uzun me s afel erde çalışmamaktadır. Bu da ADSL nin 6 Mbps'nin üzerindeki değerlere ulaştığı bir

li!�

'1."

....

t. - � -· ..

ıstıN ..

••

mesafed;. [1-8] ll.3

Şekil -3. xDSLTeknolojilen Bant genişliklerinin Karşılaştırması [8]

HDSL (High Sııeed Symmetric DSL)

XDSL te kno loj i ailesirlin üyelerine ait mesafeye göre

xDSL teknolojilerinin en eskisi HDSL' dir. Simetrik olarak 2 Mbitps' e kadar simetrik bir iletim sağlayabilmektedir. Başlangı çta 1993' te, üç çift bakır hat kullanılarak 30 abaneye dar bant erişim sağlamak maksadıyla bu teknoloji ortaya ç ı k mı ştır HD SL basit ç e 2 ad e t twisted pai r üzerinden Tl veya El hızlarında, sirnetJik yani h e r iki yönde a yn ı hızla veri iletmenin daha iyi bir yoludur. Daha az bant genişliği kullanır ve repeater gerektirmez. Daha gelişmiş modülasyon teknikleri kullana rak 1.5 MHz' den başkaca spesifik t eknikiere dayanarak 80 KHz' den 240 KHz'e kadar değişen Tl(l.544 Mbps) y ada El (2.048 Mbps) hızlannda veri iletimi yapar. HDSL, 3.5 km lik hatlar üzerinden bu h ızlarla veıi iletimi gerçekl e ştirir. [ l-8]

ve bant ge n işlik l e r i yönünden karşılaştırılmalan Şekil 3' te verilmiştir. Şe k i lden de g örülec eği üzere farklı mesafe ve uygulamalar için farklı DSL teknolojileri geliş ti ri l mi ş tir. -

TEKNOLOJİSİNİN AVANTAJLARI VE DİGER TEKNOLOJİLERLE KARŞILAŞTIRILMASI

III. XDSL

dosyanın indirilmesinin Megabyte'lık bir ( download) farklı erişim tipleri ve hızlannda gerekli süreler a şağıdaki tabloda belirtilmiştir. lO

Tablo -2

1 O Megabyıe'lık dosyanın indirme

MODEM HIZI 1 28,8 KBPS

Tablo- i.VDSL Hız-mesafe ilişkisi [i].

KBPS

128 KBPS

lAI�m -

. ,·'

900-m

MBP S

MBPS

ınternete erişirn ve m ultimedya ortarnı

•Tek bir hat üzerinden aynı anda internet ve telefoıı servislerini kullanma olanağ1 •Yüksek h ı zl arda data transferi Dial-Up olmaksızın internete bağlantı [nternet bağ l a ntısı nda yüksek güvenilirlik

•

100

kısaca

�Ev ve ofis lmllarucılarına yüksek band genişliğinde

geniş bantlı VDSL klasık hatlar üzer irıden ç o k yüksek hızlarda veri iletim i sağlayan en son ve en iddialı t e k noloj idir. Simetrik yapıda 20 Mbit/s üzerinde hızlar mümkün olmakta ve

•

T RAN SFER SÜRESİ 46 Dakika Analog Modem 24 Dakika Analog M odem 10 Dakika ISDN Modem 40 Saniye ADSL Mo d em 20 Saniye Kablo Modem Kablo Modem 8 Saniye

te k noloj isi n in sunduğu avantajlan aşağıdaki gibi sıralamak mümkündür. [6-7)

VDSL (Very High Speed DSL)

Yük se k kapasi t eli kiralık h at

MBPS

TİPİ

XDSL

300nı II.4

süreleri [7].

SAU Fen Bili:11leri Enstiti.isO Dergisi 6.Cilt, J.Sayı (Eylül 2002)

•

XDSL Teknolojisi O.Aybar, E.Köklükaya

K ola y k u l lan ıın Kullanıcıya tahs isli hat i l e kişisel güvenlik

diğer teknolojilerinin karşılaşnı-ılrnası k1saca aşağ ıda dır ;

XDSL

KAYNAKLAR

tekn oloj il er

[1] Telekon1ünikasyon Kurumu Araştırma RaporLL No:3 Eylü12001 [2] Technical Report TR-OOSADSL Network Element

ile

Managen1ent 1'v1aı:ch 1998

Analog n1odenıler dijital bilgiy i ana lo g sinyale ve tekrar alıcı uçta dijitale çev irirler . Bu noktada rnodemlerin birçok prob le .mler i vardır. Ö nc e likle yavaştırlar.

Mevcut

telefon

şirketleri,

[3] Telekomünikasyon Kuıumu Ar aştı r n1 a Raporu DSL Teknolojisinin S un duğu geniş B an t İnıkanlan

[4] Baykal, N. Bilgisayar Ağları V eri İletişiml Yerel Geniş Ağlar İntern e t T ekn o loj ileri [5] Hu mphre y M. xDSL Basics: T e chn ology Appli cations, Deployn1ent, Standards Gl ob esp an Senıiconductor ine. [6] Yı ldız G. DSL Nedir?Türk Telekom A.Ş. B il i şim Ağları Dai. Bşk. M ayı s 2002 [7] ADSL Erişim TeknolojisiT'iirk Telekomünikasyon A.Ş. Pazarlama Da i. Eğ it i m N otl a rı [8] Technology G-uide Series : D S L http://www. pairgain.com

standartları

verHen bir sinyal güc ü nd e ve voltajda sadece b elirl i bir

frekans alanının iletilinesine izin vennektedir. Bu da nor ma l telefon hatlan için bir sınırlamadu. Bu noktad a DSL tün1 bu sınırları ortadan kald ınnakt a dı r Uzaklı k ve sınyal gücü arasındaki ilişkiden dolayı nıodern1erin p�rfornı.ansları oldukça düşüktür.

Analog n1odernlerde karşı modemin aranması �Lişiınin sağlanması için gereklidir. Bu i şlem zaman abcıdır ve gecikmeye sebep olur. Klasik i. ıdemlerde v eri alış-verişi ya p ıl madığı dunını1arda da b ağlantı kurulu olarak hat ıneş gul oloıakta. veri ilct�nıi oln1ad ı ğı halde başkalan tarafınsan ku l lanıl mayan hatlar verinısizl i ğ e neden o 1 nıaktadır.

ISDN ile bir parça çözümleıuniş olan bu problemler DSL kullanılarak çözümlenebilir. DSL normal telefon hattını

kullanmakta,

aynca

bir

hatta

ihtiyaç

duyulmamaktadır. DSLayn ı anda ses ve data iletimini dcstekleınektedir. Önıeği n internete bağlı iken telefon

görüşn1esi yap 1 labi h r

Standaıt ADSL' de kullanılması

gereken

ayıncı

(Splittcr) Uni vers a l ADSL ile ortadan kaldırılmıştır. bir ADSL k ullan ıc ıy a uzaklıkla uyumlu hız sunmaktadır. Ayrıca asimetrik yapısı sayesinde bir yönlü veri iletimi için uygun bir ortam sağlar. IV.

SONUÇ

Clünümüzde b i r ç ok iletişim teknolojilerine alt erna tif olaıak yerini almaya başlayan DSL teknolojisi önemli katkllar sağlayarak avantajlar ilcti şin1e gctirıniştir.

i\1evcut bakır hatlarda hiçbir değişiklik yap madan sağladığ1 yüksek bant genişliği , yeni g e l iş ınelere açık ve uygulaına ortamı sağlayabilen bir yapıs ı oln1ası, taınaınen ihtiyaca yön elik olarak y a pı l a n çeşitli konfıgürasyonl ar la her ihtiyaca c e vap verebilmesj gibi yönleriyle DSL, gelişen toplumun değiş en iletişim ihtiyaçlarına cevap verebilen bir il e t işim teknolojisidir.

101

Hedef Progamaınada Grafik Çözüm Yöntemi

SAU Fen Biliınlcıi Enstitüsü Dergisi

O. Yazar, 1-!.Kocaman

6.cilt, 3.Sayı (Eylüi 2002)

PROGRAMLAMADA GRAFiK ÇÖZÜl\1 YÖNTEMİ

HEDEF

Oğuzhan YAZAR, Hüseyin KOCAMAN I. PROGRAMIN GENEL FORMÜLASYONU

••

Ozet-

Lineer

programlama

üzerinde

yapılan

çalışmalar ilerledikçe yeni kavramlar ve sistematikler ortaya

konmuştur.

Şöyle

Progra;nlamadır. Ankara'da

Bunlardan

yeni

bir

havaalanı

biri

Hedef

pı·oblem inşa

Amaç

ilişki

kapasitesini, planını,

muhitin

oturanlar

Çalışma,

için için

mimari gürültü

zorundadır.

düşünmek

etmek

için

Kısıtlayıcılar:

trafik stili,

akış

g,(x)<O,

hemen

seviyesini

değildir.

Işte

yaklaşmak

için

bütün

bulunduran

bir

duyulmuştur.

Hedef

artan

bir

hedef

çözmek

çözüme

göz

önünde

amaçları

programına

Programlama

programlama

veya

olarak

hayatın

Hedef,

çok

kesitinde kullanılmaktadır.

Anahtar kelime/er:

Burada b; 'ler (i = 1, 2, .. ,m ) karar verici ( KV ) tarafından amaçlar için belirlenen W + P i, > P, olacak hiçbir büyük W sayısının olmadığı kabul edilir. Bu yöntemle çözüme ulaşmada önce h; ( d· d' ) en küçüklenir. En küçük değe ri h,= h,' olsun. Daha sonra h2 (d·, d· ) en küçüklenir. Fakat her halükarda h,, h,· dan büyük o lamaz. Böylece daha az önemli olarak nitelenen önemli başarma fonksiyonu, daha başarma fonksiyonunun zararına tatmin edilemez. Bu süreç h; ( d· d' ) en küçüklenene kadar devam eder.

önemi

bir

ihtiyaç

gittikçe

. . .

i = ı, 2, . .

lineer

Dolayısıyla

sorunları

k= ı, 2,

vs.

programlama bu tür karar analizleri için yeterli •

) '] "'

havaalanının

ulaşılabilirliğini,

prestij

milli

yakınımk,

vardır.

d;'

olsun.

fizibilite çalışmaları yapılsın. Burada bir çok çatışan ::edef

fonksiyonu: Min [L( d,·+

programlama,

hedef

programlama

Abstract - New concepts and systematic have been •

II. LINEER HEDEF PROG RAM LAMASI

put forvard as the studies on linear programrning have developed. One of them is ' goal programming'.

Çok ama ç lı

Suppose the government is studying the feasibility of constructing a new airport in Ankara. Here, there are

karar verme problemi en genel halde

max [f, (X), f, (X),. , f,., ( _11: ))

many conflicting objectives and interests. The study

must consider the capacity of the airport, a ccessibiUty

the

location,

trafficc-

flow

planning,

k= ı, 2, . .. ,p

architectural style for the national prestige, noise !evet for the nearby residents and so on. Obviously,

x>:O

lineer programing is not generally suitable for such decision analysis. Here,

to overcome such problems

x, n-

or to approach to the solution, a goal programming

boyutlu karar değişkeni vektörüdür.

Aynı problem

bir lineer hedef programlaması olarak aşağıdaki şekilde

•

considering all these objectives is required. In time,

formüle edilebilir. Amaç fonksiyonu;

becoming increasingly imp ortant, goal programıning is now being used in many fields of life.

Keywords: O. Yazar, H

min Z = [hı(d , d')+h2 (d·,

Goal, progra ınrni ng, goal programıning

Kocanıan;SAÜ,Fen- Edebiyat Fak. Matematik

d')+ . .+ h, (d , d' )] .

Hedef denklemleri;

Bl.

g,(x)+d.--d, =b,,

110

k= ı' 2, . .,p .

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Hedef Progamamada Grafik Çözüm Yöntenıi

6.Ci;t, 3.Sayı (Eylül 2002)

O.Yazar, H.Kocanıan

i=l,2, ... ,m

v.J

( Xı, Xı)

(70, 10) için max Z = 190 OOO(xl 000 000)

TL.dir.Bu klasik bir lineer problemidir ve çözümü gerek yöntemle

simplex

gerek

grafik

yöntemle

kolayca

yapılabilir. Şirket başkanı, normal üretiın kapasitesini Yukarıdaki

hedef

denklemlerini

sağlayan

ortan11nın belirlediği hedef denklemlerle bk vericinin

orijinal

amaçlar

için

karar

aşan bir talep olduğunda fazla mesai uygulayarak talebi

, karar

karşılamaktadır. Ayrıca maliyeti arttırdığı düşüncesi ile

hedef

haftada 1O saatten fazla mesai vem1ek istemen1ektedir.

belirlediği

bir

bi sapmaları ifade eden başarma fonksiyonları hi ( d· , d� ) nın oluşturduğu yeni amaç

etmektir.

fonksiyonunu Z, en küçük çözüm x =

içerdiğinden

değerlerden

bulun.acaktır.

Bir

hedef

(

Xı, Xz,

piogranılama

)

Dolayısıyla

diğer

Problem

amacımız

ıninimize

çatışan

amaçlar

şekliyle

doğıusal

mesajyi

progran1lama

yöntemleri

ile

çözmekte zorluklar vardır. Dolayısıyla çözüm için hedef

probleminin

prograınlan1a

+ormülasyonunun temel adımlarının özet.leyelim.

yöntenlinden

yararlanılabilir.

l\1evcut

üretim k ısıdı fazla n1esai durumu da göz önüne alınarak;

Sapma değişkenleri ile beraber hedeflerin belirlenmesi

Xı

Hedeflerin

önem

derecelerine

olabileceğinden,

değjşkenleri

dikkate

Xı

göre

sıralanması Sapma

alarak

amaç

önem

sırasını

fonksi yonunun

Xı

dı· dı'== 80 -

b elir lenn1esi şeklinde yazılabilir.

ORl'iEK: Bir tekstil şirketi döşemelik ve sıradan giyin1 kumaşı

olmak

Döşemelik taleplerle

üzere

kumaş

aynıdır; ( 1000

Her mJs

tip

mobil ya

üretilirken,

dağıtılınaktadır.

kumaş

üretmektedir.

üreticilerinden

giyim

kumaşı

iki kumaşın

.Ayrıca

gelen

mağazalara

üretim

d,·. �· =O olduğu unutulmamalıdır.

Satış kısıtları;

hızlan

Pazarlama bölümü bir haftalık satış

Xı

� 70 ,

45 idi.

tahminini döşemelik kumaş için (birim uzunluk başına)

ı 000 000) TL. , giyimlik kumaş için 1,5 ( 1 000 00 0 ) 'fL. dir. Problemin maksin1um kar etmek

kar 2,5 ( x

Sapmalar göz önüne alırursa bu kısıtlayıcılar;

gibi tek amacı o lduğu varsayımı altında formülasyon;

Xı

+dı

max Z = 2500 x, + 1500 x2

dı·

Döşemelik

kumaşta satış hedeflerinin altında

gerçekleşen sapma, x,

� 70 d�·

Giyinilik

kumaşta

satış

hedeflerinin

altında

gerçekleşen sapma. Fazla tnesai kısıdı; Fabrikanın fazla mesaisi lO saat veya daha aza rninimize

Xı

edilmelidir.

Ancak

hedef

programlama

yöntemi

kullanılacağından 1O saatin altı ve üstündeki sapmalar da göz önüne alınmalıdır. Böylece mesai lasıdı;

( 35, 45 )

şeklinde

70, 1 o)

Döşen1elik

kumaş

ile

giyimlik

kumaşın kara katk1 oranlan 5 'e 3 'tür. Bu nedenle bu oranlar

amaç

fonksiyonunda

katsayıları o1arak

Xı

ŞEKiL

yazılabilir.

alınabilir. Bu

önem

ağırlık

durumda problemnı

genel forn1ülasyonu şu şeblde yapılabilir.

lll

veya

Hedef Progamar:ıada Grafik Çözlirr:

SAV Fen Bihmleri E:-ıstitüsü Dergisi

Yöntemi

O.Yazar, H.Kocaman

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

için

uygun

al a m

çözüm

3 'tekj EFGH

Şekil

taralı

bölgesidir. Üçüncü amaç, optimum satış elde etmektir. Satılabilen Xı + x�+ d.·- dı

n1aksimun1 döşemelik ku ma ş miktan 70 000 m. dir. B u

satış

Xı+

amacı EF doğrusu

k arşılanmaktadır.

İkinci

üzerinde taralı alan olarak

içinde

giyimlik kumaş

için

azami satış 45 000 m. dir. Ne var ki bu satış ancak B noktasında elde edilebilir.

x:!+

Bu nokta ise taralı alanın

dışındadır. Dolayısıyla ilk ilG amaç bu noktada elde =

edilemez. Giyimlik kumaş için muhtenıel ınaksimun1

satış doğrunun EF kısmıdır.

E ( 70 000, 1 O 000 ) , F ( 70 000, 20 000 ) oln1aktadır. F noktası

üç

şirketin

amacım

karşılayan

optimum

çözüm noktasıdır

Bu formülasyanun grafiği; Xı

III.SONUÇ

Lineer

programlan1anın

problemlerinde

yeterli

çok

karar

verme

görülmüştür.

Hedef

amaçlı

olmadığı

prograrnlama yöntemiy le çoklu amaç içeren prob lemler ra h atç a

edil ip

ifade

amaçlara

tam

ulaşılmasa

ınaksimum yaklaşım sağlandığı gösterilmiştir. Öıneğin,

tekstil

şirketinin

maliyeti

arttırdığı

düşüncesiyle

saatten fazla mesai vermek istememesi> mesainin belirli o 45

bir

sa atle

gibi

sınırlandırılması

olduğu problenıi çözmek içi n

ŞEKİL 2

arnaçiarın bir

arada

hedef programlamanın

optimum çözünıler verdiği gösterilmiştir.

KI\YNAKL AR

Xı

[ 1 ] Schubik, Martin, 80

Dec isi on

70 A

of th e Decision: A Readen·n Administrative Behavior,

. B

W. 1. Gore

1. W. Dyson

dJ.

[ 3

69: no. 1

( Şubat

maksimum

kullanılması

amaçlandığından dı· , O'a minimize edilir. Bu durumda;

olacaktır. O zaman uygun çözüm alanı Şekil 3 teki EBH '

Karar vericinin ikinci

amacı

faz la

mesaiyi 1O saatle sınırlandırmaktır. Bu amacı elde etn1ek

ı 12

Co., 1957

Behavioral lvfodel o_(

Quartrly Journal of Econoinics. vol.

1955), pp. 99-118

[ 4 ] Models of Man. l\ew York

1957

alanı olmaktadır.

Leadership in Administrationi

] Simon, Herbert A.

Rational Choice.

ŞEKİL 3

üretimin

pp.31 -50. Londra: rfhe

Evanston, fllznoıs: Ro-ıv, Peterson &

� -------�--�--�----�

saat

1964.

[ 2 ] Selznik, Philip.

Approaches to the Study of

M akin g Re]evant to the Fiıın.' In the Making

Press of Glencoei

John Wiley & Sons,

SAU Fe:1 Bilimleri Enstitüsü Dergisi

AISI 8620 Çeliğinin Bor-Vanadyuınlanrna sa

ve Yüzey . Özelliklerinin Incelenmesi

6.Cilt, J.Sıy1 (Eylül 2002)

Ö.Çeğil, Ş.Şen

AISI 8620 ÇELİGİNİN BOR- VANADYU�IL��MASI VE YUZEY ••

ÖZELLİKLERİNİN İ.NCELENl\1ESİ

Ozkan ÇEGIL, Şaduman ŞEN ••

Özet - Bu yüzeyinde

çalışmanın amacı AISI vanadyum

··2elliklerini

borür

•

oluşturarak

Birinci

aşamada

incelemektir.

metalografik olarak hazırlanan malzenıelerin yüzeyi 900°C'de

saat

süreyle

termokimyasal

olarak

borlama :�ıenıine tabi tutulmuştur. İkinci aşanıada ise borlanmış yüzeyler 950°C ve 1 000°C Sicaklıklarda 1, 2,4 ve 6

saat srreyle termo difüzyon

yöntemiyle

vanadyunılanıa işlemine tabi tutulmuştur. Borlanıa ve

bor

vanadyumlama işlenıi

tşınları

ve faz

difraksiyon

analizleri, optik analizi

sonrasında

mikroskop ve x

yar dımıyla

yapılmıştır.

Sonuç olarak çeliğin yüzeyinde bor-vanadyunılama işlemi başarıyla gcrçekleştirilerek üstün özelliklere sahip vanadyum borür tabakaları elde edilmiştir-

Ülkemiz

bor nlineralleri bakın1ından zengin devletler

arasında

yer

Bor - V anadyumlama,

Terıno Difüzyon lşleıni.

[1]. Günümüzde borat üret jminin

The

aim of

present

'\tVork

investigate of properties the vanadinın boride formed

the

surface

Boronizing 'vas c arried at hours

the

AISI

8620

is to

layers

steel.

900°C teroperature for 4

thermo-chemical ly.

o/o 70'ini ABD, %

Üretilen bor ve minerallerjnin% 30'unu ABD,% 64 'ünü ise

Avrupa,

Japonya

esld

ülkeleri

S.S.C.B.

Borlama, esas olarak terıno-kiınyasal işlen1 olup borun

Vanadizing

[3].

yüksek sıcaklıkta çeliğe yayın1mıdır bebrlı

mekanik

oksidasyon,

özellikleri

korozyon

içerirken,

aşınma

Ana malzeme yeterli

yü zeyde

direnci

ger eke n

yerlerde, borlaına prosesi bu farklı istekleri uzlaştırmak için yüzeyde ya da yüzeye yak ın bölgelerde

sahip olduklan

söz

konusu

2, 4 and 6 hours 'vitb thermo-diffusion process.

aşınma

veya

gaz

Bor kaynağının o l abi li r .

Genel

fiziksel

d i re n c i

durumu katı,

olarak çelik,

orta nu nda 850 1 000 °C sıcaklığında 2 bekletilerek b o rla n-ıa işlemine tabi tut ulur.

borlama 24 saat

Borlama

ortamı, bor kaynağJ, aktivatör, dolgu ve deoksidanlardan oluşur

was

performed at 950°C and 1000°C temperatures for 1,

yüksek

borlamanın birçok alanda başarıyla kullanılabileceğini göstermiştir [41.

the

1,6 milyar ton

1 8 in i Türkiye ve % 12 ,sini diğer ülkeler sağlamaktadır.

sıvı� -

g ö re

Buna

özell jkl er i iy11eştirici bir yöntem olarak k ullanılır. Borür

•

Abstract

almaktadır.

civarında ola n dünya bor rezervinin % 60 ,ı ülkemizdedir

tabakalarının

Anahtar kelime/er- Borlama,

•

tü ketme ktedir [2].

oluşan borür ve vanadyum borür tabakalarının yüzey

morfolojileri

8620 çeliğinin

tabakası

GIRIŞ •

[3].

Borlaına işleınİ gerek toz metalurjisi ve gerekse diğer ınctotlar l a üretilen

bütün de mir esaslı alaşımlara başarıyla

uygulan abiln1ektedir. Refrakter metaller (Vv, Ta, r'vfo, Zr, After boronizing and boro-vanadizing, properties of materials

were

examined

using

classical

Hf, Nb) karbürler a laş1mlara

başarı

(özellikle Co

ile bağlı

ile uygulanarak

WC)

ve Ni esaslı

özel yapıda borlu

metallographic techniques. The presence of borides

tabakalar elde editebihnektedrr (5]. Borlanabilen bazı

and vanadiun1 borides in coating layer formed on the

ferro

AISI 8()20 steel surfaces were confırrned via optical

veriln1i.ştir.

nıalzemeler ve kullanma

alanları Tablo 1.1 'de

microscope and x-ray diffraction analysis.

Keywords- Boronizing, Bor - Vanadizing, Thern1o Diffusion Process.

Bor

ile

yüzey

sertleştirn1e

i şle minin diğer yüzey

sertleştirnıe yönte1nlerinden üstünlüğü, yüzey tabakasının

çok se rt (1450- 5000 HV) olmasının y a nı sua, sürtünme katsayısının dü şük olması, bazı asit, baz, n1etal e rıyik le ri

Özkan Çe ği 1, SA\) fen Bi Jimleri Enstilüsü, Y��<sek Jj��ns Ög·encısi Ş::ıclunıan Şen, SAU Tekn1k Eğitim Fakültesi, Oğretim Uyesi

ve yüksek sıcaklık oksidasyonuna direnç göstcrn1esidir

113

Fen

AISI 8620

Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Çeliğinin

Yüzey üzelliklerinin Incelenmesi Ö.Çeğil, Ş.Şeo

Bor-Vanadyumlanması ve ••

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Bor kaplanmış çelikierin borür tabakalarının sertliğinin

•

Hal değişim oranı

diğer konvansiyonel sertleştirme yöntenlierine göre daha

•

Hal

yüksek

olduğu

Tablo

1.2 'de

açıkça

ana

malzeınede meydana

gelen sıcaklık

görülmektedir.

Borlama ile sertleştirilmiş takım çeliklerinde, elektrolitik

değişimi sırasında

•

Ma li yet [9].

•

sert krom kaplan1a ve W C sertlik değerlerine ulaşmak mümkündür [6]. Çeşitli işlemlere tabi tutulmuş ınalzemelerin mikrosertlik

Tablo 1.2 Tablo 1.1 Borlanabilen bazı

ferro malzemeler ve ku11amm

alanları [7]

değerleri ( 6] Milaosertlik

K ullanım alanı

Malzeme

Burçlar, civatalar, çarklar,

St 37 C15

Dişli kutulan, pompa şaftları

C45

Pimler, taşlan1a djskleri, civatalar Bağlaına kelepçe leri, kılavuz ç ubuk l ar Burçlar, pres kalıplan, pleytler,

. A210Cr12

mandrenler, zımbalar

1600

Borlanrruş AISI H13 kalıE çeliği

1800

Borlarmuş AISI A2 çeliği

1900

Su verilmiş çelik Su verilmiş ve temperlenmiş H13 çeliği

900

silindirleri, pistonlar

X40CrMoV51

Kütük kalıpları, diskler mandren, pres baskı elemanları

100Cr6 17CrNiMo6

X35CrMol7

630-700

Yüksek hız talam çeliği BM42

900-91o

Nitrürlenmiş çelik

650-1700 650-950

çelik Sert krom kaplama

1000-1200

burçlar, çekme kalıpları, diskler,

Sementit karbürler WC+ CO

1160-1820 (30kg)

delici zımbalar

1483 (30kg)

Rulmanlar, çarklar, kılavuzlar

Al203 A l 2 03

�1ahruti dişliler, vida ve dişli

Sialon seramikler

1768 (30kg)

çarklar, şaftlar, zincir parçalan

TiN

2000

Şaftlar, miller, valfler, kalıplar

TiC

3500

tekstil makinalarındaki bazı

SiC

4000

parçalar

B4C

5000

Bükme kahplan, baskı aletleri, 90MnCrV8

Su verilmiş ve temperlenmiş A2

Karbürlenmiş düşük alaşınılı

';ckme ve hadde kalıplan,

60VvCrV7

540-600

kalıp çeliği

Delme takımları, enjeksiyon

X38CrMoV51

HV)

Borlanmış yumuşak çelik

kanatlar, diş kılavuzları

C60W3

(Kg/mm2 veya

Malzeme

Pek çok sert malzeme

ihtiyaçlann karşılann1ası amacıyla en

uygun kaplama

malzemesinin

bulundurulması

gereken bazı faktörler vardır [8].

ZrOı seramikler TiC + Zr02

1730 (30�_g)

Elmas

mevcut olduğu için, belirli

seçinlinde göz

önünde

-10000

Termekimyasal yöntemlerle gerçekleştirilen borlama ve ardından TD prosesi ile gerçekleştirilen metalleme işlemi sonucu elde edilen

metal borurlerin yukarıda sayılan

faktörler göz önüne alındığında yüksek özellikli yüzeyler elde etmek için ideal yöntem olduğu görülmektedir.

Bunlar; •

Yüzey direnci

TD Prosesi mühendislik yüzey kaplama yöntemleri içer isin de, kaplanan metalin yüzey ind eki kimyasal

•

Sertlik

yapının değişimine dayanan ve tenrıo kimyasal reaksiyon

•

Kerozyon dayanınıı

•

Ani darbelere karşı direnç

•

Gerekli tabaka kalınlığı

1. Performans faktörleri

sonucu gerçekleşen metalleme (metallizing) sınıfında yer almaktadır. MetaUeme,

Yapışma

•

Porasite

•

Kahntı gerilmeler

•

Yapı özellikleri

•

B ilcşen boyutu

oluşturmak

şekl inde gerçekleşen bir prosestir. Bilinen e n iyi n1etalleme prosesi Tayota Difüzyon)'dur.

°C' de bir

3. Işlem faktörleri Bileşen şekli

bileşikler

malzeme yüzeyine metal elementlerin difüze edilmesi

•

yapısıyla

suretiy l e yüzey özelliklerinin geliştirilmesine dayanan ve

Uygulama faktörleri

•

malzeme

tuz

TD (Tenno difüzyon 1

Niobyun1 ve Vanadyumun 1000

banyosu içinde çelik yüzeyine yayınmasıyla

yüzeyde bu metallerin karbürlerinin elde edilmesi bu

114

S,\l' Fe:- f�ılııı•kri ! 11-\lıtüsti Dcrgıl)ı h Cı ll..! �n yı ( FyiLil 2002)

AISI 8620 Çeliğinin Bor-\'�rıadyumlanına�ı

Öt.dliklrrinin incelt'nmcsi Ö.('cğil� �.�en

yontcnıc hir örnektir. Oluşan bu karbürfcrin kalınlığı S

12 �un,

se ı

Yü7cy

Vl'

[1.3 Tabaka Kalınlığı

tl i ği 1800- 3000 HV cıvanndadu·. '{üzeyine

rYlctallen1c yöntcrnınin uygulanrnas1

kaplanmasından

elde edilen sonuç lara dayanan avantaj

dezavantajlan

horla1na

vanad; un1lama

nıa1zeıne1erin üzennde oluşan hotür tabaka kalınhkJan optik

uygulanan

vanadyum horür

nıikroskobun btnycsinctc yer

vardır.

alan d1jital mikrometre aparatı yardınııyla ölçühnü�tür.

AYantajlan:

11.4 X-lşınları Ilifraksiyon ;\nalizi

•

Yüksek yüzey sertliği

•

Yüksek aşnıına direnci

•

'Yüksek oksidasyon direnci

•

Yüksek koro7yon d i renc i

Sadece borlaına yapılnıtş

Yüksek uygulama sıcaklığı

•

ince ışlem gönnüş tabaka

Yanadyum nldn

tespıti

Dolay1sıyla

oluşan

vanadyum

\'B:ı� şeklineledir

lll.

vanadyunı

prnsesiyle

gcrçeklcştirilnıektedir.

oluşan

fazların

horür

fazları

DENF:YSET, SONllÇl.�AR

lll.l 1\'fikroyapı

yukanda

Elde edi leh11ır

V�R2, VB, \'5R6, VJB.ı. V. �B1· ,

[10].

Yü7eyde

yapılnı1ştır.

tespitinde /\STM kartlarından yaıarlanıhnıştır.

geçen a \ �ı.ntaj ve rtc7avantajlara sahiptir. \8nadyunı borür fa;Jarı;

özelliklerınin

ku1lanılan

kullanılarak

191.

yoluyla

vanadyuı�ılnma

yöntenılerden hiridc x-ış1nları difraks iyon analizidir. X - ışın1 d1fraksiyon analızleri için; SITf\lfAD7.lJ XRD - oOO model X IŞ10l dilraksiyon analizi ilc Cu Ka. x ışını (A. -- 1.:')405 1\n)

yü7cyine TD

cdilnıcsi

dıtli7c

için

- hotiir fa7.ların1n oluşluru lnıası, borlanmış

malzenıenin

horlaına

yap1lm1ş nunıunclcrde yer alan fa7ların

Dc73.van trı.ı ları: •

Metalografik çellğin1r.

incclenıeler

900 ne,

sonucunda,

sıcaklıkta 4,

AISI

R620

saat süreyle borlama

ışlenıinc tabı tutulnıasıyla nıa]z.enıc yiizeyinde FeT�. ve

Fc2B şeklinde dcnıir b orürlcTin oluştuğu görü1nıüşt:ür. FcB

11.1 1\falzemc, Borlama ve Bor- Vanad\·tınılama I�lemi

ayırt

...

•

işlemine

Labi

tutula cak

Fc.,B fa7larının

cdilcbılnıesı

yapılnııştır.

nptı k

ıncclcn1edc hirhirlcrınden

konstrat

farkından

yararlanılarak

Bu fazlardan Fcl3 fazı yüzeyde Fe2B fazı ise

FcB fa7.t altında oluşrnuştur.

Bu çahşnıada, horlama ve vanadyurnlanıa iş lenıi 0/cı O, 1 95 C'. 0/c-ı O, 3 I ) S i, <Yo O, R 3 3 Mn, c�lo O, O2 4 S, 0/o O, S 3 9 Cr, <�lo 0.152 Mo. o/ı) 0,5 l R Ni. 'Xı 0,045 Al hileşinüne sahip AIST 8620 scnıcntasyon çe11ğ1nc uygula1ını1ştır. Borlama ve vana dyu nıl arna

''C

FeR fazının Fc2B fa7nıa

gör� daha koyu renktc görüldüğü tespit edilmiştir. Şekil

3.1 'de 950

nc·de 4 �aat süreyle horlannıış A JST 8620

çelığ1nir mikroyapısı göıiilnıektcdir.

mal7enıeler

başlangıçta 12 :-nm silindırik çubuktan 5 mnı kalınlığında

1 000

kesderek yü:�eyleri

nıetalografik

900

iş\C'nıi

grıdlık

�'C'dc

olara k

hazır1an1şt1r.

4 saat <>Üreylc horaks,

fcrro- sı lısyunıdan

oluşan

tuz

vanadyunıL.ıma işlemi ise� 900 °C'cie AfSl 8o20 çelığinc 950 sürL·ylc

Ferro

kactenıe�inde

zırnpnra1ama

Borlama

bonk asit

.,, •

ve •

hanyosnnda,

saat borlanmı�

lı

• t

•

1000 or· de 1 , 2, 4, 6 saat

•

Vanadyum, aliiTnina� amonyunı klorür

•

ve naftali nden oluşan katı ortamda gerçekleştirilnıiştir.

•

1 ��

•

;j f

�

' �

1l.2 Mikroyapı ve Faz Analizi

1 ,.

Metalografik incelemeler için numuneler ınctalografık ışlem 1Şl cmleri gönncınış, horlanmış, ve vanadyumlanm ış nunıunclcrin l 000 gridlik zımparalama kademesine kadar sırasıyla nıctalografik olarak zımparalanması ve 1 jl.m kahnltktaki n larak

ha7ırlannııştı r.

Ilazırlanıa

elınas toz aşındıncı ku11anılnıak suretiyle parlatılnıası ve dağ lanmasını

kapsanıaktadır.

Nunıunelcrin mjkroyapı incelemeleri

()Jyn1ptı<:; 8071

<�·ı·)

3 'lük

nitall c

nıarka optik mikroskop yardıınıyla ineelen nıişti r.

Şekıl J 1. 050 "C'ric 4

saat bor]a·ımiŞ

!\ISI 8()20 çclığinın mıkro yapı

rcsmı (200X)

900 "C'ctc 4 saat süreyle borlanmış n1alzenıc yü7eyınc vanadynm diflizc cdihncsİ sonucunda bor tahakası iilennde \T bor tabakasından farkll hir göriinünıc sahıp olan vanadyunı bonir fazJanndan oluştuğu düşüntilcıı bır

yapı ortik rnıkrnskop aracılığıyla tespit cdılnıiştır.

J 15

Şekıl

fı.Cılt. 3 Say. ı

(,'eliğiuin Rnr·-Va_�ad:'-umlanrna_sa

AISI 8620

<:;\li Fen ni:ırıı'c:!·ı En!--tıt[isll Dcrgısı

(f:ylül )()(P)

Yüze�

( ) 1 eli i Id eri rıi n 1 n eel en rnc., 1

Ö.( eğil. ';.Şen

�.2'dc 900 °C'�de 4 saat horland1ktcın sonra 950 °C''dc 1

R620

<\aat vanadyumlannıış ATST

görül nıekredir.

.:,..)

çcliğinin nıikroyapı�ı

1-:-

-···

� t --

�D

--·-

---··------�·

- ----

�

'--'

(;;

-- -·

ır· /

..J

�

•

--.

��

� c "'

Demu boıür

•

�

•\.._ .!... ' _... .. ;-L ..._ ..1-l l -L.I_,_ ı _,_ ı ___,_ ı

9 )IJ ıJ '

'-·

' rıorı • '•

�

;

<)ekı! J.J i)_'() · v�n;:ıı

1yun; 1 ,ırna

knlınlığırıdakr

ıOOO

·· ..;urc�ıne

rlcğ�şıııı

h '"' ,.,g - _ 1ı

ol(.·ır·!lk �

\,.l'lığ·nin

·\1'\1 X()2(1

c·dc vaııud)-ıınılannıış

\'arıa<f,·uııı

'ınrür

tabakzı

ITJ.3 X-Işınlan Oifrak�iyon i\.nalizi $ck:l J 2 90 O van :J(: yu n, lan nı t:?

11(, " <c !

n,_"0

\"C

n(' '(Ic

s· . :ı·\! '"'

·J

nunıunclerin numune leri n

la rak hazırlanan

t lanıaları al ı na rak

ıncelenen

ö lçii ten

yap 1l m ı ştt r .

değerlerı n

Vanadyunılanıa

s ür e sine

bağll

�ncak

R620

çeliğitıe

vanaciyunıla1na

d e ğ işi nı standart sapmalı olarak göstcriln1ktedir.

U)g ulanahi1ir

horlama olduğu

işlcnııni n A IS f görülnıüşlür.

i len borür taha kas1 FcR. Fc�n fazlarından \C geçış ?onundan oluşnıaktadır. Bu ikı fa?ın op::ik mikro<;kop altında konstrat farkıyla ·:>1rbır1eri nd2n a vni cdllnıcsi mü rnk ün olmnşhır. FeR fazı Fc2B fa71ndan Ayrıca FcR ıle daha kovu renkte oldu ğu görülnıüştür. Fc,B ve Fc) R il e nıatris ara yü7cyindck1 y ap ı kolonsald1r FcR fazı Fc�B ü?crinde ol uşm a k ta ve Fe::B fl ll. fazından daha fa7\a hor lÇennektcdir. narlama tcrn10kinıy8sa\ Ye ctiru?.yon kontrollü bn işle n ıdır . Bor ıabakas1nın kalın1ığt bor\anıa s1cakhk ve süresine hağlı o larak art ı� göstcrnıcktcd1 r.

Borlarna

horür tabaka kahn1ıklanndak1

deneyler c:;onucunda,

'(apılan

oluşan tabaka kalınlıkları verilmektedir. Ş eki 1 3.:-rdc ise va n ad y unı l a nıa süresine �

saat

IV. TARTTŞlVJA

olarak

hağlı olarak \·anadyunı

1000

\'C

ATSI R620 çcliğinın 900 ')(''de 4 saat

horlaına i ş1cnıindcn sonra vanadyunılama ı ş lc nı ı ve

sonra

oc-de

\'anadyunılan1a yapı Inn ş r.ıalzcn1cnin x-ış 1111 difraksi yon anallzi sonucunda ise VB, VB2, V2B1 faz la rı nda vanadyun1 borürler oluştuğu tespit edilmiştir.

olçünılcri

i'y lernlerinde taoaka kalınilk lan işlem leri n sıcak hk . sürelerine hağlı o la ra�<: ar1ış gö<;terdiği tespit c dil miştır. Tahlo 3.: \de

900

ışın dcnıct1 kullan1lnııştır.

ka h n 1 ı ğ ı

tabaka

or a

an al i z i

Bu nnnıunclcrın x-ışını (bfraksiyon ana1i?1 ıçın (\ı Ku

ve kcsitındcn

kenarları nda

tünı

elifraksiyon

''c·· 2 saat uygulanınış ınırnuneye uygulann ııştır. hor1andtktan

Tahaka Kahnhğı

hoıiir

15-:nJarı

1\ 1 S 1 X() 2 O { 200 X)

IIL2. Nfeta1ografik

1 1 anmış ınr

saat

�onucu

elde

T:ıh;n J.l

çc!i?..ının

,.\ISr R6?0

s1caklığı

v�n�ıdyumlama

ve surc\ınc

ha�lı olarak vanadyunı 'ınrüı tabaka kalınlık değerleri

ı;:;�nad ��l �nıa

950 'c

·-

Tahaka kalınlığı

--.

-----

6 -

...

1 •

"'\

·-· - -

900 n("dc 4 saat borlann1ış l\TSl R620 çchği ü7.crine y a p ı lan vana<iyuınlanıa işlenı1 sonucunda vanadyunı Oluşan vanadyunı-bo1ilı horür fa/:ları elde ed11miştir. taba kas 111111, hor t ab a k as1nın üzerinde ve hor tahak ası n d an daha ince ve fark h hir yapıd a olduğu O ?t ik nıikroskop

1.14 .

�

-·

- -

-·

�

12.4R ı 5.57 -

•

17.23 --

1.47 .1.06

-·--· .L.

--·

11.6? .±: 1.08

4 --

+ 1.11

10.03

-·

·- -·

1--·--

·-

·---

3. 1 ()

1000 ı· c

(lJ111)

------·

...

resı

·-- �

fo------ -

ı ..

1s aat) -

--·-· -

(oC)

---

...

Vanadyumlanıa

sıcaklığı

......

. -.

aracılığı

-�

2.82

ıle

görülnıüştür.

Tabaka

k al ı n l ı kl an

ölçümü

- tahakasının sıcakhk \T c;üreve "oncunca vanadvunı-borü: · bağlı ol;.ırnk artttğı görülnıüştiir. Elde cd�tcn \anadyuırı-

- -

ll 6

AISI 8620

SA:J Fen Bilimieri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

V2B3 x ış ınl a rı di fraks iyo n ana liz i i le tesp it edilmiştir. VB fazı% 50, VB2 fazı % 67 ve \'2B3 fazı % 60 oranı nda bor içeımektedir [ 12].

borür fazları VB, VB2 ve

GENELSONUÇLAR

1) AISI 8620 çeliğine yapıla n borlama iş leminde, bütün sıcaklık ve sür el erd e b or tabakası elde edilmiş ve o lu şan bor tabakasımn kalınlığının borlama sıcaklık ve s üres ine bağlı olarak arttığı görülmüştür.

2) E lde edilen

fazı kısa süreh s ürenin artı ş ıyla

borür tabakalarından FeB

görüleb i lmi ş Fe2B fazında artış görülmü şt ür. borlamalarda çok az

1) Vana dyumlama i şle mi

bor tabakasımn üzerinde VB, VB2 ve V2B3 fazlarından oluşan yerıi bir sonucunda,

tabaka elde edilmiştir.

4) Vanadyum-borür tabakası difüzyon kontrollü olarak

gelişmekted ir. Sıc aklı k ve zamana bağlı olarak tabaka kalın1ığıı! 1 arttığı göıülmüştür. KAYNAKLAR [ 1]

Bor I I akk ınd a Rapor, Etibank İşletmeler Dairesi

Ba ş ka nl ı ğı Ankara,

1982. [2] ÖZPERKER, İ., Bo r Kullanımı, Tüketin1i Ulusal Gelire Katkı Olanağı,, Tür kjye Ma d enc i li k Bilimsel ve Tekni k III. Kongresi, Ankara 21 25 Şubat 1973. [3] TAŞÇ1, A., B orlanıınş Çelikterin Aşınma Ve Korozyon Dayanımları, Yüks ek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bil i m le ri Enstitüsü, s 8-15-19, 1993. [41 KAVUŞAN, G., Endüstriyel Hammaddeler, 1985. [5] BOZI<URT, N., Bor Yayınunıyla Çeliklerde Yüzey Sertleşt irn1e, Doktora Tezi, İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, 1984. [6] ŞEN, Ş., BİNDAL, C., AISI 8620 Çeliğinin Bor K aplanma s ı, tJlusa1 Metalurji ve Malzeme !(ongresi, 1997. l7] ŞEN� Ş.. Termekimyasal Borlama İşlemiyle AISI 5140, AlSI 4140 Ve AISI 4340 Çeliklerinin Yüz ey Performanslarının Geliştirilmesi, Doktora Tezi, SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, s. 8-12-14-15, 1998. [8] ÖKTEM, Z., T ermareakti f D1füzyon Yöntemiyle Çeli k Yüzeylerin Kr om Kar bür Kaplanması, Yüksek Lisans T ez i, İstanbul Fen Bil iml e ri Enstitüsü, s 1-19, 1994. [9] BUI.JIJ, S., Surface Engineering, Univer sty of Newcastle, 2001. [ 1 OJ SPEAR, K. E., J L ess Comrnon Metals , 1981. [ll] ŞEN, Ş., BINDAL, C., AISI 5140 Çeliğinin Yüzeyinde Oluşan Borurlerin Bazı Özellikleri, De nizl i ,

Metalurji Kongresi,

l l 21 RAC1HAV AN,

V., Phase Dia gra ms

of Temary Iron Alloys, İndian İnstitue of�1etals, Calcutta, s 441, 1992.

117

Çeliğinin Bor-Vanadyumlanmasa ve Yüzey ()zellikJfrinin incelenmesi Ö.Çeğil, �.Şen

On Somc Semigroups

SAU Fen B iii mleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilr, 3.Sayı (Eylül

R.Keskin,

2002)

S.Cebiroğlu

ON SOME SEMİGROUPS ""'

Refik KESIQN, Selçuk CEBIROGLU .

Özet

A s a results of our study we determine a necessary and

Bu çalışmada bazı yarıgrupların id empotent

elemanları

karakterize edildi.

Ayrıca,

D(I)

sufficient condition for

birim

\Vhere

aralıkta:ı birim aralığa tanımlı türevlenebilir fonksi yonların yarıgrubu olmak üzere,

D(I)

le t

yarıgrubunda

x�y E S. Then

by xy we mean

to be an iden1potent element

yarıgıup, idempotent eleman,

said to can

a left zero of S if

be seen that fE

S(X)

necessary and sufficient condition for composition of two elements i n D(I) to be a honıoeomorphism was

given where D(I) is the semigroup of all the differen tiable function form the unit interval into th e unit interval.

Theorem 2 .ı. Let J =

semigroup , idempotent element, differenti

able function

tion or f= i

unıt.

topological

space and let

S(X) be

{

g(x)

i where fog is the composition of f and g. Let fE S(X). then it is said that f is a can

g(g(y))

and

Let X=R or X=I where R is the real numbers and I is the unit interval and let D(X) denote the semigroup of all the differentiable se lfmaps of X. We recall that f is differen-

exists. In

addition, f is

f� (1)

exists where

differentiable at 1 if and only if

fE D(l). It can be seen easily that (D(X),o) is

the set

of D(I). and that g

(y) = g(y) == x. Therefore we see that

[a,b].

On the other hand� it fol

lows that g(a)

f� (O)

Then J

g is ideınpotent and g -:f- i

g'(x) == 1 for every x in

stant function.

tiable at O if and only if

not consta nt function. Let the image of I under g be fa,b]. Then it follows that a<b and [a,b] -:f- [0)]. Let xE [a,b]. Thenx=g(y) forsame yin [0,1]. Thus

every x in X. Then (S(X),o) is a senugroup with identity

D(I) 1 f is constant func

the set of all

iE S( X) be the function such that i(x)=x. for

If f(x)=a for every x in

a left zer o of S(X) if and

i is identity function

Proof. Suppose that

continuous selfmaps of X. Let o represent composition and let

of all the idempotent elemen ts

I. �TRODUCTION

Let X be a

a E S. If a 2 a, a is said of S. An el ement z E S is za == z for every a E S. It

is a consta nt function.It is clear that if fE S(X) is a const a nt function, it is an idemporent e lement of S(X). W e can give many i dempatent elements in S(I) and S(R), which are different from the constant func tions. The following theorem is proved in [1]. We will give a different proof.

elements of some semigroups. In addition to this, a

Keywords

oy.

only if f

In this 1tudy, we characterize idempoten t

Let S be a semigroup aı1d let

tir i evlene-hilir fonksiyon, biriın.

Abstract

homeomorfızm,

II. MAL� THEOREMS

-'�!n gerekli ve yeterli koşu l verildi. -

be a

f and g are in D(l).Let (S,o) be a senligroup and

ild elemanın bileşkesinin bir homeomorfizm olması

Anahtar Kelimeler

fog

a =nun { g( x)

xE I

}

g( b)=b==max{g(x) ı xE I}. S ince [ a,b J * [0 1] ,either O<a or b<l. If O<a, then we see th a t g' (a)=O. In the same way if b<l, then g ( b ) ==O. But this is a contradiction since g'(x) 1 for evcry x i n [ a,b]. ,

serni

The proo f of Theoreın 2.1 can·ies over easily to the

group \Vith identity i. In this study we characterize the

sen1igrou p

idempotent elements of D(I).

D(R).

Thus vve can state the following theo

rem. Tlıeorem 2.2. An element of D(R) is idempotent if and

KESKİN

Sakarya

tik Bölümü, Sakarya. S.

CEBiROGLU

Üniversitesi, Fen-

mail

only i f it is identity or it Edebiyat Fakültesi Matema

of D(R) )

rkesknı@2akarya.edu.tr

Eren:er 50.y.l İlköğretim Okulu, Eren�er, Sakarya

118

a constant function (Ieft zero

SAU Fen Biitmleri Enstitüsü

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Dergisi

Some Semigroups R.Keskin, S.Cebiroğlu On

Let S be a semigroup with identity e and Iet x E S. Then x is said to be a unit if xy = yx ==e for soıne yE S . An el

e ment

a E S ıs said to be a

regular

f((X l

element if axa =a

o< xk

for some x E S.

It can be seen that an element fE S(X) is a un it if and only if f is a homeomorphism from X to X.

let

e] ement of

zero or

Thus yx == . Assunıe that

))

(

X l

......., - X

f((xı,X2

...... ,X

) for

N))= I otherwise and

defıned by

...... x l\ ) ) =(cx 1

....... , c x

(fog)(x) == x.

unit but

Theorem

is not

) where

unit.

2.1 and Theorem 2.3 ,

can

give the follovving easily.

2.5.

be the

unit interval and let f,g,h E D(I). Then the follo\ving statements are satisfied. Theorem

yx==e. If x=e, t hen

�I

In view of t h e

Let

1- fog is a unit in D(I) if and on ly if f and g are units in

D(I). 2-

left

That is, fog is a

Proof. If we sho\v that xy =e imp li es yx ==e, then the proof follows. Assuıne that xy =e. Then, si nce 11\.)(yx) == y(xy)x yex == yx, yx is an idempotent. Thus yx isa

...... ,X N

O<c<l. Then

1- xy is unit in S if and only x a nd y are units in S. 2- a is a regular element of S if and only if a is a unit or

is a left zero

g: I

Sc and

g(( x 1 ,x 2

Theorem 2.3. Let S be a semigroup with identity e. Suppose that the following property is satisfied :''If xE S is an idempotent element, then x=e or x is the left zero of S ••. Then we get

,X 2

h is a regular

constant

y=e.

element

of D(I) if and

function or h is a unit in D(I).

:;t: e. We show that yx =e.

only if h is a

REFERENCES

On the contra r y if yx :;t: e, then yx is a left zero of S. Therefore vve have yx == (yx)y = y(xy) ye == y and thtıs we obtain e== xy =x(yx) = (xy)x = ex == x, w hi ch is a ,

[ 1] N adler, S .B. The ideınpotents of a sernigroup, Aıner.

contradiction. So we have

Math. Montly. 70(1963), 996-997.

[2] Ce zu s F.A., K.D.

yx ==e.

Maxünal Ideals of Scrnigroups of

Now suppose that a is a regular element of S. Then axa = a for so nıe x E S. W e may sup pose a :;t: e. We see

if xa is a left xe x, and

zero

element

Thus a is

seınigroups,Wiley, New York, 19

left

of S, the n a is a regular element.

Theoreın

2.4.

spac e and

Let

Euclidiean

let f,g E S(R n ).Then fog is a unit if 11

ıf f and g are units i n S(R ) Ho\vever, the same

Let g:(O,l] � and let

from[2].

R n be n-dimensional

and only

•

not true for S( I N) ,where

[0,1] defıned by g(x)==cx where

f: [0, 1] --) [0, 1] defıned by

f(x)

ı -

O<c< l x

for

O< x <c and f(x) 1 for c� x < 1. Then (fog)(x) = x but gof is not the identity function. That is fog is a unit ==

but f is not a unit.

Moreover let f:I

� I1

d efıned

endoınorphisms, Bu ll.

(4] J. Bcrglund, H. Junghenn and P. Milnes, Analysis on

S. If a is a unit or a is a left zero element

Before nıain theorcm, we give a theorem

Subbiah,

Math. Society, Providance, 1967.

element of S_ Then ax =(ax)a == axa == a.

,and S.

of S, then xa == (xa)x == x( ax) == thus a = axa =ax ==e, which is a contradiction. Therefore, xa =e. TI1at is a is a unit. As su me that ax is a left zero elen1ent

Jr.

Aust. Math. S a c. 12(1975) 211-225. [3J Clifford, A.H. and Preston, G.B., The algebraic theory of semigroups. I, Math. Surveys ':\o:7, A.mer.

that ax and xa are idempotent elemenis of S. Suppose that ax =e. W e assert that xa ==e. For,

!\1agill,

119

sü SAU Fen Bilimleri Enstitü

6.Ci1t, 3.Sayt (Eylül 2002)

lh·prt·rnd

Dergisi

\'npıl rdn

n nm f. Gü 1 ç fıtJ' VISnlemi r ini n i n r tı Jr�

.. h·t•n

ülen

(�lll!:!j H L•. '1\l��

GÖlıEı \',\I>.II:J 1_1) 1 1 1 1 . I � I E L I V I E T N Ü Y E I V R. i l i N E L Ç Ü G

l .I A S A H E D M E DEPR

olası

'eya

gören

�

İ):.'

h ır

Depremde hasar ı ını vc/vc_va a on ın ıç ar ıl p ya z i s e t depreme karşı ye r r. C)n�1rıııı i<r'Jn di tc ck ın ek er g ri le n1 le iş e güçlendirm epnk� i ' \'L o nt 1a n -1c nı na to be manto, çelik nıJnıaktadır. lla ku r lle en nt yö zı ba bi gi u on enjeksiy pılan dencyst..l Yap1ların güçlcndirilıncsi içın ya yli k tay ya n nı rı rla va du e lın bö a d r la ıa ça hşn l )c p re ıt ıd� taşınmasında etkisi o lduğu göz Ic n 111 iştir. duvar lan yenı perdc hasar gönnüş yapıların k kri taşıyabilir ek l eyer ek daha bü yük depr<:!ln yii i\·1n duruma getirilnıesi, yapını n gii��ıcndi[ilınesı i\ ne cı k bu pcrdt' 1 eri ıı seçilen y oll ardan b irillir simetrik olarak planJantnasınn dikk.at cdılınelıdır.

Özet

Kelinıeler

r1nalıtar

Epok�i

go'ill'r ıl n 1 cn 1 1 �

It necessary

ll. (>n ·clı k ll·

(çi ndııı1ı tenmlerini aı .ıtııındL�k a fa ı k 1 açıkil ın k uy •un olacaktir.

Key Words W al ls.

Epoxy ınJection,

''Cl lls

gi)r iınli)tinii

ve '8

h. hn

onun bir \eya birkaç

kısın n veya

lamamen

kullanıını {yOk taşuna kapasned,

aıııtlıgı, sılnckli •ı dahil) <

;ii�lcıulirrn ı IJ ııl ığıııı. sii n

1 ır

knnl rından olabilir.

aı ının

'taşnna

gücünü,

ve '3

tabi H esini öneekı

s 'yi

niJdiği üzere yapının

dunıınun ıhHiine "IJ" rnı k için yapılan değişiklıkrir.

B ı u nı n ıç ın. yu k n nd d hasar ge i ı nıtiş olnırı ı

k u Ilananı \'t-) a işlet 111

kın ycbilir

)'spırun

'til;l rinde bir artmar.ın söz konıısu ( lnnıs1 halınde üçlendirn1 gcrekebı�ceğı f il ı \)n güt ii 1 '11 ri_ k 1 r IÇ ın ek ik projelendınlntş ,.c a ınş, ı 'lr111 ş bir '3puun du giiçlcndirilmesı

J ackcting, S he ar

GiRiŞ

�

ku ll nun bakırnındaıı hasar

ilncckı h a l ı ne gctıı ış (ve a ona yaklaşımı) yapının

�'!c:ıcl l''hılir

Taşıyıcı sisteınler bazı nedenlerle njteliklcriııcl t'11 \t . den kaybedere oze l l . k l c nn k hasar görebılırler \'t' . kendılerınden beklenen fonksiyonu yer lll' getJrcmcyccek durunıa düş e h i li r le ı . Blı tl u 1. tl 11 1&1 .. duşıne ı en. k� u ıı an ı l ı rl ık veya day·anıııı . ba ı'· 1\J ıı1 l ..ııı . n<irın olabili· ı. B·· ..o yle .d.u r un1larda yap n n n on arı 1 ın as ı v�/v�ya guçlendınlınesi gerekir. f3a;;ı keıe de . nıtelıklerın dcn kaybetnıediğı halde k. u 1 l n n ıın amac , la. rındak·ı deg ... ışı . }·J �ı'k dolayısıyla gü\·lendirıne gerekebilir f l]. ..

g�tııınt'k i\·11ı y, pıJ. n ç lışına ve deği.,iklil1ir. Bu

�op�lar ':ay of strengthening the daınagcd huılding ıs stıffenJng the structurc nıcans or shear \\alls

;

(il ı Un(

l'kııı�ıııında önceki

expenınents that strength huılding. ()ne ur the llH>St

carefull to plan symn ıct ri c a l l y thi-:; �het ı

gt'ııınliş bır yaı ıdu

ob�erve

nHı"t

ona rı nı 'c

( hıanua

Onlv i t

[ ].

ktlnuLııuıd,ınl nı lu

ste el jacket, reinforcing jacket and cpnxy injcLtion. , It partition \valls gct strcngtlll·n nıg on

proper.

büytir

h n"' r n1c 'dan 1 g 1 bilir. Bu nedenle he hrk'nnıt· ı '· lıasaı ın v nunda gefekJi g iiç 1<. nd ır nıt· n ı n Vt.;· 'ey n r un ın } pılnuı 1 deprem ıniıht·ndı'ilığı V" iıı. t n1Uh ndisJiginin önemli

when theoretically lhis is

ağlı o l arak

depı c n ıleı d(

l'tlJeksiyoını.

ıdd:tuı

Bunun yanında,ru OJc.d ""ııd1nhn i v uyg ula nınasına !1CrckJi i 1en gö�t �111 n binalaıda do şıddctlı

c p a i r and/or strengthl'ning operations for insufficicncy bui1dingc.; tn\vards an earthquake on daınagc.� duc to b u i ld in g earthquakes. For repa i r. it u scd sonıt; ı n c l lıod s lıkc -

ya uygulamasında özen ha ar ıneyd ana gelme

bın laı 1 ı

ula�ılıgı, deprcnun

mantolaına, ci(.,prenı perdeleri.

Abstract

prnjrlrn�Jn ihncıniş

n1," önc eki durumu tin11 ktir. Du kullanım gc\nıc·yc n bir durun1a lı ak 11nınd a n o 1 :ı b i 1 cc ··,ı gibi ınukaven1et ve benzeri aknr . rrn cıka ka ı ak tc ı ı. tikleı ini ha nr öne i dOze ve . .;

< i()ı iilüyor

•

kı

onann1da

ir yapıda yapılmasma kaışın 'iiçlcııdiınıe i �in ya pının hu ur görmüş da olrnası gtrcknıez. Ha ar g 'mı n1iş bir yapının gii\·k'ııdirilnıl;sı �öz koını u olabilir. Örneğin; <>n:ırıınııı

ha·ar

g rnıüş ..

ldiğ1nin \' apıııın yeter iz knJ asit de projelendiri vC'ya uışa edildiğinin anlaşılınası halinde, veya Y a pının kullan ın1 anıacının değişmcsı ha lik nedeni ile da •

dcprrn1 bölgesi n eki

S.Gülcn, H.Kasap·. S� ' U t\l'' ..ıh �·a k .,nşa�t t\Hıh. nı. ·

hii) iii· vtikleıe

•

ı 2 ()

n1aruz

cğjşık

kalına

ının

söz konusu

Dcprcmd(� Ha�ar (;üren Yapılaı-da Onarım ve Giiçlt.'ndinnc Y ö rı tc ın 1 c ri n i n 1 n c cl <' n nu's i •

S.(;üıcn. H.Ka,ap

0 lduğu

hallerde yapının hasar lı olnızıd1ğ1 halde

•

güç lcndı rİ 1 n1CS i �Ö7 konu s ll O Jnr f 1 ) . III. ELF:l\1AN 01\'.,\RT�IJ

Rpoksi J:njoksiyonu

ckta) 1andırnıa

hata lan,

ınal re nı c

onannıı

hataları.

eksik

)':1pnıarnış

genellikle

elemanıann

olan

dcfornıa�yoıı rijitliğinin

Ekonornik

d ay �: tııı k1ı

kt.llaııılaniDı:

hinanın

i ç ı ndc

nlnıası

lcvhalar

garanti cdilcn1cz,

donat1St.

yiik

k apa s ite s i

hasarsı7.

Ifiçh1r

atlat1nası

öncnıli mühendislik

çelik

kullanılarak clcınanın dış1nda kafcs ckscnel

anianıcia deprenıe

sağlan1aktadır.

dcprcnıı

hcdc:'fi göçn1enin ön1enmestdır [31.

IV. 0,.\HA ON(�E ..

şeklınde oluşturulnıaktadır. Bu şekilde kolonun hcnı

gerçek

ancak

<...

Bu yöntcnı ilc kolon ve kiriş grrckcn sargı

bır

şiddctlı

onann1

yapılan

g e l me s İ n ı

hale

kaydıyla

güçlcnctırilmesı

f3ilinç11

güçlcndirnıc, hiııaların

gcrçcklcşt:rilcbilir. Ru yöntenller içerinde en sıkça

onarılnıası

nıün1kündür.

l la�arl ı clcnıanların on arınıı çeşitli yöntemler 1lc

(�elik Manto

epokc;i

sınırlar içcrisindr kalnıası

yapıların

'ıünckliğinin artırılnıası anıac1yla haşvurulnıaktadır.

•

anıacıyla

lcvha I ar yapı şt1 rılah i 1 ır.

perde ve kirrşlcrin kalıcı

c:ırtırılına�ı

artırahilnıek anıacıyla çelik veya karbon fiherli

anıacıyla çeşitli teknıkler gcl1ş1ir11miştir.

tckıııklcrc,

kiriş

cnjeksiyo11u ku!lanılahillr. Ayrıca. sargı etkisini

deprenı g1bi ?orlaınalar sonucunrla

ha.sar gorcn h etonanne kolon,

v·c

clenıanlannda oluşnıuş olan çatlakların beli; hn gcniş1iğ1 aşmaci:ğı yapılarda hetonun aderanElının

)"apı �ı-1

Kolon. perde

YAPIL1VJIŞ DE�EYSEL

(�.ı\I Jr Ş �1 i\ I., .AR

k1snıcn

zırttlr·lı�ıJkta, henı de daha yüksek süııeklik elde �

cdilnıekte dir.

(clık

nıantnda,

katlar

aras1

J)ency Nun1uılcleri

sürekitlik sağlannn1adığı için kolonun eğilnıe kapasitcc.;inc h:r katkı sağlamamaktadır. •

numunelerinde açıklık genışlık

eğilınc

kapasitesi

1 52,S

olarak

oh tp,

c nı

dikdörtgen

20x25

h'h

olu�turnlan

h"'·'h/h 20J)2,)/X2

yük�eklik 220

cnı

kolonların ho .Jvutları.

boyuna donatılann katlar arasıncta sürckliliğj kolonun

IBhoratuvarlarında yapılan deneysel

çalışnıalarda bir açıklrkl! tck katlı çıplak çerçeve

Reton�1rnıc 1\tlanto : Bu yontcnı g cn� l liklc kolonl�1roa uygulanır. Ru yönt.cnı ilc kolonnn hcnı c ks cn cl yük k a p a s i tc<"-i i . hcnı de sünekliği �lrttırılahillr. Nfanro içerısıne yerleştırilen sağlanarak,

İTO

Bu konuda

kir1ş di r

crn

kesith

cnı'dir. Tnhlalı ho)ııtları

r·.ı J.

ı�e�

artt1rılabilır. Şekil ı·cıc donattiarı ycrlcştinlnıiş

v ı r al7cınc Ozclli Ideri

kolon

(Jrctdcn nun11melcrde B('I türü cionat1 ve BSl(,

tlpik hır kolon nıantosu görülnıektcdir. Mevcut ıle yeni dökülecek nıanto

aderansının kolonun

yüksek

donatıları

olahilnıesi ortaya

helonunun

ıçın

çıkıncaya

kalitesinde hclon kul1anıln1ıştır. Bölme duvarlarının

ıncvcut

olu�turulınasınrla

kadar

i se

uygulan1ad.a

yaygın olarak

k ullanılan bo�luklu tuğlalar delikleri yatay gelecek

kahuk h�tonu kınlnıaktadır.

h1ç1rnclc yer alnıaktcıdır. Ortala nıa

duvar

ka 1 ı nlı ğt

tuglalarda

dcliklcre

dayanını ı

20-40

gödi 1 nıüştür.

dık

19 1

1(gt cm� f

cm'dir.

tür

doğıııltu daki

basınç

düzeyinde

olduğu

<._.;

f)enc�: Düzeneği

"(cr d e ğiştirme kon1ı-ollü olarak gerçekleştirilen hu dene) sel çah�nıalarda, yatay yük için nunıun::'lcnn 2) ton yüklcnıe kapasıteli iki yonlti h1<irol1k veren, hazılannda ise -50 �oıı kcıpasitclı tck

h azdarında

·r

yönlii hidrolik veren kullanılnııştır. f)cııcyscl çalışına kapsaırınıda ç ıplak çcrçe"clcr, değişık tl.irde höln1c duvar]ı çcrçevc1cr, çevresıyle hütünlcşık hö1rne duvarları ve ince perdelerk

Şekil

güç le ndi r iln1 iş bütün Ieşjk hö lnır duv�rlı çerçcv c kr

1. Tıpık liir· lktoııarnıc !(olon Manı.osıı Donatı Ycrlqinıı

12 1

Depremde Ilasar Gören Yapılarda Onarım ve

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3.Say1 (Eylül 2002)

Yöntemlerinin Incelenmesi

S.Gülcn, H.Kasap

yatay yük taşıyab i lmeleri

gib i

gözlenebilmeleri

denenmiştir (Şelcil 2) .

s eviye lerin d e

amaçla

ı.JI... �'--'f' -

büyük

daha önemli

dayanım

dep lasman

düş üş leriy le

karşılaşılmamaktadır.

çıkmakta

süneklikleri ve göçme

b içimlerinin

�üçlend1rm�

ı "'1

--� - -J

�l

---

f-;

-·-

�

·---

... _

•

. ..

•

. .

•

; . ... ..

� ..

.....

•

200

•

• .. •

•

.. ..

•

� !< >

. .

.....

... ..

...

200

.. . .

.. ..

·-. .

. ...

...

.... .

• .

. •

•

•• •• .. ..

• .

.. . . ...

.......

•

• •

.. .

. . . ..

;

. .

• .

.. . . . . .. .. .

•

. .

. . .

. ...

.. •

•

. .'

. •

. ..

.•

•

_;__ _ ....____ _ _.__

____

__ __ _

-16

büyük

yük

taşıma

içine

duvar ve

numunelere

dayarum, ait

karşılık

büyüktür. •

llb burulma düzensizliği katsayılarını Tablo 2 'deki de ğerlere göre incelediğimizde; perdelerin

çok

simetrik bir bi çimde y erle ştirilmesind en dolayı 11 b katsayılarının ge rek X ve gerekse Y düzlemleri nde

1,2 s ınır değerini aşmadığı görülmüştür

ve dayanı m

numunelerin

sınır değerinden

ait

yüzünde oluşturulan ince betonanne perdeli

bakurundan

katsayıl a rı 1.,2

doğrultusundaki + 0,05 dışmerkezlikli yüklerneye

Hasar görmüş bütünleşik bölme duvarını n iki

numunenin so n uç lan da riji tlik

dışmerke zlikl i

büyüktür. Yine Tip 2 Yapı Planı için X ve Y

olmayan

gelenlerden

0,05

ortaya ç1kan so nuca göre; ·+X ve +Y y ö nündeki

betonanne

bütünleşilc

koordinat eksenlerinin yönü olacak şe kilde alırsak,

duvar

eleman larla bütünleşmiş numunede başlangıç rijitliği

180,06

burulma düzensizlik

çevresindeki

Tüm

Tablo 1 'de gösterilmiştir Burada deprem yönün ü,

önemli ölçüde küçüktiiT. Bö lme

cm'dir.

yüklerneye ait 1lb bm-ulma düzensizliği katsayıları

rij i tli ği ve en

kapasitesi

olarak

Yapılan analizler sonucunda, Tip 1 Yapı Planı için

ortaya

örüln1üş nuınunenin ka rşılık olan değe rlerind en

•

kalınlıkları

X ve Y doğrultusundaki

çerçevenin başlangıç

sistemler

2 Kalıp Planı için kat V..'= 903,75 kN'dur. toplam kat ağırlığı

çıkan sonuçlar şunlardır: Çıplak

karma

da süneklik

W=900,03 k!�,dur. Tip ağırlığı 180,75 kN olup,

veri len yatay yük tepe yer değiştirmesi karşılaştırıldığında

Perde

Her iki yapı

yapı

kN'dur. T oplam kat ağırlığı

Yatay yOk- tepe yer değiştirmesi çevrim zarflan

zarfları

' m dir

toplam

Kalıp Planı için kat ağırlığı tüm katlarda

TEPE YERDE�IŞTIRMESI [mn]

çevri m lerini n

Böylece

m'dir.

katlardaki kirişler 25x60 cm2 boyutundadır. Tüm 2 katlardaki kolon boyutları ise 50x50 cm 'dir. Tip 1

•

. .

2,8

bakımından

seçilmiştir.

ve Tip 2 Kal ıp Planlı b i nalar 5 katlı olup, kat

düzeyi

yüksekl i ğ i

...

•

• .

yüksek

düzensizliği araştın]mıştır.

- .. ..

çok

......... .

yüksekl iğ i

•

• 1

düzensizliği

o lan

Plam, Şekil 6 'da ise Tip 2 Kalıp Planı için b u r u ln1a

burulına

d üze nsiz

düzeylerde ol a bi lm ekted i r. Şekil 5 'te Tip 1 Kalıp

�

Şekil 3 'te

•

[5]

bakı m ından

dağılım ı

y apılarda

.. .

Tip

Şekil 3:

. ....

ı •

-24

•

ll••••'• (.'•<"4"'f'

rnJirut

-300

-�-

•

Rijitlik

•

• • .

• .

• •

-100

•

• . • •

861111f Du� ri ı !'IIUIID II t

• •

< t�"'ylo BBIIıııletllı

100

•

• .

.....

� o >-

(�i)ort Yı [(L1i)mı:x + (Ai)ınin] Tlbı (�Dınax 1 (�i)ort

•

• • •

oramnı

I ,2 'den büyük olması durumunu ifade eder.

. . .

. .

•

ötelen1eye

göreli

•

ötelemesinin o katta aynı

jfade eden B urulma D üzensi zl i ğ i Katsayısı Tl bi ,nin

---�

•

300

büyük göreli kat

doğrultudaki ortalama

--�----�--�--

deprem

iki

---

dik

doğrultusunun herhangi biri i çin he rhang i bir katta

--=ı.ı

V. DENEY SONUÇLARI -

birbirine

Bumlma düzen s iz l iği

Şekil 2: Deneyde kullan1lan duvar türleri

. .. .

[4] .

çıktığı

DÜZENSİZI,İGİNİN KONTROLÜ

�r

ortaya

VI. YAPlLARDA B URULMA

donatının

hasır

akmasıyla

donatının

göz lenmişti r

·--·

alan

duvarda dağ ı lmayı tümüyle önl emiş alınası ve

hasır

--.

yer

yüzeyinde

göç menin tabanda b üy ü k bir kesit ol u şt uran ve iki kolondaki do nat ı la r ilc temele bağl anmış

Duvar

•

üstüne

122

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Hasar Gören Yapllarda Onarım ve Güçlendirme

Depremde

•

6.Ciltl 3.Sayı (EylOI 2002)

Yöntemlerinin Incelenmesi

S.Gülen, H.Kasap

. _J

..!IL - :.-

j.,

.•

ı ıı

ı q

�.

Tablo 2: Tip 2 Yapı Planı içir X .. · rıgı· katsayı ı arı, llb duzens1z

,! ı' •ı

.•.

-·

1ı

KATIN . YERI

�

lı l

., -- ...ıı..----· 4m

..-·-

··-

Şekil

.ı

• .

�

--�-..· ----� ....,._ .__ _ r

__ - -;.: -

Y doğrultusundaki buruln1a

Depretnin Yönü ve Kuvvetin Uygulama Noktası

-X

-Y

1,05

L06

1,06

1,05

1,06

ı ,06

1,05

1,06

ı ,06

1,05

1,06

ı ,06

1,05

1,06

ı ,06

Tip l Kalıp Planı

vıı.so·Nu ÇLAR •

_ç

Yapılar orta şiddetli

depremleri taşıyıcı

sistenıi

önemli bir hasar görmeden, şiddetli depremleri

-�--

ise yıkıLınadan atlatabilmelidir.

•

analiz

Yapılan

yetersiz

sonucunda

binalar

taşıyıcı

hasarsız

sistemi

dahi

olsa

duvarlı

yapı,

güçlendirilmelidir.

•

ı _j

•

Çerçeveyle çıplak

bütünleşik

çerçeveye

göre

bölıne rijitlik

dayanıır..

bakınundan çok büyük değerdedır. Bu nedenle bölme duvarlann çerçeveyle bütünle.şik olarak yapılması önerilir. •

Düzensiz yapıların zayıf akslarında yapılan

düzeltmeler ve iyileştirmeler sonucu burulma düzensizliği

Şe�il 5

· r-·ı ıgı < atsayıı a�·ı, llb d üzensız

KA1'IN

. YERJ

Y doğrultusundaki burulma

Ilasarı İle İlgili Çalışmalar ve ilkeler", 2.lJlusal Deprem Mühendisliği Konferansı, Mart 1993. [2]Celep,

Z.,

Kumbasar,

N.,

"Deprem

Mühendisliğine Giriş ve D epreme Dayanıklı Yapı

Uygulama N oktası

-X

altına

[ll Dentir, H., "Depren1de Hasar Görmüş Yapıların

Depretnin Yönü ve Kuvvetin

-rX

değerinin

KAYNAKLAR

Tip 2 Ka1ıp Planı

Tablo 1 : Tip 1 Yapı Planı için X

1,2

inmektedir.

4n1

katsayısı

Tasarıını", 2000, İstanbul.

[3] Kubin, J., "Depreme Dayanıklı Yapı

-Y

ı, 19

1,04

1,39

1.16

1,30

1 ,03

ı,53

ı' 11

1,39

1,08

1,63

1,07

ı ,48

1'13

1,73

1 ,Ol

1,57

1,22

1,85

1,0 9

Onarın1

Güçlendilme

Tasarımı

Teknikleri"

file:// A:\Sanal Gazete- Mart 2000.htm

[4]Karadoğan, F., Yüksel, E.>

"Bölme Duvarh

Betonarme Çerçeveler Üzerinde

Gerçekleştirilen

Bazı Deneysel Çalışmalar", İ.M.O.

İstanbul Bülten,

Yıl:12, Sayı:56, İstanbul. 151Bayındırlık Bölgelerinde

Bakanlığı,

İskan

Yapılaca k

Yapılar

1997 Mükeıier Sayılı Resmi Gazete.

Yönetmelik",

123

Eylül

tarih

"Afet

Hakkında ve

23098

onitoring Y em i\1 s u B c rı ed dd be m An E tatiın a lmpleman D esino .. 1� 0uerit S.Atmac:ı"

SAU Fen Bılımleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

AN EMBEDDED 12C BUS lVIONITORING SYSTEM DESIGN IMPLEMENT ATION

Sedat ATMACA, A.Tnran ÖZCERIT A bstract

It provides what is going on t he I2C-bus. It has several

In this article, hardware bas ed, s tand

internal register to teli it wlıat to do and ho·�, to

alone 1 OOKbit/s speed 12C bu s otonitor is carried

act

up on the I2C-bus line. The 80c5 I sends control and

Jut.

data bytes to control the PCF8584 in monitor mo de

12C traffic is logged to the local on-board memory.

Figure 4 shows us I2C-bus rnonitor flo\vchart with the

With the help of hard and sofnyare filter the stored

PCF8584.

messaget: �an be limited to the i nteresting ones.

All bus activity including start/stop events, slave

II. THE 12C BUS CONCEPT

addresses, read/wı jte requests, acknowledgments, and data aı·e displayed in computer.

The

Index Terms - l2C bus, I2C bus controller, serial

that

buses, bus monitoring,

Ozet ••

hızında I2C monitor yapılmıştır. I2C-Bus'taki veriler, sistemdeki

effıcient

LCD driver s. [ ! ]

dahili

Two

Inter-IC

control.

The

START,

Bus'taki

wir es ,

serial d ata

(SDA)

and serial clock (SCL)

can·y information between the devices connected to the

hafızava .J

bus. In order to distinguish betvveen devices on the bus,

kaydedilerek bilgisayarın seri portundan gönderilir. kullanıcıya

for

provides

bidirectional two-wire ınter fa ce

function of these devices range from EEPROYls to

Bu çalışmada, donanım tabanlı lOOKbit/sn

Sistem

ec bus isa simple

each device is recognized by a unjque address (v.'hether . . ıt s a mıcro-controller, LCD driver, memory or

STOP,

Yönetilen-adres, veri, oku/yaz ve kabul bilgilerinin

keyboard

durumu hakkında bilgi verir.

interface)

and

can

oper ate

eitber a

transmitter or receiver, depending on the function of

the

Anahtar Kelimeler- I2C bus, 12C bus denetleyicisi,

devices.

Obviously

receiver, wber eas a

serial bus 'lar, bu s görüntüleme.

LCD

driver

is onlv a

men1ory can both receive and �

transmit data. In ad diton to transmitters and receivers, devices can also be considered as masters or s]a\·es

when performing data transfers.

I. INTRODUCTION

The I2C-bus is a multi master bus. This means tlıat -

The

I2C-bus

conımunication

protocol

which

of the various chips

systems or portable de vi ces . This

article

specification

explains

for

supports

more than one devices capable of controlling the bus

the

can be c onnected to it. As masters are usually micro

embedded

contro1lers, l et s consider the case of a data transfer '

software

monit oring

and I2C-bus

between two micro-controllers connected to the bus.(2]

hardware \Vith

Both SDA and SCL are bi-directional lines. When the

the

bus is free, both lines a re high. Devices are capable of

standard 80c51 microcontroller. The I2C-bus monito r

clan1ping and releasing the wires. If one of the devices

block diagram is illustrated in Figure 2. The PCF8584

connec ted to the bu s clamp s a line, this line \�.rili

is a controller which can listen t o I2C-bus. This chip

become low and only if devices have released a l ine it

can be used to listen and monitor the actual data on the

rıc-bus.

will become high again.

It is i llush·ated in Figure 3.

The

fC-bus

protocol

uses

two

wires

for

corrnnunication. One is the data line (SDA) and one is

the synchron1zation line (SCL). The data is transmitted

Seda: Atmaca, Sakaıya University, Institute of Sc:ence3, Sakaıya,

in packets of 8

sedatatmaca@hotn'ai l.coın A.Turan Özcerit, Sakarya Unıversity, Technical Educat!or. Faculty, Sakarya. aozcerı t@sakarya. ed u.tr

bits

(one bytes), followed by an

acknowledgement bit from the receiver. For the entire

message a fe,v extra bits are added to indic ate start

124

SAl.. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci 't.

An Embedded 12C Rus Monitoring Systenı

3.Sayı (Eylül 2002)

Desing lmplemantatiın

S.Atmaca, A.T. Özcerit

START

addressing

.g.RE..iı..ı. D

- ·sıav�A tifi��s-� �; · �1 ' ;�

data trans:rnüı sion + acknow1edge

.. .. : .. t.;.f" . i-.· ·

Data

byte

\�

STOP

�,

,!,;

�

. . ·1 -A' -t J? �1 -.

Repeated.. .

. ,

•.ı �

. ....." .,... -; ..

t.:. ' '

••

. ..

from tnaster to slave

conditions and s top c ond it i ons

Those conditions te ll

connected to the 8-bit data bus of a rnicroprocessor,

other devices whether the bus is currently in u se or not. The protJcol also provides a simple but e f fective means to handie data collision. Data colhsion is a s tate where in data is blurred becausc more devices t ry to

to g e the r

bus control hnes. The interface and

This chip

a possible message is

illustrated. The n1essage is initialized by a dev i ce acting as a master. The devirF� one n1eant to respond acts as a slave. The message beg i ns with a START conditio n followed by

has

em b cd ded

system.

it does not take PC communication but only records

a certain ınode in which

part i n the real

what is going on. It listens to all addresses, but does not gene ra te any acknowledge. A un i v ersa 1 PC data logger system has been built using

the address of the slz. re devices.

some software routines and a MCU.

If anything goes \Vrong, the re cei v j ng device is busy

The P CF8 5 84 is used to interface between paraUel m icroprocess or or microcontroller buses and the serial ııc-bus. On the PC-bus, it can act either as a master or a slave. Bi-directional data transfer bet\veen the PC-bus

domg something e lse it can always respond with no ,

ste r

Figure 3 in

This IC is a p owerfu l and versatile means of providing I2C co nununications for an

stops the transrnission

shovvn in

detai1.

and ınay

with the

connections for the PCF8584 are

1 _ �ıs mit bytes at the same tiıne.

acknowledgement. The

master

fe bus protocol

Figure I.

In F ig ure 1

froın slave to

try later. [3]

I2C Sus Monitor

PC Serial Pnrt

Log File

. .

l'vt orlııle SDA

SCL

Figure 2. 12C Bus connection diagram

III. 12C BUS MONITORING SYSTEM The

bus

blo ck

n1onitor system

illustrated in Fig ure 2. It can be

diagram

des igned

and th e parallel-bus of a microcontroller is carried out

in several

on a byte-wise basıs, using either an intenupt or polled

them is s oftw are oriented, anather is hardware oriented. In this study, I2C bu s is n1onitored \\'ith h a rdwa re oriented I2C bus controlJer namely ways. O ne of

PCF8584. The PCF8584 is

device

handshakc. [4]

that can be

125

An Errıbedded 12C Bus :vfonitoring System

SAU Fen Bilimlerı Enstıtüsü Dergisi

Besing lmplemantathn

6.Cilt, J.Sayı (Eylül 2002)

S.Atmaca,

bus eıTor has been detected. Autoınatically BB' is reset

The PCF8584 has fıve internal register 1ocations. Three of

the se

( own address register SO', clock registe r S2

and intemıpt vector

S3)

to 1

s tatu s

accessed via the same data lines that it is

F ir s t LRB holds the ,

Normally

use d

this

ili

acknowledgenıent;

O (no1 acidressed as slave). the va I uc of the slave

be thus

checki ng

for

slave

Second, �ADO; \Vhen AAS l CAddressed As S lave' 2 condition). the 1 C-bus controller has been acidressed as �

This line is called AO. called S 1. This

a slave. Under this condition, this bit beconıes the 'ADO' bit and will be set t o log i c 1 if the s la ve address

8-bit wide and 2-level in depth. The first lcvel

cons is ts of eight write-only bits and it is the control

rece i ved \Vas the 'general call' (OOH) address, or logic 2 O if it was the I C-bus controller's own sJave address.

section. The second level consists of eiglıt read-only .

most. significant bit in the S 1

(P ending Interrupt Not). This bit can b e read as vvell as

written. Bus traffic is monitored by the PIN bit, which

initlalizion of PCFB584 at monitor modc

is reset to logic O after the ack.nowledge bit of an

incoming byte has bPen received, and i s set to logic 1

as soon as the fist bit of the next in conıin g byte is

SO sets

detected. Reading the data buffer

the PIN bit to

logic 1. Data in the read bu f fer is valid from PIN

and

during

the

aclmowl edge).

clock

pulses

(un til

read hyte from S1 register

1 lno

The second bit is ESO (Enable serial Output) and can

be used to switch the serial PC-interface on or off. When the interface is shut off a few special control

yes

data can be programmed into the chip. Those data are

its own address (register SO' ) an intenupt vector ( register 3) and abit sequence to select internal and FC ,

clock rates (register

2).

read hyte from S1 register

When 7-bit own address

zeros ,

the PC

c ontroller

yes

acts as a passive PC monitor. To select one of those special registers the ES 1 and ES2 bits should be

programmed ac c o rding to specifıcation. An external generation of Start and Stop conditions for serial

Read Data from SO regs\ter

comınunications can be controlled by the ST A and STO bits. W ith ACK the sending of acknowledges

after each transmitted byte canbe control1ed. systems mo ni tor: •

used

Write byte to Memory

In monitor mode the controller is always in Slave/Rcceiver mode.

•

The controller never generates an a cknowledge.

•

The

controller

never generates

interrupt

request. •

A pending interrupt condition does not force

SCL LOW. •

yes

Receive d data is automatically transferred to the

read buffe r (5]

The

STS

Read Address from SO register

interrupt output can be enabled with ENI and the

he fa lla wing bits can only be read and only

ackno\vledgement is done via testing or the LRB.

data to control the ch ip a ha r d ware line is required.

,.. ı he

Call) bit'. This status bit

of the last received bit over

v al ue

the f? C-bus -w·hile AAS

regist er.

transfer data. To choose between data t o transceive and

bits and it is the status secti on

( Ge ne ra l ,

Those registers are located on the PCF'8584 and can be

serves a dual f un c tio n and is valid only while PIN=

In order to control PCF8584, the 8 0 c5 1 has been used

PCF8584 status/control register is

and PIN is set to O ( act ive )

Bit' or 'Address O

o nce

directly after reserting of the PCF8584.

\Vith an 8-bit control register and 8-bit

( inaeti ve)

The An other status bit is LRB/ADO, 'Last Received

are used for initialization of

the PCF8584. Nonnally they are only written

A.T.Öz(!erit

bit tells us if someone generates a Stop

condi tion on the PC bus. If BER becomes logic true, a Figure 4.

1 26

Bus monitor

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü De:-gisı

An Embedded 12C Bus Monitoring Systenı

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Desing Jmplemantatiın

S.Atmaca, A. T.Özcerit

Ncxt is the AAS bit (Addressed As Slavc). The bit becomes active when the address signaled from the bus

n1atches our chip 's address. AAS is set t o logic 1 at

co o -o

·�-)

Rx D

o n

�)

;:::ı.

12C-bus controller

�

-·

-o o

< --" n

-.ı:

-.:ı.. -

ro -

("') uı

o ::3

\•Vit h pc F8584

,.....,. ---c

TxD

o ro

'"""t

12C-bus ı_l cı ,H,. c (ı

ı: ·

•..J

l.-,' L

Fıgure 3. The rıc ;vionıtor with PCF8584

every Start cond1tıon, and reset at every 9th clock

REFERENCES

pulse. The LAB J:l;t (Lost Arbitration) is set when another device has taken over master . If so, we loose

[ 1] Jan1es, M.Flynn, "understanding and Using the 2 I C-Bus,>, Embedded System Programıning

our control and become slave. Last bit in the status rcgister is BB '(Bus Busy, reverse logic). If O the bus is currently in use and access can better be postponed.

[2]

But if we want to be rascals we c ould just transmit

Specifıcation", Version 2.1, 2000

somc

data bits- to tease the other devices that

try

moni tor

system

ı-c-Bus

controller, System basics and Specification, 1999

[4] Philips Semiconductors, "Interfacing the PCF8584

I2C-Bus controller to 80c51 family microcontroll ers", listens

1994

and

monitors data with the help of PCF8584 hardware controller, and the 80 c5 1 I2C-bus based

[5] Philips Se nıicon ducto rs, "PCF8584 I2C-Bus Controller", 1997

microcontroller. It can be used for testing available 2 signals on the I C-bus and error conditions. Because of this, it can b e used as test equipment in a digital 2 laboratory. l C-bus actions are logged to the on-board memory and the system designed filters the stored

messages that are limited to the interesting ones. ?. ( C-bus n1onitor is able to operate at a 1OOKhz clock speed. Because the average execution period for an 80c51 instruction is

"The

12C bus via parallel printer port using PCF8584 bus

IV.CONCLUSIONS 2 I C-bus

Serniconductors,

[3] Koetsier I-Iilbert, "Personal Computer interface to

communicatc.

In this study

Philips

12 cycles, the microcontroller

us ing a l l . 0592MHz clock can expect to average 1 �LS

per instruction. It appeared, that there \Vould be about

instructions worth of execution time during a 2 normal I C clock period. In order to monitor upon the lOOKHz bus devices (400Khz), It would be necessary

to enıploy one of the faster 805 1 s that nın at 40Mhz clock speeds.

127

Betonarme Kesitlerde Geriln1c Bloğu Parametreleri S. Pul, M. Hüsem, E Öztekin

Eğilrne Etkisindek ı Yükse� Performanslı

SAU Fen Bilin1leri EnstitüsC Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Ey!ü1 2002)

EGİLME ETKİSİNDEKİ YİİI(SEK PERFORMANSLI BETONARME KESiTLERDE GERİLME B LOG UPARAMETRELERİ

Selim PUl.�, Metin HÜSEM, Ertekin ÖZTEKİN Özet

beton konusunda bir

Yüksek performanslı

determined rectangular stress block parameters are

çok araştırma yapılmış olnıasına rağmen bu betonun Y ö netmeliklerde

değildir.

)-��irlenebilmiş

betonunki

geleneksel

henüz

özelikleri

kadar

closer to experimental results. So� this model and

beton

parameters

basınç dayanımı

ve hükümterin bir çoğu

yaklaşık

!.! OMPa'a kadar olan

Keywords

üzerinde

betonlar

High Performance Concrete, Stress-Strain

yapılmış olan deneylerden elde edilen verileri temeJ

Model,

Hognestad 's

eğilme

Model,

Con1pressive

etkisindeki

yüksek

elemanların

hesabı

performanslı

parametreleri

gerçek

belirlenmiştir.

Elde

cr-E

sonuçlar,

hesaplanan

için

betonlar

performanslı

I. GİRİŞ

yüksek

dikdörtgen

gerilme bloğu parametrelerinin deneysel sonuçlarla uyum

içinde

olduğunu

yüksek

performanslı

kalitesindeki

artışa paralel

o l arak

malzemelerin

olarak gelişmiş bir yapı

kullanılan

Performanslı Beton,

Yüksek �!odeli,

Hognestad

Basınç

bugün

malzemesi haline

ınaddelerinin betonda kullanılmaya başlamasıyla

Gerilme-Şekildeğiştirme Modeli, Hognestad Modeli, lVIodifiye

kendisini

gelmiştir. Artan i ht iya ç la r a paralel olarak bazı katkı

göstermiştir. -

oluşturan

Betonarme, yaygın

betonarme elemanların hesabında kullanılabileceğini

Anahtar Kelimeler

Stress

dağılım

kullanılarak

eğrileri

edilen

Rectangular

Strcngth,

Block Parameters.

betonarme

gerilme

dikdörtgen

Hognestad's

Modified

Model,

perfornıanslı

yüksek

için

eşdeğer

betonların

çahşmada,

nedenle

almaktadır.

high

perforınance reinforced concrete members.

yapıların projetendirilmesi için kullanılmakta olan bağıntı

calculations

use

can

"yüksek

performanslı

dayanırm

1 OOMPa'ı

aşan

üretilebil mektedir. Dolayısıy l a

Dayanımı,

diye

beton"

betonlar

bugün

tanımlanan artık

kolayca

bu betonlar öngerilmeli

Dikdörtgen Gerilme Bloğu Parametreleri

beton ve betonarme yapılarda, özellikle yüksek yapılarda,

Abstract

kriterlerini değiştü·meye

performed

Despite so many researches have been on

performance

high

properties of this concrete could

projelendirme zorlayan bir hale gelmiştir. Bu eğilme etkis ind eki betonanne

kullanım alanı bul muş ve bu tür yapılarda

nedeılle

bu çalışmada, elen1anların b a s ınç beton

the

concrete,

not determined as

deneysel

cr-E

·well as those of the ordinary concrete. There have

parametreler,

been a lot of equations and rules in the codes which

belirlennıeye çalışılmıştır.

b l oğunu

tanımlayan

eğrilerinden yararlanılarak,

are used in the design of concrete structures. They are obtained from experinıental studies made on concrete

Yüksek

that have compressive strength of less than about 40

perforn1anslı

betonun

tanımı,

zamana ,

kullamld1ğ1 bölgeye ve yaygın olan üretim teknolojisine

MPa. It is not exactly known that they could be used

göre değişmektedir.

Ör n eğin

19 SO'li yıllarda standart

lıigh perfornıancc concrete. Therefore in this study,

karakteristik b asınç dayanuru 34MPa olan b e tonl ar "yüksek performanslı

stress-strain and equivalent block parameters were

beton"

obtained from experimental stress-strain diagrams

ABD'de silindir dayanımı

the design of structures constructed by using

for

calculation

high

performance

silindir

reinforced

high

study

showed

pcrformance

concrete

this

S. Pul, M. Hüseın, E. Öztekın

that

calculations

wlıich obtained

numunelerinin

o l arak tanımlanmaktaydı.

41MPa

1960'lı yıllarda ise

ile 52MPa arasında

olan betonlar ticari an1açlı olarak üretilmiştir. 1970'lerin ilk yıl l a n n da ise b u betonların basınç dayanımı 60MPa'a

concrete beams in flexure. The conclusions obtained from

beton

kadar ulaşabilmiştir. Yakın geçmişte ise basınç dayanımı

80MPa i l e 1 OOMPa arasında değişen yüksek performanslı

from

beton, yekpare prefabrike ve ön geri l me li beton yapıl arda k u llan ı l may a

KTÜ İnşaat Mü h. Bölümü- Trabzon 128

başlanmıştır.

Çok

yüksek

dayanıml ı

SAU Fen Bi l i mleri Enstitüsü Dergi si

Eğ�lme

6 Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Etkisindeki Yüksek Performansh Betonarme Kesitlerde Gerilme Bloğu Parametreleri S.Pul, M.Hüsem:

E.Öztekin

agregalar kullanarak üretilen betonlarda ise 250MPa'lık

toplam basınç kuvveti ve bu kuvvetin uygulama noktası

dayanıma ulaşılabilmektedir [ 1 ,2,3,4].

deneysel

Yüksek

performanslı

betonlann,

yüksek

ile

aynı

şekilde

olacak

gerçekleştirilmiştir. Hognestad [ 6] 'ın geleneksel betonun

dayan1mlı

ve çimento, su, mineral ve kimyasal katkı ınalzerneleri kullanılarak üretilebildiği, b u üretimde ise agrega

kimyasal katkı olarak

çalışmalardaki

cr-e

eğrisi için önerdiği model;

süper akışkanlaştırıcılar, mineral

katkı maddeleri olarak da, çimento tanelerinden daha

küçük ve puzolanik uçucu kül gibi bilinmektedir.

özelil<te silis katkı

(1)

dumanı, kalker unu,

n1addelerinin

e cu

c cu

kullanıldığı

verilmektedir. Bu ifadede 2 &c / ecu yerine k(Ec !&cı) ve (cc lscJ3 yerine de (k-I)(&c !EcıJ2 yazılırsa, yüksek performanslı beton için cr-€ eğrisini temsil eden (1) nolu ifade aşağıdaki gibi değiştirilmiş olmaktadır: ifadesiyle

II.GERİLME-ŞEKİLDEGiŞTİRME MODELİNİN BELİRLENMESİ 11.1

Deneysel Çalışma

: .. 1·ü Yapı ve Malzeme Laboratuarı 'nda sekiz seri

(2 )

yüksek performanslı beton üzerinde yapılan deneyler sonucunda n1odeli eı

betonlara

ait

gerilme-şekildeğiştinne

edilmiştir[5]. Granit agrega

( dnu:\=1 6mm)

betanlara ait

ortak

ile üretılen

granülometük

bileşin1 Tablo 1 'de, nıekanik özelikler ve karışım oranlan

ise

Bu ifadede, 60J'vfPa

Tablo 2 'de verilmektedir. Tablo

k= 2

ı. Agrega granülometrik bileşimi

Granü lometr1k sınıflar

yüzdesi

--o- 0,25

0,50- 1,0

1,0-2,0

(3)

----·

2,0-4,0

4,0- 8,0

8,0- 16,0

---

CEB[8] de &cu için önerilen

eşitlik

deneysel çalışma sonuçlanna göre aşağıda verildiği gibi

yeniden düzenlenmiştir[?]. ( 60 MPa < Ic

__ __ _ _ _ __ _ _

� --'---

olarak alınmaktadır.

0,25 - 0,50 __:..__ _ _

ıçın;

Topl. Kütlenin

(mm)

---_..::

re-

<fc <94MPa

<94 MPa)

= [ 2. 2 + o. o 15 (j� - 4 o) J 1 o-J

&cu

(4)

Yüksek performanslı betonun cr-E eğrisinin geleneksel betonunkinden çok daha doğrusal olduğu bilinmektedir.

Tablo 2. Üretilen

fe (MPa)

be�onların

mekanik özellikleri ve kanş1m oranları

S ..A..K

0.35

soo

0.34

1 82

500

0.33

165

500

0.30

1796

154

500

0.28

2.55

1809

149

500

0.27

40700

2.70

1821

143

500

0.26

43000

2.75

1835

1 38

soo

0.25

Agrega

(MPa)

(mnılmm)

3 (kg/m )

(kg/m3)

33500

2.40

1 70 4

193

35200

2.45

1716

187

36000

2.55

1730

37500

2.60

1769

ti5

38000

2.80

39400

>!!

* "'

PÇ-42.5

Yüksek

önerdiği Bu

performanslı

beton

için

Su 1 (çimento+silis

I-Iognestad

cr-E

eğrisinin

altında kalan

Çimento

[6]'ın

model üzerinde bazı düzen]eıneler yapılınıştır.

düzenlemeler,

� * ç s;

1Ü3Ecu

Seri

alan,

3 (kg/m )

soo

dumanı) Bu

... .. ...

yüzden,

( k g/ n13)

>t"'*

(kglm3 )

ıı

1ı

Sikament-PF (3)

nolu

ifadeyle

hesaplanan

sayısı

yardımıyla bu doğrusaJhk (2) nolu ifadeyle sağlanmaya çalışılmıştır.

129

Hognestad'ın

önerdiği

yeniden

Eğihnc Etkisındeki Yüksek Performanslı Betonaıme Kesitlerde

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Ge rı !me BloğJ Para:netreleri

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

M.Hüsem, E.Öztekın

S.Pul,

düzenlenen cr-E eğrileri, deneysel eğrilerle birlikte, Şekil �,��----� 100

ı 00

� '

CJ tv1Pa

20-

100

0 . 002

0.00 ı

0.003

0.004

-----�

. o -r

0.001

u, :vi Pa

-ı

60-1

75 MPa) "

(!c=

0.004

0.003

0.002

-i

MPa)

,-- --.--�--�--�� 1 --

--. --

IOO

�

50 l

40 l 30 - ı

Hognestad

Modif. Hognestad

l 20

Deneysel

cr,

MPa

)

l 50

;

0.004

100-, -ı

-l -ı

cr,

4030

H ognestad

Modif. Hognestad

ıo o

ıoo 90

cr,

89 f\1Pa)

50-, -

�

-l

�

-----

J 1

70 1 60

j .,

so ) -

Hognestad

Modif. Hognestad

O.OOJ

0.003

0.004

- ----

Hognestad

Modif. Hognestad

([c=

94 MPa)

0.004

.....J

0.003

0.002

MPa

- --

� 20 ']

Dene ysel

0.001

0.00 l

..ıı

·1

l 801

�

__J

i o _j ' o

;

�

0.004

Deneysel

ıoo-

, ,. ,,

0.004

- --

0.003

M Pa

([c=

0. 002

0.00 ı

,, ,

�

Deneysel

, - --

84 M P�

j 4 10-

\1P�

([c=

0.003

0.002

0.00]

50 { -

-- - -

-.---.--�----�

0-r---

�

D eneysel

Modi f. Hognestad

20 l 10

;

- -

(fc=8l MPa

-ı

0.003

0.002

0.00 ı

Hognestad

•

] ıo -t --�------�--� . --� � ı-r o---

Modi f. Hognestad

Den ey se l

90 1

([c= 70

Hognestad

10 �

100

------

-ı

cr, MPa

Iv1 odif. Hognestad

� 30 l 20

Hog n estad

�

Deneysel

-- ---

-,r-�--�-

--1

�

M Pa

l �

cr,

-ı 80 -i 70 � ([c� 66 M ra)

501

·1

--(fc.=60MPa)

l 70

-ı

Hogncstad

Modif. Hognestad Deneysel

0 . 00 1

0.002

Şekil 1 . Yüksek perfonnanslı betoıılaı·a ait kaı·şılaştırmaft a-E eğrileri

0.003

0. 004

130

Eğiln1e Etkisindeki Yükse k Performanslı Betonanne Kesitlerde

SAC Fen Bilimleri Enstıtüsü Dergi sı 6.Cilt, 3 Sayı (Eylül 2002)

III.

Geri lme Bloğu Parametreleri

S.Pu1, M .Hüsem, E.Öztekin

GERİLJ\,I.E BLOGU PARL\.METRELERİl'liN BELİRLENMESİ

Bu çalışmada yüksek performanslı betonl arı n kesit he saplarına ait geıil me şe kildeğ iş tiıme par amet elerin t elde etmek için yeni bir geriln1e-şekildeğiştirme bloğu oluşturulmuştur. r

E ğilıne

bir

etkisindeki

bölgesindeki

basınç

merkezi

dağılımının

gerilme

kes i t i n

betonanne

basınç

deneylerinden elde edilen gerilme-şekildeğiştirn1e eğ risi

gibi olduğu bilinn1ektedir. Ancak betonım ger.ilme şekildeğ1ştirn1e eğrisini bir çok değjş ken etk i l ediğ i için tek ve k e s i n bir gerilme-şekildeğiştirme eğrisinin öner i lmes i Betonarme o l mamakta d ır. mümkün hesaplarda ya zıl ac ak denge denkleıninde basınç gerilmesi dağılımının geometrisinden daha çok, bu dağılımın a lt ında kalan alan ve bu alanın ağı rlık n1erkezinin yeri önem taşımakt adır. Bu yüzden aynı alanı v� ağ ı rl ık merkezini verecek ve hesaplan1alarda da büyük kolaylık sağlayacak, TS SOO [9] ve A C I3 18 [ 1O] ve t?rafından da önerilen, en basit gerilme dağıl ım modeli ulan, dıkdörtgen gerilme dağılımınJn k ull a nı l n1a sı bu çalışn1ada da tercih edil mektedi r( Ş ek i l 2). ,

ı---

b -�,

-� •

-�----

--------·-- - ----

Elde edilen gerilme-şekildeğiştiı·me yüksek

---

uzunluğunda

gibi, cr-r. eğ risi Lltc= ı o-5 birim yamuk şeklindeki alanlara bölün erek

belirlenmiştir.

�

/�

;

�

basınç

verildiği

3 'de

k3 fe

r-1

k�c

---------------

kesitierin

gerilme dağı lım ım belirlemek için (2) nolu bağıntıyla belirlenen geriline-şekildeğiştirme eğrisinin altında kalan alan, ve ağırlık mer kezinin hesaplanması gerekınektedir. Bu çalışn1a k apsamındaki yüksek p erfom1ans lı betonları te m s il eden geril me şekildeğiştiıme b ağ ıntı sının Ec 'ye göre integre edilmesiyle gerilme-şekildeğiştirme eğrisi alt ında kalan alan Fa, ( 6) no lu b ağıntı üe hesaplanır[ 4]. Ağ ırl ı k merkezi ise Şekil

betonaıme

bölgesindeki

&cu

pe rfo rmanslı

bloğu yar dım ı yl a

----------------

k--ıc -

-1-

------------- -----------------

�

--------- - --

--- --

•

Şek11

�

, ,;

�

Deneysel ve eşdeğer dikdörtgen gerilme bloğu ilc doğrusal b1rim şekildeğişLirme dağılımı [ll]

kirişler için TS500[9] ve hesap yöntemi, ve tilen ACI318 [ l OJ' de yüksek perform a nsl ı betonlar için de geçerli olabilmektedir. Ancak dikdörtgen gerilme bloğunu t anımlayan k1, k2 ve k3 parametrelerinin yüksek performanslı b etonlar için y en i den düzenlenmesi gerekmektedir. B azı yönetmelik ve araştırmacılar tarafından bu parametreler için önerilen bağınnlar T'ablo 3 'te verilmektedir. Geleneksel

b etonarme

"'ru ('

f fc.

&ı:=O

k Be

-(k -1)

ecu

Be 8cu

Refer ans [9]

ve ACI318 [10]

l.09-0.008fc

(0.85 > k1 >

EC2 [12]

0.9-fc /500

CSA94 [13]

0.97-0.0025(:� 0.67 ACI3 l 8

NZS95 [14]

----- -------

Attard ve Stevvard

İbrahim

[15]

ve MacGregor [16] __

_ . _

0.85 0.85 0.85-0.0015f�

0.67

aynı

J .07-0.004fc (0.85�k3 � 0.75)

1.0948fc-o.o912 0.67

0.6470fc0·0324 > 0.58

0.95- f/4000 � 0.70

0.85-f/800 � 0.725

------

B ı_ · ng e d_ · i ğ [ 1_ -_.__ _ _ , "_ ' 7_ ] Azizinamini, ve diğ. [ 18]

0 . 65 )

> -----------------------�--------

ile

_ ___ _ __

e_ A _C_I_ 3 _1 8_i_l_ a_ y_nı

ACI318

(5)

(6)

Tablo 3. Dikdörtgen ger:Ime bloğu parametreleri

TS500

-------

_0.85-0.004( fe- 55) � O.75

_ __ _ __

ile aynı

] 31

0.85-0.0073((:-69)

0.6

Eğilme Etkisindeki Yüksek Perforrr:anslı Betonarme Kesit1erde

SAU Fen Bihmleri Enstitüsü Dergisi

Gerilme Bloğu Parame:releri

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

� Pul, M .Hüsem.

E.Öztekin

IV. SONUÇLAR

Bu çalışn1a, 1üksek performans h betonarme kiriş hesaplarının yapılabilmesi için uygun cr-E ve eşdeğer gerilme dağılını modeli paran1etrelerini, söz konusu heronun deneysel cr-e eğrilerinden y ararlanılarak, behrlemek aınacıyla gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmadan çıkartılabilecek bazı sonuçlar aşağıda özetlenmektedir.

Şekil3 .

cr-E

eğrisinin yamuk alanlara bölünmesi

Bu çalışmada kullanılan dikdörtgen gerilme bloğu modelınİ tanımlayan parametreler aşağıdaki bağıntılar ile :ıesaplanmaktadır lar; k2

k, ��-

(Ec

Fa / /c

(7)

X) /Be

(8)

E;:

(9)

Burada x, Şekil 2 'den de göıüleceğ1 gibi, ağırlık merkeziilin orij ine olan uzaklığıdır. Herhangi bir kesitte tarafsız eksen derinliği c 'nin hesabı için daha önce de belirtildiği gibi basit eğilme etkisindeki kesitin içerisindeki birin-ı şekildeğiştirme d ağılınunın doğrusal olduğu varsayımı yapılmaktadır (bkz Şekil 2). Bu da tarafsız eksen derinliği olan c 'nin;

(10) bağ1ntısıyla hesaplanabileceğini göstermektedir. Burada beton ve donatı şekildeğiştirmelerinin lxl o-5'1ik adımlarla artırılmak suretiyle tarafsız eksen derinliğinin iterasyonla hesaplandığını belirtmek uygun olmaktadır. Ayrıca bu çalışmada 7, 8 ve 9 nolu bağıntılarla verilen djkdörtgen gerilme bloğu parametreleri, basınç dayanımı 60 MPa ile 94 MPa arasında olan yüksek performanslı betonlar için hesaplanrruştır. Bu parametreler ile beton basınç dayanımı arasında yapılan regresyon analizi sonucunda aşağıda verilen bağıntılar elde edilmiştir.

k,== -0.00 12/c + 0.805 k3

k, k3

-0.002 fe+

O. 964

-0. 0024/c +

o. 762

Basit eğilme etkisindeki geleneksel betonanne elemanlar dağılım için kullanılan gerilme betonanne parametrelerinin yüksek perforn1anslı elemarılarda kullanılması emniyetsiz tarafta sonuçlar vernıek.tedir. •

Geleneksel betonlar için Hognestad tarafından önerilen cr-E ınodeli yüksek performanslı betonlar için, deneysel cr-E eğrilerinden yararlanılarak, yeniden düzenlenmiştir. •

Yüksek perfonnanslı betonun cr-E n1odeli yardınuyla eşdeğer dikdörtgen gerilmc dağılım parametreleri belirlenmiştir. Belirlenen bu parametreler betonun gerçek cr-E eğrisi kullanılarak hesaplanan paran1etrelere literatürde verilenlerden daha yakın olmaktadır. •

Özetle bu çalışmada, yüksek performanslı betonlar için deney5el veriler kullanılarak bir cr-E modeli ve bu model yardımıyla da eğilme etkisindeki betonanne elen1anların hesabırun yapılabilmesi için eşdeğer dikdörtgen gerilrne Belirlenen parametreleri bloğu belirlenmiştir. parametreler deneysel cr-E eğrilerinden elde edilenlerle uyum içindedir. Bu da söz konusu parametrelerin eğılme etkisindeki yüksek performanslı betonaıme elemanlann hesabında kullanılabileceğini g östermektedir. As b c d

(ll) (12) (13)

Bu bağıntılarda, k1 k3, ve k1k3 için hesaplana korelasyon katsayılan sırasıyla 0.990, 0.985 ve 0.999 dur. Şekil 5 ,te ise, bu çalışmada orta ya konulan ve diğer bazı yönetmelik ve araştırmacılar tarafından önerilen dikdörtgen geriln1e bloğu parametrelerinin karşılaştırılması verilmektedir. ,

132

C Ec F.ı t�

fyd k

==Çekme

SEMBOLLER

Bölgesindeki donat; alanı

= Kesitgenişliği

=Tarafsız eksen derin 1i ği = Faydalı yükseklik

= Basınç kuvveti

= Beton elastisite modülü =

Gerilme şekildeğiştirme eğrisinin alanı

=Beton basın ç dayanunı

= Donatıdaki çekme kuvveti =

Donatı çeliğinin akma dayanımı

=Sabit

= Dikdörtgen ger1lme bloğu

parametreleri

=Süper akışkanlaştırıc1 katkı =Silis duırtanı

= B etonun birim şekı !değiştirmesi

=Maksimum genhnedeki birim şekildeğiştirme = Setonun niha; birim şekijdeğiştirmesi

= Çeliğın birim şekildeğiştirmesi

= Çeliğin nihai bilim şekildeğiştirmesi

SAU Fen B1l:nıler. Enst! tüsü Dergisi

Eğilme Etkisindeki Yüksek Perfornıanslı Betonanne Kesitlerde

(Eylül 2002)

6.Cilt, 3.Sayı

1.00

•

S .Pul, M .Hüsem,

.. -

0.95

Gerilme Bloğu Parametreleri

1 -------

.. -

• ·---·

•

•.. _ ..

- --

• .

----

·--··

....

---

-- -·-

.. 1 ı

o e o o e o e-e--e-

o o--e-e-o-e-e-e-e-e-e

ü o e-e o o

oo oo

0.85 �� 7( ;( J{ -L

�•

Öneril e n

�o

EC-2

<J ""' )-.; ) .,.{ " -( - -,. (

_ _

o '/0

--. ... . .. · · .... -· · ---

0.65

•••••• --· .

• •

lbrahinı ve MacGregor

Artard ve Steward

+--.-��

. . . .....

----

ACI-318, NZS-95, Bing ve diğ.,

Azizinamini

ı 1

diğ.

fe, MPa

CSA-94

;(- ;-<-1< 1 ı::ı_ ,-, - 8-ı::ı-eı. /"""1 ,....., ı ;� ;( ;ı{ Lrı:::r --,\-1 H--,<�-,< �,_,.-r-_ .... w-cı-ı::ı --s-D-8-B--B-p < -i i i T .;:r-8 B -B-H R ) --,-, i i i 7 f; i Lfj3=Ş 0�Gl s- )( �?(-'( 7\--,( A-�e • • • • • .. ffi=s-E9 EJ-rı=s=a-=s • • • . ..�.. • •• '

0.75

0.60

0.80

E.Öztekin

------�- ---....,---- -,,-- --�

0.9u 0. 8 5

�ıld--T�'-V"ıt--+'li--+"'t--'''tr-i'ıl-t'ıt--t'\1-i'r--AÖ:---cÔFr-� 0 •-.-.•

O.RO

�-

-------

--.

•

Önerilen

Azizinamini ve diğ.

----

ACI-318 ve EC-2

----

. .

------

• • • •

• • •

0.75

CSA-94

Ihrahim

t •

0.70 0.65

ve MacGregor

Artard ve Steward NZS-95, Bing ve diğ.

fc, MPa -----.--- --r -----,---- -.-·�----·-- ---

0.75

•

, ' <) o rt o e 0o ,.., Oo

0.70. k; Ü 65 .

•

_..

85 "

........

oo o o e vooo o oeo o

B-o O B

6 C ı::ı C) O

E'--fl-Et::.'-g 3

...

-----

, •

� 1

---- � Doooooo DOo[J -

• -..... -=-:::

-- · -

•• •• . �·�·�·�·��

Önerilen

EC-2

ACI-318

CSA-94

Ibrahin1 ve MacGregor

. o o o. o o () o ..O O O 8 DOB

•

0.50

·-

-o 8 O O

0.55 ·- -

-+-- Attard ve Steward

._. --

Azizinamini ve diQ. '-'

•

0.45 0.40

1rr

MPa

Seki] 4. Dikdörtgen geri!me bloğu parameırelet i \'e beton dayammı ilişkisi

133

9.0

NZS-95, Bing ve djğ.

Eğ1lme Etkisindeki Yüksek

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Ci lt, J .Sayı (Eylül 2002)

Performanslı Betonanne Kesitlerde

Gerilme Bloğu Para��tıeleri

S.Pul, M.Hüsem, E.Oztekin

KAYNAKLAR

[1]ACI Comittee 363-R84, Sta te-of t he Art Report on High Strengt h Concrete, ACI Journal July-August 1984, 364-410. [2]Nilson, A.I-I., Design Implications of Current Research on High-Strength Concrete, High Strength Concrete ACI SP-87,Detroit, 1985, 85-118. [3]Swamy, R.N., High-Strength Concrete- Material Properties and Structural Behavior, High Strengtlı Concrete ACI SP-87, Detroit, 1985, 119-146. [4 ]Larrad, F., Ma iler, Y. "Yüksek Performanslı Beton", 2. Ulusal Beton Kongresi, İstanbul, 1991, 76-113. [5]Pul, S., "Doğu Karadeniz Bölfunü Agregalarıyla ... Yüksek Performanslı Beton Üretimi ve Özelliklerinin . Diğer Betontarla Karşılaştırmalı olarak ıncelenmesı �- vktora Tezi, KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 2000. [6]Hognestad, E., Hanson, N. W., and McH enr y D., "Concrete ';tress Distribution in Ultimate Strength Design'', ACI Journal, Proceedings, Vol 52, No 12, Dec. 1955, 455-479. ]7]Öztekin, E., "Basit Eğiln1e Etkis�n de Yüksek Performanslı Betonanne Kiriş Hesabı Için Gerilme Şekildeğiştiırne ve Eşdeğer Gerilme Dağ ılı�? Modellerinin Araştınlması", Yüksek Lisans Tezi, KTU Fen Bilimleıi Enstitüsü, Trabzon, 2000. for Concrete [8]CEB-FIP (MC90) "Model Code Structures", Co1111nitee Euro-Interna ti onal du B eton d Infor mati on Bulletın No.213/214, Lausanne, Switzerland, 1990. [9]TS500, Betonanne Yapılarm Hesap ve Yapım Kuralları, TSE, Ankara, 2000. [lO]ACI Commitlee 318-89, "Building Code Requirements for Reinforced C oncret e American Concrete Institı.ıte, Detroit, 1989. [ll]Ersoy, U. B et o nanne Temel İlkeler ve Taşıma Gücü, Cilt - 1 , Evrim Yayınevi Ankara,1986 Design of Concrete Structures", [ 1 2] Euroco de - 2 European Coı.nnrittee for Standardization, B russels 1 9 99 [13]CSA Teclınical Connnittee, CSA-94, "Design of Concrete StTuctures for Buildings,', C AN3-A23.3- �194, Canadian Sta nd ards Association, Rexdale, Ontario, 1994. [14JNZS-95, Stan dard s New Zealand, "Design of Concrete Structures", NZS 3101, Wellington, 1995. [15)Attard, M.M., and Steward., M.G., A Two Parameter Stress Black for H ig h-S tre n gth Concrete", ACI Structural Journal, Vol. 95, No.3, May.-June 1998, 305-317. [16]Ibıahi.m, H.H.H., and MacGregor, J.G., Modifıcation of ACI R ectangu lar Stress Block for High-Strength Concrete,, ACI Structural Journal, Vol. 94> No. l, Jan .. Feb., 1997, 40-48. -

[ı ?]B ing,

L.P .R., and Tanaka, H., �'Effect of Confinement on the B ehavi or of High Strehngth Concrete Columns

Under Seisınic Loading", Facific Conference on Earthquake Engineering, New Zealand, Nov., 1 99 1. [18]Azizinamini, A., Kuska, S., Bru n gardt, P ., and H a tfı e l d, E., Se is m ic Behavior of Square High Stren gth Concrete Columns", A C I Structural Journal, Vol.91, No.3, May-June 1994, 336-345. "

134

SAU Fen Bil1m1eri Enstitüsü Dergisi

Zaman Gecikmeli Kararsız Sistemler İçin Katsayı Diyagranı

6.Cllt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Metodu ile Kontrolör Tasarım1 S.E.Hamamcı

ZAMAN GECİKMELİ KARARSIZ SİSTEMLER İÇİN KATSAYI DİYAGRAM METODU İLEKONTROLÖRTASARIMI Serdar Ethem Hi\MAIVICI .

Ozet .

transfer

çalışmanın

yapıdaki gecikmel i

I. GİRİŞ

zaman kontrolünde klasik PI D kontrolörlerin

Pratikte bir çok sistemin yapısında zan1an gecikmesi

tür

bulunur. Ölü zaınan olarak da adlandırılan bu gecikme,

sınırlılıklarını ·

kararsız

sahip

fonksiyonuna

sistemlerin

amacı

göstermektir.

nedenle,

��temler için daha iyi bir performans elde etmek

adlandırılan bir polinomsal yaklaşı mın kullanılması KDM

ile kontrolör

tasarımı

zaman sabiti, karalılık indeksi ve indeksi gibi

performans

uygPn

sistem

neden iyle meydana gelmekte ve sistemin kararlılığı ile

eşdeğer

geçici

kararlılık sınır

kriterlerine

gibi

kaynaklanabildiği

çıkışlarının işlenerek girişte ye n i de n kullanılması veya giriş ç ıkış i şaret l erin in senkron olarak ölçüle·memesi

amacıyla Katsayı Diyagranı Metodu (KDM) olarak önerilmist�r.

özünden

sistenlin

hal

olmaktadır

karşı

[ 1].

Kontrol

bir etkiye

bozucu

karakteristiğini

son

teorisinde

sebep

zama nlar d a

kapalı çevrim sisteminin karakteristik polinomunun

meydana gelen önen1li geliştnelere karşın, endüstri de

katsayılarını

zaman

seçmeye

dayahdır.

Yapılan

tasarım

kontro l örl e r

örneği KDM'in hem referans basam a k girişin takibi ve

hem

bozucu

önemli

performansta göstermiştir.

işaretin

Ayrıca

bir

söndürülmesi

iyileşme

tasa rlanan

Katsayı

çalışma bölgesi için d a yan ıkl ı perfoıınansa sahip olması

da oldukça önemlidi r [4]. Tüm bu

Diyagran1

klasik

Metodu,

PID

kontrolörler

avantajıarına rağmen

özellikle

polimerizasyon

reaktörleri ve biyoreaktörler vb. gibi bazı kararsız ya p ıl ı

Zaman G ecikmesi, Kararsız Sistemler, Dayanıldılık

Abstract

önemli

başka pratik gerçekleştirmedeki kolaylığı ve geniş bir

en kısa

dayanıklı performansı sağla mıştır. -

Bunun en

[2].

sistemin kontrolünde başanlı olmasınd andır (3]. Bundan

yerleşme süresini ve parametre değişimlerine karşı en

Anahtar Kelinıeler

kullamlmaktadır

kontrolünde halen PID

sebebi yapısının basit olması ve genel olarak bir çok

için

sağladığını

kontrolör

geeilaneli siste1nlerin

sistemlerde;

edilen

arzu

nonrinal

dayanıklı

perfonuansı sağlamakta yetersiz kalmaktadırlar. Kararsız

The objective of this paper is t o illustrate in

yapılı sistemlerin kontrolü üzerine literatürde yapılmış

controlling time detay systems with unstable t ransfer functions. Therefore, using a polynornial approach,

değişik çalışmalar bulunmaktadır. Morari ve Zafiriou [5]

the

limitations

Coefficient

classical

Diagran1

Method

PID

controllers

(CDM)

has

d ahili ınodel kontrol (internal model control) yapısııu

kul l an arak PID parametre ler inin hesabı için formüller

been

türet mi ş, Stah1 ve Hippe [6] kutup yerleştirme metodunu

proposed in order to obtain a better performance for

kullanını ş, Park ve diğ.

these systems. The controller design by CDM is based

Patılin ve diğ. [8] ise adaptif özellikteki PID kontTolör

on the choice of the coefficients of the characteristic

yap ısı nı ku ll a nmı ş tır

polynon1ial of the closed loop system according to the convenient performance criteria such as equivalent time con stant, index. Design

stability

index,

and

e xample illustrated

stability

limit

çalışmada kararsız yapılı sistemlerin k ontrolün d e

karşılaşılan problemlere

that the CDM

karşı daha iyi sonuçlar

e lde

etmek için I<.atsayı Diyagram Metodu kullanılacaktır.

provides a significantly inıproved p e rformance botlı

KD M, 1991'de Shunji M anabe tarafından doğrusal

for the reference step input tracking and for the

zamanla değişme yen tek-girişli tek-çıkışlı sistemlerin

disturbance r ej ection. Also the designed controller provides the sınaBest settling t i m e and

[7] PID- P yapısını önermiş,

kontrolü için geliştirilmiş bir metoddur [9]. Yapılan bu

the most

robust p e rf o r mance to the parameter changes.

çalışma göstermiştir ki, kontrol sistem yapısının özelliği

Key 1J1ords

Coefficient Diagram Method, Time

zan1an gecikmeli kararsız

De lay, UnstabJe Systems, Robustness

öne mJ i bir kontrol

özellikleri

S. E. Hanıamc1, İnönü Üniversitesi, Mühendisi ik Fakültesi, Elektrik

Elektronik Müh. Bölümü,

44069

e-mail: slıamamci@inonu.edu.tr

kull a ndığ ı standart formun

Malatya.

gösterimin

si steın

kullanılması,

nedeniyle,

sisten1lerin kontrolü için KDM

meto dudur .

avantajları

Metodun en

kontrolör

iki

için

polinarnsal

der eceli (two-degree

freedom) kontrol sistem yapısının kullan ıl ması

135

öneınli

kapalı

Zamc.n Gecikme! i Kararsız Sistemler İçin Katsayı Diyagram

SA U Fen B ı li mleri Enstitüsü Dergisi

6.Ciit,

3.Sayı (Eylu 1 2002)

T\1etodu ıle Kontrolör Tasarımı

S E. Hanıamcı

gö steril mi ştir. Ayn1 şekilde kontrolör transfer fonksiyonu için A(s) payda polinomu, F(s) refer a ns pay p o lino mu ve B(s) ise g e r i besleme pay po h nonı u olarak olarak

çevrin1 sistemine ait birim basamak cevabının genellikle taşmasız olması, arzu edilen yerleşme süresının başlangıçta belirlenip ona göre tasarıımn yapıln1as ı , sistem para me tre l er inde meydan a gele b ilecek o lan d eğ işimlere karşı kontrol sisteminin dayan ık lı (robust) olması, tasarlanan k ontrolörü n y e te rli kazanç ve faz sınır payla rına sahip olması şeklinde sayılabilir [1 0]. Il. KA TSAYI DİYAGRAM

ve ril miş t ir

Kontrolörün

olması,

uzayı

durun1

iki

polinoınuna sahip gösteriınİnin gözlemlenebilir pay

kanonik fonuuna benzemektedü·.

d ereceli k on trol sistem yapısı

Aynı

iki

zamanda

( two de g rec or freedom) -

olarak adlandınlan bu yapı ile henı arzu edilen

re fe r a ns

işaret tak ip edihnekte ve hem de bozucu işaret rahatlıkla söndürülebilmektedir. Ayrıca bu şeki lde kararsız kutup sıfır ip t ali e meleri o rt a d an kalkmakta ve prat ik g e rçekl e ş tirmede daha az sayıda integratör elemanı kullanılmış olmaktadır [ 14]

METODU

Kontrol sistemleri elde edilirken k ontrolö rü n b azı p ratik sınırlamalar a ltında tasarı mlanma s1 istenir. Kontrolör mümkün olduğunca düşük dereceli olmalı, (eğer mümkünse) mi n i mum fazlı olmalı ve k ararlı olmalıdu. Ayrıca k0ntrolörün pratikte yeterli band geni şli ğ i ve güç sınırlamasına sahip olması gerekir. Bu sınırlamalar göz

Kapall çevrim sistemine a i t çıkış ifadesi y

önüne alınmadan kontrolör tasarımı yapılırsa, ka rarlılık �,ı:'; zaman cevabı ge reksin iml e ri sağlanabilmesine rağmen dayanık lı l ık öze lli ği za yı f olacaktır. Tüm bu problemler göz önüne alınarak ö nerilen KDM ile tasanmlan�n kontrolör en düşük dereceli: en uygun band genişliğiDe sah ip ve kapal ı ç evri mli sistemin zaman cevabı taşmas ız ö'jelliğe sahiptir. Bu özellikler ise day a nıklıl ık, bozucu etkinin yeteıince söndüıiilnıesj ve düşük maliyet özelliklerini garantilemektedir [ 11]

jV(s)F(s) r P(s)

ş eklinde olup,

P(s)

A(s)N(s) d

(1)

P(s)

P(s) karakteristik p oli nomu

D(s)A(s)+ N(s)B(s) =

L aisi

(2)

i=O

ile ifade edilmektedir. KDM'de tasarım parametTeleri eşdeğer zaman sabiti r,

kararlılık indek s i 'Yi ve kararlılık sınır indeks i Yi· olup]

Bir lineer cebrik ko ntr ol metodu o l an KDM'in temel prensipleri oluşturulurken, diğer bazı klasik ve modern kontrol t e kn i kleı inin avantajlı losımları abnarak ınetodun temel prensiplerine uygun bir şekilde birleştirilmiş ve temel yapının oluşturulmasında daha önceki bir çok deneyim ve fıkirden de yararlanılmıştır. Bu şekilde etkili ve verimli bir kontr ol tasanın teorisi olarak ortaya çıkan metodun tasarım prosedürünün k olaylığı nedeniyle, oldukça iyi kon tr ol sistemleri fazla bir zorlukla karşılaşılmaksızın ve fazla bir deneyim gerektirrneksizin ta s arianabilmektedir [ 1 O].

karakteristik polinomun katsay1lan ci n si nde n �

2 ai

ı-r

ı�

' i=l,

r-ıl .

. . . . .

,n-1' ro=rn =w

(3a) (3b)

y.1 ==

Yi- ı

(3 c)

tanımlaıunaktadırlar.

Eşdeğer zaman sabiti kontrol sisteminin zaınan ce vabı nın hızını tayin ederken, kararlı lık indeksi ve kararlılık sınır indeksi ise zanıan ce vab ı nın şek l i ni, kontrol sisteminin kararlılık ve dayanıklılığını tayin eder. D enkle m 3a-c'den yola çıkılarak ai katsayılan

KDM'nin gücü kon tro l edilmesi istenen her sistem için,

pratik sınular içinde en dayanıklı ve en basıt kontrolörler i tasarlayabilmesinde yatar. Ayrıca KD� ge rekt i ğinde , sınırlı sayıda sensörlü ters sarkaç sistemi gibi kararsız kontrolünde, kararsız s i stemle rin kontrolörlerde üretir [12]. LQR, kutup y erl e ş tirme , vb. modern kon trol metodları ile özellikle sanal eksene y akın kutupları o lan sistemler için daya nıklı kontrolör üretimi oldukça zor ve hesap i ste ye n bir i ştir [ 13]. Bu gibi duıuınlarda KDM tekniğinin, kontrol sisteminin gerek s i ste m parametrelerindeki değişimi ve gerekse sistemin kendi içindeki sınırlı be lirsizlikle ie karşı dayaruklılık özelliği g ö s te rme si büyük bir avantaj dır.

G· =

2 ri-ır i-2

. . . t.... .. ... .. . .-. •

. •

ı.ı

. . . .

\4)

i-1 .rı

t. ••............ .. .. ........ . ........... .. . .... . .. . ....

. .

' '

. •

11.1. KDM Kontrol Sistem Yapısı

ı , :

. .

• .

Tek giriş-tek ç ıkışlı bir sistem için KDM s tandart blok diyagramı Şekil 1 'de veri l miştir Burada r kontrol sisteminin girişin i, y çıkışını, u kontr o1 işaretini ve d ise sistenıe etkiyen bozucu işareti ifade etmektedir. Şekilde kontrol edilmesi istenen sistemin transfer fo nk si yon u için N(s) pay p oli n omu ve D(s) ise payda p olinomu

+ r..... <ı F(s) -71 \...� - 1\

. • . . .

...... ,.

. . •

A(s)

� •

: . •

....( .._ " ,.

......

N(s)

D( s)

. . . •

B(s)

• .

�t+

Sistem

. . .

•

......

. .

Kontrolör

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

Şekil l. KDM kontrol sistemine ait blok diyagram.

136

....... /

SAU Fen Bilimleri

Enstitüsü

Zaman Gecikmeli Kararsız Sistemler İçin Katsayı Diyagram

Dergisi

Metodu

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

şeklinde ifade edilebilir. Son olarak Denklem 2, deki

karalcteıistik polinom, Den kl em 3a-c ve 4 'ün yardım ıyla tasan ın parame tre ler i c insin d en rı

i-1

P(s)= a0 { :L(D

.! ·ır.ı-J · ı j=

J(-rs Y} + ı:r +

(5)

KDM 'de karakteristik polinomun seçilmesi işlemi için Standart Manabe F ormu kullanılır. Bu formda k ararlılık

verilir.

ku ll a nıl ac aktır.

n.ı.

1.5 'den büyük se ç i li se kontrol sisteminin kararlılığının garanti altına alınd ı ğı açıkça görülmektedir.

indeksleri

Denklem 5, tasarını.a başlarken belirlenen tasarım parame trel e ri göz önüne alı narak oluşturulan hedef transfer f onk s iyon u olarak şeklinde

Optimum

Kararlılık,

S E.Hamamcı

indekslerinin tiinıü

eğer kararlılık

Denklem 6b den,

ile Kontrol ör Tasarı mı

Performans

Dayanıklılık

v.- =

i =2 ( n 1) -

,....

(7)

ö z e lliklerı

olarak seçilir. Formun en önemli

özetlenebil i r : Standaıt

form

sistemine

ait

kullanılarak basamak

şu şekil d e

tasarlanan

fonksiyonu

taşınasız olması,

Li11eer zamanla değ i şmeye n sistemlerin k ararlılığı için

kontrol

c e v abının

civarında olup

A ynı

Kararlılık indeksleri standart formdaki gibi s e çild i ğind e

i ç in gcneJlikle

Denk] e m 7 'de verilen standart değerler tasarımcının arzu

etti ği

bir

kriterinin ortaya konulması ihtiyacı vardır sisteminin

yapısına

kararlılık

Routh-Hurwitz

III.

için

şaıtl a n

karakteristik palinarnun Hurwitz

kararlı yada kararsız olduğunun analizi için yalnızca ye terlilik şartlarını verir. Bu manada Lipatov S ok ol ov kriteri) Routh kriterine göre bir yaklaşıklık kiiteri olarak göz önüne alı nabilir. Bu lcriter, özelli kle sistem derecesinin dörtten büyük olduğu durumlarda a yrıntı lı bir inceleme yapmadan sistemin kararblığı hakkında yak l a şık bilg iler verir. Aynı zamanda Lipatov-Sokolov kri ter inciek i şartlar, KDM'in tasanın param etreleri ile yakından ilişküidir ve bu parametreler cinsinden kolayca şu ş ekilde ifade edilmektedir: -

- Kararsızlık için zonınluluk şartı:

v ·rı<ı ·ı -

f l

3i için,

i=2, ... ,n-1.

- Kararl1lık için yeterlilik şartı : YiYi-ı

>2.l505(= .Jl.4665)

ıçın,

. _2

ı-

... ,n- I

gecikıneli

sistemler

G(s)

Ts- 1

Tıs2

e-&ı

(8a)

K +

T2s -1

e-&·

(8b)

şeklinde birinci dereceden yada

ge cikn1el i

s is te m

yapısından da

kararsız yap ılı zaman

şe k linde

ikinci derecede n

ifade

görülebileceği gibi

edilirler.

cevabı

sımrsızdır.

Sisternin

sağ yan düzlemdeki

kutup ne deniy le sistemin açık çevrim fonksiyonu

zaman

birim

basamak

çalışmada zaman

gecikmesi küçük olan sistemlerin kontrolü üzerinde

durulacaktır.

(6a)

\-1 . vı

karakteristik

TASARIM PROSEDÜRÜ

en çok kullanılan

Endüstride

Lipatov-Sokolov kriteri de [16] dahil edilmiştir [17]. Lipatov'un

)

iç i n

nolu referanslar incelenebilir.

yanında

kriterinin

tasarımcı

sayede

n> 1. 5 Yi

Lipatov-Sokolov kararlılık kriteri hakkında daha fazla bilgi için [16] ve standart Manabe formu içi n ise [ 1 7]

Bundan

lcriterleri

göre

kavuşmuş olur.

kararlılık

(15].

özelliğine

polinom ile birlikte kontrolör tasarımında bir se r best liğe

için, pratikte ortaya çıkabilecek

i çer meyen

performanslll

değiştirilebilir.

matemat iksel

sistemin

kontrol sisteminin dayanıklılığı oldukça iyi olmaktadır.

bazı hatalar göz ardı ed i l mek zorundadır.

KD:vt'in

derecesi ne olursa olsun yaklaşık olarak

optiınum değerlerde elde edilnıesj

görüleınemektedir.

kontrol

bi rim basaınak cevabı, karakteristik

Kontrolörün kazanç ve faz sınır paylan arzu edilen

dolayı,

ve sıfırıncı dereceden pay polinon1u için

aynı olması,

Routh kriteri özelli k] e sistemin derecesi arttıkça tasarım parametrelerine göre doğr u sal olmayan bir fonk s iyon ür e t t i ğ i içi n kontrol sistemının kararlılığını analiz etmede bazı zorluklar ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle sistenı parametrelerinin değişiminin kararlılık üzeri n e etkisi açıkça

kesin eşitlik

po linomun

ifade etn1ede yetersizdir.

ne denl e

basamak

ceva bı i ç i n yerleşme süresi 2.5-r [ 14], diğer metocilara göre bu sürenjn

standart formun

birim

daha küçük olması,

Routh 'l..!n kr i teri bir polinomun tam olarak kararlı ya da kararsız olduğunu ifade eder. Ancak pratik tasarımda olduk"a önemli olan kararlılık derecesini

modeli k ul la nıl dı ğı

sistemin

fonksiyonuna olan

Tasarım

çevri ml i

Kapalı

tP, me l olarak Routh kriteri kullanılmaktadır. Bu amaçla R ou t h un ortaya koyd uğu kriter, Hurwitz kararlılık için gerekli olan zorunluluk şartlarını ifade etmektedir. .ncak Routh kriteri, kontrol sistem tasanmı için aşa ğıda verilen sebepler nedeni ile yetersiz kalmaktadır:

Büyük

zaman gecikmesine

sa hip

sistemleıin kontrolünde ise daha çok Smith

yap1 s ını n kullanılması tavsiye edilmektedir [2].

(6b)

137

olan

kesli rime i

İçın Knt�ayı Oiyagram f\Ictodu ile Kontroiör Tasarımı

Zaman Geçiknıeli Kararsız Sistemkr

Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

SAU Fen

S.E.Hamamcı

Tablo ı.

Denklem 8a,b 'de verilen kararsız yapıdaki sistenllerin KDM ile kontrolü jçin genel v e s i stematik bir tasarıın pros edürü şu şe kil de veri lebil i r : gecikmes i

Zaman kull anı l ma s ı :

içi n

yaklaşık

Der

(9)

sonuçta

ı ._ :..:. 2 '?(s) � _T_B__

(lüa)

() __

-s +(T--)s-1 2 2

- KB s+K 2

(T1

Tz (} ı + )s

(+ T2

-- s

)

(lOb)

(ll)

şeklinde ifade edilir. KDM polinarnsal gösterime sahip bir metod olduğundan, sistemin transfer fonksiyonu birbirinden bağıms ız iki ayrı polinom olarak düşünülür. Bu polinomlar, derece si 1n olan N(s) pay polinomu ve derecesir olan D(s) payda polinomudur (m&). Böyle bir sistem içi n s e ç ilec ek olan A(.s) ve B(s) kontrol ör

A(s)= Ilis i=O

n+J

n+/

lo=O 2n

n-1

lo-=11=0 2n +1

n-1

ve B( s)= Lk// i-0

yapısına ait gerekli olan şartlar üçüncü satırda verilmiştir. En a lt satırda ise, elde

1 c. Tasarım

ait

( 13)

anahtar parametreler olan eşdeğer zaman sabiti ve kararlılık indeksini n se çilmesi ı çı n

- Eşdeğer zaman sabi tin in seçi l nıes i : KD:\.1 tekniği ile kontrol sisteminin tasarımına başlamadan önce, arzu edilen zaman c ev ab ı için yerl eşme süresi nin d eğeri tayin edilmelidir. Tasarımda temel olarak standard M anabe foımu kullanıldığından y erleşme süresi ile eşd eğer zaman sabiti ara sı ndaki ilişki göz önüne a lınır Buna göre eşd eğer zaman sabiti r=t/2.5 olarak belirlenir (ts arzu edilen yerleşme süresi).

(12)

formunda olmalıdır. Bu noktada, seçilecek olan polinanıl arın derecesi önem kazan ma k tadır. Bunu belirleyen en önemli etmen ise sisteme etkiyen herhangi bir bozucu işaretin va rlığı ve varsa türüdür. Tablo 1, de kontrolö r polinomlarımn seçimine ait b ilg i ler verilmiştir. De nklem 1 d e n faydalanarak oluşturulan bu bilgiler, Denklem 1 d e n faydalanarak ve bozucu işareti tamamen söndürerek arzu edilen zaman cevabım elde edecek şekilde düzen len mi ştir. Tabloda sisteme etk iyen bozucu işaretin türüne göre, kullanılabilecek olan en düşük dereceden kontrolör polinamlarının seçimi tavsiye ediln1ektedir. Bozucu işareti tamamen söndütmek için

K.Dl\ll'de eşdeğer zaman s ab it i r ile ko ntrol işareti arasında kapah bir iliş ki vardır. Eğer ı büyü rs e zaman cevabı yavaş olur ve kon tr ol işaretinin genliği küçülür . T küçülürse zaman cevabı hızlanır ve kontrol i şaret i n in gen h ği büyür. Bu nedenle p r atikteki uygulamalar için tnun değeri rasgele seçileınemektedir. Bu işlen1 basit çe deneme yanı l ma yolu ile yapılmaktadır. Çünkü di ğer kon tro l nıetotlarının ç oğ unda kontrol işaretinin genliği r=O arnnda maksimum olmakta, fakat KDl\1'de

138

2n-l]

hal cevabında nıeydana gelebilecek olan he rhang i bir hata değeri sıfıra indirilmiş olur. Kontrol edilmesi istenen sisteın Tip-I türü nde ise, kontrol s istemi de Tip-1 türün de olur ve böylece arzu e dilen zaman cevabı ta şmas ı z olarak elde edjlir. Eğer sistem Tip-2 veya daha üstü türde ise bu durumda taşmalı ancak arzu edi len zaman domeyni öze1likleri sağlanmış bir cevap elde edjlir.

Genel olarak, kontrol edilmesi istenen doğ rusal, zamanla değ işmeyen bir sistemin transfer fonksiyonu

şeklin d e seçilir. Böylece kapalı çevrimJi sistemin kalıcı

A(s)J B(s) ve F(s) kontrolör polinomların ın seçilmesi:

polinarnları

tipi

ön-filtreleme elemanı olarak tarumlanan F(ı: ) jse F(s) =(P(5)/N(s)) ls=o,

şeklinde doğıusal-zamanla değişme yen eşdeğeri elde ed ilir. lb.

Ranıpa

Darbe 1 Smüs tipt

Endüstıide bir sistenıe et ki ye n bozucu işaret tek bir tipte o l m a ya bilir. Örneğin sisteme ça l ışnıa anında, bazı zamanlarda basamak türlinde ve bazı zatnan larda ise r a m p a türünde bozucu işaretler etk iyebi 1 ir. Bu dıuun1da bu s is tem in kontrolü ve boz ucu işaretiıı taın olarak söndürülebilmesi için ta s arı nıc ı , tablodan en yüksek dereceden polinom gerektiren rampa tipine göre kontrolörleri seçmesi gerekmektedir.

2n-l

Basamak

B(s)

edilecek olan kontrol sıstenıine karakteristik polinomun d erecesi verilnıiştir.

- K e s..1....K

----=--

P@]

tabloda

Pade yaklaşımı k ullanılarak Denklem 8 a, b, deki s istem yapı sının

T ı(}

kontr o l ö r p olinomu nun

olarak ifade edilen 0/1

C( s)�

Der /B(s)> Şart

--s+ 1 -s+

n-1 n-i

rDer {A(s)}

eşdeğeıi nin

(}

2 B

Bozucu

Yok

Zaman gecikmesini ifad e eden e-es için e-&�

kontrolörlerinin seı;ımi.

•

1. Tasarıma başlamadan önce belirlenen bilgiler 1 a.

Değişik bozucu türlerı göz önüne alınnrak A(s)

SAU Fen

Bilimler: Enstıtüsü Dergisi

Zaman Gecikmeli Kararsız Sistemler için Katsayı Diyagram

6.Cılt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Metodu ile Kontrolör Tasarımı S.E.Hamamcı

ise bunun aksine t>O için kontrol işaretinin genliği

ıu(t)l

maksimum değere çıkmaktadır. Bu nedenle

ile

arasında açık bir ilişki kurulamamaktadır. indeksi ve kararlılık

- Kararlılık

i ndeksi

D enklem

7, de

sınır

indeksinin

verilen

standaıi

değerlere göre seçilir. Kısım 1!.2: de belirtildiğ i gibi

arzu edilen perforn1ans özelliğine göre n> 1. 5 Yı. için bu

değeTler değiştirilebilir. !(ararlılık sınır in deksi ise

Tasarıın

sırasında

G(s)=

s -I

-0.4s

(16)

şekl i nd e verilsin. Sisten1e t=20 s'de ve ge nliği 0.5 olan basamak fonksiyonu bozucu işaret şeklinde bir Ayrıca

uygulanmaktadu.

Denklem 3 c ile belirlenir.

Bitinci dereceden b1r zaman gecikn1eli s iste rni n transfer fonksiyonu

seçilmesi: Tasanında Manabe formu kullanıldığından, kararlılık

IV. TASARlM L'YGULA..'-'IASI

parametrelerinde karakteristik

polinom

Buna

gelmektedir.

çalışma

-P}fıl O )luk göre

sırasında

meydana

değişimler

siste mi n

sistem

zaman

cevabı

özellikleri göz önünde bulundurularak, mümkü n olan en

hesaplannıası:

iy i şekilde kontrol ediln1esi amaçlanmaktadır.

KDM, de karakteristik pol inom ve dolayısı ile kon trolör

Lewin [ 19] tarafından değişik prosedürlere sahip PID

kontrolör

po1inomlar1nın

po li naml arı n ın

katsayılarının

hesaplanmasında temel

olarak

Bu sisteın daha önce Huang ve Che n.

kutup

yardınu ile kontrol edilmiştir. Burada bu üç metod ile

önce l b maddesinde anlatıldığı gibi Denkleın 12 ve

elde

Tablo ll deki bilgiler ile belirlenen kontrolör polinomları,

(PJıeıte/s))

adı

( 14)

�.

sxs

önüne

üç

sisteminin

kontrol

perfonnansı

ile

Kp(1 +

T.s

+Tds)

G 2 ( s)

+Tds)

Gc2{s)=K1

(17a)

Gc1(s)== Kp(1+

soma denklem

[c]

geçen

Gc1(s)

şeklinde Diophantine eşitliği elde edil miş olur. Daha

performansı göz

PID ve PID-P kontrolörlere ait transfer fonksiyonları

polinarn birbirleri ile eşitlenerek

sistem

kar ş ıl aş tın 1acaktrr.

yerine

belirlenir. Bu iki

A(s)D(s) + B (s) N(s) = Phedef (s)

kontrol

sonucu elde edilecek olan kontrol sisteminin perfor man sı

bağlı hiı _r>olinom elde edilir. Daha sorua 1 c maddesinde konularak bir hedef polinarn

edilen

alınarak, bir KDM kontrolörii tasarianacak ve bu tasarını

Denklen1 2 'de yerine konularak k; ve l; parame treleri ne

5 'te

ile Rotstei.n ve

kontrolör� Park ve diğ. [7] tarafından ise PID-P kontrolör

yerleştiıme metodundan faydalanılmaktadır. Buna göre

belirlenen tasarım par ametreleri Denklen1

[18]

T.s l

(17b)

şekli nd e tanımlanmaktadır. Bu yapılara ait daha ayrıntılı

(15) sxl

bilgi için ilgili referanslara bakılabilir [7, 18, 19].

şeklinde Sylvester ına t ris formuna dönüştüıülür

(s-p+n).

I-Iuan g -Che n metodu kullamldığında PID kontrolörün

Burada l; ve k; l er den oluşan vektör bilinmeyen kontrolör '

parametrelerini,

parametreleri

matrisi kontrolör parametrelerinin

hesapla nmı ştır.

katsayılarını ve a/lerden oluşan vektör ise arzu edilen hedef po1inomun katsayılarını ifade eder Bu şekilde

elde

belirleıniştir.

Park

ve Td=O.l/8 olarak

ise

etmek

parametreıerini Kp=2.25,

kolayca çözü I erek kontrolör parametreleri ve dolayısı ile

Rotstein-Lewin

cevabı

zaman

bihnıneyenli denklem sistemi, basit bir matris işlemi ile

karakteristik polinarn elde edilmiş olur. Denklem

KP-=2.636, Ti=5.673

için

Ti=5. 76

diğ.

tatmin PID

edici

bir

kontrolör

ve r:,=0.20 olarak

PID-P

kontrolör

için

Kp=0.437, �·=0.4181 K1J.756 ve 01=0.472 değerlerini

ile

kullanmıştır.

verılen kapalı çevrimli sistemin transfer fonksiyonunu tamamen elde etmek için pay kısmındaki F(s) polinomu

Yukanda verilen üç kontrolörün zaman cevabı öze1likleri

sistemi son şeklini alrmş olur.

göz önünde bulundurularak KDM tasanın prosedürii

ise Denklem

yardımı ile belirlenjr. Bu şekilde kontrol

(özellikle yerleşme süresi ve kontrol işaretinin genliği) aşağ1daki gibi uygulanmıştır:

3. Tasarım sonrası yapılan işlemler Bu

kısımda kontrol

sistemi simüle edilerek

kontrol

işareti için doyum seviyesinin kontrolü test edilir. Eğer sistem

do ywna

gidiyorsa

maddesine

dönülüp

yeterince artırılır ve işlemler tekrar edilir. Aynı şekilde

lu(t)j

çok k ü ç ük se arzu edilen miktarda r biraz daha

küçültülerek sistem cevabı hızlandırılabilir.

Verilen tasarım prosedürünün verimlili ğ i n i göstermek

1. Tasarınıa başlamadan önce belirlenen bilgiler 1 a. Zaman gecikmesini ifade eden e-04s

gerçekleş tir ilecektir.

-0.2s+l 0.2s+ 1

için

(18)

şeklinde Pade dönüşümü kullan1larak

G(s)

için bundan sonraki kısımda bir tasarım uygulaınası

�

e-OAs

-0.2s + l

�

O. 2s 2 + O. 8s

-1

(I 9)

şeklind e doğnısal-zamanla d eği ş n1ey c n sistem eşdeğeri

elde edilir.

139

Enstitüsü (Eylül 2002)

SAU Fen B ilimleri 6.Cilt, J . Sayı

1b .

Kontro 1

Zaman Gecikme! i Karars ız S ı stemleı İçin Katsayı Diyagram

Dergisi

Metodu ile Kontroll >r Tasanmı S . E . Hamamcı

edilmesi

s i steme

istenen

ait

denl(le m seti

fonksiyonu polinarnsal formda

lV (s)

D( s) = 0. 2 s 2 + 0.8s - 1

olarak

ifade

(20b)

S isten1in

edilir.

etkiyen bozucu ışareti basamak alınarak

kontrolör

belirlenir.

Buna

derecesi de

b ilgi ler

derecesi

poli:tlomla rının

A(.s)

göre

B(s)

göz

olarak seçilmelidir. Ayrıca b ozucu i şareti

A (.s)

B{s)

polinomu

A( s)

B(s ) = k 2 s

+ k 1 s + k0

= O. 3403s 2 + 2 . 0 3 4 7 s

F(s)

(25b)

referans pay pol inomu ise

(25c)

3. T a s a n ın sonrası yapılan işlenıler:

kontrolör polinarnlan

!2 s 2 + 11 s

B(s )

(25a)

+ 0. 7347s

o l a rak hesaplarur.

integrater içeren bir forma dönüştürülür. B una göre A (s) ve

dönüştürülen

ile kolayca çözülerek kontrolör

= 0. 0 1 69s

F(s) == P(s)IN(s)js=O

tipi

polinomlarının

söndürebilmek için 10=-0 kabul edilerek

haline

Denklem 1 3 'den

önüne ve

e ş itliği

A(s)

şeklinde elde edilir.

fonksiyonu şeklinde

1 'de verilen

Tablo

olduğundan,

2 ve sisteıne

derecesi

ınatris

MATLAB

parametreleri

(20a)

-0. 2s + 1

24 'de

Denklem

transfer

(2 l a)

Bu kısımda tasarlana n kontrol sisten1İnin arzu edilen edilir. kontrol sağlama dığ1 sağlayıp perfoın1 ansı

(2 1 b)

Aşağıda,

ile

KDM

tasarlanan

kontro]

sistemının

_,larak belirlenmiş olur.

perfoıma nsı diğer üç kontrol sistemi ile karşılaştırmalı

le. Bu uygularnada PID ve PID-P kullanılarak elde

c evab ı : Ş ekil 2'de dört ayrı metodla tasarlanan kontrol

yerleşme süresi ve kontre 1 işaretinin genliği göz önünde

s istemine ait zaman cevapları verilmiştir. Şekilde PID

olarak verilerek bir kıyaslama yapılacaktır.

edilen ür kontrol s istemine ait birim basamak cevabımn

K:9M

bulundurularak,

kontrol

s istemi

için

olarak seçilir.

Yapılan çalışn1a

s o nucu

Manabe

standard

formundan

n={2. 4, 2.5, 5}

şeldinde

biraz

belirlenir.

indeksi ise Denklem 3c'den

r/={0. 67,

bir

sırasında

karakteristik

polinom

belirlenen

l e n1addesinde

1 .5

hedef

bir

polinarn

� ı'

d 1

. . .. .. Park

• •

ı . \ 1 ı \ . ı ' 1\ \ ' ' ·, . \

kolaylaştı nnak

için

�

-1

0.8

O ı

0. 2 - 0. 2 O 0.2 O

02 .

lı

kı

- O. 2

0. 5042 .

...... _ ___

ı: li

o Şekil

seti

ır

2. Dört

•

Huang PID

0. 0924

Ro ts te i n P ID

0 . 0034

KD M

Park PID-P

140

•

baı:;amak fonksiyonu cevapları.

zaman

cevabı eğrilerine ait performans

değerleri.

Yerleşn1e süresi (24 )

ayrı metod ile tasarlanan kontro1 sistemlerine ai t birim

Tab1o 2. Şekil 2'de verilen

0.5 ı

denklem

l. 1

- ·

Denklem l 5'te verilen S ylvester formuna dönüştürülür:

�. ""-...� .. , .... ,.. ,

"""' .. .......

birbirine eşitlenerek dört bilinmeyenli döıi denklem elde İşiemi

( '\ L '

,\..

paran1et:relerini hesaplayabilmek için Denklem 2 2 ve 2 3 edilir.

;�·" .

t ı

\ '.

'. ' \.

Huang

Rotstein

•

b elirlenen tasarım

belirlenir.

-----

r . ;· 1

(22)

parametreleri Denklem 5 'te yerine konularak Phedef(s) == 0 .00346 4 + 0. 09248 3 + 0 . 5 042s· 2 + l . ls + 1 (23) şeklinde

p erforrnans

•

... .. ..

1 1 1 t t 1 ,, ıf 1

+ 0. 8L1 - 0.2k1 + k2 )s2 + (-l1 - 0.2k0 + k 1 )s + k0

elde edilir. D aha soma

cevabı

2 1- :

kontrolör

3 4 P(s) 0.2l2s + (0. 812 + 0 211 - 0. 2k2 )s +

•

katsayılarının

b'de kısmen

ll "

lt ı

zaman

KDM

polinarnlan Denklem 2'de yerine konursa

(-12

•

hesaplanması:

2 la

için

0. 62, 0. 4} olarak

p olinomlarının

kontrolör

n1etodu

2. 5

Tasarım

Denklem.

kontrol

değerleri veriln1iştir.

sımr

hesaplanır.

elde

cevap

sahip k ontrolöıii ürettiği görülmektedir. Tablo 2'de her

seçilerek

Kararhlık

kontrol ile

göz önüne alındığında KDM metodunun en iyi değerlere

indeksi ise

farklı

fo nksiyonuna

edilmektedir. Ayrıca zanıan cevabının yerleşme süreleri

daha uygun

zaman cevabı elde etmek için kararlılık

basamak

taşn1asız denilebilecek bir

neredeyse

r = 2 . 7 5/2. 5 = 1. J

olarak verildiğinden,

birim

özelliğine sahip olduğu görülürken, KDM

süresi ile eşdeğer zaman sabiti arasındaki ilişki yaklaşık

tsz2. 5 -r

sisteminin

k o ntro l örlerin diğer iki metoda göre daha büyük taş ma

hedef

yerleşme süresi 2 . 75 s. olarak belirlenmiştir. Yerleşme olarak

Kontrol

1 1 .8 s

ı0.6 s

4.74 s 2.58 s

0/o Maksimuın Taşma 2 1 7 .5

1 82 .7 2 5 .8 0.9

SAU Fen B i limleri Enstitüsü Dergisi

Zaman Gecilmıeh Kararsız S istemler İçin Katsay1 Diyagram Metodu i le Kontrolör Tasanmı

( Eyl ü l 2002)

6 .Ci:t, 3 .Sayı

S. E.Hamamcı

Genliği O . .J olan birim basan1ak fonksiyonu şeklindeki bozucu işaret t=20 s de uygulandığında, bu dört metod arasında KDM kon trol metodunun b ozucu etkiyi '

söndürmede

daha

iyi bir performansa

sahip

1 .5 �--�---r----�

olduğu

görülmek t edir Çünkü diğer üç metoda ait bozucu işaret cevabı daha uzun süreli bir bo zu lmay a uğradıktan soma .

tekrar kararlı hale dönmektedir.

2 . K ontro l sisteminin ürettiği kontrol işareti: Dört ayrı metodla tasarlanan kontrol sistemi için gi ti ş leri ne birim

basan1ak fonksiyonu uygulandığında elde edilen kontrol

0 .5

işaretlerine ait eğriler Şekil 3'te verilmiş tir. Şekilde PID

diğer iki metoda göre oldukça büyük

kontrolörlerin

•

genhkli kontrol işare t ine sahip olduk lar ı görülmektedir.

Bu nede n l e kontrol iş areti nin süıiicü ele manı n (actuator)

özelliğir:e göre doyuma gitmesi büyük bir olasılıktır.

KDM

PID-P ve

ile

kontrolör

elde

edilen

di len işareti n ge n l iği daha küçüktür ve

zamanda

hale

kararl ı

dönmektedir.

kontrol

sisteıniııin

paranıetı·ik

cevabı

daha

iyi

D aha

iyi

belirsizliğe

olan

KDM

karşı 1

PID-P

s istemlerinin

Şek il 4'de

cevaplan

fonksiyonu

basamak

kontrol

için

1 .5 .---�--�--��---,

parametresinde %5 aralıklarla tneydana gelen +D/o l O ' luk deği şimi

bir

kontrolörleri inc e l enıe altına alınmıştır. Sistenlin kazanç parametre

daha kısa bir

dayanıklı l l ğ ı : Daya11ıklıhk analizi için birim basamak fonksiyonu

fonksiyonu ccvaplan .

işaretinin ? e r formans değerleri Tablo 3'te veril mi ştir . Kontrol

�--�--�----�

Sistemin kazanç parametresinde %5 aralıklarla meydana gelen -fV/6 1 O parametre değişinıi için kontrol sistemlerinin birim basamak

karştlaştırma için her bir kontrol metoduna ait kontrol

Park

Şek i l 4.

işaretleri birbirine yakın gibi görünse de, KD M ile elde a

KDM

birim

verilmiştir.

0.5

. •

ı KDM

� .

� --� ---,.. ,,

2 1 o -1 -2 -3 fo

�ı

---

---� ---�

�

?·'

1ı •1

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

- ---

'ı

iı l•

� . • 1 lı \ '

4 1

'...

- ·

0 �--�----�--�--� 20 15 5 10 25 30 35 40 o

KDM

P ark

Huang

Şek i l 5. Sistemin zaman gecıkme değerinde %5 arahklarla meydana gelen +'U l O parametre değişimi için kontro1 sistemlerinin birim basamak fonksiyonu cevapları .

Rotste1n

,· ;

\:tq

___ ..

·. \

' "c...)'"' . -

•

Park

•

1 \ 1 1

·... -, , ..... . /..... ...-"'"

··ı'.... 1

1 1 1 1 \ 1 1 1 \ 1 \ , "

"'-.�t.

,.•"

.�

. �;:.-·..-· , ---------

_.. ,.

, - .. . ...

.... .

...

-. ""'

, -...._,..."': :;:ııt .r':� ---

-·-·

- -

...,.

-�

...

Şekil

4 ' den

KDM

parametresindeki

kontrol

deği şi mlere

s isteminin, karşı

daha

kaz anç

dayanıklı

olduğu görülınektedir. Çünkü KDM ' e ait eğriler genel olarak yerleşme süresi için izin verilen bölge içinde

-4 �----�·----�--� o 2 4 6 8 10

kalmıştır. Aynı ş e kilde sistemin zaman gecikmesi değerinde

Şekil 3 . l(ontrol sistemlerinin ürettikleri kontrol işaretleri.

aralıklarla

/ol O parametre değişimi i ç i n, meydana gelen -f1J

seçilen iki kontrol sisteminin birim basamak fonksiyonu Tablo 2 . Şekil 3 'de

H uang PID

Rotstein PID Park PID-P KDM

cevapları Şekü 5'te verilmiştir. Yine KDM metodınıun

veri len kontrol işaret eğrilerine ait performans

PID-P

değerleri.

ju( t)1

yerleşnıe süresi

3.33

1 3 .8 s.

2.4

1.5 ı

görülmektedir.

göre

d ah a

dayanıklı

olduğu

Sonuç olarak dört a yn metod için elde edilen kontrol ör

ve kapalı çevrimli si stemin zaman cevaplan göz önüne

l l s.

5.15

n1e tod una

al ındığında

2.7 s.

K.DM metodunun diğer üç metoda göre

oldukça avantaj lı olduğu görülmektedir.

141

.; . Katsayı o l· vagı -a n Içm ler . stem ı Zamar. Gec ikıneh Ka�·arsız S rn Metodu ile KontroJör Tasarl S . E. Hamamc

SAU Fen Bili mleri Enstitüsü Dergisi

(Eylül 2002)

6.Ci1t, 3 . Sayı

".. SONUÇLAR ol uşturulan

kultanılarak

kon tro l ör

doğrusal

çalışmada,

control

p olinoml an

kontrol

KDM

Doktora

yerine Pade yaklaşımını n

şeki ld e

kontrol optimal se çi lerek pro s edür, gerçekleştirilmesidir. Verilen k o ntrolünde sistemlerin kullamlan diğer

Hurwitz

uygun bir işleminin tür bu kontro l

kon ul duğu gösterilmiştir.

b aş a rıl ı

bir

şekilde

"Parameter-rob ust

minimax method", AIA A Dynamics, vol. l S , no.5, 1 9 8 9 : a

Tezi,

Fırat

Üniv.>

and

S chur

M a rt 2002.

Jury

and

E. Zeheb, "On

p o lynornia ls \ '

IEEE

robus t

Trans .

·',

kadar

and

Aut omat Contr., vol. 33, pp. 1 1 66-I 1 68, 1 9 8 8 . [ 1 6]A. V. Lipatov and N . Sokolo v, "S o me sufficien t conditions for stab i lity and instability of continuous linear s tationary s yste ıns Auto. Remote Contr., vol.3 9 :

Bölüm 4'te verilen karşılaştımı.alı tasanın örneğinde bu ne

Control

[ 1 5 ]N.K. Bose, E . I .

tekniklerine göre oldukça kolay, sistematik, ve açıkt1r.

prosedüıün

u s in g

B r yso n

Dururnlara ve ÇGÇÇ (MIMO) Si s te nuere Uygulanma s ı ,

s is temler in kontrolü verilmiştir. Bu prosedürde

kullanılması ve KDM tasarı m p arame treleri nin

A.E.

. [ 1 4 ] S .E. Hamamc ı , Katsayı Diya gra ın Metodu 'nun Oze1

ile

sistem1

and

design

Guidanc e,

kararsız yap ı d aki zaman geeilaneli

için bir tasanın prosedürü temel nokta, gecikme elernam

1v1i lls

[ 1 3 ] R. A.

pp. 1 2 85- 1 29 1 , 1 97 9 .

ortaya

[ 1 7]K.

Saito,

K. Muta an d S. Manabe, "A

so lut

ion

of the

Benchmark p roble m by Co e ffic ient D i agram Metho d

, ,;

A C C 1 995-AIAA20, 1 99 5 .

: � ] Gorec ki , H . ,

( 1 8]H.P.

KAYNAKLAR

A., Ana lys i s and Synthesis of Time Delay Systems. John

425, 1 99 9 .

si mple

regulators

with

"PID tıming based on P ro c Control Theory .-

1 998. "

Automatic tuning

specificatins

ampl itude margins," Autoınatica, vol. 20, 65 1 , 1 984.

[ 5]M. Mo rari Prentice Hall, [6]H.

no.

of and

5, pp. 645-

Robu st Process C ontro l

Zafiriou,

Englewood, �J, 1 9 89.

and P. fo r stable

Stahl

controllers

time

and E.

phase

pole p l acing unstable systems with pure D es ign o f

Hıppe, and

delay'', Int. J. Control, vol.45, pp. 2 1 73-2 1 82, 1 987.

[7]J. H . Park, S. W. Sung and I . Lee, "An e nhan ce d PID control strategy

for

unstab l

pro c e s es

vol.34(6), pp.75 1 -7 56, 1 998.

Poulin,

[8]E.

Hodouin,

Pomerleau,

[9 JS.

PID controller", Automatica, vol.32,

t'Unified

interpre tati on

and Hoo control", Journal

pp.94 1 -946, 1 99 1 . [ 1 O) S

Desbiens and D.

1 99 6 .

Jvlanabe,

optimal

Automatica,

"Development and evaluation of an auto

tuning and adaptive

pp.71-82,

M anabe,

classical,

of SlCE, vol.30, no. l O,

''Coeffıcient Diag ram

Ylethod",

th 14

IFAC Sy mp os iu n1 on A utoma tic Control in Aerospace, Seoul, 1 99 8 .

Manabe and Y.C. Kim, Coefficient Diagram Method", [ l l ] S.

Chen,

"Control-system

and D . R. Lewin, "Sin1ple PI and PID tuning for open l oop unstable systems", Ind. Eng. Chem. R e s . � vol 30, pp.5329-533 8 , 1 99 7 . [ 1 9]G.E. Rotstei n

C.C.

pp . 3 34-346, 1 997.

D.P. Atherto n, A utotuning and controller des ign for process es w ith s ma li time delays , lEE Proc .-Control Theory App l . , vol. 1 4 6, no. 5, pp.4 1 5 :3JW. Tan, J. Liu and P.K.S. Tam, loop s hapi ng H-inf cont rol" lEE Appl . vol. 1 45 , no. 6, pp.485-490, [4]K.J. Astı o m and T. Hagglund,

and

s ynthesis for open-loop u n s tab le process with time delay", IEE Proc. Co ntr . Theo ry Appl. , vol. l 44 ( 4 ) =

Fuksa, S., Grabowski, P and Korytowski)

Wilev., NY, 1 989. � [ 2 ] S. M?;hi and

Huang

Re ce n t developınent of ..t\SSC'2000 3rd Asian

Control Conference, Shanghai, 2000. r 1 2)S. Manabe, "A lO\V cost inve rte d pendul um systeın

for contro l system education", The 3rd IFAC S ympo s ium on adva nc e s in C ontrol Education, Tokyo, 1 994.

1 42

SAL; Fen B ilın1leri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3 SaYl

Yeni Yöntemle Demir Içeren Baca Tozlannın Onlenmesi

(Eylül 2002)

Değerlendirilmesi

Ş.Albayrak,F.A.Şiri n,A.A.Kocacık,N .E diz

YENİ YÖNTEMLE DEMİR İÇEREN BLt\CA TOZLARININ ÖNLENIVIESİ VE DEGERLENDİRİLMESİ

Şerife ALBAYRAK, F. Asuman ŞİRİN, Asude Ateş KOCACIK, N ezahat

••

Ozet

EDİZ

Jiammadde tüketimindeki artan talep ve buna

Katı partiküller eğer ö ğütn1e ve eznıe operasyonlanndan

karşılık bammaddenin azalması atıksız teknolojilerin

ıneydana geliyorsa "toz" olarak adlandırılır. Eğer duman

kullanılmasını alte rnati f bir çözüm olarak getirmiştir.

�u

sayede

çevre

kirleurnesi

önemli

bir

ölçüde

önlenmiş ve mevcut hammadde ka yna kl arı korunmuş olacaktu·.

incelenrni �, örnek deınir

tebliğde

atıksız

oanıası

değerlendir me

giderme

t e kn oloj ilerin

amacıyla

bulunan

toz

baca

sisteınleri

gazı

yüksek

için

toz

üzerine

oranda ve

tutma

ayrı

iki

oluşuyarsa

adlandırılır.

Sıvı

"pis

kokulu

gaz"

olarak

Hsis"

partiküller

olarak

adlandırılabilir. [ 1]

yöntemleri

g eliştirilmesinde

içersinde

yoğunlaşırken

yöntem

Toz oluşturan kaynaklaı çoğunlukla , çimento fabrikalar1, maden ocakları,

merm e r

ve taş ocaklandır. Toz oluşturan

kaynaklar iş makinelerine bağlıdır. Genellikle çimento kimyasal prosesler

fabrikalarında

yeterli olmazsa toz

veriln1iştir. Birin cisi re aktör tankına dayanan klasik

oluşur. Metalürji fabrikalannda metal bileşikleri sülfitler

yöntem, ikincisi ise helezon sistemine d a y anan yeni bir

ve oksitler içerdiği zan1an toz kaynakları oluşur. Bu tozlar

ytlntenıdir.

rüzgarın hızına bağlı olarak uçarak etrafı kirletir. Tozların çevre

Raw

material

reuse

com ing

aıternativc solution doe to rising waste demond end d e cline

natu r e l

raw

material

same

time,

p olhı ti o n will be presented. In this study, particulate matter

control

systems are searche d

and present

nıetho ds to take dust from chim ney gases with high F e+2 .

Key Words

üzerine

ol a sı

etkileri

Tablo

1 �de

Tozların önlenmesi, tozu önleyen kimyasal bileşikler in bulunması

Dust, Particulate Matter Control, FeO,

FeS04

I.GİRİŞ

tozu önleyen

ülkemizde atıkların teknikleri

Günümüzde dünyada ve

önlenmesi

amacıyla atık azaltına

geliştirilmekte

değerlendirilmesi

n1akinelerin yapılması

[2].

çalıştırılması sayesinde olur

yoluna

olası

atıkların

başvurulmaktadır.

yeniden Özellikle

demir-çelik endüstrileri gibi değerli tozlan ihtiva eden baca

insan

verilmiştir.

Allahtar Kelimeler- Toz, Toz tutucular, FeO, FeS04 Abstrackt

gazlanndaki

kazanılmasıyla

tozların

önen1li

tutulup

miktarda

tekrar

sisteme

hammadde kaybının

önüne geçilrniş olacaktır.

GAZLARDANA YIR.."\'IA IŞLEMININ AMAÇLARı

II. PARrfİKÜLLERİ •

Partikül madde 0,005 Mm-100 Mm arasında bir çapa sahip iıi tanelerden oluşan katı ve sıvılardır. Kirletici

•

II.l. Hava Kirlenmesinin Önlenmesi

kriterlerine göre partikül madde çok ç eşitli ve kompleks boyutta ve kimyasal içeriğe sahiptir[ 1].

Ş.Aibayrak, F.A.Şirin,

A. Ateş Kocacık,SAÜ, fvlüh.

Atmosfere atılacak baca

Fk.Çevre Müh.

Böl.

N. Ed iz, Du ml u pınar U.

143

uyınak,

gazlannın,

kanuni

limitlere

çevreye olan etkilerini ortadan kaldırabilnıek

amacıyla tenlizlenmeleri gerekir.

Yeni Yöntemle Demir Içeren Baca Tozlarının Onlennıesi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.C1lt,

ve Değerlendirilmesi

3.Sayı (Eylül 2002)

Ş.Albayra k. F .A.Şi rin,A.A.Kocacık,N.Ediz

ll. 4.

11.2. Bakım Işlemlerinin azaltılması •

İlerideki

aparatıarda işlenecek

olarak 5 m g /Nm 3 etmeyecek

den

şekilde

daha

gazırun,

proses

gereklidir.

Kalitesinin Korunması

kullanılan proses kirletmeyecek derecede temiz olması

Hassas operasyanlara dayalı üretimlerde

gene]

gazlarının, ü ıünü

fazla katı partikül ihtiva

temizlenmesi

Ürün

gereklidir. Ö rne ğin ilaç yapınunda havanın teınizlenmesi

!VIesela

gibi

kömür gaziaştırmasına dayalı amonyak üretiminde, su

gazının temizlenmesi gibi [2].

[2].

II. 5.

11.3. E mn iye t ve Insan Sağlı ğ ının Korunması

Ürünün

Geri Kazanılması

•

Proses veya artık gazların ih tiva

sağlığına muayyen bir

olan tozların kapalı

konsantrasyonun

mahallerde

üzerinde

kömür tozlarının

kırma ve eleme esnasında açığa gideıilmesi gibi [2].

Tablo!. Partiküllerin gözlenen etkilerı

yönde

etkj}eyecektir.

tozların toplanması gi bi

[2].

çıkan

nıg/m3

Kurutuculardan

L3] Olçüm zamanı

Etkiler

S02 ve nernle birlikte yıllık

Çelik ve çinko panellerde korozyon

Konsantrası:on 60-180

olumlu

bulund urulmamaları

gereklidir. Mesela,

ana veya tali

ürlinlerin geri kazanılması, proses ekonomisini genellikle

İnfilak etmeğe temayülü olan ve/veya insan zaraı·lı

ettiği

hızlan1r.

_geometrik ortalama

70'den az S02 > 120 mg/ m3

150

Görüş uzaklığı 5 mile iner

Rutubet%

80/100

50 nin üzerinde insan ölüm orarunda aıtış ola bi lir Muhten1e len çocuklarda solunum hastalıkları ortaya 2ık ar . .

100-130

244 avaraj ve SO,> 250

200

244 max ve S02 >630 244 avaraj ve S02 > 715

300

yolu

İşçilerin hastalanması

Olası akut semptornları kötüye

gitmesi il e

acı çekn1e kronik bronşit hastalıklarının ..

II.

6. Toz

III.

Ürünün Top lanması

III. P ARTİKlTL Gİ DERJ\1E kontrolünde

yöntem,

partikül

boyutu, konsantrasyon, koiozivite, toksik etki, hız akımı oranı, verim, uygun basınç ve maliyete bağlı olarak belirlenir.

Bugün kullanılan toz gidericiler 4 grupt a

2. Filtreler

Gaz içinde dağllnuş

YÖNTEMLERİ

uygun

artışı

toz tanecikleri, gaz toz k arış uru yeterli geçirgenliği olan bir tabakadan emilerek ya da b as ıl arak geçirilirse , g ü venil ir bir şekilde ve ileri de re cede tutulur [4 J. Endüstriyel uygulamaları genellikle filtre tabaklan dizaynıdır. Tozlu gazın filtre ortam ından (katon, polypropylene, teflon veya fıser glass ) akışı sağlanarak p aıiilrul maddelerin torba yüzeyinde toz keki olarak toplandığı sistemlerdir. filtreler temizleme Filtreler, genellikle torba mekanizmas1nın kullamrmna dayanılarak sınıflandırılır lar.

Bazı proseslerde ürün toz olarak elde edildiğinden, tozların gazdan aynlarak top lanma lan gereklidir. Karbon siyahı imalinde olduğu gibi [2].

Partikül

olu§_nlası

Olümlerin

750

toplanır. III. 3. Islak Ten1izleyiciler

III.l. Siklonlar Gaz hareketlerinin değiştirilmesi suretiyle

Gazlarda katı, sıvı

meydana

ve gaz

k irletici leri temizlerneye

yarayan ve umumiyetle yıkayıcı olarak su kullanılan

getırilen santrifuj kuvvetlerinin etkisi altlnda , katı ve sıvı partikiillerin haiz olduğu atalet sebebiyle gaz ayrılarak tutulduğu sitemlerdir [2]. akı mın dan Diğerlerine nazaran büyük partiküller için en çok ku l lan ıla n yöntem santıifüj (siklon) koliektörleri dir [ 1].

tatbikatlar için

sıvılan da k u llanılabilmektedir. Bu aparatıarda gaz yıkanırken, aynı zamanda soğutulur ve yıkama sıvısı ile doygun hale gelir. Soğuma ve doyma, direkt ady�batik doygunluk p rensibine göre meydana gelir. Eğer çok ap aratlardır. Özel

144

diğer yıkama

SAU Fen Bi li m leri Enstitüsü Dergisi

Y fni Yöntemle Demir lçer(:n Baca TozJannın Onlenmesi ve

6.Cilt, J.Sayı (Eylül 2002)

Değerlendirilmesi

Ş.Atbayrak,F.A.Şit'in,A.A.Kocactk\N.Ediz

Kunı elektrofıltrede ç ö k me elektrotlarının n1ekanik hareketiyle, yaş elektrofıltre lerde ise yıkama etkisiyle

fazla Iniktarda soğuk sıvı kullanılırsa, aparat "nem gi deri c i olarak d a kulJanılır [6]. Bu yöntem hareketli "

yataklı k uleler, orifıs yıkayıcılar, venturi temizleyiciler

püskürtmcli içermektedir [ 5]. ve

gibi

kuleler

tanecikler

konfigurasyonları sıvıda

Yıkama esnasında

tutulan

IV.

k.irleticiler, k i rli sıvı olarak aparattan alınır ve g erektiği laktirde rejenere edi] erek tekrar sisteme verilir.

bir

tanecikleri

Partikül kontrol ekipn1anlarının Tablo 2'de verilmiştiL

sonucu

elektriksel

negatif

alanda

yüklü

yüklenir.Elektrik

gaz

içindeki

iyonlannın

alanının

aıtması

etkisiyle

ederler. Burada tanecik

AVANTAJ \'e

Konsantrasyon

Mg/m3

Yöntemi

Siklon la r

Küçük S i.ı<.!on

DEZA VANTAJLARI

Partikül kontrolünde kullanılmakta olan sistemlerin

avantaj ve dezavantajları tablo l ar halinde verilmiştir.

[5]

Toplam Verin1i

(o/o)

Basınç Kaybı

Maksimum Gaz i\kış

H20)

(in

Oranı ( 1 0-' cfm)

Gerekli Ala�

2000

o 5-3

2000

2-6

70,6

200

2-6

70,6

200

o 2- ı

706,2

Kü__ç_ük Büyük Büvük

2000

35 ,3

Orta

2-6

35,3

Orta

2-8

35,3

Orta

Filtre

Elektrostatik

değerleri

yüklü

çökme elektrotuna har eke t yükünü verir ve anoda yapışır.

Tablo 2. Partikül kontrol ekipmanlarının karakteristikleri

karakteristik

V. PARTiKÜL KO�TROL YÖNTEl\1LERİNİN

toz

tanecikler pozitif yüklü

P artikü 1 Top lan1a

P.A.RTİKlfL KONTROL EKİPMAl\'LARININ KARAKTERİSTİKLERİ

III. 4.Eiektrofiltreler Kuvvetli

anattan uzaklaş t ırıl ı r [4].

Toz

17,7

Orta

giderici Islak Y ıkayıc ılar - Yerçekimi ile -Santrifüj

2000

-Etkili Akışkan Ya tak

2000

600

1-1 o

- Su İçinde Kalan

200

90 99

17,7

Orta

2-6

17 7

Orta

10-30

35 ,3

Kücük

Orifıs 200

- Venturi -

·ı ab lo 3. Sildonların

avantaj ve dezavantajları

İlk

Basit ekipman

yatırım maliyeti düşük

Sadece

ınşa

kullanılmasıyla -

materyallerinin farklı

s ıcaklı k ve

basınç limitleri eınpoze edilebilir Kuru toplama ve imha Kısa

operasyon süresi

zarar ı

kirleticilerin

etme

henüz

Özellikle

boyutta ki

partikülleri

verimi

mn1'den

küçük toplama

düşük

Yapışkan materyallerı ele almada yeteisiz

VI. ÜRETİMDE ATIK AZALTMA VE ATIKLARIN DEGERLENDİRİLMESİ Atık azaltma,

Dezavanta lar

Avanta lar

sırasında her türlü girdj-çıktın1n düzenli kontrolü ile önemli bir hammadde kaybı ve atık oluşumunun önüne geçilmiş olur. Üretim

üretiın

Uretim sistemlerinin, onarımı ve yeni

aşan1asında iken antma işleminden, depolamadan veya bertaraf etmeden önce atıkların azaltılmasıdır. Atıkları n

yenilenmesi

azaltıhnasında, atığın geri çevrimi ve yeniden kullanımı iş lem ler i üzerine ağırlık verilmiştir. Tablo

atık

azaltılması

yönünde

teknolojilerle başka

bir

adımdır.

Teh li k el i

7'de atık azaltına teknilderi verilmiştir.

ve z ara rl ı

hacimce bir azaln1a

145

maddelerin atıklardan ayrıl m as ty l a sağlanmasırun yanı sıra atıkların

Yeni Yönt�mlc Demir- İçeren Baca Tozlaranan Önlenmesi

SAU Fen Bilir.ıleri Enstıtüsü Dergisi

ve Değerlendirilmesi

6.Cİit. 3.Sayı (Eylul 2002)

Tablo 4.

Ş.AI ba�·ra k.Jf.,\.Şi ri n,A.A.Kocacı�N.Ediz

Filtrelerin kullanım avantaj

dezavantajları ----ı -a ar jl ta an v z e .- --D__ _jı-------,.-

Avantajlar

288 °C (550F) den yüksek sıcaklıkta pahalı

Her jki (in ce- ir i) pa rtikülle r üzerinde de y üksek toplama verimi

has sas

akınılanna karşı

Yükselip alçalan gaz

olabilen öze] reaktörler (ıninera1 veya n1etalik) gerektirir Toplanan tozların giderihnesine yardım, tozların

değil, sürekli temizleme yapan fıltreler iç in toz

yükler in de

değ iş imle rde n

büyük

Top lanan maddeler tekrar kullanılabilir yada yok

Genellikle

Kollektörlerdeki

komponentlerin

korozyonu

durumlarda (,.,50

konsantrasyonlan

to7

tut uşmas1yla olası bir yangın ve patlan1a tehlikesı

doğurabilu·

pasla n m ası problemi yok tur

Nispeten yüksek bakın1 gerektirir

Yüksek voltaj riskinin olmaması bakım ve tamiri

asit

Bütün gaz yada

veya alkali partikiillerin

kolaylaşnnr ve ya nıcı tozlann t oplanınasına izin

yanında sıcak lı ğ ı n yükseln1esıyle fabrıka ömrü

verır

kısa:abilir

Lifli

veya

granül

fıltrelerde

smok

Filtre

büyük

toplayıcılar

Hidrosko pik materyaller,

gaz

kirleticiler verimli bir şek ilde toplanJr konfigrasyonlarda

1:ullanılabilir ve ihtiyaç halinde ilave ekiprnana

diğer

g/m 39 fabrikada kolay c a oks itlcnebilen tozların

yok

Sıvı kirliliği p robl e mi

yada

fabrika i şlenıl e ıi gcrektinr

basınç ve verime sahip

edilebilir.

önlen1ede

sıznıasını

etkilenn1eyen

müsaittir

a ihtiy a ç

1 nem yoğunlaşnıası veya

katran ırus ı yapışk n komponen tler özel kımyasal

maddelere

tıkaıın1asına

veya

duyulmasına, katı,

kabuklu

fabrikanın keklere

yol

açabilir

Basit bir Cı)erasyondur

bakımı

Personel

solunurola

ilgıli

koruma

gerekebilir -

Tablo 5. Islak yıkayıclların

Ba s ınca ger eksin i m vardır (4-1 o i nch)

avantaj ve dezavantajlar

Toz kaynakları ikincil değildir -

Aüksu problemi

Üıiin ıslak olarak toplanır

Küçük alana gereksin i nim Gazlarda

partiküller

D e zavan t j lar

Avantajlar

kadar

iyi

toplanabilir

Kuru

(özellikle nemli)

sist emlere

göre

daha

fazla

p r ob lernine sahip

Yüksek sıcaklık ve çok nemli gaz ak ımlannda

Basınç farkı ve güç gereksinimi fazla Yüksek balam barcamalan

kullanıiab ilir

korozyon

Kuruluş maliyeti düşük Basınç farkı etkileri önemsizdir Saf

(katışıksız)

topl ına

Tablo 6.

partikül le r

üzerinde

yüksek

verimine sahiptir

Elektrostatik ftltrelerin avantaj ve dezavantajlan Avantajlar Diğerlerine nazaran d üşük b ir en e rji ger eksinimi

ile yüksek p artikül ( inc e - iri) toplama verimi elde

edilebilir

Dezav an t

İlk maliyet yüksek Gaz-buhar s ıcaklık

ajlar

dururnları nda

partikül

gaz

(partiküller,

kompozisyonları ve

Kuru toplama ve yok etme

partikül yüklerinde) i nip - çıkmaya duyarlıd ır

Düşük basın ç kaybı

Büyük alana gereksinim

Miniınun1

bakım

gereksinimi

sürekli

operasyon dizaynı basınç

(1 50

2 Ibf/in

)

Yüksek voltajda personeli korumak veya

vakun1

k oşu lla n altında iyi operasyon Yüksek

sıca klıkta

(704

Yanıcı gaz veiveya yarncı p artikül t oplanması işleminde patlama riski

Düşük operasyon masrafı Yükse k

akış,

°C

( 1300

F))

iyi

operasyon

146

özel

tedb irler gerektirir Gaz iyonizsyonu esnasında şarj-deşarj elektrodu n egatif

olarak ozon üretir

Uzman per s onel ihtiyacı

Büyük gaz akış oranı

için

Yeni Yöııtemle Demir İçeren Baca Tozlarmm Önlenmesi ve Değerlendirilmesi Ş.Aibayrak,F. A.Şiri n,A.A.Kocacık,N .Ediz

SAL Fen Bilimleri Er.stitüsü Derg;s1 6.Ci!t, 3.Say1 (Eylül 2002)

DE1\1İR İÇEREN BACA GAZININ TEMİZLENMESİ VE DEG·ERLENDİRİLMESİ

değerlendirilebilir kısımları da kazanılnuş olur. Atıklar gerekli işleme tabi tutulduktan sonra gerek fabrika içinde

tekrar

gerekse

kullanılır,

farklı

hammadde girdisi olarak değerlendirilir.

VII.

alanlarda S istem üç ayrı aşanıada verilmiş tir. İlk aşama baca

Bu sayede

ekonomik bir katkı sağlanırken çevre kirliliğinin de

gazından toz lann tuhılduğu kısımdır. Baca gazı ıslak sildondan

önüne geçilrniş olur.

özelliğinden

tutma

tutulur (şekil

1).

Arıtılmış olan baca gazJ da baca ile dışarı verilir. İkinci

aşama ise turulan tozların kurutucudan geçirilerek s1v1

f Envanter Y ön�timj

kısn1ın ayrıldığı bölün1dür (şekil 1 ).

Envanter kontrolü

Son aşamada

tozlann değerlendirilmesidir.

Hammadde kontrolü

Bu amaçla çalışmamızda iki ayrı sisteın verilmiştir.

Üretim Proseslerinin modifikasyonu

Birincisi günümüzde bazı işletmelerde kullamldığı gibi

İşletim ve onarım İşlemleri

tankı

reaktör

bir

IIammadde değişikleri

içerisinde

uğranuş

korozyona

Proseste kullamlan teçhizatın ınodifikasyonu --uc im

Suyu n

faydalanılarak tozlar ıslak olarak

Tablo7. Atık azaltına teknıkleri [?)

geçirilir.

demir

seyreltik tozlarının

H2S04

ile

tepkimeye

sokulduğu kesikli sistemdir. Burada Fe(OH)2 + H2S04 <=>

Azaltına

FeS04 +2H20 reaksiyonuna dayanarak demirsülfat

gübresi elde edilir.

Kaynakta ayırma Konsantrasyon

Şekil

2 'de

akım şeması verilen pioseste, depolanmış

olan korozyona uğraınış

iyileştirme, Yeniden Kullanı labilir Hale Getirıne

verilir.

Yerinde ye .. iden kullanılabilir hale getirme

Burada

sülfirik

deınir tozları reaktör tankına asit

ile

100-150

°C

'de

reaksiyona sokulur. Oluşan demirsülfat çözeltisi vakum

Tesis dışında yeniden kullamlabilir hale getirme

filh-eye verilerek demir sülfat sıvı

Çıkan

kısmıdan ayrılır.

dentirsülfat kullanılabilir yerlere gönderilirken

sıvı ve asit karışuru seyreltıne amaçlı kullanılmak üzere

asit tan.kına verilir.

Tem1z Gaz Bacası

Baca Gazı -

. -' - /K .71\.- '7'r'::

Islak Siklon

1 ""'

rı.1

Hava ı

Kurutu cu 1"'

Siklon

Toz

Şekıl

r:ın

ı l ll

l. Demir içeren ba(:a gazından demir tozlarının tutulması

147

ı- n ll

.J l J ı

Helezon ıJJ}lJ)JJ)]lliJ

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü 6.Cilt, 3 Sayı (Ey:ül 2002)

To1Jnnnan Önlenm�i ve U�ğcrlendirilme ı Ş.Aih�ıyral{,F. . 'irin. . .Kocac1k, ·.Ediz

Yeni \'tiılft.•rnlc Dergisi

Ih·mir· İçt·n�n

Bat.·u

Ii "' SO-ı Tankı -

FeO

Rcaktör Tank1 V .1kum Filtre Buhar

Seyrcltik I-I2S04 FcS04

Şekil 2.

Demirsülfat eldesi akım şeması verilen sistcn1de üst girişten seyrcllik sülfir ik asit alt

ve fıziko-kimyasal yeni bir yönten1

İkinci sistem basit

girişten ise dcınir to/.ları vcriln1ektcdir. 1-lelczonda bir

olan helezo n yöntenı.idir. Helezon sistenu bir helezon� ayarlanabilir

araya gelen asıt ve demir lozları denıir sülfat gübresi

helezon şasisi ve açı verme ünitesinden oluşrnuştur [8].

oluşturur. Bu sisten1in en öncınli Ö7elliği basit, sürekli

Ayrıca giriş ve boşaltın1 ağızlarında H2S04 ve FeS04

ve ekonomık bir sisten1 o1uşudur.

bir motor,

bir

frekans

ayarlayıcı

depoları bulunmaktadır. Şekil

dede akını şeması

HıS04 Deposu

FeO Deposu

�� •

·-

ııU

.\\

�

--...JlU...l1.l .ı.ui. l.

Devir

•

FeS04

..ı

D e p os u

Atık Şase

Şekil3. Helezon

Ayarı

sısteminın bi·· görüntüsü [8]

148

Yeni Yöntemle Demir İçeren

SAl; Fen Bilimleri Enstitüsü Dergısi

ve Değerlendirilmesi Ş.AJ bayra�F . A .Ş i rin,A.A. Kocacı k, N. E diz

6.C'ill, JSay1 (Eylul 2002)

Vlll. SO�lJÇ

İRDELEME

KAYNAKLAR

Bu ç alışmad a tozların baca gazından anndırılmasında olarak

temel

gidericiler ve

siklonlar,

filtreler,

elektrostatik

[ 1 ] Gilber t M. :Mast e rs Introduction to Envirornental ,

toz

Engineering and Science, Second Edition

ıslak yıkayıc1ların kullanıldığı, bunun

yanı sıra bu yöntemlerin kuruluş ve işletme maliyetleri

toz

Baca Tozlarının Önlenmesi

gide ıme

verimleri

gö st erdiğ i görülmüştür.

bakımından

[2]M.

farklılıklar

Tuna

Aparatlar,

Şimşek,

Lisans

Endüstriyel

Tezi,

Toz

Duınlupınar

Önleyen

Üniversitesi

Mühendislik fakült esi l\1akine Bö l ü ınü , Kütahya, 1 197

[3] Danny D. Reib1e, Fundamentals of Enviromental Günüınüz Dün yasında önemli olanın doğa dengesinin bozulmamas ı yeniden

için,

geliştirilen

değerlendirilebilir

sistemler

ürünlere

Engineering, Springer-Lew·is Publishes

[4] D oç

attk:]ann

İ.

Dr .

Ersen Kalafatoğlu, Toz Gidericiler,

Ma mar a Tübitak Kütüph anesi

dönüştürülnıesi

yada en azından atık miktarının en aza indirilmesi

[5] PeıTy W. Fisher, Ph. D., Kaushik Deb Dames &

amacını gütmektedir. Bu amaç doğrultusunda da bu

Moore,

çalışmada baca gazının

r:tık

maddelerinde

s ağla nmı ş

tır

tım ı yapılırken aynı zamanda

yeniden

değerlendirilmesi

and

Tecnologıes")

Tecnology Handbook

Govern1ent lnstıtutes

olarak atmosfere verilirken heın de n ihai ürün olarak

Atık Azaltına Tekniklerinin Uygulann1ası", Türkiye'de

_aineralce zengin tarımda kullanıma elverişli bir gübre

Çevre Kirlennıesi Öncelikleri

edilmiştir.

sistemlerinde

Ayrıca

baca gazı

Scıence

Control

[6) Nurdan Büyükkamacı, Ayşe Filibeli, "Üretimde

elde

hem

Enviromental

Pollition

teınizlenmiş

Böylece

"Air

dernir

sü l fat

yumaklaştırıcı olarak

arıtma

Sempozyumu, Gebze,

l\1ayıs, 1997

[7] Alosman �.S., Ko pul e v B .A., Sanayi Atıklannın

oldukça sık

Kaynaklı

kullanılrn ı.ctadır. Sonuç olarak amaç yeni yöntemle

üstün veriın1ere en kısa ve en ekonomik yolla ulaşmak

Tekniği, Kimya Sanayi Dergisi,s:

ve ınünıkün olabildıgince atıkların değerlendirilmesini

1986

sağ layarak at1ksız teknolojiye u laşmaktır[ S].

Doğal

Atıkların

Değerlendirilmesi

18-47, Moskova,

[8] Asude Ateş, Burhan Sümer, :\1irali S. Alosman, "Evsel Atıksulann Yeni Bir Yöntem Olan Helezon Sistemiyle Ulusal

Doğal CaC03 'lı Bileşiklerle Arıtılması",

Sanayi

B ildiri]er

-Çevre

Sempozyumu

I<itabı, Mersin Üniversite si,

Sergi s i

Mühendislik

Fak., Çevre Müh. Bölümü, M e rsin, 25-27 Nisan 2001

149

Fen Bilimlerı

EJckl rokoagülas} un ilr Su Arıtımanda OPL

Enstitüsü Dergisı

1'. "adak,

6.Cilt, 3 Sayı (Eylül 2002)

ELEKTROKOAGÜLASYON İLE :

su·

ARITIMJNDA

Tuba SADAK, M. ��li

Özet

M.A.yalçın

OPLC UYGULAMASI

Yi\LÇIN

Son yıllarda, endüstriyel üretinı tesislerinin

ygulama§ı

•

I. GIRIŞ

kontroi devrelerinde, programlanabilir mikroişlemci tabanlı cihaziarın yoğun olarak kullanılmakta olduğu

yurdumuzda

otomasyon uygulamalarına ihtiyaç ar ttıkça, ar-ge çalışmaları bu ürünler i verecek cevap geliştirmeye ihtiyaçlara Endüstriyel

arttığı

hızla

eğilimin

Lojik gelişimi ile

�özlenmektedir. Bu cihazlar Programlanabilir Kontrolörler yani PLC'Ierdir. PLC'nin birlikte

nesil

yeni

fonksiyonlu

çok

üretim

iletken

Yan

yönelmiştir.

PLC'ler

ile

süreçlerinde

iletken

yarı

de vTe

elemanlarnun

devre

elemanlarından

üretiJm•r dr. Bunlardan birtanesi de PLC ile Operatör

geliştirilmesi

Panel'lerini birleştiren OPLC'Ierdir. OPLC'ler pek

meydana gelen röleler kullanıln1aya baş1andı. Bu rölelerin

çok endüstriyel UJ'6Ulamada kuiJan•labilir.

hareketli parçalarının olmaması nedeni ile aşınma ve ark Yarı iletken

gibi sorunlardan da kurtulunmuş olundu. Bu

çalışmada

arıtımı

Programmable

sistemin

devre

Operator

Panel

olarak

yani

OPLC

ile

endüstTiyel otomasyon uygulan1alanna büyük yenilikler

Controller

Logic

paralel

ile atık

Elektrokoagülasyon

elen1anlan n1e ydana

gelişmelere

teknolojisindeki

gelen bılgİsayar konusundaki gelişıneler=

otomatik hale getirilınesi incelenmiştir.

getirnıiştir.

Anahtar Kelimeler : PLC, Elektrokoagülasyon, OPLC

Bil gisayar tek noloj jsi n deki yeniliklere, endüstriyel üreti ın süreçlerinde

Abstract

programn1able

recent at

control

devices

bağlantılar

are

o ur

country.

These

devices

yardınu

ile

gerçek1eştiri1mişbr.

büyük kontrol panalarma ihtiyaç duyulmakta,

manufacturing plant. This tendeney is also getting

increase

PLC 'ler Özellikle

büyük sistemlerde röle sayısırnn çok olması nedeni ile

industrial

geliştirilen

eldenineeye kadar elekiriki kontrol devreleri röleii lojik

that

observed

based

microprocessor

used

frequently

years,

için

kullanılması

montaj

b ak ı m çalışmalarına daha fazla zaman ayrılmakta idj.

are

Together

Prograınmable Logic Controllers, PLC's.

Endüstriyel

\-Vith developing PLC's, multi function ne\v gencration

olarak

üretim

kullanımı

süreç l e rinde PLC'lerle

bilgisayarıa n n etkin

başlamıştır.

PLC'lerin

had

been

OPLC,

which

kullanılma ya başlamasından sonra çok karmaşık kontro 1

integrates Operator Panel and PLC. OPLC can be

süreçleri dahi endüstriyel bilgisayar da denebilecek bu

used in nıany industrial applications.

cihazlarla

Programmable

Logic

manufactured.

One

Controllers of

them

içinde

panosu

(r öleler

In this study, a \Yaste w at er treatment system with electrocoagulation is examined. Also this

geliştiri. lmeye

ba şlamış tır .

elektromekanik

bulunan

been automatizcd with the use of an OPLC.

Key �Vords

elernanların

PLC

bulunduğu dunın1 ve bu b ilgil er PLC

Bir kontrol s ürec i nde makinenin içinde :

gılayı c ılar tarafından algılanılmakta giriş birimi ile alınmaktadır. PLC' de işlenen bilgiler çıkış modülü y ar dımı ile iş elemanlarını veya onları tetikleyen kumanda e l enlanları n ı eneıjilemektedir. Günün1üzde PLC'ler endüstriyel uygulamalar ın p ekç ok alanında kullan ı m yeri bulmuştur . 1-\.ncak otomasyon süreçlerinde ge ne llik le pnöınatik kontrolün i şlerncı gurubu olarak kullanılmaktadır. PLC kontrol sistemlerinde, kullamm sistem tasarımı, ışletime alma ve b akım çalışmalarında

PLC, Electrocoagulation, OPLC

TLba Sadak, Toprak İlaç A.Ş., tubasadak@hotmai1.com M Alı Yalçın, Sakarya

Elektrik

kontro1

zaman röleleri, sayıcılar) hemen hepsi

yapısında bu lunmaktadır.

system has

Klasik

Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,

Elektro:ıik MJ'ıendisliği Bölümü: Esentepe Kampüsü. 54 ı 87

SAKARYA, valcin@sakarya .edu.tr

büyük kolaylık getirmiştir. [ 1]

150

SAU Fen Bi Jimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt� 3.Sayı (Eylül 2002)

EJektrokoagülasyon ile Su Arıtimmda OPLC Uygulamasa T.Sadak, M.A.yalçan

Biıirru (CPU) ya d a

Merkezi İşleın . . Mikroişlem U nit esi (MPU) •

II. PROGRAMLANABİLİR LOJİK

Hafıza : PROM, ROM, RAM vb. Çevre ile haberleşmeyi sağlayan

•

KONTROLÖRLER

•

Giriş\Çıkış (I\0) bölümlerinden

oluşur. [2]

PLC d en e bil e c e k ilk örnekler, 1968 yılında, daha sonra

ismi M odico n olarak değişecek olan Bedford fırn1asının da nışman mühendisleri tarafından geliştirildi. İlk PLC General Motors Hydromatic Division için bilgisayar kontrol sistemi olara k dizayn edildi.

Saat 'ıj

lı

--- -·--- --

Salt Okunur Bellek (ROM)

)

Rastgele Erişinıli Bellek

(RAM)

K omut Depolama

İlk

mod e l

bir seri halinde 1970'li yılların başlarına kadar devam etti ve 184, 384 modü lleri ile tanıanıl�ndı. Bu period boyunca Modicon 284, I 084 ve onları takip eden 484 olmak üzere birkaç ınodel daha üretti. 484 nıo d e l i bir işl emci ile 256 giriş ve 256 çıkışı Lrontrol edebiliyordu. olan 084

yılında Gould şirketi tarfından satın alındı. 1978'de diğer Modicon PLCs'leri ile veri tTansfeıi yap ab ileu Modbus data network dizayn edıldi. 1980'de Modicon küçük, kc-npak, düşük fiyatlı PLC sistemi olan 84 Micro 'yu piyasaya sürdü. Bu sis tem 64 I\O, sayıcılar, zatnanlayıcılar ve n1atematiksel fonksiyonları kapsıyordu.

-·-· --.-

MPU

Veri Depolama

ı -

�---4--....-·--+-- ---···"·'" ----"--

r-. .. ....

-··-----

ıı

-ı

... . ı

·-

�

-·

R61elel'

.. _,._,]

Anahtarlar i

l i--

-___.___ ---

,__..

_!,By-s

-�·-·· -·ı ı

Giriş Kapıları

··--

-M�:�--r-·--· 1 ı·�---ı -·ı. j !

-·

Lambalar

boyut), 884 ve 984 sistemleri ile sonuçlandı. Bu modüller analog giriş, an alog çıkış, analog ınultiplex, solid state röle, Proportional Integral Differantial (PID) kontrol içeriyordu .

··-

Çıkış Oevreler1

Modicon 1 977

Daha sonraki gelişmeler 584M (orta boyut), 584L (büyük

[s�

sörl

___

Girlf Hatlar

Çıkış Ha.ttan

Şek i 1

1 . İşlemci Sistemi B !ok Diyagramı [3]

•

II.l. lşleınc i

III.

PLC'nin çekirdeği mik:roişleıncidir. 1970 'te ilk olarak geliştirilen çip, entegre devre (IC) üzerind e bulunan birkaç diyot, direnç, kapasitör ve transistörden oluşan 4 bitli k biT üniteydi. Birkaç yıl som·a, IC'leri Orta Ölçekli Entegrasyon' l ar (Medium Scale Integration, MSI) iz ledi. Bu, her çip üzerindeki komponent sayı sının 100 civarında olmasına izin verd i . MSI, Geniş Ölçekli Entegrasyon (Large Scale İntegration, LSI) tara f ın dan jzlendj. LSI herbir çip üzerinde 5.000 ile 10.000 tra ns istöre sahipti. LSI'dan sonra herbir çip üzerinde 600.000 civarında devre içeren Çok Geniş Ölçekli Entegrasyon 'lar (Very Large Scale lntegration, VLSI) geldi. Mikroişlemci saat-sürümlü zaman-a r dı ş ıl bir devredir ve sayısal bir bilgisayann Merkezi İşl em Birimi (CPU)'su ile uyun1ludur. Bir mikroişlemci, veri depolamak için kullamlan Rastgele Erişimli Bellek (RAM), program kon1utlarının depolanması için kullanılan Salt Okunur l3el1ek (PROM), dış dünya ile haberleşmeyi sağlayan arayüz devreleri ve g üç kaynağının bir kombinasyonudur. PLCs 'ler

151

ELEKTROKOAGÜLASYON

Dünya nüfusunun büyük bir kısmına temiz su temini en önemli ko nular d an bugün insanlığın karşılaştığı biridir. Üçüncü dünya ülkelerinde temiz su ihtiyacı kritik konuındadır. Nehirler, kanallar ve diğer su h a zne l er i endüstriyel atıks ul a r ın gelişigüzel deşarjı ve antropolojik aktiviteler ve doğal olaylar nedeniyle kirlemniştir. Antropolojik aktiviteler ve doğal olaylar bir çok ülkede yer altı sulan nın arsenik ile kirlenmesine neden o lmu ş tur. ,

Atıksuların tekrar kullan ımı mutlak gereklidir ve gelişnuş, çok etkili ve pahalı olmayan atıksu arıtma teknikleri gel iştirilmesi gereklidir. Atıksu arıtma teknikleri nitrifikasyon iç.in biyolojik ışleınler, denitrifikasyon ve fosfor giderme gibi biyolojik işlemler ve kiınyasal ilaves i gerekli olan fiziko-kimyasal �şlemleri kapsar. Yaygın kullanılan fiziko-kimyasal ış lemler filtreleme, iyon-değiştirıne, kimyasat çöktürme, . karbon oksidasyon, kımyasal adsorbsiyonu, ultrafıltrasyon, ters osmoz, elektrodiyaliz, buharlaştırma ve gaz giderimidir.

ElekCrolwa�ülasyon ile Su Antımında OPLC U)·gulamas1

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.C1:t,

T.Sadak. �1.A.yalçan

3.Sayı (Eylül 2002)

Elektrokimyasal

teknoloji

oln1ası

geliştirilebilir

kimyasal ilavesi gerektirmemesi dolay ısıy l a üınit verici bir

teknolojidir.

elektroflotasyon

elektrokoagiilasyon,

teknoloji

elektToflokülasyonu kapsar.Her

IV.2. Unitronics M90 Mikro OPLC

elektrodekantasyon

n e kadar bunlardan biri

ticari balamdan uygun ise de, kü çük bir biJimse) uyarı alrmştır.

işlem

dezavantajlannı

azaltan

elektrokoagülasyon ani aşılamamıştır iyonların ın

klasik

bir

uygulamadır.

te kn i kl e

tekniklerinin

arıtma

uzaklaşfırma etkisine

otomasyonunda

Fakat

mikro

bir

ile

antımı

yapan

sisternın

M90 kullanılnuştır. M90 Koınpa kt bır kon trolö rdür ve

Unitronics

OPLC'dir.

henüz

açıkça

operatör pane li ile ent e g re edilmiştir. Basit kontrol işlevi

atıksudan

metal

hem e vs e l hem de endüs triye l uygulanıalar için uygundur.

mekanizn1ası

Elektrokoagülasyon

eden faktörler

tesir

:N190 a nalog kontrol, CANbus ve genişleme portu gibi

vard1r.

çeşitli yeteneklere sah ip değişik n1odeller olarak piyasaya s ürülmüştür. M90 'ın bu öze11ikleri

III.l. Teknoloji

ç evre koşullan açısından esneklik kazandırır.

Elektrokoagülasyonla atıksu _Jopülarite ile

hem zaınan hem de

antımı.

sııurlı

başarı

20. yüzyılda uygulan d ı. Son on yı lda bu ,

teknoloji güney Amerika ve Avn1pa'da metalleri içeren atıksulann

endüstriyel

arıtıln1asında

kullanılmaktadır.

Kuzey }_-1erika'da elektrokoagülasyon kağıt endüstris( maden ve metal iş lem e endüstrilerinde birincil atıksu antm ak için

kullanuıoaktadır.

I II.2. Koagülasyon ve Elcktrokoagülasyon

kolloidal

Koagülasyon,

süspansiyondaki

iyonlar ile karşı lıklı

partikülleri be nzer

yilldü

çarpışma ile

nötralize etmek ve bir araya toplanma (aglomere) sonrada çökelme ile sonuçlanan bir fenomendir. Koagülant uygun kimyasal

madde

formunda atıksu

[Al2(S04)3l8H20] kullanılan

bir

mekanizm a sı

antımında

kimyasal daim a

Alüminyum

eklenmiştir.

yıllard1r

maddedir.

tartışma

Koagülasyon

k onusu

Koagülasyon kol loidal paıtiküllerdeki

çokça

olmuştur.

bir nok tad an net

yüzey yükünün indirgenmesi ile sebep olduğu kabul edilmiştir. Elektrostatik itme ile stabilize edilir, van der walls kuvvetleri ile birbirine yaklaşarak

ve bir araya toplanmasına izin verilir. [4]

bir

Şekil 2.

lJn·tronics M90 \1icro OPLC

arada tutulur

Ş e ki l

2' de

gösterilen

operasyon

paneli

operatör

arayüzünü

sağlar. M90 operasyon paneli, LCD yazı ekranı ve tuş takımı iç erir. LCD ekran, ope ras y on

IV. OPLC

komutlarının gösterilme sinde kullanılabilir. Bu ö zel lik

IV.l. OPLC nedir?

M90 'ın ç ok kolay kullanılmasını sağlar. Operatö r tuş M 90 bilgileri ile haberleşrnek ya da varolan takımı,

OPLC, Operatör Paneli (OP) ile PLC'yi entegre eden yen i nesil bir üründür. OPLC 'nin, ön panelinde operatör arayüzü bulunur fakat arka yüzünde PLC n1odülü

ile

verileri

değiş tirrnek

için

kullan1r. M90 ile operatör arasındaki bu haberleşn1e arayüzü, İnsan Makine Ara birimi (Human Machine İn ter face , HMI) olarak tanımlanır.

bağlantısı mevcuttur. OPLC yer ihtiyacını azaltır, programl ama y ı kolaylaşt1ru

M90 operasyon panel i Bil gi Modu (Information Mode)

ve toplam sistem mali yetini dü şürür.

olarak

OPLC'nin

giriş durumları ve zamanlayıcı değerleri gib i sistem verileri ile ilg1li bilgi verir.

adlandırılan e k bir özelli k içerir

operatöre

önemli

avantajlarından

b iri

eşsiz

programlama özelliğidir. OP ve PLC'nin tek bir modülde

birleşmesi farklı devrenin iki z orunl uluğ unu ortadan kaldınr. [ 5]

IV.3. Teknik

programlanması

152

Öze1likler

Bilgi

modu ,

Bılirnleri Enstitüsü 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

SALi Fen

Derg1si

Elektrokoagülasyon ilc Su Arıt•mında OPLC Uygulaması

T.Sadak,

Sistemde Unitronics OPLC'nin :rvf90 Tl modeli kullamlmıştır. Bu modeli n teknik özellikleri aşağıda gösterilmiştir.

Güç Kaynağı Sayısal Girişler Sayısal Ç ı k ı ş l a r I/0 Genişle me Portu

CANbus Ağırlık

Bu uygulama da elektrokoagülasyon ile arıtma yapan bir sistem. Unitronics M90 OPLC i le otomatik hale

Şekil 4'te blok diyagramı verilen sistemin progra nilaruna kademeleri aşağ1da verilmiştir.

Yok

getirilmiştir.

260grf6] 2. M90 için 24 V DC Güç

Kaynağı

Devre

Koruma Bemanı

::-: ı...: c � c- c . ::.J CJ :::J -::ı Q :::; o ı::J CJ

tO Iı I2 13 t4 IS 16 t? 18 I9 tlD D1

Çıkışlar

t"t_.,.. ..,... _

...... . . . _

Şekil

3. M90 Tl 1/0

SONUÇ

24VDC 12 pnp (source) jnput 12 pnp (source), 24 V OC Var

+V ·�-r-.,.--�� --.---r--r-r-r ·�·--r-- O '1

Girişler

M.A.yalçın

Devre Koruma Elemanı

Bağlantısı

153

Reaktör tankındaki su üst seviyeye gelene kadar dalgıç pompa çalışır. Reaktör tankındaki su üst seviyeye geldiğinde, tanktaki pl akalara 24 V OC enerji istenilen süre boyunca uygulanır. Reaksiyon bütikten sonra tank.taki su alt seviyeye gelene kadar ( 1. kademe) 1 nolu selenoid vana açık olarak suyu filtrasyon kademesinden geçirir. 2. kademe seviyeye gelindiğinde 2 nolu selenoid vana açılıp ( 1 nolu vana kapalı) oluşan çamur deşarj edilir. Ça mur deşarj edilirken dalgıç pompa da tank do]ana kadar çahşır. Transfer pomp ası çamuru istenilen dakik a boyunca deşarj edip durur ve 2 nolu vana kapanır. ( 1 nolu vana da kapalı) Dalgıç pompa tankı doldurduğunda reaksiyon tekrar başlar.

Elektrokoagülasyon ile Su Antımında OPLC Uygulaması

SAU Fen Billmleri Enstiti.!sü Dergisi

T.Sadak, M.A.yalçJn

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

ÇlKlŞ

24VDC

GIRIŞ--

--··--

�

.-----

DALGlÇ

---

-·- - - -

POMPA

·--

,.----------�

TRANSFER

REA.KTÖR

PO M PASI

____ı

-_ _ ___ __ _ _

L-

.ı

NOLU '/ANA

1 ..

-- __ -

--ELuvANA

�

[- ;

�l :_ı

I DE

__ _ __

Şekil 4.

Sistcnı Blok Diyagramı

Unitronics

OPLC'nin

programına

örnek

olınası

amac1yla, sistemin progranundan ufak bir kesit aşağıda verilmiştir.

154

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü 6 C:it, 3.Sayı (Eylül 2002)

Dergısi

Elektrokoagülasyon ile Su Arıhnunda OI•LC Uygulaması T.Sadak, M.A.yalçe n

UNtTRONICS M90 OPLC -·-

.... -··---... ---

MB li re::;c>t bıti

•••••

Sf lt 1 D

Ml o

Out o Dalgıç Pornoa ( p :

[·jarkon 1

Out 1

re<:ık!",:yo•ı çııc:ş, { r� ) MB O i<ca�ryfll'ı Rıtt

Out 2 Tr;;ınstP; Pornprisı ı n J

( R J

MB 1 stttrt bllı ( � }

Out 3 Ç-ık.ış Sel•.ınoiı.lı (

MB 2 da'gıç poıııp;.ı t�ıı ( 11 )

MB 3 . t;f:!)·:jnı b�ı

MB 5 2arr..:ı ı ı V311ıı::ı

7,ımc)·1

gı'!Ç;Ş '

( ıı J

rAB 4

Jısp19y !>ılı

< r� }

Proıı:ıct

d��ıeme2 U<lO ---------- ·------

-----

Şekil 5. Progranı

· - ·-· -

Ömeğı KAYNAKLAR

[1]

Teknik Otomasyon, "Progranılanabilir Lojik Kontrol

Organları"

ss 4

[2 ]http:/1'::""·vv\V. csj1ısb. edu_./i ntenlş__hi.p/p�ıpers/pr�berts/Qlc. htn1l "IndustTial Control Automation - Programmable Logic Controllers" [3] Job Den Otter, "Progr ammable Logic Controllers, Operation, Interfacing, and Programming" 1988 ss 51 [4] M. Yousuf A. Molla� Robert Schennach, Jose R. Parga,

David L.

Cocke,

''Electrocoagulation (EC) -

Scienc e and Applications, Journal ofHazardous Meterials 1384 (200 1) 29-41, 23 December 2000 [S]

P;:ıge

)Jttp.:/ 1vv'\Vw_.astratecb.co.tl1findustrial/n1inıcon. h tn ı

[6] :v190 tvficro OPLC User Guide ss ll, ss57

155

-- ---

------·-------ı

0!>.21 02

14 15.27

So me New Sequence Sp ares Dcfinrd by A Sequence of Orlicz Jı'unctions

SAU Fen B11im1eri Enstitüsü Dergısi

6.Ci lt, 3 .Sayı (Eylül 2002)

T.Böyük, M.Başarır

SOME NEW SEQUENCE SPACES DEFINED BY A SEQUENCE OF ORLICZ FUNCTIONS Tuncay

BÖYÜK,

Metin

BAŞARIR X

M(x)=

Ozet-Bu çalışmada, regüler bir matris ve bir Orlicz ••

fonksiyon

dizisi

yardımıyla

üç

yeni

dizi

where q, known as the kernel of M is ,

uzayı

right-differentiable for t � O, q(O)=O, q(t)>O for t>O, q is nondecreasing , and q(t)� co as t-> co .The space !M is closely rela ted to the space IP w h ic h is an Orlicz sequence space v1ith M(x)=xP; 1 � p< oo.

tanımlayıp bazı özellikleri incelendi.

Anahtar _'f.elimeler- Dizi uzayları,Orlicz fonksiyonu. Abstract-ln this paper, we introduce and examinc r

Jq(t)dt

'�e properties of three sequence spaces defined

Recent ly, Parashar and Cho u dha ry[ S ] intioduced and examined soıne properties of fol1o�·ing four sequence spaces defıned by Orlicz function M:

by using a regular matrix and a sequence of Orlicz

functions.

Key words-Sequence spaces, Orlicz function.

Let p=(pk) be any sequence of p osi ti ve real nun1bers.

z�.t(p)=

I.INTRODUCTION XECU:

Let lrr.ıand c denote the Banach spaces of real bounded and convergent sequences x=( Xn) normed by ll x ll =supJ Xn; respectively.

The space !M Vlith

llxJj =inf

for

sonıe

W o(\'l,p)

p )0:

for

k=l\

for sonıe Pk

-I n

k=l

some

p>O

�o as n�oo ,

-+O as n�co ,

p>O XEaJ:

for

p >0

Wcc(M,p)=

sup I: n

sonı e

k==l

(

p >0

1 xkj

�

\Vhen Pk=l, for all k, then /M(P) b ec on1es !M. Iftv1(x)=x then the family of sequences defined above become l(p), [c,l,p], [c,l,p]o and [c,l,p]oo respectively. We denote W(M,p), W o(M,p) and W r/J(M,p) as W(M), W0(1\1) and Wo-iM) w·hen pk= 1, for e ac h k.

<oo

XECV:

n orrn C()

k=I

Lfor sofne p>O and f>O

Lindenstrauss and Tzafriri[3] used the idea of Orlicz function to construct sequence space

<oo

XEüJ:

W(M,p)==

An Orlicz function is a functi on M: [O,oo)-�[O,co), which is continuous, non-decreasing a nd convex with M(O)=O, M(x)>O for x>O and M(x)�oo as x-4co. If convexity of Orlicz function M is repla c ed by M(x+y)sM(x)+i\.1(y) then this hınction is called modulus function defıned and discussed by Ruc kl e[ 1] and Maddox[2].

Let M=(Mk) be a sequence of Orlicz functions and that A =(an k) be a regular matrix. We define

becomes a Banach space which is called an Orlicz sequence space, whe re (J) be the family of real or complex scquences. An Orlicz fun ctio n M can always be repre sen ted (see Krasnoselskii and Rutitsky[4],p.5) in the integral form

Vl 0(A,M,p )=

XECO:

I ank k

for some p >0

T. Böyiik; Kuzuluk �1.Soykan Elementary School, Akyazt-Sakarya

W(A,�1,p)=

M. Başarır; Department of Mathcmatics, Sakarya C n iversitv ; .

156

s uppo s e

Some t\ew Sequence Spaces Dcfıned by A Scquence of

SAU Fen Bilın;eri Enstitüsü Dergisi

6.C1lt, 3.Sayı (Eylül 2002)

xEcv:

Orlicz Functions

T.Böyü� M.Başanr

Pk 'ı j . e xk -40 L ank M k l p k )

for s ome p

XEW:

sup

L ank k

ll for some p >0 ll

<I:

as n-->-oo

k 2Pk

>0 and .f>O

Ww(A,M ,p)=

C Lank k

j ı lxk IYk + N! k Mk P2 Pı

lv[ k

Pı

k !Y 1 Mk Pı

L ank k

n___,. oo

<oo

bnear topological

C .oudhary.

Proof: {p

Tlıeorenr 1: Let p=(pk) be bounded. Then W0(A,M,p)

vV(i\,�1,p) and Vloo(A,M,p) are linear spaces over the

Clearly G(x)=G(-x).

/ ' IH }=O for x

set of complex numbers C.

(

The atlıers can be treated similarly. Let x,y E W0(A,M,p) and a,jJE C. In order to prove the result we need to find

and

I ank k

(

�

Pk \ lxk Pı

Defıne p3=rnax and convex,

�o' as

for a=f3 1,

Since M(O)=O, we

Conversely, sup p ose

ıx ı k

pE(O<pc <E) such that

il-400

P1c

�o, as n---j>oo,

sı.

SinceM is non decreasing

(jaxk + PYk j I a,ık M k l P3 k

Thus

(

(2iajpı, 2!BiP2).

some p1

�

H J

Suppose x

\axkl IPYkl Pk + I ank M k P3 P3 k

11 111

Then

157

::f::.

O for soıne m.

---7 ro

Let c�O

it follo\:vs that

get inf

G(x)=O:- then

=O.

This implies that for a given & >0, there exists some

P!c

By us ing Theoreml

l'ı;f k

W c sha11 only prove for W0(A,M,p).

and p2 such that

<1'

==1, 2,3, ...

ıve get G(x+y)<G(x)+G(y).

II.MAlN RESULTS

P1c

G(x) =inf

and

xy , E W0(A,M,p) , therefore there exist

ıs

.�-'\=(C, 1) Cesaro matrix, w e have the sequence spaces W0(M,p ), W(M,p ) and W,.c(M,p) that are defıned by S. D. Parashar and

Since

W0(A,M,p)

space paranornı.ed by

respective 1Y.

some p3 such that

�o as

Theorem2: Let H=max(l,sup Pk ) . Then W0(A,M,p) is a

defıned above becomes [A,p]0 , [A,p] and [A,p ]cm

Proof:

linear.

)

\Vhere C=max( 1 ,2H·1 ) . This proves that

When Nlk(x)=-x for aU k, then the family of sequences

When Mktx)=x for all

<1.

So me

SAU Fen Bil imieri Enstitüst Dergisi

6.Cilt, 3.Sa)'l

(Eylül 2002)

\Pm

which is a

�oo

11111

O for each nı.

p� � a"k (l M :

f(t)=

Let A. be any number. By definition,

k=1

ank Mk

is 1 >8>0 such that k

<8 for n>K,

1 f( t)/

for O<t <5. Let K be such that

then for n > K, Pk

ll1 /H

Thus

<1 ,

n=l,2,3, . . .

for n>K.

Remark: It can be easny veri fied that when Mk(x)=x, the n the paTanorn1 defined in W0(A,M,p) and paranann defined

where r=p/A..

in [ A,p ]o are saıne.

1 A.jPk <max( 1, :A-IH)

ank

is continuous at O. So there

Lank k=l

l!ı.l H

Then ( �;"x)==inf

E_t

t xk

n==1,2,3, ...

Since

2: k=N+l

S in ce M is continuous every where in [O,oo), then

Finally, we prove scalar nıultiplication is continuous.

)

contradiction. Therefore

G(A.x) = 1nf p

Orlicz Functions

T.Böyük, :vf.Başarır

x,ı m

New Sequence Spaces Defined by A Sequence of

max(l, lA! )

1/H

therefore

DejilıUion(Krasnoseiskii and Rutitsky[4],25):An Orlicz function M is said to satisfy �2-condition for all values of u, if there exists, constant K>O, such that M(2u)<Kı\1(u)

(u>O).

Hence

G( A.x) :::; max( 1, llıw IH) l

L\2-condition is equivalent to the satisfaction of inequality M(lu)<K.IM(u) for all values of u and for!> I. The

Theot·eın3:Let A be a nonnegative regular matrix, and M=(Yfk) b e a sequence of Orlicz functions which satisfies �ı-condition for all k. Then

< 1,

n==l,2,3,... Which converges

W0(A,M,p) w here \V0(A,M,p)=

to zero as G(x) converges to zero in

i) ii) iii) Where

-;.O, as n -)co forsonıe p>O

[ A p ]0= ,

For arbitrary 00

that

k=N+I

>0, let N be a pozitive integer such <

ank

implies that ro

k=N+l

ank A1k

ı ı

\Pk

[A,p]ocW 0(A,M,p) [A,p )cW(A,M,p) [A,p]c/JcW oo(A ,M,p)

{

[A,p]=

for s ome p>O. This

[A,p]oo=

XEW

Sn=

< �- ) J �

XECV

supn

I a11k \ xk \Pk k

as n �a:ı n -..::,oo

�

< ocı

Let xE [A,p l, then

Lank \xk -I\ Pk -')-O, as k

�o

Iank\xk-l\Pk -)Ü, as k

xEm:

Proof· (ii)

l/ l/H

I ank lxk !Pk

n�oo.

Let B >0 and choose 8 \Vİth 0<8<1 such that Mk(t)<E for Ostsö and for all k.

Let 0< ;l <1, using convexity of M we get

158

SAU Fen B !li mleri 6.Cilt,

Eııstitüsü Dergisi

Somc New Sequence Spaccs Defined by A Sequence of

3.Sayı (Eylül 2002)

Write yk=!

-lı

Orlicz Functions

T.Böyük, M.Başnnr

and consider

Lank(Mk(Yk))Pk=I k

where the firs t

is over Yk< 8 and the

summ ation

I ı

Y ,A

ll < r5

Since Mk

Mk is

continuous

k= lik

/...,

non decreasing and convex

k=O

k+ VkA.k.

Mk(2)

-1-

-2 1

Hence

L Mk(J·k)<

Therefore

and he nce

Mk [2( ı)] o

s e q ue nc e

therefore Yk

\V 1 =

X E (i) :

arguments we can prove that

Woo= XEOJ:

Theorenı4: i) Let O<infpk <pk<l, then

and hence xEW(A,M).

-l

(�Mk

Therefore

as n --j-

supn

1---;; L...J � x k j P k <oo

[1] \V.H. Ruckle, Canad. J. Math. 25 (1973), 973-78. [2] I.J. Maddox, Math. Proc. Cam b. plıil. Soc. 100 ( 19 8 6 ) , 161-66. [3] J. LindenstJauss and L. Tzafriri, lsrel .!. Math. 1 O (1971), 379-90. [4] M.A. Krasnoselskii and Y.B. Rutitsky, Convex Function and Orlicz Spaces) Groningen, Metherl ands 1961. [5] S. D. P ara shar and B. Chou dhary, Indian J pure appl. Math. 25 (1994), 419-28.

j l

) <s<l

for all n�'t�. This implies that P1c

REFERENCES

k=l

Pk � 0

Proof· It is tTivia1.

(ii): Let 1 <pk<sup Pk<co for each k. Let XE W(A.. �1) Then for e ach 1 >€>0 there ex1sts a pozitive integer N such that

"Lank Mk

then

1�pk<supPk<oo, then W(M)cW(M,p). iv) Let Ü<pk<qk and ( qk/pk) b e bounded, then W(M,q)c W(M,p).

bounded. Then

<I ank

iii) Let

xEW(A,�vtp). Since O<inf Pk <pk<l., '\Ve g et

,. L...Jank

all

k=l ii) Let O<infpk spk�l, then W(l\.tf,p)cW(M)

Let

1 xk -ll

Ce sar o matrix and M=(Mk) a

k-1

(

[A,p]ocWo(A,M,p) and [A,p]rocWoo(A,M,p).

�' 7; .i....J xk 1

W(A,M,p)cW(A,l\11) ii) Let 1 <pk <s up pk <oo, then W(A,M)cWA ( ,M,p). ( be iii) Let O<pk<qk and qk/pk) W(A,M,q)c\V(A,M,p).

where

k8-1 Mk��).n.Sn, which together with

s imilar

A=(C, 1)

I v/c

of Orlicz functions. 'fhen i) If M =(Mk) satisfies ô.2-condition for W1cW(M,p),WocWo(M,p),W cocW�(M,p)

2: <E llL ank yields [A,p]cW(A,M,p). Following

xEW(A,M,p).

Corollary: Let

Yok Mk(2) =k 8 Mıc(2).

< L: t�c +

2: t�c iik

k Iv1k(2) +_!_k Y k 8

for all k, it

� )]

SinceMk satisfics �2-condition for all k,

Proof· (i)

Mı<(yk) < Mk[l+(

Pk< qk

Take Ü< A <tvk· Define Uk = tk(tk > 1 ), =O (tk <1) and (tk >1), =tk (tk<1) .So tk= Uk + Vk and

1 +( Yk ) .

follo\\·s that

Mk(Yk) <

. Since

therefore Ü<Ak < 1.

an d for Yk>Ö we use the fact that

L: ank

Ak=

second su mmation over Yk>8. Since for all k

and

<Iank k

xEW(A,M,p).

(iii): Let x E W(A,M, q). 159

Bilgisayar Ağlarında Güvenlik Denetimleri

SAU Fen Bilimieli Enstitüsü Dergisi 6

L.Er·söz

Cilt, 3.Sayı (Eylü! ?002)

BİLGİSAY AR AGLARINDA GÜVENLİK DENETİMLERİ ÜmitERSÖZ Özet- B i l işim

ki ş ise l

sektöründeki gelişmeler kurumsal ve

verilerin

taş ın m :ı s ını

si s teml eri

bilgisayar

sağladı

gelişmeler

için

şu

çoğu

başlangıçta

hi zmet

güvenlik

�çıklarına sahiptir. Büyük ölçekli bilgis ayar ağlarının oluşturulması ve kötü niyetli s ald ırganların verdiği za r arların

izlenmesiyle güvenlik tedbirleri alanında

gelişmeJ��·

gözl en ın ey e

sağlamaya

yönelik

Sistem

başladı.

güvenliğini

ya z ı l ıml a rı ,

fire\vall

saldırıları

önceden sezmeye yönelik saldırı tespit sistemleri ve güvenlik sistemleri

açıklarını bil işim

tespit

amaçlı

zayıflık

g ü ve nlik

sektöründe

tarama

p oli ti k aları

olarak kendisini g öste rmektedir.

Anahtar kelimeler

Fire,vall,

Proxy,

sistemleri, Za y ı fl ık tarama sistemleri.

Abstract-

•

ü z erine

güvenlik tedbirleri ve tehlikeleri dikkate alınmadan gerçekleştiği

I. GIRIŞ •

Saldırı

tespi t

The de v elopments of IT sector provide to be

carried in stitutio nal and personal data on computer systems. Most of the services hav e security deficiencies because these developments were c ome true without to be p aid attenti on securi ty precaut i ons and hazards. The developments on the field of security precauti ons were started to observed as being constructed big

Günümüz, bi lg inin çok önem kazandığı, çok hızlı üretildiği ve kısa zamanda güncelliğini yitirdiği bir çağ olmuştur. Bilginin bu kadar önem kazanması, bi lgi teknolojilerininde çok hızlı gelişmeler göstermesine se bep olmuştur. Her ge çen gün daha modenı iletişim teknolojileri ve daha hızlı bilgisayar ağ yapıları ortaya konulmaktadır. Bilgisayarlar bu g elişmelerjn ışığında tek başına kullanılır olmaktan çılaruş, Internet ve kuruluşların Intranet 'i gibi büyük ağ y ap 1 lannın birer parçası durumunu alnuştır. B ilg i teknolojilerinin bu gelişimi yaşamımızın her alanında kendini göstermesine yol açmıştır; banka hesapları, s ağlık kayıtları, alış-veriş vb. Hedeflenilen nokta ağ üzeri n d eki hizmetlerin her hangi bir zamanda herhangj bir yerdeki kullanıcılara ulaştırtlabi lmesidir. telrnolojilerinin bu denli farklı alanlarda hizn1et vermesi çok kısa bir zaman zarfında gerçekleşmiştir. Bu kadar hızlı geçiş konularda hazırlıksız bazı yakalanılnmsı na, ge rekli alt yapı çalışmalarının tamamlanmadan çözümlerin üretilmesine neden olmuştur. Bu konuların başında hizmetlerin güvenlik destekleıi gelmektedir. Bil gi

scaled computer systems and bein g o bserved the bad purposcd attackers' haz ards. \vhich

obtain

detection

system

beforehand

and

The

se curity,

\Vhicb

network

obtain

vu lnera bility

firewall software sense

scanner

intrusion

attacks

systems

de tern1ine security gaps are secu r i ty policies on IT sector.

Key words

Firewall,

Proxy,

Network

SAÜ

Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilgisayar Mühendisliği

Bölümü, Sa�·u·ya, uersoz@ihlas.com.tr

büyüdükçe, dağ ıtık:lı ğı ve karmaşıklığı sistemlerin doğruluğunu, eksiksizliğini denetlernek ve hizn1etlerin süreklili ğini sağlama k zorlaşmaktadır. Sistemlerin işlerlığini koruyabilmek ve işlenen bil g ilerin güvenliğini sağlamak artık çok önem kazanmış ve güvenlik politikaları oluşturulmasını zoıunlu kılar duruma gelmiştit.(l]

intrusion

detection systems, Vulnerability sca nn er systems.

U. Ersöz;

Ağ yapılan bu arttıkça

Müdehale Ekipleri Koordinasyon Merkezi (Computer Emergency Response y ap tığı Teams Coordination Center-CERT/CC) istatistiklere göre 1997 ve 2000 yılları arasında rapor edilen bilişim suçlarının yıllar a göre sayısı geometrik olarak artmaktadır. [21

Uluslar Arası Bilgisayar Acil Durum

160

Bilgisayar Ağlar·mda Güvenlik Denetimleri Ü.Ersöz

SAC Fen B ilimleri Enstıtüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayl (Eylül 2002)

8ıS00

----

8,000

-�:: · ....

----- --

.,.. •

---

7,5100

-------�--

7,000

-------

G,500

------

..-_

;�� ...., ..

.·

6�000

� -

... .

.;.ı.'" -. ..

.. ;.•

-�·,.

--------�

·-----

s, soo

------- '-i-ı'.-�

5,000

4.500

�-----,

.... Al, 000

------

•

2 , 500

----

•

····-:-�-

:.: ·:·.;f.�..- �:-. �;.-

.. �:�.�.�t-:.1f!:1 r�. :.�.;iJ�..

--. ---·- ·.• . .

1 • llrtr'lo �

,.000 .J'V\J �

-�

� -

: t i t1�t:

i··'· : · ··: �. ; .·� -� ... .��'- :.:�:.��

-�

_____ _ __ _ _ _ _ -

1990

; .

_ • _•

��- ,.

19911

..:·� .-

1992

··--

�_, _c·-.- .__ . ·�.·-;.::. .

"';;._. .

�

. .

�-

- .._-, ''2"''-

1993

1991

:::

�!}Fı __

·�::

.. • ...

199'5

;

. 11

'·

l!:i2�� -·· :-•·�

.. � �"-.

l-.._'f ı

1996

:..

--------"'-oı.....,�,..n

a c ket sp

�

o n Hn

d e n la f of

s e rv

r..

. ,.·

- ti . ·u.

r- ..

· ��

_ __,

: -

�

"·

�

.. . . ı..l'

-····

.,' •

\,-

•

• •

" ,

�.

•

';:•

lt s •

---

.,·,

1900

1999

To o ls

•� e dis.trlbut�d atta.cktoo�s

��

ttac k s

p ro b e s 1 s c

a ''s

work mgmt. dlag,.astlc'S

h li .a c k hı u

b u r g: 1 a ri e- s A tt� c tı:

----

. .

u t ö nı :ıta d

aud

---

-�

w w 111

d 1 sa b fl n g

•

rı lff e rs

back ttoors

s es

s jo n

exp lo Uing l<rl{).VJfl vulna.rabiHU&

So ph isUc atlon.

password cracklng se-lf·reptlc:atln-g code

Lo w

Attackers

passworcl gu�sslng

1980

1985

1990

Internet'in ilk yılları nda güvenlik konusu önemsiz olarak gereken ciddi çalışma lar

yapılınamıştır.

Internet' in temelini oluşturan TCP/IP protokol ailesinin protokolündeki

güvenlik açıklan

1999

1995

Günümüzde en büyük bilgisayar ağı duıumunda olan

çoğu

. .

...

�

· •':··

1997

lrıtl'ud er K no wl�,· go

"stQafth,., J' advsncod s e a n rl lrı g te- c h n ı q u & s _......,.,._.

H ig h

göıiilmüş

•

'" ��M·ı . �- �!· i --��· ;t ; ·, "' · 'Lt. -··· ��:: -�:� ;1 ; � ,1\ / ·.c:r..;. 1f;ı···· .

�

... ,-:

•

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

.;:�;�;,�. �·�.i.:: �;;; -�! :r: ::·�.-•t r.·;.

--·� " " .., .n,.�..,

ı_

---

.. .. ;�' ...�� .---

,ô;.-:r.....t.

-:. l t·r :_

!�� ;;� �i-�

_,. , ·r.

- ..

�.:... ,..-·. "�".

.· , :�·,�� .::�� . � •• •

' • ·

��·

�

----------------- :.ı· c. ,·· ıo ıı l · � �'"i.�·� • ··� :.�� :-i��4 � ....; , 1 .":- .... .. '·'·'· .=•.··. . 1989

�r=.�f;y. : ·_ı� \�

.. ;'�;.::·{ :

. .. . .i· ! ·: -� . • •. , -------�--��t!tı:·· ;.,:: ·;.t· ..":i_1, · .. j;..r .. , ' -� ;;. , .· .:.� , .•. :,, _ <:··· -� - - · · -·

-- ----

"1'988

ı h1��!�,;,,:..,� -:· .. ?t� �.-·· -·:;ı�w·

- ---- ---------:----· . :-::;-. .. t .

�000

---

•

�"' :..x.

...

�._

�� t

•

---

::-t·. !i·

___ ., ._ -f:.:�, '!t ;

3,5100 3,000

Gizliliğe,

kurun1a

ait ve

üçüncü

şahıslar

tarafından

erişilmesi istenmeyen; kunım un finansal bilgi leri

üıiin

tasarımları,

bilgileri

organizasyon

yeni

faliyet

gösterdiği alana ilişkjn özel raporlar türundeki veriler için

yaklaşımı

gereksinim

doğıularnaktadır. Bu ağa bağlı kurum sayısının her geçen

ort amından

gün daha

bilgilerin ayr1lması ve Internet ortamından sadece gizli

da artması güvenliğin önemli bir problem

duyulur. ayrı

olması

bilgisayarların

düşünülebilir.

Internet

Böylece

olarak görülmesini sağlamıştır.

olmayan verilerin erişime açık olması sağlanalabilir.

1988 yılında Mon·is W cnn'unun Internet üzerinde çok

Veriler

sayıda bilgisayara bulaşması ve bu sistemleri çalışmaz

değiştirilrnesi

duruma geti r mesi güvenlik konusuna dikkatleıi çekmiş ,

teknik

önlemlerin

alınması

b asiamasım sağlamıştır. [ 1]

yolunda

çalışmalann

giz li

olmasa veya

onların

dahi

yok

edilmesi

yetkisiz istenn1ez.

gizli

kişilerce

tip

salduılara maruz kalınması maddi kayıpların doğmasına sebep olacaktır.

ihtiyaç

Verileri

ll. GlNENLİK TEDBİRLERİ İLE NELER

Verilerin

KORUNMAKTADIR

zarar

halinde

ulaşılabilir

g örmes i

veya

sınırlandırılması ileriye yönelik

olması

istenir.

erişilebilirliğinin

iyi

bir pl anlam a

ile

yapılmalıdır. Bir kunıluş atmış

Intemet'e bağlanınakla

olmaktadır.

Kurumun

güvenliğinj riske

sahip

olduğu

veriler,

Kaynaklar

Intemet'e

bağlanılmakla

sistem

kaynaklar ve saygınlığı saldırılara karşı tehdit altında

kaynaklarıda riske atılnnş olunmaktadır. Gerekli g üv en l i k

bulunmaktadır.

sağlanılamazsa veri depolama alanları, işlemci gücü,

Veriler : Veriler ile ilgi li gizlilik, bütünlük, ku Ilanıma

hazırlık güvenlikle ilg ili üç temel esastır.

bellek

kalacaktır.

Saygı nh]< : K.uıumun gizli verilerinin ortaya çıknıasr veya

161

kullanımı yetkisiz kişilerin müdehalesine n1aruz

verı

kayıplann1n

olduğunun

anlaşılması

n1addi

iml �t en D ik nl ve ü G da an ar ar ay ğl is A Bilg

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 3.Sayı

(Eylül 2002)

zararlara neden olduğu gjbi kınurusal kimliğjne olan güveni zayıflatacaktır. Kurunıun sistemine olan bir sızma sistem kaynaklannın kötü

amaçlar

olabilir.

doğrultusunda

Sızılan

sistemlerin

kullanılmasına

farklı

neden saldırı

kuruluşlara

an1açlı kullanımı saldırıların sız1lan sisteın üzerinden geldiği görüntüsünü verecektir

yayılması

IV. SALDlRGAN TİPLERİ Saldırganların amaçları farklı olsada serg iledikleri bazı genel tu turnlar mevcuttur. Bir saldırgan asla ya l

� �nrrulk

istemeyecektir. Saldırganlar giJtneyi başardığı bır sısteme

düzeltilemeyecek

çalışırlar. Yakalansalar bile erişim yollaımı gizli tu rmaya çalışrlar.

genel

kötü

sonuçları

kullanılması karşılaşılabilecek bir saldırı tipidir.

düşünerek bunlara vermeyen

sızma,

farklı

kaynaklarının

tarafından

üzerinde

düzeltilmesi

..ıoğura c aktır

kullanılması zor

[3]

saldırganlar

imaj ı

kıuuluşun

yalnış

anlaşılınaları

sistemlerin

Belirgin bir hedefi

bilg iler

önemli

ulaşn1aktan

saldırgan

içerebileceğini

keyif alan,

tipleridir.

obnayan:

ama zarar

bilinen

Çok

Internet

sitelerine ginnek onlar için başarıdır.

�aldınlar için arac ı olarak kullanılması ve isim hakkının başkaları

dış ı nda

özellikler

Eğlence İçin Sal dıranlar girdikleri

sistemine olan

oluş turmaya

sürekli erişebilmek için farldı ulaşım yolları

ortaya çıkarabilir. Kuruma ait mail sisteminin bu amaçla

Kurumun

Zarar

Vermek

İçin

Saldıranlar

sistemlere zarar

veren

sistemleri tahrip

edmeye

tiple rid ir

saldırgan ve

Saldırdıklan

Girdikleri

yıkıcı

veııneye

zararlar

çalışırlar.

III. SALDIRILARlN MEYDANA GELIŞ •

Skor l'utucula r

ŞEKİLLERİ Saldırganların saldırılar

sisLen1ler

sistemin

üzerine

güvenliği

Ulaşabildikleri

sistem

sayısı

çeşitliliğine göre puan topladıklarına inanan sal dı rgan gerçekleştireceği saldırganın

arnaçı

doğrultusunda farldı gruplara ayrılabilir.

tipleridir. Sistemlere zarar verme amacJ içinde değildirler ama daha sonra erişebilmek için kendilerine yollan

hazırlarlar

Çok

bilinen

veya

yeni ulaşım iyi korunan

s1stemlere ulaşnıak onlar için daha önemlidir. Davetsiz

misafir

kişilerin

sisten1e

saldırılar

genellikle

kullanıcının edilmesi

türündeki girmesi

kullanıct

sonucunda

saldırılarda şeklinde

sistem adı

meydana

şifresi

istenmeyen

gerçekleşir.

Bilgi Hırsızlığı İçin Saldıranlar

yetkili

bir

ulaşabildikleri

denenerek

elde

üzerinde

gelmektedir.

Böylece

verileri

sistemlerden

alırlar.

nitelendirilebilecek

paraya

çeşit

Bir

Bu tip saldırganlar

saldırgan

dönüştürülebilcek

casusluk

olarakta

tipleridir.

Ulaştıklan

sistemde yetkili bir kullanıcı davranışını sergileyerek

sistenılere zarar vermeden sadece istedilderi bilginin bir

amaçlarına u laşacaklardır.

kopyasım alırlar.

izlenmektedir. Bu saldırı yöntemiyle sistemin yetkili kullanıcılar tarafından kullanılamaması sağlanmaktadır. Sistenı üzerinde sürekli mesaj lar ve i stekler oluşturulması ile sistemin kaynaklannın zamanlarını boşa harcan1ak suretiyle servis verilemez duruma

[3]

V. GÜVENLİGİN SAGLANMA SI İÇİN Y APILABİLECEKLER

Bir başka saldırı şekli olarak, servi s kilitleıne saldırıları

Güvenliğin sağlaıunasında yapılabilcek en basit yöntem

kullanı lan

ürünlerin

sağladığı

güvenlik

tedbirlerin e

getirilir. Saldırıları

güvenmektir. Bu yaklaşınun tehlikeler düşünüldüğünde

engellemek adına alınmış bazı tedbirlerde saldırganlar

ve üıiinlerin açıklarını kapatmak için çıkanlan yamatar

tarafından kullanılmaktadır. Örneğin geçerli kullanıcı ve

görüldükçe pek uygun olmadığı anlaşılacaktır. Açıklann

şifrenin erişim hakkını engellemek için yapılan başarısız

kapatılmasından önce uğranı lan saldırlar sistem üzerinde

teşebbüsler kullanıcının girişinin kilitlenn1esine neden

çok ciddi zararların oluşmasına sebep olacaktır.

olacaktır. Diğer bir basit güvenlik tedbiri ise sistemin hiç kimse Bazt saldu·ı şekillerinde saldırganlar kurul uşu n sistemine

tarafından bilinmemesinden istifade etmektir. Ama bu

doğnıdan girmeden istedikleri bilgileri elde edebilirler.

yaklaşım nadiren

Bu saldırılar genellikle bilgi vermeye yönelik hazulanmış

olmak üzere bir ağda üzerinde hizmet sunabilmek ve

hizmetlerin kullanılması ile olur . Bazı hizmetler ise yerel

alabilnıek için sistem bilgilerinin bir merkezde kaydımn

alan ağlarında kullanılmaya

gruplanabilir:

Kurumun veya kişisel isim hakkı kullanılarak yanıltıc ı bilgilerin

yönelik tasarlanmıştır ve

Internet üzerinden kullamlması güvenli olmamaktadır.

[4]

bulunması gerekir.

uzun

Internet 'te dahıi

Saldırganlar bir hizmet sunulduğu

veya alındığı taktirde yeni s istemlerin farkına varacaklar ve

henüz

düşünerek

güvenlik bu

tedbirlerinin

sistemlere

Dolayısıyla bu yaklaşım sağlamayacaktu.

162

süre çalışır.

yetersiz

erişmeyi

olduğunu

deneyeceklerdir.

güven1i bir çalışma

ortann

Bilgisayar Ağlarmda Güvenlik Denetimleri Ü.Ersöz

SAC Fen Bılimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci It: 3 .Sayı (Eylül

2002)

Çok kullanılan bir güvenlik yaklaşımı ise konak bazında alınan güvenlik yaklaşımıdır. Bu yaklaş tmda her bir

kapatmalıdır.

konak nıakinanın güvenliği ayrı ayrı ele alınır. Konağın

engelleyici

sunduğu

Internet

veya alacağı

hiznıet

doğrultusunda

hizmet

bilinen güvenlik problemlerini hertaraf etmek için gerekli Konak güvenliği

tedbirleT

alınır.

işletim

sistemi

farklı

için

her makina ve her

tedbilerin

alınmasım

gerektireceğj için çok sayıda makina bulunan ağlar için

göıüyorlar

daraltıcı

serbestlik

güve n li g i yaklaşın1ı ile ağdaki değişik konaklar ve onların sunduğu hizmetler üzerinde yoğunlaşılır.Bu yaklaşımda ağları konırnak için firewa11 'lar, özel kullanıcı belirleme

.t�ckaniznıaları, şifreleme teknikleri sıralanabilir. Ayrıca

ağ

g ü veııliğinden

saldırıları tespit etmek

gelebilecek sistemle�-: Jc Bunun

emin

yeterince

güvenlik

yanında

için saldırı tespit yardımcı

konusunda

zayıflık

olabilmek

tarama

olacak.1:ır.

sistemleri

yaklaşım

ürtkenliği

kullanıcılara

ıçın

kullanmaları

sağlıyor ve güvenlik

Temel olarak

daha

çok

duvannızda güvenlik

çeşit firewall mimarisinden söz edilebilir

Bunlar:

uygulanması faydalı olacaktır.

güvenliği yaklaşırnma geçmek daha akılcı olacaktır. Ağ

duvarına

koruma İkinci

yaklaşımı

delikleri açmak için de daha çok serbestlik tanıyor.

yüksek g ü venli k sevi yesi gerektiren konaklar olduğunda

duruınun da konak bazında güvenlik yaklaşınundan ağ

bakıyorlar.

kaynaklarını

uygulanabilirliği düşüktür. Ama aynı ağ içerisinde daha

Sistenllerin büyümesi ve sunulan hizmetlerin çoğalması

ilk

genellikle

Kullamcılar

•

Çift Ağ Arayüzlü Konak Mimarisi

•

Denetlenen Konak Mimarisi

•

Denetlenen Alt A ğ Min1arisi

Çift ağ arayüzlü konak mimarisinin temelinde iki

ağ

arayüzüne sahip bir konak vardır ve bu konak üzerine inşa edilir. Bu konak iç ağ ile dış ağ arasında yönlendirici gibi işlev göıiir an1a yönlendirıne özel li ği kullamlmaz, vekil sunucu görevini yerine getirir. Yerel ağ ile harici ağ doğ rudan iletişim kurnıaz ve bu iletişim işlevi çift ağ ara yüzlü konak tarafından kotarılır.

arasındaki

Ağlar

trafiği tanıamen bloke edilmiş durumdadır ve yüksek seviyede denetim uygulanmaktadır.

ile

sisteıninuzde almış Jlduğumuz önlemlerin bilinen saldın karşıs ın daki

teknikleri

tutumu

incelenerek,

açıklar

f l 1

konusunda daha doğru çözümler üretilmesi sağlanalabilir.

•

)

;

•

Yerel Ag

V.l. Fire,valJ'lar

ayrılmasını,

hizmetlerden

doğrultusunda

belirlenen

faydalanılmasını

erişim

sağlayan,

, ,1

•

�

Bir sisternin özel bölümlerinin, halka açık bölümlerinden

)

' ı '

t i

\�

�. .. .... _ __� .

haklan yetkisiz

..-�.-....- -

Şekil 3. Çift ağ arayüzlü konak mımarisi

erişim leri engelleyen uygulamalardır. Firewa11 'lar kullanun kolaylığı ve güvenlik arasında bir uzlaşma

olmaya

yönelmektedir.

Internet

ağından

'..

•

erişilebilir yerel ağ, "risk bölgesi" olarak düşünülebilir.

13ir konıma duvarı olmadan yerel ağ ımızın tümü bir risk

bö 1gesi olur.

1 r..: �ı'('j)ol}.t

tanırolayarak

alan ı

bölgesi

isk

sızınayı

.... ""-..,., ,,...,. ... ,. _. _ ., ... .. ........,.

risk bölgemizi küçültür. Daha ufak bir

tammlayarak,

tespit

·.

etmek

Internet'ten

ıçın

gelecek

inceleyeceğimiz

Şekil 4.

bir alanı

• ·-

1-......

•

.. .

•

)

! [1 iif··-· ······1

J '")('·"-"

..... ..�

Bir güvenlik duvarı, Internet'in erişebildiği daha ufak bir

•• ·'

. .

� ··-" ........-�

�.

'·

....

.........

..-�·· "'_

.. _

.. ....

./ .

;

Denetlenen konak miınarisi

küçültmüş olu ruz. Güvenlik duvarlann1n çeşitli bileşenler

ve ayarlamalar kullanan birçok çeşiti vardır. [ 5]

.. •' ,.,

Firewall ile erişim denetiminde kullanılabilecek iki temel yakiaşım vardır. İlki, İnternet bağlantısından tam olarak ızin

verilmişlerin dışındaki hizmetleri engelleyen bir

güvenlik

duvan

planlamaktır. İkinci yaklaşıın bunun tan1

tersidir. Tam olarak kısı tlanmış olmayanlara izin veren

•

;

�\

••

In ı: o::-n.ı:ı t

• •.

....,

bir duvarın planlanmasını gerektirir. Buradaki fark, ilk durumda

güvenlik

tasarlanmıştır

verilir.

güvenlikte

zayıf

bırak1ln1aları

herşeyi

engellemek üzere

ve hizmetlere dikkatli bir

izin

soma

duvarı

çok

İkinci dunımda, noktaları riskli

değerlendirmeden sistem

belirleıncli olacak

olan

yöneticisi ve

açık

hizmetleri

163

Şekil 5.

Denetlenenen konak mimaıisi

Denetlenen konak

mİnıarisinde

Internet hjzmetlerj yerel

ağ dah il i nde bulın1an bir konak üzerinden sağlanır. B u ınin1aride güvenlik kontrolu asıl olarak paket filtrelenıe

llllgisayar

ü Dergisi SAU Fen Bilimleri Enstitüs 6.Cilt. 3.Sayı (Eylül2002)

U.Ersöı

ıhık, o k lı a ın u ı o K . ır d ta k ğlanma rnekanİzınası üzerinden sa dış �tTelcnlc, 0 t e k a l . ır al yerel ağ dahilin de yer uy n ası n a k ı t ı l o p k lı en v ü g yönlendirici üzerinde ve a�a n o k ı al ın ru ko c e e d a s hizınetleönin Internet s cr\ ıs a ıd ar ış D r. Jı erişebileceği şekil d e kotar1 . bu . ın IÇ gı cc le ın a yönlcnd istekleri sa dece korumalı konağ nJ i ği sağ l an ına l ıd ır. e v ü g d y ze ü d t üs n ğı kona

�

�1 gel�ı:

<-Ö/ zı ba de in is 1ar in m k na Konımah ko ıda, ın n du ı tıg aş ul ağa on k ı al m ru ko konusudur. Sal dırgan de za v an ytaj l ar

engel ıçin ı as ı11 aş ul a 1n ar kl na ko ağın geri pa ket sc ı e nd isi ar irn n1 k na ko n e n tl kalmayacak. Dene ple aş • rsa be se bir gi n a h i cis iri nd nle yö me fıltrele ınıkanı n erişinı ruda ğ do a rın kJa na ko r e d ğ i yine ağın kalan

doğacaktır. ağ

alt

Denetlenen

ıl

her

denetlenen

i dc: i arisn mm

konak

ağ miınarisine, dahili ağı lntcrneften ayıran bir çevre lik eklenerek elde edilir. Eklenen çevre ağ güven J.<ademesi oluşturmak için ya p ı lmışt ı r ve kor u ma l ı konag1

barındırır. Bu

bir

yapılanmanın

lıed�f ayıımak ve ber nedeni

çıkış

d uru ındaki konınıalı konağı, dahi li a ğ da n h angi bir güvenli k prob leı n i ka rş ıs ın da saldır ı ilc dahili ağı yüz yüze bırakrnamaktır. Dahili ağ ilc çevre ağ

fıltreleme

arasın da paket yer

Li ygu Jaına düzeyli firC\Vall 'lar osı başvuru modeline l!Öt c uvt!ulaına kattnanı dti.lcyinde� uygu lan1a protokolleri üzerinde güvenlik denctinıi sa ğ lar.

\,.. 1 .l. Paket Filtrch.'nlc. c Yönelik Fire\vall Bilgıc:,ayar ağlar� nda ve ri l er i n iletinıi için küçük parçalara ayrı lnıası gerek ır. Bu k üç ük parç al ar TCP;lP proto k olü

kull:ını lan ağlarda IP pakttı

almaktadır.

yeteneği bulunan yönlenchrici

yönlen di ri ci

dahili

üzerinde

ağ

korumalı konağa henı har ic i sunuculara erişim yetkileri güve nlik po li t i k al arı göz önüne a lınarak verilir. Dahili ağın d ı şınd a kurulan çevre ağın, dış dünya ile bağlantısı yine paket filtrelen1c yeteneği ne sa hip bir yönlcndirici üzerinden ko tarılır. I3u hem

kullanıcılarının

yönlendirici üzerinde hem dahili ağı hemde korun1aJı konağ ı ko ruma ya yönelik bir güvenlik konak

Korumalı

sunuculuğunuda

aynı

zamanda

üstlenecek

po litikası

dahıli

şekilde

ağın

izlenir.

ve ki 1

düze nlenc bil i r.

B öyle c e dahili ağın yap acağı istekl e r korumalı konağa olmakta

sunuculardan Firew all 'ları

korun1ah

konakta

onlar

hizmet talep etmektedir. sunduğu

gü v e n lik

dn ı

hedeflerine ulaşabilnıcsi paketlcıde yer alan IP başlık bi lg iler in in yc\nl ndirici a dı \'eıilcn cihazlar tarafı ndan

•

Uygulama düzeyli firewal1 'lar

Pnkt:ı

�

cdilclıilir

olaniarnı

çok

sıkı

ln r a ğ daki trafik

bir denetimde tutan

geçişine

izin

verirler.

Kabul

ğ daki St'rvislcr ve g ü v enlik p olitikası doğnılt1ısunLtı b e li rlen i r. t\1cscla bır ağ üzerinden emaıl h izıneti ')Unu luyor i st! M IP paketlerinin g eçışi fıre\vall politikasında izin ve r i lcc ek ş e k ilde belirlenmelidir. Paket filtcrelcıneye daya h firc\vall kullarun1ında dikkat cdilınc�ı gereken önemli nokta, tüın ağ trafiğinın sadece bu ınekanizına üze rin den geçerek aktı ğ ından emin nlnıaktu. n a � ka �·ı kış noktalun olan bir ağda bu tip bir n1ckanızrnayı kurınak gü venlik konusunda problemleri doğnracaktır. (:ünkü s a l dınlar diğer bağlantı noktalan filtreleme paket içi n tizcrindcn geçebilecepi n1ekaııiznıaınız bir işe yaraınayacaktır. Paket filtelemeye cdiiL'hilirlik sınırı

�

da ya 1 ı fire \Val 1 i le:.� •

Y e re l ağ dan dış ağlara giden paket

•

!)ış

ağlardan

•

Ağ

tra

yer I ağa

s ı ıı ırl and ı rıla bi1 ir.

fi ğ i

gel en paket

hc:ık k ı nda b ilg i

i ek edrn

tra

fi ğ i fiğ ı

tra

m ümkün

o 1ur.

8ir paket filterelcnıc yazı l ı mı IP kat ınam seviyesinde kontı ol gen;·eklcştirir ve IP b aşl ığında yer ala n aşağıdaki bilg ilere göre davıanı� sergiler. • •

�

y pınaktı . Bızım ınakınamız a dın a dışardaki herha ngi b ir sı st�me hizmet i steği yapar ve o n d a n gelen cevap l�n da . ma k inamıza taşır.

bız1m

hazında

rrafiğ,i kontrol al t ın d a tutarak bunlardan sadece kabul

dü7eyinde

filtrelerınden geçirerek paketleri n akıbetine karar verir. a kıb t üç şekilde olur. Paket ya kabul edilir, ya kabul . dair pak ti gön d eren sisteme bir cevap gider ya da h1çbır cevap verılmeden paket blok e edilir. Proxy fıre a l'ların çalışma prensibi veka let c n � ış

�

paket

yöne lik fiıc;\val l

Sltlırlandırılabilir.

filtreleyen firewall'lar b i lg i s a yara girecek olan paketle � i kontrol ederek, belirlenen kurallar çerçevesinde

�

filtrek·ıncy�

n1t·kanıznıalarchr. 13u fire\ all'laı kl'ndi ü1eıınden geçen

harici

Paket

B� � edılme�lğınc .

mün1kün olur.

i ize.:ı ind(j � al ışa n hir filt�'('k�nıe i s e bu yönl ndiriciler üzerinde koşturulan Jiltc:rck·ı1ıc a ınn � l ı yazdınılar ilc gcrçeklcnir. (4)

Proxy fırewall 'lar

ilc

anıaçh bir işletim yaz ılnnda olabilir. Paket

sisteıni

P ak t filtreleme yap an firewall 'lar

•

ak tarı lına ı

)'önlL-ndirici bir d nanını veya genel

sınd1andırabiliriz. Bunlar: •

yönde

doğıu

okuınıp

[3]

s eviyes i

olarak

adlandırılır. Verilerin paketlt r � ekl i n d e iletiıni ağın bııço k sistcnı tarafından pJvb�dınasına tılüsade eder. Pakctlerin ileti n1i esrasında

akışını

şek.;.· Je

Aghwında Cü\·enlik DenetimJeri

• • •

Kaynak IP Adresi

I I edef IP t\drcsı P rot oko l Tipi

Kaynak Port

1 I e de f Port

Fğeı ICMP mesajı ise mesaj tipi Paketin giri ş yaptığı ağ arayüzü lec eğ i • P a k et111 ha n g i ağ ara yüzü ne ileti fın dan Son iki bılgi paket yönlendirme mekanizması tara i ındesaklıdır. sağlanııken diğer bil g ı l cr IP pa keti ç •

•

164

Bilgisayar Ağla rı nda Güvenlik Deneti mler i llErsöz

SAU Fen B i l imleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3 .Sayı (Eylül 2002)

Paket

filtrelerne

ilgılenmez

yazı lımlan paketin

do layı sıyla

kullarncı

taşıd ı ğ ı veri ile

bazında

denet im

Bir

:firewall mi marisin de paket filtreleme isteni len aşanıada yap ılab i lir . Sadece tek yö nlend iri ci içeren minıarilerde paket filtreleınenin y ap ılacağ ı yer bu yönlendiricilerdir. Bunun yanısıra konak bazında da p aket fıltreleme yapılabilir.

Ancak

yeni

için

yazılımları

proxy

yaygın kullanılmayan

yazı l ım bulmak zordur Diğer bir dezavantajı ise h er protokol için ayrı proxy sunucu g erekmesid i r . İsternci ve s u nuc u arasında proxy ' nin i ç in

hizmetler

s aydam o lnıası ve istekle r in

filtrelenmesi

bazında farklı proxy s u n uc ul a r gerektirir. [4]

içi n p rot okol

şekilde g e rç eklenir . Her hizmet proxy dest e ği i le di za yn

Bir proxy , yerel ağ ile dış dünya arasında yer alan ve

başta b i lgirun g üve n li bir şe kil de temini ve p aketierin dep ola n mas ını sağlayan bir progran1dır. [6] Proxy kavramı tün1 konaklara eriş i m varmış gibi görünü yorken bi r ya da bi rkaç tane kon ağ a erişim sağlar. Özel bir protoko l ya da protokol kümesi için bir proxy Junucu çift ara yüzlü konak veya korumalı konak üzerinde çalışır. İ ste n1c i programı Internet üzerindeki gerçek sunucu yerine proxy sunu cu ile bağlantı kurar. Proxy sunucu i� ;ğin i z inl i olup oln1adığına b aktıktan som·a eğer izin veril i yor ise ge rç ek sunucu ile b ağlantı kurar ve haberleşme boyunca isternci ile sunucu a ras ı n da yer alır. Proxy, ge rç e kle rne de özel bir donanım gerektirmez ancak bırçok hizme t için özel ya zıl ı m gere kti rir. b e l le ği

hizn1etler

eski

Proxy ,nin çalışına şekli Inteınet hi zme t leri arasında farklı

V.1 .2. Proxy Firewall'lar

yard ımıyl a

ağdaki

istemci, dışandaki bir sunucuya doğrudan bağlanmadan yine yere l ağdaki sunucu üzerinden servis al ır. P rox y sunucu bir istek aldığ ı anda eğer bu ist e ği kendi disk a lan ından karşılayabi l i yorsa isteme iye doğrudan gön derir �si taktirde asıl su nu c uya bağlamr ve bu sunu cudan aldığı bilgileri isteınciye yollai Bu sırada yo l ladığı pake tleri ileride ge 1ebi1ecek istekleri karş ı la y ab i lmek amacıyla ön

kullanılan mevcuttur.

gerçekleştirmezler.

Proxy

Proxy için bazı dezavantaj la rd a mevcuttur. Yaygın o larak

yerel

depolar.

iste n1c i ba z ında farklı işlemler gerek tiıirle r. İsten1c iler proxy s u nuc uyl a teınasa geçti ğ i n i ve gerçek sunucuyu bildirmek zorunda olduğunu b ilir, bu vermeyen istemcilere yama yazılımlar de steği üretilmiştir. isteıncinin proxy suııucuya bağ l a ntı desteği yoksa kullanıcı başka bir p ro sedürü takip ederek proxy sunucuy a gerç.ek sunu cuyu b ildir nıe k duruınundadır. [4 ] edilmediği için sunucu ve

V.l .3 Uygulaına Düzeyli Firewali ' I ar Uy gu lama düzeyli firewal l l ar en sıkı konıma sağlayan rrrimaridir. osı başvuru ınode line göre uygul ama ka tmanı '

dü ze yi nde

çal ışır;

yüklenen

fire w a ll lar ,

yö n el i k

denetim

tam

sunar. Genel o l arak güçlü bi r iş istasyonu

yapma i mkanı

üzerine

uygulamaya

proxy

yazılımla

gerçekleştirilir.

fırew a ll ' I ara

benzer

ama

oturum

kurulduktan sonra bile pake tie rin sınaması yapılır. B u da beklenmedik saldınlardan

korunma y ı kuvvetlendirir. [7]

Bu yö nte m, ağ yö ne t i c is i n e

p aket filtrelemeli ve proxy

fi re wal l a göre daha gü venl i daha sıkı bir koruına i mk a n ı ,

verir. istenen programların çalışmasına izin verilirken, yasak

olanlar

kull a nılması

enge ll e nir .

durumtu1da

tür

güv enl ik

yöne t ic i s ine

ağ

ya p ma lıdır

duvan

büyük

sorumluluk düş er ; g e rekl i olan konfigüras yo nu

Proxv ilc Intemel Kul1anımı ··· · Pcrfo:·nıans

tür

bir

kendis i

...

lnıcnıcı Bnğbımısı

U ygulama düzeyli firewall 'da kabul edilecek veya kabul ediln1eyecek kurallaı1 i ç ere n bir tablo oluşturulur.

tablo üzeri ndeki bir kurala uyan ve geçme hakkı e l de lnr.cmel

eden

paketler

karşı

tarafa

geçirilir.

Aksi

uy gula nı a için gerekli paket ge ç iş i engell enir

Y crd agdrın isıent:n hi'g i lrıtt"iııct'l en bir d\'.fa gı:tirilmıiLe. yrrı>! Jğda i5t·enikiiği kndar d3ğıtılnıa"-tadır.

durumda

V .2 . Saldırı Tespit Sistenıleri

Böylelikle birkaç bilgisayarın aynı and a aynı bilgil eri mevcut band genişl iği ni kullanmaları almak iç in önlenn1iş olur. Ayrıca yerel ağdan daha hızlı bi l gi

yaptırımının sağlanması kadar, ih l all erin tespitide önem arz etmektedir. Saldırı tesp it sistemleri, yerel ağdan veya bağh bulunulan hari c i ağlardan gelebilecek ve a ğ1 mı zdaki sistem kaynaklar ı na zarar verebilecek, ç e ş i tl i p ake t ve verilerden o luş abile n sa ldı r ı lan te spi t ederek kayıt tutmak ve uyarı nıesaj l arı

transferi gerçekleştirilebilir.

yol lama görevini üstlenmişlerdir.

İstatistikler, p roxy kullanan ağlar da p erforman s artışının o/o40' la ra kadar ulaştığını göstern1iştir. Öze llikle kısıtlı band ge n i ş l i ğine sahip organizasyonlarda bir proxy s iste mi n kurulumu büyük önem taş ır

Saldn·ganların bir kısmı bu

Güvenlik politikasımn Şekil 6 . Proxy firewalJ

iş için otomatize edilmiş

araçlarla saldınrken, uzınan seviyesindeki

saldırganlar

saldırdıkları hedefe göre değişebilen çeşi t li yönte mler

ku l l an ı rl ar. Yerel ağı korumak amaçlı Firewal J ve Anti-

1 65

Bilgi ayar

Fen Bihm leri Enst1tüsü Dergisi

6 . C i ! t,

3 . S ayl (Eylül 2002)

sunmaktadırlar.

s iste mlerin

K orunmak

s al d ır gan la rı

aslında

için

kurulan

yavaşlattığım

nıoda g eç i rer ek

tün1 tr afiği dinlerler, saJd ınl an

ağdaki

oturunıu engellerler.

i k in ci grup ise Sunucu

ge l i p

kurulduysa düzenli olara k s a l d ın ka y ıt l ar ın ı n incelenmesi de g ere kmekte d ir. Bu duıu md a pasif o l an fi rewall ve a nt i

d eğ i l d e

tüm ağı

gitmekte

sadece üzerinde kuruld uğ u sunuc uya veri le ri

olan

kur ma k g e rekl idi r. Böy lec e g erekti ğ i nd e aktif olabilecek

imkanı

....>

belirleıne

kazanılır.

ağa

ile

ve g e rektiği

Düzenl i

d urumda

_..,._ -.... .. .

ıtn E Pot� E 1

__)

e ng e l l e me

kay ı t l ar

tuthıklar ı

�tu lı

_ıcelenerek s aldırganların neler yap t ı k l an ve hangi g ıub a dahil o ldukları anlaş ılabilir.

•

Ge rekti ği nde kötü ni ye tl i

• ...

görülen isteklerin ağa g i rme s i ne izin verilıneyebilir. [8]

V.2 . 1 .

•

Saldırı Tespit Sistemlerinin Içerik Olarak

Ç alışma Şekilleri Sa1dın

kayıt

tüm

yapılabilecek

olarak

s unuc unu n

•

da kazanılınış olur.

S is te nıl eri

d os ya l arı nı , yürütülen s ü reç l e r i ince l er l er.

viıüs sistemlerine ek olarak Saldırı Tesp it Si stemleri d e

sal dır ı l arı

TabanJı

s i ste m l e r olarak anılmaktadır. Ağ Tabanl ı sistemler gibi

Eğer bu sistemler s a l d ı ga nl a rı ya vaşlatma amaçl ı olarak

:'espit

ren

rapor ederler ve g e re kt i ğ i n d e bir sunucuya açı lmakta olan

a d ı ml ar a tı lmış olabilir.

Saldırı

bir s i sten1e kurul urlar ve ethernet kartının prorniscuous

imkanı su ndu ğu kabul e d ilerek güvenlik y olun d a ilk

ara c ı

. ·m

tam mlana n grup, yerel ağdaki tüm bilgileri yakalayab:iJen

y av aşl ama aş aması sıra sı n da o nl a rı tesp it e d i p yakal a ma

bir savunma

Den

•

virüs gibi s i s temleri sadece ilk tip s a ld ırg a n lan eng e ll e me imkanı

Ağları nda Güve nli k

1 ı

•

i ç erik

tes pi t sisteml er]

o l arak

iki

ayrı

pren sipte

çalışmaktadırlar, i l k yap ı da anti-virüs sisteınlerinde ol d u ğ u

gibi o 1 uşturulmuş ç eş i t l i inıza1ar ıle pa ket l eri incel enıek ve sald1nlan

saptamak hedeflenmektedir.

sistemlerin

i ş l e yi şi

ağın

yapılan dırılmışttr,

düzend e

İkirıci

belirtl

f··t...

d üz e n d e

bir

olab i lecek

ise

yapıda

bir

herhangi

anannal l i k saldEının tanımlanmasını sağl amaktadır.

il k

tür saldı n t espi t s1stem1eri

s aldınları

üzerinde

yakalanan

inceleıne

tespit sistemlerinin yer!eşinıi.

rap orl a ma k

üzere

tasarlammştır.

Ağdaki

o l up olnıadığına karar verip, rapo r tutar. Kurulduklan

şekl i n d e

s istemde dinlcyeceklcri

çalı ştı kları i ç i n h e r saldnının izlerinin tannrılannnş o hnası

ağ

sayıs ı kadar kaliteli ethernet

k artı bulunmalıdır. Genel o larak po s ix tabanlı sistemlerde

gereld 1d i r . Gen elde bu tür sistem l erde saJd1rılann çokluğu, her sald ı n varyasyonu için ayn

7 . Saldırı

yakalayabHdiği tüın p aketl eri incelerler ve ağa giriş izni

kul 1 an ı lmaktadırlar. Belirlenen ç e ş i t li kurallar çerçevesinde ağ

�c

Ağ Tabanl1 saldırı tespit sistemleri ağ a yapı lab i lecek olası

gün ümüzde yaygın olarak

p a ket l eri

Şekil

ı··r

ya da kendi özel i ş l et i m s istemlerinde çalışmaktadırlar

kurallar koyma i şi n i bir

rrıi ktar zorl aşt1rmaktadır. Ancak ticari yaztlıml arda otomatik

Ciddi b ir performans kaybı söz konusu olabildiği için

olarak

Windows tabanh s ist e m l e r tercih edilmemektedir. A ğ

In ternet'ten

indi ri l ebi lmcktedir.

hergün

yeni

saldırı

imzaJan

pa r ç a l ar ı n ı dinlerken bazı saldırı tespit sistemleri tek b.r s iste m ile bu işlen'li t a maınl a rl ar bazı sistemler ise her ağ ,

•

parçasını kendisinden farkl ı her biri agent ( yardımc ı)

Ikinc i t llr sald1n tespit sistem lerind e i s e durum bir m i kt ar daha akla yatkı ndır. Ağda yada çeşit li sun ucu1arda düze nlı

olarak adlandınlan

olara k yapl l makta olan işlem l eti takip eder ler ve farkh ya da olağand ı şı hareketler gördükl eri n d e 1se rapor ederler. Bu tür

d urumlarda örneğin 5 yardın1cı lisansı ile gelmekte dirler. Her y ard ımcı 1 veya 2 ağ parçasını din leye bili r özelliğe

si stenı l eri n

n onnal olar ak nite lend irile bilecek hareketleri öğre nme leri oldu kça fazl a zaman alınaktadır. Ayr ıca bu hareketl erin

zaman

sist em leri n

yeni den

içerisin de

değ lşeb i l irliğ i,

yapılan dır ılm ası

v eya

sa h ipt i r

kurulduğu

ağa

ye ni

su nuculara yüklenerek,

tespit

etme k

Bulundukları

V.2 .2 Saldırı Tespit Sistemleri n i n Yerleşim Olarak

veya

o sunucuya yöne lik saldırılan önlemek

si s teml e r i n

ş ek linde

konfigurasyon

ça l ışı rlar. dosya lannı ,

sistem ile ilgili ka y ıtl ar ın tutulduğu d osyal an izlemeye

Ç a lışma Şekilleri

S al d ırı t e spi t sis tenıleri ye rel ağda çalışt1klan ye re göre

T a b a nl ı

Sunucu Taba.nb s a l dırı tespit siste mleri ise çeş itl i özel

sistemler eklemek işi daha da zor laş tırnıaktadı r . [ 8 ]

yine ik i ye ayrılmaktadırlar. Ağ

sisteınler ile dinlemektedir. Böyle

sistemler olarak

almak, o sistemin bütünl üğünde meydana gelebilecek .

1 66

d e ğ i ş ikl i k l er i incelemek ve sisteme y öne lik kötü niyetli kullanınılan

e ngelleme k

görev lerinden

baş lı ca l andır.

Bilgisayar Ağlarında Güvenlik Denetimleı-i .

SA U Fen B ı l i nı leri Ens:itüsü Derg isi 6.C'iltJ 3 .Sayı (EylüI 2002)

Kurulduklan

U . E rsöz

sisten-ılere

tanı

olarak

konusunda zorlukları

sağlayab i l meleri

doğas ı

göstem1eleri

nadjrdir

vardır.

duıum

İşletim

Zavıflık tarama sistemlerinin e k siklikleıi: J

H enüz

•

uyumluluk

birbirleriyle

gereği

sistemleri n i n

uyum

saldırı

tespit

Gerçek bir saldırgan gibi saldıramazlar. Ancak

•

veritahanlarında

sistemin zayıflıklanna uygun yapılandınlmış olması gibi ortaya çıkarmaktadıı-.

Özel

bir sunucu

doğru sonuçlar üretemez ve yaiJ.ltıcı olabilirler. Uygulamaların

•

verilebilecek

V.3. Zavıtlık Tarama Sistemleri

sahte

Oton1cH ik zayıtflık tarama sis temle ri bir ağ parçası içinde bileşenlerinin güvenlik zayıflıklarının bulunmasını, ve

kapatılma

açıklamaların

yönteınleriyle

listelenmesini

ilgili

sağlaya n

yazılımlardır.

tasarımından,

haztrlanı! -!ş

kötü ya

sisteınini

zayıflıklar,

sadece da

görselliği

ek� iklerinden kaynaklanır.

aşan

hatalı ön

yapılan

planda

ağ

tutularak

donamrn,

yazılıınlardan, kullamlan

zayıflık

yanıtlar

taraına

B il i ş im teknoloj ilerindeki hızlı gelişim ile b ilginin çeşitli sayısal ortamlar üzerinden tüm dünyaya sunuhnası artık mümkün duruma geln1iştir. An1a bu gelişim yanında bir takım

güvcnl iğindeki

Ağ

veya

mesajları

VI. SONUÇ

bulunan istemci, sunucu, yönlendirici, firewall gibi tüm

referans

aç ılış

sistemlerini yanıltabil irler .

•

zayıflıklann

çerçevede

Paket kayıplarının yoğun olduğu ağlar üzerinde

•

for US. [ 8 ]

�ulunan

tammlandığı

saldınlar gerçekleştirirler.

yazılıını i ç i n üretilmiş olanlanda vardır. Örneğin : Snort

ağ

güvenlik zayıflıklarını

bulamazlar.

sistenıJerinin o işletinı sistemine özel yazılmış olması, o zonınluluklan

yayınlanınamış

protokoldeki

işletim güvenlik

Billlun sonucunda yetkisini

kötüye kullanırnlara zeınin hazırlayarak sistemin

işlerliğ ini tchl ike ye sokar. [9]

doğurmuştur.

sistemlerinin ınaruz kaldığı

B i lginin

bilgi

saldırılar her geçen

gün

artmaktadır. Artan bu güvenlik problemleri yeni yeni güvenlik

çözümlerinin

geliştirilmesini gerekli yönelik

ürünlerin

üretilmesini, kılnuştır.

kullanılması

var

olanların

Saldırılan

önJemeye

kaçınılmaz

olmuştur.

Bunun yanında saldırıları tespit eden ve saldırganlar gibi davranış gösteren ürünler sayesinde güvenlik açıkları i ç i n daha

ZayLflı k tarama s istemlerini üç grup altında toplarnak

problemleride

i yi

üreti l m e s i

çözümler

duruma

n1ümkün

gelmektedir.

müınkündür: •

Yerel Sistem Zayı fl ık Tarama S istemleri

•

Uzak S i stem Zayıflık Tarama S isternleri

(1]

•

lJygulamaya Özel Zayıflık Tarama S istemlerı

Tespit Teknolojileri", İletişim Teknoloj ileri

DAYIOÖLU, B .,

[2]

Zayıflık tarama sistemleri daha önce yayınlanmış sistem

200 1

bir

veritabanı

halinde

A . , "Internet'te Saldırı 1 . Ulusal

Sernpozyumu Ve Fuarı, 1 7-2 1 Ekim 200 1 , Ankara

Zayıflık tarama s istemlerinin özellikleri : zayıfl ıklarını

ÖZGİT,

bünyesinde

CERT/CC Web

[3]

Sitesi, http:/{�Y':Y'N .cefl:!org

K.ARAAH METOGLU,

0.,

CERT

;

Inte rnet Güvenl i ğ i

bulundurur. Üretici firmalarca ya da gönüllü kişilerce

Kavramlan

yeni duyuıulan zayıflıklar bu veritabanianna eklenerek

İstanbul Teknik Üniversites i Fen B ilimleri Enstitüsü,

dağıtıhr. Zayıflık tarama sistemleri, veritabaniarındaki bu

200 1

zayıflık

bilgilerinden istifade ederek hedef gösterilen

sisteınler üzerinde bu zayıflıkları test ederler.

[4]

Teknoloj ileri",

Yüksek

Lisans

Tezi,

A Y , Y., "Jnteınet ' te Firewall G üvenl i k Kavranu",

Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen B ibmleri Enstitüsü, 1 996

Zayıflık ta n unlama için kendilerine özel script dillerde içerirler.

Böylece sistem yönetic ilerine kendi zayıflık

scriptlerini

o luş turup

hedef sistemlerini

test

imkanı

[5]

M., [6]

BARRON, B . , ELLS WORTH, J. H., SAVETZ, K.

"Internet Unleashed", p 1 3 5 - 1 4 8 , 1 997

ÇETİN, G., ÇELİK, K . G., "Linux Ağ Y ö ne t i mi

p 1 59, Ağustos 2000

sunarlar.

[7]

ÇÖLKESEN,

R.,

ÖRE�CİK, B . ,

"Bilgisayar

Yıllık o larak yayınlanan zayıflık b i l g i leri takip edilmesi

Haberleşmesi ve Ağ TEknol oj ileri", p 273, Ekim 2000

zor rakamlara ulaştığı günün1üzde düzenli takip imkanı

[8]

:;unar. B ir s aldırgan gibi sistemler üzerindeki zayıflıkları tes t eder,

sonuçları

raporlama

çeşitli formatlar

imkarn

sunar.

düzenler halinde

Raporlarında

tespit

edilen

zayıflıklar için çözüm yolları ve referans kaynaklarıda verebil irler.

167

ÖZAVCI

F., "Saldırı

Tespit Sistemleri

G i r i ş",

h t_tp�//\V\V\v.sivahsapk_fhcorn, Kasım 2001 [9]

ÖZAVCI,

Sistemleri v. 1

F.,

"NESSUS

Zayıflık

!.ı!!ı2>'/\v,vw. sjyahs<�a.�cc.UJ1,

Taran1a

Ocak

2002

'\ra . Yüz Tasanmı L. ancar, A.F.Boz

Kontı·ol �ist<·rnltlri Analizi İçin M Al LAB'da Kullanıcı

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Ci lt, 3 .Sayı (Eylül 2002)

SİSTEMLERİ ANA�izi İÇİN MATLAR'DA KULLANlCI

KONTROL

ARA YUZ

TASARIMI

Ümit SANCAR, Özet-Bu

çalışma,

kontrol

yöntemleri

bir

sistenıleri çatı

altında

toplayan,

rıra yüzünü(GlJI) tanitmaktadır. B ilindi ğ i gibi

ko n t ro �

sistemlerinde kontrolör, kontrol edilen sisten1 ve gcrı besl eme

elemanları

Jistenılerinde

aınaç

vas ıtasıy la

Kon trol

bulunmaktadır.

bir

kontrolör

bir

etmek ve sürekli istenen değeı·lerde, yani kararlı halde

sistemi sürekli veya belli bir zaman diliıninde kon tr ol

tutmaktL.

amaçları n n e oranda gerçekleştiğini

test etmek artık

g ünüm üz

bil g i s a yar teknolojisi ile çok

için kullanılan yazılımların öğrenihncsi ve u y gulanı a s ı

kolay hale gelmiştir. Öte yandan, sistemi test etmek kay bın a

zaman

amaçtan

neden

uzaklaşmamtza Matiab'da

hazırlanan

kullanıcıların

derin

p rog ramla m a

bilgisine

olmakt adı r

neden

kullanıcı

matematik, ihtiyaç

ayrı k

zamanda

kontrol

h em

yüzü,

duymadan,

kontrol

ver m i şt ir .

sürekli zaman ve hcnıdc

çalışmaya

sistemlerinin

ara

asıl

kontrol

sistemlerinin anali zi ve tasarınıına olanak Hazırlanan ara yüz

hemde

olmakta

yanı

i mk an

sıra,

vererek,

klasik

günü mü zde

hızla

y ay ı la n modern kontrol sistenılerinin incelenmesini d e

mümkün kılmıştır.

Anahtar Kelinıe/er- Kon trol ö r MATLAB, Geri Abstract- This application pre s ents a basic GlJI fo r .

systems. Soft"'are i s

The aim of any control system is to

control the plant to follow a

given reference

maintain the stability. In this

st udy it is aimed to

and

ob serv e the control systen1 per fo ro1a n ce criteria and stability b)' usiııg different anal y sis techniques, 'vhich

are impleınented in the software. Analyzed plant oı·

controller can work both discrete and continuous time

appl ication s

Thcrefore one can easily analyses and

obtained theoı- etically from Control System C o urs es studies a by

control system and

usin g the

y aptı ğı

l il i nn1 � k t ı..= ydi .

13u

alctleı

daha çok

hayvan

taklitleri yapan oyun c akla r su saa1i ve su kemerlerindeki su s� vi yesi ni s ahi t tu tınay a yara yan sıstemlerdi ( J\.1.Ö

4 �O ). �ana ı ı devriıninin ba şla ngıç yı l lan nda bulunan gen be "llen ıc ıı s istc.;ınlcr olarak sıcakJ ık düzenleyicısı buhar kazançlan i ç i n g �ı iştirilen basınç düzenleyicisı

gibi örnekler sayılabilıı.

Endüstrıyel a la n da kullanılan ilk geri beslcmelı denetim organ ı ıs e Jan ıcs \Va tt' ın 17 69 da geliştı rdiği toplu hız dii7cnlcyicisidir (Regülatör). Bir denetin1 sistemine ilişkin ilk Kuran1sal çözüınlemc 19. Yüzyılda Watt rcgulatöninün

geliştıren

bir

isko<;valı

d ifc ra nsiye l Fizikçi

denklem

Janıcs

Clerk

modelini

Maxwell

h a ş ka hilin1 adaınlarının da kat k ı l arıyla ( Minorsky, �yquist. I la;cn v.b. ) denetinı kuraını geliştirildi. Bu genc-l kuranını g c J iş i nı in c bağlı olarak sırasıyla servo

gcrçckle�tirdi. Bu kurarn kısa sürede geliştirilerek bir çok

b11g.isayarlar gclişin1 gösterdi. Tüm bu ilerlemeler .n.

nıekanizınalar.

pnönıatık dcnetiın organlan ve analog

si�ternlc.ri g1bı u y g u l an1 ala ra zcn1in hazırladı.

Beslem e

'vritten in M atlab

Çl""� �ski çağlardan b\.::ri insanoğlunun çok basit de olsa 'kendi ke nd i n� çalışına sisıen1ine, göıc çalışan makineler

Dün)� Sava�ı ncla lJçaksavar bataı-yalan ve atış denetım

using the analysis of control

•

I.C;tRt,

analizinde

�1atlab paket programı altında yazıl rn ı ş bir k ullanacı

amaçla

Fu,lt BOZ •

kullanılan

hem

Ali

compare the results

K1a�ik dcnetiın sisteıninin özünü teşkil eden Frekans C' c' a bı yöntenıi 1940, lı yıl l a rda kök-yer eğrileri yöntemi

1 950' li yıllarda g c li ş nıc lerin i tamamlamış ve yayg ın

dcnett m sis tenıl e rı n l n tasarınunda say ısal bilgisayarlar kullanılnıny a b a şland ı ve geri beslem enın belirli bi�

o la rak

kullanılınaya

başlanmıştır.

Bu yıllardan sonra

sürccın birçok no k ta sından başlayabileceği ve gerekli ayarların birçok noktadan yap ılabileceği fikri ortaya at ı ld ı . Sayısal hilgisayarlnnn işin ıçine girmesiyle daha

karıılaşık sı�tcn1lcr dcnetlcnmcye başlandı ve bunlan eskı yontenılerden ayırn1ak için modern denetim kurarnı olarak adlandırıldı. Bu kurarn durum uzayı yaklaşımına

1970'li yıllarda dunım yaklaşımına d ayanan nıodcrn denetım knranıının, fr ek an s cevabı ve Laplace dönüşüınünc dayanan klasik denetim kuramının tamamen yerin i alanıayacağı gerçeğine varıldı.l980, li yı llarla day an 1 r.

software.

Key JVords- Controller, :VIATLAB, GUI, Sofhvare Ü.Sancar,

. .sayarlar bılgı mikro bir1 i ktc artık denetım s i ste ml er inde a k t i f olarJk gôı cv aJnııştır. Iyi bir kontroleünün hem

A.F. Boz: SAC,Teknik Eğıtinı Fakültesi� Ele:<:ronık Bılgisayar Eğitımı Bölümü 54040- Eser�tcpc Kampüsü- ADAPAZ ARI

168

Kontrol Sistemleri Analizi İçin MATtAB'da Kullan1cı Ara Yüz Tasarımr

SAL Fe;ı B ilimlerı Enstitüsü Dergisi

Ü.Sancar, A.F.Boz

6.C11t, 3.Sayı (Eylül 2002)

g erek me kt e dir .

klasik he mde modern denetim sistemlerini çok i yi biln1esi

[ 1]

Bugün modern ev ve bürola rd aki ısıtma ve h a va la nd ınna sisteın ya da düzenleri otomatik k o ntro l sistemleri yardımıyla ıs ıyı y a da ortamın nemini ayarlar. Endüstride n1od em araç ve gereçlerde otomatik kontrol sistemlerinin sayısız uygulamaları vardır. Örneğin üretilen ürünün k al it es in in konh·olü, ulaşım araçlarının kontrolü, g er ilim regülatörleri, in sa ns ız araçların kontrolü, bilgisayarla kon trol tarfik kontrolü ve r obotlar ve kon troll er i v.b. geniş bir görüş açısından bakıldığında kon tr ol sistemleri teoirisi elektrik, makine, inşaa t v.b. n1ühendisliklerin kapsan1111a gir en sistemlerin kont r ol ü ne uygulanabildiği gibi deği ş ik bilim da lları nı ilgilendiren çevre sa ğlığı ek on omik kontrolünde toplumsal ve olayların kontro Jünde canlıların incelenmesinde de kulla nıla b il ir Görüldüğü gibı kontrol insanın ve te kno loj ini n old uğ u .�cr y e rd e vardır ayrıca İnsa nlı k ve gelişimi ıçın de ,

vazgeçilmezdir.

Eğitim

[2]

st e nıinde

öğrenciler için en bü yük sorun anlatılan dersi günlük ha yat la ilişkilendirememektir. Sorunun tem elind e l�oriyle pratiği bir po tada eriternernek yatmaktadır. Kontrol ders i eğitimide hem i çerdi ğ i konular hem çok farklı bilimleri ilgilend i rm es i hemde içermiş olduğu yüksek matematik b ilg isi yle ö ğr enc il er için zor ve ağır olarak ta bi r edilen ders lerde n biri olmuştur. Analizi istenen bir kontrol sistemi blok şemasında, analize ulaşmak için yapılması g ere ke n bir çok zorlu adım va rdı r. Daha ö nemlisi sistenlin kararlı hale getiı·ilmesi için kullanılacak kontrolöriin dizaynında de ne m e yanılma yoluyla son uc a ulaşılmaktadır. İşte bu n okt�da yapılmış olan bu ç al ı ş ma çok büyük kolaylık sa ğla ya cak tı r. Çok yüksek matematik ve kontrol bilgisi gerekıneden "' ·

girerek sistem kara rl ılı ğı nı test edebilir.

kullanıcı

sadece sistemdeki elemanların parametrelerini

GİRlS •

E aşvuru

,...----,

Kumanda siny8l.i

V(t)

Gmf

Elemanlan

Baş vuru

sonuc unu gö r m e s i birkaç sa ni ye yle sın ırl ı d ı r A yr ıca bu prog ra n 1 Matlah gibi kontrol, elektronik ve endüstri mühendisliği gibi bir ç ok aianda sık karş ılaşılan bir programda yazıldığ1ndan ayrıca kullamcıya Matlab hakkında da üst düzey bir örnek teşkil ed ecekt ir. .

Yapılmış olan bu çalışma daha önceden Control Kit[9] adı ile bi linen Matiab yazılımının genişletilmesi ve gel işt i ri lmes i esasına dayanmaktadır. Geliştirilen program Ma tl a b 1 n 6. s ür ü mü n de çalıştır1lmıştu. Gen i şleme sürecinde programa ayrık zaınan analiz meto tları da e klenere k günümüz n1odern kontrol sistemlerinin incelenmesine fırsat verilmiştir. '

II. KONTROL SİSTEMLERİ

Kontrol; incelenen davranışların belirli istenen değerler etrafında tut u lma sı veya isten en deği şünleri göstermesi için ya p ılan i şlemler olarak tanımlanabilmektedir. Bu durunıda O toma ti k Kontrol; kontrol işlemlerinin, kontrol edilnıek iste nen olay etrafında kurulmuş bir ka rar mekanizması ta ra fı n da n doğnıdan ins a n girişinıi olmadan gerçekleştirebilir [3]. ,

Yukarıda ki ta nıma göre bir kontrol sistemi bir tak nn elemanıann karşılıklı şe k ild e birbirine bağlanmasından m eyd an a geln1iştii. Sisten1 e leman la n birbirlerine giriş ve çıkışlar yoluyla bağlaıınuştır. Sistem eleınanlannın işlevl e r i, bireysel g iri ş ve çıkışları ve sistem elem an l an arasındaki bilgi akışı i ş levs el blok şen1alan ile gösterilir. Bu şe ınalar sistem ele manl ar ı nın etki neden sonuç ilişkilerine göre sıralanınalarını s i stemin yapısının incelenmesini sağlar. İş ievs el bloklar bir kara kutu e le m anı olarak ele alınır ve bir siste ın elenıanını temsil e den bir kara kutun un davranışı giriş çıkış bağıntısı ile belirlenir. Burada giriş bir neden çıkışta girişin n eden olduğu bir s onuçtur. Bu ne denle giriş çıkış bağınbsı elernanın neden son uç davranışı olarak ifade edilir. Bozucu

Karşılaştınci

Girişi t(t)

Hata Sinyali

G1riş, d(t)

Denetiın Deenetim Orgaru

Si!ıyali

tn(t)

e(t)

Ivfotor Eleman

·veya SürUcü Eleman

Sinyalı

Düzeltme

a(t)

Denetlenen

Sistem

ÇIKIŞ

Denetlenen Değişken c(t)

<.•myali

Gerib e sle!ne ,_ı

Şekili

Geribe s letn.e

b(t) .

Elemanı

Temellaru.mlan gosteren genelleştiı-ilıniş geribeslemeli sistem blok şeması '

iyi ç özüm için d ene t i m sistemleri

analizinde kullanılan tüm analiz yö nt e mleri ni ( Nyqu is t Bode v .b. ) kulla nab ile ceği gibi kontrol ör seçjminde de Ö7gürdür. Bunları yapaı-ken yapt ı ğı değişikliklerin Bunu yapa r ken en

169

Denetim sistemlerj dene ti m etkisi açısından iki ana sınıfa

ayrılır. Bunlar; (i) Açık-döngü d enet i m sisten1leri

Kapalı-döngü denetim si s temler i .

ve (ii)

Kontrol Sistemleri Analizi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Ci;t, 3.Sayı (Eylül 2002)

için MATtAB'da Kullanıcı

�ra Yüı Tasanm1

lLSanca r, A.F.Boz

11.1 Açıl\ Döngü Kontrol Sisteıni Açık döngü kontrol sisternlerinde denetin1 olayı sistern

11.3. Korıtrolör Çeşitleri Vc Dizaynı

çıkışından bağımsızdır. Açık-döngü sistemlerde çıkışın ölçülmesi

geri

beslernesi

bi lg is ind e n haberdaı

söz

değildir,

konusu

Bir

olmaz. Uygulanıada açık-döngü kontrol sistemleri giriş sistemin giıişi

dolayısıyla

çıkış

bağıntıları önceden

ç1kış

o lan

belli

iç

çıkış

bozuculara maruz kalmayan sistenllerde kullanılır. Çıkış doğruluğu

yapılan

kalibrasyonun

kontrol e tkisi vardır.

çamaşır ınakinelerinde olduğu gibi, sistem girişi bir program şeklinde veiilir ve sistem progra m sn·asını izler. Tı dfik ışıklarının kontrolü örneğinde ise p rogra m

1. 2.

zaman esasına göredir. Işıklann yanıp sönn1esi belli bir

sırada belli bir zaman süresi kadardır.

ÇIJ:QŞ

çıkışı

sistem

ölçülüp

İkili

kontrol sinyali üretmektir.

veya

veya aç-kapa kontrol etkisi

Orantıkontrol e tki s i

(

inte g ral kontrol etkis i

Türev kontrol etkisi

(I)

( I))

rı}

konumda bulunurlar. Hata değerine bağlı olarak kontrolör ve buna bağlı olarak da motor ele ma n ya devrede yada kullanılırlar.

geri

Böylece sisternin girişi çıkıştan haberdardrr. Sisteın çıkışı geri beslenerek girişe uygulandığından bu tür sistemlere geri beslemeli sistemler de denir. Açık-döngü sistem ile

Geri besleme e tkis i pozitif geri

Kapalı-döngü sistemi birbirinden ayıran en önemli unsırr c tkisidir.

ile

Aç-kapa kontrol etkisi kullanan kesikli çalışan kontrol organları oldukça basit yapıda ve ucuz olması nedeniyle çok evlerde ve endüstride yay gın olarak daha

beslendikten sonra is tenilen gıriş değeri ile karşılaştınlır.

geri beslen1e

büyüklüğü

11.,3.1 İki Konunılu Veya Aç-Kapa Tipi Kontrolör

Kapalı döngü kontrol sisteminde denetim etkisi Sistemin

giriş

Buı1lar;

elemanlaı1 oluş turu lur.

11.2. Kapalı Döngü Kontrol Sistemi

bağlıdır.

kontrol

Bu temel kontrol etkilerinin bir yada birkaçının bir arada kuUarulmasıyla değişik k ontrol etkilerinde çalışan kontrol

Şekil-2 Aç:tJ�-döngü kontrol sistemi

çıkışına

içinde

Kont:Tolör organlarında kullan1lan belli başlı dört temel

otomatik

Denetin\ ')rgarı.lan

başvuru

büyüklüğünü,

uygun bir kumanda

zamanlama yada sualama esasına göre çalışırlar. Örneği�

Denetlenen Sistem

si s temi

değerinin yapısına ve kendi kontrol etkisine bağlı olarak

(ayarlama)

derecesine b ağlıdır. Açık döngü kontrol sistemleri ya

GİRjŞ

denetim

karşılaştırmak ve karşılaştırmadan ortaya çıkabilecek hata

ve girişin bir karşılaştırması yapılmadığından sistemin çalışma

döngü

elemanın1n görevi ölçn1e elen1anı üzerinden geri b eslenen

dış

veya

kapalı

ikili

kontrol

İki

clen1aıu

sadece

iki

belirli

kontrolör o lara k bilinirlei. B unlar genellikle izleyici veya devı-ede değildir.

konınnlu kontrolörler bang-bang

servo ınekan izma deneti biçiminde kullarulırlar.

besleme ve negatif geti besleme olmak üzere iki şekilde olur. Negatif geri beslemede çıkıştaki değişimler g1nşe ters

yönde etki eder. Böyle bir sistemde çıla.ş, arzu edilen

gir işe göre bir artış gösterecek olursa denetim etkisinin azaltılarak çıkışın istene değere geri dönmesi s ağlamr. Pozitif geri beslenıede çıkış girişe aynı yönde etki eder.

Buna göre çıkışta herhangi bir artış meydana gelirse bu

denetim s inya linde bir a rtış nıeydana getirir. Bu sistemde girişle toplanarak hata sinyalinde bir artış dolayıs1yla da

çıkışı daha da artt1racak bir etki yaratır. Sonuçta artış sistemin fiziksel sınırlarnalarına kadar devam eder ve sisteın denetlenebilirbğini kaybeder. Pozitif geri besleme

iç döngüler hariç bir kapalı-döngü kontrol sisteminde kullanılmaz.

GIRIŞ

Denetim

Sisteın

Denetlenen

Oı-ga1u Ye Karşilaştıncı

ÇIKIŞ

11.3.2 Orantı Tipi Kontrolör

( P)

Orantı etkide kontrolör çıkışı bir oransal kontrolör girişine oranlanır.

sabit yol uy l a

Kontrolör çılaşı m(t) ile

kontrolör girişi hata sinyali arasındaki bağıntı Ş e kl inde verilir. Burada Kp

orantı kazancıdır. Orantı

bağlı du ve o anda hata ne kadar büyük

etkide herhangi bir anda kontrolör çıkışı, m(t) hatanın büyüklüğüne

olursa düzeltici kontrol sinyali

o oranda büyük olur.

Hata çok küçük olduğunda ise kontrolör yeteri kadar etkili düzeltici sinyal üretemez. Bu nedenle o ran etki ile çalışan TipO sistemleri kalıcı-duıum hatası verirler. nin arttınlmasıyla kalıcı-durum Kazanç ka tsayısı Kp ha tasının giderilmesi mümkündür. 11.3.3 integral 'Tipi Kontı·olör (I) Orant1 etkide ortay a çıkan kalıcı-durum

hatasını

bir kontrol etkisi ilave etmektir. integral kontrol yasası

giderınenin yolu, kontrolöre ha ta nın integrali ile orantılı

Eletnai11

Geribesleme

Şek.il-3 Kapalı-döngü kontrol sistemi

170

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Kontrol Sistemleri Analizi İçin MATLAB'da Ku Ila n ıcı

SAt; Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Ara Yüz Tasarırnt

Ü.Sancar. A.F.Boz

m(t) =K; Je(t)d(t) ı

veya

m(t)

Ts 1 Tö =6 ise; tek bir kontrol d öngüsü ile denetlenmesi

Ts 1 Tö <3 ise; sistem yalnızca karnıaşık kontrol döng ül er i zor duT.

je(t)d(t)

ile deneti en e bilir.

şeklinde ifade edilir. Kontrolör ÇLkışı m(t), hata e(t) ni11

Burada I<i int egr al

zan1an integrali j}e oran tı l ı d rr.

döngü denet i m sistemını n başvuru girişine bir basamak fonk siyo n un un uygulanınası halinde sistem cevabırun yeni kalıcı-duıum değerine en kısa zamanda ve Kap alı

kararl ı bir şekilde erişmesini sağlayan kontrol org a nı

kazancı, T, int egra l zaman sabiti adını alır. integral etkinin çıkışı geçmişte meydana gelen hatanın birikimi ile

Ni c hols ( 1942) tara fından bir ölçüt geliştirilmiş olup bu

integ r al

olması

etki

olursa büyük bir düzeltme etkisi sa ğla nır. Teorik olarak

orantılıdır ve

he r hangi

bir anda hatamn integrali büyük

kontrolörün tek başına kllllanılması

etki tipi

mümkün ise de uygulamalarda daha çok oransal etkiyle değ iş i nil

sürdüren

lıirlikte kullanılır. Kontrolöre bir integral ilavesi h a t a sıfır olana

kadar

�1.3.4. Türev Tipi Kontrolör (

sağlamaktadır.

bir

kontrol

etkisi

ayarı en uy g un ayar kabul edilir. Bu

aşan1a genliğinin, g1 birinci a şama genliğine oranın1n. 1/4

cevap eğrisinin g2 ikinci

ölçüte göre, c(t) zaman alanı gerekir.

Şekil-4

b iri nci aşma genliği

gösterildiği

gibi

cevap

l/4 üne düşmesi yük değ işimleri için düzenleyici (regulatory) türünden denetleyiciler i çin en

eğrisinde ikinci aşnıa genliği g2

•

nin

or nı nı n

uygun ayar olarak kabul edilir. Bu ölçütün matematiksel

denc y l er le ıspatlanmıştır.

biı· dayanağı olmamakla birlikte

Türevetki çıkışı m(t), hata e(t) nin zamana bağlı türevi i le

Ziegler ve

anıaçla

sönümleme sağladığı

hızlı

cevap ve çabuk

orantılıdı . İdeal olarak

1n(t)

de =Kd . clt

m(t)

de = Td dt

kazanc ı T d türev etki zaman1 adını a] rr.

Şeklinde ifade edHir. Burada Kd türev denetim organı

Türev etkinin en önemli üstünlüğü hata nın büyümesini .

önceden kestinnesi ve büyük bir hata ortaya çıknıadan bjr

etkisi sağlamasıdır. Türev fonksiyonu payına 's' Ça.t?anı

aç ık-döng ü

düzeltme

etki

transfer

getirerek sisteme

kararlılığı üzerinde i yileşti ric i bir etki yapar. Paydaki 's' ° çarpanı aynı zaınanda sisten1e 90 lik ileri faz farkı

s-düzlemi orijininde bir sıfır ilave eder. Bu

ise

sisteınin

Şek i l-4 TitTeşimli cevap eğris i

getirir. Türev etki yalnızca hatanın zamana karşı değişimi karşısında etkili olduğundan kontrolörlerde yalnız başına

Ayrıca Ziegler-Nichols sistem cevap eğrisi yöntemine

kullanılmaz ancak diğer kontrol elemanlarıyla birlikte

göre de b i r başka kontrolör ayarı şu şekilde yapılabilir.

kullanılır.

Kontrol

11.3.5. Kontrolör

gerektirmeyen

Dizaynı

a yarl a rına etki eden iki önemli parametre vardır. Bunlar

Bir

sistemde

eğ ri si nden

işlemler aşağıdaki sıraya göre yapılabilir.bu yöntem özellikle ölü zaman gec i k ıes i çok küçük olan sistemler için uygundur (i) Orantı kazancı Kp sıfıra, integral zamanı Ti en

kullamlacak

kontrolör

veya

tüm

yüksek

sistemin bir basamak giriş karşısında gösterdiği cevap

s abi ti Ts

orta ya

çıkan

ve ölü zaman gecikmesi T6 dür. zaman

Eğer ölü zaman gecikmesi Tö

si s tenıin

zaman

gecikmesi

veya

sisternin zaman sabiti Ts

den çok küçük kabyorsa böyle bir

sistenı, P, PI

kont rol

organlarından

b i risiyle

değerine

türev

sabiti

ayarla mr.

sıfıra

(ii)

Sistem cevap

(iii)

yıkana kadar orantı kazancı Kp arttuılır. Integral zaman sabiti Ti orantı etkiden oıtaya

eğrisinde sürekli salınımlar ortaya

düşük

veya PID

çıkan kalıcı-durum hataları ortadan kalkana ve

kolaylıkla

ayar

denetlenebilir. Eğer buna karşılık ölü zaman gecikmesi T6

tipi

edilecek sistem hakkında herhangi bir ön bilgi

sistemin zaman sabiti yanında önemsenmeyecek kadar

küçük değilse böyle bir sistem tek bir kontTol elemanJ ile ifade edil eb il ir.

denetlenemez. Bu konuyla ilgili genel kurallar şu şeki lde

Ts 1 Tö > 1 O ise; sist em tek döng ül ü bir kontrolöde denetlenebilir.

düşük

frekans

genlikli salınımlar aıtaya çıkana kadar yavaş yavaş arttırılır.

kadar türev zaman sabiti adım adım arttırıhr. rfd' nin (iv)

Daha sonra tüm

büyük

tutulması

tutulmasına

orantı

olanak

verir.

titreşirrıler

kazanel

Birkaç

ortadan kalkana

Kp 'nin

sınamadan

so nra

büyük

kontrolör paran1etreleri en uygun değerine ayarlanınış olur.

17!

etrafında

değeri

Kontrol Sistcn1lcri Analizi İçi n

6.Ci!t, J.Sayı (Ey1ül2002)

SAU Fen Bi Ii mler i Enstitüsü Dergisi

Analitik y önte mlerde bir diğer yolda

sistemin kapalı

Nf(yiizdeolark)

döngü çalışmasına ait bazı belli arzu edilen değerlerini belirlemek

tesp it

parametrelerini

sağ la yan

değerleri etn1ek.tir.

Örneğin

kazanç ve faz p ay lan

kontrolör alan ı

zaman

1 00

cevabında, sönüm oranı, oturma zamanı, f rekan s alanı cevabında

ve kök-yer

eğrileri

yönteminde köklerin karmaşık sayı düzlemindeki yerleri. kon trolör

Analitik

Routh-Hurwitz

ayannda

kararlılık

kestirme

yöntemi

ile

yolu

yol

c�

max

....

ygulanması

boyutunda

sistem perfornıans ın 1

ilişkin

son

çıkışın son değerinin

belli bir yüzdesine gelınesi ve o değer içinde kalması için

zaman

fo nksiyonun

girişine

wn .

Birim basaınak fonksiyonuna ilişkin çık ı şın son değerınin

davraıuşını

gör me açıs ından

sistem girişine birim basamak fonksiyon uy gulamr. Birim basamak

(M)J ÜÜ

-C

Yerleşıne Zamanı (ts )

11.4.3.

11.4. Sistem Pe r fo r m ansı

ta nımlama

100

ına�

Ü.Sancar, A.F.Boz Ara Yüz Tasarımı

%50,sine ulaşıncaya kadar geçen zaınandır.

si s te min

gelen sürekli tit r eş i m periyodunu belirlen1ektir.

sis temlerinin

Birin1 basaınak

ise

maksimum kazancının buln1ak ve bu kazanca ka rşılık

Kontrol

1\-tATLAB'da KuJianıcı

üretimi

kolaydır

doğunnaz.

güçlük

sisteme

Bundan

::::

ÇoJJl

İkinci d ereceden bir s iste n1de

geçen zamandır.bu d eğer çoğu zaman %95 olarak alı nır.

başka

basamak fonksiy o nu bütün frekansları içeren bir işarettir. Ayrıca birim basamak fonksiyonuna ilişkin ç ıkı ş bilini n ce

C(t)

ı 1 ıvı

ı3

Süret-J:i h ıli sapmnsı (1-, a_a t s!) e sü_

ı 1 0��=-+� �� ==��::::��;;�� -1= �

-r I t ı

o 95 0.9 0.5

r.ı

ıTd 1"11-l--:ltl

0.1 Tr

ı ı

ı ı ı

ı ı

Şekil-5 lineer konitel sistem1.ru.n biıim basan\:tlç fonksiyonuna ilişki c(i) çıktşmııi. değ)fir.ti ve Tc

zaman

dameni verile�

ve bunun Laplace dönüşüme de alınarak sisternin transfer

jnemli b&Zı

Yükselme Zamanı (Tr)

bunun türevi ahnaı·ak i mpul se fonksiyonuna ilişkin çıkış

11.4.4

fonksiyonu bulunur. Darbe cevabı bilinince herhangi bir

Birim basamak fonksiyonuna i li şkin çıkışın son de ğerinin

girişe ilişkin ç ıkı ş belirlenmiş olur. Genel

olarak

bir

kontrol

sisteminin

birim basamak

fonksi yonuna ilişkin çıkışı Şekil-5 'de gösterilmiştir. değişim e

iliş kin

açıklanmıştır.

1 1.4.1.

bazı

önemli t anı m

verileri

aşağ1da

Bir ko ntrol sisteminden zaman boyutunda birim basamak

özellikleri sağla ması is te ni r.

fonksiyonu girişi içi n elde olunacak c(t) çıkışının şu

Aşım ( Tepe Değeri)

değerinden o lan en büyük ayr ı lmas ı d rr Birim

o/.0 1 O u ndan %90' ına yükselmesi için geçen zamandır.

basamak

girişine

ilişkin

çıkış ın,

değer \1 ile gösterilmiştir. Yüzde olarak aşım .

bunun

Aşıma e rişmek için

11.4.2.

Gecikme Zamanı

Küçük aşın1 değeri

(ii)

Küçük yükselme zamanı

(iii) (iv) (v)

son

Küçük gecikme zamanı Küçük yerleşme zan1anı r

(t) -c (t) =e (t) ile taıumlanan sapınaya da

T d zan1anlarının sistem transfer fonksiyonuna ya da parametrelerine ba ğlayan ifadeleri, küçük dereceli

Şekil-5 �de bu

zaman Tm 'dir. Aşım değeri %5;%10;%20 olabilir.

dır.

(i)

kontrol si s te minin harcadığı

Tr ,Tm

hatanın küçük kalması ,

sistemlerin dışındaki sistemler için elde etmek oldukça güçtür.

( Td ) 172

SAU Fen B i l i mleri Enstitüsü Dergisi

Kontrol Sistemleri Analizi İçin MATLAB'da Kullanıcı

Ü.Sancar,

Ara Yiiz T asa n m 1

6.Cilt, 3.Sayı (EylJI 2002)

olmanıakla beraber hata fonksiyon u e (t) ' nin minimum yapılmasının, yukanda aç ıklan a n zamanları küçülteceği yada miniınum yapacağı söylenebilir. Hata fonksiyonu e (t) ' nin minimum yapılması için literatürde bugüne dek birçok önerilerde Kesin

bir

ç a lı ş ma

kriteri

bulunulmuştur. [ 4]

gelen hatanın integ ra l in in mınımum yapılrnasıd1r. A nc ak hata fonksiyonu bazen pozitif bazen de negatif olmakta ve integrali d e küçü lt mektedir. Böylelikle küçük bir büyüklüğü minimum yapma sorunu o rtay a çıkmaktadır) bu ne denle hatanın mutlak değerinin integralinin rninimun1 yapılması iç i n bazı kriterler ortaya

III. MA TLAB YAZILIMI

s istemi, 2 bo y u tl u ve 3 b oyutl u veri g örüntüleme si göıüntü işleme, animas yon ve grafik sunumu jçin gerek li yüksek s e v iye li koroutlan kapsar. Matiab matematiksel fonksiyon kütüphanesi , elemansal fonksiyondan ve karma ş ık aritn1etikten, matris tersi, matris öz d eğ e rl er i Bessel fonk s i yo nl an ve hız lı Fourier dönüşümlerine kadar değişen geniş bir hesap l ama al g o ritma la r ı top l amı dır Grafik

uygulama programı arabirin1i (API), 1v1atlab ile etki l e ş iml i çalışan C ve Foıtra n pro graml ar ı yazı lmas ına olanak tanı yan bir kütüphan e dir [ 6] .

yüksek performansl ı sayısal hesaplamalar ve grafikse l programlamalar için gel işt i rilen bir teknik programd ır . Matiab sayısal analiz matris i ş le mleri, s inyal işleme ve gr a fi k çizimlerini kullanınıı kolay biT ortamda MATLAB

j }arak sunar. ( 5 ]

C.B. �1oler tarafından g e l iştirilmi ş ve özellikle de ınatris esaslı matematik ortamında kullamlabilen etkileş imli bir paket programl ama dili olarak tanımlanmıştır. B aşl ang ıç ta Matiab özellikle n1ühendislik alanında iyi grafik özelliklere sahip daha çok say ısal hesaplamalarda kullanı lmak amacı ile gel iş t irilmiş bir p a ket programlama dih olarak ortaya çıkmıştır. İl k baş larda Fortran dil inde uzm1 zaman a1an programlama iş l e ml e rine bir alternatif olarak or taya atılmıştır. İlk sürümleri Fortran dil iy l e yazılmış olmakla beraber son sürümleri C diliyle yazılmıştır. Bugü n Matiab telmik hesaplan1alarda kullanılan yüksek bir dil olarak b aşaı: ı ml ı tanımlanmaktadır. Matiab ' ın be ll i başlı kullanım alanları; Nlatematik ve hesaplama işleınleri, algoritn1a (i ) ge li ş ti rrne (ii) Modelleme, b e nz e ti m ve prototipierne Verilerin analizi, incelenmesi ve görüntül eurnesi (iii) (iv) B ilimsel ve mühendislik alanında grafik işlemleri (v) Grafik kullanıcı ara yüz yapısını da iç ine alan uygulama ge li ştin1ıe (

Matiab

atılımştu-.

Matlab

geliştiriln1esi, kontrol edilmesi, hata bulunması ve M d o sya l a rın ın biçin-ılendirilmesi ı ç 1 n gerekli araçları da k apsar . uygulan1alarının

Buradan i lk a k l a

bir bütü11

A.F.Boz

M ATıix LABoratory) ; ilk defa 1985 'de

III.l . Matiab Araç Kutuları (Toolbox)

ve ç ok yönlülüğü, uygul aınala r a özgü çe ş i t li araç kutu l an eklenı.ekle geliştirilebilir. Araç kutulan çeşitli b ili msel alan ve konularda yazıl an Matlab fonksiyon dosyalanndan oluşurlar. Aşağıda konumuzia alakah araç kutuları hakkında genel bilgi verilmiştir. Matiab ' ın işlevselliği

III.l . l . Sinyal İşlenıe Araçkutusu

(Sıgnal Processıng

'foolbox)

1 -boyutlu ve 2-boyutlu sayısal sinyal işleme,

zaına n

serileünin analizi ile ilgili fonksiyonlardan oluşmaktadır. Ay rıc a sayısal fıltreler i ç in geliştirilen anal i z ve tasarın1 fonksiyonları ve güç spe ktrumu analizine ilişkin fonksiyonları da i ç erme kte di r .

IU. 1 .2 . Kontrol Sistemleri Araçkutusu (Control

Sys t e n1 Toolbox) Dıuum

oluşmaktad ı r ve

tekniklerini kullanarak kontrol

u z ay ı

s i s teml er

teorisi

ile

ilgili

n1ühendisliği

fonksiyonlardan

Sis te m Tanımlama Araçkutusu (System ldentıftcatıon Toolbox)

111. 1 .3.

Parametrik düzenleme ve sistem tanınılama ile ilgili fonks i yo nla rdan ol u ş maktadı r Zaman serilerinden veya giriş çıkış v e ril erinden yarar lanarak bii sisteme il i ş kin kestirim modelilli belirlemede kullanılacak fonksiyonl ar ı da içennektedir. .

iç i n b o yutlandı rma gerektirmeyen dizim e tki l eş imli bir sistemdir. Matiab sistemi b eş ana kısın1da i nce le nir Matlab dili, şartlı deyimler, fonksiy onl ar veri yapılan) giriş-çıktş ve nesneye yönelik progr amlama özellikleri içeren yüksek seviyeli bir matri s dilidir. M a tl ah ça lış n1a ortamı, Matiab kullanıcısı veya progran1cısı olarak çalışma imkanı s a ğ l a yan bir araç veya gere ç l er takı mı dır Ç alı ş ma orta rnı ndaki değ i ş kenl e r i kontrol etmeyi ve verileri çalışma aıtamından başka bir ortama a ktarmayı ve b aşka bir ortamdaki ve ri l er i çalışma ko laylaşt ırır A yrıca Matlab ortamına a ktarma yı

Matlab veri elernam .

111. 1 . 4 .

Optimizasyon

1 73

(Optınuzatıon

Toolbox)

Araçkutusu

Optimiza syon

oluşmaktadır.

ile ilgili

fonksi yonlar dan op timiza syonlarla

olmayan

ge nel lineer veya lineer olnıa yan

i l gili serbes t

eya sııı1rlı mınını ax, Lineer

•

6 Cil t, J.S ayı (Ey lül 2002)

Kontrol Sistenı leri Analizi Içi rı ;\'IATLAB�da Kullanıcı A ra Y üz Tasarımı U .Sa nc ar, A.F.Boz

SAU Fen Bil imleri E:ıstitüsü Der gısi

IV .2. Yazılırnın Menüleri

neli lineer olm aya n en küç ük kare l e r yö nte mi , çok nes veya yarı sonsuz optimiz a s yon i l e ilg ili fonksiyonlan da

Program M atiab

içermekte dir.

kom ut s atırı ndan ' Ctrlk it' komutunun g iri l nıe s i i le aktif duru ma geçer ve Şckil -6'da verilen ana program çerç eves i görü nür . Şek ilden görüldüğü gibi, ana çerçe vede bir adet s i ste n1 ve zama n gecikmesi, bir adet

IV. KONTROL SİSTEMLERİ 1-\l�ALİZİ YAZILIMININ TAı.�Il'IMI

ileri yön ve

'lapılnuş olan bu çalışmada, ver i l e n bir ot o matik kontrol

sisteminde besleme

bulunan

sistem

( p l a nt),

kontrolör,

Oluştı.uulan

analiz

ara

karşılaşılabilecek genel inceleme aşarnalanna yazılmıştır.

yürü.

geri

bulunınaktadır.

kontrol

olarak cevap

Kontrol

Her b l ok üzerine fare i l e tıkla ndığ ında o blok aktif hale geçe rek, parametre giriş i i ç i n i lg i l i pencereleri açar. Ana me n ü lerde ise, girilen bulun an üzerinde çerçe ve

steminde tüm problemlere ve verebılecek ş e ki lde

e lemanı ve gecıkme e lemanı

kayde tn1e, analiz n1etotlan ve belirlenmesi gib1 konfıgürasyonl arır un sist em çalışmasının Programın va rd ı r fonksiyonlar anlaş ılabil mesi için, ön1ek s istem ler üzerinde programı anlatalım. param etre ve mode l l er i

karş ılaşılabilecek f'arklılıklardan, açık-döngü kapalı döngü ayırım ı, kontrol s istenünde bulunacak eleman ların tespiti , model tipinin transfer fo nksi yonu

sisteminde

veya durum uzayı ol up o lmaya c ağı

bir adette g e r i yön kontrolör blokları vardır.

:ontrolör tipi, analizin frekans alanı cevabına göre mi yoksa kök-yer eğrilerine göre nıi yapılacağı gibi durumların hepsi için

çözüınler getirilmiştir. Ayrıca b� ten1el özellikte yazıbın s a dece süre kli zamanla sınırlı kalınamış aynk zan1an çalışması ve analizleri de eklennıiştir.

l V. l . Yazı l ı rnı n

(i) (ii) (üi)

Temel Özellikleri .

IV.3. Örnek Sistem Üzerinde Uygulamalar

elektroniğin

ko ntrol s istemlerinde k i yansımaları olan sürekli zaman ve a yrık zamanda analiz yapmaktadır.

Uygulama 1 : G(s)= 1 .4 1 s(s-1 1 )( 0 . 2 5 s+ 1 ) sisteınini ele alalım. B u s isternin pe rfo rmans ı n ı , ileri yön kontrolör olarak dizayn

Yazılım bir ana progranı ( ctrlkit.n1) dosyası ve onun alt progranılan olan diğer * . m dosyalannın

Tüm bir kontrol sistcnu ineeleneceği için ilk yeri ge ldiğinde

başta

ettiğimiz ve a=0 . 2 7 , T=- 1 . 3 3 3 parametrelerine

çağınlmalarıyla oluşturulmuştur.

yapılması

gereken

kontrol

s isteminde

bulunan elen1anların yani k ontrolör, sistem ve geri besleme elemanının parametre leri girilirken

model yakla ş ımı nı belirlerken transfer fon ks i yonu veya duıum uzayı formatı uygulanacak

Şekil-6 : Ana progranı çerçevesi

Oluşturulan ara yüz yaz ı l ı mı e lektroniğin en temel ayırım1 olan analog ve dijital

faz (phase-lead) kon tro löıü ile test

sahip ileri

edelim. Öncelikle il g i l i sistenı parametre lerini programa girebilmek için, sistem b l o ğu üzerine tıklayalım ve transfer fonksiyonunu Şekil-7 'de görüldüğü gibi sisteme girelim.

seçilebi lmektedir., (iv)

Oluşturulan

kontrol

s isteminde

bağlantı

bel irlenebil mektedir. Y an i elemanlar

veya

(v) (vi)

kapalı

(vi ii)

yapıları

sistemin açık-döngü

döngü

seçenekleri

bel irlenebilmcktedir. Sistemde kullanılacak kontrolör P , PI, PID veya

cevabı ( Bode, Nyqu i st Darbe)

transfer fonksiyonu olarak seçilebilmektedir. Frekans alanı yada

1 .4

s(s + 1 )(0.25 s + 1 )

zaman alarn cevabı (köklerin yer eğrisi,

basan1ak

(vii)

bulunacak

cevabı)

modellerinden

:',

birisi

seç ile b ilmektedir.

•

:-.. •

•

·:C ·'

i.-- .� � .- .,

•

Sıs �em çıkış verileri elde edildikten sonra çıkış verı lerı_ üzerinde gör s e l düzenlemeler yap ılab ilmektedir

Şekil-?

Sist em çıkı ş lan görs el olarak elde edil ebildi o-i gib i gen lik ve faz marjini parametreleri b ı tabi oyl a da elde edil ebil mek tedi r.

[7 ,8]

�

Sistem transfe r fonksiyonu girişi

Aynı şekilde kontrolör butonuna tıklayarak, fonksiyonunu

174

girelim.

Bundan

sonra

ilgili transfer

sistemin

hem

2002)

S A U Fen B i l i mleri Enstitüsü Dergisi

6 . C i l t 3 . Sayı (Eylül

Kontı·ol Sistemleri Analizi İçin MATLAH'da Kullanıcı

Ara Yüz Tasarımı

Ü.Sancar, A.F.Boz

Şeki l - I O

kontrolörlü ve hemde kontrolörsüz olarak birim basamak çizdirclim.

cevabını

yüzde n 'Analiz

Bunun

kapalı dö ngüde ana pencerede

cevabını

öncelikle

için

basaınak

Aynı sistemin Bode eğrisini çizdirınek içinse,

çizdirmenıiz gerekmektedir. Bu

model'

me nüsünden

M odel

bulunan

G(s)

seçeneği

G(s)Gc(s) seç eneğ i işaretlenir.

açık

(plot) menüsünden Bode eğrisi ç izdirilebilir. Bu örnek i ç i n sonuç Şekil- l l ' de verilıniştir.

'j,'�;,�'

' • o.:ı .' •rus !:lode Oly•gıamı . f •.,. *·,. � · -.. .... · ....,. · ... •·...._ . ....,. .... . _ .,.. ....,.... .., _ ..,..

;;;:�·::� ı·::y� .' .. �

. • , ::o

•... \,:

:.. t'{J, nf1' . __

r,-:;.. ·· "' =·. -� •

.•

--.:

!;"C:

. j:t. ; ;�r�-ı ��: n;:;, ;.'.· ·· ·· 1 • •• :

•

" •_, .. "'••. , .• , . , .. :1 • ,. •

.., •

• -

·:�---.. ...

ı.•

. •

;;: ; :� . ;.: . · - �l��· t ;:· ..t �··�. . : ..�:.. !::ı·- :: . P ' : -ı.: ı ·ı., : �: :: ;.;: 1" '. " ' 1 :·;···;. ı ·•):,,

' •ı

� ..;�

-�

- ·'·'t"': ·.... i-

·ı•

:!'' ıl

•

. •

(

; .:;

..�:·: - ;ı· , r;ı : ; . .. ·= ,: :::ı ;:! -:!ı,,ı• �·:•

r: ,:.

;, "�

• ..•

' - ;.; .

,:! :

resporıse)

eğrisi

1 dç edilir.

':4

menü sünden b a s amak cevabı (step

seçi lir ve Şekil-9,da

. .. .. . .

. .

.. f

1 L J '

i .\ ! \

•

. . . \; .................... '

•

ı : \ . \ • • "':..,\-ot._ \' ,

•

• •

·--- �·

�.

. ...

.. .. . . ı. .

""' .. . ....... ..·

. ... .

. .. . . . ..

··"" ···· ....... . .

. . ..- .. - ... .. .. ·- - .. - .. .. .. .. .. - - - .. .. •

. .. ..

.. ..

. . � �

. .. . ... ...

. .. ..

.. .. .. .

..... ·---.. ..-·· � ...

-.. - - . •.. . . . .. , . . . . ' '

.. .

. . .. .. .. ..

.-. ..

1 ' 1

O <f r

1 ı

oı

•

i)'

•

. •

•

� · · · .. . . . ... . .. .. . . . ,' . . .. ..... .. . .

J .. .

•

�) 1

•

.'1

. ..

.. .

. . .

.. .. .. - .

ı.'1

verrı ıcA.tçuu

Ş e ki 1-9 'da

O"-ih i

nıen ü s ü

seçilir

per fo m1ans

.. .

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

.. .. .. .. .

• •

·. ':. ...;.. ;..

• .

nrnOT�rn

yauı �ıuı �a.yı�aı

pencerede karşıınıza

değerleri gelir.

- .. • •

�1 .

•

� . ,

_,_

. ...

: :

: •

:•

•

' 1

•

: :

• • t

•

:� . .. .., l. ' ' ı

• '

•

10�-·

' -. •

1 •

'·

;- . • ' :. :.. , �

· "" · · �

' '

•

,ı •

•

FrQinıo�·

-".!-.,,.,,

-'-

ı • •

•

• • • •

ı •

•

• •

. .... . . •

• ı . .. • • t 1

•

• ... • • t •

•

t ı 1 ı 1 .. . . .. ı •

' • ...ı •

.. 1

1 • •

- . ·X\1 '-:---,-

i 1 •

1 • 1 .

•

.. . • • o

•

... ı

• • •

•

1 • •

•

�

•

: .u.:

�. •

•

_ _;

:.'1 0'�·

. .

•

• 1 • •

•

• ..

•

1 1

• • •

•

.. . .

• • • o • • 1 ... .. ... . . ... . . · ... •• , .. ı • .

•

• . . . 1 ı • 1 • • 1 1 1 -, .... • • 1 • � • • 1 ı . .... . ... . . .. .. - .ı ı 1 ı • . 1 . ..... ' . t o 1 �,., \ • • . 1 •

. .. ·

•

. :;,

r .-.

1 •

: :

1 ,

•

: ı '

•

....

...•

·� .

•

• '

;:Id

··ı: ••

.,_

:••'

.....ııı- ··-ı· "'---=-- � .o.;:. ·· · --.;.ı..-. ... 1ı o 1

1 � � ı

•

1 •

ı 1

• .. .. • • • • •

. . .. . . . . .

•

t t

1 '

1 . 1 1

�

•

1 ı .. . .. .. .. . 1 t ' , . . ••A ...... . •... • •ı ·. . ... ... ı i ı ı ı ı 1 t 1 •

•

t .. . . •

! .. • •

1 .... ' •

t • , o • • • 1 .. .. .. . . .. . . . . . . . ..... ı • 1 • • •

•

.....

•

ı .. 1 •

•

. . . . .. . .... . .. 1 ı • • 1 1

•

' ıo

P.rcl<ı.ııı

1 j

•

ı • ı • • • ,j • ı i • .. .- ..... .. .. .. . . . . . . . . . • • •

. - · · - · - · · · ' .. .

•

, ıo

ıo·•

•

.J..

•

• ,

• ' • • 1 . . • , f .

•

ı ..

.. 1

1 1

;. •

•

ıo'

---- ·-- -- --

B od e eğrisi

1 _ _ ;�

•

... .

•

• • • • .. ..... • • 1 , • • •

1••• • • • •

••

. ••

.ı

••

0.7

·'

•

•'

•

:mize fırsat

0.9 ,

.·;L

•

performans

ii §

\ : ,·

. ..

. . . . . . - · - ·· · · · · - ...'

. ..r ' ı

�

.. •

-·

-· --

'( . , '

•

• 1

• •

......

t '

•

.'.

. ..

•

ı .

• ,

� . -. ..

;,·,:-� .

.. '(_ � . .

•

o.i .

·.

us . . . •<

i .

, , · .,. .

. - . .. _,

•

- .. . J ... (·

· - - ...

.. ',-'

-2 ·

. .•

.. .. '"

•

� ., t

• 1

.. --··

•

J.. .J

�

..& '

----

.:..--�

...

r _,

., ,

·· ·

..J_

... :·ı..

·l

�

· -- • •,• 1

.. P.ııeı Elıse•

·1

.. -

Şekil- 1 2 : Köklerin yer eğrisi

1 75

·- � .. :

- Cı..1 - · �"�·. ( ' o ·ı · o •. . � 8 � -- �--� � -� � --� --w� � �--� ·� ··-� � · -� �--�· � � �

�

. '

•

r �.l

.i:

. •

' ..

'( .

...

..,..

. ..

. •

.:!

••

1;; o

·.· i .

c: Gl lll � ı.u

bulunan peıformans Şekil- 1 O' da göıülen

1 , ... .. .. .

Bunun ıçın

•

. .

•

•.

•-r-.... -r--

• • •

ı • • . . . .. .. . o • • t t .. • • • • • . . . ... .. .. . . . . ... . .. ... ..� .. ... .... 1 1 • ı ı • 1 ' • •

' "

•

.. . . .. . . . . ı

ı, •

•

� • 1 • ı t 1 • • • • f .. .. . . ı 1 1 ı ı ı • ı •

•

• • 1 • ı

•

... :ı ı :.�·

•

�· -· · ·-· ... . . . . . . . . . .. . · ·- · · · · .... ...

•

00f't

1 •

•

- · . . . .. . · · · · · · � · · · -- · · - · -- · . . ... .. .. .... ... .. .. .. . . . .. .. . . ... ............ ·---·' ' • 1 1 • • ı • • • • • • 1 o

•.. ...

1 -." 1 ı • •

•

ı • •

.'ı

• • ı • , , •

.. ... •

•

.. 1 .. •

' ... •

•

�

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

•

' •

ler\ n tr(\1(-)rün sistem uıa.ıal\.

•

·.

.ı

•

• -·· ..._,_._. .•

•

ı 1 .

G( s) seçeneğini işaretleyelim. Analiz menüsünden kökJerin yer eğri sı (Root-locus) � n i seçıp, çizdir seçeneğine basarsak, Şekil- 1 2 ' de göriilen kök l erin yer eğrisi n i elde ederiz .

•

ı,, . ..

•

8 'den a ç ık döngü

;.·· ..

.. ·

değerle rini e l de etmemizde mümkündür. göıülen

. . ,.

. . . . . . . . ... .. . ..•r · · - · · · · - · · · "' · · · · · - · · · · · · · ·

Basamak cevabı

.uuııuu

. .

.. .

. 1 •

S istemin köklerinin yer eğrisin çizdirrnek için yine Ş ekil-

1 •

. t·

Ş ek i l _Q 'r1 !:l n rri-\rii l rfii Oll Şekil-9

• f • • . .

Şekil- l l

-�·· - · - - ·· - - - · · · · -

oc� .-

...

' 1

-r � .,...;._ --",.--ı r.... .... .-... :-'T'ı • o • • •

.ı....�-:� .... ...ıı.., _ .... __._ ._ _._ ..,._ .._.. ...ı,.,ı ,_ -,_. _ .,... .... _.., .._ �_,_ .. _._ı ..._ . ..

-100 -,. . _ 1

... , , . '!' ·

.., . .

...___ __.,.

. -

;

•

�. .&...,A •

· .

"' �t "' ·

•

ı ,

· :� ı

1 -- ...

: '-=ı

...-----"0".�.,---=--r---,."---�--,

ı -.:

peri

,• • ..ı· i

•

�' tı: � ..� �-,.. _.ı , ,

-·

b a samak cevabı

göıülen

.. ..

Analiz edilecek model penceresi

onra analiz

.::��to -: 1o'' '

ı 1

ı . .. .. :, . . _ '" ...... .._.. .,._ .. . .. _ . .. . .. .. ..ı.. .. , .. ... .. A.. .. . . .. . .. � _ ., • ......... . ... . J . • ., • • � . "' • .� .. .. _, . ı. . . . .. . .. . • 1 ı ı , ı , ı ..� ••., • , ı , ı ı , ı , 1 ı ı ı ı ! 1 , ··� ı • , ;, • • ı ' ı 1 1 1 ı 1 ı ' • • ı ' .... • • • ı ı • ; ı • ı •• ı • ı • • ı t • ı • • � • ı • 1 • • 1 • • ı • • • �.. ... t • ı • 1 • • • • • • • • -' • • • • J • • • • • •* · -- • ' • '• \. .I o • • • • • • • "' • • • • •\ jı. ,. ,J ,. , \ ., .J l .. l. .J..� ., 4 ,. , ., J , , • • �. . � • •, o. , �o, , ı , 1 ..._ . ·ı • • .... • • ı • 1 • • ı .... ı • • 1 ı . 1 • 1 ' ı ı ı ı • .. • • • . . . . • . . . j 1 ı ' 1 1 • "' ı . . .. . .. .. ... .. . .. .,.. . . . .� . . ... .. . .. .. " · ... ..� .� ..., � ... .. .. .. .. .. . .. ... ..... ... .t. . J . . J .. .. .. 1 , ı ı • , • 1 1 ı . ..... ı ı. o , , o • ı • • 1 ı ı ı ı ı ı , o ı • 1 , , ·,, • ı • ı ı • o t 1 ı 1 • • ı • ' ' ı ı ı ' • ı • ı 1 1 ' ı 1 • j • 1

.: ·

�ı.�

. . ''' 1

M�t·K""""' n 'Zo. ada

. 3... J...: ..... U .i.�L . . . . .. . : .. J. . L �. � :�.� ....... ; . ; : : . : : � �. ) ; : . .. : : . : : · , .. . __ : . .. : , ' 1 , '

ı • """"'"" • ..._�......... • •

. .. . .. .

""' .:'ır

' .

:::...j·ı.- u• t ..�··.- · -co :: 1 ' tı· ı r �- ..

Bundan

işaretlenir.

Bırndan sonra analiz menüsünden Bode seçilerek, çizinı

;;ı;:·�

Ş ekil-8

'G(s) ve G(s)Gc(s)' s eç eneği

döngü

Şekil-8 ' de

s e ç ilir.

öncelikle penceresinden,

Ş ek i l 8 ' de göriilen analiz edilecek model

k arş ırmz a ge len pencerede istediğinı.iz kapalı döngüde edilecek

Performan s değerleri

...

.. ..

Kontrol Sistemleri Analizi İçin VIATLAB'da Kullanacı Ara Yüz Tasarımı Ü.Sancar, A.F.Boz

Dergisi

6.Cilt, 3.Sayı (Eylü1 2002)

SAU Fen Bilimleri Enslitüsü

Ş ek i l - 1 4 : B asanıak Cevabı

Uygulama 2 : Bu örnekte de ayrık zaınanlı bir s isteıni ele alalım.

0.25(z+0 . 5 ) 1 (z-0.05) G(z)=(z+0.6)

perfonnansım, kontrolör

normal

ile

olarak

gırış

test edelim.

Burada

Yine aynı

Gc(z)=

sitemini

se çe

örnekleme

üzerine tıklayalım ve z

trans fer

şekil-8 'den

işaretlenir

kap alı

sistemin

döngü

daha sonra analiz menüsünden

e l de edilir.

girebilmek için, sistem b lo ğ u

programa

önce

darbe cevabı seçilir v e şekil- 1 5 'de göıülen darbe cevabı

zamanı Ts=O. l olarak alınmıştır. Öncelikle ilgili s istem

p arametrelerin i

n e kl e r i

edilerek

adlandırdığıımz

ayrıca

şekilde kontrol s is tem i nin darbe (impulse)

cevabı da incelemnek istenirse yu kar ı daki işlemler tekrar

sistemini ele alalım. Bu sistemin

(z- 1 )(z+0.5)

fonksiyonunu Şekil- 1 3 �de

görüldüğü g ib i s isteme girelim

z+0.6 (z 1 )(z+0.5)

•

: • •

. '':

i:.;,:,: :; · · : i;�- : : ��·.-.> . � ' :� :->;( -�ot.. !':� ;,��ı-'::.� > ,. :: ;,� ·:: . ••

: :� ..� •...·••.•• :·!

Ş eki l 1 3 : Sisteın transfer fonksiyonu girişi

•

� "-,:;..;. :... .. .... ...;:.:;,;;

•

1 ' de olduğu g ib i bu

i. .

· � •

s istemin

hem

yüzden

Bunun

p e nc erede

an a

mo del '

seçene ğ i seçil ir Model

edilecek

G( s) ve G( s )Ge( s) seçeneği iş aretleni r . re s

p once)

: • • _ ,. _ .

. t .

. '

.. ..

.t • '

� � ()

�

Q O ..

,ı ; :

1 -i

ı1

�

0., .. •

. .

•

�'1

. . •

•

.. . ...

.. ..

. .. .. .. ..

. .

.·

••

-••

�

. .

•

' '

.•

•

1 f ' 11

•

• t

f 1 •

• 1

• ı •

1 •

�

..... ·:

• 1

• • • • • •

•

• .

. ..

. ; .. .. - - .- -- -.

: •

•

. .. . -

•

• ..

• • ı - .. · .. .. .. . -

, 1

•

. '

•

!·

•

· .. -

•

• •

• - .. . . .. -.

· - · - ·--· ····--·

•

• • •

: •

•

. '

• •

•

.. .. .. - .. - - · · . .. . . :

•

• •

- -

�

-= ....

. _:

... .. ..

. -

' i

•

� ·· j

•

ıs

. 1ı

:·1 76

: 1

1 .. . 1 .

•

1 • •

• • ...... . .. .. .. .. . .. .. .. .. . .. . . . .. .. .. .. • • • '

..-

•

;. : : iıl !

•

�-

� .

. '

. .. . . .. · · · · · · · · - · -

• 1 -·······•-·••o • • ı •

� . 1

•

--.. -! J

•

• • •

ı ;

. "

: . •

•

1 1

•

.-.. !..--

•

. . - ' . . . . . . . . - : • -• . • • • •

• • ·.- · · · · - - · - · · · · · · · · - ·· · · · · . . . .. . .. . .. .. .. .. .. . . • • •

•

.......-loL- ... �

•

�

.ı

•

�

. .

...

: '

. ..

•

·- · ·

•

1•

•

• •

;

. . .. ..

...

•

:ı •

�· •

•

Illi

.!::

...

.- .

•

' O

.. ..

•

...

•

......•...

... ...

.. ..

. ..

• 1 ı •

• 1

...

. .

. ..

ı •

gereken

•

;

•

. ...

. ..•. .. . .. .. . ı •

• •

• ı

•

o • 1

ı 1 •

•

;

.._

•

.:�

... .

•

0 -t '

•

__ ,..

•

ı •

•

· ·--

•

: •

�-6

· ····-·- "

kontrol

önemli

• •

•

.. .. .. .. ..

•

1 1

ı ı

• •

•

...... ....

•

• •

•

: ;

...

� --

•

-.....-

t'l! ..

•

"'_...

· · · • • • ,• · - · • · • • •

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

---·- -· .._

D arbe Cevabı

sistemi

d iza yn ında

yı l lardan

parametrelerden

değerleridir.

•

. .....

•

.... ..

.. •

..... ··-··

• · •

• '

• ı OB

•

. ..... .

•

• •

;

•

,. �··"·

• ...

r-.

!...... .- ;_· -'·

• 1 1

•

...._-ıl

.. .

•

. 1

•

:. o · · · · ·- r - · · · · · · }.. .. . . .. . . .. � . - - - · · · ··· · · · · · ·

•

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

;

•

1 1

. .

•

• •

•

i •

1 1

•

.. ...

. .

ı ..

.. .

•

.....

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

•

...

•

1 1 1

.. .

...

•

. . .. .

kadar kaydedilen ge li şme l e r

performans

•

.:. •

• ' 1 1 r • • • • .. . . .... .. . . . . ... . ,. . .. . . _ . _ "'• • • • • • • • r • · • • • • • ·- · - • · • • · r

•1

gibi

. ... .

V. SONUÇ

B ilindiği

...

• • ' _

: : ı

•

-·

•

ıJ2·

. .. ..

•

·2 ·

•

• •

.. .. .. L ,

•

.. .. ..� :.. '·

...

. • o

• •

•

: t

Jr' • • , . . .. . . . . . � . . .... .. .. . , . •

•

•• •

. ... . -1.. .. •

•

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

• f • 1

.. ...

•

.. •

�

..... ... 1

- · · - · -. . .

· ;.

: •

•

· · · · . .· ·

1 .. .

(

· -

•

ı ı

1 1

•

• • •r

• '

.. .. 1

�

•

.. ..

•

1 ı

•

. "

•

; :

�

·. · •

•

..........

...

�

hıpul•ıı çıw.bı� 'ı'o�ıt. ı.;i;�p�n't(l edı1m1 ; .

•. •

•

.. .

•

• ...

�

. ..

; . . . .. .. ... ...:.. . .. .. . . . . . . . . .. . . . .: .. .. . . . . .

f .

�

· �' 1 1

Şekil-

•

• -

. ..

;..'. .-

. 1 :

•

.. r .

•

. ... .

1 •

•

•�

:-!'11

•

..... .

·-

•

.. ;

�

� · · · · · ·· �· · -· · · · · · · · ·· ·· ·

•

• ı •

- .. . - • - ..

•

· 1 ••., -� . .,. . .

•

• •

•

. • • .· ! .

.ı

•

. .. .

·.r

.•

. ..

•

. ..

•

.-r-

·'

1 ..

...

" ,

•

· ····· :

· -·

(1 6 O.l

•

4 '

. ' .

. .. ... .

•

1 -

. . .. .

•

•.

basamak

.. ..

•

� or·

�

•

:•:}

c evab ı

. . ·.;

. ... .. . . .

(..!

...

Şekil-8 ıde

seçilir ve Şekil ... l 4 ' de görülen

1! ,

�

menüsünden

cevabı eğ ri s i e lde edilir

1.2

.:-

J:JC

... a·· • • • • • • • 1.... 1 :\

- -

Bundan sonra analiz me nü s ünden step basmak

(step

��

)

karşınuza gelen pencerede is tedi ğ i mi z kapalı döngüde ' Analiz

0 .

için

bulunan

•

:._ ·

� =

=..

ö n ce lik le basan1ak c evab ı nı kapalı dö n güde ç izdirme mi z gere k mekte dir Bu çizdirelim.

.. -·;:w

kontrolörtü ve hemde koııtrolörsüz o larak biri ın bas amak cevabım

ilgili transfer

•

-·

...

�

uygulamada da aynı

şekilde kontrolör butonuna tı klayarak fonksiyonunu girelim. Bundan soru· a

ı' : . ::-:� _. :

Uygulan1a

••

. .

., • •

· • "'

-·

1 940 ' l ı

bilinmesi

biriside

sistem

günürrıüze

bu konunun yani sitem

performansııun test edilmesini sistematik hale getirmiştir.

Bu gelişmeler ışığında kontrol mühendisi Nyquist, Bode ve köklerin yer eğrisi gibi analiz metod.Iarın1 kullanarak

u yg ul a m a s ı

ilgili sisten1 hakkında bilgi toplayabilir. Öte yandan bu metodann

analitik

işlemlerin

uzun

SAU Fen

Kontrol Sistemleri A n a l i �i

Bi li ml eti Enstitüsü Dergi si

n.Cilt, J.Sayı (Eylül 2002)

İçin

MATLAH'da Kullanıcı Ara Yüz Tasarıını

U.Sancar1 A.F.Boz

Yine işlenıler sırasında ha ta yapma riski yüksek o l ma k ta

karmaşık o lmasından nispeten uzun bir süre almaktaydı. idi. Günümüz bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler

tüm

sorunlara çözüm olabilecek cevaplar içermektedir.

Özellikle

gibi

öğretilmesini hazn·lanan

uygulamaya

yönelik

güçleştinnektedir.

program

derslerin

yanı

Bu nun

sayesinde

öğrenciler

sıra

sistenıleri

kolayca test edebilmekte, p erforınans lannı ölçebilmekte

kontrol

ve çözüme yöne lik kontrolör tasarlayabilmektedir. B unun

sistemleri analizini çok hızlı ve kolay hale getirmektedir.

sonucu o l arak da hem zamandan hemde paradan tasarruf

yazılım

ya nd an

Öte

gelişmeler,

sistemleri

sektöründeki yazılunların

öğrenilmesi

özel

uygulama lara yöne l i k hale getiiilınesi ise ayrı bir sorun teşkil etmektedir.

olarak

İşte bu

hazı rlanan

edilmektedir. B tınu yaparken eğitinıden ödün veımekten

ziyade. konularm daha

KAYN AKI.ıAR

sorunun çözümüne yönelik

kontrol

adını

kiti

verdiğimiz

tüm b u problemlere pratik fakat güçlü bir

prograın,

iyi a nl a ş ıl n1ası

da sağlanmaktadır.

çözünı getirn1ektedir. Bilindiği gibi Matiab yazılımının kontrol

yönelik

s istemlerine

anatizinde

büyük

kolaylıklar

öze]

konıutlan,

sistem

Yine bu

sağlamaktadır.

[1]

YÜKSEL,

İbrahim,

O to ma t ik

[2]

�ra birimine sahip olınası, uygulamada bu piogramı

1 , B irsen Yayınevi, İstanbul , 1 997.

seçmemizde

[3]

bir

rol

oynamıştır.

Hazırlanan

kullanıcı ara yüzü (GUI), kontrol s istemleri ile ilgilenen �eniş

bir

etmektedir.

hitap

yelpazeye

Program,

YÜICSEL,

İbrahim,

Otomatjk

Otomat ilc Kontrol

ÖZDAŞ, Nimet, A. Talha DİNİBÜTÜN ve Ahmet

matematik bilgisine gerek duymadan, onun herhangi bir

KUZUCU,

sistenı i

İkinci Bask1, İstanbul, Mart 1 99 5 .

tasadamasına

sisteme

sonuç ların

far kl ı

yönelik

birçok

kontrolör

yöntem

kullanılarak test e dı ı mes ine imkan vermektedir. Böylece hen1 zan-ıa ndan büyük kazanç elde

edilmekte, henıde

analitik yolda var olan hata yapma ıiskini en alt düzeye

Bunun

yöntenılcrde ana l i t i k uygulama için harcayacağı zaman indirme ktedir.

emeği

üzerinde

asıl

sonucu olarak d a kullamcı, analiz

amaçta,

harcayabilmekte

yani

performans

ve ayrıca

iyileştirme

sonuçları anında

karşılaştırmalı olarak inceleyerek büyük bir avantaj elde etmektedir.

Programın ko ntrol sistemleri eği timi ne yönelik faydaları

d a büyüktür.

Özellikle ülkemiz

gibi

gelişmekte olan

ülkeleri n eğitime ayırdıkları kaynakların kıtlığı, kontrol

1 77

S is t eın

Güçlendirıne Vakfı Yayın No : 2 1 , Bursa, 1997. [4]

' c e leınesine,

Kontro l,

Dinamiği ve Denetim Sistenıleri, Uludağ {)niversitesi

kullanıcının Matiab programlama bilgisine veya derin

200 1

U"ludağ

SARIOÖLU, Prof. Dr. M. Kemal, O to nıat ik Kontrol

Üniversitesi Güçlendirıne Vakfı, Bursa,

paket programın genişletilebilir olması ve güçlü bir GUI büyük

Kontrol,

W ündows [5]

Temelleri, Birsen Yayınevi,

G(TN E Ş , ,

Adem,YILDIZ, Köksal, �atlab . Türkıne n kitabevi, Istanbul 1 997

for

S i ste ınler i n i n .Analizi ve Çözümü, Uludağ Üniversitesi [ 6]

YÜKS EL,

İbrahim,

j}e

Mühendisl ik

2000

FREDERİCK, Dean K . , CHOV/, Joe H. Feedback

Güçlendirme Vakfı, Bursa

[7]

M:atlab

Control Problems) P\VS Publishing Company, B o sto n

USA [8] BOZ,

Ali

Fuat,

:Matlab

ders

notları,

S akarya

Üniversitesi

DPh i l . Thesis, School of Engineering, the U nivers ı ty

[9] Zhuang, M , Computer A ided PID Conh·oller De s i gn..

Sus sex,

1 992.

Tel Çekme

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt,

TEL ÇEKı"'\1E PROSESİ

Ümit ŞENYÜREK,

İNKLÜZYON Hüseyin

olan

inidüzyon

türleri

wikroskobik

incelenıeleri

sımflandırılmış. sonucu

kimyasal

yapdarının alümina ve silikat karakterde oldukları tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Çelik tel, İnklüzyon, alümina,

silikat.

Abstract

�

CÖMERT

sıcak yüzeyi şekille ndirn1eden kaynaklanan bir oksit tabakası ile kaplıdır. Bu oksit tabakası matris aş ı nmasına ve çekilen üründe yüzey kusurlanna yol açacağından, soğuk çekıne iş le mind en önce tenıizlemnelidir. Oksit gideıme mekanik ve/veya kimyasal olarak yapılır. Kuru tel çekmede, matrisin önünde, içine katı ve kuru bir yağlayıcı (önıeğin t oz sabun) doldurulmu ş bir kap bulunur. Tel bu yağlayıc ı içinden geçerek matrise girer. Islak çekme için, çelik malzeme elektrolitik olarak bakır (pirinç) veya kalay kaplanır.

Tellerde kopmaya sebep olan inklüzyonlar, optik ve

EDS

HASARLAR!

Fjlmaşuılerin

Bu çalışmada tel çekme işlemlerinde hasara

neden

ve inklüzyon Hasarlan Ü.Şenyürek, H.Cömert

3.Say1 (Eylül 2002)

Özet-

Prosesi

In this study, inclusion types "vhich cause

failure in wire dr?·Ning processes are classified. The

S ıcak haddel enmiş malzeme, bileşimine göre hızlı soğuduğu takdirde soğuk çekile·meyecek kadar sertleşir. Bu dururnda malzeınenin çekrne işleminden önce tavlanmas1 gerekir. Ayrıca soğuk çekme sırasında ise malzeıne pek l e ş i r . Dolayısıyla birkaç kadernede yapılan soğuk çekmed e ara kadernelerin biri nde pekleşme nedeniyle malzeme çekilemez hale gelerek kopabilir. Çekn1e işlemine devam edebilmek için malzenıeye yeniden kristalleşme tavı uygulanmalıdır. Bu amaçla filmaşinler hon1ojen ostenit elde edilecek bir sıcaklıkta (1000 °C) tavlandıktan som·a kurşun veya tuz banyosunda uygun bir hızla soğutulur (2]. Bu işlem patentlen1e otarak b i linir ve elde edilen ince perlitik yapı telin daha fazla ç ekilınesi için idealdir.

inclusion types which cause failure in wires are examined by optical and EDS and it was found that their chemical structure are alumina and silica.

Key Words-Steel Wire, Inclusions, alumina, silica.

I. GİRİŞ

Filmaşinler, soğuk çekme işlenıleri ile tel üretimine uygun nitelikteki çelik yan ü rünleridir. Çelik tel üretiminde kullanılan filmaşinlerin içyapısının temizliği nihai tel ürünün niteliğini arttırmaktadır [ 1]. Tel çekme iş l e mi çelik halat , yay teli , çelik kord gibi yüksek d ay anı mlı tellerin üretilmesinde önemli yer tutan bir plastik şekil verme prosesidir.Bu işlernle, 5,50 mm çaplı bir fılmaşin , sürekli veya kesintili olarak, neredeyse 100 kat daha küçük bir çapa çekilebilmektedir. Bu filmaşjnlerin süneklilik değerleri ile ilişkilidir. Bunun için filmaşinlerin üstün nitelikli olarak üretilmesi ve ısıl işlenıJerin uygun olarak yapılınası gereklidir. Yapılan araştıımalarda fılmaşinleıin çekilebilirliğini azaltan en önemli nedenlerin başında metalik olmayan kalıntılann (iııklüzyon) olduğu ortaya çıkmıştır.

v e takiben kord öıülmesi s1rasında meydana gelen hasarlar oluşum kaynaklanna göre aşağıdaki gibi sınıflandınlabilir[ 1] :

Tel çekme işlemi

a.Çelik Üretiminden Gelen Hatalar

Çatlaklar Merkez Segregasyonu Metalik Olmayan İnklüzyonlar E rgime Sürecinde Giren Yabancı 1v1addeler •

b.lsıl Işlem Hataları

çekme, bel l i çaplardaki tellerin, sürekJi veya kesikli olarak matı-is olarak bilinen haddelerden geçiritmek suretiyle şekillendirildiği bir prosestir. Bu prosesin ilk adımı yüzey hazırlamadır.

Tel

Yüzey Karbonsuzlaşması Sert Noktalar Kaba Tane Tane Sınırı Ferriti

Ü.Şenyürek, Sakarya Üniveisitesi ,Fen B i lı n-ıleri Enstitüsü Makine

Müh. Anabilim Dalı, Esentepe/Sakarya H.Cömert, Sak arya Üniversitesi MühendiElik

••

Faküitesi

c. Uretim Hatalan

Makine

Süıiümne Ne denli Martenzİt Veya Beynit Sıvanmalar

Müh. Böl. Esentc;>e/Sakarya

178

SAC Fen

B il imieri

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül

Erstitüsü Dergisi

Tel Çekme Prosesi

2002)

İnklüzyon Hasa:·ları

U.Şenyürek, H.Cömert

Yüzeye T a ş ınmış Segregasyon

d) Nitratlar ve Karbonitratlar

Haddelerne Sürecinde Giren Yabancı Maddeler Çiziki er I�adde İzleri Oksit Tabakası

Titanyum nitrat ve karbo nitratlar. alümİnyum nitrat (AlN), zirkonyum nitrat. İnklüzyo nlar metallerin özelliklerini önemli ölçüde etkilerler. Bu etkiler genellikle olumsuzdur ve istenmezler. Ancak nadir de olsa bazı hallerde, özellikle çeliğe inklüzyon yapıcı elementler ilave edilir. Bırnun en iyi bilinen örneği otomat çelikleridir (free cutting steels). İnkl üzyonJ arı n çelikierin özelliklerine etkileri şu şekilde sıralanabilir :

Çelik tel üretimi ve kullan1 mı sırasında ıneydana gelen hasarların önemli bir kısnunın sebebi hamnıadde olup özellikle metalik olmayan inklüzyonlardan kaynaklan -n1aktadır. Filma.şinde istenmeyen fen·it fazı ve inklüzyonlar mekanik özellikleri etkilemektedir. Örneğin inklüzyonlar fılnıaşinin tel çekme sırasında ve mukavemetini kopmasına yol açmakta düşünııektedir[ 1]. AST'_M, E7'ye göre, inklüzyon, nıekanik olarak tutulan oksit, sülfiir, sil ikat ve benzeri veya katılaşma sırasında oluşan empüritelerin partikülleridir. Gözle veya on kez büyütme ile görülebilen inldüzyonlara makroinklüzyon

a) Tala.şlı İ�lem Özelliklerine Etkileri

Çeliğin kükürt içeriğinin artması işlenebilirlik ıçın avantaj sağlar. İnklüzyon sebepli sertlik arttıkça, işlenebilirllk azalır [4].

b) Vorulma Ozeliiiderine Etkileri ••

denir.

Çeliğin h ad delenmesi sırasında inklüzyonlar etrafında

gerilinıler oluşur.

Bunlar yoıulma sırasında çatlak oluşumunda çekirdeklerone etkisine sahiptirler [4, 5].

Üretim v e döküm aşamasında herhangi bir şekilde çelik içensind, hapsolan inklüzyonlar, şekil, bileşim, yoğunluk ve boyutlarına bağlı olarak, çeliğin yüzey özellıklerİ, toklukl derin çekme, kopma ve yorulma d irencin i büyük oranda düşürürler.

Kaynak Edilebilirliğe Etkileri

Ana n1etalde bulunan i nk l ü zyonlar ısı tesiri altındaki bölgenin sıcaklık perjyodundan etkilenebilirler. Füzyon kaynağı ve ısı tesiri altında kalan bölgede çeliğin çatıarnasında bu tür metalik olmayan inklüzyonlann etkisi; ısı tesiri altındaki bölgede laminasyonlar, daha büyük oks it inklüzyonlarından çatlak oluşumu, sl.Ufürlerden sıcak yrr h lma ve yannıadır (4]. ,

Temiz çelik üretüninin gerçekleştirilmesi� inklüzyon oluşum kaynaklannın elimine edilmesi ve mevcut inkl üzyo nların yüzeye çıkanlması (curufa alunması) esasına da yanmaktadır.

••

Modern temiz çelik uygulamasında tamanu olmasa da ço . ğu büyük inklüzyonların sıvı çelikten alınabilmektedir. Temiz çelik uygulamasında genellikle

d) Mekanik Ozelliklere Etkileri

İnklüzyonlannın sayısınn1 art1 şı ile elastik limit ve maksimum çekme gerilmesinde bir azalma görülür [4].

20 J.lın ve küçük inklüzyonlarla ilgilenilmektedir. Çelik

içerisinde kalan inküzyonların kimyasal yapısını ve özell ik!erini saptan1ak önemlidir.

e) Sünekliğe Etkileri

Çeliklerde kükürt artışı ile en çok etkilenen özellik, sünekliktir. Sünekliği en çok bozan, uzamış sülfür ile silikat inklüzyonlarıdır ve bu etki en çok haddelen1e yönüne dik yönlerde ortaya çıkmaktadır [5].

Ütün hatasına sebep olan inklüzyonlar genellikle 50 �m' den büyük inklüzyonlardır. 4 �'dan küçük inklüzyonların ise sıklığı önemli olmaktadır. Belli başlı ınklüzyon türleri şunlardır [3] :

f) Korozyona E tkileri

Oyuklaruna korozyonu sülfür inklüzyonlarından başlar. Pasif çelik yüzeyinin potansiyeli oldukça yüksek ve toplaın metal yüzeyi sülfür alarundan daha büyük olduğundan araya yerleşen sülfür inklüzyonlan çözümneye başlar ve oyuk oluştuıur [4].

a) Oksitler Alümina (Al203), magnezyum alüminat (Mg0.Alı03),

kalsiyum alüminatlar (Ca0.Al203), spersortit (3Mn0. Alı03.Si02), radonit (MnO.SiOı), pisedo-vallastonit (CaO.Si02), gelılenit (2Ca0. Al203.Si02), anortit (Ca O. Al�03 .2Si02), tridimit (Si02), perovskit (CaO.Ti02), demiroksit (FeO), zirkonyum oksit (Zr02).

g) Darbe Direncine Etkileri

İnklüzyonlar çeliğin darbe direncini öneml i ölçüde düşürürler [5].

b) Sülfürler

Mangan sülfür (MnS), demirsülfür(FeS)� kalsiyum sülfür (CaS), titanyum sülfür (TiS). c) O ksisülfürler Nadir toprak oksisülfürleri oksJsülfürler (CaS).

II. DENEYSEL

ÇALIŞM.L\LAR

II.l Deney Malzen1eleri

(Re202S),

kalsiyutn

Bu çalışn1ada, kin1yasal bdeşjmi

179

�lo

0,519 Mn, %0.009

% 0,005 S, %

0,809

P,% 0,198 Si,% 0,001 AL %

Tel Çekme

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002) SAU

0,30 mm çaplı teller

11.2 Çekme Deneyi Kopmaya sebep olan

İııklüzyon Hasarları

LJ.Şenyürek, H.Cörrert

Tablo 3. inklüzyon kopma lannın meydana

0,033 Cr, %0:006 Cu, % 0,012 Ni, % 0,0035 Nı* olan 5,50 nım çapındaki sıcak ha d delenm iş fil nı aşinden üretilmiş

Prosesı

karbon ve kükürt değerleri

incelenmiştir.

telierin

(ağ o/o).

0/o C

üretildiği

0,0064

0,809

filn1aşin

geldiği filmaşin grubunun

•

grubunun çekme deneyi karakteristiklerj Metro-Com (5000 daN) ınodel çekme

c ih

azı ile belirlenn1iş ve elde

•

11.5 l\1.ikroskobik Inceleme

edilen değerler Tablo 1' de verilmiştir.

Optik

Mikroskop

k a lıplanıruş çekme

pariatılmış yapılan

ile

nıikroskop

İnidüzyon kopmalarının meyda:ıa geldiği fı lmaşin grubunun deneyi değerleri

Tablo 1.

Kopan

sıcak

olarak

yüzeylerinde

o pti k

tellerin

incelemelerde

inklüzyonlar

saptanmış, bunlardan çekme doğrultusunda uzamış ve uzamarnış olmak üzere ikj çeşi di tespit edilmiştir. Şekil

(mm)

(N/mm2)

5,50

1120

Uzan1a

Kopma Mukavemeti

Çap

da çekme doğrultusunda uzaman1ış inklüzyonlar

(o/o)

1 b'

Şekil

inklüzyonla r

17,6

doğn1ltusun da

çekn1e

görülmektedır.

Şekil

uzamış

değiştirmemiş

inklüzyonlar alurn:ina, uzamış inklüzyonlar ise silikat inklüzyonları karakteristikleri taşunaktadır.

••

ll.3 Sertlik Olçümü Bu deneyde

mikrosertlik test cihazı kullanılnuş ve

baskı sür:si

15 sn� baskı yükü ise 300 grf olarak

seçilnıiştır. tellerden

kopmal a rı

İııklüzyon (0

0,3'}0

mm)

görülmüş

hazırlanmış

olan

numuneler

üzerinde yapılan 5 adet ayn ölçümün sonucu Tablo 2 de görülmektedir. Numunelerin

sertlikleri, 2 No'lu

örnek hariç, hemen hemen aynıdı r 2 .

diğerlerine beraber

nazaran bir bu

değe r

nı.iktar

kabul

n u n1 ara l ı

daha

sert

edilebilirlik

numune olmakla

sınırlan

içerisindedir. Tablo

2. İnklüzyon kopmalarının m e ydan a geldiği değerleri .

tellerin

� ·M alzeme No

Mikro sertlik

501

520

sertlik

(a)

(!IV)

497 497

49�

II.4 Kimyasal Analizler Kopan

adet

filmaşin

numunelerinin

Spektro

fotometre cihazı ile y a pılan kimyasal analizleri Tablo

3 'de görülmektedir.

(b)

Ş ekı 1

l. Tel çekme doğrultusunda a)

u zama mı ş

b) uzamış

inklüzyonlar

SEM

Üretici firma analizi

ile

EDS

Analizi:

Tel

çeknıe

operasyonu

sırasında kopan te llerin kopma nedenleri, göz ve optik

180

SAU Fer: Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6 C:It, 3.Sayı (Eylül 2002)

Tel Çekme

milaoskop yardımı ile araştırılmıştır. İnld üzy on nedeni gösterecek

inklüzyonları

şekilde

İnklüzyon Hasarları Ü.Şenyürek, H.Cömert ve

filmaşi nde ne tür inklüzyonlann bulunabileceğini ve

ile koptuğu an l aşılan te llerin kırık yüzeyleri ile bu tellerden

Prosesı

ç ek me

normal

prosesinde

problemlerle

tür

karşılaşıl abileceği hususunda yardımcı olmaktadır.

metal o grafik tekniklerle hazırlanan numunelerde SEM ile EDS

( energy

dispersive x-ray sp ectToscopy) analizi

yap ı lnu şt ır.

. .

Şekil 2a Fe 'ce yoğun ve az miktarda Jvfn ve Si olan bir bölgeden

Oks�jen

alınm1ştır.

oln1a ınak l a

beraber)

analiz

çok

piki

şiddetli

adı

bölgesinin

geçen

elen1entlcrin oksitlerinin karışımı o lduğu muhten1eldir.

Şe k il 2b"

ve Si 'un yoğun

de analiz bölgesinde Fe

olduğu görülüyor. İncelenen fil maşi nde Si oranı yüksek değildir.

Dolayısıyla,

yoğun 1aşması yükseklıği,

analiz

e dilen

açıktır.

olduğu

noktada bir Si

Oksijen

Si02 'nin (s il ikat

bw·ada

pikinin

inklüzyonunun)

bulunduğuna işaret etınekt e d ir. yekil

2c'

deki

analiz,

kompleks

bir

inklüzyonun

varlığını

gösterınektedir.

B ıırada yüksek ora nd a Fe

yanında

yüksekçe

Si,

tv1n,

bulunduğu

(a)

anlaşıln,,. :tadır. Bu bölgede FeO, Si02, \1 n0 CaO ve )

Al20_, 'nın bulunduğu sonucuna varabiliriz.

A1203 n ın '

varltğı tclin çekilebilirliğini olumsuz yönde et ki leyen

bir faktör olarak düş ünülebilir. Burada S pikinin az da olsa görül üyor olması �nS esasl ı başka bir inklüzyon o labi l e c e ği ne

•

.:·

de işaret etn1ektedir.

J '::-;._

-·

•

. . -<:.. -"'�

�-

.... �

•

III.

TARTIŞMA

•

.,.ı •

ı •

nıa li y e t i n i

işlemlerindeki

arttıran

süreksizlikler,

faktörlerden

...••

üıi.in

biridir.

ö zell ilde

süreksizlikler

'i ... .. ;

. ' . .... ·.!'

·ç "!

1'·

•

... .

. ''

• .

... 1

•

çckn1e

-�-

. '

Tel

� _.....

·-"!

•

·1

tür

...

ınalzemelerdeki

. �.

inkl üz:yonlardan kaynaklanmaktadır. Günürnüzdeki tek noloj i ile inkJüzyonsuz çelik üretinıi

(b)

münık.i.in değildir, fakat üreti m aşamasında uy gu l anan çeşitli

proscs

yöntemleri

duruma

zararsız

ile

Ürün hatasına sebep olan inklüzyon1ar

tirilebilirler.

genell ikle 50 �tm 'den büyük inklüzyonlardır. 4Jlm'den küçiik inklüzyonların ise sı kl ığı önemli olmaktadır.

•

incelen1elerin büyük çoğunluğu oksit esash

Yapılan

inklüzyonlar

üzerinde

başlıca

MnO,

FeO,

inklüzyonların

gerçekleştirilmiştir. CaO

Si02,

hepsi ayrı

ayrı

Bunlar

Al203'tür.

1 c""

mevcut olmayabilir,

•

• .

bazıları FeO kafesinde katı eriy i k olarak yer almış ola b ı 1 ir. İlgili curuf sistemlerinin

b J l ı n m e si

açısından

fayda lıdır.

Yalnız,

( faz

anal izie ri n

"•

"1.�;

ortadan

olrnası

kalitatif

kaldırılması

bir

yardııncı

çok

durumda

olabile c ek

faz

inklüzyon

faz ·

(c)

açısından,

(veya

Şekil 2.

t edarik

etmektedir.

Farklı

inkllizyonlara ait EDS paternleri,

b) S ilikat esaslı) c)

d iya g ra nılann hangi bölgelerinin göz önüne alınması gerektiğini)

�

ana l izle rinde

diyagra ml ar ın ı

kantitatif analiz yapılması zorunludur. Çünkü üretici fırma,

gerektiği hususunda belirsizliğe neden olmaktadır. Bu belirsizliklerin

�.:.,;:

analizler

diya gramlannın hangi böl gesinin göz önüne al ı nması tür

,_!.

• .•

•t

di yagramlarının)

sıralanan

yu kar ıda

;

•

diyagı:anılar,

181

Kompleks

FeO esaslı,

Te 1 Çekme Prosesi ve İnklüzyon Hasarlan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Ci1t, 3 .Sayı

Ü.Şenyürek, H.Cömert

(Eylül 2002)

IV.

SONUÇ

ınalzemenin meydana gelen hasarlar Tellerde kendinden kaynaklanabileceği gibi, proses şartlarından da ileri gelebilir. Bu çalışmada ikinci faktörler incelenmiştir (İncelenen tellerin mekanik özellikleri ve kimyasal bileşimleri istenen standartlar dahilindedir). Ancak, malzeme içerisindeki inklüzyonlar yoğunlaşma derecelerine bağlı olarak hasara yol açmışlardır. Bu çalışn1ada, bu tür hasarlar göz önüne alıruruş ve hasara yol açan inidüzyon türleri belirlenmeye çalışılmıştır. KAYNAKLAR

[1]5.Uluslar arası Kırılma Konferansı Bildiriler Kitabı, 310-3 ı ı, (2001) [2} Çapan L., MetaHere Plastik Şekil Verme JTÜ Yayını, 249-270, (1 990) Çelik Üretiminde İnklüzyon ve .. J ]Ünal L. M., Azaltılması Erdemir Yayınları, 9-48, (200 1) [4]I<.iessling R. , Lange N. '' Nonmetallic Inclusions in Stee1", T� _!Metal Society, (Partiii) , London, 1978 [5]Uzun İ. , ''İnklüzyonlar, Mekanik Özelliklere Etkileri ,Giderilmesı ve Saptanma Yöntenıleri ",İTÜ Sakarya Mühendislik Fakültesi Metaluıji Mühendisb ği Bölümü Bitirme Ödevi 1991

182

SAU Fen Bilınıle:-i Enstitüsü Dergisi

Bentonit ile Boyarmaddelerin Adsorbsiyonu

6.Cilt. 3 .Sayı (Eylül 2002)

Z.Ay, M.Özacar,i.A.Şengil

BENTO�İT İLE BOYARl\IADDELERİN ADSORPSİYONU Zeliha AY, Mahınut

ÖZACAR, İ. Ayhan ŞENGİL

Bu ç al ış m ada, Asit Sarı N7GL, Asit Kırmızı N2RBL, Bazik Kırmızı 2L, M e ti J en Mavisi, Reaktif l{trnıızı BB ve Reaktif Sarı RR boyalarının bentonit ile adsorpsiyonu incelenmiştir. Tanecik boyutu, pH, karıştırma süresi, karı$tırma hızı, ilk konsantrasyon,

Özet

·-

adsorban

kütlesi

parametrelerin araştırılınıştır. adsorpsiyonu

sıcaklık

gibi

değişik

üzerine

belirlenmiştir. La ng ınu ir ve Freundlich izotermleri ıçin ad so rp siy on parametreleri belirlenmiş ve tartışılmıştır.

Absira ct

tekstil atıksuyu,

I n this study,

olmasına rağınen,

aktif

adsorbandır [3-4).

karbon en

konsantrasyon, adsorban

etkil i

yaygın ve

yapılıruştr r.

izoteımlcr i

içi n

edilmiştir.

izoterm.

kütlesi ve s ı caklık gibi

in c elenmiş

değiştirilerck

çalı ş n1alan

Langmuir

adso rps i yo n

i zoter n1

F reundlich

para metrel eri

tespit

ll. �1ATERYAL VE METOT

adsorption of the Acid

N2GIJ, A c id Red N2RBL, Basic Red 2L, Methilcne Blue, Rcactive Yellow RR, Reactive Red BB o n bentonite were studied. Effects of various parameters such as pa r t icle size, pH, agitation tiıne, nıixing rat e initial dye concentration, adsorbent mass

Çalışma larda ],ic. 'den

kullanılan

temin

Pendik- Tü mayla r

bentonit,

edilmiştir.

stand art

ASTM

kullamlarak e lenmiş ve 53'ten daha küçük,

90-150 ve 150' den daha

a dsorbanlar olarak araştırıln11ştır. Ancak nisp eten pahalı

p aran1etreler

Yellow

and teınperature

diğer düşük fiyatlı madde l er de potansiyel endüs triyel

hızı, ilk

A�tahta:· rCelilneler- Bentonit, adsorpsiyon, Asit boya, Bazik boya, Reaktif boya,

diatomit, yanmış kil ve

Bu çal ı ş mada, tekstil atık su lar ındaki Asit, Bazik ve Reaktl f boyaların g i d e rilı nes i için Pendik-Tümaylar Tic.' den teınin e di le n be n t o nit i n a dsorpsi yon üzerindeki etkisi; tanecik boyutu, pii, k a rı ştınna sür esi, k a rıştı r ma

üzerine etkileri maksimun1 boya p arametrelerin etkileri

adsorpsiyon Böylece

Literatürde turba odun, t a laş

büyük

elekleri

53-75,

75-90,

flm tane boyutlann da

farklı fraksiyonlar elde edilmiştir.

adsorption were investigated.

Thus the effects of

these p arame ters on the maximum dye adsorption were determined. Adsorption parameters for Laııgmuir and Freundlich isothern1s were determined and discussed.

Çal ışmada Asit Sarı (AS-N7GL), Asit Kır rrıı zı (AK

(MM), bir

•

b oyanın

p rob lemd ir . Tekstil

değişik

p rose s i,

suyun

temizlendikten sonra kullanım amacına göre yöntemler aktif

koagülasyon

karbon

gibi

adsor psiyonu

birden

fazla

gerekmektedir.

kullanılması

ad so rpsiyon bir idi r [ 1].

kullanılmaktadır[2].

Aktif ve

Bununla

çamur

kimyasal

işlemin bir

mg/L

Kım11zı

Reaktif

ayrıca

boyalann

konsantrasyonlarında,

Bazik

Metilen

Mavisi

çöz eJ tis i

çözeltisi

adsorban

boya l ı atık suları yüksek oranda renk ve organik madde türüne

100

Sarı,

50mg/L,

12!5mg/L

..ı\. dsorpsiy o n deneyleri,

endüstrilerinin

içermektedir [ 1]. Bu atık suların temizlenmesinde,

olup

konsantrasyonlarınd a

boyala rın çeşme s uyunda çözülınesiyle hazırlanmıştır.

konu o lmuştur. Teks til abk sulanmn çevreye ver djği bir

Reaktif

boyanın

Knnnzı

Çevre kirlennıesi dünyamızda giderek önem kazanan bir

Mavisi

safiaştırma yapıl mada n kullanılmıştır. Asit Sarı, Asit

ç özelti leri

I. GIRIŞ

yaygın

M et ilen

(BK-2L),

Reakti f Kırıruzı (RK-BB), Reaktif San (RS-RR)

Kırmızı,

Reactive dye, textile wastewater, isotherın.

zarar

Kırmızı

boyaları kullanılımştır. Boyalar ticari saflıkta

Keywords: Bentonit, adsorption, Acid dye, Basic dye,

•

Bazik

N2RBL),

arada

manye t i k

ilavesi

boya

250

yapılarak,

kanştıncı

ile

deneylerinin sonunda renk çözeltileri

beherlerde Ad s orp s iyon

lik

yapılmıştır.

ölç ü mleri yapılmadan önce

santrifüjtenerek

adsorbanlardan

ayrılmıştır. Bütün renk ölçümleri ab sorbans modunda ve görünür bölgede işleti len bir UV spektrofotometre ile

yap ıl m ıştır.

birlikte

100 mL boya çözeltisine 1 g

Ölçümler,

her

boya

iç in

maksiınum

399nnı, AK-N2 için 319 için 493nm, MM için 614 nm, RS-RR için

absorbans1n olduğu, AS-N7 için

renk gidernıede en e tkili olan presesierden

mn, BK-2L 420nm

yapılmıştır. Z. Ay Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstititüsü, Kimya Anabilim Dalı Sakarya. M. Özacar, LA.Şengil Sakarya Üniversitesi, Fen-Edebiyat Faküllesı, Kimya Bölürnl\ 54100 Sakarya- Türkiye. mozacar@hotmail.com

183

RK-BB

için

5 lOnm

dalga

boy l annda

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergi si

Bentonit ile Boyarmaddelcrin Adsorbsiyonu

6.Cilt, 3.Sayı (Ey:G1 2002)

III. DENEY SONUÇLARI VE DEGERI.JENDİRME

AS-N7 • AK-N2 ---- BK-2L e

100

ın. ı. Tanecik Boyutunun Etkisi

•

Elek analizi yapılarak elde edilen, farklı fraksiyonlarda ki bentonitler, adsorpsiyon çalışnı.alarında kullanılmış ve boyutunun asit ve b azik boyaların tanecik adsorpsiyonuna etkisi Şekil 1 de verilmiştir.

bl) bb 8

'-"

e......

•

·---- ·�- · -11- --·

•

V)...

("f')

..-...

bl)

Ôb s

"-"

O"'

•

• -ll-

20 •

•

lll ı:-

o 0\

•

ı.n r-

"' lll

o V') �

Tanecik Boyutu (�m) Şekil 1. Tanecik boyutunun asit ve adsorpsiyonuna etkisi (Doz:

bazik

� g/100

boyaların bentonit üzerine

mL,

Karış:ırma Hızı :600 rp m, Kons.: 100 n1g/L)

Kar.

süresi:

ı 80

,.....

......

Kaı-ıştırrna hız1nın da, asit, b azik boyala rın bentonit ile adsorpsiyonuna etkisi araştırılmış ve elde edilen sonuçlar Şekil 3 de gösteriln1iştir. Şekil 3 de göıüldüğü gibi AS N? ve i\.K-N2 için en iyi sonuçlar 500 dev./dak. karıştırma hızında, BK-2L ve MM için en iyi sonuçlar 400 devir/dak. Karıştıima hızında elde edilmiş ve bundan som·ak� çalışmalarda A.S-N7 ve .AK-N2 için 500 devir/dak., BK-2L ve MM için 400 dev./dak. kanştırma luzı kullanılmıştır.

o 0\

III. 3 Karıştırma Hızının Etkisi

•

asit ve bazik boyaların bentonit üzerine adsorpsiyonuna etkisi (Do7: 1 g/1 00 mL, Kar. süresi: 180 dak . Karıştn·ma Hızı :600 rpm, Kon s.: 100 mg/L)

BK-2L

o ı.n r--4

...

Şekil 2. pH ın

• r') '., )

\()

...

pl[

AS-N7 AK-N2

�

,......

•

�

-·

100 80

"\1.Özacar,İ.A.Şengil

Z.Ay,

dak.,

Şekil incelendiğinde 5 3-75 ve 75-90 ı.ım 1 boyutlarındaki tanecilderin adsorpsiyon kapasitelerinin daha iyi olduğu görülmektedir. 53 J..Lın' den daha- küçük tanecikler kullanıldığında adsorpsiyon ortaınında yeterince dağılamayıp çamurumsu bir yapı oluşturduğu için toplam yüzey alanı azalmaktadır ve bu durun1 adsorpsiyon kapasitesini düşüımektedir. 90 ı-ı-m) den daha büyük taneciklerde, tane boyutu büyüdükçe yüzey alanının küçülmesi nedeniyle adsorpsiyon kapasitesinin düşmesi beklenen bir sonuçtur. Bundan sonraki çalışmalarda AS-N7 için 75-90fll11, AK.-N2 için 53-75 �Lm, BK-2L için 75-90 �m, MM için 53-75 J.Lm tane boyutları kullanılmıştır.

90 80

•

70 ';:Q 60

�so ........-

cr" 40

AS-N7 & AK-N2 ---BK-2L

•

20 10 -+----

o o �

ill.2. pH nın Etkisi

o o ""'

o o ('fj

K.an ş tl

Bu çalışmada pl-1 1n adsorpsiyon üzerine etkisi incelenmiş olup, sonuçlar Şekil 2 de verilıniştir. Şekil 2 den de görülebileceği gibi en iyi sonuçlar AS-N7 için pH 3.8 de, AK-N2 için pH 4.5 da, BK-2L için pH 10.0 da, MM için pH 12.2 de elde edilmiştir. Bundan sonraki çalışmalarda bu pH lar kullanılmıştır. Asidik boyalann adsorps iyonlanıun asidik pH larda, bazik boyalann adsorpsiyonunda bazik pH larda daha iyi görülmüştür.

•

11----11--·

rma

1\tlM

o o ln

si t ve bazik boyaların bentonit üzenne adsorpsiyonuna etkisi (Doz: lg/100 nıL, Kar. süresi: 180 dak., Kons.: Şekil 3. Karıştınna H.ızının

100 mg/L)

Ill.4. Adsorban Kütlesinin Etkisi

Bu çalışmada, adsorban kütlesinin asit ve bazik boyaların adsorpsiyonuna etkisi incelenmiş ve elde edilen sonuçlar Şekil 4 de verilmiştir. Şekil 4 den görüldüğü gibi 1 g dan som·al<i kütle artışının

184

SAU Fen

Enstıtüsü Dergisi

Bilir.ı1eri

6.Cilt, 3.S2yı (Eylül

Bentonit ile Boyarmaddelcrin Adsorbsiyonu

2002)

Z.Ay, 1\tl.ÖZacar�i.A.Şengil

adsorpsiyon üzerjne önemli

olmamıştır. 1 g

bir etkisi

adsorban yeterli boya giderimi sağladığından, 1 g dan

daha fazla adsorban ku1lanınu gereksiz olacaktır. 1 g dan

adsorban kullanıldığında kapasitesinİlı düştüğü gözlenmiştir.

adsorpsiyon

ise

ill.6. Sıcaklığın Etkisi ..t\sit ve

bazik boyaların

Şeki l

6 de sunuln1uştur. artışıyl a

L- -

____ _ _ .--- .._

'bi) 60

bb 50

--&

-· -

adsorpsiyon

•

dolayı

ekzotermik artışıyla

s1caklık

. .

'bO

•

& -...._.;'

0.5

1 .5

�

2.5

--�·--�---....:·

----

3.5

AS-N7 ----- • AK- N2 -tl- BK-21., -•-MM e

Adsorban Kütlesi (g)

· -----�--- · 4. Adsorban kütlesinın asit

adsorpsı)onuna etkisi

rng1L)

{Doz: lg/100 mL,Kar.

boya

konsantrasyonlanyla

çalışmalarında

elde

edilen

süresi. 180 cak, Kons.:

303

verilmiştir. Bütün konsantrasyonlar kullanılnııştır .

Ş ekj l 5

konsantrasyonunun

artması

için

Şekil

kapasitesinin

yüksek oldu ğunu göstermektedir. Farklı konsantrasyon

çalışn1aları önemJidir, zira verilen adsorban kütlesinin

[6].

1 00

mg/I.)

miktarlarda

adsorpsiyon

çözelti arasındaki dağılımı, boya için adsorbanın

kapasitesini

adsorpsiyon bellrleıuniş

sistemi

dengede iken) boyanın adsorban

belirlemede izotermleri ve

Şekil

önemlidir

[5].

asit ve bazik boya 7

i ncelendiğinde; ize terml e r

nedeılle

sistenıleri için Şekil

veıilmiştir.

düşük çözeltideki

(Cc) konsantrasyonu (qe)

konsantrasyonu

boyanın

dengede adsorplanan

değerleri için dü zen l i

bir

artn1a gösterirken, yüksek değerlerde ise bir düzlüğe

800

ulaş ma

eğilin1i

İzoterm

verilerinin

vardır

ki, bu da adsorbanın

artık

doyduğunu göstermektedir.

600

400

blJ s 400

AS-N7 • AK-N2 ----BK-2L

....._.,

200 o

dak., Kon s.:

Bir

boyanın

1 000

180

n1L, Kar. süresi:

111.7. Adsorpsiyon İzotcrmleri

denge

bl)

(Doz: 1 gl ı 00

boya

adsorpsiyon

bi r adsorplama kapasitesi olup belirli

adsorpsiyonuna etkisi

adsorban

üzere

birlikte

verimi d e a r tmaktadır. Bu da adsorbanın

boya adsorplayabilir

343

Şekil 6. Stcaklığcım asit ve bazik boyalarm bent01ıit Uzerine

görüldüğü

ile

323 Sıcaklık (K)

y apılan adsorpsiyon

sonuçlar

------

o �------� �----�---

bazik boyalann bentonit üzerine

III.S. Boya Konsantrasyonunun Etkisi

,-....

adsorpsiyonun

-·

---

belirli

olduğunu ve bu

Farklı

veriıni

azaldığını göstermektedir.

AS-N? • AK-N2 -•-BK-2L -•-MM e

·-------i·

sebepten

100

de görüldüğü gibi

Şekilde

birlikte

adsorpsiyonunun

üzerine

Şekil

sonuçlar

azalmaktadır. Bu da asit ve ba z ik boyaların bentonit

O"'

edilen

etkisinin araştırıldığı bu çalışmada elde sıcaklık

adsorpsiyonu üzerine sıcakhğın

200

400

600

800

çalışmada

üzerine adsorpsiyonuna etkis i

(Kar.

Süresi:

langmuir

deneysel verile re

Langmuir

1000

doğru

bentonit

180 dak., doz: 1g/lOOml)

eşitJik

Freundlich (I)

şekilde

(4].

izotermlerinin

ve lineer

Lineer

Freundlich

(2) de gösterilmiştir. 1

- =-+ - qe Q bQ ce Jogqe

185

uygulanabilirliği araştınlmıştu.

izoternıi

izoterrrn eşitlik

Boya Konsantrasyonu (mg/L) Şekıl 5.Boya konsantrasyonunun asit ve bazik boyaların

sonuçları

gösteren bir eşitlik geliştirnıek için öne mli di r

-<>-MM

analizi,

logi(r + -logCe n

(1)

(2)

Bentonit ilc Boyarrnaddelerin Adsorbsiyoou Z.AJ', M.Ö;;;acar,i.A.Şengil

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3. Sayı (Eylül 2002)

uyduğu, ancak

B urada qe: adsorbanın birim ağırlığı başına adsorplanan boyanın rıllktarı, mg/g; Ce: adsorpsiyonda dengeye

Langnı.ui r

gösterdiği görühnektedir.

izotennine daha fazla uygunluk

ulaşıldığında çözeltide kalan boyanın konsantrasyonu,

mg/L; Q: yüzeyde oluşan tek tabaka taınamlandığında adsorplanan boyanın adsorbanın birim ağırlığında miktarı, mg/g; b: enerjiyle ilişkili bir sabit veya net entalpi; KF

ve n

0,08 •

0,06

Freundlich sabitleridir.

�

"--""' 0

400

e AS-N?

•

0,04

•AK-N2

•

--�

350 300

0,02 0,00

bD 250

Ot s 200

cT 150

....__,..

AS-N?

O, 12

0,01

� bb

o 20

100

120

140

0,01

......_,

160

-2"' 0,00

Ce (n1g/L,)

.---(

+MM

0,00

0,00 -t---'-�---r--r----...--

1200

1000

800

600

�

400

\,.,../

Şekil

•

BK-2L

•

MM ,--...,

0,5

1)5

2,5

3,5

Bentonit

üzerine

asit

b{)

2,5

...__...

2,0

bb 8 cu

Ce (ıng/L)

b.O o

..-

bazik

boyalarm

izotermleTi, (Doz: 1 g/100 mL, Kar. süresi: 180

dak.)

F'reundlich i zotern1leri Şekil 9 da v erilnilştir.

Tablo

AK-N2 BK-2L MM

1,25

1,5 1,75

2,25 2,5

log Ce (mg/L)

3,5 �

bJ)

de verilmişt ir.

Ö]J

"""-'

3,0

2 '5

.BK-2L

� 2,0 bl) o

Freundilch sabüleri KF

lineer

Langmuir ve Freundlich izoterm sabitleri

Langmuir sabitleri b rı Q

e AS-N?

0,5 0,75

Adsorbanlar üzerine boyalann adsorpsiyonu için lineer

izoteım ınodel.lerinin sabitleri Tablo 1

boyaların adsorpsiyonu için

adsorpsiyon

veıilerin lineer Langmuir izoternıleri Şekil 8

AS-N7

asit ve bazik

2,5

ı ,5

Asit ve bazik boyaları n bentonit i l e adsorpsiyonuna ait

Boya

üzerine

ı ,5 2 1/Cc (mg!L)

3,0

8. Bentonit

0,5

1ineer 1 angmuir izotermlcri

200

Şekil

O, 15

0')01

• AK-N2

100

0,06 0,09 1 1Cc (n1g/L)

0,03

- 1,5

r�

82,640

0,004 I

0,8598

1,265

1,43

0,9542

232,56

0:0520

0:2773

6,00]

1,09

0,9788

500,00

0,5000

0:9852

516,9

0,64

0,9835

ı 44,93

0,2700

0,9225

30,98

0,36

0,9540

+MM

ı , o ;--,....�-.----.--r--...-.., -0,5

-0,25

0,25

0,5

0,75

log Ce (mg/L)

Tablo 1 deki lineer izotern1 sabitleri incelendiğinde; adsorpsıyon presesinin her iki adsorpsiyon modeline de

�ekil 9. Bentonit üzerine asit lıncer Freundl1ch izotermleri

1 86

bazik boyaların

adscrpsiyonu

için

�AC Fen Bıhmlcri Enstitüsü

6.Cilt! 3.Sayı (cyıt.:l 2002)

Derg:si

Bentonit ilc Boyarmaddelerin Aclsorbsiyonu Z.Ay,

Kt\YNAKLAR

I\'. SONlTÇ As it \'e

hızın ı n

baz i k fazla

b o yal ar ın adsorpsiyonunda karıştıın1a etkili o lma d ı ğı belirlennıiştir, bununla

[ 1]

r ılnuş tır

artn1a sıy la

verimi

arttı rd ığı

a dsorps iyonun yeterli

çalışma nın

azaldığ ı

oda

Tech.

ı O,

1061-

Adsorption:\ Bentonitin asit ve bazik boyaları, p arametreleri n

Water, Air, and Soi l

Pollution, 24,

307-

322, 1 985.

değ işik g ö rül mü ş tür

Her iki boya için bentonü ı 50 dakika gibi bir

Chenı.

ı 067, 1976. [4] As four H.M., Nasser:M.M., Fadali, Ü.J-\. and El Geundi, tvf.S., C ol o ur Removal fron1 Textile Effluents Using I-I ard wood Sa\vdust as Adsorbcnt", J. Clıem., Tech. Biotechnol., 35A, 28-35, 1985. [5] McKay� G., Blair, H. S., Otterbum, ıvı. S. and Aga, J.A., "Eaıth anci Fired Clay as Adsorbents for Dyestuff

sıcaklığında ,

olacağı

.A.dsorbents-P eat and Wo ods", '\V at Res.,

S ıc a kl ığ ı n

ol a cağ ı

uygulannıasıyla etki l i

Dye

sonucuna varılmışhr. Başlangıç bo ya konsantrasyonunun a rt ı ş ı yl a adsorban boya kütlesi sabit oln1asına rağmen a d s o rp lan an ıniktarında 1ineer bir artış görülınüştür. Bu duıunı olduğunu adsorbanın yüksek kap asitesinin göstermektedir.

-?ekillerde

Carbon'

Dispcrse

Şengül Çevre-83 Semp.. İznıir (1983) [3] P otts V.J.P. McKay, G. an d He aly J.J., "The Rernoval of Acid Dye from Effluent Using Natural

Asit boyalarda

göıülınüştür.

Adsorption

Activated

[2] F.

as i di k pH larda, bazik boyalar da ise bazik pH: lard a çalışmanın

Biotechnol., 57; 387-391, ı 993.

gözlemlenmiştir. Adsorban kütlesi için 1 g dan fazlasına sonucuna

S.I-1.,

Lin,

Powdeıed

birlikte yüksek devirlerde verin1de biraz artmanın olduğu

gerek olmadığı

1\ll.Özacar,İ.A.Şengil

[6]

sü rede

McKay, G.,

''External

yeter li giderme sağlamıştır. Sonuç olarak a sit ve bazik boya l a r ı gıdcıilrnesi için bentonit adsorban olarak

M ass

El-Geundi, Transport

And

Processes

Adsorp1ion of Dyes on to B a gas se 22(12), 1527-1533, 1988.

kullan1 labilir.

[7]

i\sfour, H.M., Fadab,

Geundj,

M.S.�

Basic D yes

Pith"

the

Duıing �

Wat.

Res.,

O.A., Mas s e r , M. and

''Equilibriun1

stu d ie s

on Adsorption of

Hardwood ", J. Che m., Tech. Biotechnol.�

35A, 21-27, 1985.

187

Nassar, !v1.M.

nıl T'n: ·ler

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

�açin u mn Bilgi

ayar Oesttkli Şasi Ta�nmı \C Analizi .Z.Bar�tn ' Jriç,, 1.�1.A . min

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

R D cT ıKLİ

. i G iL B I� lN R A L Ç A R A SEMİ TREYLER I.JIZI TASARlJVII VI� A .

A.Zeynep BARÇIN,

Sedat

iJ{I(·;.

Mou' afak '1.

�

nl Özet- Bu çalışmad a , semi t r e y J cr �raçların•n� <l ncı sc nıı a d şma al ı Ç ir. işt m en cel in a si ş an ınd lar m aksa

·ı aşın ıd

alizc ta bi treyler aracının ş a sisi tas arl a n ı n ış , sta ti k a n ınodcli C AD/CAI\'1 mevcut şas i n in tutulmuş ve sistem i ..

iı rh k

lo nj eron un

i\na

...

o larak tasarın1da n1odifikasyou y a p i l ara k ve analize tabi tutul arak yük altınd a oluşan ger it ınel e r ve gerilnıeler

deplasnıanlarla

otoınohıl

şasidcki

ıncvcut

nvhın

insaniann

ıra ında

taşıyacaklarını

nasıl

evi rin

çıkınıştır. Milattan ic a d ı ile teknolojiye

'lll dön ınde odun , av 1taş hiiyü k hi r ad ını atı l ını şnr. \'t: insan ta ş u na k ıçin t k ri in uz�dne düz tahta zemin kilerek taşıuan araçlar i ak ıla ra k \'e ı nsa ıı ı ar tar ı u dan dlinya t an hi nd l! kı ilk rönıorklar olnıuştur . O günden içt n ynıınırılı nıo torların 1850 yılmda sonra ri)rnnrklaı� giindl'nlt' g clı nes i ve;; d vaın ınd a da 1885 yıl ınd a ilk

hesaplanmış

rnlic d 1

d iişii nntcye h cı ·1 n1a la ny l ıtny i) nce �O00 yıli n nd t t kc r l ği u

kritc ..·Jeri incclcnnıi�tiı-. farklı yükseldiğini değiştirerek

y ükse kli l<teki pro fill erden ş asiler ınodc lle n ıni� ve ana liz l er tabi tutulmuştur. Yapılan analizde ataJet mo m e nti ve ağırlık merkezi he sa p l an a r al<. oluşan gerilmeler ve dt:ıJl as ma nl a r hcsaplanmı�tır. Son

d epl a sm anlar

ği unun dünyaya gelişiyle

in an

ya"an-ı

yakaladık!. rı

rijitlik ve emniyet

ektöı·ü

ba�layan

·r:rısarınıd�ı

oluşturulnıuştur.

kullanılarak

ŞASi

iiıetinıın

kııllaıulacaktı. 190

karşıla�tırıhnışt ır.

ka dar cvcil hayvanlara çcktirılerek

ilk 'T, rnod e l i otoınobıl serı

y ı l ınd

Sonuç o lara k aracın üzerinde şasi yüksekliğine bağlı

olaıak 1nsun hayatına girdi.l914 yılinnnda Amerika da

olarak 0/o 0,77'lik bir ağırlık artışı} la, meydana gelen

Reliancc, Fıuclıcu f. I or ey gibi kişiler 'T' rordsModel Pik ap ta ı z ı kan1y nları l t di l edcr�k arkasına römork

g eri tm el erd e 0/o 10-16 ve deplasmanlarda <y.) 19-38�c varan azalma sağlanmıştır. Bu yöntem ilc tasar t n ı optimize edilerek şaside daha yüksek vcrin11ilik

güvenlik sağlanmı ştır

Analıttır

takılahile ek

rön1oı k lan oluşturnıuştur.[ 1] ()ünyanın g1obull şnı i ile

\'C

Şasi,

Kelinıeler - Semi f r eyl e r , r

Bil g isay a r

ta�ırnacılığı

The development in

nakliyat

fields. In this study, the chas sis d e sig n of scıni trailer Pro/Eııgineer

code

senn

Ansvs.

and

O r iginal 30 Ton capacity trailer chassis \vas nıo d c e d l�ina ll y, the origi nal desig n \Vas and �nalysed . modıfıed and ana l ysed . The s t re ss and deOcction count e r w ere o b tained Finally .. the r e s ul t show cd a good ag�eement with the results ob ta ined by class i t a l calculatıon methods. It is c on clu ted the cffecth·encss and effienc y of the application of C AD/CAE systcnı .. -

\;J

bozulabilecek

scnıı tı·eylcr

yap ıda n o lu ş ı nak ta d ır.

•

treylcr

A.Z. Barçın, S.İnçSakarya Ünive rsitesi .tvlühendıslik t l· kt'ı' l tesı· 1\A ı· c < ... ıvı ,.. �<Hl '· ıv1"1 u ıen(JrtS ı·ığ1 Bölümti Esentepe Sal<arya aJ.ı re. tn,ın�aı,nı\ a ·rlıı,:.ıı J -� · \ırıc '' r � · ıı· ·ıı·}'" ' (' i ı �· · . L � tI ) - l! ':.�' M .M .amin Deınpar-Sakarya aıJü· :1ill1u_tı] ] _ai l.:..con .•.

g ı da la n

taşımak için

��

CAD/CAE ·

una

in chassis design probleıns.

yoludur.

dökı11 yUk diye tamrolanan kum. ta� \'h rnalzeıneleri taşuna k için damper semi treyleder ii r e tjlnıis tir. S c nı i lı 'eyle ı (lra�· J arı ön tara fına bağlanan çekiciler vasıtasıyla hareket e d erler. l�rafik de bu ikili araç grubu uz katar o lar ı k adhu1dııılır. Scıni treylerlcr motors t olduklan i�·ın daha basit b ir yapıya sah i ptirler. Faka n ıııotnr olnıanın ı na rağırıen di ğer biitün ta ş ıtlard a buluna ! doııanınılaıa salııpıirlcr. Ancak bıı araçla a kullan donanını1ar diğer ara çlarda kullanıla nlara gore daha gın . . .. rnel e uç ı k t ara o bır yapıya sahıp t ırl e r. Bu a raç la r genel

•

birbjr{eriyle olan

en ucuz ve güvenilir ra nıen nıazot navlun v.b. arnacı ile ta ş ınuı esnasında

frigori lik

Key words- Semitrailer, Chassis,

çekilen

vehicles was moditied a nd a na l ys ed using coınputer software

u l us ların

ile

i.llınaL·ak yiiklin ınak iınun1 ohnasını ağlamak ekonomi a�'ısındaıı ön tnlıchı. cnıi tr ylcrlcr yıllar içinde özel farklı tiplerde a nı�• ç 1 ı yük taş 1111a ya uygun olara k k on st ı ii k i yon ynı ı hp ç şitleri çoğaltıl nuştır. gaz ta ınmk için tan.ker semı (>rnek t'laıak sıvı tı ey) erler, parça kutulannıış yük taşınıak için kunı yük

c omp u

�

aided

ıno tor

karayo ] u

içind

henzer giderlerı azaltına

ter hard\varc and soft\Var e tech nology resulted for extcnsi vcl v co m puter desi gn aided of an l invol veme nt enginee rin g ( CAD/CA E ) method in engineering -

ilk

ticaret hayatı öncnı kazannııştır. llavu deniz ve ka rayo lu

Desteldi l'asarım, Bilgisayar Destek li Analiz

Abstract

g tirip

hnle

188

��

SA U Fen B ilim1eri Enstitüsü Dergisi o.Ciltı 3

şası , •

Ü7erine ba ğ land ığ ı

fren ve

süspansiyon, aks,

•

elektrik grubunun

Şekil 1 -e,

k aynaklanmıştır .

yükü,

önde gelen kısmı o lan

şasi taşır.

vücudundaki iskelet sistemi gibi ana gctirir.Gövde

yerine

ise,taşıta

Şasiler

edilebilir

kjrişh),

ana

dikdörtgen,

trapez,

şeklind\.-dir.(şekil 1.)

tr e yl er

edilir.

enlemesine

k i rişten

o luşu r .

Kiriş

genellikle açık kesitlidir. P erçin , cıvata Şekıl 1-lile

en yaygın

ise çatal Şasi

(

Ayrıca

şasi

edilnıiştir. Özellikle semi

tip şasi uygulaması

ka dem e l i

olan

özel e b atlar da

f tipi

üretilir.

Bu çalışmada

l o nj e ron şasi nin ince1enrnesi

ana

profılleri

v ey a

kaynak

II. TASARlM 1'asarım

Ş ekil

oluşturnıa

ş artla ı1ru n tespit

ANALİZ

kadeJnc1cri

ta nımlan nıa s ı

konstıüksiyon

ş as i

uygıuıluğuna

s ıra sıyla ;

yüklerne

k esitin in yük şartların a

a ra cın göre

edilınesi ve mukavemet hesaplarının y ap ı la rak

uygulanmasıdır. I3u amaçla

CAD/CAM ya zı lıım olan P ro/Engineer program1 il e mevcut şasini n modellernesi

kaynak profilli kesitten

yapılabilir. O ldukça hafif bir yapısı vardır.

uygun görü1n1üşlür.l2]

dik dört gen şasi özel l ikler in e benzemekle birlikte

1-g'

ınukavin1 çelik te n

de ise trapez şasi görülmektedir. Yapı ıtiban

en ine travers1eri aç�k

hazırlanır.

yük taşın1ak için tercih edilir. I tipi k a ynak edilebİlır

geornctTik ş ekl i tra, ez formunda olduğu için adına trapez şasi denilmiştir. Uygula ına alanı o larak dikdörtgen şasi ile aynıdır.Şekıl 1-c, de X- Şasi görülmektedir. Boyuna

ınili

Karaserinin kaynakla veya

çe l ikten

mukavin1

Şekil

kardan

u yg ul a mala nn da aşırı y ük e dayand1ğı için t erci h

bağlantılı olarak birlestirilirler. İmalatı basit ve ucuzdur. .....

kiriş

görülınektedir. Araç iç hacmini artırarak daha h avaleli

çatal (tek.

Şeki) 1-a, da yaygın bir şe kilde kullanılan dikdö rtge n şasi tipi gösterilmiştir. İki boylamasına kiriş ve ik id en �:ızla

çekme I profıJlerle takvi ye

veren,

ka den1eli şasi

küiş (lonjeron), ve

boyuna

y an dan çevre sacı ve tab an döşemenin oturn1ası için

yı cı lık görevini

gen ell ı kle

Ortadaki

ş asi kullarulınaktadır. Özel imalat olarak I tipi k ayn ak

fonksiyonlarını yerine getirmesi için ana ha c i nJ sağl a y an

kıs m ı dır

enine kirişler zemin saçı ile birleştirilip

mukavemeti elde edilir. Şekil 1- r de ana lonj ero n tipi

arac ı n en

şekil

Platfornı

cıvata ile ş a siye bağlanması ile hailf ve iyi bir ş ekil

Şasi tipleri insan

t a şı

görülrnektedir.

ş asi

tüneli olarak da k ullan ı lır

bir yapıya sahiptir. Ku1lanım amaçlarına göre farkl ı

b i rl ikte taşıtları n yapıları gere ğ i

de platform

şa sid e boyuna ve

bağlı

o lduğu alt aksam � aracın üstün ü n giydirildiği g öv d e kısmıdı r. Bütün taşıtlar kendilerini ve üzerl e rind e ki yükü taş ıyan

o l mak la

Şasi

Tasarımı ve Analizi A.Z.Ban;ıo,S.iriç, l\'I.M.Amin

Sayı (Eylül 2002)

B un lar b ütü n e kipmanl arın •

Semi Treyler Araçlarının Bilgisa)'ar Destekli

1-d' de

yapılmış ve Ansys programı ile mo del analiz edilıniştir.

T'ek Kirişli Şa si ) görülnıek tedir. Çatal

şasi daha ziyade kapalı profil kesitti olarak yap ılı r Daire .

kutu kesi ti kullamıru yay gınd ır. Ortada boydan boya uzanan bir ad e t boyuna kiriş üzerine n1ontc edilıniş kir işle rde n oluşur. Boyu na kirişin ön ve arka uçlarına birer çatal taşıt mot onı v .s. ınont aj ı için kolaylık sağlar. ve

hafif bir şasidir.

Semi treyler

tercih edilen şa si tipi b o c ncllikle ı onJeron ve kade meli tip şasi tipidir. Bu tip şasilerin

Şekil �. Serni tiptckı şasıler

treyler ve kasa uygulamalarında

araçlarında

tercih ediJnıcsinin nedeni bütün

kullanılan değişik

semi treyler tiplerinde

kullanılabilir, alt süspansiyon aksaının1 taşın1aya uygun

189

Semi Treyler Araçlannnı Bilgisayar Destekli Şasi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisı 6.Cilt, 3.Sayı (Eylül

2002)

önemlisi

yüksek

olmasıdır.

Üstten bakıldığında çevresi,

şasinin

Tasarımı ve Analizi A.Z.Barçrn,S.İriç, M.M.Amin

yük

iki

ana profil

taban

göıiintüsü

kontrplağına

= q,= Qı x Lı

Ana lonjeron gelen yük

kabi] iyetinin

taşıma

q1=882Sx0,95=8385 N/m

veren

oturma

zemini

olacak şekilde özel fomllu çevre sacı ile çevrilir. Ayrıca

şasiyi enlemesine kesen NPI 80 laoslar

çevre sacına

, .. "'

kaynatılır.(Şekil2.)

.. . . . .

.. ..

8825 NI"'

, "

- . -r·· . ·-···· -

r·

ı--/

-.·ı ..

·-··-···

' .

..--·: --

----j· ı

•

i�

A A ı<ESITI

�e�öf�. 1

Semi treyler şasisinde yükün geldiği şasi kesiti

Tasarın1da , şasi ana lonjeronun da , alt ve üst k1smında iki adet 12x120mın ebadında lama ile

St52.3 kalite sac dikey olarak

5mm kalınlıkta

kullanı I mıştır. (Şekil 5.)

SASI

SONLU

ELEMANLAR

MO�ELI

St52.3 k alite malzemeden

Şeki12. Tasarım yapılan semi treyler şasisi

t' .

\1odel oluştururken, çalışma boyunca şas1 düşey yüklere

' 1

maruz kaldığı için yola temas eden şasinin ön tarafındaki S.teker bölgesi ile arka tarafta lastikler ve dingillerin bağlandığı

bölgesinden

süspansiyon

tutularak

.._

sabitlenmiştir. Bu sınır şartlanna uygun olarak araca

]

•

___ __

gelen yük dağıtılarak analiz edilmıştir. [3]

Şeki15.

Q=300000 N

Araca gelen yük

L= 13,60m

Araç Uzunluğu

Aracı dört bir yandan çevreleyen yan çevre sacı 5mm

W=2.5 m

Araç Genişliği

Şasi ana lonjeron kesiti

kalınlığında

St52.3

malzemeden

şekillendirilmiştir .(Şekil

Yük aracın uzunluğu boyunca yayılı olarak gelmektedir.

6.)

(Şekil3. ve Şekil4.) Birim yük== Q/A ==Qı

2 Qı= 300000/2,5 =8825 N/m dir.

Bu yükleri taşıyacak şekilde şasi tasarımı yapılır.

�

...)

' ı •

L2-8.3rı

13 6rı

A __

(:1-

1 1

1--:

c;�-(::>

·-

---

-- -

·-

· -

�

-·--

··-·.

.. -

- --

Ll=0.95

-· . -

· ..

�

·•

-·

... ·

···c=

. ...

ı d

ll c:u

;

"'P..-

Şekil 6. Yan ŞekilJ.

Semı treyler

Qı=8825 N/m

şastsinde yükün geldiği

alan

L1=0.95m

190

çevresacı

rulodan

çekilerek

SAL' Fen Sılimieri Enstitüsü Dergisi 6 Cil L 3 Sayı (Eylül 2002)

Semi Treyler Araçlarınin Bilgisayar Destekli Şasi Tasarımı ve Analizi A.Z.Barçm,S.Iriç, M.M.Amın •

•

ADR

2�

z:)O�

l�:C8:15 NODAL

S<.•LU'.

ST E '1?=' ).

enı boyunca sıcak malzeıneden •

A.racın

adet

çekme

(Şekil 7.)

sus

80 profil St 52.3 olarak düşünülmüştür. IPE

-:ı.' INE�-]. l?o� rGcaph: EFACET=J. AVRSS=KQ."!: SMN ar·ıx

&&M

1 1

(\j

ı C> co

3 �

-�

�e kil

1)227�

=J.O 9U 1 156E

ıo90l

c�:c;�ı:ı � L L"__;.J

. ı s 6r.

. :ıı2ı::

. 467E'

ı:::ı;: :t�:j --�

h ı::: !?ı ı ı c::ı ( ..ı .•;t:,.Ja

623 E 7/;tE

. 935E:

. ı :ı 9E .

:!. 2 5 E

. J.'lL'E .

ı 5 6ı::

ı S.,_S:r

ı 1

!ı r

SEOV

OMX

=ı

�A..V

REV

YUKU

Şekil 9. JOOnım şasi yüksekliğinde oluşandeformasyon

350mnı şaside o luşan maksiınunı g erilme 130N/mm2 ve y yönündeki deplasn1an 14 ının oln1uştur. (Şekil9.)

7. Şasi krosu

AJ:oR

2 002

12: 17; =· 3 NODAL.

SOLUTI<

s·rı:; P=>1 BU8

Tiro;E=l

şekilir-ndirilen m alzeme le r aracın yük taşıma kabiliyetL.ıc� en uygun şekilde bir araya getirerek şasi tasarlanmış ve yükJ�me yapılmıştır. Tasanında sadece şasi ana lonjcron kesitinde yükseklik nıodifıkasyonunu yaparak gerilmelerin ve deplasmanların değişimi Bu

sııov

(AV( Po w.a rG ı:- ap ı.· i. es

ISE'ACı:;i'=l AVPES=Na�

DHX

=. 013989

3HN

=1.5 64 6 ""' . 130E-t O�

SMX

r •

.!.56'! 6 . 1.30E �o . 26DE+O

C:::.3J 1· fl' ıl

incelenmiştir.

. 390E-P)

ı.;�31 , C';) r=:ı 1 ı

404mm mevcut şaside oluşan nıaksimum gerilme lllN/mnl ve y yönündeki deplasman 9.6 nun o lm uştur. (Şekil 8.) ı

:ı

. .

L·�3 ffi)� . .

ı •

.A.PR 26 2002

5 2 0 E: -+ 0 6S C E: �O 78uE+O 9 1 0 E+ G ıo:ıı::�o :ı. ı 7 E � O 1:3 o E:+ o

11:29:55

NOuAL SOLUT:ON

SP..SI

STEP<

�IME=l SSQV

AVG)

EE'ACET=:l

AVRES=Mar.:

:CJ!-\U

011X =.009648 SHN' =6869 =.

RP-V

450 rrun şaside oluşan maksimum gerüme 98N/mrn2 ve y yönündeki deplasman 7.3 mm olmuştur. (Şekil 10.)

P owerGraohic'5 '

S!1X

'.{AN

Şekil 9. 350mm şasi yüksekliğinde oluşan defo:masyon

SUB =1

APR

NOOAL

(.A..V( Pow�ı:Gı:aphic� 8FAC:8'r=l SE:QV

AVF:Eı?=Mar.: DMX = . 00·1 175

=6. 7�2

3 il o 4 4 9

=:J

L-..J

D D 1

�s:

VE: 'ff..N REV 'l':JKU

�

. --'

-� --- --- ----- ---

D �

6869 •

•

124E�Oô

"��r G -ı ö f o·� ..

37H:+OO

sı•rx

r�

743E-+CB

lli;"':•J

.!!66Et09 •

::::. ==

L:JJ c =ı f..�;.;:1c:l 1.:"'"-J L .J ı 1

. � 95 c ı 05 .

SNN

l\d& ı;ı;:ııEJ

Z-BUFER

"-"-1

Tll-1!'.:=1

DrST=6.2e5

ID l""1l

SOI.UTI,..

S'l'B P-=1 suı:ı

2002

:1.2:29: 14

1'118+09

�90Et08

111Et:J9 SASI

Şekil8. 404mnı şasi yüksekliğinde oluşan deforınasyon

YJ'J'I

REV

'(UKU

Şekil 10. 450mtn şasi yUksekliğinde oluşandeformasyon

2 300mm oluşan maksimum gerilme 156N/mrn ve y yönündeki deplasman 22.7mmolmuştur. (Şekil 9.) ş aside

ı 91

--·--1

). 980 9 76t::+ o ı 1980 97 68+0 lCl':ıE+O

293E-t-0 :S� :ı E+ 0

�8!3!?·10 sess-ı o

5fssE-ı O

78CS+C

078!!:-rCı

97Ge:-:-o

Semi Treyler Araçlannan Bilgisayar Desttkli Şa

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt,

Tasanmı ''e Analizi

J.Sayı (Eylül 2002)

A.Z.Barç1n,S.İriç, M.M.Amin

SOOmn1 şaside oluşan nıaksimum gerilme

97�/mm2 ve Y

#-'- 't :ı •n.

yönündeki deplasman 6. l mm olmuştur. ( Şe k ıl ll.)

ı 1

G...; t. ;-... � .t . .

26 2002 12:39:25

.'�l?R

NODMı

ı ıt,(ı

---- --

•r / .....

ı t1�· ı ;- , t , .

-�---------1

--------

SOLU'l'l:ON

"'1 -+·

SE(!V

IAVG) ... O WQ t:'Gl aphl.CS

RCV

-- .. ..._

•• \, ••

. .

A'/RES ::J{at ""· 006149 5�1�1 -=13610 �mx = !:17n e "o a l'361C . 971E: t Q"7 C=:J l94E� (18 ==ı . 291t:� 08 . :1saı:�oe .:ı L... ::il 4e:.c+oe C c:J . S82F. +08 cı 679t �')6 c::J 7 7 6E , C 8 .6'73[..>-(18 . 970E �00

::::ı'IX

13. Boyuna kesit alınan şaside yük dağıhmı

Şekil

III!J

(L.qı)L2=R8.Lı [3](Şekil13.) (13,6.8385)5,2= Rs.7,7

�;f RA=: o

'.(UKU

P= L1.q1= 13,6.8385=114036N

yüksekliğinde oluşan defonnasyon

A vnı zamanda bilgisayar

ve dep lasmanl a r manuel "'

ta rnı n da

aı

olarak

P=RA+ Rs etüt edilen gerilme

RA=P-R9=114036-7701l

hesaplanrruştır.

RA=37025N=37,025KN

Bunun i in ilk olarak şasi ana lonjeronunun ağırlık

R8=77011K=77,01 lKN

Şekil 11. 500mm şasi

merkezi

.. . .. •

c.::ı

'/!: YAtl

o....

EFACE'J'=>l

Iı � ı l 1 ı SASJ:

1t..

e. ... ,)

Sl'ED�l SUB

atalet nıon1enti

gerilme ler hesaplanmıştır.

sonrada şasi üzerindeki

Ana lonjeron ağırlık mcrkezi;(Şekil

Araçtaki

bu yük dağıluruna uygun

diyagramı

12.)

çizilerek

maksimum

ola r a k aracın kesme moment

bulunur.[5]

(Şekil 14.)

j. \

1 . 1 . ııi... w ..J. ı1ı1ı • rı • ıt ; '.!.Li

-ı

1. . .

•

··-

.•

' � -· --ıı

_1__,

Şekil 12. Atalet momentine esas ana lonjeronun kesiti

Yg=h/2=404/2=202 mm=20.2 crn. Atalet

Şekil 14. Yük dağılımı

3 momenti=Ix=l/l2b1ht +b1h1(Yg- Yl)2+ l/l2b2h23

X=(7.70-X) 23609/40955

-rb 2h 2(Yg-Y2)2+ 1/1 Zb3h/+b3h3(Yg-Y3)2

X=2,82m.

bağıntısından[4]

lVIaksimum moment= ME-=40955.Y/2'den

=Ix= 1/12.12. 1 ,23 + 12.1 ,2.(20,2-39,8)2+ 1/12.0,5 .383+

Maksimum

5.38.(20,2-20,2) 2+ 1/12.12.1,23+ 12.1 ,2.(20.2-0.6)2 Atalet momenti

ve kesme diyagramı

=Ix

=13353

cm4

Y-7.70-X=4.88ın

mon1ent

= ME= 40955x4,88/2

ME=99930 Nın :::::99,33

dür.

KN.rn bulu11ur.

Şaside oluşan gerilmeler;

Şaside oluşan gerilmeler ise;

Oc=

ME.Yg/ Ix .....

cre = 999,30.20,2/ 13354 .....N/cm2 crc c;

15200N/cm- =152 N/mm�

em-

355/2

alınnuştrr.)

<>e< (j

= 178

N/mm2

CEmniyetkatsayısı

2 152< 178 N/mnı olduğundan uygundur.

192

SAU Fen Bilim1eri Enslitüsi.ı Dergist 6.C'i t, 3 Sayı (Eylül 2002)

Seıni Treyler Araçlarının Bilgis�yar Destekli Şasi Tasarımı ve Analizi

A.Z.Barçın,S.Iriç, M.M.Amin •

Şasi yüksekliğini beş fark lı yükseklikte yaparak het birı

için geriln1e ve deplas man la n incelendi.(Şekil 15.)

:\1odifikasyon sonucunda

değ e rleri -

IGeril

Ş asi Y ükseklıği(rnm) H-l =300

Oeı

fl, =350 l-I3 :-=404 -

15 6

II4 =450 II)- =500

Oe3

=lll

Oe4

=98

bağlı

yüksekliği ne

180

incelendiğinde�

Oes =97

300 m.m ile 450mrn ar a l ıktaki her 50mm yüksek lik ar tış ınd a nıaksimurn geriln1ede %12 ile o/o 1 6

•

160 -

E E

(l)

·-

.._

450 nıın

•

'"' _""":' � ··....--. ---:� · ' . , . -

azaldığı

Şasi yüksekliğinin artınası durunı.unda geriınıeler

arasında azalma göıülmüştür

,----·

olarak

III. SONUÇ

Ocz =130

ger i lmeler ve deplasınanların

görü]mektedir.

( �/mn12)

şasi

yüksekliğine

yükse kl iğ in den

geçihnce

500

gerilnıe

azalnuştır.

140

şasi

or an ın da

Sonuç olarak yüksekliğin artması ile beraber gerilme

120

de ğ ei le ri düşnıektedir.

•

'1 00

Şasi yük se kliği artlığında

o luş a n

deplasman grafiğini

incelersek: '

Şasi yüksekliği �00 nını. ile 500 mm aralıktaki her

•

50 n1m yükseklik artışında, deplasmanda, �� 19 ile

-·· ---. ... ..,... ..., ...:. .,.. ._:.:._:: .__:. :::.,:--!' - --:-� · � ��,... � ..;..:..;. ;;... �� ._ ·-·

300

0/o38

450

400

350

ara sı n

da azalına olınuştur.

S onu çlara b a kıld ığında şasi yüksekliğı de p lasman değer ı cıinin düştüğü göıiilı11ektedir.

500

Araç şasi yüksekliği(mm)

Şasi yüksekliği konu s und a

a rttıkça

etüt ed ilmesi gereken diğ er

bir durum ise yükseklik arttığı zaman ş asi ağ ır h ğı nın Şekıl 15. Araç şasi yükseklığine bağlı gerilme

artmasıdır. Di zayn edilen

değişimi eğrisi ve

Deplasmanlar, (Şekil

Şasi

16.)

tDepl asr

o r anda

artar. Tas arım hedeflerinden

Y ükseklıği(mm)

I-I 1 -300

112

=350

114 =450

ı-Is �soo

ı:: C'G

ı1 lı

.... · -: .-- � .. . .

111111)

•

15 -

. '

ile

500mm kadar her

Araç ağırlığı

9.6

or ta la ma

olarak 5 5 kg. artınaktadır. Bu

ağırlık s emi tı·eyler ağırlığının anc ak o/o0.77 'si kadardır.

= 7.3 = 6.1

� �� ·:�-::--:-: --:-

Semi . .

·,

nırn

yüksekbğinde araç ağı r lığı 7104 kg olınaktad1r.

=14

treyle r

nıodellendi

20 .

Şasi yükseklJğj 300

SOınm de bir yüksek lik artışı yapıldığında ağı rl ık ortalama ola rak %77 o r an ında artarak 500nım ş asi

_...

.... ...,._,..

boş

treyler i n

= 22.8

yüks ekl iği 300mm o lan bir s emi

ağ ırlı ğı 68 88 kg dır.

n anlar(

113 =-404

yapıldı.

hesaplar

E 10 ,

şasisi

progranunda

Pro/Engineer

,Ansys paket prograırunda ana] iz çalış m ala n

Ayrıca analiz sonuçları manuel ile

n1ukayese

edildi.

ola rak

404

ya pıla n şasi

yüksekliğindeki semi treylere ait ma n u el hesaplarda gerilme= 151 N/rrım2 iken, bilgjsayar progranıındaki

300

350

400 450 Araç şasi yüksekliği(mm)

analizden çıkan gerilıne= 11 1 N/mnl'dir. Hesap1ardaki farklılığ ı n sebebi ise; bilg isa ya r program1nda şasi

500

ayr1ntılı olarak

16. Araç ş asi yüksekliğine bağlı dep !as mar ı

gerçeğe

gerçekte olduğu gibi şasi

yapılırkeıı

·-- --------· -- --

Şek ı 1

ne kadın: hafif olursa

biride maksiınum istiap had d i n j sağlamaktır.

l:Jblosu

[ 1şasi

ş ına c ak yük

ar aç

bütün

şasiye

yük

yak1n ınodelleruniş ve

üzerine yayılınıştır. Analiz

ait

parçaların

kesıtJcri

bağJantıları h es aba dahil edilnıiştir. Manuel çalı ş ınada bu detayları hesaplamak ve dahil etınek ul'ıın 7aınan

değişimi eğrisi

alacağ1ndan 193

-nıukavenıeü

oJunı1u yönde

etkilediği

ıçin-

r·aa�larsnan Bilgi �.v a r D

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Tu� rımı \'e Ana

6.Cılt, 3.Say1 (Ey1Lil 2002)

. Z . B!lrçen ,S.l

hesap ınanue 1 ise da Sonuç edilnliştir. şa i b tr kullanıldığından ihtiyaçtan daha ınukav in1 prograını ile tasarımı yapılmış olur. Oysa bilgisayar ince deta y la n dıkkate yapı J an hes apl a n1a l ar daha aldığından ihtiyaca cevap verecek şas1 tasaı ın1ını ihınal

a gerçekleştirmek mümkün olacaktır. /\yrıca; ç ok dah kı sa sürede etüt yap1lır.Manuel hesaplanıaya göre. ve malzenıedcn tasarruf

an1anda n

ekono miktir.

Sonuç olarak;

300

ile

mn1

500

değiştirerek elde

sağlandığından

arasında sl asi

ilen tasarıntda

daha

v "' ükscklig""linı

ey,)o. 7) ·ı i k

şaside:

ağırlık aıiJ şı ile gerilimin (�'O 1 0-1X1 16 arasında deplasmanın %19-%38 arası aLaldığı tespit cdilnıiştir. Modifıkasyon sonucunda yükseltilen loııjcron ağırlığı ,

55kg.

liye ti de 27.5

n1ilyon

l i ra

değerle rin etkisinin toplam araç maJiyetine

oranı

o l du

artınışllr.l!u

ağırlığına

ğ u ınukavcnıctin yanındı1 yok

kazandu�mış

Jenecek kadar azdır. Ayrıca yap ı l a n bu

çal ışnıa

CAl)/(:AM sıstcın1crinin

tasanın ve geliştirme aşan1a1arındakı verınılıltQıni ortava ... k oymuş t l �

�

KAYNAKLAR

[ 1] L ion el BENDER''icatlar Ansiklopedisi, Londra Bili r:ı Müzesi"Görsel Kitaplar. [2] I. Murat EREKE, "Şasi ve Karoseri ·rasarıını Lisans Ders N otları", Ka sun 1998 [ �] �rof.Dr.Hamdi TOPKAYA, \1ukaveınet E lastik cısımlerin Statiği

[4] Metal Mesleğinde [5] Prof.Dr.tvlustafa

Tab1olar;M.E.l�.

İnan

. CSlekJı. Şaıi

;Cisünlerin Muka,·en1etı

194

rirH , ,,lf �1 , •:'\ . mıo � . ,,

SALT Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6 Cılt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Deri Endüstrisi Atıksularının Merkezi Sisteın ile Antılabilirliğinin Araştırılması •

R.IJeri,V.Bulur

DERi ENDÜSTRİSİ ATlKSULARININ ME RKE Zi SİSTEM İLE ARITILABİLİRLİGİNİN ARA ŞTIRILMASI Recep ••

Ozet-

Deri

endüstrisi

sektörlea·den

biridir.

çok

kirli

atıksu

İLERi, Veysel BULUR

Sakarya

çalışmada;

İli,

Adapazari Merkez İlçesinde şehir i çinde kalmış deri

işletme lerinin Organize Sanayi B ölgesi n e taşınması "'�linde

merkezi

gerekmektedir.

arıtma

Arıtma

tesisi

planlanm ası

tesisi

ünite! eri,

boyutları,

kullanılan kimyasa l maddeler, atıksu miktarları ve

t ks u

,,., ı·akteristikleri

a ı

havalandırnıa

irdelennıiştir.

havuzu

paraınetrelerin

..:tkisi,

Aktif çamur tesir

hacmine simülasyon

eden

çalışmaları

yap ı l ar ak belirlenmiştir. Ayrıca, Merkezi arıtına tesisi için KOI, AKM ve Debi parametrelerine bağlı olarak, y a tır ı m mal i y eti ve i şlet me maliyeti hesapları yapı l m ı ştır. Anahtar Kelimeler: Deri endüstrisi, Atıksu, Merkezi Arıtma 'fesisi, Maliyet.

Ahstract- Leather l n d ustry is one of the i ııdustries which are p r od uced the great amount of waste\-vater.

In thhis

study; leather industries located Sakarya city,

Adapazarı towncenter, in a case transfered to Third Organized plant

Industrıal Estate,

should

diınensions, a ınounts

and

centralized treatment

be planed. Units of treatment plant,

chemical

materials

used,

wastewater

. Effect of parameters

e xamined

investmen t and management cost. Leather

Ind ustry,

kull a nd ığ ı ilk elbise türü o larak bilinınektedir. Gü nümüzde ise cazibesi sağlanılığı ile pahal ı giyecekler arasında yer almaktadır. Ayakkabı gibi temel giyecekler i nsan o ğlu i çin vazgeçilınezdir. Birçok alanda kullanılan deriden i nsanoğlunun uzaklaşması oldukça zor göıünnıcktedir. Bugün gelişen teknolojiler kuUanılarak, modern şartlarda deri imalatı yapılmaktadır. işlenmesinde zamandan tasanllf, sağ l an1lık ve ekonorrıik olma sı için değ i şik Deri,

insanoğlunuıı

kimyasal n1addeler kullanılmaktadır. Kimyasal nıaddelerin bir kısmı atıksuya b ir kısrru ise deri bünyesin de kalmaktad1r. Atıksuya karışan kimyasal maddeler alıcı ortamda toksik etki yaparak doğal c a nl ı hayatı yok etmekted ir . Yer altı s ulanna karışarak çevre ve insan sağlığını olumsuz etkilemektedir. Deri endüstrisi, en çok kirlilik o luşturan sektörlerden bir i dir. Atıksular antıma tab i tutulmadan alıcı ortama verilınemelidir [ 1 ]. Bu çalışmada; Sakarya İli, Merkez Serdivan Beldesi, Çark Sanayii, Yeni Tabak haneler Çark Deres i kenar1nda bulunan deri işletn1elerinde anket çalışması yapılınıştır. Deri ar ı tma işletıne le rinin hiçbirinde tesisi bulunmamaktadrr. Atıksular arıtılmadan Çark Deresine de şarj edilmektedir [5]. ,

vo1ume of ac t i v ated sludge aeration basin has been dett\rnıined by In addition, simul ation studies. acco rdi n g to COD, SS and flowrate paran1eters for ccntralized treatment plant were be en estima ted,

Keywords:

ı. GİRİŞ

oluşt uran

Waste�vater,

Centralized Treatment Plant, Cost.

1.1. Ha ınmaddesi ve Deri Çeşitleri

Hammadde, ham deridiL

Deriler, küçükbaş ve büyükbaş

hayvan d eri te ri olarak gnıplandırılabilir. Küçükbaş h a yvan lar koyun, kuzu, keçi ve oğlak, büyükb aş hayvanlar ise sığır ve camızclır. Bunların yanı su·a az miktarda olmak üzere at, katır ve deve derileri ile av ve kürk hayvanları n ın der il eri de işlenınektedir. Son z a manla r da kürk hayvancılığı yetiştiriciliği dç ya ygınlaşmaktadır. ÜlJ<:emizde dini bayramlardan Kurban BayTamında k esılen hayvanlardan çıkan deriler, ınezbalıalardan ve it ha lat yolu ile deri temin edilmektedir. Ham d eril er işlenme tarz ıa rı na ve ku ll a n ı ın alan ]arına Bunlardan bazıları g öre çeşitlilik arz etme k tedi r .

R tleri,

S� Ü. Ylüh.Fak. Çevre Müh.BöL Esentepe

Bulur,

Çevre

Müdürlüğü 1

Sakarya

Kampüsü/Adapazarı

195

şunlaıdır [ 1 J.

Ocri Endüstrisi Atiksuiarının 1\terkeıi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Arıtılabilirliğinin Aı·aştırılması R.İieri,V.Bulur

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

Har ç h K ö s e le

- Vidala - Rugan

- Gücleri

- Kromlu Kösele - SemikJom K ö s e le .

- Kürk-Süet

- Napa - Nubuk

-Yarma - Muton-dore - S a h t iyan

- Yaketa

Sistem ile

- Glase

Islatnıa/Y ıkaına işle mi

b) c)

Kircçleıne Işleı n ı K av ale ta İşlcn1i

1.2. Deri Endüstrisinin Durumu

Der i end üs tr i si, bölgelerirıllz d en Ege, Marmara, Akdeniz, Ye İç �t.\nadolu bölgelerinde faaliyet gösterme ktedü·. Diğer bölgele rde de faaliyette o l an deri işle tmel eri bulunmaktadır.

Kireç Ciiderme i şlenıı B) Tabaklaına İşlemleıi, a) Sanıa İşlcn1i b) Pıklaj ( Sal anıu r a) İ ş le 1ni

e) l) g)

I.Scpilcnıc lKroınlanıa) işleınİ Sıkına İşlcıni Yarnıa İş le nıi

Tıraşlaına İ şlenıi

Rctanaj (li.Sepilerne) Işleını

C) Boyanıa ve Y ağ l anıa İş l�mleri a) Boyanıa İşleınl

Deri endüstrilerinde işlenmesi bakımın dan ç eş i t li l i k arzeder. 374'ü V id ala 66,sı I<.ösele� 285'i elbiseilk de ri 43'ü kürk-süet, 56'sı nı s on deri, 29'u fiııisaj ve 62'si diğer deri türleri işlemektedirler. İlirnizde bulunan deri i�letmelerinde ise Vidala yani ayakkabılık deri imalatı ,

Yağlama işlemi c) Sıkına, .1\çına ve Kurutma İşleınleri D) Bitirıne (son) işle n1lcri a) Tavh:ıına ve Zımparalan1a İşleıni b) Finısaj (('ilalaına) ve Ölç me İ şlemi b)

yapılmaktadır [2]. 1.3. Sakarva 'da Deri İşlenıe T esi sler i

Sakarya

Kireçlcn1e İşlemleri,

III. Proseslerde Kullaıulan Su Miktarları

İli, Merkez İlçesi, Çaı·k Sanayi Yeni Tabakhaneler Mevkii, Çark Deresi kenarında 18 adet deri işle me tesisi bulunnıaktadır. Bu tesislerde büyükba ş hayvan derileri işlenmektedir. Az s ayıda koyun derileri (post) de işlenebilmektedir. Büyiikbaş hayv a nlard an sığır ç oğ unlukl a ay akk ab ı c in s ine aıt hayv an derileri, yüzlüğünde kullanılan "Vidala deri" ç e ş i d i i şlen me kted ir . ,

Deri

end ü s t r i sind e

kullanılan suların hepsi atıksuya dönüşmektedir. tiikctimi her p rosesde farklı Su oluşnıaktadn. l kg. deri için 80-100 l su kulla nılmaktadır.

Sakarya

İ li

\1cı kez İl ç esi Çark Sanayii, Yeni Tabakhanclcr�de faali yet gösteren GÜNEŞ DERİCİLİK T'ESiSt bu çalı şma için örnek seçilmiş olup, büyükbaş hayvan derılerinden s ı ğır cinsi derileri işlemektedir. Tesis deri üretin1iııde kullanılan ekipmanları itibar iyle teknolojik olnrak son sistem değildir. Ancak yan otomatik nı ak ına lar ya rd ı n1 ı y la deri inıalatı yapmaya devam etnıe k tcdır [J J.

Proses i ş leml eri nde n sepilemede deri

ş işınektedi r ve şişen deri belirli bir kalınlıkta yarılarak iç ve dış yüz o l ma k üzere iki tür deri ortaya çıkmaktadır. Yarılan deri iç yüzeyi "Yarma deri" olarak adlandırılır ve iş eldıveni vs. yapılmak üzere ilgili kmuluşlar tarafından alınmakt adır

(3].

Güneş Dericilık Tesi s i nden alınan

1.4. Proses Akım Şeması

bilgilere göre; 1000 kg

ham derinin işlenebilmesi için proseslerde kullanılan s u miktarlarının genel proses aşamalarında su sarfiyatı yü z desi ve miktar lan toplarm Tablo 1. 'de

tuzlu

Haın derinin işlenmesindeki amaç; de riye su d an e tki i eruneyen mikroorganizınaların t esiriyle çüriiyüp kokm ay an ve k ullanm a amacına göre estetik ve istenen çeşitli özelliklerin kazandınhnas ının sağlanmasıdır. Deri işl endikt e n som·a yumuşak esnek, elastik, sağlam ve ku l l anım yerlerine göre ç eşitli renk, kal ınlık ve değişik evsaflarda deri e lde ediln1e ktedi r Deri endüstrilerinde uygulanan işlemler, derinin kullanılacağı yere ve hayvan derisinin tüıiine göre f arkl ı işleınler g erek tir ir. ,

verilnıiştir.

1 a blo ı cıenc ı

top ı am su sar fiıyat )"llL .. de1en· ve miktarlan

Su Kullan ı m Proscsleri

Is 1 atına/Yı ka nıa Ki rcçlenıcdc

600

soo

(1/1 000 kg) 6000 sooo

100

1000

Ki�·eç Giderme

900

9000

PiklaJ

270

2700

Boyama

Yağlama

Fahrika Yıkanıa

Deri en düstrisinde ham deri, çeşitli pı-os esl er ve ki m y a s al ışlemler sonucunda kullanıma el veri şli h a le getiri lm ekte dir. Bu proseslerin hepsinde kimyasal mad dele � kulla?-ılınaktadır. Derinin kullanım a el v erişl i . hale getırıl ı n e s ı dört aşamada çeşitli işlenıler sonucu gerçekleştirilir (3].

(%)

Su Miktarı

Kavaleta

li .S epi lcrne

II. DERİ İŞLEME AŞA1\1ALARI VE PROSESLER.i

Su Kullanımı

ve Kullanını

Genel Toplarn

1 ton ( l 000 kg)

soo

5000

210

2l00

200

2000

3280

32800

haın derinin i s te nilen aınaçla

kullanılır hale gctırilebilmesi için bi r deri işletmesinde yaklaşık olarak 32.8 (yaklaşık 40) katı su harcanmakt d r. �� Sakarya,da bulunan jşletmelerde 1 kg ham derının

196

SAU Fen Bilimleri Er.stitüsü Dergisi

3.Sayı

6.Cilt,

Deri Endüstrisi Atıksularınlll Merkezi Sistem ilc

(Eylül 2002)

Antılabilirliğinin Araştıniması .

kullanılır hale ge tiril eb ilmesi tespit ed i l mi şti r

için 40

su kullanıldığı

2) 3)

III. KULLANILAN KİMYASAL MADDELER

4) 5)

kimy asal maddeler artık laboratuvar koşu llarında üret i lrnekt en ç ıkarak, ticari an1açlar için gizli formüllerle şeki l t enerek elde edilmektedir. Deri endüstri sin de imalatı yapılacak 1000 kg ham d eri için kullanılacak kiınyasal maddeler ve kullan ı m miktarlan Tablo 2. 'de ve ril miş t ir [1,3].

Günüınüzde

Deri

K u llam ldığı

Kimyasal

Ticari Adı

Formülü

Miktarı

NaıS

Kireçleme

cı

Sodyum Sülfür, (Zımık) '/

'llsiyum

Ca(OH)ı

tlidroksit,

(Kıreç)

((

Prosesler

(kg)

Deri i le Temas

Sü resi

24 st

((

S ama

Ba7r:sym T

Sodyt.m

NaCl

1 05- ı ı o

(Tuz)

Formik

100

Klorür,

1 0 dk

(sa1amura)

Asit

HCOOH

Sülf\irik t\sit

I-IıS04

Krom

Crı(S04)3

Sü1 fat Sodyum

Bikarbonat

Piklaj

1 5 dk

12-15

2-2.5 st

37.5

N a HC03

5-6

Krom Sülfat

Crı(S04)3

12.5

Sodyum

NaHC03

T oplam Krom,

Balık Biyodencyi,

4-5 st

Dolgu Maddeleri

Mimoza(toz)

2 st

fJi yokimyasal Oksijen İht:yacı,

l st

Rclugan RE Valeks

Bitkise11

Yağlama

Boyaına Dolgu( toz) 0o1gu(s1v1) Dolgu(toz)

8 8

4-8

BOis, mg/l

20 dk 20 dk 20 dk 1 st

Hayvansal

KOI, mg/1

20 dk

Yağlaına

Oksijen ihtiyacı,

Askıda Katı Madde,

AKM,

mg/1

Yağ ve Gres, Sülfür, s-2,

mg/1

J<ron1,

Cr+6, mg/1 Toplam Krom, mg/1 Balık Biyodeneyi

IV. DEŞARJ EDİLECEI{ ALI CI ORT AM STANDARTL ARI

ZSF, adet PH

IV .ı. Su Kirliliği Kontrolü Çalışmalarında Yasal

tarih ve 2872 sayılı Çevre Kanunu'na istinaden ç ıkartı lan, 04.09.1988 tari h ve 19919 s ayı l ı yayımlanarak

yürürlüğe

gir en

"Su

K ontrolü Yönetmeliği" (SKKY) ni n 37 maddesi ge reği nce ; Deri endüstrilerinin, Deşarj izni alm a sı gereken endüstrilerden olup, Tablo 1 2 'ye dahil Kirliliği

olmaktadır. benzeri deşarj

Sektör olarak; Deri,

e nd üstrtlerinin standartları

deri

atıksularının

belirlenerek

parametreler aşağıya çıkanımıştır

mamulleri

mamulleri ve

alıcı

kirlilik

Kompozit

benzeri

(2 saat)

150

Komp o zit NTnure

saat) 100

(24

300

200

1 25

0.5

0.3

6-9

değerlerle karşılaştırı lması Tabl o 4. 'de verilmiştir.

09.08.1983

Gazetede

deri

Deri Endüstrisi atıksu analizleri ve SKKY'de standart

Dayanaklar

Resmi

Numune

1 st

Deri

Parametre

1 st

Kimyasal

Dolup Boyası

ZSF, (ad e t),

en dus trı·ıennır, . . atı ksu ıarının aı1cı or tama deşaıJ standartl arı

Bikarbonat (Soda)

(mg/1),

5-6

Tablo 3. SKJ(Y-Tablo 1 2:

ı st

Seoileıne

Deri endüstrisi için SI<KY-Tablo 12: Deri, deri nıamulleri ve benzeri endüstrilerinin atıksulannın alıcı ,, ortama deşaıj standart la rı adlı tabloda 2 saatlik ve 24 nunıune kontrollerinde kompozit saat l ik karşılaştınlmasına esas alınacak standaıt parametre de ğe rleri Tablo 3. 'de gösteribniştir.

20 dk

Triopon

IV.2. Alıcı Ortam Standartları

K on1 Cr+6, ( mg/1),

20-25

Sülfür, s- , (mg/),

(NH4)ı.SO.ı

Amonyurrı S ü l fat �GLıbrc;

Kullanım

Yağ ve Gres, (n1g/l),

Bu parametrelerin kontrolü amacıyla 2 saatlık ve 24 saatlık kompozit numune al ınmak suretiyle analizler yapılır. 24 saatlık komp oz ıt nunıune veya günlük çalışma saati toplamı boyunca a lı na n kompozit numune 3 yıl g e ç erl i olan "Deşaıj izni işlernlerinde uygulanınakta olup, p e ri yodik kontroller için 2 saatlık kompozit numune alınarak analiz l er y ap ı l ma kta d ır

endüstrisinde kullanılan kimyasalınaddeler ve miktarları

Ki m yasa 1 Ad ı ve

ihtiyacı, BOI5, (mg/1), Kimyasal Oksijen i hti y acı , KOI, (mg/1), i\skıda Katı Madde, AKM, (ıng/I), Biyokimyasal Oksijen

T:ıhlo 2.

R.İleri,V B lur

ortama

oluşturan

[6];

197

SAU Fen B ilimleri

Enstitüsü

Dergisi

Deri Endüstrisi Atıksulannm Merkezi Sistem ilc Antılabilirliğinin Araştıralması

6.Cilt, 3.Sayt (Ey:cı 2002)

R.İI eri,V .Bu lur

Tablo 4. Proseslerden çıkan

karşı ı aşt1rı ı ması

atıksuların

analiz1nin

SKKY -Tablo

12 i1e ___,

S.K.K.Y.

12.

Kanş•l<.

Numune

Tablo

Tablo 12.

VI.

KiRLiLİK YÜKLERİNİN GİDERİLMESİ k i n1yas al maddeleri antmak üzere

Atıksu içerisindeki

Demir 3

içjnde

Klorür (Ferri Kl orür) kullanılacaktır. Atıksu nı.iktarda kireç bul unduğu için yeter l i

Kompozit Numune 2 saatl i k

Kompozit

100

482

VI.l. Sülfür ve Krom için Reaksiyonlar

300

200

1795

Kimyasal adı

125

3840

8846

1140

0.5

0.3

2.82

kul l anıl ac akt ır .

Toplanı Krom

4.18

havalandırmacia

Balık Bıyodeneyi

6- 9

6-9

9.15

Para metı·eler

Bivokimvasal ., -

İhtiyacı,

150

Oksijen

8015, (mg/1) Kimyasal

24 saatlik

Oksijen ihtiyacı,

KOI, (mg/1)

Askıda Katı Madde. AKM , (mg/1) Yağ ve Gres,

(mg/I)

Sülfit r,

s-2, (mg!l)

K rom, Cr+6, ( mg/1)

(mg/1) ZSF PH

IV.3. Atıksuların ;]rlilik Yükleri Oranları

An h k

kullanılınayacaktır.

ünitelerinin

yapılınası

Kimyasal adı

Krom =

Izgaralar(Kaba

Kum

ekonomik

havalandıncı

Yüzey havalandıncı kullanılarak yapılan

1 1. 'ye

FeCh

200 ıng

v e rild iğ i

zaman

[4].

Değerlikli hali

Kirleticinin değeri +3 değerlik li

Crı+3(S04)3-ı S04=96

3 CaS04

sonuçlar

suda çözümnez.

İnce)

Tutucu c) Sülfür Gidern1e Ün i te si d) Dengeleıne Havuzu e) F l ok l aştı rma (yumaklaştırma) f) Ön Çökeltin1 Havuzu g) AktifKarbonlu Aktif Ç amur Havuzu h) Son Ç ökeltim Havuzu i) Çamur Yoğunlaştıncı Önerilen arıtma tes isi ak1m şeması Şek il gösterilnıi ş t ir.

sülfat

zaten çökelebilen bir b il e ş iktir. Ama kireçle reaksiyon gö stere rek krom hidroksit ol arak da çökelmektedir ve

2FeC13 + 3Ca(OI-I)2

Yukarıdaki denklemde; atıksu iç in de bulunan lcrom

k in1yasal ve biyolojik a rı tım

ve yüzey

FeC13

Cr2(S04)3 T 3Ca( O H) 2 -------> 2Cr(OH)3

alırunaktadır.

.Arıtı m Ü nit e leri ;

Sülfat

Cr 52

(jNiTELERİ olumlu

olarak

hem

bulunan s= 1140 n1g /l olup, % 98.3 arıtma ile 19.3 8 ıng/1 kal m akta d 1 r ve den geleme havuzuna verildiği takdirde kalan kısın1 (19.38 mg s=/1) hızlı kanştınna sonucu FeC13 ile yapılan temasta gi derilmeye devam edecektir. Hızlı karı ş tı rn1a da FeCh kullanıldığı i ç in tekrar (19.38 %98.3 sülfür gideıme verimi ile 0.33 mg/1 x (ı 00-98.3 ) / 100== 0.33 mg /l ) sülfiir atıks uda bulunacağı hesaplannııştrr. FeCh, Na2S, Ca(OH)ı, HıO ve Oı kimy a sal eks i day ona uğramaktadır ..

ve Eşdeğer Nüfus

halinde

katalizör

verimli

Atıksularda

Eşdeğer Nüfus=25 21.83+0. 054-=46700 kişi Hidrolik eşdeğer Nüfus=872+0.1 =8720 kişi

endüstrisinde fiziksel,

gr/mol

%98.3 arıtma verimi s ağtan nu ştır

edilirse;

Deri

Arıtım yöntemi olarak hem olan

Kirleticinin değeıi -2 değerliidi

s-ı

Sx 3 2

Na=23 gr/mol

V. ARITIM

'-T +1 -"' aı

So dyu ın Sülfiir

debi ve BOI kirlilik yük ü olarak ifade etmek yerine, atıksu debilerinin ve kirlilik yüklerinin, kaç kişinin o luşt urduğu kirliliğe eşdeğer o lduğ unu belirtmek daha anlamlı olabilir. -Toplam o l uşa n BOI5 kirl il ik yükü; BOI5 atıksuda=2521.83 kg BOI5/gün Bir ins anın tek başına ol uştur duğu BOis kir1ilik yükü 54 gr/kişi. gün ve harcadığı debi 100 1/ kişi. gün olarak kabul Endüstriyel atı ksulan

D eğerlikli ha li

--------------

2Fe(OH)3 + 3 CaCl ı

denklemde; ilave edilen demir 3 klorürle atıksu i ç i ndeki kireç reaksiyona gi rerek dozajlaına maddesi olarak demir hidroksit ol arak çökelen bileşik oluşturur. Bu arada kalsiyum klorür tuzu oluşarak atık s u yun tuzlanmasını sağl amakta dır ve bu tuz çökelerek Yukarıdaki

çaınurda kalnıaktadu. 2 F eC l3 + ..L

1. 'de

Cr2(S04)3 + 3H20------->

3ocr

Fe2(S04)3 + 2Cr(OHh

Yukarıdaki denklen1de demir 3 klorürle atıksu içindeki

kroın sülfat ve

1 98

reaksiyona gırerek

d oz aj l ama maddesi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü

6.Cilt,

3.Sayı (Eylül 2002)

olarak

Deri Endüstı-isi Atıksularman Merkezi Sistem ile Arıtılabilirliğinin Araştı rıl mas1 R.İleri,V.Bulur

sülfat

demir oluşn1aktadır.

Dergisi

çökelen

krom

hidroksit

Parametre Değerleri

Atıksu

VI.2. Deşarj Edilen Atıksuyun Standart Değerlerle

I<.i rlil iğ i

Kontrolü Yönetmeliğinde

12'de

Tablo

a nalizi

değerler alınmıştır.

Karşılaştır ılması

\'11.2. Sin1ülasyon Çalışmasında Kullanılan

bulunan deri endüstrisine ait endüstriyel atıksul ann alıcı

boyutlandırma

�

872 m.)/gün X : 198.72 mg/1 E :90% :

sonucunda

S o : 178.34 mg BOI5/l

8 c : 6.7 gün

ortan1a deşarj standartları ile yapılacak arıtma tesisi ile

Biyokinetik katsayılar [ 12];

karşılaştırılması Tablo 5. 'de verilmiştir.

0.30 kg MLSS/kg BOI5 kdort: 0.186 gün-ı Y ort : 0.64 kg MLSS/kg BOI5 kdmax: 0.40 gün�1·Ymax: 0.80 k g MLSS/kg BOis

alıksular

Tablo 5.

çıkan

arıtılarak

Önerilen a tı ks u

12 ile karşılaştırılması

arıtma tesisi çıkışı

2 saatlik

150

Askıda Katı Madde,

AKM. (mg/1) Yağ ve Gres, (mg/1) Sülfür, S 2, (mg/1) Krom,

Cr�6, (mg/1) Toplam Kronı

saatlik 100

Ahksu

VII.3. Biyoreaktör Hacmi ile Giriş K ir lil ik Yükü Arasındaki

Deşarjı

Yrnin

kdntin:0.06 gün-ı

İlişki

Tahmini

Biyokinetik katsayı olarak vetim sabiti (Y) ve ölüm hız

değerleri

sabiti (kd)'nin min, ort ve max değerleri kullanılmıştır. Y

sabit tutularak kd' ye ait ınin, ort ve max değerler sin1üle ediinnştir ve Şekil 2., de verilmiştir. Havuz hacminin, arıtma verimi (E o/o), çamur yaşı 8c (gün) ve biyokütle arasındaki ilişkiler ise X (mg/1) konsantrasyonu Şekil 3., Şe k il 4. ve Şeki 1 5. 'de verilmiştir.

300

200

103

125

ı5

0.33

VI1.4. S imülasyon Çalışmasının Değerlendirilmesi

0.5

0.3

<0.3

Şek il 2. 'de görülebileceği gibi bi yoreaktör hacmi ile giriş

6-9

(mg/1) Balık Biyodeneyi

ZSF PH

değerlerinin

ks u larının SKKY �Tablo

Kon"!.2_ozit Numune

Biyokiınyasal Oksijen

İhrivacı, BOı5, (mg/1) Kimyasal Oksijen İlıtiyacı

atı

SKKY�Tablo 12

Parametreler

K(", (mg/I)

parametre

çıkan

kirlilik yükü arasındaki bağ ıntı doğru orantılı olup, lineer artış göstern1ektedir. K irli lik yükünün artınası halinde biyoreaktör hacmi de artmaktadır.

Şekil 3. 'de Y ve kd 'nin ortalama değerleri kullanılarak

arıtma verinıi (E)

ile biyoreaktör hacmi

doğru orantılı olduğu görülmektedir ve

BİYOKİNETİKIUTSAYILARLA BİYOREAKTÖR HACMİ SiMÜLASYON

i zlemektedir.

VII.

Verimin (E)

(V)

lineer

arasında;

bir artış

artırılması halinde havuz hacnu

(V) de artmaktadır.

ÇALIŞMASI

Ş ekil

VII.l. Tam Karıştırmalı Geri Döngülü Biyoreaktör

kullanılarak çamur yaşı (ec) ve bi yoreaktör havuz hacıni

Bağıntısı

Y *Sc* E* Q *So V= X * (1 +kd * 8c)

(V)

10.7 gün üzerinde olması halinde havuz hacminde küçük hacimlerde 1 O. 7 gün arasırıda olması büyüıne olduğu ancak 1. 7 görülmektedir.

---

: Giriş debisi (m3/gün)

BOI5 konsantrasyonu (mg/1)

Biyokütle konsantrasyonu (mg/1)

Verim sabiti (kg MLSS/kg

Çan1ur yaşı (gün)

: Ölün1 hız sabiti (gün�1)

BOis

aşırı büyük yapılmasına

ihtiyaç duyulduğu görülmektedir.

yaşının

halinde ise havuz h acminin

:Havuz hacmi (m3)

: Giriş

Çamuıun

bağıntısı kullanılmıştır.

arasında; çamur yaşının 1.7 - 1 O. 7 gün arasında

n onlineer ve 10.7 - 20.7 gün arasında lineer olduğu

4. 'de Y ve kd d eğerlerinin ortalama değerleri

Şekil 5. 'de ise Y ve kd değerlerinin ortalama değerlerj

kullamlarak biyokütle konsantrasyonu (X) ve biyoreaktör havuz hacmi (V) arasında; bağıntıda X ile V ters orantılı olması nedeniyle, biyokütle konsantrasyonu 100.72 292.72 mg/1 arasında nonlineer ve 292.72 - 404.72 mg/I

BOis)

giderme yüzdesi(%)

arasında lineer bir

azalma

bulunmaktadır.

Biyokütlc

artması halinde havuz hacminin azaldığı göıülınektedir. Biyokütleyi artırmanın havuz hacm i üzerinde fazla bir tesiri olnıadığı görüln1ektcdir. konsantrasyonunun

199

Deri Endüstrisi Atıksulannın Merkezi Sistem iJe Aratılabilirliğinin Araştırı lması

SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt, 3.Sayt (Eylü 1 2002)

R.lleri,V.Bulur •

VIII. İLKYATIRIM VE İŞLETME MALİYETİNİN BELİRLENMESİ Endüstri atıksularının deşarj edilmesiyle, alıcı ortamın yararlı k:ullarumına engel olmaması için her bir endüstri kuruluşunun antma tesisi yapması, Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerde çok büyük yatınmJar gerektirmektedir. Her bir endüstrinin, daha planlama safhasındayken belirli bir bölgede inşa edilmesi ve atıksu karakterlerine bağlı olarak bölgedeki tüm endüstriler için merkezi bir arıtma mn seçilme si en uygun çözümdür.. Ülkemizde, çevre sorunlarına yol açmayacak veya minirnize edebilecek sanayileşmenin gerçekleştirilmesi ve ya tınmlann yönlendirilmesi amacıyla Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) tarafından Organize Sanayi Bölgeleri (OSB) modeli uygulanmaktadır. O.S.B. 'lerde en uygun arıtma tesisinin seçilmesi ve hem ilk yatırım maliyeti hemde işletme maliyetlerine Jölgedek i endüstri kuruluşla nnın katılım paylannın hesaplanması son derece önemli ve gereklidir.

madde ilavesi, personel istihdaıru, amortisman giderleri v .b. konularda harcama yapılarak, işletme maliyeti oluşmaktadır.

Her bir işletme ken di kirlilik yükleri ve debileri bakımından katılım pa yı öde me k zorundadırlar. QT=872 m3/gün QT: Günlük deşarj edilecek debi 0 9895 [ 1 O] Miş1=89 .097 * Q ' Mişl: İlk yatırım maliyeti($/yıl) ° 9895= 72361 $ /yıl Miş1=89.097 * 872 . VIII.2. Maliyetlere Katılım Payları

- Arıtına tesisine giren KOI v e AKM parametrelerinin değerleri, KOI=1795 mg/1

1-\.K.i\f =3 840 mg/1 - Arıtmaya giren günlük toplam KOI ve AKM yükü

mit k arı .. KOIT= 1795 * ı o-3 * 872 = 1565.24 kg /KOI gün 3 AKMT= 3840 * 10- * 872 = 3348. 48 kg /AKM gün '

Bu nedeı..:e İlirniz, Ferizli İlçesi hudutlarında planlanan ve yasal işlemlerin yapıldığı aşamada bulunan III.O.S.B. 'de deıi endüstri kuruluşlarının çalışmaları sürmektedir. Böyle bir organize sonucu sana y i bölgesinde yer alınması halinde oluşacak kirlilik profiline (KOI, AKM ve Debi) bağh olarak inşa edilecek arıtma tesisinin maliyet boyutlarının belirlenmesi, arıtma tesisi ilk yatırım ve işletme maliyetlerine bölgedeki tüm deri endüstri kuruluşlarımn katıhm paylarının nasıl olması gerektiği ta hmini bedeli incelenmiştir.

Maliyet yaklaşımında KOI, AKM ve debi parametreleri esas alınarak hesaplar yapılmıştır. Tablo 6. 'da arıtınada yer alan proseslerin maliyete olan etkisinin ilk yatırım ve işletme maliyetleıi, Tablo 7. 'de KOI, AKM ve debinin ilk yatırın1 maliyetine etkime yüz de leri ve Tablo 8. 'de ise KOI, AKM ve debinin işletme maliyetine olan etkime yüzdeleri hesaplannuştır. Tablo 6. Proseslerin her birinde maliyet yüzde1eri, işletme ve ilk yatırım ma ı·ıyetl en.

VIll.l. Maliyet Tahmini Vlll.l.l Ilk yatırım maliyetinin hesaplanması;

Maliyet

•

O.S.B. 'de merkezi antma tesisi

Prosesler

Yüzdele n

yapılacaktır. Merkezi

kimyasal ve biyolojik arıtma fiziksel, bölümlerinden oluşmaktadır. QT==872 m3/gün QT: Günlük deşarj edilecek debi Milk=2343 * Q 0· 7052 [ 1 O] Milk: İlk yatırım ma liye ti ( $) Milk=2343 * 872° '7052= 277603 $

ar1tım

Vlll.1.2. Işletme maliyetin in hesaplanması; •

Arıtma tesisi kutulması ile birlikte yılın 3 50 günü çalışacaktrr. Arıtına tesisinde elektrik giderinri, kimyasal

Pıhtı i aştırma- Yumaklaşt1rma Ön çökeitim Aktif karbon lu aktif çamur Son çökeitim Çamur yoğunlaştıncı

Maliyetleri ($/yıl) iŞM

70 0.5

50653

19537

0.5

362 362

1.5 Toplaın

Maliyet

prosese ait işletme

(o/o)

0.5

Belt filtre

Her bir

100

362

1085

72361

Her bir

prosese ait

İlk Yatırım Mali.

{$/yıl) İYM 194322 1388

74953 1388

1388 4164 277603

. Not: Sülfür gıderim presesi sonradan eklendiği için hesaplamalara konulmamıştrr. Izgara ve dengeleme havuzu maliyeti ise düşük olması nedeniyle dahil edilmemiştir.

200

Deri Endiistı-isi Atıksularının 1\terkezi Sistem ile

SAU Fen Bil im leri Enstitüsü Dergisi

Antllabilirli ğ i n i n Araştıni mass

6.Cilt, 3 Sayı (Eyiü 1 2002)

R.İieri,V.Bulur

. h b' . d ı ı r yat ırım mal I· Vetlen· ve etlcırne 1'lk Tablo 7 . P roses enn er ırın e olusan ·

Toplam [lk

Yat.

Proses ler

($/yı l)

Ön çökeitim

Aktif karbon lu aktifçamur

çökelt i m

Çamur yoğunlaşt ıncı Belt fıltre

1 388

Toplam etkime yüzdesi

Kats

(İY.\1 1) -

AKJ\11

3747 7

Yatırım

Ka ts

208

0.85

0. 1 5

0.50

694

0.50

0. 1 5

.(İYM3) ı

694

74890 1 1 80

37477

0.85

208

1 1 80

-·

1 249

0.30

$/yıl

0.50

DEBi

0.90

1 9432

29 1 5

Maliyeti)

$/yıl ( i Ytvf 2 )

0. 1 5

4 1 086 (İYM 1/İYM)

277603

İlk

0. 1 0

0.70

4 1 64

Parametre Dcğerlen

$/y1 l

0.50

1 3 88

KOI

74953

(Malivet=K2tsavı

1 3 88

·-

Toplam

Kats

İYM

l 94322

Pıhtılaştırma- Yumaklaştı rma

Son

al iyet

yuz .. d e1 en.

2 1 4727

2 1 791 (İYM2/İYM)

(İYM3/İYM)

0.08

0. 77

. . ı r e l etlc et y ve t �e�� d� 'z� e� y t� l eı� · ı� � � � � � � �·�-· �� ablo 8 . Pı�seslerin her bi rinde oluşan işle�e � alı �� Parametre Ot;ğerleri Toplanı

fşletme Maliyet

Proscsler

Ka ts

($/ytl) iŞM

işletme J\1a._ I iy_ -,c t.J... ----ı i) �T AKM DEBi ··---.,.-...�-- ··---ı-�----,--��--ı Kats $/yı 1 Kats $/yıl

(Maliyet=Katsayı

KOI

$/yı J

(İŞM 1 )

_ _ _

(İŞM2) 1 2663

(İŞM 3)

50653 1 2663 0.25 Pıhtı l aş tııma - Yumakla ştırma 0.25 � � �25327 0.50 � . -· · -� ı. 7 --ı � � -+---+ � 3 -+. kt__ _ı 0- � ı-:=:.:- ---.1...-0 2 6 0 ----lr -� 7·--ı liö ı m e . 0 2 0.2 2 0 7 1 ç� 6 .2 2 0 n t

Aktif karbonlu akti fçamur Son çökeitim

Çam·;,· yoğunlaştırıc1

1 9537

362

0.25

l 085

0.70

362

Beit tiltre

1 3676 91

0. 1 0

0.30

7 60

0.50

0.25

254

0.70

0 .20

1 954

0.30

181

1 09

3907

326

1� 52 1� 5 72361 275� 16 � Toplam 29632 ---� -� � �� -�-� ---- �� -� � · -- 4�� -- + � - -� --� + r ( l / İ Ş1-t İŞM ) ) (1ŞM3/İŞ!v1) ( İ ŞM2/ İŞM Toplam etkime yüzdesi 0.38 0.2 1 0.41

- 1 ton ham d eri için 40 �7 su ha rcanmaktadır;

VID.2. 1 . Birim kirlilik yüküne düşen ilk yatırım

- Buna göre günlük oluşan KOI, AK.\11 ve D ebi ıniktarı,

KOT.ş= 1 795

maliyeti;

A KMiş= 3 840

B iri m KOI maliyeti==26.25 $/kg KOI

ı o-3

1 0- * 4 0

DEBi paran1etreleri iç i n ödenmesi gereken ilk yatırım ma li yetl eri ; - 1 to n ham de r i için 40 n13 su harcanmaktadır. Buna göre

günlük oluşan KOI, AKM ve Debi miktarı, 3 KOiiş= 1 7 9 5 * 1 0- * 40 = 7 1 .80 kg /KOI gün 3 AKM iş= 3840 * 1 0- * 40 = 1 53 . 6 kg /AKM gün 3 Qiş=40 m /gün

- Günlük KOI , AK..t\1 ve D E B I parametrelerine b ağl ı olarak arıtn1a tcsisinü1 iş l eti l m e si için ödemnesi gereken i ş l et ıne n1aliyet i ;

KOI= 7 1 , 80 * 0 .05 AKM = I 5 3 ,6 DEBİ= 40

0. 0 1 2

3 . 5 9 $/gün 1 . 84 $/gün

0.093 = 3 . 72 S/gün

TOPLAM=3 . 5 9

1 . 84

- Günlük KOI, AKM ve DE B i parametre lerine bağlı

olarak arıtma te s i si y apı rmn da ödenmes i gere ke n ilk

yatrr ı n1 ma li yet i ;

DEBİ= 40

TOPLAM=

999. 94

•

hesapları;

Ri lkyatırıın=4.03 rna l i ., ve tıne

24 6 . 2 5 = 9 8 5 0 $ +

9 . 1 5 $/gün olınaktad ı r.

Rişletme=4 . 1 7 ,

6,5 1 = 999.94 $

1 8 84.75

R : Bi rin1 KOI gi dem1e ma hyet in in birim AK.J\1 g idenne

26,25 = 1 . 884.75 $

1 .84

VIII .2.3. Ilk ya tırını ve Işletme maliyetine katılı m payı •

AKM= 1 5 3 . 6

1 5 3 .6 kg /AKM gün

•

1 Ier b ir işletmenin KOI, AKM ve

Qiş=40 m3/gün

- Birim AKM maliyeti=6. 5 1 $/kg AKM - 1 m3 DEB i maliyeti==246.25 $/kg KOI

KOI= 7 1 . 8 0

7 1 . 8 0 k g /KOI gün

bölümüdür .

K I işletme=O . O S

K l i lkyatırım==O 05

9850 -

1 27 3 5

: Kir leti d kaynağı

te ms

eden K O I paraınetresinin

günlük yük cinsinden değerinin(kg/gün), atıksu arıtma

olmaktadır.

tesisine

KOI

gırış

parametresının

günlük

VIII.2.2. Birim kirlilik yükü n e d üşen işletnıe maliyeti;

c ins i nden(kg/gün) değerine bölümüdür.

- B irim KOI mali yeti 0 . 0 5 $/kg KOI

K2 ilkyatrrım=0 .05

K2işletme=0. 0 5

K2:

tems il

- B irim AKM n1aliyeti= 0 . 0 1 2 $/kg AKM - 1 m 3 DEBi mal i y e ti 0.093 $/kg debi

Kirletici

kaynağ1

eden

gün1ük

yük

d eb i n i n

(m3/gün), atıksu arıtma tesisi girişinde ö lçül e n g ü n l ü k .

J� debıye (m /gün) bölümüdür.

I-ler bir işletmenin KOI AKM ve DEB i paraınetreleıi için ,

ödenmesi gereken i ş letme mal iyetleri;

201

a i lk yatırım = 0.23

a işletme=0.59

a: Toplam KOI etkime yüzdes i.ı.Top1anı AK M etkinıc

yüzde s i

Deri E n d ü stı-isi Atıksulannın Merkezi Sistem ile

SAU Fen B i l i mleri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt, 3. Sayı (Eylül

Antılabilirliğinin Araştınlma ı

2002)

R. i leri,V. Bulur

bişletme_;:0.4 1 b ilkyatırım 0.77 b : Toplam debi etkime yüzdesi Iişletme=O.OS I ilkyatırım =0.05 I: Her bir işletmeıtin, ortalama işletmeye katılım katsayısı İşletmenin ödeyeceği ilk yatırım mal iye ti I * fop l am i ş l e tme ma l i yeti İlk Yatınm Maliyeti=0.05 * 277603 $= ı 3 8 8 0 $ İşletme maliyeti I * Top l am işletme maliyeti =

Antma

tesisinin 1 yıl (365 gün) çal ış tığı dıkkate alınacak

olursa; İ ş letme Maliyeti=0 .05 * 72361 = 3 6 1 8 $/yıl = 9.91 $/gün 3 n atıksuyu bulunan m ve işleye 40 deri haın ton Günde 1 bir iş letmen in antm a te sisini n merkezi olarak yapılması halinde ilk yatırım v e işletme mal iyet i o larak kanlım paylan Tablo 9. ' d a veri lmiş t i r.

Tablo 9. Deri işletmelerinin her birinin i l k yatırım 1 ton ham

deri işleyen v e 40

m3/gü n atıksuyu bul u n a n

işletme maliyetine katılım paylan

tv1a1iyete Giren Paraınetrelerin $ Dağılımları

Rişle1 me=4 . 1 7

' -

AKM

KO[

1 884

ilk yatınm maliyeti (Yatır ı m

RyatLrım=4 .03 ayatJrınr=0.23

DEBİ

1 000

9850

1 .84

3.72

Maliyeti ($)=Kirlilik yükü*Biriln

aişletme=0.59 bişletme=0.4 ı K2

Toplan1

1 2734

o 05

0.05

9.15

0.05

Maliyet) İşletme Maliyeti ( İşletme Maliyeti

3.59

($/gün )=Kirlilik yükü*Biıim Mal iyet)

O . S . B . ' de

bu1unması düşünülen deri endüstrisi kuruluşlanndan, giıı1de 1 ton ( ı 000 kg) ham deri iş l e y e n ve 40 m3 atıksu de şarj eden deri işletmesine ait kirletici p ara me trel e r inin (KOI ve AKM) ve debi parametresi dikkate alınarak ilk yatırım ve işletme maliyeti etkiıne yüzdeleri Tablo 1 O . 'da gösterilmiştir. Tablo 1 O.

Kirletici parametrelerin ilk yatırım ve işletme mal i yeti etkinıe

yüzdelen

K irl e tic i

Parametre

Toplam Işletme •

M ali ye t ine Etkime Yüzdesi

Toplam İlk Yatırım

KOI

0.38

AKM

0.2 ı

0.08

D EBi

0.4 1

0.77

•

Maliyet

1' 2734 $ 9.91

$/gün

IX.SONUÇ Bu

çalışına.da; deri e ndüstrisinin İlimizdeki durumu ve deşarj edilen atıksuların çevreye zarar vermeden! merkezi bir arıtma ile nasıl bir arıtma ol acağ ı çalışması yapılını ştır. Deri endüstrisinde kullanılan su miktarlan araştınlmıştır ve ı kg ham derinin işlenmesi için 40 ton su kullanıld1ğ1

tesbit edilmiştir.

M ali yetin e Etki m e

Yüzdesi O. ı 5

byaıırım=0.77

Aynı

zamand a

miktarlan ile inc e le nmi ştir.

kullanılan kimyasal madde l er ve çevreye veımiş olduklan tahribatlar

Deri endüstrisi atıksularının merkezi arıtmaya verilecek anal iz değerleri v e antn1a sonucunda atıksu deşarj mın 2872 sayılı Çevre Kanunu 'na bağlı olarak ç ıkartıl an Su Kirliliği Kontrolü Y ö ne tme l iği Tab lo 1 2 . standart değerleri ile karş ı laştırılması yapılmıştır. -

e ndüs trisi nde yapılan 1 ton ( 1 000 kg) han1 deri irnal atında 40 m3 atıksu o luşmaktadır. ı m3 atıksuyun antılabilnıesi iç in yaklaşık o larak ilk yatınm ve işle t me maliyeti yönünden masrafı Tablo l l . ' de verilmis tir. D er i

Tablo

1 1

J Bir m •

attksuyun ı· ık yatı n m ve ı. �1 etme

3 (m )

Ilk Yatırım M al i ye ti

($) 1 3880

Debi

40 ı

ma rıyetı

İşletme Mal i ye ti ($/gü n)

Toplanı

9.9 1

1 3 889.91

( $)

0. 2 5

Dikron1attaki

+6 değerlikli krom düşük konsantasyonlarda bile biyolojik proseslere toksik etki yapar. Kroma tanınan tolerans, çökme özelliğinde olan +3 değerliidi olma s ıdır ve artık çamur içinde kalmaktadır. +3 değerlikl i krom; çözeltinin p H ' sım 8 - l O'a yüks e l tme k ve oluşan krom hidroksiti çöktürrnek suretı ile uzaklaştırılabilir [ 1 J .

347.25 (ilk ya tır1m dahil )

9. 9 1

9.91

0.25

(ilk yatırım hariç) 0.25 (ilk yatınrn hariç)

i nmiştir.

(il k yatırım dahil) 347

büyük

çevre problemi olan sülfiir parametresinin yüksek oluşu nedeniyle sülfürlü atıksuları n ayn. antılması gerekmektedir. Çalışmada s ülfürün 1 140 mg/I ike n 200 mg/1 FeCh katalizörü ile hava oksidasyonu uygulanması halinde %98.3 verim elde edilerek 1 9 .38 mg/1 ' ye inmiştir. Hızlı kanştıınıada kullanılan demir klörür ile sültür se viyesi 0 . 3 3 mg/I ,ye Endüstrinin

202

SAU fen Bil imleri EnstitüsU 6 Cilt� 3.Sayı (Eylül 2002)

Deri Endüstrisi Atıksulannın Merkezi Sisten1 i l e

Dergisi

Antıla bili rliği n i n Araştı rı lması

R.İicri, V .Bu l u r

Tam karışıml ı geri döngülü biyoreaktör havuzu hacmine tesir eden biyokine tik katsayıların etkisi incelenmiştir. Sakarya İ l i, Ferizh İlçesi hudutlarında kurulan IIf.O.S.B ölgesinin ihtisas sanayi olarak çok k irl i olan ışletmelerin özellikle deri endüstrisinin taş ınınas ı halinde ınerkezi bir atıksu arıtn1a tesisi pla nlandığın da işletrnenin oluşturduğu deb i , KOI ve AKM paran1etrelerine bağlı olarak ilk yatu·ım payı ve işletmeye katıinn payları hesap edihniştir. olarak deri endüs tTisinin atıksu Orta1anıa karakteı izasyonu aynı özelliği gösterdiği görüln1üştür. Ve debiye orantıl ı olarak 1 m3 atıksu için ilk yatırın1 ınaliyetinin 347 $ ve işletme n1al i yetinin 0.25 $ o lduğu

tesbit

edilmiştir.

KAYNAKLAR

[ 1 ] ŞE�GÜL, F., ''Endüstriyel Atıksulann Özellikleri ve Arıtılma��", Deri Sanayi Atıksulannın Özellikleri ve Antırnı, ızmir, 1989 [2] ÇED ve Planl" ına Genel Müd. , Çe v reyi Öncelilde Etkileyen Bazı Sanayiler ve Temel Sektör Faaliyetleri", Ankara, l 996 [3 J Güneş Dericilik Tesisi, "Ahn1et GÜNEŞ 'ten aluıan Bilgiler", Sakarya, 1 999 [4] ŞEi'JGÖRÜR, B., Deri Endüstrisi Atık Sularındaki Sülfürün Giderilmesi Üzerine B i r ..t\.raştırma'', Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, 1 984 [5] Norm Çevre Mühendisliği ve Tic.Ltd.Şti, "Biga Deri Sanayii Toplu İşyeri Kooperatifi", B i ga, 1 995 [61 Çevre B akanlığı Mevzuatı, "Su Kirliliği Kon1ı-olü Yönetn1eliği", Ankara, 1 995 [7] Çevre Bakanlığı, Sakarya Valiliği İl Çevre Müdürlüğü Verileri'', Sakarya, 1 999 [8] EROGLU, V., "Atıksu Tasfiyesi Ders Notları" [91 E ROGLU, V . , "Su Tasfiyesi", İTÜ İnş.Fak.Matbaası, İstanbul, 1 99 5 [ 1 OJ S A RIKA YA, H.Z., M ERİÇ, S., YILMAZ, E. ve TORÖZ, İ., "O.S.B. 'nde Arıtma Tesisi Maliyet Tahın.ini ve Katılım Paylarının Belirlenmesi'\ İTÜ S .Endüstriycl Kirlenme Kontrolü Sempozyumu '96, 25-27 Eylül, İstanbul, 1 996 [ 1 1 ] PTI\ARLI) V., AKAL, S .K. ve BAŞKAYA, H . S . , ·IFeasibility Studies and Canceptual Design Of Coınn1on E ffluent Treatment System For Tanneries in B ursa Leather Organized Industrial Estate", Fourth Inten1ational Synposium On \Vaste Management Problen1S in Agro Industries İstanbul-Turkey 2 3 - 2 5 September'', Bursa, "

1 998 r 1 2] İ LERİ,

Yayınları,

"Çevre

Biyoteknoloj isi",

Değişin1

Sayfa:208-209, Adapazarı, 2000

203

Deri Endli�trisi Atıksulannın Merkezi Sistem ile

SAU Fen B ılimleri Enstitüsü Dergisı

Arıtıiabilirliğini n Araştıniması

6.Cilt, 3.Say1 (Eylül 2002)

R.İicri,V.Bulur

Diğer Atıksular Sülfür lü atıksular

FeC13 Kaba Izgara Sülfiir Oksidasyon havuzu

- - - - - - - - -

�

Rögar - - - - - - - - -

�

- - - - - - - - - - - - - - - -

FeCh

Ince Tzgara

Kum tutucu

ön c ökeltim ,

Hızlı K. Y umak. Dengeleme Havuzu

Çamur Yoğunlaştıncı Filtre Pres

Şekil

1 . Önerilen atı.ksu arı tma tesisi

akım şcması

204

Aktif Karbon!u

Akti f Çamur Havuzu

Son Çökeltin1

�AC F�n I3 ı l ı rn1eri t=n s t i tii'\ii Dere isi 6.Cılt, J . Sayı (!:.ylül 2002)

3500

� -

......

---

So=1 78.34 rrg/1 X=1 98. 72 rrg/l

·- ·-:i ··· ·· · > ;ili · -

E=90 °/o

3000

-.ıı:\:-·

•

2500 +----

---- - - --

Ym i n = 0 . 3 0 kg/kg kdort= 0. 1 86 1 /gü n

Y-mirı=e.€4 ka/ka kdmin-0. 86 -1-fgtırı

---.--

1 000

---

-!--,

----· ·-·

....

- -- -- -

··----

/.JI'r

Y m i n= 0 . 64 kg/kg kdort= 0. 1 86 1 /gün

Y m i n = 0 . 64 kg/kg kdmax=0.40 1 /gün

Y m i n= 0 . 80 kg/kg kdm in=0. 06 1 /g ün

'?rnir:ı=O��tkg kdort=0.186--t�tm

---

-------�

- ---- ·

Y m i n = 0 . 8 0 kg/kg kdm ax = 0 40 1 /g ün

----

-----

---

--. •

- ---

·----

---

�

- -------

----

,6 :7ı

� ----

�

�·-7� ---

· - -. . _

· -- - - -

.,...

-, , __, •

--·

... J

•

,.,-. • 1 ..... •

�

.. -- .4ı"'i.;.,

... --«-; .. ,:;.ho

- ·' ,..,,. ı . •-

. .. ·!,: 1' ...,· ıl � ·#'- •

r,� ••

•• �- -- ,,. ·�·

- ı. --- . ·:��--

-�:'--...- --;;;;�

" ....�.

- ..

• • .-

. ..

·--

--r

,----,..--- r---.-----.

•

--- ..-:-. .- .... • ,. ,. -- - th.t'll' -ı: ... .,. . -

'.. _ .. _ . ..

., .r,.·-

� . -. j,Jrı�

.•

. ��--

..···.ı::.:

...,

QxSo (kg/gün)

.. _... -�;;J�;

· · ·� ,-

---..---.,-

� � o/ � � � � 0 v � � * � � � � � � � � � � � � � � o/ � � � � � � � � � � �- 0' 0 ' o/' �- �- �- �- �- �- �- Ô �- �- � - �- �- � - �- �- � ' #' � - � - � - �- & - �'�$� ' $' �� - $- $' �' $' �- � �' -------

Şekil

ve Y 'ye

bağh

otarak,

-j

,... ---r-U: • -:.:•JI;ı� �· ·..c t;. ı ı. . ,. . · -"' ,_ · ·�_... � "'.._ - � ' ..

.·�

;;;. • -- '� ,, -

- ·.

·-

-----

-.....A�� -

---- ----- -----

500 -ı--

� <o tx -

---

.....__

.. -

------

Ymin=0. 30 kg/kg kdmax=0. 40 1 /gün

- ------

�A"' ı

----

1 500

-------

------

•

__...,._

2000

R.llca·i, V . Bulur

Y m i n = 0 . 3 0 kg/kg kdm i n = 0 . 06 1 /gün

•

�

Antılabilirliginin �ra�t1rılmasa

- --·--

c=6.7 g ü n

_..

Ueri Endiistrisi Attksula n na n '\1t'rkczi Sistem ilc

---·-

-·----

biyorcaktör hac.:mi(V) 1le giriş kirl111k yülcli(QxSo) i lişkisi

205

ı1

Deri Endüstrisi Atıksu larınan

SA U Fen B ı 'imleri Enstittisü Dergisi

6.Ci lt, 3 .Sayı (Eylül 2002)

··�·

r..

2 . >

!lO�

R.İieri,\7.Bulur

1/çjjn 0=872 m 3/gt.:ın So= 178 34 rı glı - -x:::-198 72·mg�r-· c=6.7 gun

-- -

•

ı-----

•ta:

..,

____ ..

·----·

- -

·--- -----

------

_ ..

� - · ·· - -

- -

.. -- - � --

--- --

· -

---

- ----

1--·--

..�

· -

..... -

_ _

- ·

- - - - - ·--

---

-·-· -·--·--

..,

..., ı· ,

----

·----

--- - ---

V (E' ye göre)

•

Yort:=0.64 kg/kg

_-_ . . -

- __ _ - �_ _-

. -.-_ _ -==--= . .-=-_-_--

kdort= O. 1 00

•

- -

-- -----·---- --

·--·-----

- ---

- ..

·-

-·

. l_�,--. .--"----, o--�-., ---, ,----"---. 0------"--,.-��-��--� ;o--�� t l --��.� .--��: u-�: .,.-ı ..

Şekil 3. Kdort,Yort sabil, biyoreaktö:· hacmi (V) ile kirl i l ik giderme {E) ilişkisi

17!00

1 ı

· · - -·

kdort= O. 186

Yort=0.64 kg/k

7.IlO ---

1 /gün 0=872 m3/gün

So 1·7-8.34 nı g/ l =

•

(

c' ye

.. --·-�-

----· -

göre)

------·-·

--·--

- ..

·-

�19R72 m�l

1---

-----

-��

- - �

__ __ _•. 7

�'----'7

�ı

__ __ s r__ n __

__ s'

_ __ _

__ __

-··--

�ı

kdat= O. 186 1/gJı

So=178.34 mg/1 -

· ·-- ·

X=198.72 mg/! c=6.7 gün .:.. oo %

. . ..

.. ..

......·- -- . .

- - - ·-

- -

�

· ·-

···--------

__ __ 'l 7__ _ � ·' __ __ ' s.r__ 's 7__ '1.7 __ __

�ı

__ mı

__ __

- -·-....- ·--

__ c � '�

_ 'u

Çamur y�ı (Tc) i l işkisi -

·--

0=872 m31g::ın .

··

V ( X'e göre}

•

�

__ _ _

-- - ·

Yctt=0.64 kg/kg

---

_ · t�

__ __ __ _ __

Şekil 4. Kdort,Yort sabit, biyoreaktör hacmi (V) ile

...

- - -

� � � ��

�

ı� -

---- - - -. . . ·

E=90 %

1!);)

i le

Antılabilirliği n i n Araştınimasi

Merkezi Sistem

-- ·

---

-·- ---- --

- -

---··

- - - -

··-· -

.....

ııooc

_.,

- --- ·

··-

·--- ·

· ·-

· ---

---

-·-- ·--

...

-·

· -

-·

.. ....

·-· -

··-

--···- --

- - . ·- . - .

�-------�-- �-------

Şekil 5 . Kd ort, Yort sabit, b iyoreaktör hacmi (V) ile Biyokütle konsantrasyonu (X) ilişkisi

206

Xfn�

SA U ı-en Di lim leri En �tıt üsü De rgi si 6.C ılt, 3.S a_yı ( Eyl ül 200 2)

Deri End üstr·isi Atıksu l a n n ı n 1\lerkczi Sistem ile

�

QxSo

Y mi n=0.30 kg/kg So= l 78,34 mg/1 X = l 9 8 72 nı:�l Tc-6.7 .

E=90 %

Arıtılaoiliriiğini n Aı·aştı n l n1ası

R.İleri,V . B u lur

\' m a :\=0 . 80

Yort=0.64 kg/kg

So= l 7R,34 mg/1 X= 1 93.72 mg/1 Tc:.-:6.7

gün

So==-1 78,34 mg/1

X..;: 1 °�.72

Ymin-0.30

(m3/ giin)

(kg/gün)

kdmin:-0.06

l lgü n

l /gü n

4,46

8,S>2

1 3,3 8

1 00

1 25

22,29

1 4 ,7 5

1 73.70 2 0 2 ,64

1 75

3 1 ,2 1

200

35,67

2 3 1 ,59

225

40, 1 3

260,54

250

44 ,5 9 49 , 04

325·

350

53,50

57,96 62 ,42

2 89 ,49

3 ı 8,44 3 47 ,39

3 7 6 34 ,

4 05 ,29 434,24

375

66 ,88

400

7 1 ,34

425

492 , 1 4

475

75,79 80 ,7 5 R4,7 ı

500

89 , 1 7

55 0,04

450

sı .)-

�

s so

575

600

636,88

ı 02,55

ı 07 ,0 0

725

750

775

800 825

�50 8 '7/ � 000 925 950 075

1 000

578,99

98,09

650 700

5 2 ] )09

607 ,9 3

1 l l ,46

675

463 , 1 9

9 3, 6 3

625

1 1 5 ,80

5 ,9 2 t 70,38

1 24 , 84

1 56,05

1 60,5 1

1 64,96

1 69,42

ı 7 3,88

ı 78,34

99.26

555,83

l l 0,29

6 1 7,58

1 80 , 6 9

2 1 6 83

1 43 ,18

214,90 252,97

] 54,4 1

27 1 ,04

90,35

424,02 46? ,57

501 ' 1 2 539,66 -

1 64 ,70

88,23

6 1 7,58

433 ,66

2 35,29

7 7 1 ,98

4 8 1 ,84

2 58,g ı

2 R 2 ,34

926, 3 8

305,87

1 003,57

3 29,40 - ·

3 2 5 , 24

1 98,52

1 1 73 ,4 1

73 2 ,40

1 466,76

1._ ? _ 3) - , 1 '71

770,95

447.04

1 358,69 1 420,44

R09,50 84 8 , 04

494, l O 5 1 7,63

8 86,59

541 ' 1 6

1 4 8 2,2 0

925, 1 4 96 3, 69 ! 002 ,2 3

5 64 ,69

37 9,4 5

23 1 , 6 1

242 ,64

397,52

4 87 , 87

297,78 308,8 1

505,94

5 24 ,00

3 1 9,84

542,07 560, 1 4

.. _ _ _ _ _

330,87

3 4 1 ,90

ı ?96,93

1 543,96 1 605,7 2

1667,48

ı 729,24

1 79 1 ,00 1 852,75 1 9 1 4 ,5 1

423,5 2

470,57

5 8 8 , 22

1 389,57

1 62 1 ' 1 6

1 698,36

1 775,56

ı 852,75

ı 029,95

397.52

848,04

705:86

..ı ı 5,5 9 433 ,66

886 , 59

735,27

45 1 ,73

963, 69

764,68

469,80

ı 002,23

1 ?04,6 1

1 252,79

632,42

386,02

2 1 6 1 ,55

1 34 9, 1 6

2 7 0 1 ,93

1 686,45

722,77

44 1 ' 1 6

2470,34

794,09

1 349, 1 6 ı 3 97 ,]5

1 63 8 , 2 7

ı 1 57 ,9 7

1 1 56,42

2624,73

430, 1 3

676 45

1 1 08,24

/99,97

704,70

542,07

94 1 , 1 5

578,2 1

9 1 1 ,7 3

1 590,08

970,56 999,97

ı 029,3 8

1 734,6 4

870,56

2856,33

1 7 82 8 2

1 088,20

9 1 7 ,62

2933,53

3 0 1 0)2

831 ,O1

l l l 7,61

1 927,37

ı ı 76,43

207

3087,92

1 87 9, 1

1 058 7 9 ,

1 1 47 ,0 2

92 5 , 1 4

· -

487,8 7

823,50 85 2 .91 8 82 ,3 2

2779J 3

94 1 , ı s

9 1 5 ,501

ı 060,06

1 3 1 0,6 1

894,09

732,40

l 0 1 1 :87i

2099,79

1 464,80 1 503 ,3 5 1 54 1 .90

809,50

374,99

2346,82 2408,58

J79A5

6 1 4, 3 5

4 1 9, 1 0

722 ,77

G 1 7:63 647,0-+

1 O l l ,87

254 7,54

686,63

578,21

963,691

7 7ô,44

1 1 00 ,0 7

34 3 ,3 ı

674,sg

770 ,95

1 2 72 07

1 426,26

558,80

539,66

3 6 1 ,38

2038,03

2285,06

626,40

588,22

1 54 1 ,90

408,07

501 ' 1 2

2 34,90

578,2 1

9 63 ,69

363,96

6 68 ,5 6

4 1 1 ,75

9 1 5 ,50

2470,34

462 ,57

867,32,

752,92

847 03

2 1 6 ,83

693,85

1 233,52

1 387,7 1

4 24, 02

1 98,76

3 25 ,24

1 493,72

2221,30

ı 80,69

5 29 , 3 9

1 976,27

� 97 ,05

433,6 6'

346,93

867�32

2393 , 1 4

82 3, 50

4 8 1 , 84 530,03.

3 85 ,47

8 1 .9, 1 3

i 445,53

385,47

655,3 1

231 5.94

1 4 4 ,55 1 6 2 ,62

3 3 7 29 .

307 , 1 8

6 8 2 .3 3

240,92: 2 89, 1 1 1

1 92 ,74 i

499,98

1 1 1 7,88

729

1 92,74 2 3 1 ,2 8 269,83 3 08 , 38

1 54 , 1 9

8 1 9, 1 3

658,80

1 44,55;

7 7 0 ,9

1 079,33

1 1 5 ,64

6 1 6,76

1 300,98

1 1 94

96,3 7 ı

. -

?89, 1 1

2084,35 2 l 6 1 55

705,86

7 7 09

48, ı 8

47 0, 57

635,27

V(3)

•

7 /0,95

1 040,78

1 1 5 6 ,4

38,55

kg/kg

44 ı ,ı 6

2007 . 1 5

2238,74

3 8 2 34

V(2)

Ymax=0.80

? 52,97 2 7 1 ,04

6 1 1 ,74

352,93

722 .77

)

1 543,96

3 2 3 ,52

674 ,5 8

1 26,48

294, ı ı

626,40

1 1 57 9 7

205,88

5 7 8 ,21

1 080 , 77

ı 08,41

264 '/0

Yort=0.64 kg/kg

3 6, 1 4

1 7 6,46 23 5,2 9

5 10,01

84C)J 8

1 3 1 2,37

2 20 , 5 8

3 8 5,47

694,78

3 99,99

3 6 1 .3 8

33 7 ,29

2 1 1 ,76

-·

691,8'5

2 89 , 1 1

54 0,3 9

655,3 1

650,49

1 41 17

1 47,05

2 3 1 ,28

46 3 , 1 9

240, 92

1 049,89

5 96 ,2 8

1 1 2 ,02

385,99

1 87 49

955,3 3

1 07 1 ' 1 2

ı 1 7 ,64

307' 1 8

3 5 2 ,93

1 04?. , 1 7

1 92 ,74

1 235 1 �/

578,21

l o 1 3 ,22

72,28

3 76,46

9?6,38

984,2�

1 1 7,64

6 1 6,76

2 86,76

8 9 7 ,43

ı 92,74

988, 1 4

209,55

1 8.07

'308,79

1 76,46

343.31

29.4ı

C)4, l l

352,93

1 1 1 1 ,6 5

48, 1 8

V( l )

54, / l

578 2 1

88,23

926,38

289, l l

1 54,40

1 65 ,44

469 ,80

8 1 0,58

8 02 ,8 6 . 8 64 ,62

l leü n

1 44,55

3 85 ,47

74 1 , 1 0

ı 32,35

1 /gü n

kg/kg

2 3 1 ,59

346,93

679,34

l 2 1 ,32

98_76

275,73

,63

494,07

kdmax=0.40

5 8 , 82

2 69 ,83 3 0 8 ,3 8

432 , 3 1

1 62 ,62

45 1 ,73

78 ı

370, 5

88,23

264 ,70

7 5 2 ,68

3 0 8 , 79

1 44,55

1 54, 1 9

7 7 , 20

kdort=0 . 1 86

96,37

1 1 5,64

247 ,03

77,20

1 26,4 8

4 33 , 66

72 3, 7 3

1 85,28

2 3 ,5 3 47 ,06 7 0 , 59

77,09

1 2 3 ,52

66, 1 7

1 0R 4 1

694 ,78

868,48

] j l ,59

55, 1 5

2 5 3 ,6'/

1_ 33,76

1 47, ı 3

90 ,3 5

4 1 5 ,59

839,53

44, 1 2

66S ,8J

ı 29,30 ı ] 8 .2 1 1 42 67

72 , 28

3 8,55

3 3 ,09

kdmax=0.4 kdmin=O.O 6 t lgün O 1 /gü n

llgü n

6 1 76

1 1 03

22 '06

54,2 1

kdort=0. 1 86 vs

V4 �

36, 1 4

86,85

26,75

300

1 8,07

5 7 , 90

1 50

2 75

1 7 ,83

2 8 , 95

1u..lmax�0.40 kdmin-0.0 6 1 /gü n 1 /gü n V3

vı

kdort=O. 1 86

kd ort=O.l86 lig :in mg/1 Tc=6.7 gün Q= 1 78,34 mg!! X== l �8 . 72 n1gil Tc=6.7 gün E=90

kg/kg

I:.-�u 'Yo

gün E=90 o/o

ı 040 7 8 ,

5 05 .94

1 079)3

524,00

1 1 7 ,88 1 1 56 4 2 1 1 94 ,97

560, 1 4

1 233,52

596,28

ı 272 ,07

6 1 4,35

1 3 1 0,61

6 3 2,42

650,49

---

1 349, 1 6 1 387 7 1 1 426,26 -

()68,56 686,63 704,7 0

1 464,80

722 77

1 54 1 ,90

] 503,35

ı 060,06

l l 08 24 1 1 56,42

1 204,() 1

ı 252,79

1 300,98

1 349, 1 6 1 397 ,3 5

1 445,5J

1 493,72 1 54 1 ,90

1 590,08 1 638,27

1 686,45 1 734,64 1 7 82,82

1 83 1 ,0 1

I R79, J 9

1 927 3 7 ,

SAU .F'cn Jl i l i rnlcl'i

Ucri Enc.lüstrisl Ataksulannın Merkezi Sistem ile

lm�titilsü Dcr·gisi

ArıtaJabilirliğinin Araştarılması R. ileri, V.Bulur

6.Cilt, 3.SaY1 (Eylül 2002)

o/o

Yort=0.64 kg/kg kdort=0. 1 86 1/gün Q=872 m3/gün So=1 78.34 mg/1 X=198.72 mg/1 Tc=6.7 g ü n

V (E'ye göre)

Yort=0.64 kg/kg kdort=0. 1 86 1/gün

Q=872 m3/gün So=178.34 mg/1 X=198.72 mg/1 E=90 %

gun ••

74,70

1,7

1 49,39

X mg/1

Yort=0.64 kg/kg kdort=0.1 86 1/gOn Q=872 m3/gUn So=178.34 mg/1 E=90

0/a Tc=6.7 g O n

V ( c'ye g öre)

V {X'e göre)

582 ,20

1 00 , 72

2652,76

2,7

8 1 0, 1 8

1 1 6, 72

2289 , 1 2

224 , 0 9

3,7

987,93

1 32,72

201 3, 1 6

298,79 3 7 3 , 48

5,7

1 1 30 3 9

1 247' 1 3

1 48 7 2

1 796,57

4 7

1 64 , 72

1 622,06

448 , 1 8

6,7

1 344 , 54

1 80 , 72

1 478,45

7,7

1 358 ,2 1

59 7, 57

1 42 7 , 04

1 96 , 72

40 45

522,88

2 1 2 , 72

1 2 56,05

228,72

1 1 68 , 1 8

8,7

1 497,83

672 ,27

9,7

1 559,23

746, 9 6

1 0, 7

1 6 1 2 , 98

244,72

1 09 1 ,80

82 1 , 66

1 1 ,7

1 660,44

260 , 72

1 024,80

896,36

1 2, 7

1 70 2 , 6 5

2 76 7 2

965,55

65 70

971 ,05

1 045,75

1 3, 7

14 7

1 74 0 ,44

9 1 2 77

292 , 72

�

1 774,46

308 , 72

1 5,7

1 805,25

324 , 72

822 , 82

1 833 ,2 5

340

784, 1 8

865746

1 1 20,45

1 1 95 , 1 4

1 6,7

1 269,84

1 7, 7

1 85 8 , 83

356,72

749 , 0 1

1 344,54

1 8,7

1 882,28

372 , 72

7 1 6,86

1 903,86

388,72

687,35

1 493,93

1 9, 7

20,7

1 923,79

404,72

95 1 00

1 4 1 9,23

--------·

208

660, 1 8

-.-

-- -

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

B.A. Boşluklu Perdelerde Üst

Kat Bağ

Kirişi Yükseldiğinin Sisteın

Davr�amşına Etkisinin Deneysel Araştırılması

6.Cilt, 3.Say: (Ey1ül 2002)

Y .S.Taına,H.Kaplan

B.A. BOŞLlJKLU PERDELERDE ÜST KAT BAG KİRİŞİ YÜKSEKLiGİNİN SİSTEM DAVRA NIŞINA ETKİSİNİN DENEYSEL ARAŞTIRILMASI Yavuz Selim TAMA, Hasan KAPl.ıAN Özet-

ç a lışma d a

depreme

ı.

güvenliğin

karşı

GİRİŞ

artınlnıasında etkili olan betonarme boşluklu perde yükler a ltında

sistemlerinde, yatay

duvar

mühendislerinin görevi insanlaıın i ç l e ıin d e yaşadıklan mekan l arı nıün1kün olduğu kadar güvenli aynı zaınanda ekononıik ve a macına uygun ulacak ş ek il de planlamak ve inşa etrnektjr. Bu amaca yönelik inşaat mühendisi, projelerinde olarak ve uygulanıa]arında gelişen te lmoloj i den azami ölçüde yararlanmak ve bu te knoloj iyi kullannıak zorundadır. Her gün gelişen teknik imkaniann uygul a maya aktarılmasında mühendisiere çok önemli görevler düşınektedir. İnşaat

perde

J uv ar-bağ ki ri şi ara sındaki etkileşim ve üst kat bağ kirişi

yüksekliğinin

sistemin

yatay

yük

taşıma

Jr�pasitesine olan etkisi araştırılmıştır. Çalışınada 3

t<ath ,

bağ

kirişleri

per d e

betonarmc

ile

bağlanmış

taşıyıcı

eleman

küçültüler�k mode ll enmiş tir kat bağ l,.ırişi y ü i<SekJ i ği alınımştır.

bir

boşluklu

1/5

ölçeğinde

Modellernede en üst

D=lO,

20 ve 30 cm olarak

Alt kat1.ardaki bağ kiriş i y ükseklikleri

bütün ınodellerde sabit tutulmuş ve 10 cm olarak alınmıştır. Her ti p için 3 tane olmak üzere toplam 9 adet deney numunesi ha zırlannuştır. Hazırlanan bu

Günün1üzde depremlerde oluşan hasar iann meyd ana geliş nedenleri bibnn1ektedir. Bu hasarların nas ıl önleneceği de her nıühendis tar afından bilinmesi gereken csaslardandır. Deprernlerin yol açtığı can ve mal kaybın ın tün1ünün yapılarda meydana gelen hasann sonucu olması ve bi na yapmanın da inşaat ınühendisinin görevi oluşu her inşaat mlihendisinin depreme yapı tasarımını bilmesini day anıkl ı gözlenen deprem gerektiıınektedir. Ülkemizde ha s a rla rın1 n büyük bir çoğun luğu seç ilen mimari ve taşıyıcı sistemin depreme uygun olmamasından kaynaklandığı göıülmüştür. Bunun bedelim daha önceki depremlerde olduğu g ibi 18 Ağustos Adapazarı ve 12 Kasun Düzce depremlerinde de çok ağır bir biçimde ödeme dun1munda kaldık.

nıodeller yatay yük etkisi altında test e dilmiştir. Elde edilen deney bulguları yor u ml anmış t ı r.

Allalıtar Kelinıler- Boşluklu perde duvar, bağ kiri şi

Deprem, Yanal Deplasman, Rijitlik

Abstract-In this study the interaction between shcar

i and lintel beam under horizontal load bearing

'\v al

capacity

in reinforced concrete shear wall with

opening

s y ste m

for

increasing

eart bqu a kes is inv estiga ted

security

against

In the st u dy a three

story reinforced c oncrete shear wall element bonded with lintel b eam is modeled by making

a 1/5

sınaller

sample. The u pper most lintel beam height is taken

D=l 0,20 and 3 0 cm in the models. The lower lintel be a m hei g hts are taken constant in all models and taken as 1 O cm. Total of 9 t est samples w ere pr e p are d by making 3 samples for ever y type The p repa r e d modeJs 'vere tested under horizontal load et'fect As a result of the experiments the relation

Ya pı nın deprenıe

ger ekli olan şartlardan biri de, yapının y eterli ınİktarda yatay rij itl iğ e sahip olmasıdu. Çok katlı binalarda, artan kat sayısı ile birlikte b ina daha fazla yatay kuvvete maruz kalmaktadır. �t\rtan bu yatay tesiriere karş ı emniyeti sadece çerçevelerle temin etnıek, kolon bo yutlaruıı n aşırı derecede büyiilteceğinden, g ere k alt katlardaki hacim kaybı ne deniyle, g e rekse maliyet bakırnından uygun çözüm şekli d eğ i l d i r. y·apılarda büyük deprem kuvvetlerini taşıyabilme ve yatay ötelenmeleri k ı sı tl amak için perde duvarlı taş1yıcı si stem l er en uygun çözüm şeklidir.

between

horizontaı

load

and

horizontal

displacement and damage types of shear waıı with openi ng elements are investigated.

Key Words- Shear Wall With Opening, Lintel Beam, Earthquake, Lateral Displacement, Stiffness Y.

PA.Ü. Mühendislik Fakültesi,

T A..fviA,

dayan ık lı olarak nitelemnesi için

İnşaat �1ühendisliği

Bölümü, Denizli H. KAPLAN!

Bu çalışmada, boşluklu p erde duvarlarda perde duvar bağ kirişi etkileşimi ve üst kat bağ kirişi yüksekliğinin değiştirilmesinin b oşluklu perde davranışına etkisi

PA.Ü. Mühendislik Fakültesi, Inşaat Mühendisliği

Bölün1ü, Denizli

209

B.A. Boşluklu Perdelerde C st Kat Bağ Kirişi Yüksekliğinin Sistem Davranişana Etkisinin Deneysel Araştminıası

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

6.Cilt,

3.Sayı

(Eylül

2002)

Y.S.Tama,H.Kaplan

olmak üzere topl am adet hazırlanmıştır. H azırlannıış olan

9 deney numunesı bu numuneler sabit bir yükseklikten yatay yük etk i ettirilerck test edilnriştir. Deneylerden elde edilen sonuçlar yorumlaıunıştır.

olarak araştırılrruştır. Şekil 1' de görü]düğü gibi, üç katlı boşluklu bir perde duvar 1 15 ölç e ğinde küçültülerek modellenmiştir. Sadece üst kattaki bağ kirişi yüksekliği (0=10,20 ve 30 cın) ol an 3 fa rkl ı perde duvar modeli hazırlannuş ve her mo del i ç in 3, er

deneysel

a) l.Jst kat bağ klrlşı yl»<sekllği,

o ı =1.0 cm

Ost kat bağ kh·i�i

yükseldiği, 02=2U cm

c) O st kal bağ kirişi yUksekll\_j, 03-=30 cm

Şeki1 1: Perde duvar ınodelleri n in görünüşü

II. PERDE DUVAR- BAG KİRİŞİ ETKİLEŞİMİ

Norn1al kiriş gibi donatılandırılan kısa açıklıklı kirişleri

Şekil 3 .a ' da

kapasitesine

Perde duvarlar bi rbirl er ine

noıma1 betonam1e kirişlerle bağlı olabileceği g�bi, bazı duıumlarda kiıişler büyük bir pe rde d uvarda açıl mı ş olan boşluklar ne deni ile de Böyle durumlarda perde duvarl arı n o rtaya çıkabilir. oluşan uç bi r birle r i ile etkil e şinn bu k irişlerd e kuvvetleri ile sağl anır. Sisteme etki eden kuvve tlerin perde kesi tl erinde meydana geti rdiğ i M0 momenti, Ş eki l 2' de görüldüğü gibi, perde duvar kesitierindeki M 1 ve MJ momentleri yanında, perde duvarlar arasındaki bağ kilişlerinin ucunda oluşan kesme oluşan p erde norn1al kuvvetlerinin t oplamın dan kuvYetlerinin oluşturduğu mon1ent ile karşıl a n ır [2].

bağ

göstcrildiğı gibi, kesitin eğılme

ulaşıJamadan,

e ğik

ger ilme len

çekme

nedeni il e göçıııe duruınuna gelir. Ettiyelerin uygun b içimde düzenlen1Tıesi ile kesme kuvv eti kapasitesi yüksek tutulabilir ise de yön değiştiren yüklerde a de r ansı n zayıflan1ası, cğilme çatlaklanrun iki tarafta birleşınesine neden olabilir, Şekil 3.b de görüldüğü gibi. Özellikle kısa aç ıklık h bağ k irişlerinde Şekil 3.c' de görü ldüğü gibi, köşegen doğrultusunda donatıların yerleştiriln1esi uygun sonuç veriıi ,

ır �ı [J

--+- N

ı ı i ı TI

..: 0 ı

fbi

Şekil

(C)

Perde1er arası bağ ki ri şlerinin göçme b:çimleri

III. DENEYSEL ÇALIŞMALAR

III. 1 Malzeme Deneyleri

Mı

Şekil2: Boşluklu perde duvar ve bağ kirişi

Bilindiği

gibi

taş1 yı c ı

elemanların

davramşında

malzenıe özellikleri çok etkiljdir. Özellikle betonarme

(1) Bağ kirişlerinin esas amacı kesme k11vvetinin perdeler arası geçişini sağlamaktır. Bağ kirişleri, özellikle depre m etkisinde, yön değiştiren kesit zorlann a maruz k al ırlar . Bağ kirişlerinin rijitlikleri büyüdükçe perdelerin beraber çalışması daha etkili olarak ortaya çıkar. Buna karşılık bağ kirişlerindeki kesme kuvvetleri dolayısı il e de perde elemanlardaki T norma l kuvvetleri artacaktır.

hetorojen bir yapıya sahip taşıyıcı elemanlarda, yapı elem anı nın davranışını etkileyen faktörler çok daha çeşitli dir . Özellikle kullanılan ınalzemenin nitelikleri taşıyıcı sistemin davra n ı ş ve dayanuru üzerin d e belirleyici bir role s a hiptir. Bu nedenle de aşağıda verilen ma lze me deneylerinin yapılması gerekli görülmüştür .

gibi

lll.l.l Çekme Testleri

210

SAL Fen Bilimleri E n stit üsü Dergisi

Üst

B.A. Boşluklu Perdelerde

6.Ci!t, 3 Sayı (Eylül 2002)

Yükseldiğinin Sistem

Kat Bağ Kirişi

Davranışı na

Etkisi nin

(�r)

CX>)

Deneysel Araştıniması

Y .S.Tama,H.Kaplan

(mrn)

Den e ysel ça l ışmalar da bctonalnıe donatısı olarak �8 mm

Kullanılan

çubukl ardan

demir

138/Mart 197 8, [3] standardına göre çelane nun1uneleıi alınmış ve

test

sonuçlarının

edilmiştir. 708/Ekim

değerl er le

1985,

Ayrıca

çekme

malzeınenin '�Gcrilme-Şekil Şckil-4' de gösterilmiştir.

testleri

değiş tirme '

Test-l

Tcst-2

Tcst-3

Test-4

486,00

493,00

489,00

484,00

ReH (N/nınl2)

360,00

383,00

380!00

375 ,00

!Re!. (N/mm2)

353,00

367,00

365,00

354,00

Qp�ô..Q.;,Ş{N/ mm2)

358,00

36z,oo

376,00

355,00

0,50

ı ,00

_ _

Ae ('%)

5.65 ('!!.•)

46,00

31 ,00

47,00

33,50

19,50

ı 3,50

20,00

14,00

At (IYo)

lZ ('Yo)

�-

3,00

3�30

100 85.41

14.58

ı 16.67

262.50

26.25

73.75

116.67

379 17

11 67

11.67

37.92

62.08

183.33

562.50

18.33

56.25

43.15

l 00.00

662.50

10.00

33.75

241.67

904.17

24.16

66 25

58.50

962.67

5.85

3 7 50

ı 000.0

3.75

0.25

TS 708

100

340100 320:00

----

---

90 4 1

- -- -

96.26

3.75

ı 00.00

O.OC

220,00

_..._

Alt ı i mit

•

İyi bölge

•

Üst Jim it

Numune

9.58

�--·

14.58

davranışı

CYo)

145 83

0.5

de çelik

sonucu

TABL0-1: Çelone test sonuçlan Rm (Nin1m2)

verilen

Tablo-ı'

aşağıda

karşılaştırması

vcrilnıiştir.

[4]'

(OJct)

145.83

çekme test

Elde edilen

31.5

kal ınl ığ ı nda St3 7 kalitesi nde BÇI.a demir donat ısı

kullanılınıştır.

(gr)

o o

Elek çapı (mm)

Şekil S: Kullanılan Agreganın Graı;ülometri Eğiisi

III. 1.3

Çölone (Slamp) Deneyi

Bilindiği gibi, çökme (slamp) deneyi taban çapı

20 cr� üst çapı 1 O cm ve yük s ekliğ i 30 cm olan n1etalden

yapılmış

��0------·----��---- �

kesik

koni

şeklindeki

1977,

kullanılarak TS287l/Aralık

Ş eki 1-4. Çelik Malzeme Gerilme-Şekil değiştirme eğrisi

bir

deney

[6]

aparatı

' standardına

uygun olarak ya pılır. Bu çal ışmad a üç farklı model ,

111.1.2

üzerinde çalışıld ığı için her farklı model için farklı

Elek Analizleri perde

Boşluklu

zaınanlarda beton dökülmüştür.

duvar

perde duvar tipi için üçer adet ınodel hazırlanmıştır.

deney

nuınunelerinin hazır l an masınd a B 160 kalitesinde beton kul l an ı lmıştır. I3u kalitede beton elde etmek için TS 8 0 2 /1 98 5 [5]' de

Sonuç olarak toplam dokuz adet boşluklu perde duv ar deney modeli hazırlanmış o lup her nıodel için ayrı bir

verilen

kar ış tın

hesap

esasları

dikkate

çölane

alınarak

El de edilen

görüldüğü

agregasının tane ça pı

gibi

elek analizi sonuçları

kullamlacak

dağılırm

olan

üst limit ile iyi bölge

Ust kat bağ kiri�i

Döküm

Ili. Döküm

Tablo 2: Agrega E lek Analiz Sonuçları Çapı

Kalan

Top.

Kalan

K üm.

len sınır değerleri

veri

••

II. Döküm

Elekte

Tablo 3: Çökme (Slamp)

Döküm No.

Küm.

deney

çölane

1'ablo 4' de aynca verilmiştir.

beton

Model

Elekte

i lmiştir

v er

TS5930/Ağustos 1988, [9]' da

arasında elde edilmiştir.

Ele k

Yapılan

yapılrmştır.

Ayrıca elde edilen sonuçlann yorumlanabilmesi için

Tablo 2' de verilmiştir. Şekil 5' de verilen g ranülo metri eğri s ind e

d eneyi

sonuçlan Tablo 3' de

kullamlacak olan beton agrega nıalzemesi üzerinde elek analizleri yapılnuştır.

Her farklı boşlu klu

Tablo 4:

Geçen

Kalan

211

değerleri yüksekliği (cın)

D=lO

0=20

D=30

90,0

107,0

114,0

85,0

] 30,0

105,0

150,0

70,0

Çokme

120,0

. sınır degerlerı ve beton sınınarı ' -

(TS5930/Ağustos 1 988)

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü 6 Ci lt, 3 .Sayı (Eylül 2002)

Dergisi

..A•• Boşluklu Perdelerde Üst Kat Bağ Kirişi Yüksekliğinin Sistem Davranışına Etkisinin Deneysel Araştırılma sı Y.S.Tama,H.Kaplan

Milrtan (mm)

c : : :J

Çöknıe

Beton

Sınıfı Sı

10-40

Sı

50-90

100-150

>160

/'·

ı:Q.B: : : :ı t;=i o

ı "'

.f.l

4Q8/-t=10

�

111.1.4 Beton Basınç Deneyleri

c;:

Boşluklu

perde duvar deney numıuıelcrinin basınç dayanımlanmn belirlenmesi için her farklı döküm esnasında 1 � *30 boyutlarında dört adet silindirik numune alımruştır. Bu numuneler TS 3068/1978, (8]' de verilen esaslar dikkate alınarak laboratuar ortanunda havuz içersinde 28 gün bekletilmiştir. Bu süre sonunda nuınunel�r havuzdan çıkartı lmış ve basınç testine tabi tutulmuşlardır. Elde edilen test sonuçları Tablo 4' de verilmiştir. Bu tabloda verilen değerler incelendiği .-ıman, kullanılan betonun deney basınç dayanun değerlerinin standart basınç değer1 nden daha büyük olduğu görülür. �

Tablo 4: Ortalama silindi:·ik

Üsr

0=50

(kg/cm2)

kat

1�

D=l50

C<g/cm2

207

(kg/cm

/""'"

5:>

Şekil 6: 111.4

�o

Boşluklu perde duvar donatı detayı

Ölçütn Düzeneğinin

Hazırlanması

Yüklen1c etkisi altında perde duvarda ıneydana gelen deplasrrıanların ölçüınü için mekanik deplasman ölçerler kullamlmışt1r. Kullanılan bu deplasman ölçerler 0.01 mn1 hassasiyetinde olup nuıntıne üzerine 6 farklı noktada yerleştirilmişlerdir. Test çerçevesine yerleştirilmiş ve ölçüm düzeneği hazırlanmış olan bir deney numunesi Şekil 8' de verilmiştir.

beton basınç dayanı m değerleri

bağ kirişi yüksekliği, (cm) 0=:100

198

205

111.2 Boşluklu Perde lVIodelierinin Hazırlanması

noktaların yerleri deneye başlamadan önce belirlenmiş o l up deneyler boyunca bütün nun1uneler için sabit tutulmuştur (Şekil 7). Deplasman ölçerierin 5 tanesi perde duvar numunesinin sol kenanna, yükün uygulandığı noktaya deplasman ölçer yerleştiri1emed . iği için 6.' sı da sağ üst köşesine yerleştirilmiştir. Bu işlem sinıetrik boşluklu perde duvarlarda her iki perdenin de aradaki bağ Idrişlerinin mafsallaşma anına kadar aynı yatay deplasmanı yaptığı kabulünden hareket ederek yapılrmştır.

Perde duvar deney numuneleri laboratuar oıianunda hazırlanmıştır. B etoniyer ile karılıınş olan 300 Dozlu B 160 betonu önceden hazulannuş olan çelik kalıplar içersine yerleştirilmiştir. Bir hafta kalıplarda bekletilen numuneler daha sonra kalıplardan çıkartılrruş ve 28 laboratuar günlük dayanımlarına kazanabilmeleri icin ' şartlarında bekletilmiştir. Bu bekleme esnasında numune boyutları çok büyük olduğu için içi suyla dolu kür havuzlarına yerleştirilememiştir. Fakat mutat olarak günde en az üç defa bolca sulanmış ve prizlerini almala rı sağlarumştır. ,

(')

111.3 Donatı Detayları

[-<· u

�erde duvar deney nurnunelerinin hazırlanmasında �8' lık BÇia (S220) çeliği kullanılmıştır. Düşey donatılaı eşit aralıklarla çift taraflı olarak yerleştirilmiştir. Yatay donatılarda yine eşit aralıklı olarak etriye şeklinde yerleştirilnı.iştir. Yatay donalılar yerleştirilirken kolonlarda olduğu gibi perde duvar uçlarında etriye sıkılaştınlnıası yapılmanuştır. Donatı yerleşiminde pas payı olarak 1 .O cm alınmışhr. Bu çalışmada k.�llanılan donatı yerleşim detayı Şekil 6' da gösterilmiştir.

ın (YJ

ıd4

�

u rı "'

L'l ·�

o ...

212

Şekil

r ı

·�-

Ölçüm dOzeneğinin yerleşimi

SALI Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi

Bağ Kirişi Viiksekliğinin

B.A. Bo�luklu Perdetel'de Üst Kat

6 Ci1:� 3 S ayı (Eylül 2002)

Sistem

Dava·arıışına Etkisinin Deneysel Araştırılınası

Y.S.Tama,H.KapJa n

••

i":..•

...

('!;:

...

:;, .

.ı-· P·

.�...

•

,�

"'� ':.. C..!

•

- .

•

�

·::--

1 .

·!!!(;;[·�··· �.. -l· .

:-;

. '

·· ·'

•···· '-ır r l r.J· t ı.

t :-lı;ıl ' ,: "ili,iı, • •

Şekil

•

••

..!/ ı

ı-

••

! '

•

Şekil 9: Bağ kirişi kınlıııa davranışı

8. Te!>t çerçc' esine yerleştirilmiş deney nunıunesi ve ölçüm

(Dı= lO cm)

düzeneginin görlinllşü, (D2=20 cm)

III.5 Boşluklu Perde J)uvar Denevleri

•

•,

De ne y

numune leri

ü zeri ne

Ş ek il

den

...

,ı'

ç · �gisi

sevi y esinden

yük lem e

olup yükün

yapJlnuştır.

statik

nun1unede

oluşan

•

ı.

1,;

sonunda

• fll

uygu

artırın1ının

P."

••!"

• 1

1�

•

. � ıi

ll ··· fl,::l ı ı ·

••

lannı.a noktası ve uygulama hızı sabit tutulmuştur. Yükleıne anınd a yük miktarı O' dan başlayarak be ll i miktarlarda k ad eme l i olatak ar tırtln1ak sureti ile tatbik edi lmi ş tir Her yük

Cygu1anan yük

•

görülebileceği gibi sadece perde duvar üst kat bağ k irişi

eksen

1'"

deptasınan

1ı

değerleri ö l çül müştür.

,.i : .

. . ı•• . .

·,

·�

_;;

·· '1'�

ı;,�·· '): (f��h L�-"W::�!if"" �� J:J <(' .'-

� n� 1·· · ·.

•

••

{ı' ·ı ,

•

r:: J".ıı,

- ' � --.., •

,•

.ı'

� .,. �

••.• .

.·,

Şekili O· Bağ kirişi kırılma davran;şı (Dı=20 cm)

U yg ul an an yü k n1iktan belirl i bir değere ulaştığında, perde

duvar-bağ

kir işi

yerlerinde

b irleşim

kesme

çatlakları o l u şmaya başlaınıştır. Bu çatlakl ar bağ kir işi n i n sol tarafn1da kesme kuvvetinden dolayı kiriş altı nd a oluşurken, bağ k iri şinin sağ tarafında ise kesme kuvvetinin kısımnda

kıriş

yön

o lu ş ınuş

de r } nl iği

d ön ü ş ınüş

değiştirmesinden

d o lay ı kirişin

üst

ve yük artınimaya devan1 ettik çe

boyunca daha

yayılarak ha le

belirgin

yarıklar gelnıi ş tir

. '!' .. _... 1•

!' .....

1!'1 , 1!:·

�

•

;;.. t • ı• ı ...... , .; ,, ı ' ,,

�� .:·

�

•

f • :

oluşınuş

için

çatlanıa]ar

perde

ilk

önce

duvarlar

bağ

yatay

. .

·.

'•

Perde

duva rl ar ın rijitliği bağ kirişlerine oranla çok büyük old uğu

• •

haline .

;-;ıQ;;�.�:"·��\�-;-; �!>

k irişlerinde

.�

�

��

�.

-��r� �--·�·

�i:1N�:;;, -

yük

taşıma kapasitelerine u la şamad an bağ kirişleri mafsal l aşmı ştır . Bu çalışmada amaç, bağ k irişl erini n davraıuşlannı g özl e mlemek olduğu için perde duvar e l e manlannın ternel birleşlin yerlerindeki d eformas yon d a vranı şı ele alınmanuştır. Ş e k i l 9-11' da nu m une leri n kırılma anındaki davranış biçiınJeri verilmiştir.

Şekil ll: Bağ ki ri ş 1 kın lma dawanışı (03=30 cm) IV. ARA ŞTIRMA BULGULARI Deney ölçüm düzene ğin de yer yük-deplasman

değiş i ml e ri

mo delleri aynı incelenmiştir. M es netler

pe rd e

ankastrelik özelliğini

alan 6 farklı incelcnnıiştir.

mesnet

noktadaki Boşluklu

şartl an

mafsallaşma

an1na

altında kadar

korunıuştur. Yapılan deneysel

çalışmalar sonucu üst kat bağ kirişi yükseklikleri D--1 O,

20 ve 30 cm olarak modellenen b aşl u kl u perde duvarlar için elde edilen yatay yük-yatay deplasnıaniann değişimi Şekil 12-14' de gösterilmiştir.

213

n.A. Boşluklu Perdelerde Üst Kat

SAU Fen Bi li mleıi Enstitüsü Dergisi

Y.S.Tama,H. Kaplan

200

250

..---·-·-----·-··--

180

-·-.

160

::.:: ::1 >-

140

. -

120

100

- --_ · _·- - · --

-- -- -- . -----

·----

�

•

· ---

---·-

o 0,00

200 -

•

100

3,00

-· -.. ...

•

02=2Dcrn

•

03=3Jcm

5,00

4,00

01=10cm -

--------- t::�-�

2,00

1.00

--·----------,

·----------

��T

•

----ı �

Yüksekliğinin Sistem Deneysel Araştıruması

Kirişi

Davranışına Etkisinin

6.Ci1t, 3 .Sayı (Eylül 2002)

z ::ı -

Bağ

YATAY DEPLASMA.N (cm)

YATAY DEPLASMAN-(cm\

Şekil 12: Yatayyük-yatay deplasman değişimi (Üst kat bağ kirişi yüksekliği Dı= lO cm)

Şekil

15: 6 nurnarall ölçüm noktasındaki yatay deplasman

değerlerinin yüke bağh de�işimı

V. SONUÇLAR Depreme

dayamklı

yapı

tasarımı

için

yanal

deplasmanların sınırlandırılması gerekmektedir. Bunun için

binalarda mutlaka perde

duvar kullanılmalıdrr.

Perde duvarlarda açılan büyük boşluklar veya iki perde duvarın bir

birine bağlanması

ile bağ kirişi perde

sistemi ortaya çıkmaktadır. Bu sistemlerin sadece üst kat

kirişi

yükseklikleri

değiştirilerek

yatay

deplasmanları kontrol edilebilmesinin rnümkün olduğu

YATAY DEPLASMAN· (cm) Şek11

bağ

görülmüştür. Bu çalışmada elde edilen başlıca sonuçlar

13: Yatay yOk-yatay deplasman değişimi (Üst kat

aşağıda v erilmiştir�

bağ kirişi

yüksekliği D2=20 cm)

350

[ ---· -.

1. Üst kat

3 00 -

250

200 .:ı:. -

•

.,__ ..,

--.-d2

-·

•

� :;:::) 150 >-

100 so

- -

..K

·-- - ····-- ··

•

o o

yüksekliği

arttıkça, boşluklu

perdenin yük taşuna kapasitesi de artmakt adır.

�1 � -·

bağ kirşi

2. Boşluklu perdede göçme, bağ kirişi hasan ile olmuştur (Şekil 9-11). daha

güçlü

Bunun sebebi, perdelerin

donatılmış

olmasıdır.

Mafsallaşma

öncelikle bağ kirişleri uçlarında meydana gelmiştir .

Bağ kirişi-Perde birleşim yerlerinde, kiriş uçlarında kesit büyütülmesi veya donatı ile ilgili detaylar

yapılarak önlem alınması halinde, boşluklu perdenin

yük

taşıma

kapasitesinin

artınlabileceği

söylenebilir.

4. Modelin

YATAY DEPLASMAN- (cm)

daha

küçük

tutulması

kolaylıklar

getirecektir. Ancak Gerçek sistemin tenısil edilmesi

. Şeki114: : Yatay yük-yatay deplasman değişimi (Üst kat bağ kiıişi

için büyük modellerle çalışmak faydalıdrr.

yüksekliği 03=30 cm)

5. Deprem bölgelerinde yapılan çok katlı yapıların en üst katlarında, yüksek kiriş teşkil edilerek yatay yük

Her üç model için (D= 1 O, 20 ve 30 cm) 6 numaralı

taşuna

ölçün1 noktasında oluşan ya�ay deplasmanların yüke

kapasiteleri

arttırıla bilir.

Şekil

15'

görüleceği gibi üst kat bağ kirişi yüksekliği arttıkça

bağlı değişimi Şekil 15' de verilmiştir.

sistemin yatay deplasman miktan da önemli ölçüde azalmıştır.

214

••

SAU Fen

B.A. Boşluklu Perdelerde Ust Kat Bağ Kirişi Yüksekliğinin Sistem

Bilirn1eri Enstitüsü Dergisi 6.Ci!t. 3.Sayı (Eylül 2002)

Davranışına Etl<isinin Deneysel Araştınimasa

Y.S.Tama.H.Kaplan

KAYNAKLAR 1.

KAPLAN, H., TAYIA, Y.S., Perde

Si5te1nlerde

Kat

Kirişi

B ağ

Sis tem [)al'ranışzna Etkilerin>

Yüksekliğinin

Üniversitesi., !viühendislik Fakültesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 1, Sayı: 1, yıl- 1995 T<APL.t\N, H., 'T'A�1A, \'.S., '(Boşluk/u

P a mukkal e

Üst

'(Bağ Kb·işi

Perdelerde Üst Kat Bağ Kirişi Boyutlarının Siste1n Davranışına Etkisinin Deneysel Olarak

, , Proje Nunıarası: O 1/1994MF.Ol/İNŞ.Ol, Paınukkalc Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Eylül-1996. 'TS 138/Maıt 1978 ((Metalik Malzemeler İçin Araştırı/nıası

Çekme Deneyleri 1)

4. 5. 6.

TS 708/Ekim 1985, '•Beton Çelik Çubukları" TS 802/0cak 1985, (( Beton Karzşım Hesap Esaslan" 'I'S 28711Aralık 1977, ((Taze B eton K1vanı r erıeyi (Çök rn e Hunisi Metodu lle) ı--s 2940/Şubat 1978) (/Taze betondan numune alma rn e ro ları )J

ı...

1'S 3068/Mart 1978, Deney

'(Laboratuarda Beton

Nıununelerinin

Hazırlanması

Bakıntz )J. 1'S 5930/Ağustos 1988, ''Taze Beton Kz va1n -

Szn�flandırması )).

215

Perde En Kesi t Şeklinin ve Planda Perde Yerinin De�işmesinin, Perdeler ve

SA U Fen B i 1 im leri Enstitüsü Dergisi

Çerçeveler Arasındaki Kesme Kuvveti Dağılımına Etkisi

6.Cilt, 3.Sa)'l (Eylül 2002)

H.Kasap, M.Özyurt

PERDE EN K.ESİT ŞE KL İ Nİ N VE PLANDA PERDE YERİNİN DEGİŞMESİNİN, PERDELER VE ÇERÇEVELER ARASINDAKİ KESME KUVVETi DAGILil\flNA ETKİSİ Hüseyin K.t\SAP , Muhammet OZYURT ••

Özet

bütün

B u çalışmada, deprem etkisindelil konut

rijitliklerinin

ve işyeri türü perdeli - çerçeveli yapılarda perde en

kesit

şekli

ve perde

yerinin

veya

kirişlerin

sadece

bağ

kirişlerinin

durumunda

değişmesi

depremde

oluşan kat kesme kuvvetlerinin perdeler ve kolonlar

değişiminin

perdelere ve kolonlara gelen kesme kuvvetindeki

arasındaki dağılımını nasıl bir değişim gösterdiği

dağılımın üzerindeki etkisi a r aşt•rılınıştır.

incelenmiştir. Kat kirişlerinin veya bağ kirişlerinin rijitliklerindeki değişime bağlı olarak bu dağılımın kat

Anahtar Kelimeler - Perdeli çerçeveli sistemler ,

adetine ve katın yerine göre nasıl etkilendiği

değişik en kesh şekline sahip perdelerde yerinin

araştın ımıştır.

Abstract- In this study ; a c c ording to the change

Bibioğlu

of the slıape of shear-wall cross seetion and the

perdelerden oluşan çok katlı yapıların yatay yüklere

Uygulayıcılara

önerilerde

bulunuln1uştur.

değişmesi , deprem , kesme ku vveti.

çalışmalarında;

C.,

çerçeve

göre hesabı için daha önce uygulanan yönte mler

change of the place of shear-walls in share-wall

yöntemlerde

frame constructions thos e are used as house or

incelenmiştir.

office, the total shear forces occuring on columns

malzemeden yapılmış

kat

lineer

e lastik

döşemeleri düzlemler

içinde sonsuz rijit olan ve burulma yapmayan çok

and shear-walls is researched.

katlı yapılann yatay yüklere göre hesap konusu Key "Vords- share-\vall-frame

incelenmiştir Daha sonra aynı kabullere day anan

constructions, having

fakat burulma yapan çerçeve ve perdelerden oluşan

different cross seetion shapes, earthquake, shear

çok katlı yapıların hesab ı incelenmiştir Ayrıca bu

fo re e

çalışmada çerçeve li

change

the

place

shear-walls

dayanıklı

ı.

yapılarda,

GİRİŞ

deprem

perdeli sistemleri ve depreme

tasanrm

hakkında

özet

b ilgi

verihniştir. Gençay

1.1. Problemin Tanınn: Yüksek

yapı

etkilerinin

g iren

İ.,

çalışmalarında;

deprem

yönetmeliğinde

yüksek perdeler

önemli

1998'

için

de yürürlüğe

süneklik

tanımlanmış

olan

düzeyi tasarım

ve 2. derece deprerrı bölge lerinde yapının

eğilme momenti hesabı ile ilgili bir araştırma ve

gün ü müzde üzerinde çalışılan önemli konulardan

değişik bir öneri moment di yagramları arasında en

olduğu yatay

yüklere

karşı

enıniyetini

parame trik

sağlama k

şekli

değişiminin

perde

yerinin

A kkaya

çeşitli A.N.,

Ozyurt

sınıflandırmalar

yapılarak

inc elenmiştir.

Deprem kuvvetlerine k arşı perdeleri modellernek için önemli kriterler, yapılan kabuller ve ayrıca

Müh. Fak. İnşaat l-.1ühendis1iği Bölümü, Adapazatı

M .Özyurt, Baglar Mh. Türbe Cd. 89. Sok. Birlik Sitesi

83/6 Eren ler

ile

yatay kuvvetlerin etkili olamadığı gösterilmiştir.

veya boşluklu perdeli ve çerçeveli olan binalarda

SA.Ü.

kuvvetleri

Bununla brrlikte perdelerin davramşında sadece

M.Z.,

çalışmalarında; taşıyıcı sistemi perdeli çerçeveli Il.Kasap,

yatay

ilgili çıkan problemler ayrımını kolaylaştırmak iç in

özetlenebilir: Yelgin

çalışmalarında;

Perdeli sistemler, p erdelerin boyutlandırılması

Bu konu ile ilgili çalışmalardan bir kısmı şöylece

H.,

Y.,

taşnnada perdelerin önemi üzerinde durulmuştur.

kuvvetindeki dağılımın değişimini araştırmaktır.

Kasap

Sımulan

sunmak amaçlarumştır.

değişmesiyle perdelere ve kolonlara gelen kesn1e

••

yapılmıştır.

önerilen tasarım moment diyagraınına bir alternatif

Bu çalışmadaki amaç, deprem etkisindeki konut ve iş yeri türündeki perdeli - çerçeveli yapılarda perde kesit

inceleme

u ygun ve güvenli olanın seçimi ile yönetmelikte

biridir.

bir

Adapazarı

216 •.

Perde En Kesit ŞekJinin ve Planda Perde Yerinin Dcği�ınesinin, Perdeler ve

SAU Fen

Bi1ımieri Enstıtüsü Dergisi 6.C1lt, J.Sayı (Eylül 2002)

Çerçeveler Arasandaki Kesme Kuvveti Dağılımına Etkisi H.Kasap,

boyutlan1a yap ıp proje mühendisinin sağlamayı amaç edineceği üç kriter, rijit dayanım ve süneklik

Çalışmanın Amaç ve Kapsamı

İncelernede

Bu ç al ış mada deprem etkisindeki konut ve işyeri ,

ş eklin in

kesit

bütün

planlarda her iki

doğnıltuda aks her plandaki toplam perde

sayısı� aks açıklıkları ve alanı sabit tutuln1uş olup

ç erçev eli yapılarda pe rde en ve perde yerinin değişiminin

tilründeki perdeli

bağıntıdaki

nriniınun1 sınıra en ya k ı n değerde olacak ş eki lde seçiln1iştir. Bu yap1larla ilg il i olarak ki ri ş ve bağ kiriş boyutlan 25 1 60 c ın olarak alınınıştır.

ıncelenmiştır.

1.2

verilen

Yönetn1elikte'

Hakkında

M.Özyurt

perde en kesit şekilleri, ve

plandaki p e rd e yerl e ri değiştiıilnıiştir. Bu durumda

dağılım üzerindeki etkisi incelenmiştir.

3 ayrı plan olarak tasarlanan 4, 5, 6 ve 8 kath olmak üzere 12 a yrı t ipte bina göz önüne alınmıştır.

Çalışn1anın an1acı perdeli-çerçeveJi yapılar için en

İncelenen binalarda

perdelere ve kolonlara gelen kesme kuvvetindeki

yüksekliği

3 metre, aks açıklıklan 5 metredir. Seçilen kolonlar kare kesitli

Şekil 1 'de verilıniştir.

;,ı- ....

',..

- ....... _,...ı,_ _- ,. •.

(

J' ....... , r· ... J� �.. J

·,..�!...' . ..... '! •

�....

......

•·

ı '

·{'·.

. .-·� . . . . ··-

r ı

•

••

kullanılmıştır.

Perde en kesit tiple r i L ve T tjpj olmak üzere

olup boyutlan 'Afet Bölgerinde Yapılacak Yapılar

:<... ., 1

Ize nı e olarak BS20 beton

sımfı ve BÇIII Bctonarn1e çeliği

uygun perde yerini tavsiye etmektir.

İncelenen yap ı larda kat

nıa

�-. •

:...ı

:·;: 7"1

·.. •.:.

'.::;!1 •

•

• •

....... •t"'' ...

•

l ---��---

L Tl Pl PER0E

TIPi

PE�OE

Şekil l. Perde en kesit tıpleri İncelenen perde yerleşin1 tipl e ri aşağıda verilmiştir (Şekil 2). ·· n .. j

J • •

ı-

,.!.

ıJ

•

1, -

. .

. :-ı l .. wO

' .

·.

•0

·� . -

l-:-1 . ..

•

!' :r

Tl . !j ·

:• . .

-·- ·· · -

=ı -

'1 ;:

�

·..

� ,[

:� (�

� t . .ı

" � "W J

.' •

;

6. .

f'l -

iA o..

•

·-

'1 :1

{� \ .ı• ..

1•

•

U-

•

n lt

1. i i

(1; .

o· · ·

. t1 .

-· .

• -, ... ...}

.. . - .

. .. 'ı[-:. ·t

·-

.� '

·-

'-1...

;

•

• •

ıl

•

y . -... . i n.. •

. 1 ...

•

..t

': .·J, ,

... ...

•..

•

... '

:�;. ı.

.. ..

. ..&.. . .

1'•

ıı .ll·.

.......

··-

...

�.

•

Şekil 2.

ıı

'ı "llJ.. ı....... ... •

'ı

L�

.. . ·!...

. .ı

·-

...

. ��--�.;;

...

-·

:ı

··� -:.

l' �...

ıJı

-�

! . �ı ·

.. -. !ı

b) Tip2

217

)... :�

Perde yeı leş im

-�,, ·=ı

. .

ı;

ıı ·.. ı-r

. ı.

·ı1

1 n'" ....

.;.

1ı.

···ı.·.·- .. ı

.. . p.·.

p:-:._ .

··- ·

;

- ·-

o·

ıj

,ı

lın.. u

·�.

•

ıJ ı:r

li �-..

a) Tip 1

_r.

ı l- . .. ... g.. 1

. ..

lipleri

�

*J ı-r. -: 1

:ı �t�

···-ır=;. :;

•

ö ı'

- -

· ; .

�..

' ·ı. . }•· .

:! !)

-·

r fl

. •

... ,

•·

�:

.fJ .

.�.�. ..

·�

•

...

.-.. '-· · .. •

.. '[ı

-·

�

.. .

···-

;�

: ;:

ö: ' ·

q•

- --

•

t'ı

. -t_ ·-

:-ı .

..lrı .:' ..

r"· .· ·ı. J .

:; o�

,. •· "

;_:

,·

-�

•ı '

:;j' . .

,U., u ;

. . .

:. ..... !t .'···................ .. (t ...]'.. · .·•······ ... .

-�� ·· · •.• ·

. .

li . "C "ı·-

·····....

::.

•

ı.•

.ı

;

:ı

•

• :ı-;:· ...,...,..

. . ..

, '

· ··

:ı

il fj lj . tı...... .Cı:. .. :i

:ı

••

.. ... ... · ... ....

1 ·1

l T -.

::,. . , _..

b. !t ..

_, :c

ı:

c) Tip3

�.

�·-

· :: "

---·

··

d;!

· .

.L ·

i·

Perde En Kesit Şeklinin ve PJanda Perde Yerinin Değişmesinin, Perdeler

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Çerçeveler Arasındaki Kesme Kuvveti Dağıhmına..Etkisi

6.Cilt, 3.Sayı (Eylül 2002)

1.3.

H.Kasap, M.Ozyurt

Çalışmada Geçerli Olan Varsayımlar Betonun

Tablo 1 .

Elastısite

Sımfı

Basınç Dayanımı 2 Fcıc(N/mm )

Dayanımı 2 Fcd(N/mm )

Modülü ' (N/nım�)

28500

yap abilen olur.

ağ1rhğın

öz

mümkün

kısa

kadar

olduğu

ekonomik olan bir yapı oluşturmak mümkün

her iki sistenlinde

birleştirilmesiyle ortaya

çıkan

Bu s1nıflandırma, söz konusu taşıyıcı sistemlerin yükler

Modülü

(N/mm.!) "

yatay

a ltında şekil değiştilnıe b içimleri göz önünde

tutularak yapılmıştır. Çer çevelerin şekil değiştiınıesinde kayma mo du etkindir. Burada katlar arasındaki relatif yer değiştiıme sadece o kattaki kat kesn1e kuvvetine bağlıdır.

200000

365

420

BÇJII

lİlkemizde bina türünden yapılar için çerçeveli, perdeli

Elastisıte

Dayanınıı 2 fyrt(N/mm )

Fyıc(N/mm2)

yüklerin

göçme

taşıyıcı sistemler yaygın olarak kullan1lmaktadrr.

Hesap Basmç

Almıa Dayanımı

Sınıfı

sağlanması,

azaltılması gerekir. Bu sayede beklenen fonksiyonunu

Donatm m Mekanik özellikleri: Karakterıst ik

önlenmesi

Çelik

durumuna

yoldan zenrine iletmesi ek zorlamalarının oluşmasıru.n

Mekanik öze11iklen:

Hesap Basınç

koşulları n

durun1una ait

Karakteristik

Tablo 2

kullanma

d üzenlenınesinde,

Beton

BS20

Perdeler ise eğilme n1odu etkin olan bir şekil değişimi

İncelenen bulunduğu

binaların

Derece

deprem

ve kullanım amacının

konut

bölgelerinde veya

gösterirler (Şeldl3).

işyeri

Etkileşiın Kuvveti �

25 olduğu k _bul edilıniştir. Betonarn1enin yoğun l uğu 3 kN/m olarak alınn1ıştır. Poisson oranı v = 0.20 olup malzeme ho mojen ve izotrop k ab ul edilmiştir. Çalışmada

sonucunda

incelenen

binalarda

seçilmiş olan kolon

ön

Kat Adedi

� .... /..

......

� �

Tablo 3 'te

boyutlan

� c:� t.2.

Mekanik özellikleri:

_:;,. ......

bovutlandırma

verilmiştir; Tablo l. Betonun

.... /..

r--

Katın Yeri 4

1 Se�ilen Kolon Bol!;ıtu �cm1 ını1 30130

30130

40140

50/50

30130

40140

50150

30130

......

-ı-

Şekil 3. Perde ve çerçevenin etkileşirrıi

a) Rijit çerçeve Kayma tipi şekiJ değiştirme b) Perde Eğilme tipi şekıl değiştirme c) Perde- Çerçeve sistemi

11.1. Çerçeveli Taşıyıcı Sistemler

40140

Kirş

50150

serbestlik dereceli taşıyıcı sistem düzlem çerçeve olarak

50150

60160

30/30

30130

40140

50 J 50

60/60

Kolonların meydana

çok

görülebilir. Çerçeve için yapılacak olan en basit modelde kirişleri bağlayan koleniann kütlesiz oldukları ve yapının kat kütlelerinin döşeme seviyelerinde toplu olduğu kabuJ

edilir. Bu durumda elastik kolon ve kirişlerin oluşturduğu v e her kat seviyesinde to plu kütlesi bulunan bir çerçeve o]uşur.

50150

getird iği en basit

11.2. Perdeli Taşıyıcı Sistemler

70170

Perdeler

yatay

yüklerin

karşılanmasında

çerçevelerle

beraber veya yalnız başlarına kullanılırlar. Perde tek

II. TAŞIYICI SİSTEJ\'ILER

başına k o nsol bir kiriş davra1uşı gösterir. Yatay yük doğrultusuna

Taşıyıcı sistemden, kendi ağırlığı başta olmak üzere,

etkiyen yükleri karşılayarak bunları mesnetlendiği zemine güvenli bir şekilde iletmesi beklenir. Taşıyıcı sistemin

simetrik

oluşturuln1uş

bir

taşıyıcı

rijitliklerinin

tüı11

yapı

duıumunda

218

göre

her

bir

olarak

sistemde

perdelerin

yüksekliğince

perdenin

perdelerden sabit

katlarda

kat

relatif kalması kesme

Perde En Kesit Şeklinin ve Planda Perde Yerinin Değişmesinin, Perdeler ve

SA U Fen Sılimieri Enstitüsü Dergisi

Etkisi H.Kasap, M.Özyurt

Çerçeveler Arasındaki Kesme Kuvveti Dağilımına

6.CiJt, 3.Sayı lEylül 2002)

kuvvetinden alacağı pay, o perdenin o kattaki perdeler ile

III.l

bağhdır.

Deprem yüklerinin belirlenmesi için esas alınacak olan ve

boşluklu pe rdel erin rijitlikerine göre

perdeler

Kolonlarla

kıyaslanırsa,

relatif rijitliğine

perdeler

tanım olarak %5 sönüm oranı için elastik tasarım ivme

spekrumu 'nun yer çekimivmesi g' ye bölünmesine karşı

r1j it li kleıi

nedeniyle ö n e mli bir eğilme momenti taşıdıklan halde,

taşıd1klan

nornıal kuvvet o kadar büyük

nedenle ke sit l e ri nde eğilme

gelen Spektral ivme kat sayısı,

değildir. Bu

A(Tı)

momenti hakimdir. Özellikle

bu durnın perdenin temeller ind e bir problem olarak

p er de temeli yapıln-ıası

kuvveti artıran büyük

o l rak,

gerekebilir. Sonuç

perdelerin temelinde yeterli

Bölgesi iç in A0

kuvvetlerin alınabilmesi için döşeme ile perde

arttıkça

yalnızca

çerçevelerden

S(T ı)

hen1 de yer değiştirmeler bakımından istenen

S(Tı)

yük! etin taş tnmasırv:ia perdeler etkilı olarak kullanılırlar. yapı d a

bir

bulunan

p e rd e

yüklerinin

hesabına

esas

spektrum

bina doğal

periyodu T'' ye bağlı olarak:

koşullan 1Jerdenin y ardımı olmadan sağlayamazlar. Yatay

Yüksek

0.40 olup Bina Önem Katsayısı

katsayısı S(T1), yerel zemin koşuHanna ve

oluşhırulan taşıyıcı sistemler, yatay yükler al tınd a hen1 iç kuvvetler

d ep re m

Eşdeğer

11.3. Perdeli Çcrçeveli Taşıyıcı Sistemler yüksekliği

(l)

1. 00 olarak ahnmıştır.

�

arasında gerekli bağın oluşturulması önemlidir.

Yap ı

S(Tı)

Burada, Etkin yer İvınesi katsayısı 1. Derece De p re ın

normal kuvvetin sağlanması ve her kat dösemesinden ) yatay

Ao I

A(T 1);

bağıntı sı ile verilmektedir.

ortaya çtkar. Komşu kolonları da içine alan ve bu suretle

normal

Spektral ivme katsayısı

tek

S(Tı)

başına

düşünüldüğünde yatay yükler altında bir konsol kiriş gibi

ı + l .5T 1 TA

O<T<TA

2.5

TA<T<Ts

2.5 (Tsff1) '

(2.a) (2.b)

Ts< T

(2.c)

bağıntıları ile v eriln1ektedir.

davrandığı halde taşıyıcı sistem içinde bağ kirişleri veya bu işl e vi yapan döşeme elemanı varsa çerçeve kolonları

ilc

ctkileşinıi

ile

nedeni

moment

diyagramları

bir

S(Tı)

konsolunkinden farklıd1r. Bu fark etkileşimi sağlayan elemanların önem derecesi ile Perdelerin

değişir.

birleştirilmesi

sonucu

birbirlerine

bağ

eld e edilen

yatay

kirişl er i

i]e

yük taşıyıcı

elenıanlara boşluklu perde adı verilir. Perdeler çerçeve ile

beraber

olduğu

durumda

olduğu için deprem veya

p erdelerin

rijitlikler i

rüzgardan oluşan

25 S(T l )=2.5(TniT

fazla

yatay yüklerin

taınamına yakın ıniktarım karşılar. Kolonların

perdelerin

yükler

altında

davranışları

oldukça farklıdır. Perdeler büyük atalet rrıomentleri ile koionlara

göre

daha

ri it

olduklanndan

yer

değiştirmelerin sınırlandırılmasında daha etkileyici bir taşıyıcı elcnıanıdır.

yap1yı

emniyete

neden le, yüksek katlı yapı larda

almak

ye r

d eğiştirmeleri

sınırlandırmak iç i n perdeli çerçeveli sistem kullamnak

daha u ygun o lacaktır.

T Şekil 4. Spektrum katsayısınm yapı periyoduna göre değişimi

Binaıun

doğal

programL

ile di namik hesap sonucunda bulunmuştur.

İDE

yükü

gazetede '_A.fet Bölgelerinde Yapılacak Yapıl a r Hakkında

Yönetmelik'' hü küml eri göre düzenlenmiştir.

219

(W)

D eprem Yükü azaltnıa

ya bağlı olarak binanın tümüne etkiyen

W. A. (T ı) 1 Ra

bağıntısı ile hesap edilmiştir.

Binaya etkiyen depren1 yükleri 2 Eylül 1997 'de Resmi

Bilgisayar

olarak kullanrnak üzere Bi na Toplam Ağırlığı

T o p lam Eş Değer Deprem ·v··ükü', Vt

YATAY

STATİK

Göz önün e alınan depr en1 doğrultusunda tasarım deprem

k atsay ıs ı Ra'

kulJanılm.ıştır.

YÜKLERİNE GÖRE YÜKLERİN HESABI

periyodu;

Spektra] ivme katsayısı A(T 1 )

I3u çal1şmada perdeli çerçeveli taşıyıcı sistem

III. DEPREM

1)0 8

(�)

SAU Fen Bi1im1eri Enstitüsü Dergisi 6.Cilt,

Perde En Kesit Şeklinin ve Planda Perde Yerinin Değişmesinin, Perdeler H Çerçeveler Arasındaki Kesme Kuvveti Dağ ılımına Etki i H.Kasap •

3.Sayı (Eylül 2002)

Burada deprem

yükü

M.Öıvort

azaltına katsayısı Ra, taşıyıcı

sistem davramş katsayısı R ve doğal tjtreşim periyodu

T'ye bağlı olarak , Ra=l.S + R=Ra

(R- 1.5) T 1 TA

(O<T<TA) (4.a)

(T>TA)

(4.b)

bağınt1larıyla belirlennıiştir. Taşıyıcı

Sistem Davramş

Katsayısı

deprem

yüklerinin, çerçeveler ile boşluksuz ve bağ kirişli perdeler tarafından birlikte taşındığı binalar için R = 7 alınmışhr.

Toplam Eş Değer Deprem Yükü

(

)

bağıntısı ile

hesap edilerek bina katianna dağıtılmıştır.

IV. KAT KESME KUVVETİNİ� PEIU)E VE ÇERÇEVELER AR4.SINDA DAGILIMI Depn. nden

dolayı

oluşan

to planı

kat

kesn1e

kuvvetleıi kesit alanı aynı fakat plandaki yeri farklı olan ve kesit ��kli değişik olan perdelerin kesn1e kuvvetlerinin kat kesme kuvvetine göre yüzde olarak değişiıni araştırılmıştır. Bu araştuma

4, 5, 6 ve 8 katlı

olan, perdeli-çerçeveli taşıyıcı sisteme sahip konut ve işyeri ttiründeki yapılar için yapılmıştır. İncelenen binaların deprem yönetn1eliğine göre mod birleştirme yöntemi ile çözümleri yapılmış ve kat kesme kuvvetinin kolonlar ve perdeler arasındaki dağılımı hesaplanrmştır. Aşağıda örnek olarak 6 k atlı binada 3 ayrı perde yerleşim tipi için kat kesme kuvvetinin perde ve

kolonlardaki dağılımı Tablo 4, 5 ve 6 'da veıilmiştir. Ayrıca; ele alınan 4 katlı, 5 katlı, 6 katlı ve 8 katlı

örnek

binalar

için

her

üç

perde

yerleşiın

tipi

durumunda kolon ve perdelere gelen kesme kuvvet dağıltınları grafik olarak verilmiştir.

Şekil

5, 6,

7 ve 8'de

220

SAU Fen Bilimleri Enstitüsil Dergisi

Perde

Cilt, 3.Sayı (Eylüi 2002)

Kesit Şeklinin ve Planda Perde Yerinin Deği�mesinin, Perdeler

Dağılırnma Etkisi H .Kasap, M.Özyurt

Çerçeveler Arasındaki Kesme Kuvveti

. Tablo 4. T ıp1 İçı.n Kesrr:e Kuvvetı Dağılımı (6 katlı Bina) Kat ad eti

Perdelerir Ald ı ğı

Kuvveli

...

o;o

i\1iktar

�lo

993.40

451,60

45.46

541.80

54.54

2073.40

1498.60

72.28

574.80

2 7.72

3 ı 35.40

1609.60

51.34

1525.80

48.66

302Q.40

3380.20

[

3458.60

s T.ıp2 İçın -. .

Katın Yeri

31.66

2070.40

(>8.34

1824.00

53.96

1556.20

46.04

1787.80

51.69

1670.80

48 31

)

Kesıne Kuvve f1 D agı l ımı ( 6) ka��ıı D.ına -

Perdeleri n Aldığı

Kat Kesme

959.00 -

Toplam Kesme

KL.vveti

Kolonlann Ald1ğı Toplatn Kesme

Kuvveti

(kN)

Kuvvet'

Tablo Kat adeti

Miktar

Aldığı

Toplam Kesme

Kuvveti

(kK)

Kolonların

Toplarn Kesıne

Kat Kesme

Katın Yeri

rvı iktar

Kuvveti

Miktar

o/ıı

927 50

43 0.50

46.42

497.00

5 3.58

1929.90

1406.00

72.85

523.90

27.15

2866.20

] 495.50

5?.18

1370.70

47.82

2973.80

ı 0.13.50

35.0C)

1930.30

64.91

3210.70

1867.30

58.19

1343.40

41.81

3309.70

1727.90

51.74

l611.80

48.26

iP_

Tablo 6. T 3 Jçin Kesme Kuvvet1 Dağılımı (6 katlı Bina)

Kat adet1

Katın Yeri

Kuvveti

(k N)

o ,.

Perdelerin Aldığı

Kolon 1ann Ald1ğı

Kuvveti

Top lam Kesme

Kat Kesme

Miktar

Top lam Kesn1e %

M iktar

1024.40

474.1 o

46.28

550.30

53.72

2025.60

1436.20

70.90

589.40

29. ı o

2994.1 o

1440.50

48.11

1553.60

5 1.89

3003.80

863 70

28.75

2 1 40. 1 0

71.25

3350.00

L696.10

50.63

ı 653.90

49.37

3531.60

ı 748.60

49.51

1783.00

50.49

221

Perde En Kesit

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

2002)

6.Cilt, 3.Say1 (Eylü I

Şeklinin ve Planda Perde Yerinin Değişmesinin, Perdeler ve

Çerçeveler Arasındaki Kesme Kuvveti Dağılımına Etkisi H.Kasap,

M.Özyurt

---------·---,

41WUB�I'ffi'v'EIUJ.Ht:roUM{ll�

_) 3 l'iW�4:rh.\'i;;J.�?{l:}j l�-,.- " __ ��.-_,..,.. L ;.;. :ı -, 't.r �.,.. �.i.. � ... ---.'t':_, ,. ;��. .;t •.

'ı

ı...

.c ,.< ».�:

•. , "'•. ; ·r :-ı. t:%"_

o �

�------

-------�

c) Tip3 için kesme kuvvet dağı h mı

b) Tip2 için kesme kuvvet dağtlım1

a) Tipl için kesme kuvvet dağılımı

Şeki l 5. 4 katlı binada perde ve kolon larda kesme kuvvet dağı lımları

5J4\ltl Bf�IEK>J.B"OOLM

KAT

-ı

(T�

!c�ıl

joldcn1

3 2

a::ı

100

•

'lı

"'"

lt , ;

l'' .n

1 o

�

c) Tip3 için kesme kuvvet dağı l ımı

b) Tip2 için kesme kuvvet dağı h mı

n) Tip 1 için kesme kuvvet dağılımı

Şekil 6. S katlı binada perde ve kolon larda kesme kuvvet dağılımları

� -

__,- - · · · -

-=-r,...,. � �--.. . ..- ,... -:-= ·'=' � "' 6

· _ _

---

'-"' "!� 1''!· ··1

6 : '";;-:.,.:-- - ;:!':� 5

��=�

ıı

-..--· -· ..

•# _, --..

�. ;,_z '

3 2

�ff!'tı�.. -=.:. _ � .

·- . .. •

... i: .•

w, ...

-·

�. i. -

, .

�

-·

" '

� .

�,,

-�

.. ... .ı - ;"-"�" � � "ı:: 'ilo

;

,. ,: ;

ıı

�i � ....

-.-'�X" "' - •

ıı

.. -- ---·"\ 1

ı '

---

-·-

,��, .,,; .::.;-i•'·""'-•l .

. _,., ••• 7"-1 5 ., ;�"!1-':' .:. "'i. .'.,. • •• 'ı;;,ı;,,ı �··:

ı�.;;!ıt

' •

:wit�ı

•.

;ı�_f .

�.�.h.r;�ı

! 1

ı i

ı' . ll\i. ,;.q ıtı.<_;t,:- ..,,. �··t

c) Tip3

1 ı

-,...-�. ,;.-:-_ rl

. •

-ı

' •

b) Tip2 için kesme kuvvet dağılt mı

a) Tipl için kestne kuvvet dağı! ımı

-·-·--

,....

için kesme kU\.-vet dağılımı

Şekıl 7. G katlı binada perde ve kolonlarda kesme kuvvet dağılınıları

r-------�

6 �·7 6 5 4 3 2

-·� • : i<\'f . !l!<1 f 1,1

. •-..

"'.f��f· : 1;.)i, � ı� � -

'!.':'_,t.otof ��· -4.i• ',f

�-·

��--� "

•ı

·---

---

J ı

�.. �•t,.( . , •

;ı

"tl�·t� .nı:\..rjıı"l •

.., • •

� �

5��====�

4 3

1 o

"'• ' ,

' t .ı. •

b) Tip2 iç.in kesrne kuvvet da�1lımı

Şekıl 8. 8 katlı binada perce ve kolonlarda kesn1e kLvvet da ğ11�mlan

222

••••

·-·

...

··-

-· ·q.'1!'-l .,, '«::•

.."':;ç

ı 1

, . ... ., .

·ı

•

� ı:t ·� -:: - :. ı n·t•:;:o.• ,. ..ı ı...· c:.ı· �)' .ı � .. . .. 1 ., '·'"'''"ıUl!l':i!l ":<!•' l .

;So.

•

....

0\)o.l

i 1 1

i j

,,1�· . r"" 't!� ..... .

ı...

a) Tip: için kesme �m'Vet dağılımı

...

7 6

ı ;

� · -�·ı>:· � c

�

---·- - -

c) TipJ için kesme kuvvet dağılımı

ı ı

kıp:n.e j :old:n

Perde En Kesit Şeklinin ve Planda Perde Yerinin Değişmesinin. Perdeler ve Çerçeveler Arasındaki ](esme Kuvveti Dağılımana Etl<isi

SAL Fen Bilimlerı Er.stiti.isü Dergisi ().Ciit,

3 Sayı (Eylül 2002)

H.Kasap,

\'.SONUÇ Bırinci derece deprem koşullarında

zemin

bölgesinde ve en yatay

bulunan

tipi yapıla rd a

etkisindeki ko nut ve işyeri

aş t1 rmalar

yüklerin yapılan

sonuçlar elde

neticesinde aşağıdaki

elvedş siz

edilmiştir.

L tipi

perdelerin T

tipi p erdelere göre daha fazla

kesme kuvveti aldığı görülınüştür.

Ayrıca L tipi

perdelerin köşede planlannıası yerine

köş eye

y ak ın

k en arda planlanması durumunda b iraz daha fazla

kesme kuvveti a ldığı göıülmüştür. Buradan, ve

T tipi

yerine L tipi

perd e ku11amnanın

pc.,rde yerini tam köşe değ il de planlanmasının

kenarda

daha

yakın

köşe ye

uygun

olacağı

söylenebilir.

KAYNAKLAR

[ l ]Afet Bölgelr�inde Yapıl acak Yönetmelik, Ankara, Eylül, 1997 [2]

Kasap H., Yelgin A. N.,

Rijitliklerindcki

D eğiş i min

Yapılar

Haklanda

Özyurt M. Z.,

Perde

Çerçevele r

Arasındak i Kesme K u v v eti Dağıluruna Etkisi

Mühendislik Kongresi Bild iriler Kitabı, Üniversitesi yayınJan No:4, 2 1-23 Mayıs 1998 [3 ]B ibioğlu

GAP

Harraıı

C., "Çerçeveler ve Perdelerden Oluşan

Yatay Yöntemlerin

Çok Ka tlı Yapıların Deprem

Hesabı

"Kiriş

İçin Uygul anan

Yüklere

G öre

Araştırılması",

)rüksek Lisans Tezi, İTÜ Kütüphanesi, İst anbul 1997 [4]Gençay i., "Deprem Etkisindeki Çok Katlı Yapı ,

Sistemlerinde Perde Tasarım

İle

i\1omentlerinin I-lesabı

İ l gi li Paranıetrik Bir İnceleme", Yüksek Lisans

rrezi, İTÜ Kütüphanesi, İstanbul, 199 5 [)]Akkaya

Y.,

"Depren1 Kuvvetlerine Karşı B eto n arme

Perdelerin Davranışı ve Boyutlandırılması'',

Yüksek

L i s ans Tezj, İT{) l(ütüphanesi, İstanbul [ 6 ] Celep Z., Kun1basar N., Celep Z., K u mb a sar N.,

((Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme dayanıklı Yapı Tasarımı", Beta Dağıtım, İstanbul

223

M.Özyurt

SÜ DERG SAU FEN BiLiM -TiTÜ -- -- iSi -- LERi ENS YAZlM ESASLARI • •

Sakarya Universıtesi Fen Bilimleri Enstitüsü dergisi. bütün Fen ve Muhendislik alanlarında yapılan önem li, ozgUn ve kalitelı araştırma ve çalışmaları içeren bır dergıd1r Dergıde yayınlanacak makalelerın yazım esasları aşağıda verilmektedir. 1. Yayınlar A4 norm kagıtlara çıft sütun halınde en çok

Gonderılen yayınlar gonderıloıgı

sayfa olacak şekilde hazırlanmalıdır

Enstıtu tarafından yapılacak:ır

şekılde (boyutlar degişmeden) basılacak. ancak şekilsel d(ızenlemeler; eğer gereklı görulurse Lutfen sayfanın on yuzune sayfa numarası vermeyinız

Sayfa numaralarını sayfaların arkasına yunıuşak bır kurşun kalemle

ışaretleyınız 2. Teslım edılen makaleler ıncelerıecek ve en geç

gun içensinde yazariara durumu bıldırır bır belge verılecektır

incelenıe

sonunda yazım kuralına uymayan makalelerdekı duzeltmeler yazariara bıldirilecek ve bır hafta ıçerısınde duzeltılrnesı ıstenecet-:.tır 3. Butun metınler 300 dpi veya daha iyi çözünürlüğe sahip (lazer yazıcı tercıh edılır) bır kalıtelı yazıcıdan alınmalıdır

4 Herbır sayfa ıçın kenar boşlukları;

soldan: 2 cm, sağdan: 2 cm , üstten· 3 cm. alttan: 3 cm

sadece ılk sayfada ustten

crn

şeklınde olma lı dır. 5. Herbır kolonun genışlıgı 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 senıboller ve formuller

kabul edılmez 7. Yazım dılı Turkçe veya lngilızcedi r. 8. Yay ı nlanması istenen çalışma lar, biri asıl, toplam 3 nüsha halınde. diskete kopyalanmış olarak koruyucu ve saglam bır zarf ıle

Fen Bılımlerı Enstıtüsune ulaştırılmalıdır.

Makalenın ılk sayfasında yayın başlıgının altında yazar ısımlerı ortalanarak yazılmalıdır Yazarlarla ılgıiı bılgıler ıse ılk sayfada

ılk sutunun altında

punto ıle yazılmalıdır. Konu başlıgı ve yazar ısınılerı arasında 2 satır boşluk olmalıdır

Yayın ıçerısınde aynı duzende Türkçe ve lngilızce özet olmalıdır

Eger makale ıngılızce yazılmış ıse Turkçe ozet ılave

edılnıelıdır Ayrıca ozet bolumlerının hemen altında anahtar kelimeler verılmeiıdır

Font buyukluklerı aşagıdaki gibi olmalıdır. Başlık

Alt ındisler

Yazarlar

. 12

Ust indisler

Yazar adreslerı

·s

Başlıklar

·1 O,koyu

O zet

·10 bold 1

Ana nıetın 12.

14 koyu, hepsı buyük harf

Kaynaklar Şek:l ve tablo ısımleri

·s

Makale ıçerısındekı duzenleme aşağıdakı gıbı olmalıdır. Başlık

: Sayfa içinde ortalanmalıdır

Yazarlar

·Yayın başlığından sonra ıkı satır aralık verılmelı ve ortalanmalıdır.

Özet

· Birinci sayfa birinci sütunda (sol taraf) 100 kelımeyi aşmamalı.

( Öz et -, Abstract -)

şeklınde

olmalıdır lik once Türçe daha sonra ıngilizce özet verilmelidir. özetin tanıarnı bold karakter aimaiıdır Yazar Adreslerı . Birinci sayfa birinci sutun altında olmalıdır Bblurıı Başlıkları standart rakamlar

(

: Sutun içinde ortalanmalı Roma rakamı kullanmalı Eger alt başlık var ise roma rakanıı ndan sonra 1.1, 11,1 .. . ) kullanılmalıdı r

Şekıller

: Her turlu çizım. fotoğraf ve res ı m şekıl olarak adiandınimaiıdır Şekıl başlıkları şeklın alt kısnıında bulunmalıd ır Şekiller mümkun oldugunca sutun ıçınde ortalanmalı. ancak tek sütuna sığnıayacak şekılde ıse sayfa ıcıne orta la na rak yerleştırılmelidir Tablolar

: Tablo başlıkları tablonun ust kısmında bulunmalıdır Tablolar mumkun oldugunca sutun ıçıne orta lanmalı. ancak tek sutuna sığmayacak şekilde ıse sayfa ıçıne ortalanarak yerleştırılmelıdır. Kaynaklar

. Makalede değinilen kaynaklar, metin ıçerisinde verıldigı sıraya go re koşelı parantez ıçınde n u marala ndı rılarak verılmelidir. Kaynaklarla ilgilı bılgıler, bu tu n yazarların adları. makale. patent ve rapor adı cılt n unıaıası sayfa numaraları ve basım tarihi sırasıyla verılmelidır

Yukarıdaki şartları sağlamayan makaleler yayına alınmayacaktır.

.--ı

�