Pnömatik Silindirler ve Özellikleri

Latince hava ve rüzgar manasına gelen "pnomo" kelimesinden gelen pnömatik, basınçlı hava ile çalışan mekanik sistemlerin hareket ve kontrolünü inceleyen bilim ve mühendislik dalıdır. Günümüzde ticaret olarak da gelişmiştir.

Bilinen en eski uygulama M.Ö. 2500 yıllarında kullanılan hava körüğüdür.

Genel olarak şöyle de tanımlanabilir: Gaz basıncı ile çalışan sistemlerin hareket ve kontrolünü havayı yardımı ile gerçekleştiren uygulama alanıdır.

NEDEN PNÖMATİK SİLİNDİR TERCİH EDİLİR?
Pnömatik hareket ve kontrol sistemlerinin hidrolik ve elektrikli sistemlere nazaran bazı üstünlükleri vardır. Hidroliğe göre daha düşük basınçlarda çalışırlar, bu sebeple pnömatik donanımlar daha ucuzdur. Yüksek çalışma hızları yakalayabilirler.

Basınçlı hava yakın dönemlerde madencilik ve metalürji sektöründe kullanılmıştır. Önceleri çok basit ve az sayıda elemanlardan oluşan Pnömatik kontrol devreleri günümüzde onlarca hareket elemanının birleşimine olanak vermekte ve diğer modern kontrol sistemleri ile entegre çalışan neredeyse tüm endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. Pnömatik sistemlerin endüstriyel uygulamalarda sıklıkla kullanılması, Pnömatik çalışma ve kontrol elemanlarının karakteristik özelliklerinin yanı sıra enerji kaynağı olan kullanılan basınçlı havanın olumlu özelliklere sahip olmasıyla da doğru orantılıdır.

Hava basıncı bar ile ölçülür bu tip makinelerin kullanım yerleri hidroliğe göre daha hijyenik ortamlarda çalışabilmesidir. Makineler hidroliğe göre daha düşük basınçlarda çalışırlar.

PNÖMATİK SİLİNDİRLER NERELERDE KULLANILIRLAR?

Pnömatik silindirler, üretimin birçok aşamasında, sıkıştırma, baskı uygulama, kaldırma ya da herhangi bir sebeple lineer hareket gereken yerlerde sıkça kullanılırlar.

Pres uygulamalarında, ilaç sektöründe, madencilikten montaj hatlarına, demir çelik endüstrisinden düşük basınçlı mantık devrelerine kadar birçok alanda değişik tip ve boyuttaki Pnömatik elemanlar kullanılmaktadır. Genel bir ifadeyle, endüstriyel uygulamaların neredeyse tümünde pnömatik elemanlar ve sistemler kullanılır. Pnömatik ile çok genel bir anlatımla yaklaşık 6 bar basınçta 0–3000 kg. arasında kuvvet gerektiren doğrusal hareketler, 0-36O ºC arasındaki açılarda döndürme ve indeksleme işlemleri, 0 – 100 KW güç verebilen dairesel hareket elde etmek mümkündür.

Pnömatik kuvvet ve hareket sistemlerinin yanı sıra otomasyon uygulamalarında da çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Pnömatik öncelikli olarak hareketlerin nispeten hızlı elde edilen kuvvetlerin küçük ve çalışma şartlarının temiz ve emniyetli olması gereken yerlerde tercih edilir.

ÇALIŞMA PRENSİPLERİ
Pnömatik silindirin çalışma prensibi, hava haznesine basınçlı hava aktararak ayırıcı pistona ve piston koluna lineer hareket vermektir.

Pnömatik silindirler basınçlı hava enerjisini doğrusal itme veya çekme hareketine dönüştürür, hava motorları ise basınçlı hava enerjisini dairesel dönme hareketine dönüştürür.
Bu durumda, bir pnömatik silindiri gözönüne aldığınızda, elektrik enerjisi öncelikle hava sıkıştırmak için mekanik enerjiye çevrilir. Mekanik enerji, atmosferik basınçtaki havayı daha üst bir basınca çıkarmak için kullanılır. Enerji, basınçlı hava olarak kanallar yolu ile taşınır ve silindire gelir. Bu esnada, kanalların uzunluğuna ve yapısına bağlı olarak, yol boyunca taşıma kanallarına sürtünen hava enerjisinin bir kısmını kaybedecektir. Ek olarak, hava hattı boyunca her küçük boşluk, delik boşa harcanan enerji anlamına gelmektedir. Bu etmenler, havanın kullanıldığı noktada basınç düşüklüğü olarak gözlenebilir. Silindirde hacim değişikliği ile düşük basınç düzeyine geçmek isteyen hava pistonu hareketlendirir. Bu noktada, hava içerisinde depolanan enerji, tekrar mekanik enerjiye çevrilerek lineer hareket elde edilir.

Kaynak:teknoogle.blogspot.com

Newton ve Newton Tipi Olmayan Akışkanlar ve Özellikleri

Newton Tipi Akışkanlar ve Özellikleri

Defermasyon hızının kayma gerilmesiyle doğru orantılı olduğu akışkanlara Newton tipi akışkanlar denilmektedir. Su, hava,benzin,yağlar,vs. akışkanlar en çok bilinen newton tipi akışkanlara örnektir.

Bir boyutlu Newton tipi kayma akışında, kayma gerilmesi:

τ =µdu/dy

Newton tipi akışkanların vizkositezi gerçek bir temodinamik özellik olup sıcaklık ve basınç ile değişmektedir.

Genel olarak Newton tipi akışkanların viskoziteleri basınçla çok az artar. Buna karşılık sıcaklığın vizkosite üzerinde kuvvetli etkisi vardır: T sıcaklığının artması µ vizkositesinin, gazlarda artmasına, sıvılarda azalmasına neden olur.

Tüm newton tipi akışkanların viskoz davranışlarını belirleyen ana parametre boyutsuz Reynolds sayısıdır:

Re=(ρ.V.L)/μ=(V.L)/v

Burada V ve L akışa ait karakteristik hız ve uzunluk ölçekleridir.Re sayısının ikinci şekli ,μ’nün ρ’ya olan oranı olarak tanımlanan kinematik viskoziteyi içerir:

v=μ/ρ

Genel olarak, mühendisin ilk yapması gereken, incelenen akış probleminin Reynolds sayısı aralığını tahmin etmektir. Çok küçük Re sayısı, atalet etkilerinin önemli olmadığı sürtünmeli akışın sürtünme hareketi yaptığını gösterir. Re sayısının orta değerleri laminer akışa karşılık gelir. Yüksek Re sayıları, olasıkla, zaman içinde yavaşça değişen fakat bunu üzerine güçlü yüksek frekanslı rastgele çalkantıların eklendiği tirbülanslı akışa neden olur.

Özet olarak Newton tipi akışkanşarın defermasyon hızı kayma gerilmesi ile doğru orantılı olup lineerdir ve vizkozitesi sabittir.

Newton Tipi Olmayan Akışkanlar ve Özellikleri

Newton tipi olmayan akışkanlar için; kayma gerilmesi ile deformasyon hızı arasındaki oran doğrusal değildir. τ ile du⁄dy ‘nin değişimini gösteren eğrinin eğimi, akışkanın görünür viskozitesine karşılık gelir. Görünür viskozitenin deformasyon hızı ile artış göterdiği (süspansiyon halindeki nişasta veya kum gibi) akışkanlara dilatant veya kalınlaşan akışkanlar denir ve bunlara zıt davranış gösterenlere ise (bazı boyalar, polimer çözeltileri ve süspansiyon halinde katı parçacıklı akışkanlar gibi daha fazla şekil değişimine zorlanması halinde daha az viskoz hale gelen akışkanlar) sanki plastikler veya incelen akışkanlar denir. Diş macunu gibibazı maddeler sonlu büyüklükteki bir kayma gerilmesine karşılık koyabilir ve dolayısı ile bir katı gibi davranır. Ancak kayma gerilmesinin akma gerilmesini aşması halinde, sürekli şekil değiştirerek bir akışkan gibi davranır. Bu tür akışkanlara Bingham Plastikleri de denilmektedir.

Nivtonsal ('Newton'sal) olmayan. Akışkanların davranışı, Navier–Stokes denklemlerini içeren, bir grup kısmî diferansiyel denklemler ile tanımlanır. Akışkanlar, gazlar ve sıvılar içerisinde de sınıflandırılmışlardır. Sıvılar serbest bir yüzey formundadır (yani, yüzey bulunduğu kap tarafından şekillendirilmemiştir), gazlar ise değildir, tüm hacmi kaplar. Katılar ve akışkanlar arasındaki fark, bazen çok açık değildir. Fark maddenin viskozitesinin saptanması ile oluşur; örneğin, silikon plastik farklı zamanlarda hem katı, hem de akışkan olarak tanımlanabilir.

Kan, sıvı haldeki plastikler, ketçap, boyalar, şampuan, vs. Newton tipi olmayan akışkan özelliğini taşırlar.

Newton tipi olmayan akışkanlar 3 ana gruba ayrılırlar;

1. Zamandan bağımsız sıvılar,
2. Zamana bağlı sıvılar,
3. Elastoviskoz sıvılar.

(Burada zamandan bağımsız sıvılar da kendi içerisinde 3 genel sınıfa ayrılır; pseudoplastik sıvılar, bingham plastikleri ve dilatant akışkanlar, ilgili başlıklarda açıklanmışlar.)

Ev ortamında Newton tipi olmayan akışkanın hazırlanışı:
Newton tipi olmayan akışkanlar, klasik akışkanlara ait kavramlar ile açıklanamadığından dolayı bu şekilde adlandırılırlar. Bu türden bir akışkanı ev ortamında hazırlayabileceğinizi biliyor muydunuz?

Deney düzenekleri olmadan ev ortamında kolaylıkla Newton Tipi Olmayan akışkan örneği üretilmesi mümkündür. Açıklayacağımız bu akışkan örneğini hazırlamak için gerekli olan malzemeler:

• Buğday
• Nişasta
• Su

5 bardak buğday-nişasta karışımına 0,5 bardak su ilave edin.( Buğday nişasta karışımı ile su arasında 1’e 10 karışım oranı vardır.). Hazırlamış olduğunuz sıvı karışımına titreşim uyguladığınızda katı özelliği gösterir. Uygulanan belli frekanslar Newton tipi olmayan bu akışkanda ilginç reaksiyonlar meydana getirir. 50 Hz frekans yayan bas özellikli hoparlör kullanımı ile ilginç ve bir o kadar da eğlenceli görüntüler elde etmek mümkün. Karışımın dolu olduğu kap hoparlörün üzerinde konulduktan sonra hoparlörden yayılan frekanslar ile karışımdaki değişiklikler gözlenebilir.

Kayma Gerilmesi – Kayma Oranı Grafiği

Kaynak:

• http://en.wikipedia.org/wiki/Non_Newtonian_fluid
• Akışkanlar Mekaniği – Frank M. White
• www.teknoogle.blogspot.com
• Akışkanlar Mekaniği- Yunus A. Çengel
• www.google.com

HAZIRLAYANLAR:
07223052 – Muharrem SAĞIR
07223054 – Gürkan SEVGEN

www.paumak.net - Pamukkale Üniversitesi Makine Mühendisliği Kulübü Kuruldu, Forum Sitesi Açıldı

Pamukkale Üniversitesi Makine Mühendisliği 2. Sınıf öğrencilerinin girişimi ve çalışması ile açılan “PAUMAK” adlı öğrenci kulübü sadece makine mühendisliğine hitap eden bir kulüp değil üniversitenin tüm bölümlerini ve diğer tüm öğrencilerine yönelik çalışmaları ile resmi olarak hizmete başlamıştır.

Paumak öğrenci kulübünün ana sitesi,kulüp bilgileri ve daha bir çok bilgi yine Paumak’ın kendi sitesinde: http://www.paumak.net

Makine Mühendisliği Bilgileri PAÜMAK Forum Sitesinde…

Sizinde Paylaşacağınız Bir Şeyler Olmalı…

Paü Üniversite öğrenci kulüplerinden PAUMAK açmış olduğu ana sitenin yanı sıra tüm Türkiye’deki tüm makine mühendis öğrencilerinin foruma üye olarak bilgi edinip aynı zamanda bilgi paylaşabilecekler.

Forum sitesine buradan girebilirsiniz…

PaUMaK Forum sitesine buradan üye olabilirsiniz...