Çift fazlı akış jetlemesi ile temizleme işleminde mekanik etkinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi

Abstract

Temizleme işlemi, su ve deterjan kullanılarak yüzeydeki istenmeyen kalıntıların, kirlerin uzaklaştırılması işlemidir. Sinner Çemberi’ne göre bütün yıkama proseslerine etki eden dört ana parametre vardır. Bu parametreler; kimyasal etki, termal etkisi, zaman etkisi ve mekanik etki olarak sıralanabilir. Yapılan tez çalışması kapsamında kir çıkarma performansına etki eden parametrelerden biri olan mekanik etki ile ilgili detaylı literatür taraması yapılıp, mekanik etki deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Tez çalışması kapsamında kurulan iki fazlı jet düzeneğinde nozuldan çıkan yüksek hızlı su ve iki fazlı jetin etki yüzeyinde oluşturduğu kuvvet ve kir çıkarma performansı su debisi, nozul çıkış çapı, akışkan tipi ve açı parametrelerine bağlı olarak incelenmiştir. Mekanik etki su debisi, akışkan tipi, nozul çıkış çapı ve açının bir fonksiyonudur. Maksimum kir çıkarma miktarı su debisinin 4 L/d, akışkan tipinin su-hava (su-0.25 m3/h hava) nozul çıkış çapının 4 mm ve jet ile etki yüzeyi arasındaki açı 90° olduğunda %59.68 olarak ölçülmüştür. Minimum kir çıkarma miktarı su debisinin 3 L/d, akışkan tipinin sadece su, nozul çıkış çapının 5 mm ve jet ile etki yüzeyi arasındaki açı 45° olduğunda %6.77 olarak ölçülmüştür. Aynı deney şartlarında, su debisi arttığında etki yüzeyinden çıkarılan kir miktarı artmaktadır. Nozul çıkış çapı artmasıyla jetin hızı azalacağı için etki yüzeyine daha az momentum transferi olacaktır. Bunun sonucunda kuvvet azalacağı için yüzeyden daha az miktarda kir uzaklaştırılmaktadır. Benzer şekilde aynı deney şartlarında, sisteme eklenen ikinci faz etki yüzeyinden çıkarılan kir miktarı artmaktadır. Jet ile etki yüzeyi arasındaki açı arttığında yüzeyden uzaklaştırılan kir miktarı artmaktadır. Parametrelerin kir çıkarma üzerindeki etkilerinin yüzdesel dağılımı akışkan tipinin, su debisinin, nozul çıkış çapının ve etki yüzeyi ile jet arasındaki açının kir çıkarma performansı üzerindeki tekil etkileri sırasıyla %76.8, %10.5, %1.4, %1.2 olarak hesaplanmıştır. Maksimum jet kuvveti su debisinin 4 L/d, akışkan tipinin su-hava (su-0.25 m3/h hava) nozul çıkış çapının 4 mm ve jet ile etki yüzeyi arasındaki açı 90° olduğunda 0.99 N olarak ölçülmüştür. Minimum kir çıkarma miktarı su debisinin 3 L/d, akışkan tipinin sadece su, nozul çıkış çapının 5 mm ve jet ile etki yüzeyi arasındaki açı 45° olduğunda 0.13 N olarak ölçülmüştür. Aynı deney şartlarında, su debisi arttığında etki yüzeyinde oluşan kuvvet artmaktadır. Nozul çıkış çapı artmasıyla jetin hızı azalacağı için etki yüzeyine daha az momentum transferi olacaktır. Benzer şekilde aynı deney şartlarında, sisteme eklenen ikinci faz jet kuvvetini artmaktadır. Jet ile etki yüzeyi arasındaki açı arttığında etki yüzeyindeki jet kuvveti artmaktadır. Parametrelerin jet kuvveti üzerindeki etkilerinin yüzdesel dağılımı akışkan tipinin, su debisinin, nozul çıkış çapının ve etki yüzeyi ile jet arasındaki açının kir çıkarma performansı üzerindeki tekil etkileri sırasıyla %40.5, %21.3, %18.7, %12.2 olarak hesaplanmıştır. Momentumun korunumu prensibine göre kuvvet teorik olarak hesaplanmıştır. Deneysel sonuçlar, teorik sonuçlar ile kıyaslanmıştır. Etki yüzeyinde oluşan kuvvet ile kir çıkarma performansı arasında bir korelasyon elde edilmiştir