Kılcal reometrenin otomatik kontrol sisteminin tasarlanması ve hesaplama programının yazılması

Abstract

Plastiklerin endüstriyel üretim koşulları altındaki akış davranışlarının tespitinde reoloji önemlidir. Plastiklerin reolojik özelliklerinin tespitinde döner ve kılcal olmak üzere genel olarak iki gruba ayrılan reometreler kullanılır. Genellikle döner reometreler plastiklerin düşük kayma oranlarındaki akış ve elastiklik özelliklerini belirlemek için, kılcal reometreler ise plastiklerin döner reometrelerin ölçtüğü kayma oranlarından daha yüksek kayma oranlarındaki akış davranışını belirlemek için kullanılırlar. Bu çalışmada, plastiklerin akış özelliklerini tespit edebilmek için Dizayn Grup firmasının desteği ile tasarlanıp, imal edilmiş olan kayma oranı kontrollü kılcal reometrenin otomatik kontrol sistemi tasarlanmış, görünen kayma hızı, kayma miktarı, ortalama kayma gerilmesi, görünen kayma viskozitesi, düzeltilmiş kayma hızı, düzeltilmiş kayma viskozitesi ve üst kuralı çarpanının hesaplanması için simulink ile bir hesaplama programı yazılmıştır. Daha sonra bu program verilerin bilgisayar tarafından otomatik olarak toplanabilmesine olanak tanımadığı için bir başka program daha yazılmıştır. Bu son program simulink ile yazılan veri toplama yazılımından ve verilerin işlenip gerekli hesaplamaların yapılmasını sağlayan matlab kodlarından olmak üzere iki parçadan oluşmaktadır. Sistem bir silindir, piston, ısıtma ve sıcaklık kontrol aygıtları, basınç sensörü, hız sensörü ve kalıptan(die) oluşmaktadır. Bu reometrede ihtiyaç duyulan sabit piston hızı bir basma-çekme test cihazından sağlanmış, test cihazı başka testlerde de kullanıldığı için üzerinde bir değişiklik yapılması istenmemiş ve bu nedenle silindir boyunca oluşan basınç ve basma hızı değerleri reometreye yerleştirilen sensörle yazılan program tarafından otomatik olarak bilgisayara aktarılmıştır. Benzer işlemler kalıp boyları değiştirilerek tekrarlanmış ve elde edilen bütün bu veriler hesaplama programı kullanılarak gerekli hesaplamalar yapılmış ve elde edilen sonuçlar rakamlarla ve grafiklerle ekranda gösterilmiştir.Elde edilen sonuçlar Sabancı ve Orta Doğu Teknik Üniversitesi laboratuarlarında Malvern ve Dynisco firmalarının reometre sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve üç reometreden elde edilen sonuçların birbirinden maksimum %1 saptığı gözlenmiştir. Verilerin yakın olması yurt dışından çok yüksek fiyatlarla ithal edilen reometrelerden yaklaşık onbeş kat daha ucuz olarak ülkemizde üretilebileceği sonucuna varılmıştır.