Deneyde Yapılan Ölçümler

Yapılan bu çalıĢmada akıĢkanların giriĢ ve çıkıĢ sıcaklıkları, debileri, basınç farkları ve iç boru devir sayıları ölçülmüĢtür.

3.2.1. Debi Ölçümü

Debi ölçümü rotametreler yardımıyla yapılmıĢtır. Soğuk akıĢkanın debisi dıĢ borunun giriĢine bağlanan rotametre yardımıyla, sıcak akıĢkanın debisi ise iç borunun giriĢine takılan rotametre ile gerçekleĢtirilmiĢtir. Rotametrelerin kalibrasyonu zamana bağlı ölçüm Ģeklinde yapılmıĢtır ve sürekli debi kontrol edilmiĢtir. Debi değiĢimi rotametrelerin giriĢine bağlanan kelebek vanalar yardımıyla sağlanmıĢtır. Debi ölçümlerinde hassasiyete dikkat edilmiĢtir.

Kullanılan debi ölçerin skalası borudan akıĢkanın bir dakikada kaç litre geçtiğini göstermektedir. Rotametre dakikada 50 litreyi ölçebilmektedir. Kullanılan rotametreler alttan giriĢli, üstten çıkıĢlı ve dik kullanıma uygundur.

Yapılan deneysel çalıĢmada elde edilen sonuçlar kadar önemli bir baĢka noktada ölçülen değerlerin doğruluğudur. Doğruluğu etkileyen en önemli etken ise, deneyler sırasında farklı nedenlerden ortaya çıkabilecek hatalardır. Deneysel çalıĢmalarda iki tür hata önemlidir. Birincisi deney yapan kiĢiden kaynaklanan hatalardır. Ancak deneyi yapan kiĢinin yetenekli olması bu tür hataların olmasını önler. Ġkinci hata ise deney setinden ve ölçü araçlarının yapısından kaynaklanan hatalardır. Bunun içinde hata analizi yapılmıĢtır. Ölçülen büyüklüklerin hata değerleri, ölçü araçlarının üretici firmaları tarafından önerilen hata değerleri yanında yapılan kalibrasyon çalıĢmalarından belirlenmiĢtir. Debi ölçümünde ortaya çıkan hatalar, deneyler sırasında kullanılan hassas rotametre ve okuyucuya bağlı olarak değiĢmektedir. Deneyler sırasında debi ölçümünden kaynaklanan hatalar 0,08 lt/dak ‘dır.

3.2.2. Ġç Boru Devir Ölçümü

Ġç borunun döndürülmesi için varyatöre uyumlu elektrik motoru kullanılmıĢtır. Elektrik motoruna bağlanan varyötör yardımıyla dakikada 1200 devire kadar iç boru döndürebilmiĢtir. Potansiyometre yardımıyla mekanik olarak istenilen devirde ölçüm yapabilme Ģansı olmuĢtur. Devir kontrolü optik takometre ile yapılıp hata olmadığı görülmüĢtür. Optik takometre ile kontrol deney süresince yapılmıĢtır. Yapılan deneyde iç borular önce döndürülmemiĢtir. Daha sonra ise dakikada 100 devir, 150 devir, 200 devir, 300 devir, 500 devir ve 750 devirde ölçümler yapılmıĢtır. Ġç borunun yüksek devirlerde dönerken balans yapmaması için tezgaha yağlı rulmanlarla yataklanmıĢtır. Ġç boru hareketini elektrik motorundan kayıĢ kasnak vasıtasıyla almaktadır. Elektrik motorunu da varyatör kumanda etmektedir. Elektrik motoru ve varyatör deney tezgahına yerleĢtirilmiĢ olup, elektrik sigortaları da deney seti tezgahı üzerindedir. Ġç boru devir ölçümünde yapılan hata analizinde, varyatörün hassasiyetinden kaynaklanan ve elektrik motorundan kaynaklanan hatalar ortaya çıkmaktadır.

3.2.3. Basınç Kaybı Ölçümü

Ġç boru ve dıĢ boruların giriĢ ve çıkıĢına basınç prizleri yerleĢtirilip bunların arasına U tipi civalı manometreler konulmuĢtur. Basınç kayıpları bu manometreler yardımıyla tespit edilmiĢtir. Basınç prizlerinin yerleĢtirileceği noktalar seçilirken dikkat edilmiĢ, bu noktalar arasında basınç kaybını etkileyecek mekanik bir noktanın olmamasına dikkat edilmiĢtir. U manometreleri de tezgâha monte edilmiĢ ve ölçümde kolaylık sağlamıĢtır.

Yapılan her deney için basınç kayıpları U manometrelerinden ölçülmüĢ ve kaydedilmiĢtir. Basınç kaybı ölçümünde manometre hassasiyetinden kaynaklanan hata önemsenmeyecek miktardadır.

3.2.4. Sıcaklık Ölçümü

Deneyin en önemli ölçümlerinden biri olan sıcaklık ölçümü termoelemanlar yardımıyla yapılmıĢtır. Deney setinde sıcaklık ölçümü yapabilmek için ölçüm yapılacak noktalara uygun çapta delikler açılmıĢtır.

DıĢ boruda soğuk suyun giriĢ yaptığı noktaya ve soğuk suyun ısınarak çıkıĢ yaptığı noktaya delikler açılıp, bu noktalara termoelemanlar takılmıĢtır. Termoelemanların yüzeye değmemesi için dikkat edilmiĢ ve uç noktalara özel elamanlarla muhafaza altına alınmıĢtır. Yani termoelemanın sadece ölçüm yapılacak su ile teması sağlanmıĢtır. Bu noktalardan sızdırmazlığı sağlamak için özel yapıĢtırıcı ile delinen yer doldurulmuĢtur.

Ġç boruda sıcaklık ölçümü yapabilmek için yine iki noktadan uygun delikler açılmıĢtır. Ġç borunun dönmesi nedeniyle bu noktalar sabit noktalardan seçilmiĢtir. Ancak ölçümün doğru yapılabilmesi için termoeleman biraz uzun tutulmuĢ dönen borunun giriĢi ve çıkıĢından sağlıklı sonuçlar alınmıĢtır. Bu iĢlem için küçük sondalar kullanılmıĢtır. DıĢ boruda olduğu gibi iç borudada delinen yerlerde sızdırmazlığı sağlamak amacıyla özel yapıĢtırıcı kullanılmıĢtır. Bu iĢlemler sayesinde sıcak su giriĢ ve çıkıĢ sıcaklığı ölçülmüĢtür. DıĢ boru yüzeylerinde de üç noktadan ölçüm yapılmıĢtır.

Termoelemanlar yardımıyla ölçülen sıcaklık değerleri üniversal giriĢli geliĢmiĢ tarayıcı ile okunmuĢ ve bilgisayara aktarılmıĢtır. Zaman aralıklarını seçerek yapılan bütün ölçümler bilgisayar ortamında kaydedilmiĢtir.

Termoeleman bakır-konstantan olarak seçilmiĢtir. Termometreler ile ölçülen sıcaklıklar ayrıca kontrol edilmiĢtir. Ayrıca dıĢ boruya ısı yalıtımı yapılmıĢ ve dıĢarı ısı kaçmamasına dikkat edilmiĢtir. Ancak ısı kaybı ancak cidardan olmakta ve bunun kontrolü iki Ģekilde yapılabilmektedir. Ġç borudaki suyun verdiği ısı miktarı ile dıĢ borudaki soğuk suyun aldığı ısı arasındaki fark dıĢarıya kaybolan kayıp ısıyı vermektedir. Ġkinci yöntemle ise dıĢ borunun yüzeyinde farklı noktalarda ölçülen sıcaklıklar ile çevre sıcaklığı arasındaki fark kayıp ısı olarak hesaplanabilir. Ama bu deneydeki en önemli amaç farklı iç boruların farklı devir ve debilerde ısı transferine katkısını hesaplamaktır.

Sıcaklık ölçümünde ortaya çıkan hatalar deneylerde kullanılan ölçüm aletine bağlı olarak değiĢmektedir. Deneyler sırasında sistemde çeĢitli noktalarda yapılan sıcaklık ölçümlerinden kaynaklanan hatalar; termoeleman çiftlerinden kaynaklanan hata, dijital termometreden kaynaklanan hata, bağlantı elemanları ve noktalarından kaynaklanan hata, çevre sıcaklığından kaynaklanan hata olarak sınıflandırılabilir. Sıcaklık ölçümünde toplam hata 0,380°C kadardır.