Bu çalışmada, mevcut veri tabanını artırabilmek amacıyla sulamada yaygın olarak kullanılan 4” ve 5” anma çapındaki yerli yapım, kademesiz, yatay milli santrifüj pompaların, imalatçı firmanın önerdiği devir sayıları esas alınarak değişik devirlerdeki işletme karakteristikleri belirlenmiştir. Elde edilen bu performanslar verim yönüyle değerlendirilmiş ve en yüksek verimin sağlandığı optimum devir sayıları 4” ve 5” lik pompalar için sırasıyla 2220 min-1 ve 1250 min-1 olarak tespit edilmiştir.
Optimum devir sayılarındaki karakteristikler bakımından 4” ve 5” anma çapındaki pompaların sırasıyla özgül hızı, 53.78 min-1 ve 27.25 min-1, maksimum verimleri %56.08 ve %56.89 ve optimum debi aralıkları, 26.69–29.50 l/s ve 30.28– 33.47 l/s olarak belirlenmiştir. Elde edilen bu sonuçlar literatürlerle uyumluluk içindedir. Bu nedenle pompaların, optimum çalışma koşullarında işletmeye alınması önerilebilir.
Günümüzde santrifüj pompaların tasarımı klasik metodlarla yapılmaktadır. Bu ise daha fazla hesaplama zamanının yanı sıra kullanılan metodlarında çok sağlıklı sonuç vermemesi sebebiyle pompalarda yüksek verim kayıplarına neden olmaktadır. Baysal (1975), pompa tasarımında hesapların tam bir teoriye dayandırılmasının mümkün olmadığından, proje hesaplarının oldukça karmaşık olduğunu belirtmiştir. Ayrıca, bu metodlarla elde edilen sonuçların, ölçüm sonuçları ile tam bir uyumluluk içerisinde olmadığını saptamıştır. Bu çalışma pompa tasarımında YSA tekniklerini ön plana çıkarmıştır.
Alışılagelmiş tahmin modelleri tek yönlü çalışmaktadır. Bir başka ifadeyle, bağımlı değişkenlere bağlı olarak bağımsız değişkenler tahmin edilebilmektedir. YSA’yla bağımlı değişkenlere bağlı olarak bağımsız değişkenlerin tahmin edilmesi ya da bağımsız değişkenlere bağlı olarak bağımlı değişkenlerin tahmin edilmesi mümkün olabilmektedir. Diğer bir deyişle, modeli iki yönlü çalıştırmak mümkündür. Genelde literatürde çoklu giriş ve tek çıkışlı nöral modeller kullanılarak mühendislik problemlerinin çözümü yapılırken çalışmada çoklu giriş ve çok çıkışlı nöral modeller geliştirilmiştir.
Bu çalışmada 3 model geliştirilmiştir. Geliştirilen Model1’de, 3 giriş ve 5 çıkış parametresi kullanılarak pompa tasarımı yapılmıştır. Geliştirilen Model2’de, 5 giriş ve 3 çıkış parametresi ve Model3’de ise, 5 giriş ve tek çıkış parametresi kullanılarak deneysel performans sonuçları hesaplanmıştır. Pompa tasarımında, farklı algoritmalar kullanılmış ancak en iyi sonuçlar, ÇKP ağ yapısının LM algoritması kullanılarak eğitilmesi ile elde edilmiştir.
Çalışmada, YSA teknikleri, literatürdeki hesaplamalar ve istatistiki tahmin denklemleri kullanılarak elde edilen sonuçlar ile ölçüm sonuçları karşılaştırılmıştır. YSA ile elde edilen tüm sonuçların ölçüm sonuçları ile çok daha iyi uyumluluk içinde olduğu görülmüştür. Bu çalışmada sunulan YSA modellerinin avantajları basitlikleri, doğrulukları ve esneklikleridir.
Pompa tasarım parametrelerinden çark giriş çapına ait ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %2.43, regresyon tahmin denklemlerinde %5.32 ve teorik sonuçlarda ise %18.02 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA, Regresyon ve Teorik) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA, regresyon ve teorik modeller için sırasıyla 0.0009, 0.0042 ve 0.0495 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modellere kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu tespit edilmiştir.
Çark çıkış çapı ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %3.37, regresyon tahmin denklemlerinde %8.06 ve teorik sonuçlarda ise %22.57 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA, Regresyon ve Teorik) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA, regresyon ve teorik modeller için sırasıyla 0.0008, 0.0053 ve 0.0434 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modellere kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu görülmüştür.
Çark kanat sayısı ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %2.11, regresyon tahmin denklemlerinde %5.59 ve teorik sonuçlarda ise %39.83 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA, Regresyon ve Teorik) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA, regresyon ve teorik modeller için sırasıyla 0.0007, 0.0043 ve 0.1082 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modellere kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu saptanmıştır.
Pompa giriş borusu çapı ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %3.29, regresyon tahmin denklemlerinde %10.13 ve teorik sonuçlarda ise %39.61 bulunmuştur. Ölçülen değerlere, hesaplanan (YSA, Regresyon ve Teorik) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA, regresyon ve teorik modeller için sırasıyla 0.0012, 0.0101 ve 0.0982 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modellere kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu tespit edilmiştir.
Pompa çıkış borusu çapı ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %5.11, regresyon tahmin denklemlerinde %11.79 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA ve Regresyon) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA ve regresyon modelleri için sırasıyla 0.0019 ve 0.0124 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modele kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu görülmüştür.
Geliştirilen Model2 dikkate alındığında, devir sayısına ait ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %1.24 ve regresyon tahmin denklemlerinde %13.40 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA ve Regresyon) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA ve regresyon modelleri için sırasıyla 0.0001 ve 0.0141 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modele kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu tespit edilmiştir.
Debi ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %9.01 ve regresyon tahmin denklemlerinde %30 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA ve Regresyon) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA ve regresyon modelleri için sırasıyla 0.0022 ve 0.0256 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modele kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu görülmüştür.
Manometrik yükseklik ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %6.33 ve regresyon tahmin denklemlerinde %16.51 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA ve Regresyon) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA ve regresyon modelleri için sırasıyla 0.0037 ve 0.0990 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modele kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu saptanmıştır.
Geliştirilen Model3 dikkate alındığında, devir sayısı ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %0.94 ve regresyon tahmin denklemlerinde %17.56 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA ve Regresyon) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA ve regresyon modelleri için sırasıyla 0.0001 ve 0.0275 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modele kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu tespit edilmiştir.
Geliştirilen Model4 dikkate alındığında, debi ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %2.39 ve regresyon tahmin denklemlerinde %20.60 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA ve Regresyon) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA ve regresyon modelleri için sırasıyla 0.0002 ve 0.0481 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modele kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu görülmüştür.
Geliştirilen Model5 dikkate alındığında ise manometrik yükseklik ölçüm değerlerine yaklaşımda ortalama hata, YSA modelinde %1.18 ve regresyon tahmin denklemlerinde %41.97 bulunmuştur. Ölçülen değerlerle, hesaplanan (YSA ve Regresyon) değerlerin uyuşma derecesi (U2), YSA ve regresyon modelleri için sırasıyla 0.0001 ve 0.1063 olarak elde edilmiştir. YSA modeliyle elde edilen sonuçların, diğer modele kıyasla ölçüm değerleri ile daha uyumlu olduğu saptanmıştır.
YSA teknikleri ile elde edilen giriş-çıkış değerlerinin ortalama hatası %0.94 ile %9.01 arasında değişmiştir. Ortalama hatanın %9’lara kadar çıkmasının nedeni kullanılan veri tabanının farklı kaynaklardan alınmasına bağlı olarak, veriler arasında önemli bir varyasyonun bulunmasıdır. Bu değişimin nedeni ise çalışmalarda kullanılan deney standlarına ait ölçme ve sistematik hatalardır. Sungur (2003) çalışmasında, geleneksel yöntemle yapılan pompa deney sonuçları ile geliştirilen bilgisayar destekli pompa deneylerinden elde edilen sonuçların karşılaştırmasını yapmış ve bilgisayar destekli deney ünitesinden elde edilen verilerin daha güvenilir ve hassas olduğunu tespit etmiştir.
Bu çalışmalarda kullanılacak veri tabanının modern ölçme sistemlerinden daha hassas olarak elde edilmesi ve veri sayısının artırılmasıyla çok daha düşük ortalama hataya sahip YSA modellerin elde edilmesi mümkündür.
Bu çalışmadaki nöral modeller ile gerek bir pompaya ait performans değerlerinin ve gerekse performans değerleri verilen bir pompaya ait tasarım parametrelerinin belirlenmesi, hızlı ve güvenli bir şekilde yapılabilecektir. Geliştirilen Model1 pompa imalat sanayisinde, Model2, Model3, Model4 ve Model5 ise deney merkezlerinde kullanılabilecektir.
Gelecekte yapılacak bu tip çalışmalarda sadece YSA değil, Yapay Zeka bileşenlerinin birlikte kullanılması diğer bir deyişle hibrit sistemler başarıyı çok daha fazla artıracaktır.