Çalışmada hava kurusu özgül ağırlık değerleri sonuçlarına göre; sarıçam kontrol 0,52 g/cm³ bulunurken ısıl işlem sonrası ise 0,49 g/cm³ bulunmuştur. Kayın kontrol 0,69 g/cm³ bulunurken ısıl işlem sonrası ise 0,64 g/cm³ bulunmuştur. Meşe kontrol 0,71 g/cm³ bulunurken ısıl işlem sonrası ise 0,66 g/cm³ bulunmuştur. Isıl işlem görmüş ağaç malzemeler örneklerinin kontrol örneklerine göre daha düşük özgül ağırlıkta olduğu bulunmuştur. Özgül ağırlıkların sarıçam ağaç malzemede özgül ağırlık % 5,8, kayın ağaç malzemede % 7,2, meşe ağaç malzemede ise % 7 düştüğü gözlemlenmiştir. Bunu nedeni, ısıl işlem ile meydana gelen ağırlık kayıpları, mevcut hidroksil gruplarının azalması sonucu görülen odun bünyesinde tutulan suyun kaybı, odun hücre çeperi bileşenlerindeki maddesel kayıplar ve hemiselülozların yıkımı ile ilişkilendirilmektedir (Viitanen vd. 1994; Fengel vd. 1989; Feist vd. 1987).
107
Isıl işlem görmüş ağaç malzeme örneklerinin özgül ağırlık değerlerinin kontrol örneklerine göre azalma gösterdiği belirlenmiştir.
Schneider ve Rusche (1973) Yaptıkları çalışma da yapraklı ağaçların genellikle, belirli şartlar altında ısıtıldığında iğne yapraklı ağaçlardan daha yüksek kütle kaybına uyguladığı belirtmişlerdir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen sarıçam, kayın ve meşe ağaç malzemelerin kontrol ve ısıl işlem görmüş örneklerinin % ağırlık kaybı değerlerine ait grafik Şekil 5.1’de verilmiştir.
Şekil 5.1 Ağaç malzemeler ve ölçüm zamanına göre % ağırlık kaybı değerleri.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen % ağırlık kaybı değerleri ısıl işlem ve kontrol örneklerine göre incelendiğinde alev kaynaklı yanmanın sonunda (8.ölçüm veya 4.dakika) ısıl işlem görmüş ağaç malzeme örnekleri kontrol örneklerine göre daha düşük bulunmuştur. % Ağırlık kaybı değerlerinin, sarıçam ağaç malzemede % 29, kayın ağaç malzemede % 16, meşe ağaç malzemede ise % 14 düştüğü gözlemlenmiştir.
Sarıçam kontrol örneklerindeki reçine varlığı yanmayı hızlandırarak daha erken ölçüm zamanlarında daha fazla ağırlık kaybetmesine neden olduğu düşünülmektedir.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ölçüm Zamanı (30 saniyede bir)
Sarıçam Kontrol Sarıçam Isıl İşlem Kayın Kontrol Kayın Isıl İşlem Meşe Kontrol Meşe Isıl İşlem
% Ağırlık Kaybı
108
Sarıçam ağaç malzeme ısıl işlem sonrası kayın ve meşe ağaç malzemeye göre yanmaya karşı direnç kazanmıştır. Isıl işlem uygulanmış ağaç malzemenin ısı iletkenliği düşmektedir. İğne yapraklı ağaçlarda ısıl işlem uygulanmış ağaç malzemenin ısı iletkenliği kontrole kıyasla % 20-25 azalır bu nedenle ThermoWood yanmaya karşı direnç söz konusu olduğu kullanım alanlarında idealdir (Militz 2002; Mayes ve Oksanen 2002).
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen % Ağırlık kaybı değerleri kontrol örneklerine göre incelendiğinde alev kaynaklı yanmanın sonunda (8.ölçüm veya 4.dakika) sarıçam ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. % Ağırlık kaybı değerlerinin sarıçam ağaç malzemeye göre; kayın ağaç malzemede % 9, meşe ağaç malzemede ise % 19 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Kontrol örneklerindeki ağırlık kaybı miktarları ağaç malzeme yoğunluklarıyla paralellik taşımaktadır. Ağaç malzemenin yoğunluğu azaldıkça tutuşması da o kadar kolay ve hızlı olmaktadır. Yoğunluk arttıkça tutuşma zorlaşmakta ve yanma hızı yavaşlamaktadır (Kantay 1987).
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen % Ağırlık kaybı değerleri ısıl işlem görmüş ağaç malzeme örneklerine göre incelendiğinde alev kaynaklı yanmanın sonunda (8.ölçüm veya 4.dakika) kayın ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. % Ağırlık kaybı değerlerinin kayın ağaç malzemeye göre; sarıçam ağaç malzemede % 7, meşe ağaç malzemede ise % 9 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen sarıçam, kayın ve meşe ağaç malzemelerin kontrol ve ısıl işlem görmüş örneklerinin üst sıcaklık değerlerine ait grafik Şekil 5.2’de verilmiştir.
109
Şekil 5.2 Ağaç malzemeler ve ölçüm zamanına göre üst sıcaklık değerleri.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen üst sıcaklık değerleri incelendiğinde en yüksek üst sıcaklık değerleri ısıl işlem görmüş meşe ağaç malzeme örneklerinde bulunmuştur. En düşük üst sıcaklık ise sarıçam ağaç malzeme kontrol örneklerinde bulunmuştur. Isıl işlem görmüş ağaç malzeme örnekleri kontrol örneklerine göre daha yüksek bulunmuştur. Üst sıcaklık değerlerinin ısıl işlem görmüş örneklerde kontrol örneklerine göre; sarıçam ağaç malzemede
% 7, kayın ağaç malzemede % 3, meşe ağaç malzemede ise % 4 arttığı gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen üst sıcaklık değerleri kontrol örneklerine göre incelendiğinde meşe ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. üst sıcaklık değerlerinin meşe ağaç malzemeye göre; sarıçam ağaç malzemede % 19, kayın ağaç malzemede ise % 8 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen üst sıcaklık değerleri ısıl işlem görmüş ağaç malzeme örneklerine göre incelendiğinde meşe ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. Üst sıcaklık değerlerinin meşe ağaç malzemeye göre; sarıçam ağaç malzemede % 17, kayın ağaç malzemede ise % 9 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen sarıçam, kayın ve meşe ağaç malzemelerin kontrol ve ısıl işlem görmüş örneklerinin O2 değerlerine ait grafik Şekil 5.3’de verilmiştir.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Sarıçam Kontrol Sarıçam Isıl İşlem Kayın Kontrol Kayın Isıl İşlem Meşe Kontrol Meşe Isıl İşlem
Üst Sıcaklık (°C)
Ölçüm Zamanı (30 saniyede bir)
110
Şekil 5.3 Ağaç malzemeler ve ölçüm zamanına göre O2 değerleri.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen O2 değerleri incelendiğinde en yüksek O2 değerleri sarıçam ağaç malzeme kontrol örneklerinde bulunmuştur. En düşük O2 değerleriise ısıl işlem görmüş meşe ağaç malzeme örneklerinde bulunmuştur. Isıl işlem görmüş ağaç malzeme örnekleri kontrol örneklerine göre daha düşük bulunmuştur. O2 değerlerinin ısıl işlem görmüş örneklerde kontrol örneklerine göre; sarıçam ağaç malzemede % 3, kayın ağaç malzemede % 1, meşe ağaç malzemede ise % 2 düştüğü gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen O2 değerleri kontrol örneklerine göre incelendiğinde sarıçam ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. O2 değerlerinin sarıçam ağaç malzemeye göre; kayın ağaç malzemede % 2, meşe ağaç malzemede ise % 3 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir. Yanma olayını çabuk tamamlayan sarıçam kontrol grubunda yanma sonrası ölçülen O2 miktarı artmakta ve O2 ortalamasını yükseltmektedir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen O2 değerleri ısıl işlem görmüş ağaç malzeme örneklerine göre incelendiğinde sarıçam ve kayın ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. O2 değerlerinin sarıçam ve kayın ağaç malzemeye göre; meşe ağaç malzemede ise % 2 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
15 16 17 18 19 20 21
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Sarıçam Kontrol Sarıçam Isıl İşlem Kayın Kontrol Kayın Isıl İşlem Meşe Kontrol Meşe Isıl İşlem
%O2 Değeri
Ölçüm Zamanı (30 saniyede bir)
111
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen sarıçam, kayın ve meşe ağaç malzemelerin kontrol ve ısıl işlem görmüş örneklerinin CO değerlerine ait grafik Şekil 5.4’de verilmiştir.
Şekil 5.4 Ağaç malzemeler ve ölçüm zamanına göre COdeğerleri.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen COdeğerleri incelendiğinde en yüksek COdeğerleri ısıl işlem görmüş kayın ağaç malzeme örneklerinde bulunmuştur. En düşük COdeğerleri ise sarıçam ağaç malzeme kontrol örneklerinde bulunmuştur.
CO miktarının sarıçam ağaç malzeme kontrol örneklerinde düşük olmasının sebebi daha hızlı yanmasından kaynaklandığı söylenebilir (Goldstein 1973).
Isıl işlem görmüş ağaç malzeme örneklerinde CO değerleri kontrol örneklerine göre daha yüksek bulunmuştur. COdeğerlerinin ısıl işlem görmüş örneklerde kontrol örneklerine göre;
sarıçam ağaç malzemede % 59, kayın ağaç malzemede % 14, meşe ağaç malzemede ise % 12 arttığı gözlemlenmiştir.
Goldstein’in yapmış olduğu araştırmaya göre hızlı pirolizde CO ve metan gibi gazlar oluşmaktadır. Elde edilen sonuçlardaki ısıl işlem görmüş sarıçam örneklerinde CO miktarının fazla olmasının nedeni yavaş yavaş yanmasından kaynaklanabilir. CO miktarının sarıçam
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ölçüm Zamanı (30 saniyede bir)
Sarıçam Kontrol Sarıçam Isıl İşlem Kayın Kontrol Kayın Isıl İşlem Meşe Kontrol Meşe Isıl İşlem
CO Değeri (ppm)
112
kontrol örneklerinde az olmasının sebebi daha hızlı yanmasından kaynaklandığı söylenebilir (Goldstein 1973).
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen CO değerleri kontrol örneklerine göre incelendiğinde kayın ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. CO değerlerinin kayın ağaç malzemeye göre; sarıçam ağaç malzemede % 43, meşe ağaç malzemede ise % 10 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen CO değerleri ısıl işlem görmüş ağaç malzeme örneklerine göre incelendiğinde kayın ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur.
CO değerlerinin kayın ağaç malzemeye göre; sarıçam ağaç malzemede % 20, meşe ağaç malzemede ise % 11 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen sarıçam, kayın ve meşe ağaç malzemelerin kontrol ve ısıl işlem görmüş örneklerinin NO değerlerine ait grafik Şekil 5.5’de verilmiştir.
Şekil 5.5 Ağaç malzemeler ve ölçüm zamanına göre NOdeğerleri.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen NOdeğerleri incelendiğinde en yüksek NOdeğerleri ısıl işlem görmüş kayın ağaç malzeme örneklerinde bulunmuştur. En düşük NOdeğerleri ise sarıçam ağaç malzeme kontrol örneklerinde bulunmuştur. Isıl işlem görmüş ağaç malzeme
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ölçüm Zamanı (30 saniye)
Sarıçam Kontrol Sarıçam Isıl İşlem Kayın Kontrol Kayın Isıl İşlem Meşe Kontrol Meşe Isıl İşlem
CO Değeri (ppm)
113
örnekleri kontrol örneklerine göre daha yüksek bulunmuştur. NO değerlerinin ısıl işlem görmüş örneklerde kontrol örneklerine göre; sarıçam ağaç malzemede % 36, kayın ve meşe ağaç malzemede % 17 arttığı gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen NO değerleri kontrol örneklerine göre incelendiğinde kayın ve meşe ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. NO değerlerinin kayın ve meşe ağaç malzemeye göre; sarıçam ağaç malzemede % 39 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen NO değerleri ısıl işlem görmüş ağaç malzeme örneklerine göre incelendiğinde kayın ve meşe ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. NO değerlerinin kayın ve meşe ağaç malzemeye göre; sarıçam ağaç malzemede
% 29 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen sarıçam, kayın ve meşe ağaç malzemelerin kontrol ve ısıl işlem görmüş örneklerinin baca sıcaklığı değerlerine ait grafik Şekil 5.6’da verilmiştir.
Şekil 5.6 Ağaç malzemeler ve ölçüm zamanına göre baca sıcaklığı değerleri.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen baca sıcaklığı değerleri incelendiğinde en yüksek baca sıcaklığı ısıl işlem görmüş meşe ağaç malzeme örneklerinde bulunmuştur. En düşük
0 50 100 150 200 250 300
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Sarıçam Kontrol Sarıçam Isıl İşlem Kayın Kontrol Kayın Isıl İşlem Meşe Kontrol Meşe Isıl İşlem
Baca Sıcaklığı (°C)
Ölçüm Zamanı (30 saniyede bir)
114
baca sıcaklığı ise sarıçam ağaç malzeme kontrol örneklerinde bulunmuştur. Isıl işlem görmüş ağaç malzeme örnekleri kontrol örneklerine göre daha yüksek bulunmuştur. Baca sıcaklığı değerlerinin ısıl işlem görmüş örneklerde kontrol örneklerine göre; sarıçam ağaç malzemede
% 18, kayın ağaç malzemede % 14 ve meşe ağaç malzemede ise % 12 arttığı gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen baca sıcaklığı değerleri kontrol örneklerine göre incelendiğinde meşe ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. Baca sıcaklığı değerlerinin meşe ağaç malzemeye göre; sarıçam ağaç malzemede % 12, kayın ağaç malzemede ise % 5 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Yanma deneyleri sonucunda elde edilen baca sıcaklığı değerleri ısıl işlem görmüş ağaç malzeme örneklerine göre incelendiğinde meşe ağaç malzeme örneklerinde en yüksek bulunmuştur. Baca sıcaklığı değerlerinin meşe ağaç malzemeye göre; sarıçam ağaç malzemede % 7, kayın ağaç malzemede ise % 2 daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Yanma deneyi sonuçları genel olarak ele alındığında ısıl işlem görmüş ağaç malzemenin, ısıl işlem görmemiş ağaç malzemeye göre;
Ağırlık kaybının daha düşük,
Üst sıcaklık ve baca sıcaklığı değerlerinin daha yüksek, O2 kaybı, CO ve NO salınımı daha fazla olduğu belirlenmiştir.
Bununla birlikte ısıl işlem görmüş ağaç malzeme örneklerinin tutuşma süresi ısıl işlem görmemiş ağaç malzemeye göre arttırdığı belirlenmiştir.