Tekstil Ürünlerinde Zorlanmış Kütle Geçişine Etki Eden Parametrelerin Analizi

(1)

ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ  FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Hüda SÖNMEZ

Anabilim Dalı : Makina Mühendisliği, Makina Programı : Isı AkıĢkan

TEKSTĠL ÜRÜNLERĠNDE ZORLANMIġ KÜTLE GEÇĠġĠNE ETKĠ EDEN

PARAMETRELERĠN ANALĠZĠ

(2)

(3)

ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ  FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Hüda SÖNMEZ

(503081114)

Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 07 ġubat 2010 Tezin Savunulduğu Tarih : 11 Haziran 2010

Tez DanıĢmanı : Prof. Dr. Seyhan U. ONBAġIOĞLU (ĠTÜ) Diğer Jüri Üyeleri : Doç. Dr. Lütfullah KUDDUSĠ (ĠTÜ)

Doç.Dr. Gülay ÖZCAN (ĠTÜ)

TEKSTĠL ÜRÜNLERĠNDE ZORLANMIġ KÜTLE GEÇĠġĠNE ETKĠ EDEN

PARAMETRELERĠN ANALĠZĠ GEREKLĠ ĠSE ĠKĠNCĠ SATIR

(4)

(5)

(6)

(7)

ÖNSÖZ

Yüksek lisans öğrenim hayatım ve tez çalıĢmalarım boyunca bilgi ve tecrübeleri ile birlikte manevi desteğini de hiçbir zaman esirgemeden katkıda bulunan danıĢman hocam Sn. Prof. Dr. Seyhan Uygur OnbaĢıoğlu‟ na en derin sevgi, saygı ve teĢekkürlerimi sunarım.

Yüksek lisans tez çalıĢmam için tüm imkan ve olanaklarını sunarak bana destek olan Arçelik A.ġ. AraĢtırma ve GeliĢtirme Merkezi‟ne, Sn. Cemil ĠNAN ve Sn. Fatih ÖZKADI‟ya, Termodinamik Teknoloji Ailesi lideri Sn. Yalçın GÜLDALI‟ na teĢekkür ederim.

Deney düzeneği kurmamda ve tez çalıĢmamın planlı, baĢarılı bir Ģekilde ilerlemesi için bilgi ve tecrübelerini her zaman paylaĢan ve bana daima yol gösteren ayrıca manevi desteğini de hiçbir zaman esirgemeyen Sn. Önder BALĠOĞLU‟na sonsuz teĢekkürlerimi sunarım. Deney düzeneğimin kurulmasında ve çalıĢmalar süresince vermiĢ olduğu büyük destekten ötürü Sn. Selçuk KARAGÖZ‟e teĢekkür ederim. Tez sürecinde bilgi ve desteğini esirgemeyen Sn. BaĢak ARSLAN‟a, deney düzeneğinin kurulmasında, deneysel çalıĢmalar ve analizler süresince vermiĢ oldukları teknik destekten ötürü Sn. Sabahattin HOCAOĞLU ve Sn. Fikri ÇAVUġOĞLU‟ na teĢekkürü bir borç bilirim.

Deneysel çalıĢmalar süreci içerisinde her konuda yardımcı olan baĢta Sn. Ercan KURTULDU Sn. Faruk KOCABIYIK, Sn Yasin ĠĞĠT, Sn. Erkan KARAKAYA ve Sn Nihat KANDEMĠR olmak üzere tüm Arçelik A.ġ. Ar-Ge Termodinamik Ailesi ve AkıĢkanlar Dinamiği Ailesi teknisyenlerine teĢekkür ederim.

Tez çalıĢmaların sırasında sıkıntılı zamanlarımda bana her konuda destek olan çok değerli dostlarım; Mehmet KALP, BarıĢ PAKDĠL, Yavuz Can ÖZKAPTAN, Kıvanç AKKÖSE, Yusuf KOÇ ve Tolga APAYDIN‟a içtenlikle teĢekkürler ederim.

Bugünlere gelmemde benden maddi ve manevi her türlü desteği hiçbir zaman esirgemeyen çok kıymetli AĠLEME özellikle babama en derin duygularımla teĢekkür ederim.

Mayıs 2010 Hüda SÖNMEZ

(8)

(9)

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ ... v İÇİNDEKİLER ... vii KISALTMALAR ... ix ÇİZELGE LİSTESİ ... xi

ŞEKİL LİSTESİ ... xiii

SUMMARY ... xix

1. GİRİŞ ... 1

2. KURUTMA KAVRAMI ... 3

2.1 Tekstil Kurutma ... 4

2.2 Tekstil Kurutma Yöntemleri ... 5

2.2.1 TaĢınımla Kurutma ... 5

2.2.2 Ġletimle Kurutma ... 5

2.2.3 IĢınımla Kurutma ... 6

2.2.4 Yüksek Frekansla Kurutma ... 6

2.3 Tekstil Kuruma DavranıĢı ... 6

3. TEKSTİL LİFLERİNİN SINIFLANDIRILMASI ... 11

4. TEKSTİL KUMAŞ ÇEŞİTLERİ VE ÖZELLİKLERİ ... 13

4.1 Dokuma KumaĢların Özellikleri ve Sınıflandırılması ... 13

4.1.1 Dokuma Örgüsü ... 13

4.1.2 Dokuma KumaĢların Sınıflandırılması ... 13

4.2. Örme KumaĢların Özellikleri ve Sınıflandırılması ... 15

4.2.1. Örme KumaĢların Sınıflandırılması ... 15

5. LİTERATÜR ARAŞTIRMASI ... 17

6. PSİKROMETRİ ... 36

6.1. Psikrometrinin Temelleri ... 36

6.2. Özgül Nem ve Bağıl Nem Kavramları ... 36

6.3. Psikrometrik Diyagram ... 37

7. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ... 39

7.1. Buhar SıkıĢtırmalı Çevrimi ile Sürülen Tekstil Kurutma Deney Düzeneği ... ……….39

7.2. Deney Düzeneğinin Tasarlanması... 41

7.3. Veri Toplama Ünitesi ... 47

7.4. Belirsizlik Analizi ... 50 7.5. Materyal ... 51 7.6. Metod ... 54 7.7. Analiz Metodu ... 55 7.8. Hesaplama Metodu... 56 8. DENEYSEL SONUÇLAR ... 59 9. SONUÇ VE ÖNERİLER ... 71

(10)

(11)

KISALTMALAR

MER : Moisture Extraction Rate (g/d) ~ Nem alma hızı EES : Engineering Equation Solver

g : Gram d : Dakika °C : Santigrat derece l : Litre ml : Mililitre kg : Kilogram s : Saniye kJ : Kilojoule MHz : Megahertz kPa : Kilopascal W : Watt

(12)

(13)

ÇİZELGE LİSTESİ

Sayfa Çizelge 4.1: Dokuma ve örme kumaĢların fiziksel özelliklerinin karĢılaĢtırılması [9].

... 16

Çizelge 5.1 : Kullanılan kumaĢ türleri, özellikleri, baĢlangıçta içerdikleri su miktarı ve ortam Ģartlarında kuruma zamanları [10]. ... 17

Çizelge 5.2 : Seçilen kumaĢ numuneleri ve özellikleri [11] ... 20

Çizelge 5.3 : KumaĢ tipleri ve teknik özellikleri [13] ... 24

Çizelge 5.4 : Numunelerin baĢlangıç, kritik ve denge durumundaki rutubet değerleri [13] ... 25

Çizelge 5.5 : KumaĢ türlerine göre kuruma hızları [13] ... 26

Çizelge 5.6 : KumaĢ türleri ve özellikleri [14] ... 27

Çizelge 5.7 : ÇalıĢmada kullanılan numunelerin içerdikleri su miktarları, kurutma süreleri, kurutma için birim alana verilmesi gereken ısı miktarı ve aynı miktarda su içeren numunelerin kuruması için birim alana verilmesi gereken ısı miktarı [14] ... 28

Çizelge 5.8 : Kullanılan pamuklu örme ve dokuma kumaĢ özellikleri [16] ... 31

Çizelge 7.1 : Sistem üzerine yerleĢtirilen ölçüm elemanlarının listesi ... 48

Çizelge 7.2: Nem sensörlerinin yerleĢtirildikleri yerler ... 49

Çizelge 7.3 : Deney düzeneğinde kullanılan ölçüm cihazlarının doğruluk değerleri 50 Çizelge 7.4 : Standart pamuk yüküne ait tekstil kumaĢlara ait teknik özellikler [21] 51 Çizelge 7.5 : Deney matrisi ... 55

Çizelge 8.1 : 60 l/s‟de Dokuma 1 test yükünün kurutma sonuçları ... 61

(14)

(15)

ŞEKİL LİSTESİ

Sayfa

Şekil 2.1 : Tekstil kurutma hızının zamanla değiĢimi [7] ... 7

Şekil 3.1 : Doğal liflerin sınıflandırılması [8] ... 11

Şekil 3.2 : Yapay liflerin sınıflandırılması [8] ... 12

Şekil 5.1 : KumaĢ türlerine ait ortam Ģartlarındaki nem kazanımı ve su ile muamelede numunelerin tuttuğu su miktarı değiĢimi[10] ... 18

Şekil 5.2 : KumaĢ türlerine ait tutulan su miktarı ile kuruma zamanı değiĢimi [10] . 19 Şekil 5.3 : KumaĢ kalınlığı ile su tutma kapasitesinin değiĢimi [10] ... 19

Şekil 5.4 : Örme kumaĢ (solda) ve dokuma kumaĢ (sağda) görünümleri ... 20

Şekil 5.5 : Konveksiyonel kurutma deney düzeneği [11] ... 21

Şekil 5.6 : Konveksiyonel kurutma deney düzeneği [12] ... 22

Şekil 5.7 : Kurutma odası çıkıĢ hava sıcaklığı, kumaĢ sıcaklığı ve kumaĢın içerdiği su miktarının zamanla değiĢimi [12] ... 23

Şekil 5.8 : Polyester ve pamuklu kumaĢa ait ısı akısı değiĢimi [14] ... 28

Şekil 5.9 : ÇalıĢmada kullanılan kumaĢ ve özellikleri [15] ... 29

Şekil 5.10 : Kabin tipi kurutucu görünüĢü [15] ... 29

Şekil 5.11 : Tüm kumaĢlar için kurutma etkinliği [15] ... 30

Şekil 5.12 : Standart yükün, 3 farklı sıcaklık set değerinde kurutulması sırasında zamana bağlı kütle kaybı [16] ... 32

Şekil 5.13 : Örme, dokuma ve karıĢık yükün zamana bağlı içerdiği nem miktarı değerleri [16] ... 33

Şekil 5.14 : Whirlpool ısı pompalı tekstil kurutucu [17] ... 34

Şekil 5.15 : BuharlaĢtırıcı ve yoğuĢturucu tasarımı [17] ... 35

Şekil 6.1 : Psikrometrik diyagramın genel çizimi [15] ... 37

Şekil 6.2 : Psikrometrik diyagram [15]... 38

Şekil 7.1 : Tasarlanan deney düzeneğinin Ģematik görünüĢü ... 39

Şekil 7.2 : Deney düzeneğine ait soğutma ve hava çevrimi ... 40

Şekil 7.3 : Deney düzeneği sistemine ait komponent yerleĢim görünüĢü ... 41

Şekil 7.4 : Deney düzeneği görünüĢü. ... 41

Şekil 7.5 : Buhar sıkıĢtırmalı soğutma çevriminin P-h diyagramında gösterimi ... 42

Şekil 7.6 : Deney düzeneği ek komponent yerleĢimi ... 43

Şekil 7.7 : Ek buharlaĢtırıcı görünüĢü... 44

Şekil 7.8 : Deney düzeneğinde kullanılan pompa ... 44

Şekil 7.9 : Deney düzeneğinde kullanılan ek yoğuĢturucu ... 44

Şekil 7.10 : Ġğne vana ... 45

Şekil 7.11 : Deney düzeneğinde kullanılan ısıtıcı görünüĢü... 45

Şekil 7.12 : Voltaj regülatörü... 46

Şekil 7.13 : Voltmetre ... 46

Şekil 7.14 : Güç kaynağı ... 47

(16)

xiv

Şekil 7.19 : Dokuma 1‟in optik mikroskop altında görünüĢü ... 53 Şekil 7.20 : Dokuma 2‟nin optik mikroskop altında görünüĢü ... 53 Şekil 8.1 : 17 g su buharı/kg kuru hava özgül neminde, sıcaklığın Dokuma 1 test

yükünden uzaklaĢtırılan su miktarına etkisi (Debi: 60 l/s) ... 59 Şekil 8.2 : 22 g su buharı/kg kuru hava özgül neminde, sıcaklığın Dokuma 1 test

yükünden uzaklaĢtırılan su miktarına etkisi (Debi: 60 l/s) ... 62 Şekil 8.5 : 17 g su buharı/kg kuru hava özgül neminde, sıcaklığın Dokuma 1 test

yükünden uzaklaĢtırılan su miktarına etkisi (Debi: 40 l/s) ... 68 Şekil 8.11 : 17 g su buharı/kg kuru hava özgül neminde, sıcaklığın Dokuma 2 test

yükünden uzaklaĢtırılan su miktarına etkisi (Debi: 40 l/s) ... 70 Şekil 9.1 : 60 l/s kurutma havası debisinde, sıcaklığın kurutma verimi üzerindeki

etkisi ... 71 Şekil 9.2 : 50 l/s kurutma havası debisinde, sıcaklığın kurutma verimi üzerindeki

etkisi ... 72 Şekil 9.3 : 40 l/s‟de kurutma havası debisinde, sıcaklığın kurutma verimi üzerindeki

etkisi ... 72 Şekil 9.4 : 17 g su buharı/kg kuru havada, Dokuma 1 yükü için debinin kurutma

verimi üzerindeki etkisi ... 73 Şekil 9.5 : 22 g su buharı/kg kuru havada, Dokuma 1 yükü için debinin kurutma

verimi üzerindeki etkisi ... 74 Şekil 9.8 : 60 l/s kurutma havası debisinde, özgül nemin kurutma verimi üzerindeki

etkisi ... 75 Şekil 9.9 : 50 l/s kurutma havası debisinde, özgül nemin kurutma verimi üzerindeki

etkisi ... 76 Şekil 9.10 : 40 l/s kurutma havası debisinde, özgül nemin kurutma verimi üzerindeki etkisi ... 76 Şekil 9.11 : 17 g su buharı/kg kuru havada, 60 l/s kurutma havası debisinde, kumaĢ

türünün kurutma verimi üzerindeki etkisi ... 77 Şekil 9.12 : 22 g su buharı/kg kuru havada, 60 l/s kurutma havası debisinde, kumaĢ

(17)

Şekil 9.13 : 17 g su buharı/kg kuru havada, 50 l/s kurutma havası debisinde, kumaĢ türünün kurutma verimi üzerindeki etkisi ... 78 Şekil 9.14 : 22 g su buharı/kg kuru havada, 50 l/s kurutma havası debisinde, kumaĢ

türünün kurutma verimi üzerindeki etkisi ... 79 Şekil 9.17 : 17 g su buharı/ kg kuru havada, kumaĢ türünün kurutma verimine olan

etkisi ... 80 Şekil 9.18 : 22 g su buharı/ kg kuru havada, kumaĢ türünün kurutma verimine olan

(18)

(19)

TEKSTİL ÜRÜNLERİNDE ZORLANMIŞ KÜTLE GEÇİŞİNE ETKİ EDEN PARAMETRELERİN ANALİZİ

ÖZET

Kurutma, endüstriyel iĢlemlerde en eski ve en yaygın olarak kullanılan iĢlemlerden biridir. Tarım, Seramik, Kimya Besin, Ecza, Kağıt, Mineral, Polimer ve Tekstil gibi birçok sektörlerde yaygın olarak uygulanmaktadır. Uygulama yelpazesi bu kadar geniĢ olan kurutma iĢleminin gün geçtikçe önemi daha da artmaktadır. Kurutmanın iki ana bileĢeni olan sıcaklık ve havanın doğru kullanılmasıyla verimli bir kurutma yapmak amaçlanmaktadır. Verimli bir kurutma yapmak yanında aynı zamanda kurutma yaparken kurutulan malzeme özelliklerine de zarar verilmemesine dikkat edilmelidir. Genel olarak baĢarılı bir kurutma; kısa sürede, ürün özelliklerine zarar vermeden, az enerji tüketilerek gerçekleĢtirilendir.

Endüstriyel uygulama alanları yanında kurutma iĢlemi evlerde de yapılmaktadır. Bunlardan en yaygın olanı tekstil ürünlerinin kurutulmasıdır. Tekstil ürünlerinin kurutulmasında en tabii kaynak güneĢ olsa da tüketici istekleri doğrultusunda ev tipi tekstil ürünleri kurutma makineleri günümüzde yaygın olarak kullanılmaya baĢlanmıĢtır. Tüketicinin evsel tekstil ürünleri kurutan bir makineden beklentileri kısa sürede, az enerji tüketerek ve ürüne zarar vermeyecek Ģekilde kurutmasıdır. Bu beklentileri karĢılamak üzere tekstil kurutma makinesinde etkin olan iĢlem havası sıcaklığı, iĢlem havasının içerdiği nem miktarı (özgül nem), iĢlem hava debisi gibi ana parametrelerin incelenmesi gerekmektedir. Bu tez çalıĢmasında; bu üç parametrenin tekstil kurutma verimliliğine olan etkileri araĢtırılmıĢtır. Bu kapsamda aynı cins elyaf türüne sahip ipliklerden elde edilen farklı iki yapıdaki dokuma kumaĢ ele alınarak; kurutma havası debisi, sıcaklığı, nem değeri değiĢtirildiği durumlarda kurutma iĢlemi deneysel olarak araĢtırılmıĢtır.

(20)

(21)

ANALYSIS OF FORCED MASS TRANSFER EFFECTS ON TEXTİLE PRODUCTS

SUMMARY

Drying is the most common and oldest process that is used in various industrial sectors. Agriculture, Ceramics, Food-Chemistry, Pharmaceuticals, Paper, Minerals, Polymers, Textile are various sectors that drying process is applied widely. Its wide range of applications are increasing its importance day by day. The two main components of the drying are air and temperature and using of these components in right way ensures effective drying. Besides that; it is so important not to damage structure of material while drying. In generally; effective drying means that dries to material without damage to its structure by consuming low energy in a short time. Drying process is used at domestic applications and industrial applications, also. The most common application is textile drying. The natural source of textile drying is sun but domestic laundary dryer has been common in recent years by consumer demands. Drying short time, no damaging to textile products, less power consumption are demands of consumer for a domestic textile dryer. It should be considered carefully on effects of temperature, humidity, flowrate of drying air to provide these consumers‟ expectations from a domestic textile dryer. In this thesis; effect of these three main parameter on effective textile drying is investigated. Two different type of % cottton woven fabric are used as sample and effect of drying air flow rate, temperature and humidity on drying of these textile products are investigated experimentally. Drying process is carried on until constant drying period is completed in experiments.

(22)

(23)

1. GİRİŞ

Kurutma, günümüzde tarım sektöründen kağıt sektörüne uzanan bir iĢlemdir. Kurutma iĢleminin uygulandığı geniĢ sektör yelpazesinde tekstil sektörü de bulunmaktadır. Tekstil ürünleri üretim sürecinde bir takım yaĢ iĢlemlere tabi tutulmakta ve bu nedenle değiĢik aĢamalarda kurutulmaları gerekebilmektedir. Tekstil endüstrisi yanında yine insanların gündelik kullanımları sonucunda kirlenen tekstil ürünlerinin yıkanmasının ardından kurutulması gerekmektedir.

Günümüzde yaĢ iĢleme maruz kalmıĢ tekstil ürünlerinin kurutulması farklı yollardan gerçekleĢmektedir. En tabi kaynak olan güneĢin kullanılması bu kurutma yöntemlerinin baĢında yer almaktadır. Ancak güneĢte kurutmanın bir takım dezavantajları vardır. Kullanıcı açısından zahmetli ve zaman alıcı olmasının yanında açık havada ve güneĢ ıĢınlarına maruz kalan tekstilin solma ve kirlenme gibi durumları da bu dezavantajlar arasında sayılabilmektedir. Bunun yanında büyük Ģehirlerde yapılan yeni binaların balkonsuz olması da açık havada kurutmayı zor kılmaya baĢlamaktadır. Sayılan bu dezavantajları ile birlikte tüketici beklentileri doğrultusunda tekstil ürünleri kurutma makinesi ortaya çıkmıĢtır.

Evsel tekstil kurutma makinelerinin kullanımı gittikçe artmaktadır. Bununla beraber, tekstil kurutma makinelerinin tasarımında tekstilden nem alma karakterinin irdeleniyor olması önem taĢımaktadır. Tüketicilerin tekstil kurutma makinelerinden beklentileri; kısa sürede, tekstil ürünlerine zarar vermeden ve az enerji tüketimi ile tasarruflu bir kurutma yapmasıdır.

Bu çalıĢmada ise, tekstil kurutma iĢlemini irdelemek üzere tekstil ürünlerinde zorlanmıĢ kütle geçiĢine etki eden parametreler analiz edilerek kurutma davranıĢı modellenmiĢtir.

(24)

(25)

2. KURUTMA KAVRAMI

Kurutma, katı veya katı hale yakın durumdaki maddelerden uygun miktarda suyun/su buharının uzaklaĢtırılması iĢlemidir. Kurutulacak malzemeler iç yapılarına göre; 1. Gözenekli (heterojen) malzemeler

-Higroskopik (ince kılcallı)

-Higroskopik olmayan (kaba kılcallı) 2. Gözeneksiz (homojen) malzemeler

olmak üzere ikiye ayrılırlar. Gözenekli malzemelere örnek olarak; tekstil ürünleri, kağıt, ağaç ve diğer gözenekli, taneli ve lifli malzemeler; gözeneksiz malzemelere örnek olarak da jelatin, sabun, macun ve hamur gibi malzemeler verilebilir.

Bu malzemelerin kurutulması esnasında;

- Sıcak gazdan, katı bünyesinden buharlaĢan sıvıya doğru „ ısı transferi‟

- Katının iç kısımlarından dıĢ yüzeyine doğru, sıvı ya da buhar olarak; dıĢ yüzeyden sıcak gaz içine doğru ise sadece buhar olarak „kütle transferi‟ iĢlemleri gerçekleĢmektedir.

Bu iĢlemleri belirleyen koĢullar aynı zamanda kurutma iĢlemini de belirleyen koĢullardır. Bunlar iki kısımda incelenebilir:

- Katı bünyesindeki sıvının katı yüzeyine gelmesi süresince oluĢan; iç difüzyon, kılcallık gibi iç koĢullar.

- Kurutucu olarak kullanılan sıcak gazın; akım hızı, sıcaklığı, nemi gibi dıĢ koĢullar [1].

(26)

4 2.1 Tekstil Kurutma

YaĢ terbiye ve benzeri iĢletmelerden hiç sıkılmadan çıkan tekstil mamul cinsine göre materyal ağırlığının % 200-300‟ü kadar su vardır.

Bu suyun hepsi aynı durumda bulunmayıp, kumaĢ içerisinde bulunduğu yere ve tekstil mamulüyle arasındaki bağ durumuna göre farklılık gösterir. Bu ayrım, suyun kumaĢta bulunuĢ Ģekillerine göre; damlayan su, yüzey suyu, kapilar suyu, ĢiĢme suyu, hidroskopik su Ģeklinde yapılır.

Damlayan su: Liflerle bağ yapmayan ve kendi ağırlığı ile aĢağıya doğru akan sudur. Tamamı mekanik yollarla kolaylıkla uzaklaĢtırılır.

Yüzey suyu: Ġpliklerin yüzeyine adhezyon kuvvetleriyle bağlanan sudur. Mekanik yollarla uzaklaĢtırılabilir.

Kapilar suyu: Ġplikleri oluĢturan liflerin yüzeyine adhezyon kuvvetleriyle bağlanan sudur. Ancak bir kısmı mekanik yollarla uzaklaĢtırılabilir.

Şişme suyu: Lif moleküllerine dipol kuvvetleriyle bağlanan sudur. Lif kesitinin ĢiĢmesine yol açar. Ancak ısı enerjisi kullanılarak uygulanan kurutma yöntemleri yardımıyla uzaklaĢtırılabilir.

Higroskopik nem, kristal suyu: Normal Ģartlarda kuru bir tekstil mamulünde bulunması gereken sudur. Ġyi yapılmıĢ bir kurutma sonunda bu suyun liflerde kalması gerekir. Aksi takdirde mamulün tutumu ve kalitesi bozulur. Bir kere uzaklaĢtırıldığında, aynı miktarda tekrar alınması olanaksızdır [2].

Kurutmalar sırasında suyun ısı enerjisi yardımıyla uzaklaĢtırılması, mekaniksel kuvvetlerle uzaklaĢtırmaya nazaran çok daha pahalıdır. Bu nedenle 2 temel kural unutulmamalıdır:

1. Suyun mümkün olan kısmı (damlayan su ve yüzey suyunun tamamı, kapiler suyunun büyük kısmı) mekaniksel kuvvetlerle uzaklaĢtırılmalıdır. Bu nedenle ön kurutma yapılmaktadır. Ön kurutma olanakları ise; sıkma, santrifüjleme, vakumlu emme, hava püskürtme, IR ıĢınlarıyladır. Tekstil metaryali üzerinde bulunan su miktarı; sıkma iĢlemi ile % 45-110, santrifüjleme ile % 30-60, vakumlu emme ve hava püskürtme ile % 25-40 değerlerine düĢürülebilmektedir. Genel olarak ön kurutma sonrasında malzeme üzerindeki ön kurutma yöntemine ve etkinliğine göre % 25-110 su bulunmaktadır.

(27)

2. Liflerin doğal nemi (higroskopik nem) hiçbir Ģekilde uzaklaĢtırılmamalıdır. Tekstil yüzeylerinin kurutma iĢlemi dört esasa dayanır.

1) Sıcak hava ile temas; Konveksiyon kurutma 2) Sıcak metal yüzeyler ile temas; Kontakt kurutma

3) Isının elektromanyetik dalgalar ile materyali etkilemesi; radyasyonlu kurutma,; 4) Yüksek frekanslı kurutma

Bunlardan ayrı olarak; kızıl ötesi kurutma; IR, Entraruj kurutma da kurutma iĢleminde kullanılan yöntemlerdir [3].

2.2 Tekstil Kurutma Yöntemleri

Tekstilde herhangi bir yaĢ iĢlem sonucu nem içeren bir ürünün kurutulması, üründen nemin alınıĢ Ģekline göre ön kurutma ve esas kurutma biçiminde yapılabilmektedir. Genel olarak; mekanik yöntemlerle ön kurutması yapılmıĢ tekstil ürünleri, higroskobik nemi korunarak istenilen nem değerine kadar esas kurutma ile kurutulmaktadırlar. Esas kurutma, ısı transferi oluĢ biçimine göre taĢınımla (konveksiyon), iletimle (kondüksiyon), ıĢınımla (radyasyon) ve yüksek frekansla kurutma olmak üzere baĢlıca dört farklı biçimde gerçekleĢtirilmektedir.

2.2.1 Taşınımla Kurutma

TaĢınımla kurutmanın prensibi ısıtılmıĢ ve nem içeriği az olan havanın, kurutulacak nemli tekstil mamülü ile çeĢitli Ģekilde irtibatlandırılarak kurutulmasıdır. Nemli tekstil mamülünden havaya kütle transferinin gerçekleĢtiği taĢınımla kurutma, özellikle hassas yüzeyli kumaĢların kurutulmasında yaygın olarak kullanılmaktadır [4].

2.2.2 İletimle kurutma

Ürünün, buhar veya kızgın yağ ile ısıtılmıĢ silindir veya levhalarla teması sağlanarak ürün bünyesindeki suyun buharlaĢması ile kurutma gerçekleĢmektedir. Ġletimle kurutmanın en büyük dezavantajı, yüksek sıcaklıklarla çalıĢıldığında mamülün hidroskopik neminin uzaklaĢtırılması riskinin bulunmasıdır [4].

(28)

6 2.2.3 Işınımla Kurutma

Yüksek sıcaklıkta bulunan yüzeyden nemli tekstil malzemesine ısının elektromanyetik dalgalar Ģeklinde transferi ile gerçekleĢen ıĢınımla kurutma yönteminde, iki tarafında ıĢınlayıcıların olduğu dikey bir kanal içerisinden ürünün geçirilerek kurutulması sağlanmaktadır. Kurutulacak materyalin cinsine göre; mamül sıcaklığı 500 ºC‟ye kadar çıkabildiğinden, ürüne herhangi bir zarar vermemek için bu sistemlerle ürünün tamamen kurutulduğu esas kurutma yerine, yaĢ ürünün ön kurutulması yapılarak mamül üzerinde kalan su miktarının % 25-35‟e kadar düĢürüldüğü kurutmalar daha çok tercih edilmektedir [4].

2.2.4 Yüksek Frekansla Kurutma

Bu kurutma yönteminde kurutulacak tekstil malzemesine dıĢarıdan ısı transferi yapılmamaktadır. YaĢ tekstil malzemesinin yüksek frekanslı alternatif akıma bağlı iki kondansatör levhası arasından geçirilmesi ile kurutma iĢlemi yapılmaktadır. Bu durumda yüksek frekanslı alternatif akımdan ötürü kondansatör levhalarının yükü sürekli olarak değiĢtiğinden, mamül içindeki su moleküllerinin de yeri sürekli değiĢmektedir. Bunun sonucunda su moleküllerinin sürtünmeleri nedeniyle meydana gelen ısı, ürün üzerindeki suyun buharlaĢmasını sağlamaktadır. Dielektrik kurutma (10-100 MHz) ve mikrodalga kurutma (1000-3000 MHz) olmak üzere iki Ģekilde kullanılmaktadır. Bu tip kurutucular, homojen ve hızlı bir kurutma sağlamaları ve aĢırı kurutma riskinin bulunmaması nedeniyle tekstil endüstrisinde gittikçe yaygın olarak kullanılmaktadır [4].

2.3 Tekstil Kuruma Davranışı

Kurutma iĢlemleri arasında en yaygın olarak konveksiyonel kurutma iĢlemi tercih edilmektedir. Konveksiyon kurutmada esas, ısıtılmıĢ ve alabileceğinden çok daha az nem içeren hava veya baĢka bir gazı, yaĢ tekstil mamulüne değerek geçirmektedir. Bu değme sırasında, madde transferi ve ısı transferi olayları sonucu, tekstil mamulündeki nemin bir kısmı kurutma gazına (havaya) geçmektedir.

(29)

Mamul sıcaklığı daha düĢük olduğu için, havadan mamule doğru orantılı olarak bir ısı transferi oluĢur. Havadan mamule geçen ısının etkisiyle, mamul üzerindeki su buharlaĢır ve su buharı havaya geçer. Nemli tekstil ürünlerinin ısıl enerjiyle kurutulmalarında; kurutma iĢlemi süresince ısı transferi ile beraber, mamulden ortam havasına su buharı geçiĢi yani kütle transferi de gerçekleĢmektedir. Yani sıcak kurutma gazının nemli tekstil mamulüne teması sonucu iki taraflı bir ısı ve kütle transferi meydana gelmektedir;

1) Sıcak kurutma gazından nemli tekstil mamulüne doğru ısı transferi,

2) Nemli tekstil mamulünden kurutma gazına doğru da su buharı (yani kütle) transferi.

Ancak iĢlem gören materyalin yapısına ve nem oranına bağlı olarak kütle transferi, ısı transferinden bağımsız olarak değiĢim göstermektedir. Su ile muamele gören tekstil mamüllerinde örneğin, bir kova suya daldırılıp çıkartılan bir tekstil ürününde bulunan suyun hepsi yüzeyde ve mamule zayıf fiziksel güçlerle tutunmuĢ durumda bulunmayıp, yukarıda da bahsedildiği gibi yüzey suyu, kılcal su, ĢiĢme suyu, higroskopik nem gibi farklı Ģekillerde bulunmaktadır. Bu nedenle; kurutma sırasında ısı ve kütle transferi baĢtan sona kadar aynı hız ve miktarda meydana gelmemektedir (ġekil 2.1) [5].

(30)

8

ġekil 2.1‟de incelendiğinde; AB bölgesi ısınmaya hazırlık kısmı olmaktadır ve mamül üzerindeki fazla sıvı nedeniyle kurutma hızı artıĢ göstermektedir. Bu adımda suyun buharlaĢması mamulün yüzeyinde meydana gelmektedir ve gerek ısı, gerekse kütle transferi için sadece yüzeydeki ince bir hava sınır tabakasının aĢılması söz konusudur. Isı ve kütle transferi için sadece yüzeydeki ince bir hava sınır tabakasının aĢılması gerektiğinden, kurutma (suyun uzaklaĢması) bu adımda en hızlıdır. Bu aĢamada, kurutma havası sıcaklığı, nemi ve hızı kurutma hızını etkileyen parametreler olmaktadır.

BC bölgesi ise sabit hızda kurutma devresi olup, kurutmanın dengede olduğu, kurutma hızının ise kurutma havasının özelliklerinin değiĢimine bağlı olduğu kısımdır. BC bölgesinde kütle transfer olayı ısı transferi ile dengelenmiĢ bulunmaktadır. Kurutma ilerledikçe, önce geniĢ sonra da ince kılcal borulardaki su emilip yüzeye gelir ve buharlaĢıp gitmektedir. Ancak malzemedeki nem miktarı azalmaya baĢladıkça, kılcal boĢluklardaki sürtünme direncinin artmakta ve iç dokunun yüzeye sıvı transferini güçleĢtirmektedir. Bu durumda, yüzeyin sürekli nemli kalması zorlaĢmaktadır ve buharlaĢma artık yüzeyde değil, mamulün iç taraflarında meydana gelmeye baĢlamaktadır. Isı ve kütle transferi için kat edilecek yol artmaya ve dolayısıyla kurutma hızı düĢmeye baĢlamaktadır.

Sabit hızda kurutma devresinin sona erdiği C noktası, kritik nokta olarak ifade edilmekte ve bu noktadan sonra kütle transferinde sürekli bir azalma gözlenmektedir. Kılcal suyun uzaklaĢtırılmasının tamamlanmasından sonra, liflerin içerisindeki ĢiĢme suyunun önce liflerin içerisinden liflerin yüzeyine, oradan da kumaĢın yüzeyine difüzyonu baĢlar ki, kurutmanın en yavaĢ adımı budur. Bu adımda da kurutma hızı birinci derecede mamulün yapısına ve liflerin cinsine bağlı olup, kurutucunun özelliklerine daha az bağlıdır. CD bölgesi azalan kurutma devresi olmakta ve burada tekstil mamülü içerisinde bulunan ĢiĢme suyunun uzaklaĢtırılmasının ardından higroskobik nemin mamülün yüzeyine transferi gerçekleĢmektedir. Artan sıcaklık nedeniyle, meydana gelen higroskobik nem kaybı neticesinde, üründe yapı ve kalite bozuklukları görülebilmektedir.

(31)

Tekstil mamulün kurutulması sırasında yukarıda bahsedilen higroskopik nemin uzaklaĢtırılması ile mamul kalitesini bozulması tehlikesinin yanında, oluĢabilecek baĢka istenmeyen durumlar da bulunur. Lifler farklı kimyasal yapıları nedeniyle, ısıl duyarlılık farklılığı göstermektedirler. Örneğin; sentetik lifler, yüksek sıcaklıklarda yumuĢar ve erirlerken, selüloz ya da protein esaslı lifler yüksek sıcaklıklarda pirolitik bozunur ve kahverengiye dönerler. Eğer liflerin cinsine göre kurutma sıcaklığı uygun değerde seçilmemiĢse malzemede sararma da görülür. Ayrıca bölgesel kurutma farklılıkları nedeniyle boyarmadde göçü de meydana gelebilir [5,6].

(32)

(33)

3. TEKSTİL LİFLERİNİN SINIFLANDIRILMASI

Tekstil lifleri doğal ve yapay olmak üzere baĢlıc iki grup altında toplanır. Doğada bulunan ve insanlar tarafından üretilmeyen liflere doğal lifler denir. Bitkilerden ve hayvanlardan elde edilen bütün lifler ve mineral kaynaklı lifler doğal liflerdir. Doğal liflere ve yapay liflere ait sınıflandırma sırasıyla ġekil 3.1 ve ġekil 3.2‟de verilmiĢtir.

(34)

12

Şekil 3.2 : Yapay liflerin sınıflandırılması [7]

Yapay lifler, doğada bulunan polimerlerden veya kimyasal bileĢiklerden sentez edilmiĢ polimerlerden üretilir. Bu lifler, doğanın getirdiği kısıtlamalara maruz kalmaz ve tüm iĢlem kontrolllü Ģekilde gerçekleĢtirildiği için genellikle düzgün yapıya sahiptirler [7].

(35)

4. TEKSTİL KUMAŞ ÇEŞİTLERİ VE ÖZELLİKLERİ

4.1 Dokuma Kumaşların Özellikleri ve Sınıflandırılması

Dokuma kumaĢlar en az iki iplik sistemiyle (atkı ve çözgü iplikleri) üretilen, bu iplik sistemlerinin birbirleriyle belirli bir düzen içinde ve dik açı oluĢturarak bağlantı yapmalarıyla meydana getirilen yüzeysel tekstil ürünleridir.

Dokuma kumaĢların oluĢumu için gerekli olan temel elemanlar olan çözgü ve atkı iplikleri ile bunların bağlantı Ģeklini belirleyen dokuma örgüsü aĢağıda kısaca açıklanmıĢtır.

Çözgü iplikleri kumaĢta, kumaĢ kenarına paralel olarak boy yönünde yer alır. Çözgü iplikleri dokuma kumaĢlarda boy iplikleri olarak da bilinmektedir.

Atkı iplikleri kumaĢın eni boyunca, kumaĢın bir kenarından diğer kenarına doğru uzanırlar. Atkı iplikleri dokuma kumaĢlarda en iplikleri olarak da tanımlanırlar [8].

4.1.1 Dokuma Örgüsü

Dokuma kumaĢı oluĢturmak için, çözgü ve atkı ipliklerinin ne Ģekilde birbirleriyle bağlantı yapacağını belirleyen ve kareli desen kağıdı üzerinde gösterilen atkı ve çözgü ipliklerinin bağlantı düzenine, dokuma kumaĢın örgüsü adı verilir. Dokuma kumaĢ yapımında kullanılan üç temel örgü türü vardır.

a) Düz dokuma (bezayağı) örgüsü, b) Dimi dokuma örgüsü,

c) Saten dokuma örgüsü.

Bu temel dokuma örgülerinden türetilen veya bu temel örgülerin karıĢımlarıyla üretilen çok çeĢitli dokuma örgüleri vardır [8].

4.1.2 Dokuma Kumaşların Sınıflandırılması

Dokuma kumaĢların sınıflandırılması; dokundukları ipliklerin hammaddelerine göre, dokundukları örgü tipine göre, yüzey yapılarına göre, desenlendirme Ģekillerine göre,

(36)

14

AĢağıda hammaddelerine ve örgülerine göre dokuma kumaĢ türleri için sınıflandırma yapılmıĢtır [8].

1– Pamuklu dokuma kumaşlar

1.1- Bezayağı örgülü pamuklu kumaĢlar

1.2- Dimi ve dimi türevi örgülü pamuklu kumaĢlar 1.3- Saten ve saten türevi örgülü pamuklu kumaĢlar 1.4- Diğer örgülerle dokunmuĢ pamuklu kumaĢlar 1.5- Ġlave iplik sistemli pamuklu kumaĢlar

2- Yünlü dokuma kumaşlar 2.1- Bezayağı örgülü yünlüler 2.2- Dimi örgülü yünlüler 2.3- Saten örgülü yünlüler

2.4- Diğer örgülerle dokunmuĢ örgülü yünlüler 2.5- Ġlave iplik sistemli yünlü kumaĢlar

3- Sentetik dokuma kumaşlar 3.1- Bezayağı örgülü sentetikler 3.2- Dimi örgülü sentetikler 3.3- Saten örgülü sentetikler

3.4- Diğer örgülerle dokunmuĢ sentetikler 3.5- Ġlave iplik sistemli sentetik kumaĢlar 4- İpekli dokuma kumaşlar

4.1- Bezayağı örgülü ipekliler 4.2- Dimi örgülü ipekliler 4.3- Saten örgülü ipekliler

4.4- Diğer örgülerle dokunmuĢ örgülü ipekliler 4.5- Ġlave iplik sistemli ipekli kumaĢlar

5- Karışım ipliklerden dokunmuş kumaşlar 5.1- Bezayağı örgülü karıĢımlar

5.2- Dimi örgülü karıĢımlar 5.3- Saten örgülü karıĢımlar

5.4- Diğer örgülerle dokunmuĢ örgülü karıĢımlar 5.5- Ġlave iplik sistemli karıĢım karıĢımlar

(37)

6- Yapı özellikleriyle tanınan dokuma kumaşlar 6.1- Yapı özelliklerini dokumada kazanmıĢ kumaĢlar 6.2. Yapı özelliğini bitim iĢlemleriyle kazanmıĢ kumaĢlar 7- Teknik tekstiller 7.1- Endüstriyel tekstiller 7.2- Mobil tekstiller 7.3- Jeo tekstiller 7.4- Koruyucu tekstiller 7.5- Yapım tekstiller 7.6- Tıp tekstiller [8].

4.2. Örme Kumaşların Özellikleri ve Sınıflandırılması

Örme kumaĢlar çok çeĢitli olabilen yapıları ve değiĢik üretim tekniklerine göre farklı özellikler gösterebilirler.

4.2.1. Örme Kumaşların Sınıflandırılması

ÖrülmüĢ kumaĢlar; kumaĢın yapısına, üretim yöntemine, kullanılan makinenin türüne ve makinedeki kılavuz raylarının sayısına göre sınıflandırılır ve isimlendirilirler [8].

Örme kumaĢlarda iki ana sınıflandırma mevcuttur; a) Atkılı (tek iplikli) örme kumaĢlar,

b) Çözgülü örme kumaĢlar.

Her bir kumaĢ üretiminde farklı makineler kullanılır ve farklı tipte kumaĢlar üretilir. Atkılı örme kumaĢlara örnek olarak, kazak ve çoraplarda kullanılan tipler, çözgülü örme kumaĢlara ise perdelik ve danteller örnek olarak verilebilir.

El örgüsü ise, bir tek iplikli (atkı) örme tipidir. Genellikle atkılı örme kumaĢlarda ilmekler yan yana ve üst üste olduğu için kolayca sökülebilen kumaĢlardır. Çözgülü örme kumaĢlarda ise her iğneye bir çözgü ipliği geldiğinden ve her iplikte kendi içinde diğerleri ile bağlantı yaptığından dolayı enine ve boyuna yönde sökülmezler. Ancak atkı örme kumaĢlarda da sökülemeyen örgü yapıları vardır. Örneğin üç iplik

(38)

16

Çizelge 4.1: Dokuma ve örme kumaĢların fiziksel özelliklerinin karĢılaĢtırılması [8]. Fiziksel

Özellikler Dokuma KumaĢlar Örme KumaĢlar

KumaĢ Yapıları

Dokuma kumaĢların üretimi için en az iki iplik sistemi gerklidir. Çözgü ve atkı ipliği adı verilen bu iplik sistemleri belli bir düzene göre ve birbirleri ile 90 derece açıyla bağlantılar yaparak dokuma kumaĢı meydana getirirler.

Örme kumaĢların üretiminde tek iplik veya çözgülü örmecilikte olduğu gibi bir grup çözgü ipliği gereklidir.

Tek iplik veya çözgü formundaki iplikler örücü elemanlar vasıtasıyla ilmek formuna geti-rilir. Bu ilmekler üst üste ve yan yana birbirleriyle bağlanarak örme kumaĢı meydana getirirler.

Nem alma kabiliyetleri

Dokuma kumaĢlarda nem alma kabiliyeti elyaf cinsine, iplik yapısına, kumaĢ konstrüksi-yonuna ve terbiye iĢlemlerine bağlıdır.

Örme kumaĢlarla dokumalar arasındaki fark kumaĢ konstrük-siyonundan kaynaklanır çünkü genel olarak gevĢek yapılı kumaĢlar, sık yapılı kumaĢlara göre nemi daha çabuk ve kolay alırlar

Örme kumaĢlarda da nem alma kabiliyeti elyaf cinsine, iplik yapısına, kumaĢ konstrük-siyonuna ve terbiye iĢlemlerine bağlıdır. Örme kumaĢlar, dokumalardan farklı olarak ilmek formunda olmaları nedeniyle genel olarak daha gevĢek ve hacimli yapı-dadırlar.

Bu yapıları da nem alma kabiliyetlerinin dokumalara göre daha yüksek olmasını sağlar.

Isı iletkenliği ve Hava geçirgenliği Dokuma kumaĢlarda ısı iletkenliği, hava geçirgenliği ve iklim özellikleri; elyaf cinsi, iplik yapısı, kumaĢ konstrük-siyonu ve terbiye iĢlem-lerine bağlıdır.

KumaĢ konstrüksiyonuna bağlı olarak kumaĢ kalınlığı ve yüzey yapısı kumaĢların iklim özel-liklerini direkt olarak etkiler. Dokuma kumaĢlarda da çok çeĢitli kalınlık ve yüzey yapıları olabildiği için her türlü iklim Ģartlarına uygun dokuma kumaĢ yapmak mümkündür. Ancak çok genel olarak dokuma kumaĢların yapısının daha stabil ve sık olması nedeniyle örme kumaĢ-lara göre ısı ve hava iletken-liğinin düĢük olduğu söyle-nebilir.

Örme kumaĢlarda da ısı iletkenliği, hava geçirgenliği ve yalıtkanlık gibi iklim özellikleri; elyaf cinsine, iplik yapısına, kumaĢ konstrüksiyonuna ve terbiye iĢlemlerine bağlıdır. Aynı dokuma kumaĢlar gibi çok çeĢitli kalınlıkta ve yüzey yapı-sında örme kumaĢ üre-tilebildiği için, her türlü iklim Ģartlarına uygun örme kumaĢ vardır. Ancak; çok genel olarak, örme kumaĢların dokuma kumaĢlardan daha gevĢek ve gözenekli bir yapısı olduğu söylenebilir. Örme kumaĢların gevĢek ve hacimli bu genel yapıları nedeniyle çevre Ģartlarına da bağlı olarak, hava geçirgenliği ve izolasyon performansları daha iyidir.

(39)

5. LİTERATÜR ARAŞTIRMASI

Tez çalıĢması kapsamının belirlenebilmesi için, geniĢ çaplı bir literatür araĢtırması yapılmıĢtır. Teze içerik olarak dahil edilen bilimsel çıktılar, genel olarak tekstil kuruma/kurutma prensibini ve kuruma/kurutma prensibini etkileyen faktörler üzerine yapılmıĢ araĢtırmardır. Bu çalıĢmaların ıĢığında, tez çalıĢma kapsamı belirlenmiĢtir. Elyaf ve kumaĢ özelliklerinin, kuruma zamanı üzerindeki etkisinin incelendiği çalıĢmada; farklı elyaf tipine ve kumaĢ yapısına (örme~dokuma) sahip kumaĢların ortam Ģartlarındaki kuruma durumu araĢtırılmıĢtır. ÇalıĢmada kullanılan numune teknik özellikleri, ortam Ģartlarındaki nem kazanımları, ıslatıldıklarında tuttukları su miktarları ve ortam Ģartlarında kuruma süreleri Çizelge 5.1‟de verilmiĢtir [9].

Çizelge 5.1 : Kullanılan kumaĢ türleri, özellikleri, baĢlangıçta içerdikleri su miktarı ve ortam Ģartlarında kuruma zamanları [9].

Kumaş Ağırlık _(g/m²) Kalınlık _(mm) _(iplik/cm)Sıklık

Ortam Şartlarında Nem kazanımı (%) Örneklerin içerdiği su miktarı (g) Kuruma zamanı (saat)

Pamuk branda bezi 362 0.66 21x17 7.5 1.25 5.5

Pamuk çarĢaf 155 0.41 22x17 7.2 0.96 5 Pamuk tül 100 0.28 32x32 7.1 0.58 2.25 Polyester düz dokuma A 159 0,41 20x16 0.8 0.73 3 Polyester düz dokuma B 121 0.3 25x21 0.5 0.58 2.5 Polyester patiska 71 0.2 40x25 0.6 0.32 1 Yün düz dokuma 124 0.46 22x28 13.4 0.58 3

Yün tek sıralı örme 213 0.81 23x28 13.8 1.64 7

Akrilik düz örme 144 0.38 20x15 1 0.5 2

Akrilik örme 124 0.69 19x22 1.1 1.45 5

Naylon örme 215 1.02 12x14 4.1 2.52 10.5

Naylon triko örme 84 0.25 18x18 4.1 0.25 1.1

Pamuk/Polyester

örme 162 0.64 13x13 3.8 1.97 8.75

Polipropilen düz

dokuma 160 0.64 16x13 0.08 0.8 3

(40)

18

ÇalıĢmada; 105ºC‟de kurutulan numuneler 20 ºC ve % 65 bağıl nem ortam Ģartlarında bekletilip serbest halde nem almaya bırakılmıĢtır. Ortam Ģartlarında nemlenen numuneler bir süre damıtılmıĢ suda bekletildikten sonra süngerler arasına yerleĢtirilerek bekletilmiĢtir. Bu Ģekilde 1 gece bekletilen numunelerin ağırlıkları ve çektikleri su miktarları kaydedilmiĢtir. Daha sonra ortam Ģartlarına kurumaya bırakılmıĢtır. Numunelerin ortam Ģartlarındaki kuruma süreleri yukarıdaki tabloda gösterildiği gibidir. Kuruma süreleri, incelendiğinde farklı kumaĢ tiplerin farklı kuruma sürelerine sahip olduğu görülmüĢtür. AĢağıda numunelerin, ortam Ģartlarında nem kazanımları ile ıslatıldıktan sonra tuttukları su miktarlarını gösteren ġekil 5.1 verilmiĢtir.

Şekil 5.1 : KumaĢ türlerine ait ortam Ģartlarındaki nem kazanımı ve su ile muamelede numunelerin tuttuğu su miktarı değiĢimi [9]

Çizelge 5.1 ve ġekil 5.1 incelendiğinde kumaĢ tarafından tutulan su miktarının ortam Ģartlarında nem kazanımı ve elyaf çeĢidinden bağımsız olduğu iddia edilmektedir. Örneğin; Ģekilde ve tabloda iĢaretlendiği gibi ortam Ģartlarında nem kazanımları yaklaĢık olarak aynı olan naylon kumaĢların, su tutma miktarlarının birbirinden farklılık gösterdiği görülmüĢtür. Buna bağlı olarak; tutulan su miktarına göre kuruma sürelerinde de farklılık olduğu görülmüĢtür. Numunelerin ıslatıldıktan sonra bünyelerinde tuttukları su miktarı ile kuruma süreleri arasında iliĢkinin gösterimi ġekil 5.2‟de verilmiĢtir.

(41)

Şekil 5.2 : KumaĢ türlerine ait tutulan su miktarı ile kuruma zamanı değiĢimi [9] Yapılan çalıĢmada ġekil 5.2‟de gösterildiği gibi farklı cins kumaĢların ıslatıldıktan sonra bünyelerinde tuttuğu su miktarıyla, kuruma sürelerinin lineer olarak değiĢtiği görülmüĢtür. Buna bağlı olarak da, kurutma zamanının, kumaĢın baĢlangıçta tuttuğu su miktarıyla doğru orantılı olduğu iddia edilmiĢtir.

Bununla birlikte, tutulan su miktarının da kumaĢ kalınlığıyla doğru orantılı olduğu iddia edilmiĢtir. ġekil 5.3‟te kumaĢ kalınlığı ile kumaĢın tuttuğu su miktarı arasındaki iliĢki gösterilmiĢtir.

(42)

20

ÇalıĢma sonucunda; kurutma zamanının, elyaf cinsine bağlı olmadığı bununla beraber, kumaĢın bünyesinde tuttuğu su miktarına bağlı olduğu iddia edilmiĢtir. Tutulan su miktarının da kumaĢ kalınlığıyla doğru orantılı olarak değiĢtiği savunulmuĢtur [9].

Kurutma iĢleminde, kurutmayı etkileyen parametrelerin değiĢtirilmesi durumunda kumaĢ içerisindeki nem dağılımının ne yönde değiĢeceğinin araĢtırıldığı çalıĢmada, değiĢken parametre olarak; baĢlangıç nem içeriği, kurutma havası hızı, kurutma havası sıcaklığı ele alınarak, %100 pamuk ipliğinden üretilmiĢ örme ve dokuma kumaĢlar (ġekil 5.4) incelenmiĢtir.[10]

Şekil 5.4 : Örme kumaĢ (solda) ve dokuma kumaĢ (sağda) görünümleri

Aynı elyaf cinsine ait olan numunelere ait teknik özellikler aĢağıda verildiği gibidir. (Çizelge 5.2)

Çizelge 5.2 : Seçilen kumaĢ numuneleri ve özellikleri [10]

%100 Pamuk Örme % 100 Pamuk Dokuma

Kullanım T-shirt Kullanım Jean pantolon

Gramaj 220 g/m² Gramaj 420 g/m²

Ġplik numarası Ne:8 Ġplik numarası Ne:8

BaĢlangıç rurubet miktarı

1.4

(kg su/kg kuru ağırlık)

BaĢlangıç nem miktarı

0.5, 0.6, 0.7 (kg su/kg kuru ağırlık)

(43)

Kurutma havası sıcaklıklarının; 50, 60, 70 ºC ve kurutma havası hızlarının da 0.5, 1.0 ve 1.5 m/s olarak seçildiği çalıĢmada; konveksiyonel (taĢınımla) kurutma prensibine dayanan ve tekstil endüstrisinde kullanılan konveksiyonel kurutma makinesine benzer bir deney düzeneği kullanılmıĢtır (ġekil 5.5).

Şekil 5.5 : Konveksiyonel kurutma deney düzeneği [10]

ġekil 5.5‟te gösterildiği gibi asılı haldeki kumaĢ yüzeyine, dikey ve yatay yönde hava gönderilerek tekstil içerisindeki nem dağılımının nasıl olduğu incelenmiĢtir. Sırasıyla sabit ve düĢük kurutma fazlarını içeren kurutma iĢleminde, rutubet değeri 0.5 (kg su/kg kuru ağırlık) olan dokuma numunesinde sabit kuruma fazı görülmemiĢtir. Ardından 0.6 ve 0.7 rutubete sahip olan kumaĢlarda da sabit kurutma fazı görülmemiĢtir.

ÇalıĢma sonucunda; kurutma oranının, kurutma hava sıcaklığı ve hava akıĢ hızının artıĢı ile arttığı görülmüĢtür. Bunun yanında çalıĢma sonucunda; dokuma kumaĢın 0.7 (kg su/kg kuru ağırlık) rutubet değerinden daha düĢük rutubet içeriğine sahip olduğu durumda kurutma iĢleminde sabit kurutma fazı görülmezken, doğrudan düĢük kurutma fazına geçiĢ olduğu görülmüĢtür. Bunun yanında, düĢük kurutma fazındaki baĢlangıç rutubet miktarının, kurutma oranı üzerinde belirgin bir etkisinin olmadığı iddia edilmiĢtir. 1.4 rutubet oranına sahip örme pamuklu kumaĢa ait kurutma iĢleminde ise hem sabit kurutma hem de düĢük kurutma fazı olduğu görülmüĢtür. ÇalıĢma sonucunda; hava akıĢ hızının ve sıcaklığının artıĢıyla kurutma iĢlemi hızlandığı ve bununla beraber enerji ekonomisi sağlamak isteniyorsa; düĢük sıcakla beraber, yüksek hava akıĢ hızları sağlanması durumunda enerji açısından tasarruf yapılabileceği önerilmiĢtir.

(44)

22

ÇalıĢma sonucunda kurutma iĢleminin iki klasik fazı olan sabit ve düĢük kurutma fazlarının ayrı olarak analiz edilmesi gerektiği iddia edilmiĢtir. Buna göre; hava akıĢ hızlarındaki değiĢimin, sabit kurutma fazında çok önemli olduğu görülürken, düĢük kurutma fazında bu önemin azaldığı görülmüĢtür [10].

Kurutma esnasında tekstil içerisindeki nem transferini incelemek amacıyla yapılan diğer bir çalıĢmada ise halıların kurutulması baz alınmıĢtır. ÇalıĢmada; hava sıcaklığı, hava debisi ve bağıl nemin kontrol altında tutulabilmesine olanak sağlayan konveksiyonel kurutma makinesine benzeyen bir test düzeneği kullanılmıĢtır (ġekil 5.6) [11].

Şekil 5.6 : Konveksiyonel kurutma deney düzeneği [11]

Tek kat kumaĢın düz bir Ģekilde kurutulduğu çalıĢmada, tekstil numunesine yatay ve dikey yönlerde 30 m/d hızla 116 ºC‟da kurutma havası gönderilmiĢtir; ancak, kurutma verimliliğinin hava akıĢ yönüne bağlı olmadığı ortaya çıkmıĢtır.

Kurutma iĢlemi boyunca; kurutma odasından çıkan havanın sıcaklığı, kumaĢ sıcaklığı ve kumaĢın içerdiği su miktarının zamanla değiĢimi ġekil 5.7‟de paylaĢılmıĢtır.

(45)

Şekil 5.7 : Kurutma odası çıkıĢ hava sıcaklığı, kumaĢ sıcaklığı ve kumaĢın içerdiği su miktarının zamanla değiĢimi [11]

ġekil 5.7‟de; sabit kurutma fazında kurutma odasından çıkan sıcaklığının adyabatik doyma sıcaklıklığına yakın olması ile bu fazda çıkıĢ havasının hemen hemen doymuĢ olması, kurutmanın bu periyotta çok verimli olduğunu gösterdiği belirtilmiĢtir. Bu nedenle, bu fazda ısıl ve kütlesel geçiĢin arttırılmasına yönelik bir uygulama yapılmasına gerek duyulmadığı iddia edilmiĢtir. Bununla birlikte, düĢük kurutma fazında, kurutma odasından çıkan hava sıcaklığının adyabatik doyma sıcaklığından yüksek olması bu fazda verimsiz bir kurutma yapıldığını gösterdiği belirtilmiĢtir. Böylece; düĢük kurutma fazında, kurutma veriminin arttırılmasına yönelik araĢtırmaların yapılması önerilmiĢtir.

Belli özellikteki tekstil numunelerinin su ile muamelesi sonucunda sıkma iĢlemi uygulanmadan (belli bir rutubet miktarına getirilmeden) kurutuldukları çalıĢmada kurutmanın bilinen 2 önemli fazı incelemiĢtir [12].

ÇalıĢmada, farklı elyaf içeriğinde, farklı kumaĢ konstrüksiyonunda ve farklı boyutlarda hazırlanan numuneler kullanılmıĢtır. Numunelerin özellikleri Çizelge 5.3‟te verilmiĢtir.

(46)

24

Çizelge 5.3 : KumaĢ tipleri ve teknik özellikleri [12]

Kumaş Elyaf Gramaj

(mg/cm²)

Kalınlık

(mm) Çözgü/inç Atkı/inç

Basma Pamuk 15.97 0.25 84 78

ÇarĢaf Pamuk 16.73 0.39 54 46

Ġnce dokulu Pamuk 8.51 0.2 107 97

Challis(elbiselik) Spun Rayon 20.31 0.32 84 64

Challis(elbiselik) Spun Naylon 16.91 0.32 74 68

Challis(elbiselik) Spun Dacron 13.01 0.35 55 52

Düz Dokuma Filament Naylon 4.7 0.16 116 80

Düz Dokuma Filament Dacron 4.41 0.18 104 108

Fanila kumaĢ Yün 46.88 0.79 54 44

Çizelge 5.3‟te görüldüğü gibi; çalıĢmada rayon, pamuk ve yün numuneler kullanılmıĢtır. Testler standart sıcaklık ve bağıl nemde yapılırken, havalandırma ekipmanı ile türbülanslı hava akıĢı sağlanmıĢtır. Sıkmadan kurutulan numunelerde öncelikle artan kurutma sonra sırasıyla; sabit kurutma, düĢük kurutma ve denge fazları gözlemlenmiĢtir. ÇalıĢmada teorik olarak; kurutma iĢleminin genel olarak bilinen sabit kurutma ve düĢük kurutma olmak üzere 2 fazı ele alınmıĢtır. Sabit kurutma fazında kurutulan materyalin; doymuĢ yüzeyinden, akıĢ havası içerisindeki durgun hava filmi içine olan su buharı diffüzyon oranı etkili iken, ıĢınımsal ısı transferinin olmadığı durumda, bu diffüzyon oranının materyal etrafındaki hava akıĢ hızına, hava sıcaklığına ve havanın bağıl nemine bağlı olurken, materyalin karakteristiğine bağlı olmadığı iddia edilmiĢtir. Sabit kurutma fazında bahsedilen bu oranın da aĢağıda gösterilen 5.1 nolu denklemle ifade edildiği belirtilmiĢtir:

P

A

K

T

A

h

d

g t w

.

_.

(5.1) A : Kurutulan materyalin yüzey alanı (seçilen kumaĢ alanının 2 katı),

λ : Kurutulan materyalin sıcaklığındaki suyun buharlaĢma gizli ısısı, g

K : Kütle transfer katsayısı, ΔT = Ta_-Ts_;

Ta: Hava sıcaklığı,

Ts: Kurutulan yüzeyin sıcaklığı, ΔP=Pa_-Ps_;

(47)

Pa: Havadaki suyun kısmi buhar basıncı, Ps_{: T}s‟deki suyun buhar basıncı.

Sadece ısı transferinin konveksiyonla olduğunun düĢünüldüğü durumda, kumaĢ yüzeyi özelliklerinin bu oranın hesaplanmasında yer almadığı belirtilmiĢtir.

Aynı kumaĢ türünde farklı boyutlarda kumaĢların denendiği çalıĢmada; sabit kurutma Ģartları altında süren kurutma fazı zamanının tekstilden buharlaĢtırılan su miktarı ile ilgili olduğu belirlenmiĢtir. Bu sürenin de kumaĢın su tutma kapasitesine bağlı olduğu iddia edilmiĢtir. Aynı alana sahip olan farklı kumaĢ numunelerinin, farklı su tutma kapasitelerinin olduğu ve bunun da kumaĢ yapısı ile birlikte elyaf çeĢidine bağlı olduğu da savunulmuĢtur.

ÇalıĢmada; aynı alan ve ağırlığa (gramaj) sahip olan numunelerin kurutulması sırasında, 3 kurutma fazında gözlenen numunelerin rutubet miktarları Çizelge 5.4‟te verilmiĢtir.

Çizelge 5.4 : Numunelerin baĢlangıç, kritik ve denge durumundaki rutubet değerleri [12]

Rutubet miktarı g/g

Kumaş Başlangıç Kritik Denge

Pamuk Basma 1.64

0.25

0.094

Pamuk ÇarĢaf 1.58 0.093

Pamuk Ġnce Dokulu 1.24 0.088

Rayon Challis 2.01 0.53 0.163 Yün fanila 2.6 0.38 0.158 Naylon Challis 1.24 0.12 0.047 Naylon Filament 0.5 0.026 Dacron Challis 0.84 0.1 0.013 Dacron Filament 0.47 0.010

ÇalıĢmada, sabit kurutmanın sona erip düĢük kurutmanın baĢladığı andaki rutubet değeri “kritik rutubet” olarak ifade edilmiĢtir.

ÇalıĢmada, eĢit alan ve ağırlığa (gramaj) sahip olan numunelere ait sabit kurutma fazı süresinin, bu fazda uzaklaĢtırılan su buharı miktarına olan oranına göre, farklı kumaĢ türleri için kuruma hızları açısından bir sıralama yapılmıĢtır (Çizelge 5.5).

(48)

26

Çizelge 5.5 : KumaĢ türlerine göre kuruma hızları [12]

En hızlı kuruyan Dacron Filament

Naylon Filament Dacron Challis Pamuk İnce Dokulu Naylon Challis Pamuk Çarşaf Pamuk Basma Rayon Challis En yavaş kuruyan Yün fanila

ÇalıĢma sonucunda, tekstilin kuruması için gerekli olan en uzun sürenin sabit kurutma fazında harcandığı ve bu sürenin de materyalin baĢlangıçtaki rutubet miktarına bağlı olduğu iddia edilmiĢtir. BaĢlangıç rutubet miktarının da elyaf çeĢidine ve kumaĢ kalınlığına bağlı olduğu belirtilmiĢtir. Bununla birlikte; elyaf üzerine uygulanan kimyasal iĢlemlerden de kurutma süresinin değiĢtirdiği iddia edilmiĢtir. DüĢük kurutma fazı süresinin de elyaf çeĢidine, kumaĢ yapısına ve kumaĢ boyutuna bağlı olduğu belirtilmiĢtir. DüĢük kurutma fazında ,suyu seven kumaĢlarda suyun buharlaĢtığı efektif alan kurutma süresi açısından önemli iken; suyu sevmeyen kumaĢlarda suyun tekstil içerisinden tekstil yüzeyine taĢınma karakterinin kurutma süresinde etkili olduğu iddia edilmektedir.

ÇeĢitli türdeki kumaĢların su ile olan etkileĢiminin incelendiği çalıĢmada, çeĢitli lif cinsindeki kumaĢların su çekme davranıĢı incelenmiĢtir [13].

Aynı boyutta hazırlanan farklı lif cinsindeki kumaĢlar (pamuk, yün, naylon, akrilik, polyester, polipropilen) (38,5 cm²); % 0,01 çözelti içeren saf suda ıslatılmıĢtır. Ġki sünger arasına yerleĢtirilen numuneler, belli süre bekletildikten sonra standart ortam Ģartlarında (20 ºC‟de & 65 % bağıl nemde) kurumaya bırakılmıĢtır. Düzenli aralıklarla kütle (su) kayıpları kaydedilmiĢtir.

ÇalıĢmanın birinci kısmında, numuneler standart ortam Ģartlarında kendi halinde kurumaya bırakılırken; ikinci kısmında aynı miktarda su içeren numunelerin kurutulmuĢ ve gerekli enerji miktarı hesaplanmıĢtır. ÇalıĢmanın ilk kısmı için kullanılan numuneler ve özellikleri Çizelge 5.6„da verilmiĢtir.

(49)

Çizelge 5.6 : KumaĢ türleri ve özellikleri [13] Kumaş Gramaj (g/m²) Kalınlık (mm) Sıklık (iplik/cm) Nem kazanımı,(%) Pamuk çarĢaf 155 0.41 22x17 7.0

Pamuk ince dokuma 100 0.28 32x32 7.0

Polyester düz dokuma A 159 0.41 20x16 0.4

Polyester düz dokuma B 121 0.3 25x21 0.4

Polyester örme 155 0.58 10x14 0.4

Polipropilen örme 212 1.45 24x36 0.0

ÇalıĢma sonucunda kumaĢ tarafından tutulan su miktarının kumaĢ kalınlığına bağlı olan yüksek bir korelasyon bulunmuĢtur (r=0.98). KumaĢta bulunan su buharı elyafın hidrofilik (suyu seven) kısmına bağlı olduğu ve bu durumun da elyaf ağırlığıyla ilgili olduğu belirtilmiĢtir. Diğer taraftan kumaĢ tarafından emilen su ise; onun toplam kapileri hacmine bağlı olduğu ve kumaĢ kalınlığıyla ilgili olduğu belirtilmiĢtir. Farklı atkı sayılarına ait pamuklu kumaĢlar denenen çalıĢmada atkı sayısının artmasıyla beraber kumaĢın içerdiği su miktarı da arttığı görülmüĢtür bu da atkı sayısının artmasıyla beraber kumaĢ gramajının da artmasıyla ilgili olduğu belirtilmiĢtir. Bununla birlikte, aynı gramaja sahip ancak farklı atkı sayısına ait olan kumaĢlarda ise atkı sayısı düĢük olan kumaĢların daha az su çektiği görülmüĢtür. Bu sonuca dayanarak suyun iplik içerisindeki boĢluklarda (liflerin arasına) tutulduğu ile açıklanmıĢtır. Ayrıca, tüylü kumaĢlar dıĢında farklı çeĢitteki ve yapıdaki kumaĢların kuruma sürelerinin baĢlangıçta içerdikleri su miktarına bağlı olduğu görülürken bunun elyaf çeĢidine bağlı olmaksızın değiĢtiği görülmüĢtür.

ÇalıĢmanın 2 kısmında, 2 farklı Ģekilde numune hazırlanmıĢtır. Ġlkinde suya daldırılan numuneler, el ile sıkıldıktan sonra kağıt havluların kullanılarak fazla su alınmıĢtır. Diğer set numunelere ise 2.5 ml saf su içeren Ģırınga ile numuneler homojen olarak ıslatılmıĢtır böylece numuneler aynı miktarda suya sahip olmuĢlardır. Numuneler, yüzey sıcaklığı 30 ºC olan bir plaka üzerine konulmuĢ ve içerdiği suyu buharlaĢtırmak için gereken enerji miktarı kaydedilmiĢtir.

Pamuklu ve sentetik numunelerin incelendiği çalıĢmada belli miktardaki suyu uzaklaĢtırmak için birim alana verilmesi gereken ısı miktarı değiĢimi ġekil 5.8‟de verilmiĢtir.

(50)

28

Şekil 5.8 : Polyester ve pamuklu kumaĢa ait ısı akısı değiĢimi [13]

Numunelerin içerdikleri su miktaları, kurutma süreleri, kurutma için birim alana verilmesi gereken ısı miktarı ve aynı miktarda su içeren numunelerinin kuruması için birim alana verilmesi gereken ısı miktarı Çizelge 5.7‟de verilmiĢtir.

Çizelge 5.7 : ÇalıĢmada kullanılan numunelerin içerdikleri su miktarları, kurutma süreleri, kurutma için birim alana verilmesi gereken ısı miktarı ve aynı miktarda su içeren numunelerin kuruması için birim alana verilmesi gereken ısı miktarı [13] KumaĢ KumaĢın baĢlangıçta içerdiği su miktarı, (g) Kurutma süresi, (d) Kurutma için, birim alana verilmesi gereken ısı miktarı ( kJ/m²) 2,5 g suyu buharlaĢtırmak için birim alana verilmesi gereken ısı miktarı (kJ/m²) Pamuk çarĢaf 3.2 53 249 471 2.9 57 246

Pamuk ince dokuma 1.7 28 90 490 1.3 25 105 Polyester düz dokuma A 1.3 24 142 445 0.6 11 41 Polyester düz dokuma B 1.1 22 111 491 2.6 50 190 Polyester örme 3 46 278 475 1.9 27 172

(51)

2002 yılında yapılan bir yüksek lisans tezinde mamul (kumaĢ) özelliklerinin kurutma performansına olan etkisini araĢtırmıĢtır [14].

ÇalıĢmada; değiĢik özelliklerde (iplik numarası, dokuma konstrüksiyonu, sıklık,vb. gibi) tekstil numuneleri ele alınarak, farklı sıcaklıklarda (50, 60, 70 ºC) kurutulmuĢ ve kuruma eğrilerine dayanılarak kurutma performansı hakkında yorum yapılmıĢtır. ÇalıĢmada kullanılan numuneler ve özellikleri aĢağıda ġekil 5.9‟da verilmiĢtir.

Şekil 5.9 : ÇalıĢmada kullanılan kumaĢ ve özellikleri [14]

ÇalıĢmada kabin tipi kurutucu kullanılmıĢtır (ġekil 5.10). Kabin içerisine yerleĢtirilen numunelere yatay yönde, istenilen Ģartlarda kurutma havası gönderilerek kurutma iĢlemi gerçekleĢtirilmiĢtir.

Şekil 5.10 : Kabin tipi kurutucu görünüĢü [14]

Deneylerde sabit kurutma fazı ele alınmıĢtır. Numunelerin nem kaybının kaydedildiği, hassas bir terazi de sisteme yerleĢtirilmiĢ ve terazi yardımıyla kritik

(52)

30

tespit edilen nem değerine (sabit kurutma fazının bitip düĢük kurutma fazının baĢladığı) ulaĢıldığında deney sonlandırılmıĢtır.

ÇalıĢmada; kurutma performansını ifade etmek için kurutma etkinliği ifadesinden yararlanılmıĢtır. Kurutma etkinliğinin herhangi bir kumaĢ için, kumaĢtan kurutma süresince toplam uzaklaĢtırılan su miktarının, toplam kurutma süresine olan oranı Ģeklinde tanımlanmıĢtır.

Kurutma etkinliği: Toplam uzaklaĢtırılan su miktarı / Toplam kuruma süresi

ÇalıĢma sonucunda; kurutma havası sıcaklığının artıĢıyla beraber kurutma etkinliğinin arttığı görülmüĢtür. Bununla birlikte kumaĢların ipliği inceldikçe daha etkin Ģekilde kurutma yapılabildiği iddia edilmiĢtir (ġekil 5.11).

Şekil 5.11 : Tüm kumaĢlar için kurutma etkinliği [14]

ÇalıĢmanın diğer bir sonucunda ise; dokuma örgüsü tipinin de kurutma etkinliğini üzerinde etkili olduğu savunulmuĢtur. KumaĢ gramajı arttıkça, kurutma etkinliğinin düĢtüğü ve gramajın azalmasıyla kurutma etkinliğinin arttığı iddia edilmiĢtir.

DüĢük sıcaklıklarda (50 ºC, 60 ºC), kumaĢ gramajının ve iplik kalınlığının kurutma verimine olan etkisinin fazla olduğu belirtilirken; yüksek sıcaklıkta (70 ºC), malzeme cinsinin (örn; polyester karıĢımlı kumaĢların polyesterin nem kaybetme özelliğinin fazla olmasından dolayı) kurutma etkinliği açısından önemli olduğu iddia edilmiĢtir. Sentetik karıĢımlı kumaĢların, % 100 pamuklu kumaĢlara göre kurutma etkinliğinin daha yüksek olduğu savunulmuĢtur. Bu durumun; 100 % pamuk olan kumaĢların hidrofilik (suyu seven) özelliğinden kaynaklandığı belirtilmiĢtir [14].

(53)

ÇamaĢır kurutma makinesinin dokuma ve örme kumaĢlar üzerindeki etkisini araĢtırıldığı bir çalıĢmada; % 100 pamuklu örme ve dokuma kumaĢlar kullanılmıĢtır [15]. KumaĢ numunelerine ait teknik özellikler Çizelge 5.8‟de verilmiĢtir.

Çizelge 5.8 : Kullanılan pamuklu örme ve dokuma kumaĢ özellikleri [15] % 100 Pamuk Çözgülü

Örme Düz tek plaka Jarse % 100 Pamuk-Düz Dokuma çarşaf

Enine ilmek sayısı 18.5 cm−¹ Çözgü 28.5 cm−¹

Boyuna ilmek

sayısı 11.5 cm−¹ Atkı 26.5 cm−¹

Ġplik numarası 19.4 tex Ġplik numarası Çözgü~Atkı 22.5~23.9 tex

Gramaj, (g/m2) 115.7 Gramaj (g/m2) 143.5

Kalınlık,mm 0.48 Kalınlık,mm 0.34

Sıklık tel/cm 1.62 Örtücülük faktörü 26.5

Nem kazanımı,% 7.89 Nem kazanımı % 8.27

Nem içeriği, % 7.31 Nem içeriği,% 7.63

Düz dokuma ve tek plaka örme kumaĢ olmak üzere; 2 farklı konstrüksiyonda tekstil numunesi, yıkandıktan sonra 3 farklı sıcaklık set değerine ayarlamıĢ çamaĢır kurutma makinesinde belli bir süre kurutulmuĢtur. ÇalıĢmada; bir tekstil kurutma makinesinde kurutma süresinin; kurutulacak yük miktarına, kurutulacak yükün baĢlangıç rutubet miktarına, kurutma odası boyutuna, çalkalama oranına, iĢlem havası debisine, iĢlem havası sıcaklığına ve iĢlem havasının içerdiği nem miktarına bağlı olduğu iddia edilmektedir. Kurutma iĢleminde; sabit çalkalama oranında; sıcaklık değeri ile zaman ters orantılı iken; sabit sıcaklıkta ise, çalkalama oranı ile zamanın ters orantılı olduğu belirtilmiĢtir.

ÇalıĢmanın birinci kısmında, 3 farklı sıcaklık set değerinde standart bir yükün kurutulması incelenmiĢtir. Ġkinci kısmında ise; normal Ģartlar altında aynı kuru ağırlığa sahip sadece örme, sadece dokuma ve örme-dokuma karıĢık olmak üzere 3 farklı yükün sabit sıcaklıkta kurutulması incelenmiĢtir.

Standart ortam Ģartlarında kuru ağırlığı 2.7 ± 0.1 kg olan standart numuneler yıkandıktan (38 ± 2 ºC % 66 ± 1 g deterjan) sonra, “Whirlpool Ultimate Care II” tip tekstil kurutma makinesinde yüksek, orta ve düĢük dereceli programlarda

(54)

32

3 farklı sıcaklık değerinde gerçekleĢtirilen kurutma iĢlemlerinde, standart yükün zamana bağlı kütle kaybı ġekil 5.12‟de gösterilmiĢtir.

Şekil 5.12 : Standart yükün, 3 farklı sıcaklık set değerinde kurutulması sırasında zamana bağlı kütle kaybı [15]

ġekil 5.12 incelendiğinde, yüksek ve orta sıcaklık set değerinde yapılan kurutma iĢleminde yükün zamana bağlı kütle kaybı değiĢiminin benzer olduğu görülürken; bu eğrilerin, düĢük sıcaklık set değerinde gerçekleĢtirilen kurutma iĢleminde elde edilen zamana bağlı yükün kütle kaybı eğrisinden oldukça farklı olduğu gözlenmiĢtir. ÇalıĢmanın ikinci kısmında ise, çalıĢma yükünde homojenlik sağlanarak kurutma iĢlemi incelenmiĢtir. Buna göre; sadece örme, sadece dokuma ve dokuma ve örme karıĢık olmak üzere aynı kuru ağırlığa sahip yükler aynı sıcaklıkta kurutulmuĢtur. Yüksek sıcaklık programında kurutulan numunelerin; 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40. dakikalarda içerdiği nem miktarları ayrı olarak kaydedilmiĢtir. Elde edilen zamana bağlı içerilen nem miktarları aĢağıda ġekil 5.13‟te verilmiĢtir.

(55)

Şekil 5.13 : Örme, dokuma ve karıĢık yükün zamana bağlı içerdiği nem miktarı değerleri [15]

ÇalıĢmalar sonucunda dokuma kumaĢın örme kumaĢa göre daha hızlı kuruduğu görülmüĢtür. Bu durum çamaĢır yıkama makinesinden çıkan dokuma kumaĢların, örme kumaĢlara göre daha az nemli olması ile açıklanmıĢtır. KarıĢık (örme ve dokuma içeren) bir yük içinde dokuma ve örme numunelerin kurutma süresince içerdikleri nem miktarlarının birbirinden farklılık gösterdiği ve bunun da tekstil yıkama makinesinden çıkıĢ nem miktarlarının birbirinden farklı olması ile açıklanmıĢtır. Bu durumun da kumaĢların teknik özellikleri ile ilgili olduğu iddia edilmiĢtir.

2005 yılında Whirlpool firması ile ortaklaĢa yaptılan bir çalıĢmada çamaĢır kurutma makinesinde yüksek verimlilik ve performansın arttırılması üzerine çalıĢılmıĢtır [16]. Piyasa araĢtırması sonucunda kullanıcıların, çamaĢır kurutma makinesinden beklentilerinin; düĢük enerji tüketimli, düĢük maliyetli, kısa kurutma süresine sahip, bütün tekstil ürünleri için kullanılabilen ve çok fonksiyonlu olması yönünde olduğundan bu kapsamda bir çalıĢma yapılmıĢtır. ÇalıĢmada Whirlpool ısı pompalı