metodu ile sıcaklık ölçümünü yapan cihazlardır. Uzunluk, hacim, basınç, elektrik direnci, potansiyel fark, renk değişimi ve yüzeylerin ışınım şiddetleri termometrik özelliklerdir. Bu termometrik özellikler kullanılarak çeşitli (5)…Sıcaklık.. ölçerler geliştirilmiştir. Bimetal teller (6)……Sıcaklık……… kontrolü için de kullanılırlar. Yarı iletken malzemeden yapılan termistorlerin elektrik direnci, bir çok metal malzemenin aksine sıcaklıkla (7)…azalır….. Pratikte (8)……Pirometre……
olarak adlandırılan temassız tip sıcaklık ölçerler, cisimlerden yayılan ısıl ışınımın tespitine dayanır. Isıl çiftlerin türleri (9) kullanılan elemanın malzemesine göre değişir. Farklı metaller ile oluşturulan eklemlerde meydana gelen sıcaklık farkı (10) elektro motor kuvveti oluşturur. Işınım metodu ile sıcaklık ölçümünü yapan cihazların genel olarak (11) pirometre denir. (12) Termistörlerde sıcaklıkla elektriksel direnç değişimi doğrusal değildir ve sıcaklığın artmasıyla direnç azalır.
PT100 ve NI100 kullanımı en yaygın olan (13) direnç termometreleri olduğu söylenebilir. Termostatik vanalarda şofbenlerde (14) bimetal termometre kullanılmaktadır. (15) Gaz ve sıvı basınç termometreleri ile ideal gaz termometresinin arasındaki temel fark bu tip termometrelerin ideal gazdan başka herhangi bir sıvı, gaz veya sıvı-buhar ile doldurulmuş olmasıdır. (16) Sıvı genleşmeli cam termometrenin temel çalışma prensibi, hazne içindeki sıvının, sıcaklıkla genişleyerek kılcal boru içinde yükselmesidir. Akış kaplarında, silindirik kapların altına çılan deliklerden akışkanın (17) boşalma zamanına göre viskozite belirlenir. Pozitif yer değiştirme metodunda devir sayısı ölçülerek (18) debi kümülatif olarak ölçülür. Savak açık kanallarda (19) debi ölçümünde kullanılmaktadır. Akışkanın hacimsel debisinin akışkanın geçtiği kesit alana oranı akışkanın (20) ortalama hızını verir. Ölü ağırlık test cihazı basınç ölçerlerin (21) kalibrasyonu için kullanılır. Piezoelektrik, kristal yapıdaki cisimlerin kendilerine dışarıdan uygulanan basınç miktarı ile orantılı olarak (22) elektrik üretme özelliği olarak da açıklanabilir. Elastik elemanlı basınç ölçerlerde, (23) stain gage, doğrusal değişimli diferansiyel transformatörler ve kapasitör elektrik sinyalinin elde edilmesinde kullanılmaktadır.
Soru 2: Bir binanın tepesindeki ve dibindeki atmosfer basınçları sırası ile 720 mmHg ve 765 mmHg olarak ölçülmüştür.
Buna göre binanın yüksekliği yaklaşık kaç metredir. (ortalama hava yoğunluğu 1,18 kg/m3) (ortalama civa yoğunluğu 13600 kg/m3)
Çözüm:
( ) 518.64 m
Soru 3: Şekildeki kuyu tipi manometre ile P basıncı ölçülmektedir. Manometre içerisindeki sıvının yoğunluğu , sıvının yüksekliği h=1400 mm ve atmosfer basıncı Pa=1bar olduğuna göre ölçülen P basıncı kaç Pa’dır? Bu basıncın 10 cm2 alana uygulayacağı kuvvet kaç daN’dır?
Soru 4: Suyun hız ve debisini ölçmek amacıyla kullanılan eğik bir venturimetre için aşağıdaki veriler ışığında 1 nolu kesitteki hız ve debiyi kayıpları ihmal ederek hesaplayınız. ( h = 30 cm; d1 = 40 mm; d2 = 15 mm ) ( ρciva = 13600 kg/m3; θ = 300 )
4 4 a
F 4 N 4 N 𝐅 𝟒 𝟐 𝐝𝐚𝐍
Çözüm:
( )
( )
Süreklilik denkleminden;
4
4 4 ( )
̇ 4
4
̇
Soru 5: Bir bakır-constantan termokupl’ın kalibrasyonu sonucu elde edilecek kalibrasyon eğrisi aşağıdaki eğrilerden hangisi olabilir.
Y=4ln(x)+8, Y=ex+8, Y=sin(x)+8, Y=20x+8
Soru 6: Aşağıda basit şekilleri verilen cihazların isimlerini ve kullanım amaçlarını ve çalışma mantığını şekillerin altına yazınız.
Manyetik Debi Ölçer: Akışkan debisinin ölçümünde
kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız. Ultrasonik Debi Ölçer: Akışkan debisinin ölçümünde kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız
ρ z
ρ z
ρ (z z ) Çözüm:
Türbin Tipi Debi Ölçer: Akışkanların hızının ölçümünde kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız.
Bourdon Tüplü Manometre: Basınç ölçümünde kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız.
Bridgman Basınç Ölçer: Basınç ölçümünde kullanılır.
Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız.
Ventürimetre: Akışkanların hızının ölçümünde kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız.
Kanatlı anemometre: Akışkanların hızının ölçümünde
kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız. Ölü Ağırlık Test Cihazı: Basınç ölçerleri kalibre etmek için kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız
Sıcak levha anemometre: Akışkanların hızının ölçümünde kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız.
Elektrik Direnç Termometresi veya Isıl Çift: Sıcaklık ölçümünde kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız
Isıl Çift: Sıcaklık ölçümünde kullanılır. Çalışma
mantığı için ders notlarına bakınız
Akış Kapları: Akışkanın viskozitesinin ölçümünde kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız
Toplam Işınım Pirometresi: Sıcaklık ölçümünde
kullanılır. Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız
Optik Pirometre: Sıcaklık ölçümünde kullanılır.
Çalışma mantığı için ders notlarına bakınız
Soru 7: Bir otomobil fabrikasında çalışıyorsunuz. Fabrikada bir motor test ünitesi var. Burada, otomobillerde kullanılabilecek motorların, güç, moment ve verimleri motor devirlerine göre ölçülebiliyor. Sizden ise bu test ünitesine motorun ekzosundan atılan enerji büyüklüğünü ölçmeniz isteniyor. Nasıl ölçersiniz?
Araştırın
Soru 8: A’deki Basınç=Durma Basıncı, B’deki Basınç=Statik Basınç, A’daki Basınç – B’deki Basınç=Dinamik Basınç
Soru 9: Bir boru hattında basınç, 250 kPa ile 800 kPa arasında değişmektedir ve bu boru hattında basınç ölçümü yapmak için en ucuz ve doğru ölçüm yapabilecek bir basınç transduseri seçmeniz istenmektedir. Buna göre ihtiyaçlarınıza göre aşağıdaki tabloda verilen cihazlardan hangisini seçerdiniz. Açıklayınız.
No Ölçüm aralığı Doğruluk Fiyat Analiz / Seçim
1 0.2...1 MPA %1 1250 TL
2 300...800 kPa %0.5 1450 TL Ölçüm Aralığı Uygun Değil 250 kPa<300 kPa 3 1...5 mSS %0.25 2050 TL Ölçüm Aralığı Uygun Değil 5 mSS (50 kPa) <800
kPa
4 0.1...2 mSS %0.75 1900 TL Ölçüm Aralığı Uygun Değil 2 mSS (20 kPa) <800 kPa
5 10... ...850 kPa %1.5 1600 TL
6 4 bar...10 bar %1 1550 TL Ölçüm Aralığı Uygun Değil 4 bar (400 kPa) >250 kPa
Soru 10: Bridgman basınçölçer ile 10 kbar basınçta 2Ω’luk, 30 kbar basınçta ise 3 Ω’luk direnç elde edilmiş ve bu okunan direnç değerlerine göre cihaz kalibre edilmiştir. Bridgman basınç ölçer ile 3.5 Ω’luk direncin okunduğu andaki basınç değeri kaç Pa’dır? R=Ro[1+k(P-Po)]
a ( a) a ( a)
Soru 11: Uçaklarda hızın ölçülmesinde kullanılan pitot tüpünde statik basınç 0.7 bar durma basıncı ise 2 bar olarak ölçülmüştür. Yapılan ölçüme göre; a) uçağın hızı kaç km/h dır? Uçağın yüksekliği kaç m’dir? (ortalama hava yoğunluğu 1.18 kg/m3)
Çözüm:
a a 4 4
a a
Soru 12: Kesit alanı 10 cm2 olan bir borudan akan su 3000 dm3 hacme sahip tankı 4 dakikada doldurduğuna göre suyun ortalama hızı kaç m/s’dir?
Çözüm:
Akışkanın hacimsel debisinin kesit alanına bölünmesiyle akışkanın ortalama hızının bulunabileceği bilinmektedir. Bundan dolayı ilk olarak akışkan debisinin bulunması gerekmektedir. Hesaplanması istenen hızın birimi m/s olduğundan akışkanın hacimsel debisinin m3/s olarak hesaplanması gerekmektedir.
̅
4 a
( )
4 ( ) ̅
( )
Soru 13: Bir kanaldan saatte 3600 kg akan 10 μg.mm-3 yoğunluğuna sahip akışkanın hacimsel debisi kaç L/s’dir?
Çözüm:
̇
̅ ̇
( ) ( )
Soru 14: Geniş kesitinin çapı 6 cm, dar kesitinin çapı 3 cm olan orifis metrede basınç farkı 0.02 bar olarak ölçülmüştür.
Orifismetrenin düzeltme katsayısı CD=0.6 olduğuna göre, 1200 μg/cm3 yoğunluğa sahip akışkanın debisi kaç L/s tır?
Çözüm:
√ ( ) ( )
√ ( a)
( ( ) )
̇ 4 ( ) ̇
Soru 15: Düzeltme katsayısı bilinmeyen bir lülenin geniş kesitinin çapı 12 cm, dar kesitinin çapı 8 cm dir. Lüleden 10 m3/h hacimsen debide akışkan geçerken basınç farkı 0.05 mSS olarak ölçülmüştür. Bu durumda Lülenin düzeltme katsayısı CD kaçtır? ( )
Çözüm:
4 4 (
√ ( a)
( )
Soru 16: a , Burada E gerilim, a, b ve n denklem sabitleri, V, akış kanın hızıdır. Bu denklem hangi ölçü aletinde hız ölçümü için kullanılmaktadır? Denklem sabitleri neye göre değişir?
Sıcak tel ve sıcak levha anemometresinde kullanılmaktadır. Denklem sabitleri kullanılan proba göre değişmektedir.
Soru 17: Avara sıcaklık ölçeğine göre suyun donma sıcaklığı -0.1 A kaynama sıcaklığı ise 1.9 A olarak tanımlanmıştır.
Avara sıcaklık ölçeğine göre 3.6 A ölçülen sıcaklık Kelvin sıcaklık ölçeğine göre kaç K’dir?
Çözüm:
( )
( ) ( )
Soru 18: T=Tref[P/Pref] eşitliği hangi tip sıcaklık ölçer ile sıcaklık ölçümünde kullanılmaktadır. 100 kPa referans basıncında sıcaklık 0 ℃ olduğuna göre, 150 kPa basıncın oluştuğu sıcaklık kaç ℃’dir?
Çözüm:
İdeal gaz termometresi.
a a
Soru 19: Bir elektrik direnç termometresinde direnç sıcaklığa bağlı olarak aşağıdaki gibi değişmektedir. Bu direnç termonetresi ile beş farklı sıcaklık değeri ölçülüyor. Bu ölçümlerden elde edilen direnç değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Tabloya ölçülen sıcaklık değerlerini yazınız.
( Eşirliklerde ;
: Referans sıcaklığı [100 ℃]
: Direnç elemanının sıcaklığındaki direnci [50 mΩ]
: Direnç elemanının direncinin sıcaklıkla değişimi katsayısı [200 μΩ/K]
Direnç değeri [Ω] 20 mΩ 40 mΩ 50 mΩ 60 mΩ 70 mΩ
Sıcaklık [℃] -150 50 100 150 200
Çözüm:
( )
Soru 20: Sıcaklıkla direncinin değişimi lineer olan bir termistörde 10℃ sıcaklıkta, elektriksel direnç 20 mΩ, 50℃
sıcaklıkta, elektriksel direnç 40 mΩ olarak ölçülerek kalibrasyon yapılmıştır. Kalibrasyonun ardından sıcaklık ölçümü yapıldığında, elektriksel direncin 32mΩ olarak ölçülmüştür. Ölçülen sıcaklık kaç ℃’dir?
Çözüm:
sıcaklığı, 10℃ ve direnci 20 mΩ olarak alınırsa, 50℃ sıcaklık değeri için direnci veren eşitlik aşağıdaki hali alır.
4 [ (
)]
[ (
)]
( ) ( 4 )
( ) ( )
( )
