Soru - Çankırı Karatekin Üniversitesi

Report
CMK-202 / CMT204 -- 1. HAFTA
Dersin Sorumlusu: Prof. Dr. Rıza GÜRBÜZ
Çankırı Meslek Yüksek Okulu Müdürü ve
Çankırı Karatekin Üniversitesi Rektör Yardımcısı
 Akışkanlar mekaniği ile ilgili temel kavramları
kavrayabilme.
 Hidrolik ve pnömatik kontrol sistemlerinin çalışma
prensiplerini kavrayabilme ve bu kontrol sistemleri
devrelerini düzenleyebilme.
 Verilen kriterlere uygun olarak bir hidrolik veya
pnömatik devreyi kurabilme.
2
3
1
Hidroliğin Temel İlkeleri
2
Hidroliğin Temel İlkeleri
3
Hidroliğin Temel İlkeleri
4
Hidrolik Elemanlar ve Devreler
5
Hidrolik Elemanlar ve Devreler
6
Hidrolik Elemanlar ve Devreler
7
Hidrolik Elemanlar ve Devreler
8
Hidrolik Elemanlar ve Devreler
9
Pnömatiğin Temel İlkeleri
10
Pnömatiğin Temel İlkeleri
11
Pnömatik Elemanlar ve Devreler
12
Pnömatik Elemanlar ve Devreler
13
Pnömatik Elemanlar ve Devreler
14
Pnömatik Elemanlar ve Devreler
Adet
Yüzde
(%)
Ara Sınav
1
20
Ödevler
1
20
Laboratuar
8
20
Yarıyıl Sonu Sınavı
1
40
Etkinlik
4
Kuvvet  birimi Newton’dur. (kg.m /s² )
Kütlesi 1 kg olan cisme 1m/s² ivme kazandıran büyüklüğe NEWTON denir.
Basınç  birimi Pascal’dır.
1m² yüzeye uygulanan 1N şiddetindeki kuvvetin oluşturduğu basınca PASCAL denir.
F
P
A
 Kesit alanı 4000 cm2 olan bir pistona 80 kN kuvvet etki
etmektedir.
 Meydana gelen basıncı hesaplayınız.
 P = F/A
 P = 200 kPa
7
P = 80 (kN) / 4000 x 10-4 (m2) = 800/4
 PAt = Atmosfer basıncı
 Ps = ρ.g.h
Ps = Hidrostatik basıncı
PAt = Atmosfer basıncı
Pm = Ps+Pat
 Ps: Hidrostatik basınç (Agırlık basıncı) Pa (N/m2)
 h: Sıvı sütunu yüksekligi (m)
 ρ: Sıvı yogunlugu (kg/m3)
 g: Yerçekimi ivmesi (m/s2)
8
Pm = Toplam basınç
 h =5 m
 ρ =1000 kg/m3
 g =10 m/s2
 Ps =?
 Ps = 5 (m) x1 000 (kg/m3) x 10
 Ps = 50.000 N/m2 (Pa)= 0.5 bar
9
 Pascal Kanunu: Şekilde görüldüğü gibi kapalı bir sistemdeki
sıvıya,bir A yüzeyi üzerinden bir F kuvveti etkimesi halinde
meydana gelen basınç, sıvının sistem içinde ulaştığı her
noktaya sıvı tarafından iletilir.
10
 Kapalı sistemin her yerine etkiyen basınç
değeri aynıdır.
Hidrolik sistemlerdeki
çalışma basıncının
oldukça yüksek
olması nedeniyle
hidrostatik basınç
ihmal edilir.
11
12
 Sıvının bulunduğu kabın seklini (piston alanını) değiştirmek
suretiyle, kuvveti değiştirmek mümkündür. Kap içinde basınç
her noktada aynıdır.
 Bu suretle küçük kuvvetle büyük yükler kaldırabiliriz.
13
14
 Şekildeki bir tasıt kaldırma sistemi ile bir otomobil kaldırılmak
isteniyor. Otomobilin kütlesi 1500 kg olduğuna göre otomobili kaldırmak için
gerekli minimum kuvveti hesaplayınız.




Kütle :m1=1500 kg
A1 = 40 2
A2 = 1200 2
F1 = ?
F1= m . g
 Ağırlık kuvveti
F2 = m.g = 1500 kg x 10 m/ 2 = 15 000 N
 A1 = 40 2 = 0.004 2
 A2 = 1200 2 = 0.12 2
15
 Piston stroku ile piston yüzeyi arasındaki ilişki ters orantılıdır.
 V1=s1.A1
16
V2=s2.A2
V1=V2
s1.A1=s2.A2
 A1 = 40 cm2
 A2 = 1200 cm2
 s1 = 15 cm
 s2 = ? cm
17
Sekil : Tandem Silindirle Basınç Artırma
 P1 Basıncının A1 yüzeyine etkimesiyle oluşan F1 kuvveti piston kolu
üzerinden küçük pistona iletilir.
 Böylece A2 yüzeyine etkiyen F1 kuvveti, P2 basıncını oluşturur. A2<A1
olduğundan P2>P1 olacaktır. (Alanlar farklı olduğundan farklı basınçlar elde
edilir)
18
F
P
A
Şekil : Pistonun İleri ve Geri Hareketlerde Kent Alanları
19
Debi  3 /s
Belli bir zaman birimi içinde bir boru kesitinden akan akışkanın hacmine Hacimsel
Debi denir.

V 
V
A
t
S

3
V : Hacimsel
V : Hacim
debi (m
(m3)
/s)

V 
t : Zaman
m
u : HIZ s
A .s
Yol
HIZ ( u ) 
Zaman t
t
s : Yol
A : Boru
20
kesiti
(m²)
s

V  A .u
 Bir boru içinden 10 saniyede
akan akışkan miktarı 0.1 3
olduğuna göre akışkanın
debisini 3 /s ve L/s olarak
hesaplayınız?
Şekil : Hacimsel Debi
21
 Bir pistonun kesit alanı 100 2 olup, pistona etkiyen
akışkan hızı ise 0.2 dm/s dir. Buna göre pistona etkiyen
akışkanın debisini Lpm (dm3/dk) olarak hesaplayınız.
22
23
 Soru 6’da kullanılan akışkanın özkütlesini 1000 kg/3 olduğuna göre
kütlesel debisini (kg/s) olarak hesaplayınız?
24
 Reynold Osborne isimli bir arastırmacı 18. yüzyılda
yapmış olduğu bir araştırmada çeşitli değişkenlere bağlı
olarak ortaya çıkan belirli bir kritik sayıdan sonra
akışkanın düzgün (laminer) akıştan, karışık (türbülanslı)
akışa dönüştüğü sonucunu ispatlamıştır. Bu kritik geçiş
katsayısı 2000 olup, Reynolds sayısı olarak
isimlendirilmiştir.
25
. . ρ . 
 =
=
μ
ν






26
Re = Reynolds sayısı
u = Akıskanın hızı (m/s)
d = Boru çapı (m)
ρ= Akıskan özkütlesi (kg/m3)
μ = Akıskanın mutlak viskozitesi (Pa.s)
ν= Akıskanın kinematik viskozitesi (m2/s)
Şekil : Laminer (a) ve Türbülanslı Akış (b)
 Hidrolik veya pnömatik sistemlerde türbülanslı akışa geçildiğinde kayıplar
artmakta ve elemanlar üzerinde kavitasyon (aşınma) tehlikesi
oluşmaktadır.
 Türbülanslı akısı ve kavitasyonu önlemek için borulardaki akışkan hızının
5 m/s’yi asmaması, Reynolds sayısının ise 2000 den düşük olması
istenilmektedir.
 Akısın laminer olması için boru çaplarının tespitinde, akıs miktarı ve akış
hızına bağlı grafikler geliştirilmiştir.
27
28
 Hidrolik sistemlerde enerjinin korunduğu ve kayıpların olmadığı kabul
edildiğinde boruların çapları değiştiğinde, debi değişmemekte, akışkanın
hızı ve basıncı değişmektedir. Büyük çaplı boruda hız azalırken basınç
artmaktadır.
29
30
80 l/min
Güç hesabı (verimi dikkate alırsak!)
EMNİYET
VALFİ
180 bar
N = Gerekli motor gücü (Kw)
P = Basınç (bar)
Q = Debi (lt/dk)
600 = Sabit sayı
μg = verim (pistonlu pompalarda %90)
31
N 
180 x 80
600 x 0 ,90
 27 kW
32
Şekil: Hidrolik Sistemde Güç-Verim ilişkisi
33
Yunanca da ;“Hydor” su, “aulic” boru anlamındadır.
Basınçlı bir akışkan vasıtasıyla kuvvet ve hareket üreten sistemlere “hidrolik
sistemler” denir.
Hidroliğin Özellikleri
 Enerji üretimi pompalarla sağlanır.
 Enerji depolama hidrolik akümülatörlerle sağlanır.
 Güçlüdür basınç 600 bar, Kuvvet 3000 ton
 Yavaştır (0.5 m/s)
 Konumlama Hassasiyeti yüksektir (1 mikron)
 Kirliliğe duyarlıdır.
 Bazı islerin yapılabilmesi için büyük kuvvetlere gereksinim duyulur.
Bunlar için gerekli olan tesis ve makinelerin enerji ihtiyacı motorlar
ile karşılanır. Motorlar tarafından sağlanan enerji genelde çalışma
yapacak organları doğrudan harekete geçirmemektedir. Dizel
motoru milinin iş makinesini doğrudan harekete geçirememesi buna
örnek verilebilir.
 Bir elektrik motoru doğrudan bir presi çalıştıramamaktadır. O
halde enerji istenilen şekle dönüştürülerek ve isin yapıldığı
gereksinim duyulan yere taşınmak zorundadır. Örnek olarak
bu isi hidrolik yapabilmektedir. Yani bir akışkan, kuvvetlerin
taşınmasında, yönlendirilmesinde ve hareketlerin
sağlanmasında etkin olabilmektedir.
 Burada sıvıların fiziksel özelliklerinden yararlanılmaktadır
SABİT HİDROLİK
SİSTEMLER
MOBİL
HİDROLİK
SİSTEMLER
Kullanım Alanlarına Bağlı Olarak Hidrolik Sistemler
1. Sabit Hidrolik sistemler
 Her türlü imalat ve montaj makineleri,
 Taşıma sistemleri,
 Kaldırma iletme makineleri,
 Presler, basınçlı döküm makineleri,
 Haddehaneler,
 Asansörler,
2.Hareketli hidrolik sistemler
 İs makineleri,
 Kepçe mekanizmaları,
 Kaldırma ve iletme makineleri,
 Tarım makineleri ,
 Uçaklar,
 Kanal ve baraj kapaklarının kontrolünde
kullanılmaktadır
Hidrolik Sistemlerin Üstünlükleri
 Küçük yapı elemanları ile büyük kuvvetleri elde edilir.
 Hassas konumlama sağlar. (asansörlerde olduğu gibi tam





istenilen pozisyona yerleştirme sağlanabilmektedir)
İyi derecede kontrol etme ve ayarlama yapar.
Düzgün, darbesiz çalışma ve hareket değiştirme yapar.
Hidrolik sistemlerde hareketler düzenli ve hızları
ayarlanabilmektedir.
Hidrolik tesisler büyük yük altında kalkışa geçmeye izin
verirler(Kaldırma platformu).
Aşırı yüklemeden dolayı sistem tehlikelerden
korunabilmektedir.
Hidrolik Sistemlerin Mahsurları
 Kaçak yağla çevrenin kirletilmesi, yangın ve kaza tehlikesi,
 Kirliliğe duyarlı,
 Yüksek basınçtan dolayı tehlikeli (kesme tehlikesi),
 Sıcaklığa bağımlı (Viskozite değişimi).
42

similar documents