Klavyeah
Üye
- Katılım
- 28 Ağu 2006
- Mesajlar
- 269
- Puanları
- 1
- Yaş
- 39
Pnömatiğin Tanımı Ve özellikleri
_________________________________________________
Dökümanın Tamamını Buradan indiriniz
İndirmek İçin Tıklayınız
_________________________________________________
Pnömatiğin Tarihçesi ve Gelişimi
Basınçlı hava (sıkıştırılmış hava), insanların fiziksel gücünü artırmak için kullandığı, bilinen en eski enerji iletim türüdür. Havanın bir enerji iletim türü olarak kullanılabileceğinin farkedilmesi 1000 yıl kadar öncelere dayanır. Kesin olarak bilinen ilk basınçlı hava uygulamasını Yunanlı Ktesibios 2000 yıl kadar önce yaptığı basınçlı hava mancınığı ile gerçekleştirmiştir. Enerji taşıyıcı eleman olarak basınçlı havanın kullanılması hakkındaki ilk kitaplar M.S. 1. yüzyıldan itibaren yazılmaya başlanmıştır.
Pnömatik, Yunanca "nefes alıp verme" anlamına gelen "Pneuma" kelimesinden türetilmiştir. Daha sonraları havanın ve tüm diğer gazların özelliklerini, etkilerini ve uygulamalarını içeren bilim dalına "Pnömatik" ismi verilmiştir.
Hava basıncı veya vakum etkisi ile çalışan makinalar, aletler ve sistemlerin hepsine pratikte "Pnömatik Donatım", pnömatik donatımların tüm uygulamalarını ve özelliklerini içeren bilim dalına da "pnömatik" diyoruz.
insanoğlu, ilk büyük buluşu olan ateşi yakabilmek ve kontrol altına alabilmek için önce ciğerlerini doğal bir kompresör olarak kullanmış, daha sonra M.ö. 1500 yıllarında elle ve ayakla kullanılan ilk kompresörleri bulmuştur.
Pnömatik esasların çok eskilerden beri bilinmesine rağmen sistematik olarak araştırılmasına ancak geçen yüzyılda başlanmıştır. Gerçek anlamda Endüstriyel Pnömatik uygulamaları 1950 yılından sonra başlamıştır. Daha önceleri sadece maden endüstrisinde, yapı endüstrisinde ve demiryollarında (havalı tren) kullanılmaktaydı. Pnömatiğin endüstriye asıl girişi ve yayılması seri üretimlerde modernleşme ve otomasyona kuvvetle ihtiyaç duyulmasıyla başladı. Başlangıçta bu tekniğe, daha çok bilgisizlikten kaynaklanan karşı çıkmalara rağmen kullanım sahası her geçen gün daha da artmış olup bugün artık çok değişik endüstriyel uygulamalarda bile pnömatik cihazlar tercih edilmektedir.
1.2 Havanın özellikleri
Gazların uygun bir karışımı olan hava yaklaşık % 78 Nitrojen ve % 21 Oksijen içerir. Ayrıca içersinde küçük oranlarda Karbondioksit, Argon, Hidrojen, Neon. Helyum, Kripton ve Ksenon gibi gazlar da mevcuttur.
Havayı meydana getiren gaz karışımı deniz seviyesinden 20 km. yüksekliğe kadar değişken değildir. Yüksekliğin artmasıyla birim hacimdeki gaz molekülleri mikları azalır. Bu nedenle havanın temel karakteristikleri değişebilir. Belirli sıcaklık ve basınç altında birim hacimdeki molekül sayısı sabittir, örneğin, 0° C ve 1 atmosfer basınç altında 1 cm3 hava içersinde 2.705x1019 molekül bulunur.
Deniz seviyesindeki (+15°C ve 1.013 bar) kuru havanın bazı fiziksel sabitleri:
Kaynama noktası 78,8 °K.
Kritik basınç (mutlak) 37,66 bar
Kritik sıcaklık 132,52 °K
Yoğunluk 1,225 kg/m3
Dinamik yapışkanlık 17,89.10-6 Pa.s.
Donma noktası 57-61 °K
Gaz sabiti 287,1 J/(kg.°K)
Kinematik yapışkanlık 14,61.10-6 m2/s.
Ortalama çarpışma çapı 0,365.10-9 m.
Molar kütle 28,964 (Boyutsuz) Sabit basınçtaki özgül
Isı kapasitesi 1,004 kJ/(kg.°K)
özgül ısı kapasitesi oranı 1,40 (boyutsuz)
Ses hızı 340,29 m/s.
Isıl iletkenlik 0,025 W/(m.°K)
Basınçlı Havanın özellikleri:
Pnömatiğin kısa sürede hızla yaygınlaşması diğer sistemlere göre basınçlı havanın daha uygun özelliklere sahip olmasından ileri gelmektedir.
• Basınçlı Havanın Olumlu özellikleri:
1-Miktar: Hava sınırsız ölçüde her yerde bulunur ve her an kullanıma hazırdır.
2-iletimi: Basınçlı hava çok uzak mesafelere kolayca iletilebilir. Kullanılan basınçlı havanın geri çevrilip tekrar kullanılması gibi bir sorun yoktur.
3-Depo Edilebilirlik: Basınçlı hava gerektiğinde kullanılmak üzere depo edilebilir. Bu da kompresörün (sıkıştırıcının) sürekli çalışmasını gerektirmez.
4-Sıcaklık: Basınçlı hava sıcaklık değişimlerine karsı hassas değildir. Bu nedenle yüksek sıcaklıklarda bile emniyetli bir çalışmayı garanti eder.
5-Patlama Emniyeti: Patlama ve yanma tehlikesi yoktur.Bu nedenle patlamaya karşı koruma cihazlarına gerek duyulmaz.
6-Temizlik: Basınçlı hava temizdir. iletim hatları ya da devre elemanlarında oluşabilecek herhangi bir sızma (hava kaçağı) çevreyi kirletmez. Temizlik, gıda, ağaç, tekstil ve deri endüstrisinde önemli ölçüde gereklidir.
7-Konstrüksiyon: Pnömatik elemanların konstrüksiyonu basittir. Bu nedenle de ucuzdurlar.
8-Hız: Basınçlı hava sistemleri çok yüksek hızlara ulaşabilirler. Pnömatik silindirlerde piston hızları 1-2 m/s 'ye kadar ulaşabilir.
9-Ayarlanabilirlik: Hızlar ve kuvvetler kademesiz olarak ayarlanabilir.
10-Aşırı Yük Emniyeti: Havalı el aletleri veya çalışma elemanları (Silindirler, hava motorları) aşırı yük halinde sadece dururlar. Yük kalktığında tekrar çalışmaya devam ederler.Pnömatiğin kullanım sahalarının sınırlarını tam olarak belirleyebilmek için basınçlı havanın olumsuz özelliklerini de bilmek gerekir.
• Basınçlı Havanın Olumsuz özellikleri:
1- Havanın Hazırlanması: Basınçlı hava kullanılmadan önce bazı ön hazırlıklar yapılmalıdır. Hava içerisinde toz ve nem bulunmamalıdır.
2- Sıkıştırılabilirlik: Basınçlı hava ile üniform (düzgün) ve sabit piston hızlarının elde edilmesi mümkün değildir.
3- Kuvvet Sınırlaması: Basınçlı hava ancak belirli kuvvet seviyesine kadar ekonomiktir. Bu seviye normal şartlarda kullanılan 7 bar çalışma basıncında (yola ve hıza bağlı olarak) 2000-3000 daN.'dur.
4- Tahliye Havası: Tahliye havası gürültülüdür. Bu problem son zamanlarda susturucuların geliştirilmesiyle büyük oranda giderilmiştir.
5- Fiyat: Basınçlı hava enerji kaynağı olarak pahalıdır. Pnömatik sistemdeki devre elemanlarının ucuzluğu ve yüksek performansı bu dezavantajı bir ölçüde dengeler.
2. Basınçlı Havanın Hazırlanması
2.1 Basınçlı Havanın üretilmesi
Pnömatik sistemlerde kullanılan basınçlı havanın üretimi kompresörler tarafından gerçekleştirilir. Basınçlı hava üretimi genellikle merkezi bir basınç kaynağından sağlanır ve sisteme boru ya da hortumlarla iletilir. Böylece her kullanıcı için ayrı basınç kaynağı kullanmaya gerek kalmaz. Yer değiştiren makina ya da el aletleri için seyyar kompresörlerden yararlanılır.
Kompresör seçiminde tesisin hava ihtiyacının belirlenmesi (kapasite tayini) seçimi etkileyen en önemli unsurdur. ihtiyaçtan daha düşük kapasiteli bir kompresör seçimi,üretim verimini düşürdüğü gibi kompresörün sürekli olarak devreye girip çıkması nedeniyle ömrünü de etkiler. ihtiyacın çok üzerindeki bir kompresör seçimi ise gerek yatırım gerekse işletme maliyetini arttırır.
Uluslararası standartlar tarafından yapılan tanımlamaya göre;
Kompresör Kapasitesi:
Giriş noktasında standart sıcaklık, standart basınç v.b. koşullarda sıkıştırılan gazın çıkış noktasındaki gerçek hacimsel debisidir.
Kompresörlerin tanımlanması çıkış debisi ve basınç değerleri ile yapılır. "çıkış debisi" standart basınç ve sıcaklık koşulları altında Nm3/dk. ya da Nlt/dk., çevre koşulları altında ise m3/dk. veya It/dk. olarak ifade edilir. "çıkış basıncı" ise bar olarak ifade edilir. Kompresör tipine bağlı olarak çıkış debisi birkaç It/dk.'dan 50000 m3/dk.'ya kadar, çıkış basıncı ise 1000 bar'a kadar değişebilir.
Bir hava komprösürü 7 bar'da, 1 m3 hava üretmek için 6,5 kW'lık güç gerektirir.
2.2 Yaygın Olarak Kullanılan Kompresör Tipleri ve özellikleri
işletme şartları gereğince çalışma basıncı ve gerekli hava miktarı bakımından değişik tiplerde kompresörler kullanılır.Genel olarak, sıkıştırma şekline göre kompresörler iki tiptir. Bunlardan birincisinde kapalı bir kap içersindeki hava, kabın hacmi küçültülerek sıkıştırılır.(Pistonlu kompresörler, döner elemanlı kompresörler) ikinci tipte ise hava bir taraftan emilerek hızlandırılır. Daha sonra bu hız enerjisi basınç enerjisine dönüştürülerek çıkış hattında istenen basınca ulaşılır. (Türbin tipi kompresörler)