Piezoelektik etki ile titreşim yapan delikli yüzey üzerine yerleştirilmiş sıvı damlanın dinamik davranışının incelenmesi

Piezoelektrik etki ile titreşim yapan damla atomizasyonu, sıvıların bu titreşimenerjisini kullanarak daha küçük damlalara bölünmesini içerir. Bu yöntem, daha iyi verimlilik, homojenlik için birçok endüstri ve bilimsel çalışma için vazgeçilmezdir. Damla atomizasyonu yöntemi gıda sanayi, kumaş kurutma, elektronik soğutma, tarım,endüstriyel üretim, biyoteknoloji, tarım, havacılık, tıp alanı gibi çeşitli ilgi alanlarına ve kullanım alanlarına sahiptir. Bu tezin çalışmasında piezoelektrik etki ile yüksek frekansta titreşim yapan pirinç ve paslanmaz çelik malzemelerinin üzerine yerleştirilen su damlalarının dinamik davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Bu tez çalışmasının amacı, delikli ve deliksiz pirinç ve paslanmaz çelik özelliklerindeki plakaların yüzeyleri üzerine yerleştirilen, belirli hacimdeki su damlasının dinamik davranışının incelenmesi ve pirinç, paslanmaz çelik özelliklerinin ve gözenekli plaklarının gözenekler arası mesafesinin değişmesinin damla atomizasyon davranışı üzerindeki etkilerini ortaya koymaktır. Bir diğer amaç olarak frekans süpürme yöntemi, atomizasyonun daha etkili gözlemlenebilmesi için 15kHz ile 25 kHz arasında birçok frekansta çalışılarak süpürme yöntemi denenmiştir. Bu da tek bir frekansta çalışmak yerine, yüzeyin rezonans frekanslarını da denk gelen noktalarda çalışmaya deneyde olanak sağlamıştır. Bu deneyde, paslanmaz çelik ve pirinç plakalar lazer markalama yöntemi ile, aynı plaka üzerinde, gözenekler arası mesafelerin 1000, 1500, 2000 ve 2500 μm olacak şekilde delinmiştir. Gözenekli pirinç ve paslanmaz çelik plakalarının delik çaplarının gerçek ölçüleri mikroskopta ölçülmüştür. Damla atomizasyonu deneyleri için piezoelektrik disk, deney plaklarının alt yüzeylerine sabitlenerek sinüs sinyali ile uyarılmıştır. Plakaların üst yüzeyi ile temas eden su damlasının deney boyunca değişiklik gösteren görüntüsü üstten bir kamera ile kaydedilmiştir. Kaydedilen görüntüler analiz programı ile zamana göre değişimleri kaydedilmiştir. Aynı analiz programı ile damlaların alan ölçümleri yapılarak grafikler oluşturulmuştur. Diğer bir amaç ile bu çalışmada frekans süpürme yönteminin deney yüzeylerinde atomizasyona olan katkısı araştırılmıştır. Bu yöntemde, farklı frekanslarda süpürme uygulanarak sıvı damlaların atomizasyonu incelenmiştir. Sonucunda damla görüntülerinin zamanla değişimleri aynı analiz programı kullanılarak alan ölçümleri yapılmıştır. Frekans ivme grafikleri oluşturulmuştur. Bu çalışma ile, pirinç ve paslanmaz çelik olmak üzere iki farklı malzeme özelliklerine sahip, gözenekli ve gözeneksiz plakalar üzerinde belirli hacimde su damlacıklarının dinamik davranışı gösterilmiştir. Gözenekli plakaların iki gözenek arası mesafe boyu değiştirilerek damla atomizasyonuna olan etkisi incelenmiştir.Frekans süpürme yönteminin atomizasyon sürecini önemli ölçüde hızlandırdığı sonucu deneysel olarak gösterilmiştir. Elde edilen genel sonuçlar göre pirinç malzemelerin paslanmaz çelik malzemelere göre damla atomizasyonu daha hızlı gerçekleşmiştir. Anahtar Kelimeler: Titreşim Analizi, Atomizasyon, Mikro Delikli Pirinç Plaka, Mikro Delikli Paslanmaz Çelik Plaka, Gözeneksiz Mikro Kalınlıkta Plaka, Görüntü Analizi, Piezoelektrik dönüştürücü