Piezoelektrik etki ile sentetik jet teknolojisi kullanılarak atomizör tasarımı ve analizi

Bu tezde, piezoelektrik etkili sentetik jet teknolojisi kullanılarak atomizör tasarımı ve deneysel analizi üzerinde durulacaktır. Atomizörler, sıvıyı küçük parçacıklara dönüştürmek için kullanılan cihazlardır ve birçok endüstriyel uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Ters piezoelektrik etki, bir malzemenin üzerine uygulanan elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürme yeteneğidir ve bu özellik atomizörlerin çalışma ilkelerinde kullanılabilir. Sentetik jet teknolojisi ise yüksek hızlı gaz jeti oluşturarak sıvıyı atomize etmek için kullanılan bir yöntemdir. Bu tezde sentetik jet teknolojisinin atomizasyon performansına etkisi olan orifis çapı, boşluk hacmi, atomize edilecek su miktarının etkisi değerlendirilecektir. Deneylerde mikropipet kullanılarak 20 mikrolitre ve 30 mikrolitre hacimlerinde su atomizasyonu incelenmiştir. 3 boyutlu yazıcı teknolojisi kullanılarak üretilmiş aktüatörün içerisindeki piezoelektrik sensörün aşağı ve yukarı yönde hareket ettirilmesiyle aktüatör çıkışında oluşturulan sentetik jet hem emme hem de üfleme akışı oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasında, sentetik jet atomizör tasarımı 36 deney ile değerlendirilmiştir. Tasarımda orifis çapının etkisi, iç hacim yüksekliğinin etkisi, su damlasının hacminin etkisi, su damlasının iç ve dış yüzeydeki davranışı incelenmiştir. İncelenen her bir etki ve davranış birbiriyle bağlantılıdır. Sentetik jet atomizörünün optimum şartlara ulaşması için belirtilen parametrelerden birinde yapılmış bir değişiklikte optimum değer için başka bir parametrede de değişiklik yapılması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Frekans cevap fonksiyonu analiz ölçüm sonuçlarına bakıldığında sisteme uygulanması gereken frekans değerlerinin değiştiği ölçülmüştür. Ancak çalışmanın amacı doğrultusunda tüm deneylerde frekans ve genlik değeri sabit tutulmuştur. Deneyler 50 V genlik ve 2,800 kHz frekansta yapıldığından dolayı bazı tasarımlar için verimli sonuçlar alınamamıştır. Ancak bu tasarımlar uygun genlik ve frekans ayarlandığında sentetik jet atomizörünün optimum şartlara kavuştuğu ve oldukça verimli akış sağlamaktadır. Sonuç olarak bu tez, piezoelektrik etki ve sentetik jet teknolojisi kullanılarak atomizör tasarımı ve analizini kapsayacak ve atomizör performansını iyileştirmek için yeni yöntemler sunacaktır. Atomizörlerin endüstriyel uygulamalarda daha etkin ve verimli kullanılmasına değerli katkılar sağlaması beklenmektedir.