Soğutma Kulesi Nedir? Nasıl Çalışır?

Soğutma Kulesi Nedir?

Soğutma kulesi belirli proses ve döngüler ile ısınmış olan suyun, maksimum süre ve maksimum temas yüzeyi sağlanacak şekilde tasarlanan dolgulara püskürtülmesiyle soğutulmasını sağlayan yapılara denir. Soğutma ihtiyacı olan iklimlendirme uygulamalarında, enerji santrallerinde ve soğutma ihtiyacı olan işletmeler gibi bir çok alanda kullanılmaktadır. Özelleştirilmiş ısı değiştiricileri olarak da adlandırılmaktadır.



Soğutma kuleleri, yapılacak soğutma ihtiyaçlarına göre çeşitli şekillerde tasarlanırlar ve kurulurlar. Açık tip soğutma kuleleri, kapalı tip soğutma kuleleri, doğal veya zorlanmış taşınımlı soğutma kuleleri gibi birçok tip bulunmaktadır. Kullanılacak soğutma kulesinde stabilite, soğutma kalitesi, soğutma miktarı ve soğutma süresi gibi kriterlere bakılarak mümkün olan en iyi soğutma kulesi tasarımı yapılır.

Soğutma Kulesi Nasıl Çalışır?

Soğutma kulelerinde soğutulacak su pompa yardımıyla soğutma kulesinin üst kısmındaki borulara gönderilir. Gönderilen su borularda bulunan püskürtme kısımları yardımıyla dolgu yüzeylerine püskürtülür. Püskürtme yüzeyleri olabildiğince su ile temasta kalmak ve maksimum ısı transferini sağlayacak şekilde tasarlanırlar. Soğutma kulesinin alt kısmında hava doğal veya fan yardımıyla soğutma kulesinden geçirilir. Geçirilen hava su ile temasa geçer ve suyun soğutulması sağlanır. Soğutulan su kulenin dibindeki haznede birikir ve yine pompa yardımıyla istenilen bölüme yönlendirilir.

Soğutma kulelerinde soğutma esnasında bir miktar su buharlaşır. Fakat buharlaşan su miktarı büyük kayıplara yol açmaz. Buharlaşan su %5-%10 civarındadır. Ayrıca bu yöntem ile soğutmanın doğaya zararı soğutma suyu vb. kullanılan uygulamalardan daha azdır. Çünkü soğutma suyu ile yapılan soğutmalarda, soğutmayı sağlayan atık su nehir ve akarsulardaki suyun sıcaklığını arttırmakta ve  canlı popülasyonunu olumsuz yönde etkilemektedir.


Sonuç olarak, soğutma kuleleri halihazırda kullanılan en önemli ve verimli soğutma yöntemlerinden biridir. Birçok işletmelerde, enerji santrallerinde kullanılmaktadır. İhtiyaca göre değişik tiplerde tasarımları ve kurulumları yapılmaktadır. Doğaya diğer soğutma sistemlerine göre çevreye daha az zararı vardır.

Devamı

Isı ve Sıcaklık Arasındaki Fark Nedir?

Isı bir enerji çeşidi midir? Odanın sıcaklığı mı ısısı mı demeliyiz? Isı ölçülebilen bir değer midir? Günlük hayatta da karşımıza çıkan bu kavramlar herkes tarafından kolaylıkla karıştırılabilmektedir. Çünkü birbirine çok yakın olan bu kavramlar, kulaktan dolma bilgilerin dolaşmasıyla iyiden iyiye içinden çıkılmaz hale gelmektedir. Peki nedir bu kavramlar?

Isı, enerji transfer biçimidir. Simgesi 'Q' ve birimi 'joule' dür. Her ne kadar birimi enerji birimi ile aynı olsa da, ısı için direk olarak enerji çeşididir diyemeyiz. Çünkü ısı, ısı transferinin olmadığı durumda bir anlam ifade etmez. Isıyı ölçmek için kalorimetre kabı kullanılır ve bu ölçümde, ısı transferi sırasında meydana gelen enerji akışından faydalanır.




Isının diğer bir birimi de kalori (cal) dir. Suyun sıcaklığını bir derece arttırmak için gereken ısı bir kaloridir. Kalori yaklaşık 4 joule dür. Yani herhangi bir ısı transferi sırasında suyun derecesi 1 derece artarsa 1 kalorilik ısı geçişi sağlanmış olur.

Sıcaklık, bir cisimdeki moleküllerin ortalama sıcaklığıdır.Başka bir deyişle bir moleküllerin sahip olduğu ortalama kinetik enerjidir. Bir cismin sıcaklığı ısıtılarak, yani enerji transferi yapılarak arttırılabilir. Böylelikle moleküllerin kinetik enerjileri artar ve bir molekülün sahip olduğu kinetik enerji de artar ve sıcaklık artmış olur.

Isı transferi sıcaklık farkı nedeniyle meydana gelir. Isı transferi sıcak olan cisimden soğuk olan cisme doğrudur. Sıcaklık farkı ne kadar fazla olursa o kadar hızlı ve fazla olur. Birbirine yakın sıcaklıkta olan cisimlerde daha yavaş ve daha az olur. Tabi bu durumu etkileyen yüzey alanı, iletim katsayısı gibi etkenler de vardır. Isı değiştiriciler ve bir çok ısıl sistem bu geçişin verimi ve diğer verilerin yardımıyla tasarlanır.

Devamı

Termostat Nedir? Nasıl Çalışır?

Termostat, ısıl sistemlerde sıcaklığın istenilenden yükseğe çıkmasını veya alçağa düşmesini engelleyen, yani ısı kontrolü sağlayan bir araçtır. Gazlı, cıvalı veya metal kullanılan birçok çeşit termostat vardır. Fakat sistemlerin çalışma prensipleri birbirine benzerdir.Ticari olarak, endüstride ve birçok ev aletinde de termostatlar kullanılmaktadır.

En basit termostatlardan biri birbirinden farklı genleşme sıcaklığına sahip 2 katının birleştirilmesi ile yapılmaktadır. Genleşme sıcaklığı düşük olan katı erken uzamaya uğrayıp katıları eğrilmeye uğratır. Böylece devrenin kesilmesine neden olur. Sıcaklığın düşmesi ile büzüşen katı tekrar eski haline gelir ve sistemin basit bir şekilde kontrolünü sağlar.

Termostat Nasıl Çalışır?

Termostatın çalışma prensibi genleşme ve büzüşme prensiplerine dayanır. Sıcaklığın yükselmesiyle termostatın bileşeni (gaz, metal vb olabilir) genleşir ve sıcaklığın oluşmasını sağlayan devreyi açar. Böylelikle elektrik akımı kesilmiş olur ve sıcaklık istenilen değerde kalır. Özellikle kademeli çalışan, yani seviyesi ayarlanabilir olan ütü,klima,ocak vb. gibi aletlerde kullanılır.



Örneğin ütü makinesini ele alalım. Ütü makinesini her hangi bir dereceye getirir ve fişe takarız. Ütü makinesindeki su belirli bir dereceye geldiğinde termostat sayesinde güç kesilir ve su daha fazla ısınmaz. Böylelikle daha hassas kumaşlar için daha düşük derecelerde ütü yapmaya olanak sağlar. Yine aynı şekilde kademeyi arttırarak termostat vasıtasıyla sıcaklığı ayarlayabiliriz. Aynı mentalite diğer termostatlı sistemler için de çok benzerdir.

Devamı

İletim ile Isı Transferi ve Örnekleri

Isı transferinin çeşitlerinden biri de iletim ile ısı transferidir. İki madde veya cisim arasında doğrudan temas ile meydana gelen ısı geçişine iletim ile ısı transferi denir. İletim ile ısı transferi en basit iletim yöntemlerinden biridir. Örneğin elimiz ile soğuk veya sıcak bir cisme dokunduğumuzda meydana gelen yanma veya üşüme hissi iletim ile ısı transferinden kaynaklanmaktadır.

             

İletim ile Isı Transferini Etkileyen Faktörler

Cisimlerin taşınım katsayısı (k) , iletimi etkileyen faktörlerdendir.Her malzemenin kendine özgü taşınım katsayısı vardır.Bu değerler deney yoluyla elde edilmiştir ve bu değerlere ilgili malzemenin tablosundan ulaşabiliriz.İletim katsayısı ne kadar büyük olursa iletim hızı o kadar artar.

İletim ile ısı transferini etkileyen faktörlerden biri de iletim yönüne dik olan kesit alanıdır.

Kesit alanının büyümesi etki bölgesi olarak arttığı için iletimde artar.Fakat transfer hızını azaltabilir.

Sıcaklık farkı, genel olarak ısı transferinde etkili bir niceliktir.İletim ile ısı transferinde de etkilidir.Bilindiği gibi ısı sıcak olan ortamdan soğuğa doğru hareketlenir ve ısı farkı ne kadar fazla ise ısı aktarımı da o kadar fazla olur.

 Uzunluk(L) , cisimlerin uzunluğu da iletim ile ısı transferinde önemli rol oynar.Çünkü uzun bir çubuktaki ilerleme kısa bir çubuğa göre daha geç olacaktır.Bu niceliği örneklerimizde daha ayrıntılı şekilde anlatacağız.

                 

                  

İletim ile Isı Transferine Örnekler

İletim ile ısı transferi belki de kavraması en kolay ısı transfer çeşididir. Uzun bir demir çubuğu ateşe tuttuğumuzu düşünelim. İlk başta elimizde herhangi bir sıcaklık hissetmeyiz. Fakat çubuğu tutmaya devam edersek elimizin yavaş yavaş ısınmaya başladığını hissederiz. Eğer bu deneyi kısa bir demir çubukla yaparsanız, çok daha kısa sürede elinizin yandığını göreceksiniz. Bu değişiklik cismin uzunluğundan kaynaklanmaktadır.

Başka bir örneğe de yemek pişirirken rastlarız. Ocağın üstüne koyulan tencere veya tava ateşin etkisiyle sıcaklığı artar. Burada iletim vardır. Ayrıca pişirmek için koyduğumuz yemekte iletim yoluyla pişer. Ayrıca tencere ve tava saplarının plastik olması da plastiğin iletken olmayan veya çok az iletken olmasından dolayıdır.

İletken maddelere örnekler

Bakır,altın,gümüş,demir,krom,nikel vb metaller. Peki en iletken metal hangisidir?

Gümüş>Altın>Bakır

                     

İletken olmayan maddelere örnekler

Tahta,plastik,kumaş vb.

Sonuç olarak, iletim ile ısı transferi ısı transfer çeşitlerin biridir ve hayatımızda da çokça karşılaşırız. Yazımızda iletim ile ısı transferini, etkileyen faktörleri ve günlük yaşamımızdan örnekleri göstermeye çalıştık. Sizde yazımızı geliştirmek veya sormak istediğiniz sorular için yorum yapabilirsiniz.

                  

Devamı

Taşınımla Isı Transferi

Isı transferi , sıcaklıkları farklı iki madde arasında enerji aktarımıdır. Isı aktarımı doğal olarak daima sıcak bölgeden soğuk bölgeye doğru olur. Taşınımla ısı transferinde de durum böyledir. Bir ısıtma cihazı yardımıyla ısınan moleküller hareket ederek ısının taşınmasını sağlar. En bilinen örnekleri hava ile ısı transferinde görülür. Farklı alanlar ve maddelerde de örnekleri vardır.

             

Taşınım ile ısı transferine en bilindik örneklerden biri kaloriferlerdir. Soğuk hava kalorifer ile etkileşime geçer ve kaloriferden soğuk havaya ısı transferi gerçekleşir.Isı transferi nedeniyle genişleyen ve ısınan hava yükselir ve yerini soğuk hava moleküllerine bırakır.Yerine geçen soğuk hava molekülleri de yine aynı şekilde ısınır. Böylelikle bir döngü sağlanmış olur ve istenilen ortam ısıtılır. Bu durum taşınımla ısı transferine örnektir. Çünkü ısınan hava molekülleri hareket ederek ısıyı taşımış olur. Bunu gözle görmekte bir nevi mümkündür. Genellikle pencere önüne monte edilen kaloriferler camda bir buğulanma ve dalgalanmaya neden olur. Bu olay hareket eden hava moleküllerinden dolayıdır.

Başka bir örnek verecek olursak elektronik sistemlerde ısınan elektronik parçaları soğutmak amacıyla fan sistemleri bu esasa göre yapılır. Fanlar sayesinde hava akımı hızlandırılır ve taşınımın daha hızlı olması sağlanır.Fanlara bağlı olan kanatlı yapılar ise yüzey alanını artırarak taşınımın hızlanmasını sağlar.

                 

Taşınım hızına etki eden faktörler, yüzey alanı ,taşınım katsayısı ve sıcaklık geçişi olacak maddeler arasındaki sıcaklık farkıdır. Yazımızda bu faktörlere bazı noktalarda değindik.
                 
Bu faktörlerden taşınım katsayısı maddelere özgü niceliktir. Bir maddenin taşınım katsayısı ne kadar yüksekse ısı taşınımı o kadar iyi olacaktır. Bu değerler sabit değerlerdir ve kataloglardan bu değerlere ulaşılabilir.
                   

Yüzey alanı, taşınım ile ısı transferi olan maddeler arasındaki uygulama alanı olarak düşünebiliriz. Yüzey alanı ne kadar artırılırsa o kadar verim sağlanır. Fakat her zaman yüzey alanını artırmak en iyi çözüm değildir. Çünkü artırılan yüzey alanı ve kanatlar malzemenin üretilmesinde zorluklar çıkarıyor ve üretim maliyetlerini artırıyorsa, tercih edilmez. Bunun nedeni maliyetin tasarım kriterlerinde önemli bir unsur olmasıdır. Yüzey alanına artırma konusunda örnek verecek olursak, kaloriferlerin iç kısmındaki zikzaklı yapılar, borulara takılan kanatçıklar ve değindiğimiz gibi elektronik malzemelerdeki kanatçıklı yapılardır.

Sıcaklık farkı, bilindiği gibi maddeler arasındaki sıcaklık farkı ne kadar fazla ise ısı transferi o kadar hızlı olur. Örneğin soğuk bir havada sıcak içeceklerimiz daha çabuk soğur.

Isı transferini etkleyen faktörleri daha ayrıntılı olarak ilgili konumuzdan görebilirsiniz.

                   

                   

Sonuç olarak , taşınım ile ısı transferi ısı transfer çeşitlerinden biridir.Diğer ısı transfer yöntemleri ışınım ve iletimdir. İletimle ısı transferi için ilgili konumuza bakabilirsiniz. Soğutma ve ısıtma sistemlerinde taşınım ile ısı transferi temelleri çokça kullanılır. Taşınım, taşınım yüzeylerine kanatçıklar ekleyerek arttırılabilir.Ayrıca ortamdaki madde akışını hızlandırmak da iyi bir yöntemdir.

Devamı

Gazların Genleşmesi ve Örnekleri

Gazlar

Doğada maddenin üç temele hali vardır. Katı,sıvı ve gaz. Gazlar maddenin en düzensiz ve yüksek enerjili halidir. Gaz molekülleri arasındaki çekim kuvveti çok küçüktür. Bulunduğu kabın hacmini kaplarlar yani doldururlar diyebiliriz.Periyodik tablonun sağ tarafında yer alırlar. En bilinen gazlar Oksijen (O2) , Karbondioksit (CO2) , Azot (N) ve benzerleridir.

               

Gazlara hayatımızdan bir çok örnek verebiliriz. Nefes alıp verirken ciğerlerimize dolan oksijen ve karbondioksit, futbol oynayan çocukların toplarındaki gazlar, otomobillerin tekerleklerindeki gazlar vs. örnek verilebilir. Gazlar sıkıştırılabilir maddelerdir. Eğer piston silindir kabı yardımıyla gazları sıkıştırırsak gazın sıcaklığı artacaktır. Eğer genleştirirsek bu sefer de sıcaklığı azalacaktır.

                 

Gazların Genleşmesi

Gazlarda diğer maddeler gibi genleşip büzüşebilen moleküllerdir. Diğer maddelerde, özellikle katıda bu genleşmeyi rahatça görebiliriz. Örneğin, kışın telefon veya elektrik tellerinin büzüşmesi ve yazın genleşmesi gibi. Fakat gazların genleştiğini nasıl anlayabiliriz?

Gazlar bulundukları kabı kaplar demiştik. Örneğin dayanıklı bir balonun yeteri miktarda şişirildiğini düşünelim. Siz de balonun sıcak bir ortamda biraz daha şişik durduğunu ve soğuk ortama koyulunca küçüldüğünü görmüşsünüzdür.Aynı şekilde futbol topu için de bu geçerlidir. Daha deneysel bir yaklaşım sunarsak, bir piston kabımızın olduğunu düşünelim, pistonlu kaptaki gazımızı ısıttığımız zaman havanın genleştiğini ve piston mekanizmasının yukarı doğru hareket ettiğini gözlemleriz. Aynı şekilde soğuttuğumuz zaman pistonun aşağı doğru yöneldiğini görebiliriz.

Gazların Genleşmesine Örnekler

1. Kapadokya bölgesinde turistik olarak kullanılan balonlar. Balonun içindeki gaz ısıtılarak genleştirilir ve basıncı düşürüldüğü için de balon uçmaya başlar.

2. Termik santrallerde enerji üretiminde gerçekleştirilen enerji çevrimlerinde

3. Oda sıcaklığında bırakılan gazlı içeceklerin asidinin kaçması.

4. Çeşitli alanlarda kullanılan gazlı termometrelerde.

5. Otomobil lastiklerindeki havanın, sıcak havalarda genleşmesi
6. Radyatörün ısıttığı havanın genleşerek hafiflemesi ve odaya yayılması

     

Sonuç olarak, gazlarda diğer maddeler gibi sıcak havalarda genleşir ve soğuk havalarda büzüşür.Günlük hayatta karşılaştığımız bu örnekleri açıklamaya çalıştık.Siz de yazımızın gelişmesine katkıda bulunabilir.Yorum yapabilirsiniz.

                 

Devamı