Eliptik Dişli Çifti ile İmal Edilen Debimetre Tasarımı, Prototip İmalatı ve Deneysel Performans Tayini


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İBRAHİM PAZARKAYA

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ahmet Özdemir

Eş Danışman: Mehmet Yazar

Özet:

Debimetrelerin tasarım ve imalat parametrelerinin doğru belirlenmesi, ticari ortamlardan temin edilen debimetrelerin beyan edilen özelliklerinin güvenilir olmasını da beraberinde getirmektedir. Bu tez çalışmasında, üç farklı a/b oranı, üç farklı modül ve üç farklı diş sayısına sahip dokuz farklı eliptik dişli çiftine sahip eliptik dişli debimetre üretilmiştir. Akış ölçerlerin kalibrasyon katsayıları, dişli pompa ile tahrik edilen bir deney düzeneği aracılığıyla belirlenmiştir. Akış testlerine göre, akışkan basınçları arttığında tüm akış ölçerler tarafından ölçülen akış hızları azalmıştır. Taguchi L9 deney setine göre, eliptik düz dişlinin en uygun imalat parametreleri, sinyal-gürültü oranı en büyük en iyi olarak seçildiğinde a/b oranı 1,40, m = 2,50 mm ve z = 40 diş olarak elde edilmiştir. Varyans analizi sonuçlarına göre üretilen debimetrelerin R2 = %98,98 oranında güvenilir olduğu, modülün ölçülen debiye katkı değerinin %65,17 ile en büyük olduğu ve en etkisiz değişkenin %0,95 ile a/b oranı olduğu görülmüştür. Ayrıca üretilen debimetrelerin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) modelleri oluşturulmuştur. İmal edilen debimetrelere göre en uygun eliptik dişli parametrelerinin ve ölçülen debi miktarını etkileyen en önemli parametrenin istatiksel olarak belirlenmesinin amaçlandığı çalışmanın yöntemi CFD analizlerine dayandırılmıştır. Akışkan basıncı arttıkça CFD analiziyle hesaplanan debi miktarları azalmıştır. Ölçülen ve CFD analiz sonuçlara göre; ortalama debi değişiminin -%0,0102 olduğu, en büyük değişimin 3,00 MPa basınçta %0,0855 ile Db-03 kodlu, en küçük değişiminse 4,50 MPa basınçta %0,0002 değeriyle Db-02 kodlu debimetrede olduğu görülmüştür. Bütün debimetrelerin ölçülen ve hesaplanan yüzde debi değişimlerine göre imal edilen debimetreler için hazırlanan CFD modellerin tutarlı olduğu göstermiştir. CFD analizleriyle hesaplanan debi miktarlarının R 2=99,00 düzeyinde güvenilir olduğu ve varyans analizi sonuçlarına göre elde edilen debi miktarına en büyük katkıyı %65,25 ile modül değerinin, en az katkıyı ise %0,96 ile a/b oranının sağladığı tespit edilmiştir.