10.2.2 MERKEZKAÇ YÖNTEM İLE AYRIŞTIRMA

Ayrıştırma işlemi, farklı yoğunluktaki maddelerin birbirinden ayrılmasını sağlar. Bu işlem yerçekimi veya merkezkaç kuvveti kullanılarak gerçekleştirilir.

Yerçekimi ile Ayrıştırma:

Yerçekimi ile ayrıştırmada, kullanılan eleman genellikle silindirik bir tanktır, bu tank yatay konumda bulunur. Bu işlem sırasında yoğunluğu farklı olan maddeler, kendi yoğunluklarına göre aşağı doğru çökerler. Örneğin, su ve yağın karıştığı bir tankta, su daha yoğun olduğu için altta kalırken, yağ üstte kalır. Bu işlemde hız, genellikle 1 g (yerçekimi ivmesi) düzeyindedir.

Merkezkaç Prensip ile Ayrıştırma:

Merkezkaç prensibi ile ayrıştırmada ise, kullanılan elemanlar kesik koni biçimindeki disklerdir. Bu diskler genellikle yukarıdan aşağıya eğimli bir şekilde yerleştirilir. İçlerinde delikler bulunur ve dönme hareketi ile yakıt karışımını etkin bir şekilde ayrıştırırlar. Bu diskler, merkezkaç kuvvetini oluşturarak sıvıdan daha yoğun olan katı partiküllerin dibe çökmesini hızlandırır.

Merkezkaç prensibi ile ayrıştırmada, yerçekimi ivmesi (g) yerine binlerce kez daha yüksek bir ivme elde edilir. Bu da ayrıştırma işleminin çok daha etkili hale gelmesini sağlar.

Ayrıştırma işlemi için kullanılan iki farklı prensip arasındaki matematiksel farklar da mevcuttur. Yerçekimi ile ayrıştırmada kullanılan Stoke Yasası şu şekildedir:

[v = \frac{2 \cdot (ρ_p – ρ_l) \cdot g \cdot d^2}{9 \cdot μ}]

Burada:

(v), parçacıkların dibe çökme veya çökelme hızını ifade eder (m/s).
(d), parçacıkların çapını ifade eder (mm).
(ρ_p), ağır fazın (katı parçacık) yoğunluğunu ifade eder (kg/m^3).
(ρ_l), hafif fazın (yakıtın) yoğunluğunu ifade eder (kg/m^3).
(g), yerçekimi ivmesini ifade eder (m/s^2).
(μ), sürekli fazın (yakıtın) viskozitesini ifade eder (kg/m-s).

Merkezkaç prensibi ile ayrıştırmada ise kullanılan yasaya göre:

[v = \frac{ρ_p – ρ_l}{ρ_c – ρ_l} \cdot C_g \cdot \frac{d^2}{r}]

Burada:

(C_g), merkezkaç kuvveti için bir sabittir.
(r), disklerin merkezkaç kuvvetinin uygulandığı yarıçapı ifade eder.

Bu iki prensip arasındaki temel fark, merkezkaç prensibi ile ayrıştırmada yüksek hızlara ulaşılabilmesi ve bu sayede daha etkili bir ayrıştırma işlemi gerçekleştirilebilmesidir. Ayrıca, kullanılan disklerin konik veya eğimli olması, sıvı içindeki parçacıkların hareketini kolaylaştırır ve ayrıştırma verimliliğini artırır.

Ayrıştırma işlemi, yakıtın ve yağlama yağının temizlenmesi için gemi endüstrisinde yaygın olarak kullanılır. Bu işlem, gemi motorlarının daha verimli ve güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlar.

Ağırlık ile Ayrıştırma (Yerçekimi İle Ayrıştırma):

Ağırlıkla ayrıştırma işlemi, yerçekimi kuvvetini kullanarak sıvı fazdaki istenmeyen katı partiküllerin çökmesini sağlar. Bu işlemde kullanılan tanklar genellikle yataydır. Yoğunluğu farklı olan maddeler, yerçekimi tarafından etkilenir ve daha yoğun olanlar tankın dibine doğru çöker. Bu işlem, genellikle düşük hızlarda gerçekleşir (yaklaşık 1 g hızında).

Merkezkaç İle Ayrıştırma:

Merkezkaç ile ayrıştırma işleminde, kullanılan elemanlar genellikle kesik koni biçimindeki disklerdir. Bu diskler özel bir şekilde yerleştirilir ve yüksek hızda döndürülerek merkezkaç kuvveti oluşturulur. Bu kuvvet, sıvı fazdaki katı partikülleri tankın dışına doğru iter ve temizlenmiş sıvının üst kısmında biriktirir. Merkezkaç ile ayrıştırma işlemi, yerçekimine göre çok daha yüksek hızlarda gerçekleşir (genellikle >5000 g).

Merkezkaç ayrıştırma, daha yüksek hızlarda çalıştığı için daha etkili bir ayrıştırma sağlar. Ayrıca, sıvı içindeki parçacıkların kaymasını ve hareketini kolaylaştırmak için taslar veya diskler kullanılır. Bu tasların veya disklerin içindeki delikler, kirliliklerin bütün disk grubuna dağılmasını sağlar ve ayrıştırma işlemini daha etkili hale getirir.

Ayrıca, merkezkaç ile ayrıştırmada kullanılan tasların içinde delikler bulunur. Bu delikler, kirli yakıt karışımının bütün disk grubuna dağılmasını sağlar ve işlemin etkinliğini artırır.

Ayrıştırma işlemi sırasında ara yüzey mesafesi, uygun bir gravite diski kullanılarak ayarlanabilir. Bu disk, ara yüzeyin nerede oluşacağını belirler. Yanlış bir gravite diski kullanıldığında, su ve yakıtın yanlış şekilde karışmasına veya dökülmesine neden olabilir.

Sonuç olarak, ayrıştırma işlemi, gemi endüstrisinde yakıt ve yağlama yağı işleme için önemli bir adımdır. Ağırlıkla veya merkezkaç prensibi ile gerçekleştirilen bu işlem, gemi motorlarının verimli çalışmasını ve çevresel düzenlemelere uyum sağlamasını sağlar. Ayrıştırma işlemi sırasında kullanılan elemanların tasarımı ve yerleşimi, işlemin etkinliğini belirleyen önemli faktörlerdir.

Ayrıştırma İşlemi ve Taslar (Çanak Diskler):

Ayrıştırma işlemi sırasında kullanılan taslar veya çanak diskler çok önemlidir çünkü bu elemanlar sıvı içindeki katı partikülleri ayrıştırmak için merkezkaç kuvvetini oluştururlar. İşte bu taslar veya çanak disklerin bazı özellikleri:

Delikler: Taslar veya çanak disklerin içinde delikler bulunur. Bu delikler, sıvı ve katı partiküllerin geçişine izin verir. Deliklerin boyutu ve dağılımı, ayrıştırma işleminin etkinliğini belirler.
Eğimli Yüzeyler: Taslar veya çanak diskler genellikle eğimli yüzeylere sahiptir. Bu eğimli yüzeyler, katı partiküllerin daha hızlı bir şekilde aşağı doğru hareket etmesini sağlar. Ayrıca, eğimli yüzeyler, sıvı içindeki parçacıkların kaymasını kolaylaştırır.
Merkezkaç Kuvveti: Taslar veya çanak diskler, yüksek hızda döndürülerek merkezkaç kuvveti oluştururlar. Bu kuvvet, sıvı içindeki katı partiküllerin dışarı doğru itilmesini sağlar. Merkezkaç kuvveti, yerçekimi kuvvetine göre çok daha yüksektir, bu da ayrıştırma işleminin daha hızlı ve etkili olmasını sağlar.
Delik Dağılımı: Taslar veya çanak disklerin üzerindeki deliklerin dağılımı, sıvının homojen bir şekilde ayrıştırılmasını sağlar. Deliklerin düzenli bir şekilde yerleştirilmesi, işlemin verimliliğini artırır.

Gravite Diski ve Ara Yüzey Mesafesi:

Ayrıştırma işlemi sırasında ara yüzey mesafesi, uygun bir gravite diski kullanılarak ayarlanabilir. Gravite diski, ara yüzeyin nerede oluşacağını belirler. Ara yüzey, yakıt ve su arasındaki ayrışma hattını temsil eder.

Doğru gravite diski kullanıldığında, ara yüzey disk grubunun deliği ve disklerin dış kenarları civarında oluşur. Ancak yanlış bir gravite diski kullanıldığında, ara yüzey yanlış yerde oluşabilir ve su ile yakıtın karışmasına veya dökülmesine neden olabilir.

Bu nedenle, uygun gravite diski seçimi ve doğru ara yüzey mesafesinin sağlanması, ayrıştırma işleminin başarısı için kritik öneme sahiptir.

Ayrıştırma işlemi, gemi endüstrisinde yakıtın ve yağlama yağının temizlenmesi için hayati bir adımdır. Taslar, çanak diskler ve gravite diskleri gibi elemanlar, bu işlemin etkinliğini artırmak için özenle tasarlanır ve kullanılır. Bu sayede gemi motorları daha verimli çalışır, aşınma azalır ve çevresel düzenlemelere uyum sağlanır.