Bildiri PDF

Tanmsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi 13-15 Eyliil2001 Sanhurfa
TARIMSAL t~LEMLERDE KA TI VE SIVI PARTtKULLER
BUYUKLUK ANALtZt VE OL<;UM TEKNiKLERi
t, Sait
Tamer U<;AR3
i<;tN
DOGAN4
OZET
Cesitli tanm iiriinlerinin islenmesi sirasmda ve diger kimi uygulamalarda 90k kii9iik boyutlu
parcaciklara sikca rastlarulmaktadir. Capi 1 mm'den kii9iik partikiillerin boyutlannm olcumunde
cesitli zorluklarla karsrlasrlmaktadir, Bu yiizden birtakrm gelismis yontem ve ekipmanlar kullamlarak
1 um'den daha kii9iik partikiiller icin bile ol9iim ve analiz olanaklan ortaya konulmustur, Laser ismh
oleum sistemleri ve foton korelasyon spektrometreleri bunlara ornek olarak verilebilir. Bu cahsmada
genis bir yelpazede bulunan tanmsal islemlerde rastlamlan kat! ve SIVI parcaciklann boyutlannm
saptanmasma temel olusturan teorik prensipler ve parcacik dagihm ana liz yontemleri incelenmis;
partikiil biiyiikliiklerinin saptanmasmda kullamlan yontemler gozden gecirilerek etkinlikleri
tarnsilrmsnr,
Solid and Liquid Particle Size Analyses and Measurement Techniques for
Agricultural Applications
ABSTRACT
Particulate materials should be handled, defined and classified properly during processing of
various agricultural products and other applications. Difficulties arise when measuring particles
especially smaller than I mm in diameter. For this reason, several advanced techniques and equipment
that can measure and analyze particles as small as I urn have been developed and suggested. Laser
beam measurement techniques and photon correlation spectrometers can be given as examples. In this
study, theoretical principles for determining solid and liquid particle sizes in agriculture were
investigated. Also, methods and techniques to measure dimensions of particulate materials were
reviewed and discussed for their effectiveness.
otnts
Tanmsal iiretimin cesitli asamalannda karsilasrlan, herbirisi farkh karakteristik yapi ve
bicimde olan partikiillere iliskin birtakim ozelliklerin bilinmesi gerekmektedir. Omegin etkin ve
cevreye en az zarar verecek bir tanmsal savas uygulamasi icin pulverizatorlerin iirettigi damlacik
caplanmn 90k iyi analiz edilmesi gereklidir. Boyle bir analiz, uygulama ekipmamrnn performansmm
saptanmasi ve meme simflandirmasi gibi nedenler icin de biiyiik onerne sahiptir. Aynca tahrllann
ekmek, makama gibi gidalara islenmesi, yeme donii~tiiriilmesi ve baska kullanim amaclanyla
ogiitiilerek ve kmlarak boyutlanmn kii9iiltiilmesi islemlerinde, ham ve islenmis partikiil boyut
dagihrmnm bilinmesi oldukca onemlidir. Ogiitme isleminin basansmm belirlenmesinde sonuclann
grafiksel olarak gosterimi, ortalama partikiil biiyiikliigii ve dagihrm, yiizey alam ve parcacik saYISI
onemlidir. Endiistriyel ve tanmsal kansnrma proseslerinde ise homojen dagIllmm saglanmasl i9in
par9aclklann izlenmesi ve kan~tmcl tasanmmda benzer tekniklerin kullanllmasl zorunlulugu vardlr.
Partikiil boyutunun belirlenmesinde kullamlacak yontem ve ekipmanla, ol9iilecek omekteki
partikiil yogunlugu ve boyut arahgl arasmda slkl bir ili~ki bulunmaktadlr. Ciinkii her ol9iim aletinin
o19me arahgl farkh oldugu gibi, birim hacimde bulunan partikiil saYISI fazla ise ozellikle optik
yontemlerde
sorunlara neden olmaktadlr. Aynca kat! toz par9aclklann
SIVI igerisindeki
siispansiyonunda, partikiil yogunlugu 90k az ise, optik yontemle ol9iim kabul edilebilirken; belli bir
3: Yrd. 009. Dr., Yiiziincii YII Oniversitesi, Ziraat Fakiiltesi, Tanm Makinalan Boliimii, Van.
4: 009. Dr., Yiiziincii YII Oniversitesi, Ziraat Fakiiltesi, Glda Miihendisligi BOIiimii, Van.
285
Tanmsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi 13-15 Eyliil2001 Sanhurfa
yogunlugun iizerinde, aglomerasyondan dolayi cokelmekte olan gruplar birbirleriyle etkilesime girer.
Konsantrasyonun daha da artmasiyla parcacik kiitleleri birbirlerini sikistmrlar, Bu nedenle optik
yontem kullanmu olanaksizlasir. Ogiitiilen toz materyalin boyutunun ifade edilmesinde ise, partikiil
biiytikliigu dagihrrumn verilmesi gerekir. Parcacik biiyiikliigii olr;iimii ogiitmenin basansmi ve son
iiriine islenmesindeki performansmi belirler.
Bu cahsmada kati ve SIVIpartikiillerin boyut dagihmlannm belirtilmesinde izlenen bashca
ilkeler ve ozellikler anlatildiktan sonra parcacik caplannm olciilmesinde kullamlan alet, ekipman ve
yontemlere deginilecektir.
PARTiKUL BOYUT ANALiziNiN TEMEL iLKELERi
Parcacik boyutu, bazen 0 parcacigm boyutunun saptanmasmda kullanilan fiziksel islemin
kendisi ile ifade edilir. Ornegin tahil iiriinlerinin boyut simflandmlmasmda partikiil boyutu, kullamlan
elegin numarasi ile ifade edilir. Ancak, bir biitiin olarak boyut dagihmmm ortaya konulmasi
gerektiginde genellikle istatistiksel omekleme simflan metodu kullamlmaktadir. Oleum sonuclan,
boyut dagihmmm tekduzeligine bagh olarak dogrusal ya da logaritmik diyagramlar halinde
gosterilebilir.
Partikidlerin Ozellikleri
Diizenli geometrik sekillere sahip cisimlerin hacim ve yiizey alanlan rahathkla
belirlenebilmesine karsm, genellikle diizensiz sekli olan tanmsal iiriinlerin fiziksel ozellikleri aym
rahathkla elde edilemez. Aynca bu gruptaki kiicuk partikiillerin agregasyonunda ise problem cok daha
zorlasmaktadir. Ancak diizensiz sekil yerine kiip, kiire vb gibi esdeger partikiil boyutlannm
varsayrlmasi ve istatistiksel yontemlerin kullarnlmasiyla bu zorluklar rahathkla asilabilmektedir. Elde
edilen sonuclar boyut frekans tablolan ya da egrileriyle aciklanmaktadir,
Kiiciik partikiillerin onemli ozelliklerinden birisi yiizeysel ozelliklerdir. Yiizey ozellikleri
partikiillerin yiizey enerjileri ile birbirlerine yaprsmasi (adsorpsiyon) ve parcacik islanmalan sirasmda
iiretilen lSI, aynca madenlerin ve minerallerin su iizerinde yiizme kosullan gibi alanlarda uygulamalan
bulunmaktadir. Yiizeysel ozelliklerden biri olan yiizey iizerinde yogunlasma islemi, yiizeyin
bombeliligine gore degisen SIVIbuhar basmcma baghdir. Bombeli yiizeye sahip bir partikiil iizerindeki
SIVIdiizlemsel bir yiizeydekine oranla cok daha fazla buhar basmci iiretir. Dolayisiyla cok kiiciik
parcaciklar iizerindeki nemin yogunlasmasmi saglamak hemen hemen olanakslzdlr. Diizlemsel bir SIVI
yiizeyinde olu~an buhar basmci Po ve bombeli bir yiizeye sahip parr;aclk iizerindeki buhar basmci p ile
gosterilirse, yogunla~maYI saglamak ir;in p/Po orallim modifiye etmek gerekir. Artan buhar basmcma
baglt olarak, ir;inde kiir;iik bir partikiil r;ekirdek bulunan SIVI damlaclklannm hlzla buharla~ma
egiliminin bulundugu ara~tIrmalaria gosterilmi~tir. Yine kiir;iik damlaclklann buharla~masl iizerine
yapllan r;ah~malar gostermi~tir ki, aglrhk kaYlp oralll yiizey alamyla degil, partikiil ve su tabakasl
kahnhgl ile orantlltdlr.
Durgun atmosfer ir;erisindeki toz partikiillerin kendi orijinal konumunu r;evreleyen bo~lukta
difiizyona ugradlgl goriiliir. Kiir;iik partikiillerin difiizyonu bir dereceye kadar ba~langly konumuna
baglt yoriingesel kuvvetlere bagh olmaktadlr. Oysa 5 !lm' den daha biiyiik partikiiller hlzla r;okelirler.
Tiirbiilent ortamda difiizyon kavraml ise Brownian hareketin ve termal etkilerin belirleyici oldugu gaz
ya da kolloidal teoriden daha farklt bir;imde ele ahnmaktadlr. Burada partikiillerin ana serbest
yoriingesi yerine tiirbiilent akl~kan elemanlanmn hareketlerinin istatistiksel olr;iitleri onem
kazanmaktadlr. Pestis it damlaclklanmn atmosfer ir;indeki hareketlerinin tahmini ir;in geli~tirilen pek
r;ok istatistiksel (stokastik) yontemler, son yillarda geli~en bilgisayar teknolojileri yardlmlyla paket
programlar olarak ara~tlrmacilann ve bilinr;li r;iftr;ilerin hizmetine sunulmu~tur .
Bunlardan ba~ka partikiillerin elektriksel, optik, sonik, kimyasal ve termodinamik
ozelliklerinin irdelenmesi r;e~itli uygulamalar ir;in gerekli olabilir. Omegin, elektriksel ve manyetik
ozellikler yardlmlyla, yiiklii toz ya da SIVIpestisitlerin hedef iizerinde tutunma olaslhgl biiyiik oranda
artmhp drift olaslhgl azaltllabilmektedir .
Partikiil Boyut Daglhml ve Analizi
Partikiillere ili~kin en ar;lklaYlcl ozellik boyut daglhml olup, bu ozellik r;izelgeler ya da
grafikler araclhglyla ifade edilmektedir. Dogrusal daglhmda parr;aclk boyutlan e~it arahklarla
aynlml~ slmflarda gosterilmektedir. Boyut daglhmma ili~kin tiim ayrmtIlar grafiksel gosterimde daha
286
Tanmsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi 13-15 Eyliil2001 Sanhurfa
cabuk kavranabildiginden oldukca yararh olmaktadir, Grafiksel gosterim histogram seklinde
olabilecegi gibi, daha yaygm olarak boyutun kiimulatif yiizde miktarlan olarak da verilebilmektedir.
Yiizde olarak aglrhga dayah bir simflandirma yaygm olmakla birlikte sayisal, yiizeysel ya da hacimsel
degerlendirme de yapilabilir. Veriler aciklamrken hangi oleum yontemlerinden yararlamldigmm
belirtilmesi de gerekli olmaktadir.
Cizelge I' de kan ve SIVI partikiillerin boyut analizini gerceklestirebilen bir oleum sisteminin
bilgisayar ciktisi gorulmektedir, Cizelgede, olciilen parcacik cap degerleri simflara aynlrms ve her
sirufta saptanan parcacik sayilan ile belirlenen cap degerinin altmda kalan parcaciklann saytlan yiizde
olarak gosterilmistir. En sagdaki kolonda ise oleum islernine ait aynnttlar ve oleum sonuclanmn bir
ozeti verilmistir,
Cizelge I. Parcacik boyut verilerini tabuler formda veren bir bilgisayar 91ktISIornegi,
Size
microns
%
under
%
in band
Size
microns
%
under
%
in band
188
162
140
121
104
89.9
77.5
66.9
57.7
49.8
42.9
37.1
32.0
27.6
23.8
20.5
100
99.2
97.1
94.0
89.9
85.4
80.6
75.9
71.4
66.8
61.6
56.9
52.9
49.3
46.3
43.0
0.78
2.10
3.15
4.10
4.46
4.79
4.71
4.46
4.67
5.13
4.71
4.07
3.52
3.03
3.31
3.93
17.7
15.3
13.2
11.4
9.81
8.46
7.30
6.30
5.43
4.69
4.05
3.49
3.01
2.60
2.24
1.93
39.1
34.6
30.1
26.3
23.1
20.2
17.4
14.7
12.1
9.87
7.88
6.15
4.70
3.54
2.59
1.92
4.44
4.56
3.75
3.24
2.88
2.78
2.71
2.56
2.28
1.99
1.73
1.45
l.l6
0.95
0.67
Result source=10Feb94
Record No. = 0
FocallenNth = 100 mm.
Presen ation =pil
Volume distribution
Beam length =2.2 mm
Obscuration =0.0000
Volume Conc.=0.0903 %
L0\tDiff. =0.000
ode Iindp
D[V,0.5J = 28.44 urn
D v,0.9 =:._ 104.51 um
DtO. ) - 4.73!lm
D 4,3~ = 40.94 urn
D 382 = 13.79!lm
pan = 3.5
Spec. surf. Area
0.4351 sq.m./cc.
Partikiil boyutu oleum sonuclan kiimiilatif ve frekans dagihm formatlannda dagihm egrisi
olarak sunulabilmektedir (Sekil 1). Bu durumda ol9iim hatalanndan kaynaklanan keskin inis-cikislan
yuvarlatmak amaciyla, kiimiilatif egrinin egiminden yararlanarak frekans egrisi cikarmak yaygmdir
(Sekil la). Bu tiirden olan frekans egrilerinin avantaji, egrinin altmda kalan alarnn yiizde 100'e esit
olmasi; dolayisiyla da benzer verilerin gorse I yolla karsilastmlmalannm oldukca kolaylasmasidir.
Buna altematif olarak, veriler logaritmik skalada da gosterilebilir (Sekil 1b). Partikiil boyutu (x) ve
belli bir boyutun altmda kalanlann oram olarak tammlanabilecek altboyut yiizdesi (P) olarak ahmrsa,
frekans egrisi [log(x)]'e karsihk gelen [dP/dln(x)], dir ki, egrinin altmda kalan alan yine yiizde 100
olacaktir. Bu yontem 90k genis dagihm gosteren partikiiller icin yararh olmaktadlr. Frekans egrisinin
altmda kalan alamn yiizde 100'ii gosterecek ~ekilde normalizasyonu daima tercih edilmektedir, 9iinkii
bu durumda farkh verilerin kar~t1a~ttr1lmaSIkolayla~maktadlr. (Rata! Yer i~areti taDlmlanmaml~.)
100
-80
~
o
10
8 ~
!!....
i
·iii
·iii
'5 40
,'"
>
c:
~ 20
oo
!
2
80 ~
~
G>
"C
N
.;::
4 iii
~~
_ 80
0
6
,'">
100
·iii
~ 60
N
100
e
.ill!
i
CD
"C
N
40
60
c:
iii
40 ~
:;40
>0
.ill!
·e
.9
C( 20
20 CD
1
.3
0
80
,
10
Partikiil Boyutu (mikron)
~ekill.
60 ~
,'">
0
20
"2,'"
60
o
Partikiil boyutu (mikron)
100
(a)
(b)
Lineer (a) ve logaritmik (b) lskalada partikiil boyut daglhm egrileri.
287
Tanmsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi 13-15 Eyliil200l
Sanhurfa
Dallavalle(Hata!
Yer lsareti
tammlanmamrs.)
partikiillerin
ortalama caplannm
saptanmasmda temel olarak bes yontemden soz etmektedir. Bunlar l) Aritmetik ortalama cap, 2)
Geometrik ortalama, 3) Harmonik ortalama, 4) Medyan cap, ve 5) istatistiksel cap degerleridir.
Aritmetik ve geometrik ortalamalarla medyan capm fiziksel bir onemi yoktur. Harmonik ortalama
yontemi ile belirlenen cap degerleri daima geometrik ve aritmetik ortalamalardan daha kiiciiktiir ve
parcaciklann ozgill yiizeyleri (birim agirhk basma dusen yiizey degeri) ile ilintilir. Oysa cap
degerlendirmelerinde partikiillerin uzunluklan, yiizey alan lan, hacimleri ve agirhklan goz onune
almmahdir, Buna gore istatistiksel olarak bes cesit cap degerlendirme yontemi vardir, I) Uzunluk
= r.nd2 /
ortalama capt: d
I
d = l'Lnd2 I
s
V
/t»
= 'Lnd4 /
d
Ir.nd
,2) Hacimsal ortalama cap: d
, 4) Hacim-yiizey ortalama cap degeri: d
'
= Vr.nd3 I
Ir.n
, 3) Yiizeysel ortalama cap:
r= 'Lnd3/
?'
ve 5) Agirhk ortalama capi:
Ir.ndBu degerlendirme bicimleri tanm ilaclanmn damla capt simflandrrmalannda yaygm
vs
•
lr.nd3
olarak uygulanmaktadir, Tekdiize partikiiller degerlendirilecek olursa bu istatistiksel cap degerleri
arasmdaki fark azalacaktir. Eger tum partikiiller aym boyutta olursa istatistiksel cap degerleri de
birbirlerine esit olacaktir.
Partikiil boyut dagthrrumn standart sapmasi tekdiizeligin bir 0l9iitii olmakla birlikte, bu ol9iit
partikullerin bicimi hakkmda bilgi vermekten uzaktir. Bunun yerine tekdiizeligi ifade eden
yontemlerden en onemli ii9ii I) Tekduzelik katsayisi, 2) Asimetri ol9iitii, ve 3) Kramer modiilii' diir.
Ortalama boyutun saptanmasmda kullamlan parametreler ise genel olarak be~e aynlmaktadlr
(Hata! Yer i~areti tammlanmaml~.).
I) Hatch-Choate e~itlikleri, 2) Roller e~itlikleri, 3) RosinRammler e~itlikleri, 4) DagIilmlann kombinasyonu yontemi, ve 5) Ozel dagIilm e~itlikleri. Bunlardan
en yaygm olan ii9iincii yontemde Rosin-Rammler dagIilm fonksiyonu kullamhr. Bu fonksiyon,
partikiil (veya damlaclk) 9apl (D) ile D den biiyiik partikiillerin aglrhk fraksiyonu (MD) arasmda
w
eksponansiyel bir bagmtl bulundugu varsaYlml iizerine olu~turulur: MD
= ex{
-(
%J)' e~itlikte D
ortalama 9ap, n ise yaYllma faktoriidiir .
PARTiKUL BOYUT OU;UM TEKNiKLERi
KatJ ve SIVIpar9aclklar i9in farkh yontemler kullamlmaktadlr. Bunlardan bazIian her ikisi
19m de kullamlabilmektedir. SlVl partikiiller (damlaclklar) i9in partikiil boyutu yanmda, boyut
daglhml, akl~ karakteristikleri ve par9aclk hlzl da onem kazanabilmektedir. Buna gore genel olarak, I)
Damlaclklann ge~itli ozel kaplar, kaplanml~ yiizeyler ve i~lenmi~ kartlar iizerinde toplanmasl, 2)
Damlaclklann likit nitrojen gibi ortamlar igerisine piiskiirtiilmesi teknikleri kullanarak sogutulmalarl
ya da dondurulmalan, 3) Optik goriintiileme teknikleri (yiiksek hlzh fotograflama, video sistemleri
vb) 4) Lazer I~mh yontemler mevcuttur. Bu ve benzeri tekniklerin standartlanmn olu~turulmalannda
ise eksiklikler vardlr. Ancak lazer tabanh yontemler i9in ASTM tarafmdan bir standart mevcut olup,
bir ASAE standardmda ise piilverizator memelerinin damlaclklanna gore slmflandmlmalan amaclyla
izlenecek yollar belirlenmi~tir. Genel olarak damlaclk 9aplanmn ol9iilmesinde aranan ozellikler
~unlardlr : a- Sprey desenine ve atomizasyonuna etki etmemeli, b- Omekleme ve sayma i~lemlerini
hlzla gergekle~tirebilmeli, c- SlVl ve gaz fazlanm aYlrd edebilmeli, d- Konum ve zamana bagh olarak
damlaclk boyut ve hlzlanm olgebilmelidir.
Damlaclk boyutunun saptanmasmda kullamlan en pratik yontem, damlaclklann bir ~ekilde
tutularak 0l9iilmesidir. Daha soma damla 9apl ya dogrudan ol9iim ya da dolayh olarak damlalann
blraktlgl izlerin ol9iimii ile gergekle~tirilmektedir. Damlalann blraktIgl izden yola 91kIiarak
gergekle~tirilen ol9iim yontemlerinde, orijinal damla 9aplan ile izleri arasmda mutiaka bir kalibrasyon
i~lemi yapIimahdlr. YaYllma faktorii adl verilen bir biiyiikliigiin saptanmasl bu i~lem i9in yaygmdlr.
YaYllma faktorii damiacigm blraktIgl izin 9apl ile damiacigm gergek 9apl arasmdaki oram ifade
etrnektedir.
Damlalann tutulmasl i9in ge~itii yontemler vardlr. Bunlardan birka91 ~oyle slralanabilir: a)
MgO ile kaplanml~ mikroskop caml iizerinde damlaclklann olu~turdugu iz mikroskopta incelenir, b)
35 mm fotograf filmi iizerinde suya duyarh bir tabaka olu~turulmasl, c) Kromekote kartl olarak
adlandmlan parlak fotograf kagltiannm kullamlmasl, d) pH indikatorU bromofenol mavisinden
iiretilmi~ suya duyarh kagltiann kullamlmasl, e) Vag tabanh ila91ar i9in yaga duyarh kagltlann
288
Tanmsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi 13-15 Eyliil2001 Sanhurfa
kullamlmasi, t) Fluoresan iz maddeleri kullamlarak yaprak yiizeyine tutunmus damlaciklann UV 1~lk
altmda incelenmesi, ve benzeri yontemlerden yararlamlmaktadir,
Son yrllarda elektro-optik ve mikro-bilgisayar konulanndaki gelismelere paralel olarak
miidahalesiz ol~iim teknikleri oldukca ileri diizeydedir. Ornegin a) Atomizasyon sirasmda ucus
halindeki damlalann yiiksek hizh fotograflama yontemi ile resimlerinin cekilmesi, b) Lazer holografi
tekniklerinin uygulamasi, c) Ism kmlmasi yontemleri (Malvern particle sizer), d) Lazer Doppler
damlacik analizi, e) Optik dizi spektrometreleri. Bunlardan en giivenilir ol~iim yapan lazer ismh
olciim yontemlerinin cahsma bicimlerine asagida deginilmistir.
MaJv~rn Partikiil Analiz Aygdl:
Bu sistemde dusuk giirrlii bir He-Ne lazer isim iireteci ve karsismda bilgisayara bagh bir ism
buluOm,a:ktadlr (Sekil 2). Oretilen lazer rsrm arasmdan piilverizasyon yaptlmakta ve
darnlacrklar ism kl~masma neden olmaktadir. Kiirriik damlaciklar lazer ismmda biiyiik acih, biiyiik
damlaciklar ise kiirrdk\_a~tllkmlmalara neden olmaktadir. Boylece damlacik spektrumu cok elemanh
ism detektoni uzerindeki ism yogunlugu dagihmma gore algilanmakta ve elde edilen bilgiler bir
bilgisayar tarafmdan degerlendirilerek istatistigi yaprlmaktadir, Bu sistemin bilgisayan tarafmdan
yaptlan bir analize ait ornek sonuclar Cizelge I' de gosterilmistir. Sistemin olrriim arahgi iizerinde
bulunan optik lenslerin kombinasyonuna bagh olup, 1.2 um ile 1800 um arasmda degismektedir.
detektoru
Biiyiik
Genisletilmis ve paralelize
edilmis lazer rsmlan
paraclk
)
<:ok elemanh
detektor
Lazer
r:'
Kii~iik
par~aclk
~ekil 2. Malvern parrraclk analiz aygltmm rr~~ma ilkesi. ~ekilde I~m kmlma arrlSIbUyiik
partikiiller irrin 91, kiirriik partikiiller irrin 92' dir. (Hata! Yer i,areti tammlanmaml,.)
Lazer Doppler Partikiil Analizi:
Esas olarak karm~lk hava aklmlanmn olrriimiinde kullamlan lazer Doppler hlz olrreri (LDV)'
nden, gerekli diizenlemeler yapllarak parrraclk analizinde yararlamlmasl saglanml~tlr. ABD' de
Aerometrics ve Danimarka' da Dantec firmalan Doppler damlaclk olrriim aygitlanm geli~tirmi~lerdir.
Bu sistemde iiretilen dii~iik gii~lii lazer 1~lm bir ayn~tmci ve frekans modiilii tarafmdan ikiye
boliinmektedir (~ekil 3). Bu iki lazer 1~lm daba sonra ol~ii1ecek orneklerin bulundugu bolgede
kesi~mekte. birbirine girmekte ve ~izgisel bir desen olu~turmaktadlr. Partikjrtler bu bolgeden gerrerken
boyutlanyla oranttll olarak module edilmi~ yanslma I~mlan iiretmekte ve par~acigm hlzlyla orantth
olarak olu~an Doppler fark frekansl detektor1~r tarafmdari algllanmaktadlr (~ekil 4). Bu sistemle
Olrrii1ecekdamla rrapl arahgl 1-8000 Ilm olmaktadlr (Hata! Yer i,areti tammlanmaml,.),
Ol~iim alam
Lazer
Deleklorler
I~tnayn~ltrlcl ve frekans
modiilii
~~~
~ekil 3. Lazer Doppler damlaclk analiz sisteminin ~ah~ma prensibi.
Yukanda amlan yontemlerden ba~ka, rre~itlitanm iiriinlerinin boyut analizi i~in de yontemler
geli~tirilip standartlan olu~turulmu~tur. Eleme yontemi, ozellikle tahll, un ve irmik gibi iiriinlerin
incelik derecesinin belirlenmesinde en yaygm olarak kullamlan yontemdir, Parrraclk biiyiikliigii 50
Ilm' ye kadar olan iiriinlerin biiyiikliik ol~iimiinde b~an ile kullamhr. Standart elekler kare goze
289
Tanmsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi 13-15 Eyliil2001 Sanhurfa
sahiptir; ancak yuvarlak ya da oblong elekler de kullamlabilir. Elenecek parcaciklann biiyiikltigiine
gore tel dokuma, naylon veya ipek tiil kullamhr. Eleklerde goz genisligi belirli bir uzunlukta bulunan
tel sayisiyla ifade edilir. ince materyal elenirken eleme yiizeyinin acik tutulmasi icin elek
temizleyiciler ya da hava akmu kullamhr. Elemenin basansi eleme moduna, besleme miktanna, iiriin
nem ve sicakhgma baghdir, Eleme yoluyla siruflandirmada, parcacigm sekline ve elek gozunii nasil
gectigine bagh olarak ortalama biiyiikliik ifade edilir.
A
B
/
I
c
"
L.o--
......
,
~~
\
~
I
.....
,
/
r--
.......
Seidl 4. Doppler aygitmda partikiil boyutunun sinyal modiilasyonuna etkisi (Hata! Yer lsaret!
.
tammlanmamis.).
Tahil iiriinleri ve yem materyallerinin boyut dagihrmnm saptanmasmda ASAE tarafmdan
standartlar gelistirilmistir. Bunun icin cerceve capt 200 mm olan tel dokuma eleklerden
yararlamlmaktadir. Elek sarsici, hassas terazi ve elek kanstmcidan olusan bir deneme seti ile olcumler
gerceklestirilmektedir. Aynca kiyilmis yesil yem ve saman gibi materyaller icin dis olyiileri 406x565
mm olan ve iizerinde kare delikler bulunan elekler kullamlmaktadir. Nominal delik olculeri 1.17 mm'
den 19 mm' ye kadar degisebilen elekleri yatay diizlemde sarsan sarsicilar ve hassas terazi yardirmyla,
herbir elekten gecen partikiillerin kiimiilatif dagihrm rapor edilmektedir.
SONDe;
Partikiil boyutunun belirlenmesinde kullamlacak yontem ve ekipmanla, olciilecek ornekteki
partikiil yogunlugu ve boyut araligr arasmda siki bir iliskinin varhgt gozonunde bulundurulmahdir, Bu
yiizden tanmsal uygulamalarda biiyiikliik Olyiimii yapilacak materyalin SIVI veya kati olmasma bagh
olarak tercih edilecek teknik cok iyi secilmelidir, Ozellikle toz materyalin partikiil biiyiikliigiiniin
olcumiinde, materyalin yapiskan karakterli veya serbestce akabilme ozelligine bagh olarak ornek
alumna ozen gosterilmesi gereklidir. Giiniimiize degin gelistirilen ve yukanda sozii edilen
tekniklerden ozellikle olculen materyale bir miidahelenin soz konusu olmadigi olctim yontemlerinin
kullamlmasi onem kazanmaktadir, Oncelikle olyiilen materyalin orijinalliginin korunmasl, aynca
insan kaynakh hatalann da en aza indirilmesi olyiim sonuylannm giivenilirligini artlrmaktadlr.
KAYNAKLAR
U~ar, T. 1997. Simulation and experimental study of jet agitation effects on agrochemical mixing in sprayer
tanks. PhD Dissertation (Advisers: H.E.Ozkan and R.D.Fox). The Ohio State University.
I Dallavalle, J.M. 1948. Micromeritics, The Technology of Fine Particles. Pitman Publishing Corporation. NY
I U~ar, T. 2000. Pestis it driftinin saptanmasl ve strateji geli~tirmede kullamlan bilgisayar olanaklan. Tan msal
Mekanizasyon 19. Ulusal Kongresi, Bildiri Kitabl, s. 190-196.
I Matthews, G .A. 1992. Pesticide Application Methods. 2nd ed. Longman, UK.
I Zeren; Y., A. Bayat. 1995. Tanmsal Sava~ Mekanizasyonu. c;:.O.Z.F. Gen. Yay. No: J08. Adana.
I Snow, R.H., T. Allen, BJ. Ennis, J.D. Litster. 1997. Size reduction and size enlargement. Perry's Chern. Eng.
Handbook. McGraw-Hili Book Co., Inc., New York.
I FLUENT Inc. 1993. FLUENT Tutorial Guide, Version 4.2. Lebanon, NH.
I ASAE, 1999. Spray Nozzle Classification by Droplet Spectra. ASAE S572 AUG99, ASAE Standards 389-391.
I Chigier, N. 1982. Drop size and velocity instrumentation.
The 2nd International Conference on Liquid
Atomization and Spray Systems. Madison.
I Parkin, C.S. 1992. Methods for measuring spray droplet sizes (Application Technology for Crop Protection,
Editorler: G.A. Mathews, E.C. Hislop). CAB International.
I Ferrazza, J., W. Bartel, R. Schick. 1992. Spray nozzle drop size: How to evaluate measurement techniques and
interpret data and reporting procedures. Spraying Systems Co. USA.
I ASAE, 2000. Method of determining and expressing fineness of feed materials by sieving. ANSI! ASAE S319.3
JUL97, ASAE Standards 559-562.
I ASAE, 2000. Method of determining and expressing particle size of chopped forage mate rials by screening.
I
290