Çeşitli Boru Tiplerinde Çeper Kayma Gerilmesi Değişiminin Deneysel Olarak İncelenmesi ve Yapay Sinir Ağı ile Modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, gelişen türbülanslı boru akışında çeper kayma gerilmesinin boru boyunca değişimi deneysel olarak elde edilmiştir. Bu amaçla değişik pürüzlülükte 5 adet boru (alüminyum, bakır, siyah, galvanizli ve PPRC “polypropylene random copolymer” ) seçilmiştir. Bu borulara hidrodinamik geçiş bölgesinde sık aralıklarla tam gelişmiş akış bölgesinde ise sadece giriş ve çıkışta olmak üzere çok sayıda basınç prizleri yerleştirilmiştir. Deneyler yapılırken debi hidrolik tank yardımıyla ölçülmüş ve bu debiye karşılık gelen statik basınç değerleri, sisteme kurulan sabit bir dijital kamera yardımıyla belirli zaman aralıklarında kaydedilmiştir. Kaydedilen bu görüntülerden yararlanarak bir görüntü işleme programı yardımı ile anlık basınç çalkantıları elde edilmiştir. Anlık basınç çalkantılarının ortalaması alınarak her bir basınç prizindeki zaman ortalamalı basınç değerleri hesaplanmıştır. Birbirine yakın basınç prizleri arasındaki basınç farkından yararlanarak çeper kayma gerilmeleri tespit edilmiştir. Her bir boru için değişik Reynold sayılarında kayma gerilmesinin boru boyunca değişimi grafik olarak sunulmuştur. Deney çalışmalarından elde edilen kayma gerilmeleri için yapay sinir ağı (YSA) kullanılarak tahminsel bir model elde edilmiştir. Elde edilen modelin geçerliliğini belirlemek için farklı hata analizleri yapılmıştır. YSA tarafından kayma gerilmesi değerleri için oluşturulan tahminsel modeller içerisinde en az hata oranı %10 değeri ile bakır boruya ait tahminsel modelidir. Sonuç olarak farklı pürüzlülüğe sahip borulardaki çeper kayma gerilmeleri belirlenmiş ve en fazla kayma gerilmesi değeri (20.13 Pa) PPRC boruda görülmüştür.