AĞAÇ MALZEMELERİN ISI İLETGENLİK KATSAYILARI

AĞAÇ MALZEMELERİN ISI İLETGENLİK KATSAYILARI

6.1. Materyal ve Metot

6.1.1. Ağaç malzemeler

Ağaç malzeme olarak Toros sediri, Uludağ Köknarı, Karakavak, ve Doğu Kayını odunları kullanılmıştır.

Ağaç malzemeler Ankara ve çevresindeki Ağaç işleri ve Mobilya endüstri işletmelerinden tesadüfi metotla alınarak sıcaklığı 20  2 ºC bağıl nemi %65  5 olan iklim odasında denge rutubetine ulaşıncaya kadar bekletilmiştir. Bundan sonra TS-2470’ de belirtilen esaslara uyularak, masif ağaç malzemelerden liflere paralel, yıllık halkalara teğet ve radyal yönlerde 10 mm ve 20 mm kalınlıklarda, ısı iletkenliği ölçme cihazının prop taban ölçüsü dikkate alınarak ve JIS-2618 esaslarına uyularak 50 mm genişlik ve 100 mm uzunluklarda kesilerek deney örnekleri hazırlanmıştır.

Elde edilen numuneler, deney anına kadar sıcaklığı 20  2 ºC bağıl nemi % 65  5 olan ortalama kalınlık ve yönlerine göre ayrı ayrı gruplar halinde istiflenmiştir.

6.1.2. Deney Metotları

6.1.2.1. Özgül ağırlık ve rutubet tayini

İklim odasında % 12 rutubete kadar kurutulan masif ağaç malzemelerin diri odun kısımlarından TS 2470 ve 2472 esaslarına uyularak 20 mm x 20 mm x 30 mm boyutlarında her ağaç türünden 20’şer olmak üzere örnekler kesilerek sıcaklığı 202 ºC bağıl nemi % 655 olan ortamda, boyutlar 0.01 mm duyarlı verniyelli kumpaslarla, ağırlıklar 0.001 gr duyarlıklı analitik terazide tartılmıştır. Hava kurusu özgül ağırlıklar “stereometrik metot” ile, deney örneklerinin rutubeti ise, TS 2470 ve TS 2471’deki esaslara uyularak “kurutma metodu” ile belirlenmiştir.

6.1.2.2. Isı iletkenlik katsayısının tayini

Numunelerin ısı iletkenlik katsayıları Türk Standartları Enstitüsü malzeme laboratuarında Q TM-D2 cihazı ile 4 dijit ve numune sıcaklığı 2 dijit olmak üzere 1’er dakika otomatik olarak ölçülmüştür. Masif ağaç malzemelerde liflere paralel (?//), yıllık halkalara teğet(?T) ve radyal (?R) yönlerde ölçüm yapılarak liflere dik yöndeki ısı iletkenlik katsayıları (?)
? = eşitliğinde hesaplanmıştır.
Hava kurusu halde ölçümler yapıldıktan sonra numuneler 20ºC sıcaklıktaki temiz suda 24 saat bekletilmiş ve bu durumda dolgun haldeki ısı iletkenlik katsayıları belirlenmiştir.

6.1.2.3. İstatistik uygulama

Dört ağaç türünden iki farklı kalınlık ve üç ayrı yönde 20’şer adet hesabı ile 4 x 2 x 3 x 20=480 adet masif ağaç malzemelerden örnek hazırlanmıştır.

Numunelerin farklı kalınlık ve rutubetlere göre belirlenen ısı iletkenlik katsayılarına çok etkenli (faktörel, bölünmüş parseller) bir desene göre varyans analizleri uygulanmıştır.
Varyans kaynaklarının karşılıklı ilişkileri istatistiksel anlamda önemli çıktığında en küçük önemli fark (E.Ö.F.) testi ile karşılaştırma yapılmıştır. Masif ağaç malzemelerde liflere paralel-radyal, liflere paralel-yıllık halkalara teğet yöndeki ilişkiler için reğrasyon analizleri kullanılmıştır.

6.2. Bulgular

Masif ağaç malzemelerin % 12 rutubetteki ortalama özgül ağırlıkları ve ısı iletkenlik katsayıları ortalama değerleri (çizelge 6.1)’ de, bunlara ilişkin varyans analiz sonuçları çizelge (6.2.)’de verilmiştir.

Çizelge 6.1. Masif ağaç malzemelerde özgül ağırlık ve ısı iletkenliği değerleri (W/m.k=Watt/m kalvin)

Çizelge 6.2. Masif ağaç malzemelerde ısı iletkenliği katsayısına kalınlık ve rutubetin etkilerine ilişkin varyans analizleri sonuçları

DF=Serbestlik derecesi
İşlem = muhtelif kalınlıktaki hava kurusu ve doygun haldeki malzemeler
Tür = Ağaç türleri
Ölçüm= Malzemelerin üç farklı yöndeki ölçüm değerleri

Bunlara göre; Masif ağaç malzemelerde en küçük ısı iletkenlik katsayıları yıllık halkalara teğet yönde Uludağ Köknarında en yüksek değerler ise lifler yönünde Doğu Kayınında elde edilmiştir.

Diğer taraftan, ısı iletkenliğine ağaç türünden etkisi, 0.01 kalınlık ve rutubetin etkileri 0.05, lif yönünün etkisi 0.001 yanılma olasılıkları için anlamlı, bunların karşılıklı etkiler istatistiksel anlamda önemli çıkmıştır.
En küçük önemli fark test sonuçlarına göre, masif ağaç malzemelerde kalınlık ve rutubet artıkça ısı iletkenliği artmakta, türlere göre büyükten küçüğe doğru, Doğu Kayını-Toros Sediri-Kara kavak – Uludağ Köknarı, Lif yönüne göre ise, liflere paralel, liflere dik-yıllık halkalara teğet olarak sınırlanmıştır. Isı iletkenlik değerlerinin lif yönüne göre değişkenlik katsayıları farklılıklar göstermiş olup, bunlara ilişkin değerler (şekil 6.1, 6.2 ve 6.3)’te gösterilmiştir.

Şekil 6.1. Ağaç malzemede 10 mm kalınlık ve % 12 rutubette ısı iletkenliklerine ilişkin değişkenlik katsayıları

Şekil 6.2. Ağaç malzemede 20 mm kalınlık ve % 12 rutubette ısı iletkenliklerine ilişkin değişkenlik katsayıları

Şekil 6.3. Ağaç malzemede 20 mm kalınlık ve doygun halde ısı iletkenliklerine ilişkin değişkenlik katsayıları

Bunlara göre; 20 mm kalınlık ve % 12 rutubetteki Kara kavakta da ölçülen ısı iletkenlik değerleri değişkenlik katsayısı (cv %=90.936) en yüksek olup, bu bakımdan heterojen bir dağılım göstermekte, bunu aynı ağaç türündeki ölçmeler izlemektedir.

6.3. Isı İletkenlik Değerleri Arasındaki İlişkiler

Kara kavak ve doğu kayını odunlarında liflere paralel ve yıllık halkalara teğet yönlerdeki ısı iletkenlik değerleri arasındaki ilişkiler için yapılan reğrasyon analizleri şekil 6.4 ve 6.5. te gösterilmiştir.

Şekil 6.4. Kara kavak odununda (?//) ve (?T) yönlerdeki ısı iletkenliği değerleri arasındaki ilişki.

Şekil 6.5. Doğu kayını odununda (?//) ve (?T) yönlerdeki ısı iletkenliği değerleri arasındaki ilişki.

Bunlara göre; yıllık halkalara teğet yöndeki ısı iletkenliği liflere paralel yöndekini % 28 oranında etkilemektedir. Modele ait ilişki katsayısı Kara kavakta 0.553, Kayında 0.531 olup 0.01 hata payı ile güvenilir olduğundan liflere paralel yöndeki değerlerin tahmininde kullanılabilir. [1]

Yorum yazın