Gaz atomizasyonu, metalin bir potada ergitilerek aşağıya doğru akıtılırken basınçlı gaz ile parçalanmasıyla oluşan damlacıkların katılaşması sayesinde metal tozu üretim yöntemidir. Genellikle argon, azot ve hava atomizasyon gazı olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem metal tozu üretiminde çok yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Gaz atomizasyonu yöntemi ile metal tozu üretiminde serbest düşmeli ve yakından eşlemeli olmak üzere iki tür nozul sistemi kullanılmaktadır. Yakından eşlemeli sistemlerde daha ince boyutlarda ve daha dar dağılıma sahip tozlar üretmek mümkündür. Yakından eşlemeli sistem ile toz üretimi fiziksel olarak oldukça karmaşık bir işlemdir. Parçalanma mekanizmasının karmaşıklığından dolayı bu işlem bugüne kadar tam olarak anlaşılmış değildir. Bu nedenle, toz üretim kabiliyetinin geliştirilmiş nozul tasarımı ile iyileştirilmesi konusunda büyük bir potansiyel vardır ve günümüzde çalışmalar bu yönde devam etmektedir. Bu projenin amacı Temmuz 2006’da tamamlanan TÜBİTAK hızlı destek projesi (105M033) ile geliştirilen yakından eşlemeli süpersonik nozulun hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yöntemi ile modellenmesidir. Tamamlanan projede yeni bir süpersonik nozul tasarlanarak imal edildikten sonra metal tozu üretim deneyleri yapılmıştır. Kalay tozu üretim deneylerinde nozulun 22,7 bar gibi düşük bir basınçta ortalama 12 mm boyutta toz üretebildiği görülmüştür. Elde edilen bu sonuçlar nozul veriminin oldukça başarılı olduğunu göstermiştir. Günümüzde deneysel çalışmaların pahalı, uzun zaman gerektirmesi ve bazı durumlarda teknik zorluklarından dolayı sayısal akışkan dinamiği (computational fluid dynamics) tercih edilen bir tekniktir. Yapılacak olan bu yeni projede, önceki projede geliştirilmiş olan nozul CFD alanında bir program olan Fluent programı kullanılarak modellenecektir. Daha sonra parametrik bir çalışma yapılarak atomizasyon gaz basıncına bağlı olarak nozul çıkış bölgesi ve metal akış borusu alt kısmında meydana gelen geri basınç oluşumu ve gaz dolaşım hareketlerinin incelemesi yapılacaktır. Parametrik çalışma ile elde edilen veriler önceki çalışmada deneysel olarak gözlenen ve ölçülen metal akış borusu ucunda oluşan basınç değerleri ile karşılştırılacaktır. Parametrik çalışmanın deneysel sonuçlar ile örtüşmesi sonrasında daha yüksek verimli nozul geometrisinin tespit edilmesi amacıyla farklı geometriler geliştirilmeye çalışılacaktır. Proje süresi 12 ay olup ilk iki ayda bu alanda yapılmış olan son çalışmalar taranacak ve gerekli iş istasyonu satın alımı yapılacaktır. Sonraki 4 ayda mevcut nozul modellenerek farklı işletme şartları üzerine parametrik çalışma yapılacaktır. Son altı ayda ise farklı nozul geometrileri üzerinde çalışılarak daha yüksek verimli bir nozul geometrisi tespit edilmeye çalışılacaktır. Anahtar Kelimeler : Gaz atomizasyonu, nozul, CFD |