Yalıtım Dergisi 192. Sayı (Temmuz-Ağustos 2020)

Yalıtım / Temmuz - Ağustos 2020 27 yalitim.net Şekil 2: Yüksek sıcaklı eriyik –lava- elyaflama Son zamana kadar, Elyaf makinala- rın çevresinde sert ortamda iyi şekilde uygulanabilinen uygun ölçme metod- ların eksikliği nedeniyle elyaf üretim proseslerin sıcak hattındaki direk ve mikro-derecedeki araştırmaların yapıl- masında bir isteksizlık vardı. Yüksek akış sıcaklığı ve sıvı, katı, gaz fazı ( eriyik,elyaf ve hava, sırasıyla) nedeniyle , elyaflama proseslerin izlen- mesi için yüksek hızlı görüntüleme gibi sadece kesintisiz methodlar kullanılabi- linir.Son on yılda, hızlı teknolojik geliş- melerle birlikte, yüksek hızlı kamerala- rın hız ve çözünürlükleri dramatic bir şekilde artmıştır. Bu durum eriyik elyaf- lama ölçümlerinini pratik ve ekonomik hale getirmiştir. (Bak Şekil 1) Elyaf makina ile yapılan elyaflama prosesin yüksek hızlı görüntüleri, elyaf- lama mekanizmanın ve elyaf diskler arasındaki eriyik akışları , disk yüze- yinde eriyik film formasyonu ve şut olu- şumun basamaklandırılması gibi ilgili fenomenlerin anlaşılmasını sağlamak- tadır. Elyaflama üzerindeki çalışmaların endüstriyel hat üzerinde yapılma ola- sılığı, üretim hatların işletme paramet- relerin dar aralıkta değişebildiğinden dolayı limitlidir. Deneylerin yapılması için istenen optimum olmayan ayarlar, satışa uygun olmayan düşük kaliteli mineral yün ürüne, veya hatta işletme- cilere ekstra maliyetlere neden olan sık sık hat duruşlarına sebep olmaktadır. Bunun yanında, endüstriyel mineral yün işletmelerinde yapılan araştırmaların gizlilikleri nedeniylede bu araştırmalar yayınlanmamaktadır. Son araştırmalar Bu engelleri aşmak için, Ljubljana Üniversitesi ‘ndeki araştırma gru- bumuz, sanayideki araştırmalarıyla parallel olarak labarotuvar-seviyesinde araştırma yapılmasına karar verilmiştir. Laboratuvar ortamında yapılan üç ana tip deneyler :yüksek sıcak eriyik , düşük sıcak eriyik ve soğuk deneylerdir. Yüksek sıcak eriyik deneyleri, dönüş hızı, bastırıcı hava hızı ve eriyi- ğin çarpma posizyonların ayarlanabi- len tek-elyaf disk üzerinde yapılmıştır (Bak Şekil 2). Mineral yün küçük bir indüksiyon fırında eritilmiş ve elyaf- lamanın yapıldığı elyaf diskin üstüne dökülmüştür. Elyaflama prosesi yük- sek hızlı kamera tarafından kayıt altına alınmıştır. Bu kurulumun ana avantajı; termodinamik özellikleri, yüzey sertliği, kopma mukavemeti ve Young’s modü- lün yanında ortalama elyaf çapı ve şut içeriğinin analizlerinin yapılabildiği güvenli ve tekrarlanabilinen mineral elyaf üretiminin daha detaylı görüntü- sünün kayıt edilme becerisidir. Laboratuvar yapımı yüksek sıcak eriyik kurulumunu ana dezavantajı,- sürekli elyaflamanın yapılamamasıdır – 2kg mineral harmanın eritilmesi 30 dakikaya kadar bir zaman gerekmek- tedir – Bu elyaf diskin sabit işletme şartlarına ulaşmasını önlemektedir. Bu sorunun, elyaf makinası diskin yüzey sıcaklığını ön ısıtmayla sanayi orta- mındaki sıcaklığa yakın olan 3000C ’ye getirilerek kısmen hafifletilmesine çalışılmıştır. Deneysel sonuçların doğ- rulanması için, elyaf ve şu çapları soğuk testlerle karşılaştırılmış olup soğuk testte, oda-sıcaklığında katılaşmayan vizkoz gliserin-su sıvı karışımı elyaflama diskine dökülmektedir. Her nekadar soğuk sıvılar sonuçta efyafa katılaşma- dan daha çok damlalara parçalanansa da, disk üzerindeki sıvı filmin başlangıç fazı ve bağ oluşumu, analojik eriyik yapısının oluşumuna çok benzerdir. Şekil 3 de gösterilen karşılaştırma, eriyik ve soğuk deneyler arasındaki benzerliğin iyi olduğunu göstermek- tedir ki bağ/elyaf (lar) boşluğu ve baş damla/şut ( dHD) çapları ,düşükten yüksek Weber sayı dizilerinden (soğuk ve eriyik deneyleri sırasıyla) çok iyi hesaplanmaktadır.. Weber sayısı (We ), bir sıvı yapıya uygulanan iç kuvvet- lerinin yüzey gerilim kuvvetlerine ora- nını ifade eden boyutsuz parametredir. Elyaf ve şut olmak üzere her ikisinin çapları, Weber sayısı ve şutların kütle fraksiyonun düşürülmesiyle tespit edil- miştir. Şekil 3 ile ilgili tartışılan şutlar, elyaf- lama prosesi tarafından üretildiği ve bu tip elyaflama teknolojisi için şutların komple elimine edilemiyeceği önemle not edilmelidir. ( Bak Şekil 4- left ) Elyaflamanın yanında,elyaf disk- leri arasındaki eriyik sıçramalarıda