Tencere Tabanı

ÇELİK TENCERE TABANI TASARIMI
Kaynak: TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR – Makine Teknolojileri DERGİSİ,
Cilt 7, (2004), Sayı 4, 599-604
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
1- İNCELEME FAALİYETLERİ
Tencere Tabanı 2 farklı malzemeden imal edilmektedir.
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
1- İNCELEME FAALİYETLERİ
Tencere Tabanından beklenen 2 önemli özellik:
1 - Tencere Isıtıldığı zaman iç taban yüzeyine (2
nolu malzemenin üst yüzeyi) yeterli ısı iletiminin
geçmesi, yeterince yüksek değerlerde, homojen bir
sıcaklık dağılımının sağlanması istenir. Bu özellik
kalınlıklarla ve ısıl özelliklerle (k,r, cp) yakından
ilgilidir.
2 –Tencere tabanında çarpılma veya taban atması
gibi problemlerin olmaması istenir.
Yeni bir tencere dizaynı yapılırken bu 2
noktaya özellikle dikkat edilir.
3
Tamir
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
1- İNCELEME FAALİYETLERİ
Soru: Tencere tabanı niçin 2 farklı malzemeden imal edilir ?
Cevap: Tencere içinde homojen bir sıcaklığı dağılımı elde etmek için bu şekilde imal edilir. Üstteki 2
nolu malzemenin ısı iletim katsayısı 1 nolu malzemeye nazaran çok daha düşük seçilir. Böylece
alttan gelen ısı akısı 2 nolu malzemeden kolayca geçemediğinden arayüzeyde ve 1 nolu malzeme
içinde homojen olarak yayılır. Bu şekilde 2 nolu malzemenin tüm bölgelerinden yukarı doğru
mümkün olduğu kadar eşit ısı akısı geçirilmesi amaçlanır.
4
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
2- İNCELEME TOPLANTILARI
Soru: Taban atması ve çarpılmanın en önemli sebepleri nelerdir?
-Cevap: Çarpılma ve taban atma probleminin en önemli sebebi arayüzey gerilmeleridir. 1
ve 2 nolu malzemelerin ısıl genleşme katsayıları arasındaki uyumsuzluk, yani şiddetleri
arasındaki fark bu gerilmelerin artmasında en önemli rolü oynar. Elastiklik modülleri ve
poisson oranları arasındaki farkın artması da arayüzey gerilmelerinin artmasına yol açar.
-Soru: Bu özellikler arasındaki farkın artması niçin gerilmeleri arttırır?
Cevap: Isıl genleşme katsayısı yüksek olan malzeme daha fazla, düşük olan ise daha az
genleşmek isteyecektir. Birbirleriyle bağlı olduklarından birbirinin hareketini engelleyecektir.
Farkın artması daha fazla zorlanma anlamına geleceğinden gerilmeler artacaktır.
-Homojen olmayan sıcaklık dağılımı ise özellikle k ısı iletim katsayılarının yeterli seviyelerde
olmamasından kaynaklanır.
-Her iki probleme etki eden başka bir faktör
ise malzeme kalınlıklarıdır.
5
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
2- İNCELEME TOPLANTILARI
1.İnceleme Alternatifi:
1 nolu malzemeyi, farklı kalınlıklarda ve farklı
2 malzemeden seçebiliriz. 2 nolu malzeme
sabit alınabilir. Bu şekilde ısıl gerilmeler ve
sıcaklık dağılımlarını karşılaştırarak, 1 nolu
hacim için en iyi kalınlık ve malzeme seçimi
yapılabilir.
2- İnceleme Alternatifi: (Tartışma Platformu)
6
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
2- İNCELEME TOPLANTILARI
Karar: 1. İnceleme Alternatifi ile Problem İncelenecektir.
Tencere içinde kalan 2 nolu katman 2mm kalınlığında CrNi alaşımından
seçilebilir. 1 nolu alttaki dış katman ise 5 farklı kalınlıkta (2,4,6,8,10mm) ve 2
farklı malzemeden (Cu veya Al) seçilebilir. Bu alternatiflere uygun 5*2=10
farklı analiz yapılıp birbirleriyle karşılaştırılacaktır. Tencerenin içinde su
bulunduğunu düşüneceğiz.
7
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
3- İnceleme Raporu
1-2 adımlarında yapılan faaliyetleri, tartışmaları ve alınan kararları
içerecek şekilde bir inceleme raporu hazırlanmalıdır.
8
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
4- TEMEL BİLGİLERİN GÖZDEN GEÇİRİLMESİ
Isı Transferi
Isı, sıcaklık farkından dolayı hareket halinde olan enerjidir. Sıcaklık farkı
olan her ortamda veya ortamlar arasında ısı transferi gerçekleşir.
Isı transferi prosesleri üç değişik tipte olur:
T1
T2
T1 > T2
q”
Hareketsiz bir ortamda sıcaklık gradyeni
mevcutsa ısı transferi prosesi için iletim
(kondüksiyon) terimi kullanılır. Ortam
akışkan veya katı olabilir.
9
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
4- TEMEL BİLGİLERİN GÖZDEN GEÇİRİLMESİ
Hareketli akışkan
T
q”
TS
Ts > T
T1
q1”
q2”
Daha detaylı Bilgi için
T2
Farklı sıcaklıklarda olan bir yüzey ve
hareketli bir akışkan arasında olan ısı
transferi prosesi taşınım (konveksiyon)
terimi ile tanımlanır.
Sonlu sıcaklığa sahip tüm yüzeyler
elektromagnetik dalgalar halinde enerji
yayarlar. Farklı sıcaklıklardaki iki yüzey
arasında net ısı transferi, yüzeyler
arasında engelleyici bir ortam
olmadığında gerçekleşir. Bu ısı transferi
prosesi ışınım (radyasyon) olarak
tanımlanır.
http://kisi.deu.edu.tr/mehmet.zor/BDM/faydalidokumanlar/isitransferi.ppt
10
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
4- TEMEL BİLGİLERİN GÖZDEN GEÇİRİLMESİ
Soru: Arayüzey gerilmeleri teorik olarak hesaplanabilir mi?
Cevap: Sistemin sıcaklığı homojen olarak arttırılmış olursa, bir şerit eleman için arayüzey
gerilmeleri hesaplanabilir.
  1T  1P   2T   2 P
  1.T .L 
P.L
P.L
  2 T .L 
A.E1
A.E2
P  T (1   2 )
E1  E2
AE1 E2
P
 1   2 
A
Soru: Tencere tabanı için bu teorik hesaplamalar kullanılabilir mi?
Cevap: Tam olarak kullanılamaz. Zira tencerede homojen olmayan sıcaklık dağılımı söz konusudur. Bu durumda sonlu eleman
analiziyle önce sıcaklık dağılımını bulmak sonra şekil değişimi ve gerilmeleri hesaplamak gerekir. Bununla birlikte bu teorik
hesaplamalarla sonlu eleman çözümleri arasında çok büyük fark olmaması gerekir. Teorik sonuçlar 11. adımda sonuçlar
11
mantıklı mı sorusuna bir cevap teşkil edebilir.
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
4- TEMEL BİLGİLERİN GÖZDEN GEÇİRİLMESİ
Genelde 2 farklı ısıl analiz tipinden bahsedilebilir.
1-Zamana Bağlı (Transient) Isıl Analiz: Sistemin herbir noktasının
sıcaklığı birbirlerinden farklı olabilir ve zamanla değişir. (Örnek: bir fırından
çıkarılan maddenin soğuması )
2- Kararlı Rejim-(Zamana Bağlı Olmayan, Steady-State) Isıl Analiz: Sistemin herbir noktasının sıcaklığı
farklı olsa bile zamanla değişmez. (Örnek: içinden sıcak akışkan geçen boru)
Genelde ısı transferi olan bir sistemin sıcaklığı başlangıçta belli bir süre
değişir, daha sonra kararlı (stabil) hale gelir. Problemin tipine göre
sıcaklığın değiştiği veya stabil olduğu süre boyunca oluşan gerilmeler
veya diğer sonuçlar daha kritik durum arz edebilir. Hangi periyod daha
kritik durum arz ediyorsa, ona uygun analiz tipi seçilir.
12
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
4- TEMEL BİLGİLERİN GÖZDEN GEÇİRİLMESİ
Bu iki Analiz tipi arasındaki önemli farklar şu şekilde sıralanabilir:
1-Özellikle ara geçiş adımlarında kritik durumların ortaya çıkması
sözkonusu olduğunda mutlaka Transient Analiz yapılmalıdır. Bu
ise daha çok soğuma problemlerinde ortaya çıkar.
2-Gerek ısınma gerekse soğuma problemlerinde gerilmeler veya
şekil değiştirmeler açısından en kritik durumun sıcaklıkların stabil
hale geldiği son durum olduğu önceden tahmin edilmiş ise ve sadece
bu durumun incelenmesi yeterli görülüyorsa;
a-Yüklemeler elastik sınırlar içinde kalmak şartıyla stabil durumdaki
gerilme veya şekil değiştirmelerin elde edilebilmesi için, ısınma
problemlerinde kararlı rejim (steady-state) analizi, soğuma problemlerinde
zamana bağlı analiz (transient) tercih edilmelidir.
Çünkü;
Isınma problemlerinde son durumdaki sıcaklık dağılımının tanımlanması o andaki gerilme ve şekil değiştirmeleri
hesaplamak için yeterlidir. Ancak soğuma problemlerinde son durumdaki sıcaklıklar oda sıcaklığı ile eşit
olacağından bu sıcaklıkların tanımlanması o andaki gerilme dağılımının sebebi değildir.
b-Yüklemeler plastik bölgeye geçiyorsa, stabil durumdaki gerilme veya şekil değiştirmelerin elde edilebilmesi için
gerek ısınma gerekse soğuma problemlerinde transient analiz tipi tercih edilmelidir.
Çünkü;
Kalıcı deformasyonlar izlenen yola bağlıdır.
deformasyonlara da bağlıdır.
Yani cismin son haldeki deformasyonu,
13
zaman içinde uğradığı
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
4- TEMEL BİLGİLERİN GÖZDEN GEÇİRİLMESİ
3- Genelde transient analizin son adımındaki değerler, kararlı-rejim analizindeki değerlere eşittir. Ancak
özellikle soğuma problemlerinde, bu son adım, teorik olarak sonsuzda elde edilebilir. Ayrıca son adıma
kararlı rejim analiziyle çok kolay ve hızlı ulaşılmasına rağmen, transient analizle daha zor ve uzun bir
sürede ulaşılır.
4-Transient Analizde incelenen cismin veya sistemin bir başlangıç sıcaklığı (To) programa girilmelidir.
Steady-State analizinde ise programın işleme başlaması ve ilk adımda iterasyon yapabilmesi için
herhangi bir referans sıcaklığına (Tref) ihtiyaç vardır. Referans sıcaklığı başlangıç sıcaklığına ne kadar
yakın ise analiz o kadar hızlı sonuç verir.
5-Transient analizde, stedy-state analizdeki tüm malzeme özelliklerinden başka ayrıca malzemelerin
özgül ısı (cp) ve yoğunluklarına (r) ihtiyaç vardır. Steady-State analizlerde bu özellikler gerekmez.
6-Tüm bu noktalar ve problemin tipine göre özel durumlar iyice irdelenmeli ve ısıl analiz tipi
başlangıçta doğru olarak tespit edilmelidir.
14
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / İnceleme Aşaması
4- TEMEL BİLGİLERİN GÖZDEN GEÇİRİLMESİ
Soru: Tencere Taban dizaynı probleminde hangi Analiz Tipi seçilmelidir?
 Cevap: Tencere kısa bir süre sonra kararlı rejime ulaşır
ve sıcaklık dağılımı sabit kalır. Bizim için kararlı
durumdaki sıcaklık dağılımı önemlidir.
 Bu bir ısınma problemidir. Ayrıca
en büyük şekil
değiştirme ve gerilmeler son durumda oluşacaktır.
 Yükleme elastik sınırlar içinde kabul edilir. Kararlı rejim
halindeki sıcaklık dağılımının girilmesi ile bu son haldeki
gerilmeler ve şekil değiştirmeler elde edilebilir.
 O halde 2a maddesinde de izah edildiği gibi, problemi
kararlı rejim (steady-state) ısıl analizi olarak çözmek
daha doğrudur ve kolaydır.
 Gerilmeler plastik bölgeye geçip geçmediği analizler sonunda kontrol edilir. Önemli seviyelerde
plastik bölgeye geçiş varsa ve uygulamalarda da bu şekilde ise bu durumda 2b maddesinde
izah edildiği gibi transient analiz yapılmalıdır.
15
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
5- BDM Açısından Yapılabilecek Kolaylıklar
5.1 Model, Malzeme, Yükleme ve Sınır Şartları Tencere eksenine göre dönel simetriktir.
Bu durumda problem 2 boyuta indirgenebilir. y dönel simetri eksenine göre düzlemde
yarı model kurulabilir.
Ancak burada en önemli nokta dönel simetrik (axisymetric) eleman tipinin mesh yaparken
kullanılmasıdır. Bu eleman tipinin kullanılması ile model dönel simetrik olarak algılanır. Aksi
halde düzlemde bir alanın çözümü yapılmış olur ki bu da yanlış sonuçlara ulaşmamız demektir.
Model, Malzeme, Yük ve Sınır şartlarından herhangi birisi bile dönel simetrik olmazsa
düzleme indirgeme işlemi yapılamaz ve 3 boyutlu çözüme gidilmesi gerekir.
16
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
6-GEOMETRİK MODELİN KURULMASI
7- ELEMANLARA AYIRMA (Meshing)
İki malzeme birbiriyle tamamen yapışık
olduğundan, alt ve üst alanlar ara
yüzeyde ortak bir çizgiye sahiptir.
17
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
8- BDM ANALİZ GİRDİLERİ
a – Sınır Şartları b- Yükleme
-Su ve çevre ile temas eden yüzeylerde 2 farklı taşınım katsayısı tanımlanır.
(Değerleri teorik olarak ve yaklaşık hesaplanabilir.)
-Her iki katmanın Referans sıcaklığı 20 oC, ortam sıcaklığı yine 20 oC, kaynayan suyun
sıcaklığı 100 0C alınmıştır.
-Ocakla temas eden kısma 500 oC lik bir sıcaklık uygulanır. (yükleme)
-Simetri yan yüzeyindeki düğümler x ekseni doğrultusunda tutulur.
18
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
8- BDM ANALİZ GİRDİLERİ
c- Malzeme Özellikleri
Bakır ve Alüminyum için ısı iletim katsayısı sırasıyla
kcu=386 (W/mK) ve kAl =190 (W/mK),
%18Cr, %8Ni içeren CrNi çeliği için ise kCr-Ni =16,3 W/(mK),
bu malzemeler için ısıl genleşme katsayıları sırasıyla
cu 1,66.10-5 1/ oC, Al  2.27.10-5 1/ oC, CrNi=1.78.10-5 1/ oC
Elastisite Modülleri
Ecu = 110GPa, EAl=70GPa, Ecr-Ni=200GPa
Poisson Oranları
ncu =0.29, nAl =0.28, ncrNi  0.3
19
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
9- ANALİZ PROGRAM AYARLARI
-Modelleme yapılan eleman tipinin axismetric özelliği olmalıdır. Programda bu tercih
edilmesi istenebilir. Örneğin Ansys’te plane 82 elemanının Real-Constant
özelliklerinde axisymetric tercihi yapılır.
Tüm malzeme özelliklerinin, referans sıcaklığının, ortam sıcaklıklarının girilmesi
gerekir. Birimlerin birbirleriyle uyumlu olmasına dikkat edilmelidir.
-Analize başlamadan Steady-State analiz tipinin tercih edilmesi gerekir.
Karar verilen inceleme şeklini hatırlayalım:
Tencere içinde kalan 2 nolu katman 2mm kalınlığında CrNi alaşımından seçilebilir. 1
nolu alttaki dış katman ise 5 farklı kalınlıkta (2,4,6,8,10mm) ve 2 farklı malzemeden (Cu
veya Al) seçilebilir. Bu alternatiflere uygun 5*2=10 farklı analiz yapılıp birbirleriyle
karşılaştırılacaktır. Kararlı rejim halinde iken, tencerenin içinde kaynayan su
bulunduğunu düşüneceğiz.
Bu malzeme özellikleri, sınır şartları ve yükleme, kurulan 10 farklı modele uygulanarak
steady – state analizleri yapılır.
20
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
10.ADIM - Çözüm
Solve veya benzer bir komutla programın otomatik çözüm yapması sağlanır.
21
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
11- İLK ANALİZLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ VE DESTEKLENMESİ
Öncelikle Cu /CrNi 10mm tabanlı tencerenin analizleri yapılmış, sonuçlar incelenmiştir.
Tencere tabanında sıcaklık
dağılımı
Tencere tabanında gerilme
dağılımı
22
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
11- ANALİZLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ VE DESTEKLENMESİ
Soru-1: İlk sonuçlar mantıklı mı?
Cevap: Sıcaklık dağılımları açısından düşündüğümüzde;
 Maksimum sıcaklığın ısıtma sıcaklığını aşmaması,
 Maksimum sıcaklıkların ısıtma bölgesinde çıkması,
 Isıtma bölgesinden en uzak kısımlarda sıcaklıkların daha az
olması, mantıklıdır.
Diğer:?
Gerilme Dağılımı açısından düşündüğümüzde,
 Gerilmelerin akma gerilmesini aşmaması,
 arayüzeyde daha fazla çıkması,
 ısıtma bölgesine yakın kısımlarda daha fazla
çıkması mantıklıdır.
Diğer:?
23
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
11- ANALİZLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ VE DESTEKLENMESİ
Soru 2- İlk sonuçların gerçeğe yakınlığını nasıl destekleyebilirim?
1-Deneysel Ölçümlerle destekleme
a-Tencere tabanının farklı yerlerinden
analizlerdeki değerlerle karşılaştırabiliriz.
ölçülecek
sıcaklık
değerlerini
Soru:Teorik hesaplamalarla bulunan taşınım katsayılarının gerçeğe daha fazla
yakınlaştırmak için nasıl bir yöntem izlenebilir?
Cevap: Tencerenin belirli noktalarından sıcaklık ölçümleri alınır. Analizlerde aynı noktanın sıcaklığı ile
karşılaştırılır. Deneysel ve Analiz değerleri birbirlerini tutana kadar taşınım katsayılarında düzeltmeler
yapılır. Böylece sıcaklık dağılımı açısından gerçeğe en yakın sonuçlar elde edilir. Hatta bu ölçümler
malzemelerin ısıl özelliklerinde olabilecek hataları bile elimine eder. Zira bu özellikleri girmemizin amacı
sıcaklık dağılımının elde edilmesidir.
b-Alt Tabanın farklı noktalarına yerleştirilecek sıcaklığa dayanıklı, straingage ler (birim uzama ölçerler) kullanılarak gerilmeler hesaplanabilir ve
analizlerdeki sonuçlarla karşılaştırılabilir.
2-Diğer destekleme yöntemleri ?
24
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
12- PLANLANMIŞ DİĞER ANALİZLERİN YAPILMASI VE GENEL DEĞERLENDİRME
Bundan sonra planlanmış diğer 9 analiz daha yapılmıştır. Analizler
sırasında bazen sonuçların mantıklı olup olmadığı kontrol edilmiştir. Genel
değerlendirme için diyagramlar çizilmiştir.
Tencere iç tabanında sıcaklık dağılımı
25
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
12- PLANLANMIŞ DİĞER ANALİZLERİN YAPILMASI VE GENEL DEĞERLENDİRME
26
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
12- PLANLANMIŞ DİĞER ANALİZLERİN YAPILMASI VE GENEL DEĞERLENDİRME
Soru: İyi bir tencere tabanında sıcaklık ve gerilmeler açısından beklenen özellikler nelerdir?
Bir tencere tabanında sıcaklık dağılımının mümkün olduğunca yüksek değerlerde ve homojen dağılması
gerilmelerin de mümkün olduğunca düşük olması istenir. Buna göre değerlendirmeler yapılmıştır.
Genel Değerlendirme
-10 mm taban kalınlıklı Al/CrNi katmanlı yapısı
kullanılarak elde edilen yüzey sıcaklık dağılımlarına
bakıldığında en üst ve en alt sıcaklık değerleri 293°C
ve 115°C ve bunlar arasındaki fark 178°C iken,
Cu/CrNi katmanlı yapısı kullanılarak elde edilen
yüzey sıcaklık dağılımlarına bakıldığında en üst ve en
alt sıcaklık değerleri 314°C ve 156°C ve bunlar
arasındaki fark 158°C çıkmaktadır. Bu durumda
Cu/CrNi, Al/CrNi göre hem sıcaklık sapması
açısından daha düşük bir değer gösterirken hem de
ortalama sıcaklığı yaklaşık 30°C yukarı çekmektedir.
-Gerilme Dağılımı açısından incelendiğin de en düşük
gerilmelerin yine 10mm taban kalınlığında ve Cu/CrNi
sisteminde çıktığı gözlenmektedir.
27
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
12- PLANLANMIŞ DİĞER ANALİZLERİN YAPILMASI VE GENEL DEĞERLENDİRME
Soru: Tencere tabanı tasarımda başka hangi faktörler kalite kriteri olarak alınabilir?
Cevap:
 Kaynatma süresi (kararlı rejime gelene kadar geçen süredir.)
Soru: Kaynatma süresi kimin açısından, niçin önemlidir?
-Kullanıcılar yani yemek yapanlar açısından önemlidir.
Yemek daha çabuk piştiği için zaman kazandırır.
- ev hanımları, aşçılar, gurbetteki öğrenciler, vb. diğer
işlerine daha fazla zaman ayırabilir.
Soru: Kaynatma süresi BDM ile hangi analiz tipi ile incelenebilir?
Zamana bağlı (transient) ısıl analiz tipi ile incelenebilir.
 Diğer?
28
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Analiz ve Değerlendirme Aşaması
13. ADIM : ANALİZ RAPORU
6-12. Adımlardaki tüm faaliyetleri içeren bir analiz raporu yazılmalıdır.
29
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Geliştirme ve Yargı Aşaması
14. ADIM : GELİŞTİRME
Soru: Tencere verimliliğini geliştirmeye yönelik kriterlerinizi ve yenilikçi
yaklaşımlarınızı belirtiniz.
1- Farklı cins ve sayıda taban malzemeleri kullanılabilir.
Ancak bunların BDM analizleriyle avantajları mutlaka
ispatlanmalıdır.
2- Taban arayüzeyi parobolik yapılabilir. (homojen bir
sıcaklık dağılımı için) Neden?
Gerilmeler biraz daha
yüksek çıkabilir. Ancak çok
fazla yükselmezse bu
çözüm uygulanabilir.
30
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Geliştirme ve Yargı Aşaması
14. ADIM : GELİŞTİRME
3- Homojen bir sıcaklık dağılımı için, tencereyi
oluşturan 2 malzeme arasında boşluk bırakılıp,
bu boşluğa iletim katsayısı yüksek bir yağ (sıvı)
koyulabilir ve bu yağın elektrikle ısıtılması
sağlanabilir. Hatta bu durumda tek malzemeden
tencere oluşturulabilir.
 Bu çözüm uygulamaya sokulmuş ve çıkan ürün endüstriyel
büyük mutfaklarda «kaynatma tenceresi» olarak
isimlendirilmiştir.
 Bu tencerelerde yemeklerin çok daha iyi piştiği görülmüştür.
 Ancak bu konu üzerine yeterli bir BDM çalışması
yapılmamıştır.
 Mevcut ürünlerde, sıvı hacmi, çeper kalınlığı gibi faktörlerin,
pişme süresine, sıcaklık ve gerilme dağılımlarına etkileri
BDM çalışmalarıyla incelenip daha optimum tasarımlar elde
edilebilir.
 Ev tipi ürünler geliştirilebilir.
31
Çelik Tencere Tabanı Tasarımı / Geliştirme ve Yargı Aşaması
15.ADIM –YARGILAR VE BİLİME KATKI
Sonuç olarak; 10 mm tabanlı, Cu/CrNi katmanlı yapısı;
􀀹 gerilme değerleri açısından en küçük gerilme değerlerini vermekte,
􀀹 düşük gerilme değerlerinden dolayı en düşük şekil değişimine maruz kalmakta,
􀀹 yüzey sıcaklık dağılımı olarak en düşük gradyenti vermekte
􀀹 ve son olarak en yüksek ortalama sıcaklığı sağlamaktadır.
1-Bu durumda, tencerelerde alüminyum taban yerine bakır taban kullanılması daha
avantajlı gözükmektedir.
2-Taban kalınlığının artması istenen durumları sağlamasına rağmen maliyeti arttıracaktır.
Maliyet faktörü de göz önünde bulundurularak optimizasyon çalışması yapılabilir.
Diğer?
16.ADIM – GELİŞTİRME VE YARGI RAPORU
14. ve 15. adımlardaki tüm faaliyetleri içeren bir rapor hazırlanmalıdır.
32