ENERJİ ANALİZİ

Kalibrasyon (calibration), fiziksel bir büyüklüğün süreklilik gösteren karakteristik eğrisini (veya tek tek değerleri) standart olarak belirlenmiş bir başka karakteristik eğri (veya tek tek değerler) ile karşılaştırma işlemi olarak tanımlanmaktadır.

Hata (error), ölçme sisteminden alınan değerin ölçülmesi gereken değerden farkıdır. Diğer bir anlatımla doğruluktan sapma değerleri hata olarak tanımlanmaktadır.

Histerizis (hysteresis), ölçme cihazında ölçüm yapılırken herhangi bir değere artarak veya azalarak yaklaşılması histerizis olayı nedeniyle farklı değerler okunmasına neden olabilir. Örneğin ortam sıcaklığı ölçülürken ölçüm cihazının, yüksek sıcaklıktan ya da alçak sıcaklıktan ortama yaklaşması, aynı ortam sıcaklığı için aynı termometreden farklı iki değer göstermesine neden olabilir.

Boyut (dimension), bir sistemin veya bir cismin özelliği veya davranışını belirlemek üzere kullanılan fiziksel değişkenlere verilen genel bir addır. Herhangi bir cisme ya da sisteme ait olarak verilen uzunluk, alan, basınç, sıcaklık, kütle gibi fiziksel özellikler boyuta örnek olarak verilebilir.

Celcius derecesi ile Fahrenheit derecesi arasındaki bağıntı aşağıdaki gibidir;

C= 5/9 ( F - 32 )

Bu işlemde C yerine 20 Celcius derecesi yazarsak ;

20= 5/9 ( F - 32 ) işleminden F= 68 Fahrenheit derecesi olarak bulunur.

Basınç ölçümünde çeşitli ölçüm cihazları kullanılmaktadır. Bunlardan yaygın olarak kullanılanları aşağıda açıklanmaktadır.

Manometre

1 atm basınç 101,325  Pascal'a eşittir.

Higrometre (hygrometer) yani nem ölçer hava ve diğer fiziksel malzemelerdeki nem miktarını ölçebilen bir ölçüm cihazıdır.

Ayrıntılı bir enerji taramasında çeşitli ölçüm bilgilerine ihtiyaç duyulmaktadır:
• İşletmede kullanılan yakıt miktarı ile cihaz verimleri,
• İşletmenin elektrik tüketimi ve kullanım verimi,
• Çeşitli akışkanlar (buhar, sıcak su, hava gibi) tarafından taşınan enerji,
• Çeşitli noktalardan dışarıya atılan enerji (buhar, kondensat, soğutma suyu, atık sıvı ve gaz gibi),
• Sisteme giren enerji

Okunabilirlik (readability), ölçme cihazının okuma skalasının genişliği ve netliği olarak tanımlanmaktadır. Ölçme cihazlarında daha doğru sonuçlar alabilmek için okunabilirliği daha büyük olanlar tercih edilmelidir.

Öncelikle ölçüm sonuçlarının ortalaması 305 bar olarak bulunur. Doğruluk değeri yapılan ölçümün gerçek değerden sapmasıdır. Bu durumda en büyük ölçüm değeri olan 306 bar alınır. Doğruluk değeri aşağıdaki şekilde hesaplanır:

(306-305)/300=0,003=%0,3

Kalibrasyon (calibration), fiziksel bir büyüklüğün süreklilik gösteren karakteristik eğrisini (veya tek tek değerleri) standart olarak belirlenmiş bir başka karakteristik eğri (veya tek tek değerler) ile karşılaştırma işlemi olarak tanımlanmaktadır. Diğer bir anlatımla bir ölçme aletinin, doğruluğu bilinen
değerler ile karşılaştırılarak hatalarının azaltılması işlemidir. Karşılaştırılacak değerler ile standart değerler arasındaki sapma önemlidir. Kalibrasyon işlemi, buradaki sapma değerini azaltma veya ortadan kaldırma işlemi olarak da tanımlanmaktadır.

Doğruluk (accuracy), cihazın ölçülen fiziksel büyüklüğün doğru değerini belirleyebilme yeteneğidir. Diğer bir anlatımla bir fiziksel özelliğin ölçümünde cihazın gösterdiği değer ile gerçek değer arasındaki farktır. Sıcaklık ve diğer etkiler nedeniyle gerçek değerinden sapma anlamına gelmektedir. Örneğin 100 bar’a kadar ölçme yapabilen bir basınç göstergesinin doğruluğu % 1 ise bu cihaz ile ±1 bar sınırları içerisinde ölçme yapılabilir.

Farklı malzemeden yapılmış iki iletken telin birer ucu birbirine tutturulduğunda bu ucun sıcaklığına göre serbest uçlar arasında mV mertebesinde bir gerilim meydana gelmektedir. Bu termik gerilimden yararlanılarak sıcaklık ölçümleri yapılmaktadır. Elektriksel sıcaklık ölçümü yöntemlerinden en çok kullanılanı bu tiplerdir. Termoelemanlar kullanılarak -185 °C ile +1820 °C arasında her türlü sıvı, katı ve gaz sıcaklıkları kolayca ölçülebilmektedir. Bir termoeleman devresinin oluşturulabilmesi için bu devrede en az iki uç nokta bulunmalıdır. Referans nokta olarak adlandırılan bu uçta sıcaklık belli ise, diğer uçtaki sıcaklık kullanılan malzemenin termoelektrik özelliklerinden yararlanılarak bulunur. Genellikle birbirinden farklı herhangi iki iletken tel ile bir termoeleman devresi yapılabilmektedir. Pratikte kullanılan termoeleman malzemelerin seçiminde fiyat, sıcaklık aralığı, korozyona dayanım gibi özellikler dikkate alınır.

Birçok organik malzeme boyut olarak nem ile değişmektedir. Bu özellik, çok sayıdaki basit ve etkili nem göstergeleri ve kaydedicilerinde kullanılmaktadır. Bunlar higrometre formu oluşturmak için, hava girişlerine, mekanik bağlantılara veya elektriğe dönüştüren elemanlara bağlanabilirler.
En çok kullanılan organik malzemeler insan saçı, naylon, sentetik polyester, hayvan derisi, hayvan boynuzu, tahta ve kağıttır. Bunların doğasında olan doğrusal olmayan özellikleri ve tepki vermede gecikme özellikleri higrometrede dikkate alınmalıdır.

Türbin tipi debi ölçerler, manyetik olmayan bir gövdenin içersinde paslanmaz çelikten yapılmış dönebilen bir türbin rotoruyla hacimsel debiyi ölçen bir cihazdır. Akış, türbin rotorunun kanatları üzerinde bir kuvvet uygulamaktadır. Uygulanan bu kuvvet; kanatların dönmesine ve akışkanın doğrusal hızının, açısal hıza dönmesini sağlar. Türbin tipi debi ölçerler, türbinin dönme hızının ortalama akışkan hızı ile ve buna bağlı olarak da akışkanın hacimsel debisiyle orantılı olması prensibine dayanmaktadır.

Voltmetre, devredeki gerilimi ölçmeye yarayan ve paralel olarak bağlanması gereken yüksek dirençli bir cihazdır. Gerilim, doğrudan kendi fiziksel büyüklüğü ile değil devre üzerinde meydana getirdiği değişikliklik ve etkilere dayalı yöntemlerle ölçülür.

Türbin tipi anemometreler, hava hareketi ile kolayca dönebilen hafif bir türbin ile türbinin dönme hareketini ve belirli bir zaman süresi içinde türbinden geçen havanın kat ettiği yolu gösteren kadrana ileten dişli mekanizmalarından oluşur.

Enerji kullanımının etkin bir şekilde kontrolü, programlı bir şekilde gerçekleştirilecek enerji yönetimi ile
başarılabilir. Enerji yönetiminin gerçekleştirilebilmesi için ölçüm ve kontrolün önemi büyüktür. Bir
sanayi tesisinde enerji analizi gerçekleştirebilmek için işletmenin çeşitli noktalarında ölçüm ve kontroller
yapılmalıdır. Enerji ve ekserji analizinin sonuçları Sankey ve Grossman Diyagramları ile ortaya
konulmaktadır. Ayrıntılı bir enerji taramasında çeşitli ölçüm bilgilerine ihtiyaç duyulmaktadır:
• İşletmede kullanılan yakıt miktarı ile cihaz verimleri,
• İşletmenin elektrik tüketimi ve kullanım verimi,
• Çeşitli akışkanlar (buhar, sıcak su, hava gibi) tarafından taşınan enerji,
• Çeşitli noktalardan dışarıya atılan enerji (buhar, kondensat, soğutma suyu, atık sıvı ve gaz gibi),
• Sisteme giren enerji.

Ölçme tekniği ve kontrol ile ilgili bazı tanım ve kavramlar aşağıda verilmiştir:
Okunabilirlik (readability), ölçme cihazının okuma skalasının genişliği ve netliği olarak
tanımlanmaktadır. Ölçme cihazlarında daha doğru sonuçlar alabilmek için okunabilirliği daha büyük
olanlar tercih edilmelidir.
En küçük değerlendirme (least count), ölçme cihazı skalasında okunabilen iki değer arasındaki en
küçük fark olarak tanımlanmaktadır. Diğer bir anlatımla fiziksel büyüklükteki değişikliğin ölçüm cihazı
tarafından algılanabilen en küçük değeridir. Ölçüm cihazının skalasının uzunluğu, kademelendirilmesi,
ibre ya da yazıcı ucunun kalınlığı en küçük değerlendirmeye etki eden önemli faktörlerdir.
Doğruluk (accuracy), cihazın ölçülen fiziksel büyüklüğün doğru değerini belirleyebilme yeteneğidir.
Diğer bir anlatımla bir fiziksel özelliğin ölçümünde cihazın gösterdiği değer ile gerçek değer arasındaki
farktır. Sıcaklık ve diğer etkiler nedeniyle gerçek değerinden sapma anlamına gelmektedir. Örneğin 100
bar’a kadar ölçme yapabilen bir basınç göstergesinin doğruluğu % 1 ise bu cihaz ile ±1 bar sınırları
içerisinde ölçme yapılabilir.
Kesinlik (precision), bir ölçüm cihazının aynı fiziksel büyüklüğe ilişkin tekrarlanan çeşitli ölçüm
sonuçlarının aynı değeri gösterme özelliğine verilen addır. Genellikle kesinlik ve doğruluk birbirine
karıştırılabilmektedir.