Prof. Dr. Seyhan Uygur Onbaşıoğlu “Ülkemizdeki yalıtım araştırmalarının bu cihaza ihtiyacı vardı; biz de yaptık”
İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Makine Fakültesi, TÜBİTAK destekli projelerinden birini daha tamamladı. Yalıtım sektörünü oldukça heyecanlandıracak projenin adı; “Kapalı Hacimlerdeki Yüksek Sıcaklık Uygulamalarında Yalıtım Etkisinin İyileştirilmesi”. Proje kapsamında kullanıma hazır hale getirilen cihaz, ısı yalıtım malzemelerinin ısıl iletkenlik değerlerini, yüksek sıcaklıklarda da ölçebiliyor. Ayrıca; proje kapsamında tasarlanıp ürettirilen malzemenin ölçüm sonuçları, yüksek sıcaklıktaki malzeme davranışı ile ilgili olarak projede oluşturulan kuramı kanıtladı. Ayrıntıları, İTÜ Makine Mühendisliği Bölümü’nden, projenin yürütücüsü ve Yüksek Sıcaklıkta Isı Geçişi Laboratuvarı’nın sorumlusu Prof. Dr. Seyhan Uygur Onbaşıoğlu aktardı…
Projenin Künyesi
Projenin Adı: Kapalı Hacimlerdeki Yüksek Sıcaklık Uygulamalarında Yalıtım Etkisinin İyileştirilmesi
Projede yer alan isimler:
Y. Müh. Eren Dikeç
Y. Müh. Orkun Doğu
Y. Müh. Özgür Işık
Mak. Müh. Ali Can İspir
Tek. Selman Benli
Mak. Müh Tuğçe Karataş
Dönüm noktamız, 2011 yılında Arçelik A.Ş.’nin resmi olarak laboratuvarımıza destek olmasıdır
“Bu proje, laboratuvarımızda gerçekleştirilen TÜBİTAK destekli projelerden biri. İTÜ’nün bu projeyi yaptığı laboratuvar, 10 yıldan uzun süredir yaptığımız çalışmalar sırasında kurularak gelişti. Laboratuvarın giderlerini, büyük ölçüde, özel sektörün destekleri ve küçük projelerden elde edilen gelirlerle karşılıyorduk. Fakat dönüm noktamız, 2011 yılında Arçelik A.Ş.’nin resmi olarak laboratuvarımıza destek olmasıdır diyebilirim.
Laboratuvarımızda uygulamalı araştırma projesi yapan öğrencilerimiz, sektörde çok önemli kurum ve kuruluşlarda çalışıyorlar
Ülkemizde; lisans öğrencilerinin, yurtdışında olduğu gibi, laboratuvarlarda uygulamalı olarak çalışmaları, “araştırmanın bir parçası olmaları” anlayışı ne yazık ki yok. Bu nedenle, nitelikli mühendis yetişemiyor; yüksek lisans ve doktora eğitimleri de istenen düzeyde olmuyor. Zaten laboratuvar olanakları, teknik üniversitelerde bile çok yetersiz; hatta olumsuz durumda. Bizim “Yüksek Sıcaklıkta Isı Geçişi Laboratuvarı”mız gibi, üniversitemizde çok sayıda laboratuvar bulunuyor. Her birinin ciddi eksiklikleri olsa da, Türkiye geneline bakıldığında, İTÜ uygulamalı araştırmalar açısından önde olan bir üniversite. Laboratuvar çalışmaları ve sürdürülen projeler, çıktılarının ülkemiz bilim ve teknolojisine katkılarının yanı sıra, öğrencilerimizin bir bilimsel projenin nasıl yapıldığını, araştırmanın ne demek olduğunu, ekip çalışmasını öğrenmeleri açısından büyük fayda sağlıyor. Böylece; yurtdışında doktora yapmak ya da Ar-Ge niteliği gelişmiş kurumlarda meslek yaşamlarını sürdürmek isterlerse, bir adım önde olmaktalar. Zaten, bugüne kadar laboratuvarımızda uygulamalı olarak çalışan ve tezlerini bitiren öğrencilerimiz, sektörde ve akademide, gerek yurtiçi, gerekse yurtdışı çok önemli kurum ve kuruluşlarda çalışıyorlar. Belçika’da Von Karman Institute, ülkemizde Aselsan, Türk Alman Üniversitesi, TAI, tabii destekleyici kuruluşumuz Arçelik… Hatırladıklarım. Bu bizim için çok gurur verici…” Ayrıca; laboratuvardaki çalışmalar sırasında, öğrencilerimiz üretimin tüm paydaşları ile de ilişkilerini geliştiriyorlar. İmalat için, parça alımı için “piyasa”ya gittiklerinde, ustanın, teknisyenin baktığı yerden görmeyi de öğreniyorlar. Dolayısıyla, hem kuramsal, hem de mühendislik açısından yetişiyorlar.
Laboratuvarların desteğe ihtiyacı var
Ancak; bu sinerjinin kalıcılığını sağlamak çaba gerektiriyor. Bir laboratuvar için en önemli husus; sürdürülebilirliktir. Alınan bir proje ile yürüyen çalışmalardan sonra, proje bitiminde, laboratuvar atıl halde kalırsa, hem tamamlanan projenin etkisi azalır; hem de kaynaklar verimsiz kullanılmış olur. Biz bu laboratuvarı mümkün olduğunca sürdürülebilir kılmaya çalışıyoruz. Farklı alanlarda çalışan arkadaşlarımız için de kapıları açık buranın. Sonuçlanan ve devam eden iki projemizde, Makine Mühendisliği’nin “kontrol” dalında çalışan arkadaşlarımızın yanı sıra, Tekstil Mühendisliği Bölümü öğretim üyelerimiz ve öğrencilerimizle de işbirliği yapıyoruz. Bu; disiplinlerarası çalışmayı öğrenmek açısından, öğrenci arkadaşlar için çok önemli bir fırsat. Sürdürülebilirlik, laboratuvarda çalışan arkadaşlarımızın deneyimlerini birbirlerine aktarmaları anlamında da çok önemli. Ayrıca; cihazlar da sürekli olarak geliştirilebiliyor bu sayede. Tabii, bütçemiz olsa da cihaz satın almak ya da geliştireceğimiz yeni bir cihaz için ekipman bulmak kolay değil. Cihaz alımlarında TÜBİTAK’tan bütçe onayı çıktığında, devlet üniversitesi olduğumuz için, peşin ödeme yapamıyoruz. Ancak, cihaz faturalandırılınca ödeme yapılıyor. Piyasadaki iş anlayışına uygun değil bu işleyiş. Ama ithalatı yapan şirketler anlayış gösteriyorlar ve yardımcı oluyorlar. Bu süreçte çok ciddi bir zaman kaybımız var. Kur artışı, “korkulu rüyamız”. Proje önerisinin verilmesi ile kabul edilmesi ve bütçe onayının çıkması arasında geçen süredeki kur farkları, bazen bütçeyi kullanılamaz kılıyor ya da özel ilişkilerle elde ettiğimiz ek destek veya indirimlerle aradaki farkı kapatabiliyoruz. Bir bakıma, “şarkı̂” ortamda, “garbı̂” çalışmalar yapıyoruz.
Söz konusu cihaz büyük bir açığı kapatacaktı; biz de cihazı yaptık!
Gelelim araştırmalarımız sırasında geliştirdiğimiz cihazımıza… Çalışmalara, Özgür Işık arkadaşımız ile başladık… O zamanlar, evsel fırınların enerji tüketimleri üzerinde çalışıyorduk. Hepimizin günlük yaşamda kullandığımız ve yemeğe meraklı bir toplum olarak, tükettikleri enerjinin elektrik faturalarında önemli bir yeri olan fırınlar. Birçok parametre vardı, fırınları daha verimli ve daha etkin yapan. Biz; belki, hemen hepsini yıllar içerisinde birçok projede çalıştık. Ancak; Özgür’ün de yer aldığı proje grubunun çalışmaları sırasında, 2011-2013 arasında, yalıtımın kalitesi ve sıcaklık değişimine göre değişen iletkenliğin, fırınların enerji tüketimi üzerinde etkili olabileceğini düşündük. Ancak; yalıtım malzemesi üreticileri bu konuda fazla bilgi vermediler. Zaten, o dönemde, belki şimdi de, yalıtım konusu yalnızca yapılarla birlikte anılıyordu. Diğer deyişle; dış ortam sıcaklığından, iç ortam sıcaklığına kadar değişen bir aralıkta (-10˚C / 22˚C ) yalıtım malzemesin davranışı göz önüne alınıyor. Oysa, lifler arasında, yüksek sıcaklıklarda etkili olan ışınım, yalıtım özelliğini değiştirmekte. Endüstriyel fırınlar, evsel fırınlar, elektrik üretimindeki yakıcı ve kazanlar gibi, çok sayıda ve tüketim açısından yüksek mertebede ısıl enerjinin söz konusu olduğu uygulamalar yüksek sıcaklıklarda gerçekleşmektedir. Bu sıcaklıklarda bir cihaz olup olmadığını araştırdık. Bilgimiz dahilinde, bir test ve araştırma laboratuvarında (TEBAR), yurtdışında yaptırılmış olan bir cihaz var. Onların da, bize yol göstermeleri ile cihazı kendimiz yapmaya karar verdik. 2012 yılında, üniversitenin Bilimsel Araştırma Projeleri programının desteği sayesinde, Özgür (şimdi Türk Alman Üniversitesi Araştırma Görevlisi) ve Orkun Doğu (şimdi Aselsan’da çalışıyor) ile birlikte tasarlayıp imal ettik. Ancak; kullanımı için cihazın geliştirilmesi gerekiyordu. Bir TÜBİTAK 1001 projesi olan ve Arçelik ve TEBAR’ın da destekleyici kuruluş olarak yer aldıkları “Kapalı Hacimlerdeki Yüksek Sıcaklık Uygulamalarında Yalıtım Etkisinin İyileştirilmesi” projesi sırasında da kullanıma hazır duruma getirdik. Çünkü; TÜBİTAK 1001 projesindeki çalışmaları yürütebilmek için cihazın, ısı yalıtım malzemelerinin ısıl iletkenlik değerlerini yüksek sıcaklıklarda ölçebiliyor olması şarttı. Cihaz için harcamış olduğumuz toplam para, yurtdışında yaptırılan benzerinin ederinin dörtte biri. Ayrıca, daha sonra anlatacağım gibi, benzerlerindeki önemli bir sorunu da çözdük. Bu cihaz olmaksızın, çoğu yalıtım malzemesinin oda sıcaklığındaki ısıl iletkenlik değerleri kabul edilip, yüksek sıcaklıklarda bu değerlerle tasarım yapılıyor olması; yüksek sıcaklıklara çıkıldığında performansın, lifler arasındaki ışınım etkisi nedeniyle, düşmesi… Projemizin asıl amacı bu boşlukları kapatmaktı. Proje sırasında aldığımız ölçümlerin doğrulanması için, destekçi kuruluşlarımızdan olan TEBAR’dan ve özellikle Kalite Sorumlusu Yük. Müh. Timur Diz’den önemli destek aldık.
Yepyeni bir yalıtım malzemesi tasarladık; sızdırma problemine çok farklı çözümler bulduk
Cihazımızın esaslarına göre çalışan tüm cihazlarda karşılaşılan sorun: Sızdırma. Levhalarda dolaşan yağın, sıcaklık yükseldikçe kanallardan sızması ve dolayısıyla, ölçümlerin yapılamaması ya da belirsizliklerin artması, tekrarlanabilirliğin sağlanamaması. Yurtdışında tasarlanıp imal edilmiş benzer cihazlarda da karşılaşılıyor bu sorunla. Biz sızdırma problemine çok farklı çözümler bulduk. Arkadaşlarımız farklı bir levha tasarladılar. Cihazımızı kullanıma hazır hale getirdikten sonra, projede tasarladığımız, yüksek sıcaklıklarda performansı iyileştirilmiş malzemelerimizi analiz ettik. Bu malzemelerin lif düzenlerini ve diğer özelliklerini yaptığımız simülasyon çalışmalarıyla ve ışınım çalışmalarında önemli yer tutan Monte Carlo yöntemi ile biz belirledik. Oluşturduğumuz alternatif malzemenin test sonuçları bize metodolojimizin doğruluğunu gösterdi. Geliştirdiğimiz cihazın ve tasarlayıp ürettirdiğimiz alternatif yalıtım malzemesinin araştırma alanında yapacakları etki bir yana; bu çalışmadan çıkan önemli sonuç, Türkiye’de pek çok başarılı işe imza atılabileceği ve özel sektörün de, destekleri ile bu başarının bir parçası olabileceğidir, bence. Bu, hem üniversiteler, hem endüstri, hem de ülkemizin ortak faydası anlamına geliyor. Kişisel olduğu kadar, kurumsal olarak da takımın parçası olmazsak, zararını da hepimiz yaşıyoruz. Bizim projelerimize destek veren kuruluşlara teşekkür ederken, tüm sektörün bu konuda daha etkin olması gerektiğini aktarmak isterim.
