Lityum-İyon bazlı pillerin patladığını birçok kez duymuşuzdur. Cep telefonu ve laptoplarda kullanılan bu batarya türü, sıcaklığın etkisiyle reaksiyona girip patlayabiliyor. Bu patlamaların birkaç yıllık Lityum-İyon bataryalarda sıklıkla görülmeye başlanması üzerine, bu ay Hannover Messe Konferansında toplanılacak. Ortaya sürülecek olan çözüm, bataryaların yapısındaki sıvı elektrolitlerin yerine ateş almayan ve patlamayan polimer elektrolit kullanılması olarak açıklandı. Katı yapıların batarya içerisinde artması iletkenliği dolayısıyla verimi azaltıyor fakat güvenlik için bunun gerekli olduğunun altı çizilmekte. Ben şu ana kadar patlayan bir notebook bataryasına şahit olmadım fakat mutlaka olanlar vardır. Özellikle sıcak ortamlarda veya doğrudan güneş altında kalan laptoplarda böyle bir risk bulunabiliyor. Cep telefonlarının aksine çok daha fazla tahrip gücü olan laptop bataryalarının bir an önce tamamen güvenli bir yapıya kavuşturulması gerekiyor.

Motorlarda Yanma Odaları

Görevi
Piston Ü.Ö.N. de iken üst tarafında kalan boşluğa yanma odası denir. Yanma olayı yanma odasında gerçekleşir. Yanma olayının sonucunda yakıttaki kimyasal enerji önce ısı enerjisine dönüştürülür. Ortaya çıkan ısı enerjisi piston biyel mekanizmasıyla da mekanik enerjiye çevrilir. Motorlarda genellikle yanma odası silindir kapaklarında bulunur. Bazı motorlarda ise yanma odasının bir kısmı piston üzerinde mevcuttur. Motorlarda iyi bir karışımın oluşmasında ve iyi bir yanmanın gerçekleşebilmesinde yanma odaları büyük bir rol oynar. Yanma odaları pürüzsüz ve küçük yüzeyli bir hacme sahip olması gerekir. Yanma odasının şekli genellikle supapların konumuna göre belirlenmektedir.

Temel Yanma
Bir mumdaki alev, motorlardaki yanmanın basit halidir ve temel yanma ile bağıntılıdır. Fakat motorlarda bu daha farklıdır çünkü gaz deÄŸiÅŸim iÅŸlemleri atmosfer basıncının üzerinde gerçekleÅŸir. Motor içinde gerçekleÅŸen yanma biraz karmaşıktır ama temel prensipler geçerlidir. Benzin, hidrokarbon temelli bir yakıttır ve yanma için çok küçük parçalara ayrılması yani bilinen ismiyle atomize edilmesi gerekir. Bu aslında atomlarına ayrışmak demek deÄŸildir fakat bu ÅŸekilde adlandırılmaktadır. Benzin sıvı haldeyken kendi kendine yanamaz. Benzin atomize edildiÄŸinde laminer bir yanma oluÅŸturur ve bu yanma yaklaşık olarak 0.5 m/sn ‘lik bir hıza sahiptir. Bir karşılaÅŸtırma yapmak gerekirse, asetilen-hava karışımı 1.58 m/sn ‘lik bir yanma hızına sahiptir. Bu yavaÅŸ yanma hızı, benzin yakıt olarak kullanıldığında içten yanmalı motorlarda ilginç bir soruna yol açar.

Metrik ölçülerin kabul edilip kullanılmaya baÅŸlandığı zamanda, silindir için 100 mm çap ve yanma için ideal bir bölge verilmiÅŸti. Benzin bu mesafeyi 100 milisaniyede katediyordu. Problem ÅŸu ki, motor 3000 devirdeyken yanmanın gerçekleÅŸebilmesi için sadece 10 milisaniyelik bir zaman dilimi kalıyordu. Bu durumda çalışmayı sürdürebilmek için farklı bir kuvvete ihtiyaç olduÄŸu çok açıktı. Çünkü benzin motorları büyük ölçüde 3000 dev/dk ‘dan daha yüksek hızlarda çalışıyordu. Bu noktada anahtar cümle: yanma hızının arttırılmasıydı.

Zamanla tespit edildi ki, yanma motor içerisinde piston çapı boyunca 10 ila 25 m/sn arası hızlarla hareket ediyordu. Bu hız daha önce tespit edilmiş hızdan çok daha yüksek ve bu da benzinin neden motor yakıtı olarak kullanıldığının en açık cevabıdır. Yanma hızını arttırmak için, mutlaka türbülanslı bir yanma gerçekleştirmek gerekir. Bu türbülansı sağlayabilmek için, başarılı bir yanma odası tasarımına ve sıkıştırma çevrimine ihtiyaç vardır. Yanma sürecinde, türbülanslı hareketin etkisiyle alev yanma olmayan boş bölgeye doğru hızla ilerler. Difüzyon hareketinin büyük ölçüde sıkıştırma ile alakası vardır ve bu dizel motorlarında buji ile ateşleme işlemi olmadığından daha iyi gerçekleşir. İdeal olarak, yakıt çok güzel bir enjektör sistemiyle püskürtülmeli, türbülanslı hava hareketiyle yakıt damlacığındaki buharlaşmış yakıt ve yanma ürünlerini süpürmeli, bu şekilde yanma hızını arttırmalıdır.

Gerçek yanma iÅŸlemi ön alevle baÅŸlar ve pistonla beraber geniÅŸler, bu çevrim pratikte çok karmaşıktır. Bu noktada kimyanın bütün inceliklerini kavramaya gerek yoktur fakat termodinamik kanunlarını, enerjiyi ve enerji dönüşümlerini iyi bilmeye ihtiyaç vardır. Birinci kanun, “enerji tamamen yok edilemez sadece hal deÄŸiÅŸtirebilir” der. Bu motorda basitçe görülür, enerji önce ısıya sonra harekete ve daha sonra tekrar ısıya dönüşür. Ä°kinci kanun çok daha karmaşıktır fakat özetle ÅŸunu biliyoruz ki, enerji sabit bir yönergeyi izler ve asla sapmaz. ÖrneÄŸin, ısı mevcut enerjisi ile dışardan bir kuvvet etkimeden sadece sıcaktan soÄŸuÄŸa doÄŸru hareket eder. Termodinamik kanunları ısı transferinin doÄŸrudan piston kalıbı-kursu ile soÄŸutma sistemi arasında olduÄŸunu ve ısıl verimin bu kalıp içerisindeki sıkıştırma oranıyla deÄŸiÅŸtiÄŸini kabul eder.

Genel ve bilinen motor kıyaslamalarına göre fazla hava pompalanmasının daha büyük bir güç çıkışı saÄŸladığı tespit edilmiÅŸtir. Bu inkar edilemez bir gerçektir fakat hava kendi başına bunu baÅŸaramaz ve mutlaka verimli bir yanma olayının gerçekleÅŸmesi gerekir. Bu sebeple motordaki yanma odasının etkilerini incelememiz gerekir. Yazının Devamı…