Aspir (Carthamus tinctorious, L.) tohumlarının aerodinamik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of aerodynamic properties of safflower (Carthamus tinctorious, L.) seeds
Yazar: SEDAT BERBER
Danışman: DOÇ. DR. SEFA TARHAN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Aspir (Carthamus tinctorius, L.) tohumları, yüksek yag oranına ve insanbeslenmesine uygun yag bilesenlerine sahip olan kuraga dayanıklı bir yag bitkisidir. Busebeple, Türkiye'nin yemeklik yag açıgını kapatılmasında ve biyodizel üretimini artırmadaönemli bir potansiyele sahiptir.Aspir tarımında kullanılan tarım makinelerinin ve aspir tohumlarını islemesanayiinde kullanılan makinelerin tasarımında aspir tohumunun fiziksel özelliklerininbilinmesi gerekmektedir. Remzibey 05 çesidi aspir tohumlarının sekilsel özellikleri,gravimetrik özellikleri ve aerodinmaik özellikleri iki farklı nem içeriginde (% 6,5 ve %19,5 y.b.) belirlenmistir. Aspir tohumu yıgınlarının hava akımına karsı gösterdigi dirençve aspir tohumlarının hava ortamındaki son hız degeri ölçülmüstür. Bu amaçla kurulandeney düzenegi; elektronik varyatör, elektrik motoru, santrifüj fan, hava dagıtım odası vesilindirik depodan meydana gelmistir. Son hız denemelerinde silindirik depo sistemdençıkartılarak yerine 8,5 cm çapında ve 1 uzunlugunda seffaf boru takılmıstır. Son hız deneydüzeneginin dogru sonuç verdigini test etmek amacıyla standart masa tenisi topunun sonhız degeri ölçülmüs ve literatürde verilen esitlikler kullanılarak bulunan degerlerlekıyaslanmıstır.Aspir tohumlarının % 6,5 nem içeriginde uzunlugu ortalama 7,94 mm olarakbulunmustur. Nem içeriginin % 19,5'a çıkması durumunda uzunluk 8,13 mm' ye çıkmıstır.Aspir tohumlarının uzunlugu, genisliginin 1,8 katı ve kalınlıgının 2,2 katıdır. Aspirtohumunun kabuk kalınlıgı 0,46 mm olarak ölçülmüs ve nem içeriginden etkilenmemistir.zdüsüm yüzey alanı, 1000 tane agırlıgı, gerçek hacim agırlıgı, yıgılma açısı ve porozitenem içerigindeki artısla artmısken yıgın hacim agırlıgı azalmıstır. Küresellik degeri % 63olarak ölçülmüs ve nem içeriginden etkilenmemistir. Sonuç olarak, boyutsal ve gravimetriközelliklerin çogunun tohum nem içerigine baglı oldugu bulunmustur.Fan sekiz farklı devirde ayarlanarak, 0,03 ile 1,0 m×s-1 aralıgında hava hızları eldeedilmistir. Bu hızlara karsılık gelen basınç düsüs degerleri belirlenmistir. Basınç düsüsdegerleri hava hızının artmasıyla logaritmik bir egilimle artıs göstermistir. Bu egilimliteratürde sıklıkla kullanılan Shedd esitligi ve Hukill-Ives esitligi ile tanımlanmıstır. Heriki esitlikte egilimi yüksek oranda temsil etmis olup Shedd esitliginin kısmen daha iyisonuçlar verdigi tespit edilmistir. Shedd esitliginin kısmen daha iyi sonuç vermesi ve dahabasit bir matematiksel ifade olması sebebiyle aspir havalandırma ve kurutma sistemlerinintasarımında kullanılması uygundur. Aspir tohumlarının nem içerigindeki artıs havaakımına gösterilen dirençte % 35 oranında azalmaya sebep oldugu belirlenmistir. Nemiçerigindeki artısla hava direncinin azalması yıgın hacim agırlıgındaki azalma ve porozitedegerindeki artısla ilgilidir.Aspir tohumlarının son hız degerleri % 6,5 (y.b.) nem içeriginde 9,18 m×s-1 degerindeve % 19,5 (y.b.) nem içeriginde 9,09 m×s-1 oldugu belirlenmis ve nem içeriginin son hızdegerlerine önemli bir etkisinin bulunmadıgı tespit edilmistir. Sürüklenme katsayısı degeriürün nem içeriginden çok az etkilenmis ve 0,648-0,659 arasında oldugu tespit edilmistir.Anahtar Kelime: Aspir, fiziksel özellikler, son hız, hava direnci, Shedd Esitligi, Hukill-IvesEsitligi

Abstract:
Safflower (Carthamus tinctorius, L.) is a drought resistant oil plant whose seedshave high oil content and oil components recommended as healthy human nutrition.Therefore, it has an important potential to close the palatable oil deficit of Turkey and toincrease the production of biodiesel.The technical data about the physical properties of safflower seeds are needed todesign the necessary agricultural machines and processing machines. The dimensionalproperties, gravimetric properties and aerodynamic properties of the Remzibey 05 varietyof safflower were determined at two different moisture content (6,5% and 19,5%, w.b.).The airflow resistance and terminal velocity of safflower seeds were measured in thisstudy. The Experimental setup were composed of an electronic revolution control unit, anelectric motor, a centrifuge fan, an air distribution room, a cylindrical container. Duringthe terminal velocity experiments, the cylindrical container was replaced with a plastictube whose diameter and length were 8,5 cm and 115 cm, respectively.The average length of safflower was 7,94 cm at 6,5 % (w.b.) and 8,13 mm at 19,5% moisture content. The length of safflower was 1,8 times bigger than its width and 2,2time bigger than its thickness. The hull thickness of safflower seed was 0,46 mm and wasnot affected by the moisture content. The projected area, 1000 seed mass, kernel density,repose angle and porosity increased with moisture content while the bulk density decreasedwith moisture content. The sphericity of safflower seeds was found to be % 63 and didchange with moisture content.The revolution of fan was adjusted at eight different levels. They gave the airflowspeed in the range of 0,03 ile 1,0 m×s-1. The pressure drop at each airflow speed wasmeasured and recorded. The values of pressure drop increased with airflow speed in alogarithmic trend. This trend was modeled by two different equations (Shedd equation andHukill-Ives equation). Both equation gave good prediction; however, Shedd equationpredicted the experimental data slightly better than Hukill-Ives Equation. Shedd equationwas recommended in this study because of its slightly better predictions and mathematicalsimplicity. The increase of moisture content of safflower seeds from 6,5 % (w.b.) to 19,5% (w.b.) decreased the airflow resistance by 35%.The terminal velocity of safflower seeds was 9,18 m×s-1 at 6,5% (w.b.) and 9,09m×s-1 at 19,5 % (w.b.). The value of terminal velocity was not affected by moisture content.The drag coefficient of safflower seeds were slightly affected by moisture content andfound to be 0,648-0,659.Keywords: Safflower, physical properties, terminal velocity, airflow resistance, Shedd equation,Hukill-Ives equation