Makine Mühendisliği 101

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ NEDİR?

Makine mühendisliği, mekanik sistemlerin tasarım, analiz, imalat ve bakımı için mühendislik fiziği ve mühendislik matematiği ilkelerini malzeme bilimi ile birleştiren bir mühendislik dalıdır.

Güç ileten değiştiren veya biriktiren ve bu şekilde faydalı bir iş yapma kabiliyetine sahip olan sistemlere "makine" denir.

Her türlü mekanik sistemin, makine elemanının belirli kriterler çerçevesinde tasarım yapan geliştiren, üretimini planlayan, sistemler arasındaki ilişkileri ve fonksiyonları kuran, geçerli fiziksel kurallar içerisinde test eden kişilere ise "Makine Mühendisi" denir.

Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalları

ENERJİ ANA BİLİM DALI:

Enerjinin üretimi, tüketimi ve dağıtımını, enerji yönetimini, enerji dönüşümünü ve enerji verimliliğini kapsar. Yenilenebilir enerji kaynakları güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, hidrolik enerji ve biyokütle enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının üretimini, kullanımını ve etkinliğini ele alır.

İMALAT VE KONSTRÜKSİYON ANA BİLİM DALI

İmalat ve Konstrüksiyon ana bilim dalı, makine ve mekanik sistemlerin tasarımı, imalatı ve montajı ile ilgilidir. Bu alanda, makine elemanlarının tasarımı, üretimi ve montajı, işleme teknolojileri, imalat ve montajın kalitesi, mühendislik malzemeleri, malzeme bilimi, üretim yönetimi ve robotik gibi konular yer alır.

MAKİNE TEORİSİ VE DİNAMİĞİ ANA BİLİM DALI

Makine Teorisi ve Dinamiği ana bilim dalı, makine ve mekanik sistemlerin hareketini, davranışını ve dinamik etkileşimini inceleyen bir alandır. Bu alanda, kinematik, dinamik, titreşim analizi, mekanik sistemlerin modellemesi, kontrol sistemleri ve otomatik kontrol, malzeme bilimi ve mukavemet gibi konular yer alır.

TERMODİNAMİK ANA BİLİM DALI

Enerjinin çeşitli formlarını, termodinamik yasalarını ve ısı transferini kapsar. Akışkanlar mekaniği dersleri, akışkanların davranışını, basınç kaybı ve akışkan direncini, akışkanlar içindeki enerji dönüşümünü ve akışkanların pompa ve türbinlerle kullanımını kapsar. Isı ve kütle transferi dersleri, ısı ve kütle akışını ve çeşitli transfer yöntemlerini kapsar.

MEKANİK ANA BİLİM DALI

Mekanik ana bilim dalı, makine ve mekanik sistemlerin tasarımı, analizi ve üretimiyle ilgilenen bir alandır. Bu alanda, statik, dinamik, malzeme bilimi, mekanik tasarım, mekanik titreşim, kontrol sistemleri, hesaplamalı mekanik, imalat teknolojileri ve robotik gibi konular bulunur.

Mühendisliğin İşlevleri Nelerdir?

Araştırma
Geliştirme
Tasarım Yapma
İmalat
işletmede Deney Yapma
Bakım ve Servis
Pazarlama
Yöneticilik
Eğitim

Mühendislikte Problem Çözüm Tekniği

Problemin ifade edilmesi:
İlk olarak problem ifade edilerek probleme farklı bakış açıları ile yaklaşılır. Bu problemin çözümünde her bir sorunu önceden öngörmemize ve zaman, işçilik, malzeme gibi sarfiyatları azaltmaya yardımcı olur.
Kabuller ve yaklaşımalar:
Kabuller ve yaklaşımlar problemi çözerken karşımıza daha fazla sorunun ortadan kalkmasına ve problemin basitleştirilmesine yarar. Hesaplamalarda, tasarımlarda deney yöntemleri ile elde edilen grafikler ile yaklaşık değerlerin alınması buna çok güzel bir örnektir.
Fiziksel yasalar:
Kütlenin korunumu, termodinamik kanunları ve momentumun korunumu gibi kanunlar hesaplamada kolaylık sağladığı gibi maliyet, tasarım ve üretim adımlarında tasarruf edilmesini sağlar. Mesela Enerjinin korunumu ile bir arabadaki benzin yakıtının ne kadarının gerçekten arabanın hareketinde kullanıldığı bulunabilir.
Özellikler:
Bilinen veya bilinmeyen yanları ile problemin çözümünde kullanılacak malzemeden, yakıta veya tasarımdan hesaplamaya kadar özelliklerin belirlenmesi problemin çözümünü kolaylaştıracaktır.
Sorgulama, doğrulama, irdeleme:
Bütün bu adımlardan sonra çözüme kavuşmak ve çözümün eksikliklerini sorgulamak, kabullerin ve yaklaşımların doğrulunun ortaya konması, özelliklerin belirlenmesi veya problemin ifade edilmesindeki hataların irdelenmesi adımları ile problem çözüme kavuşturulmalıdır.

Mühendiste Olması Gereken Özellikler

Başarılı bir mühendis, bazı temel özelliklere sahip olmalı ve bu özellikleri sürekli geliştirmelidir. Problemler karşısında sabırlı olmak ve karamsarlığa kapılmamak, kendine güveni artırmanın yanı sıra, kendini doğru ifade edebilmek için de oldukça önemlidir. İkna kabiliyetinin yüksek olması ve mucit ruhuna sahip olması, yenilikçi ve yaratıcı çözümler üretmesini sağlar. Yeni fikirlere açık olmak, kararlı davranmak ve gerektiğinde risk alabilmek de mühendislikte büyük bir rol oynar. Ayrıca, mevcut imkanları en verimli şekilde kullanabilmek, pratik bir zekanın göstergesidir. Bu özellikleri geliştirerek bir mühendis, karmaşık sorunları aşabilir ve ilerlemeye katkı sağlayabilir.

Mühendislerin Çalışma Sektörleri Nelerdir?

İnşaat Sektörü: Makine mühendisleri, bina sistemlerinde HVAC (ısıtma, havalandırma ve klima), mekanik tesisat ve asansör sistemlerinin tasarım ve kurulumu ile ilgilenir.
Otomotiv Sektörü: Makine mühendisleri, araçların motor, şasi ve aerodinamik yapılarının tasarımı ve geliştirilmesinde kritik rol oynar.
Enerji Sektörü: Enerji üretim tesislerinde, makine mühendisleri enerji santralleri, türbinler ve diğer güç üretim sistemlerinin tasarım ve bakımında çalışır.
Savunma ve Havacılık Sektörü: Makine mühendisleri, uçak ve askeri ekipmanların mekanik sistemlerinin tasarımı, analizi ve üretiminde görev alır.
Bilişim ve Teknoloji Sektörü: Makine mühendisleri, donanım bileşenlerinin mekanik tasarımı ve üretim süreçlerinin geliştirilmesinde yer alır.
Sağlık Sektörü: Tıbbi cihazların, protezlerin ve robotik cerrahi sistemlerinin tasarımı ve geliştirilmesinde makine mühendislerinin katkısı büyüktür.
Kimya ve Petrokimya Sektörü: Makine mühendisleri, kimyasal üretim süreçlerinde kullanılan reaktörler, pompa ve boru sistemlerinin tasarımını yapar ve proses ekipmanlarının verimliliğini artırır.
Gıda ve İçecek Sektörü: Gıda üretiminde kullanılan makinelerin tasarımı, geliştirilmesi ve üretim süreçlerinin otomasyonu üzerine çalışırlar.
Telekomünikasyon Sektörü: Makine mühendisleri, veri merkezlerinde kullanılan soğutma sistemlerinin tasarımı ve donanım ekipmanlarının mekanik altyapısının geliştirilmesinde görev alır.
Tarım ve Gıda Teknolojileri Sektörü: Tarımsal makinelerin tasarımı, üretimi ve tarım süreçlerinin mekanizasyonunda makine mühendislerinin rolü büyüktür.
Madencilik ve Doğal Kaynaklar Sektörü: Makine mühendisleri, madencilik ekipmanlarının tasarımı, geliştirilmesi ve yeraltı madencilik operasyonlarının mekanizasyonu üzerinde çalışır.
Tekstil ve Moda Sektörü: Tekstil makinelerinin tasarımı, üretim süreçlerinin mekanik altyapısı ve otomasyonu makine mühendislerinin sorumluluğundadır.
Eğlence ve Medya Sektörü: Makine mühendisleri, sinema ve eğlence sektöründe kullanılan mekanik efektler ve ekipmanların tasarımında görev alır.
Lojistik ve Ulaşım Sektörü: Makine mühendisleri, ulaşım araçlarının mekanik sistemlerinin tasarımı ve üretimi ile lojistik süreçlerin mekanizasyonunda çalışır.
Denizcilik Sektörü: Gemi motorları, denizcilik ekipmanları ve gemi yapım süreçlerinde makine mühendisleri önemli bir rol oynar.

ÖLÇME VE KONTROL

Makine mühendisliğinde ölçme ve kontrol, sistemlerin doğru bir şekilde çalışmasını sağlamak için vazgeçilmezdir. Ölçme, bir sistemin veya bileşenin performansını anlamak için fiziksel büyüklüklerin (uzunluk, sıcaklık, basınç, hız vb.) doğru ve hassas bir şekilde belirlenmesini içerir. Kontrol ise, bu büyüklüklerin istenilen sınırlar içinde tutulmasını sağlayan yöntemler ve teknolojilerle ilgilenir. Bir makine mühendisi, süreçlerin verimli ve güvenilir bir şekilde işlemesini sağlamak için ölçme ve kontrol tekniklerini kullanarak sürekli bir geri bildirim döngüsü oluşturur. Bu iki disiplin, mühendislik tasarımlarının başarılı olmasında kritik bir rol oynar.

Ölçme

Ölçme, bir niceliği belirli bir birim veya standartla karşılaştırarak sayısal olarak ifade etme işlemidir. Ölçme, bilim, teknoloji ve mühendislik gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Örneğin, uzunluk, ağırlık, sıcaklık, zaman, elektrik akımı ve gerilim gibi birçok büyüklük ölçülebilir ve sayısal olarak ifade edilebilir. Ölçme işlemi, doğru sonuçlar elde edebilmek için belirli bir hassasiyetle ve ölçüm aletlerinin doğru kullanımıyla yapılmalıdır.

Ölçme Sistemleri

Uluslararası Birimler Sistemi (SI), günümüzde yaygın olarak kullanılan temel ölçü birimlerinin standartlaştırıldığı sistemlerdir. SI sistemi, metre (uzunluk), kilogram (kütle), saniye (zaman), amper (elektrik akımı), kelvin (sıcaklık), mol (madde miktarı) ve candela (ışık şiddeti) olmak üzere yedi temel birimi içerir. Ölçüm sistemleri mühendislikte oldukça önemli yer tutmaktadır. Ölçünün büyüklüğün özelliğine ve ölçmedeki duyarlılık seviyesine göre ölçüm sistemleri şu şekilde sınıflandırılabilir.

CGS: Santimetre / Gram / Saniye
MKS: Metre / Kilogram / Saniye
MKpS. Metre / Kilo Pound / Saniye
MNS: Metre / Newton / Saniye
MTS: Metre / Ton / Saniye

Bunun dışında Almanya'da kullanılan; DIN Standardı, Amerika Birleşik Devletleri'nde ve İngiltere'de kullanılan feet, foot, inç, btu, pound gibi pek çok faklı ölçü sistemi bulunmaktadır. Ancak dünyada genel olarak kabul edilen sistemler yukarıda da belirtildiği gibi SI sistemidir. Türkiye'de yerel ve ulusal olarak TSE yani Türk Standartları Enstitüsü vardır ve bu enstitü ISO (Uluslararası Standartlar Teşkilatı - International Organization for Standardization) gibi SI birim sistemlerinde her türlü kullanımdaki, üretimdeki veya üretilecek olan malzeme, ürün veya malın nasıl ve ne şekilde hangi yöntemler ile üretileceğini belirler.

Uluslararası Standardizasyon Organizasyonu

Ölçme Sisteminde Temel Büyüklükler

Gündelik hayatımızdaki her şeyi tanımlamak isteriz. Bunu yapmamızın en büyük nedeni kolaylık sağlamak ve bir hesap tutmaktır. Bir markete gidip 1 kilogram et almak istediğinizde, herkes ile aynı miktarda para ödemek ve ödenen para karşılığında herkes ile aynı miktarda et almak istersiniz. İşte bu durum her yerde kendini gösterir. Üretimde bir malı seri üretimde hep aynı içerikte ve kalitede çıkarmak istersiniz. Bunun için malzemesinin aynı miktarda olması, aynı uzunluklarda kesilmesi, aynı sıcaklıkta işlemlere tabii tutulması, kaynak yaparken aynı elektrik miktarının geçmesini istersiniz. İşte burada temel ve türetilmiş büyüklükler devreye girmektedir. Temel büyüklükler yedi adettir ve diğer bütün büyüklükler bu temel büyüklüklerin çeşitli formüller ile hesaplanması sonucu çıkartılır.

Türetilmiş büyüklükler ise sayılamayacak kadar çoktur. Bir kaç örnek verelim:

Hız: Hız, metre/saniye olarak tanımlanır. Bu durumda hız uzunluk ile zaman büyüklüklerinin bölünmesi sonucu bulunan bir türetilmiş büyüklüktür.
İvme: İvme, metre/(saniye*saniye) olarak tanımlanır. Yani uzunluk ile zamanın karesi büyüklüklerinin bölünmesi sonucu bulunan bir türetilmiş büyüklüktür.
Kuvvet: Kuvvet, kilogram*ivme yani kilogram*metre/(saniye*saniye) olarak tanımlanır. Yani kütle ile uzunluğun çarpılarak zamana bölünmesi ile bulunan bir türetilmiş büyüklüktür.

Büyüklükleri anlayabilmek için as ve üs katları anlamak gerekir. Örneğin 10 kilometre dediğimiz zaman kaç metreye eşit olduğunun hesabını yapabilmeliyiz ya da 200 Megapascal (MPa) dendiğinde onu pascala veya newton/mm*mm'ye dönüştürerek yazabilmeliyiz. Metre için as ve üs katlar aşağıdaki tabloda verilmektedir:

Ölçme Yöntemleri

Doğrudan Ölçme (Direk Ölçme): Bir fiziksel büyüklüğün, herhangi bir aracıya veya dönüşüme gerek duymadan, doğrudan doğruya uygun bir ölçüm cihazı kullanılarak belirlenmesi işlemidir. Örneğin, bir cetvel ile uzunluğun ölçülmesi veya bir termometre ile sıcaklığın ölçülmesi doğrudan ölçmeye örnektir. Burada, ölçülen büyüklük ve cihaz doğrudan ilişkilidir.
Dolaylı Ölçme (Endirekt Ölçme): Bir fiziksel büyüklüğün doğrudan ölçülemediği durumlarda, başka büyüklüklerin ölçülüp bu değerler yardımıyla hesaplanarak belirlenmesi işlemidir. Örneğin, bir nesnenin hızını doğrudan ölçmek yerine, mesafe ve zamanı ölçerek hızın hesaplanması dolaylı ölçmeye örnek gösterilebilir. Burada, ölçülen büyüklükler üzerinden dolaylı olarak istenen sonuca ulaşılır.

Ölçme Hataları

Sabit Hata: Ölçüm sonuçlarında sürekli aynı miktarda sapma gösteren ve genellikle ölçüm cihazının kalibrasyon hatalarından kaynaklanan hatadır. Bu hata, ölçümün her tekrarlanmasında aynı yönde ve aynı büyüklükte ortaya çıkar. Örneğin, bir termometrenin 2°C daha düşük gösterdiği her ölçümde, bu sabit hata olarak adlandırılır.
Sistematik Hata: Ölçüm koşullarından, cihazlardan veya metotlardan kaynaklanan, belirli bir yönde sürekli olarak ortaya çıkan hatadır. Sistematik hatalar, ölçümlerin doğruluğunu etkiler ve belirli bir neden-sonuç ilişkisi vardır. Cihazın yanlış kalibrasyonu, ortam koşulları ya da operatör hataları bu tür hatalara yol açabilir. Sistematik hatalar, genellikle düzeltici önlemlerle giderilebilir.
Tesadüfi Hata: Ölçüm sırasında beklenmedik ve öngörülemeyen faktörlerden kaynaklanan, her ölçümde farklı büyüklük ve yönde görülen hatalardır. Bu hatalar, ölçüm cihazlarının hassasiyetinden, çevresel etkilerden ya da insan kaynaklı belirsizliklerden kaynaklanabilir. Tesadüfi hatalar, genellikle çoklu ölçümler alınıp ortalaması alınarak minimize edilebilir ancak tamamen ortadan kaldırılması zordur.

Uzunluk Ölçme Aletleri

Kumpas:
Kumpas, oldukça hassas bir ölçüm gerçekleştiren bir ölçü aletidir. Sabit bir çene üzerinde hareketli (verniyer) kısmı bulunur. Üst kısımda iç çap ölçmke için iki adet daha çene bulunur. Derinlik ölçmek için verniyer üzerinde bir kılıç çıkıntısı bulunur. Ölçüm hassasiyetine göre:
- 1/10 (0.1 mm),
- 1/20 (0.05 mm),
- 1/50 (0.02 mm) olarak üç farklı şekildedir.
Aynı ölçüm mantığına sahip olsa da ölçüm şekline göre de kumpas çeşitleri bulunmaktadır:
- Derinlik Kumpası
- Delik Kumpası
Bunun dışında dijital kumpaslarda bulunmaktadır.
Mikrometre
Hassas bir vida ve kadran üzerinde dönerek ay şeklindeki çeneler arasında parçayı sıkıştırıp ölçüm gerçekleştiren aletlerdir. Çok farklı tipleri bulunmaktadır:
- Dış çap, İç çap ve Derinlik mikrometresi
- Kenet ve Boru kalınlığı ölçer mikrometre
- Vida, Saatli, Disk ve V-örs mikrometreleri
- Sac, Kağıt ölçer ve Bıçak mikrometresi
Mikrometreler 25 mm aralıklarla ölçüm gerçekleştirirler. Yani mikrometreler 0-25 mm veya 25-50 mm gibi ölçüm kapasitesine göre kullanılır. Bu durum 300 mm'ye kadar bu şekilde devam etmektedir. Dijital mikrometrelerde kullanılmaktadır.
Ölçü Taşıma Aletleri: İç çap, dış çap, kumpas, pergel
Bölüntülü Ölçü Aletleri: Cetvel ve şerit metreler
Ayarlanabilen Ölçü aletleri: Sürmeli kumpaslar, mikrometreler, komparatörler

Kontrol

Kontrol, parçaların istenen ölçme sınırları içerisinde yapılıp yapılmadıkları ile özelliklerin tespit edilmesi işlemidir. Ölçme ve kontrol birlikte gerçekleştirilir. Bu işlemleri gerçekleştirirken aşağıdaki başlıklara dikkat edilmesi gerekir.

Ölçme ve Kontrol İşlemlerine Etki Eden Faktörler

+ Ölçme ve kontrol aletlerinin hassasiyeti

+ Ölçme işleminin yapıldığı ortamın sıcaklığı

+ Ölçme yapılan ortamın ışık durumu

+ Ölçme ve kontrol aletinin ısısı

+ Ölçme yapan kişinin mesleki tecrübesi

+ İşin hassasiyeti

+ Ölçme yapan kişinin sağlık durumu

+ İş parçasının fiziksel özelliği

+ Ölçme ve kontrol aletlerine bakış açısı

Ölçme ve Kontrol İşlemlerinde Dikkat Edilmesi Gerekenler

! Ölçme ve kontrol aletinin ve iş parçasının yüzeyleri temiz olmalı,

! Ölçü ve kontrol aletine dik bakılmalı,

! Ölçmenin yapıldığı ortamın, aydınlık, tozsuz ve titreşimsiz olmalı,

! Asla hareketli parça ölçülmemeli

! Ölçme ve kontrol aletlerinin periyodik bakımları (kalibrasyonu) düzenli yapılmalı

! İşe uygun ölçme ve kontrol aleti tercih edilmeli

MAKİNENİN TEMELLERİ

Güç ileten değiştiren veya biriktiren ve bu şekilde faydalı bir iş yapma kabiliyetine sahip olan sistemlere "makine" denir. Makineler enerji dönüşümünde kullanılırlar. Enerji alırlar ve bu enerjiyi başka bir enerjiye dönüştürürler. Bu enerji alışverişi sonucunda mekanik hareket (kinetik enerji) açığa çıkıyorsa makine olarak tanımlanır. Bu nedenler makineleri anlamak için kuvvet, iş, moment ve enerji gibi türetilmiş büyüklükleri anlamak gerekmektedir.

ENERJİ: Depolanan veya kontrol altına alınan işe enerji denir.
KUVVET: İş yapabilmek için kaynak veya iş yapabilme yeteneğidir. Kuvvet N (Newton) ile tanımlanır. Birimi kg*m/s*s dir.
İŞ: Bir cisme bir kuvveti etki ederek yer veya durumunda değişiklik yapabilmektir. W (Work) ile tanımlanır. Birimi N*m dir. İş formülü şu şekilde tanımlanır:

W = F*x = N*m = Joule (J)

GÜÇ: Birim zamanda yapılan iştir. Güç P (Power) ile gösterilir. Birimi J/s (Joule/saniye) dir. Güç formülü şu şekilde tanımlanır:

P=W/t =N*m/s=J/s

Makinelerin Sınıflandırılması

Kuvvet Makineleri

Bağlantı Makineleri
- Mil Tahrikli
- Kayışlı
- Dişli Çark Düzeniyle
- Hidrolik Tahrikli
Bunlar doğrudan doğruya birbirine bağlanacak şekilde yan yana getirilmeyen ya da hızları uymayan kuvvet makineleriyle iş makineleri (şanzıman) bir araya getirmeyi sağlar.
İş Makineleri

ENERJİ

Enerji vücudumuzda hücreleri kullanımından, arabalarımızın hareketine, evlerimizdeki ampullerden şuan okumakta olduğunuz sayfanın gösterilmesine kadar hayatın her yerindedir. Özellikle başka bir başlıkta inceleyeceğimiz termodinamik yasaları ile enerjiyi tanımlıyor onu dönüştürüyoruz. Genellikle makineler enerjiyi değişik formlardan mekanik enerjisi elde etmek amacıyla kullanılır. Bu hareket enerjisi ile elektrik elde edilmesi, bir işin gerçekleştirilmesi ve hayatın kolaylaştırılması sağlanır. Enerji dünyamızda çok farklı çeşitlerde bulunur. Bunlar şu şekildedir:

A. Yenilenemeyen Enerji Kaynakları

Taş Kömürü
Petrol
Doğal Gaz
Nükleer Enerji

B. Yenilenen Enerji Kaynakları

Hidroelektrik
Jeotermal
Güneş Enerjisi
Rüzgar Enerjisi
Dalga ve Gelgit Enerjisi
Bio Enerji

gibi enerji formları bulunmaktadır. Makineler genellikle bu formalar arasında dönüşümü sağlayabilirler. Örneğin içten yanmalı motorlarda yakılan bir sıvının ortaya çıkardığı termal (ısıl) enerjiden mekanik bir enerji elde edilir veya hidrolik santrallerde türbinleri hareket ettiren mekanik enerji sonucu alternatörde oluşan manyetik enerjiden elektrik enerjisi elde edilmesi gibi daha pek çok alanda kullanımı bulunmaktadır. Ancak enerji genellikle sınırlıdır ve sınırsız enerji kaynaklarında ise verim düşüklüğü ve erişiminin kısıtlı veya çok az olması nedeniyle enerjinin verimli kullanılması çok önemlidir. Özellikle Türkiye gibi enerjide dışa bağımlı iseniz oldukça verimli kullanmanız gerekmektedir. Aşağıdaki listede enerji kaynakları gösterilmektedir:

Yakıt

Yakıt, yapısında C (Karbon), H(Hidrojen) ve bu iki elementin çeşitli şekillerde birleşmesi ile meydana gelen hidrokarbonlar oluşturan ve O (Oksijen) ile kimyasal reaksiyona girerek ısı enerjisi elde edebilen maddelere yakıt denir. Yakıtlar beş grupta incelenirler:

Orijinlerine göre yakıtlar:
- Fosil Yakıtlar (Kömür, Petrol, Doğalgaz vb.)
- Fosil Olmayan Yakıtlar (Odun, Odun kömürü vb.)
Elde ediliş şekline göre:
- Ham Yakıt (Ham petrol, Odun, Linyit vb.)
- Türev Yakıt (Benzin, Meşe kömürü vb.)
Yapısındaki karbon (C) oranına göre:
- Zengin Yakıtlar (Kok kömürü %90 Karbon)
- Fakir Yakıtlar (Linyit %40 Karbon)
Kaynak durumuna göre:
- Yenilenebilir (Odun vb.)
- Yenilenemez (Fosil Yakıtlar vb.)
Fiziksel durumuna göre:
- Katı Yakıtlar (Kömür)
- Sıvı Yakıtlar (Benzin)
- Gaz Yakıtlar (Doğal gaz)

Isıl Değer

Bir yakıtın birim kütlesinin tam yanması ile verdiği ısıl enerjiye "ısıl değer" denir. Isıl değer iki türlü tanımlanmaktadır.

1. Alt Isıl Değer (AID): Bir yanma tepkimesinde oluşan suyun buhar fazda olması durumunda açığa çıkan ısıl enerjisidir. Birimi kj/kg veya kcal/kg dır.

2. Üst Isıl Değer (ÜID): Bir yanma tepkimesinde oluşan suyun sıvı fazda olması durumunda açığa çıkan enerjidir. AID ve ÜID şu şekilde hesaplanır.

AID = ÜID - 2440*Wt

*Wt: 1 kg yakıtta oluşan toplum su buharı miktarıdır. (kg/kg yakıt)

Yakıtın elementel analizi biliniyorsa ısıl değeri hesaplanabilir. Katı veya sıvı yakıt analizi şu şekildedir:

C + H + S [Yanıcı maddeler] + O + N + W [Nem] + A (Kül) = 1 kg

Ton Eşdeğer Petrol (TEP)

Enerji kaynaklarının tek birimde ifade edilmesini sağlayan ve 10 milyon kcal/ton miktarını karşılayan enerji birimine "ton eşdeğer petrol" denir.

1 Ton Eşdeğer Petrol = 1 Ton Fuel-Oil

3 Ton Linyit=1.6 Ton Taş Kömürü=1200 m3 Doğalgaz

İMALAT YÖNTEMLERİ

İmalat, hammaddelerin işlenerek, farklı ürünlere dönüştürülmesi sürecidir. Yani bir ürünün tasarlanması, üretimi ve son aşamada pazarlanmasına kadar geçen sürecin tüm adımlarını kapsar. İmalat, endüstriyel üretim sürecinin temel bir parçasıdır ve farklı sektörlerde kullanılan birçok farklı yöntem ve teknoloji içermektedir. Makine mühendisleri imalat süreçlerinin tasarımı, geliştirilmesi ve optimizasyonu gibi konularda görev alırlar. Aşağıda imalat yöntemleri ile alakalı ana başlıkları ve bu alt başlıklar altındaki konu başlıklarını gösteren bir tablo bulunmaktadır.

Talaşlı İmalat

Talaşlı imalat, talaş kaldırarak şekil verilen üretim yöntemleridir. Talaş kaldırma işlemi elastik şekil değiştirmeye dayanan sürtünme, ısı oluşumu, talaşın kırılması ve büzülmesi, işleyen parça yüzeyinde oluşan deformasyon sertleşmesi, kesici ucun aşınması gibi olayların gözlendiği karmaşık bir fiziksel olgudur. Talaş kaldırmaya etki eden faktöreler şunlardır:

Kesici takımın ömrü
Kesme hızı
Talaş derinliği
İlerleme miktarı
Kesme açıları
Titreşim
Soğutma sıvısı
Takım - iş parçası malzemesi çifti
Kesici uç yarıçapları (radyus)

MALZEME BİLGİSİNE GİRİŞ

Bir makine üretilirken hangi malzemeden üretilmesi gerektiğini bilmek, buna karar vermek çok önemlidir. Kullanılacak malzemenin fiyatı, kolay veya zor işlenebilir, şekil verilebilir olması, karşılaşabileceği yüklere dayanıp dayanmayacağı, zaman içerisinde deforme olması, aşınması, malzemeyi belirlemede önemli faktörlerdir.Malzemelerde seçim kriterleri aşağıdaki madeler ile belirlenir:

Ekonomiklik
Fiyatı
Sertlik - Sertleştirilebilirlik
Elastite - Tokluk
Sönümleme
Korozyon dayanımı
Korozyona dayanım
Yaşlanma dayanımı
Düşük ve yüksek sıcaklık davranışı
Yüzey özellikleri ve işlemleri
İşlenebilirlik
Emniyet ve mukavemet değerleri
Kütle sınırlaması

Makine Malzemeleri

Bir metalin malzeme olarak kullanılabilmesi için gerekli yapısal özelliklere sahip olması gerekmektedir. Bu özellikler demir veya diğer metallerin saf hallerinde bulunmaz. Bu özelliklerin metalde bulunması için alaşım malzemesinin metale eklenmesi gerekmektedir. Bu alaşım elementleri çok çeşitlidir ve en çok kullanılanları şunlardır: Krom, kobalt, mangan, magnezyum, kalay, çinko gibi elementlerdir. Makine mühendisliğinde en çok kullanılan malzeme demir ve çeliktir. Çelik içerisindeki karbon oranı %2'den az olan ve dövülerek şekil verilebilen demirdir. Demir dünyada en çok kullanılan metal olup üretilen metallerin ağırlık olarak %95'ini oluşturur. Fiyatının göreceli olarak düşük, dayanımınınsa yüksek olması nedeniyle oldukça fazla kullanılır.

Demir Dışı Metaller

Demirden başka bütün saf metaller ile demirin ana komponenti olmadığı alaşımlar bu gruba girer. Demir dışı metaller miktarca daha az kullanılmakla birlikte, teknik ve akademik bakımından demir esaslı malzemeler kadar önemlidir. Demir dışı metaller aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar.

Demir dışı metaller yandaki tablodan farklı olarak üç ayrı grup olarak da incelenirler:

Demir Dışı Ağır Metaller: Yoğunluğu 5 gr/cm^3'den büyük olan metallerdir. Kurşun (Pb), Krom (Cr), Bakır (Cu), Nikel (Ni) ve Cıva (Hg) örnek olarak verilebilir.
Demir Dışı Hafif Metaller: Yoğunluğu 5 gr/cm^3'den küçük olan metallerdir. Alüminyum (Al), Magnezyum (Mg) ve Titan (Ti) örnek olarak verilebilir.
Soy Metaller: Altın (Au), Osmiyum (Os), Platin (Pt) ve Gümüş (Ag) gibi metaller örnek olarak verilebilir.

Demir - Karbon (FeC) Denge Diyagramı

Demir karbon denge diyagramındaki çelik ve dökme demir değişimini anlayabilmek için allotropinin ne olduğunun bilinmesi gerekir. Faz Dönüşümü (allotropi), sıcaklık ve basınca bağlı olarak, birden fazla kristal yapıda var olan elementin karakteristiği olarak tanımlanır. Metallerin ısıl eğrilerini çizilirken, ergime ve katılaşma noktalarında duraklama olduğu görülür. Bu durum katılaşma ve ergime sıcaklıkları dışındaki duraklama noktalarında özellik ve yapı değişimi meydana geldiğini göstermektedir. Metallerdeki yapı ve özellik değişimlerini ifade eden bu duraklamalara, faz dönüşümü (allotropi) adı verilir. Aşağıda demirin faz dönüşümleri diyagramı verilmiştir.