MAKİNA

MAKİNA; Aim. Maschine (f); apparat (m), Fr.
Machine (f), İn g . Machine. Enerjiyi işe veya başka
cins enerjiye çeviren bir düzen. Bütün makinalar
bir veya birden fazla mekanizmadan meydana gelir.
Fizikte makina deyince, kaldıraç, eğik düzlem,
vida, tekerlek, mil ve makara gibi basit makinalar
hatırlanır. Bunlardaki genel prensipler bir
araya getirilerek, kompleks enerji dönüşümleri
yapan lokomotif, dikiş makinası, otomobil, uçak
gibi gelişmiş makinalar ortaya çıkmıştır. Halk arasında
“otomobil” mânâsında kullanılır.
Makinalar, insan kadar eski olup, insan uzuvları,
makina gibi düşünülebilir. Bunlar makinalar
için orijinal modellerdir ve karmaşık yapılı makinalar
da bunların geliştirilmesiyle ortaya çıkmaktadır.
Çok gelişmiş otomatik makinalar ve
elektronik makinalar, kompüterler, görünüşte değil,
fakat yaptıkları işlerde de insana çok benzerler.
İlk insanlar da medenî idi, çeşitli makinalardan
faydalanmışlardı. Âdem aleyhisselâm ve ona
îmân edenler şehirlerde yaşardı. Okuma, yazma bilirlerdi.
Demircilik, iplik yapmak, kumaş dokumak,
çiftçilik, ekmek yapmak gibi sanatları vardı.
Altın üzerine para dahi basılmış, mâden ocakları
işletilip âletler yapılmıştı. Nûh aleyhisselâmın
gemisinin, ateş yanarak, kazanı kaynayarak buharla
hareket ettiğini, Kur’ân-ı kerîm açıkça bildirmektedir.
Şu hâlde Nûh aleyhisselâm zamanında
buharlı makina, dolayısıyla termodinamik
biliniyordu. Bu ilmin detayı bugün ancak üniversitelerde
okutulmaktadır.
En eski, en önemli ve en yaygın olarak kullanılan
basit makinalardan biri kaldıraçtır. Eski Mısır’da
inşaat ve zirâat işlerinde kaldıracın kullanıldığı
bilinmektedir. Ortaçağ Avrupacında fen
duraklamış, gerilemiş ve eski bilgiler unutulmuşken,
İslâm âleminde yapılan çalışmaların ve yeni
buluşların öğrenilmesiyle rönesans başladı. Beşinci
Abbâsî Halifesi Hârûn Reşid (v. 809), Fransa Kralı Büyük Şarlman’la mektuplaşırdı, ona bir
duvar saati hediye göndermişti. Avrupalılar, saatin
kendi kendine işlediğini görünce, içinde şeytan
var, diyecek kadar câhildiler. OsmanlIlar zamanında
yazılan bir kitapta, su kuvveti ile çalışan
torna tezgâhı resmi vardır. îşte Müslümanların bu
çalışmaları, teknikte günümüze kadar gelen bütün
gelişmelerin temelini teşkil etmiştir,Makinaların geliştirilip mükemmelleştirilmesi,
iki ayrı sahada daha kaydedilen gelişmelerle yakından
ilgilidir. Bunlardan biri malzeme, diğeri de
enerjidir. Malzeme sahasında demir, enerji sahasında
ise kömür bir zamanlar başlıca kaynak iken,
daha sonra çeşitli alaşımlar ve enerji kaynaklan bulundu.
Bu konularda bugün de büyük araştırmalar
yapılmaktadır.Bir makinanm verimi, çıkan enerjinin (alman
enerji) giren enerjiye (verilen enerji) oranıdır. Makina
bünyesindeki yüzeyler arasında her zaman
mevcut olan sürtünme küvetleri sebebiyle, makinalardan
elde edilen enerji dâimâ, makinaya verilen
enerjiden daha azdır.
Çıkan enerji Verim (%) = ————-— x ,1^00 = Ç–ık–a-n- —güç x 100
Giren enerji Giren güç
Yüksek bir verim, enerji kaybının az olması
demektir. Düşük bir verim, sürtünme veya ısı enerjisi
kayıplarının yüksek olduğunu gösterir. Bir buhar
lokomotifi, aldığı enerjinin % 85 kadarını kaybedip,
sadece % 15 Tik bir verime ulaşabilirken, bir
buhar türbininin verimi de % 35 kadardır. Lokomotifin
bu büyük enerji kaybı, hareketli parçaların
çok oluşundan dolayı sürtünme kayıplarının
fazlalığından ve atmosfere atılan buharla giden
ısı enerjisinden kaynaklanmaktadır. Halbuki buhar
türbininden çıkan kullanılmış buharın ısı enerjisinden
de faydalanılmaktadır. Makinanm basit bir
kullanılışı, bir oto krikosunda olduğu gibi, az bir
kuvvetle büyük bir kuvvet elde etmektir. Kuvvetler
arasındaki oran, mekanik fayda olarak adlandırılır
ve şöyle formüle edilir:
Teorik mekanik fayda =
Tatbik edilen kuvvetin
yer değiştirmesi
Yükün yer değiştirmesi
Basit makinalarda kuvvet ve yük durumları.
Makinaların geliştirilip mükemmelleştirilmesi,
iki ayrı sahada daha kaydedilen gelişmelerle yakından
ilgilidir. Bunlardan biri malzeme, diğeri de
enerjidir. Malzeme sahasında demir, enerji sahasında
ise kömür bir zamanlar başlıca kaynak iken,
daha sonra çeşitli alaşımlar ve enerji kaynaklan bulundu.
Bu konularda bugün de büyük araştırmalar
yapılmaktadır.
Gerçek mekanik fayda = Elde edilen kuvvet
Tatbik edilen kuvvet
Gerçek mekanik fayda, kuvvetlerin ölçülmesiyle
bulunur. Teorik mekanik fayda ise, sürtünme
kayıpları ihmal edildiğinden gerçek değeri vermez.
Bir kaldıraçta (ABD) çubuğu, (F) destek
noktası ile ikiye bölünmüş durumda. (B) noktasından
tatbik edilen kuvvetin D noktasına kadar yer
değiştirmesi ile, (A) noktasındaki yük (d) noktasına
kaldırılıyor. Burada:
Teorik mekanik fayda = – ^D
Gerçek mekanik fayda =
FA Ad
Kaldınlan yük
Tatbik edilen kuvvet
Palanga, ağır bir cismi kaldırmak için tatbik
edilen kuvveti, kat kat arttıran bir makinadır. Bir
tek makara, yalnızca kuvvetin yönünü değiştirir ve
teorik mekanik faydası 1 ’dir. Daha fazla makaralı
palanga kullanarak bu avantaj arttırılabilir. İki
makara kullanarak teorik mekanik fayda ikiye çıkar,
yâni tatbik edilen kuvvet, yükün yarısı kadardır.
Fakat ipin çekilme mesâfesi de, yükün
kalktığı mesâfenin iki katıdır.Makinalar çok çeşitli ve sınıflandırılmaları
güçtür. Başlıca makinalar şöyle gruplandırılabilir:
Su makinalan: Suya enerji veren makinalar (tulumba
veya pompalar) ve sudan eneıji alan makinalar
(su türbinleri) olmak üzere iki kısma ayrılırlar.
Su tulumbaları, suyun potansiyel ve kinetik
enerjisini artırır. Böylece suyun uzak mesafelere
nakli ve daha yüksek seviyelere çıkarılması sağlanır.
Buharla çalışan makinalar: Bunlar da iki
kısımdır. Buhar makinalan pistonlu olup, buharın
iç enerjisi pistonu hareket ettirir. Buhar türbinlerinde
ise buhar önce çarkları çevirir. Böylece buharın
iç enerjisinden kinetik enerji elde edilir. Bu
enerji ile iş yapılır.
Gaz türbinleri: Buhar türbinlerine benzer.
Enerji, buhar yerine yanan gazlardan elde edilir.
İçten yanmalı motorlar: Bu makinalarda,
bir yanma odasında yakılan gazlar, pistonu harekete
geçirir. Pistonun gelip gitmesi, krank milinde
dönme hareketine çevrilir. Döner pistonlu motorlar
(Wankel motoru) da vardır. Benzin ve dizel
motorları olarak başlıca iki gruba ayrılırlar.
Tepkili motorlar: Etki-tepki prensibi ile çalışırlar.
Atmosfer dışındaki hareketler ve aya seyahat,
bu motorlarla mümkün olmuştur.
Kompresörler: Hava veya başka gazlara enerji
vererek onların basınçlarını yükseltirler.
Vantilatörler ve aspiratörler: Havaya kinetik
enerji veren makinalardır.
Kaldırma makinalan: İnsan ve malzemeleri
yükseğe kaldıran ve kısa mesâfelere nakleden
makinalardır. Asansörler vinçler ve kreynler bu
gruba girer.
Takım tezgahları: Mtalzemeye şekil veren
makinalardır. Torna freze, planya gibi tezgahlar
bunlardandır.
Elektrik makinalan: Bunlar ya mekanik
enerjiyi elektrik enerjisine çevirirler (dinamo gibi)
veya elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirirler
(elektrik motorları) veyahut elektrik enerjisini
değişik şekilde iletirler (konversitörler ve
transformatörler).
İletici makinalar: Bunlar bir enerjiyi başka
cins bir enerjiye çevirmez. Belirli bir enerjiyi iletirler.
Bu arada hız, kuvvet, yön unsurlarında değişiklik
olur. Kayış kasnak ve dişli çarklar bunlardandır.