BUHAR

a. (ar. buljar).
1. Bir sıvının buharlaşmasından ya da bir katının süblimleşmesinden kaynaklanan gaz. (Bk. ansikl. böl. Fiz.)
2. Kaynamakta olan bir sıvıdan çıkan su damlacıkları: Elini buharla yakmak.
3. Rutubetli bir şeyden ya da sudan ısı etkisiyle yükselen su damlacıkları; hafif sis, buğu,;Şabah vakti topraktan yükselen buhar.

—Isıbil. Buhar deposu, yansımalı bir fırının üst bölümü.

—Bir kazanın ya da bi değiştiricinin üst bölümünde bir çıkınt oluşturan ve buhar içinde sıvının sürük lenmesini önlemek için buhar alma boru sunu, kaynar su yüzeyinden uzaklaştır amaya yarayan sığa, ll Buhar makinesi, su buharının esnek kuvvetiyle devinen makine. (Bk. ansikt. böl.) ll Vakumlu buhar, sızdırmaz bir donanımda, atmosfer basıncının altında, 100°C’tan düşük bir sıcaklıkta tutulan buhar.

—Isıl mot. Buhar tıkanımı, bir motorda benzin pompasının, manifoldun ya da karbüratörün ısınmasından kaynaklanan beslenme bozukluğu. (Buhar tıkanımı, motorun yaydığı ısının ani artışıyla benzin buharlarının boruların üst bölümlerinde toplanıp bir buhar "tıkaç’ı oluşturmasından kaynaklanır.)

—Kim. Buhar banyosu, bir kaba konan bir maddenin çevresinde buhar (genellikle su buharı) dolaştırarak yapılan damıtma işlemi.

—Mad. oc. Buharlı kömür, buhar kazanında (buhar üretmek için) ya da termoelektrik santrallarda yakılabilecek nitelikte kömür. (KOK KÖMüR’ün karşıtıdır.)

—Metalürj. Buhar fazında metal kaplama, VAKUMDA METAL KAPLAMANIN eşanlamlısı.

—Mutf. Buharda pişirme, besinleri kayna- yarvsu üzerine oturtulan bir tencerede pişirme.

—Petr. san. Buhar basıncı ya da gerilimi, petrol ürünlerinin ayırtedici özelliği. ("Reid” buhar basıncı, standart bir bombada, belli koşullar altındaki bir petrol ürününün buharlarıyla gelişen ve milibar olarak gösterilen basınçtır; deneme sıcaklığı 37,8°C ve gaz hacmi ile sıvı hacmi arasındaki oran yaklaşık 4 olmalıdır.) ll Buharla kraking, olefinleri ayırmak için bir petrol kesimine su buharı eşliğinde kraking uygulama. (Bk. ansikl. böl.)

—Termodin. Buhar üretim grubu, kazan (buharlaştırıcı), kızdırıcı, reküperatörler (ekonomizör, hava ısıtıcısı) ve bunların yan birimlerinden oluşan büyük, karmaşık buhar üreteci.

—Tıp. Buhar banyosu, yüksek sıcaklıkta su buharıyla dolu bir atmosferde bir süre kalma. (Sıcak su banyosu ile sıcak hava banyosu arası bir yöntemdir.)

—ANSİKL. Fiz. Bir sıvı ısıtıldığında buharlaşır. Arı bir cismin buharı, değişmez basınçta tutulursa sıcaklık buharlaşma süresi boyunca değişmez. Sıvı ile dengede olan buhara, doymuş buhar adı verilir. Buharın ve sıvının denge basıncı, doymuş buharın basıncıdır; belli bir cisim için, bu basınç sıcaklık yükseldikçe hızla artar. Gizli buharlaştırma ısısı denilen ve cisme sağlanan ısı, buharlaşmaya yol açar; bu ısı Clapeyron formülüyle belirlenir. Ayrıca basınç çok yüksek olmadığında, bir katı da buharlaşabilir (bu olaya süblimleşme denir). Gaz denge halinde ve tek fazlı olursa buhar kurudur denir. Buharlaşma, birinci basamaktan bir faz geçişidir. (KAYNAMA.)

—Isıbil. Buhar makinesi. Yer yüzeyinde, buhar halinde bir damla su, sıvı hale oranla 1 700 kat daha büyük bir hacim kaplar; bu genişlemeden doğan kuvvet teknik alanda, sanayide ve denizcilikte devindirici güç olarak kullanılır. 100°C'ta su buharı, sıvı yüzeyine 1 barlık bir basınca eşdeğer ağırlık uygulayan hava kütlesinin yükselmesine yol açar. Buharın esnek kuvveti, sıcaklıkla birlikte hızla artar.

Buhar makinesinin yapımı, XVII. yy.'ın ilk yarısında Galilei, Torricelii, Otto von Guericke ve Pascal'ın çalışmalarıyla fizikte sağlanan gelişmelerin bir sonucudur: atmosfer basıncını tanıma, sıvı fazla gaz fazı arasındaki hal değişimlerinde ısının rolü vb. Huygens’in öğrencisi Deniş Papin, bu olanakları, iki farklı yönde kullandı: Papin önce düdüklü tencerenin atası sayılan ve aynı zamanda yüksek basınçlı bir kazan oluşturan, basınçlı tenceresini yaptı; sonra buharın yoğuşumu sonucunda doğan vakumdan yararlandı ve böylece bir pistonu bir silindir içinde devindiren ilk kişi oldu. Savery'nin yaptığı (1698) ve günümüz pülsometresinin ilk örneği sayılan yükseltici makine uygulamada iyi bir sonuç vermedi. Buhar makinesinin san'ayide kullanımı, 1712’de İngiliz Thomas Nevvcomen ile başladı. Newcomen, buharın yoğuşmasını silindir içine su püskürterek sağlıyordu; bu ise önemli ısı kayıplarına yol açıyordu. Bu nedenle James Watt bu eksikliği gidermek için 1765 ile 1766 arasında ayrı kondan- sörlü bir makine geliştirmeye çalıştı; sonuçta yakıt tasarrufu yaklaşık °/o 75'e ulaştı. Çabalarını sürdüren Watt, basit etkili bu makineyi, sanayide çok sayıda uygulama alanı bulan çift etkili makineye dönüştürdü. 1783’te Jouffroy d'Abbans, Lyon'da Saöne nehri üzerinde başarılı bir buharlı gemi deneyi gerçekleştirdi; 1807'de ABD’de, amerikalı Fulton buharlı gemiyle ilk düzenli seferleri hizmete soktu. Buharlı lokomotif yapımını sağlayan borulu kazanı ise hemen hemen aynı dönemde Fransa ve İngiltere’de Marc Se- guin ve Stephenson kullandı; Stephenson 1829’da Rocket adlı lokomotifiyle yüksek hızlı ilk makineyi gerçekleştirdi (56 km/sa).

Bir buhar makinesini besleyen buhar, “kazan" denen bir üreteçte üretilir; sonra, buhar gerçek anlamıyla motorda kullanılır ve nihayet atmosfere atılır ya da bir kondansör'e gönderilir. Emmeyi ve egzozu ayarlayan organların tümü, buhar dağıtımını sağlar.

Kazandan gelen basınçlı buhar gerek doğrudan almaşık devinimli pistonlu motorlarda, gerekse dolaylı olarak kinetik enerjiye dönüştürüldükten sonra buhar türbinlerinde kullanılır. Kazanların gelişimi, yüksek sıcaklıkta buhar kullanan yüksek basınçlı makinelerin yapımını sağladı. 1900'de kazanların güvenlik basınçları 8-10 bardan, 125 barı aşan bir düzeye çıktı. Kazandan çıkan gazların ısısını kullanan ekonomizörler ve ızgaraların altına sıcak hava üfleyen hava ısıtıcılar'ı geliştirildi. Mekanik ızgaraların, üfleme sisteminin, arıtmanın, denetim aygıtlarının yaygınlaşması, sanayide kullanılan kazanların verimini çok büyük ölçüde artırdı. En yüksek verimlere, kazanlarda ocağın yerini alan bir brülöre basınçlı havayla toz kömür püskürterek ve yapay çekme uygulayarak ulaşıldı.

Almaşık devinimli buhar makineleri.
Bu makineler, Watt'tan sonra ancak yüzyıl süren bir evrim sonucunda, yani 1880’e doğru aşağıdaki bütün temel özelliklerini kazandı: buhar girişinin erken kapanmasıyla bir tek silindirde ya da art arda birçok silindirde genişleme; regülatörle buhar giriş süresini ayarlama; silindir çevresinde buhar zarfı kullanımı ve buharı kızdırma.

Pistonlu makine.
Yumuşak dökme demirden iki ya da üç segmanla donatılmış dökme demirden bir piston, iki ucu kapalı, sert dökme demirden bir silindir içinde devinir; piston kolu silindirin dibindeki bir salmastra'nın içinden geçer, bir kızak ve kızak yolları ile kılavuzlanır; piston kızağı biyel koluna, biyel de manivela muylusu'na eklemle bağlıdır; bir volan devinimi düzenler ve piston yolunun sonuna geldiğinde, her devirde iki kez oluşan ölü noktalardan geçişi sağlar.
Teksilindirli makineler 90°'lik açı yapan iki dirsekli bir krank miline çoğu kez çift bağlanır; bu bağlama biçimi, biyellerin her konumunda makineye yol verme olanağı sağlar ve volana gerek kalmadan dönmeyi düzenler.

Bileşik makineler.
Potansiyel enerjisinin tümünden yararlanmak için, buhar art arda, çapları gittikçe artan iki ya da üç silindire gönderilir: böylece bölümlü, yani çift ya da üçlü bir genişleme elde edilir.

Merkezi egzozlu makine'de,
buhar silindirin alt bölümünden girer ve genişlemeden sonra pistonun ortasında açılmış pencerelerden çıkar; pencerelerin açılıp kapanmasını dağıtıcı işlevi üstlenen piston sağlar. Dolayısıyla buhar doğrultu değiştirmeden silindiri geçer; bu yüzden bu makinelere tekyönakışlı makineler denir.

Salınan silindirli makineler'de,
biyel yoktur ve piston çubuğu krank miline eklemle bağlanır. Bu sonucu elde etmek için silindirin orta kısmında bir dönme ekseni oluşturan iki muylu yer alır. Buhar giriş ve çıkışı bu muyluların içinde bulunan kanallarla sağlanır.

Bu motorlar yalnızca düşük güçler için elverişlidir. Az yer kaplarlar ve yapımı ekonomiktir, XIX. yy.'da çok büyük gelişme sağlayan almaşık devinimli buhar makineleri yavaş yavaş ortadan kalktı. Büyük güçler için, örneğin elektrik santrallarında bunların yerini buhar türbinleri aldı.. Küçük ve orta boy sanayide ise içten yanmalı motorlar (özellikle diesel) ve özellikle elektrik motorları tercih edilmeye başlandı. Yalnızca özel hallerde, örneğin odun, kömür artıkları gibi ucuz yakıtlar bulunan ya da başka amaçlarla (ısıtma) buhar üretilen yerlerde, hâlâ pistonlu buhar makinelerine rastlanır.

—Petr. san. Petrokimyanın temel hidrokarbonları ham petrolde bulunmaz (olefinler, diolefinler) ya da çok düşük oranlarda yer alır (hafif aromatikler); dolayısıyla bu ürünler buharla kraking yöntemiyle üretilir. Bu yöntem ham petrolün bazı damıtma kesimlerini (nafta, mazotlar) ya da bazı doğal gaz bileşenlerini (etan, propan) su buharı eşliğinde, yüksek bir sıcaklığın (800°C) ve düşük bir basıncın (0,1 MPa) eşlenik etkisi altında katalitik olmayan bir bozundurmaya dayanır, işlem, fırınlarda ısıtılan ve böylece saniyeden az bir zaman kesitinde ani ısıtma sağlayan küçük çaplı borulu reaktörlerde yapılır. Buharla kraking yöntemiyle elde edilen başlıca ürünler şunlardır: etilen, propilen, butenler, butadien-1,3 ve yüksek oranda aromatik hidrokarbonlar içeren bir benzin (bu bileşikten benzentoluen ve ksilenler özütlenir). Ayrıca buharla kraking yöntemiyle hafif gazlar (hidrojen ve metan) ve fırınları ısıtmada kullanılan ağır bir artık üretilir.

BUHARLAŞMA

a Bir sıvının, yüzeyinden başlayarak buhara dönüşmesi. (Bk. ansikl. böl. Termodin. ve Camc.)

—Anal. kim. Buharlaşma deneyi, sıvılaştırılmış bir gazın, açık havada ve dereceli bir tüp içinde buharlaşmasını sağlayarak arılığını hızla belirleme. (Ticari bütanın en az % 95’inin +1 °C’ta buharlaşması gerekir.)

—Çekird. fiz. Nükleer bir tepkimede oluşan bileşik bir çekirdeğin, bir ya da birçok parçacık (proton, nötron, a parçacığı) yayarak, iç uyarma enerjisini yitirme süreci.

—Fizyol. Deride buharlaşma, akciğerde buharlaşma, sıvı halindeki maddelerin deri ya da akciğer yoluyla gaz haline dönüşmesi. (Bu buharlaşmalar, vücut sıcaklığının ayarlanmasında ve sıcaklığın yükselmesine karşı savaşta etkili olur.)

—iklimbil. Suyun sıvı halden gaz haline geçmesi (su buharı). [Bk. ansikl. böl. iklimbil ve Hidrol.]

—Nük. müh. Buharlaşma salınımı, kaynar sulu bir reaktörde, suyun buharlaşması sırasında oluşan ve güç salınımlarına yol açan denetimsiz salınımlar.

—Petr. san. Buharlaşma eğrisi, bir petrol ürününü damıtmada, sıcaklığın artışına göre buharlaşma yüzdelerini belirten grafik gösterim.

—ANSİKL. Camc. Silisyum, germanyum, arsenik ve antimon gibi başka elementlerle birleşmiş kalkojenürlerin (kükürt, selenyum, tellür) vakumda buharlaşması, camsı ya da kristal yapıda, kalınlıkları mikrometre düzeyinde kaplama katmanları oluşturmaya yarar. Bu yapıların birinden diğerine geçiş, elektriksel ya da ısıl işlemlerle bölgesel ve tersinir biçimde elde edilebilir. Kaplamalar camsı olduklarında yarı-iletken, kristal olduklarında iletkendir. Bunlar, çok hızlı elektronik anahtarlama düzeneklerinin ve sayısal belleklerin yapımında kullanılır.

—Hidrol. Buharlaşma debilerin ve rejimlerin önemli bir etkenidir. Buharter etkileriyle akış açığına neden olur; buna karşılık sızma suları er ya da geç akarsuya geri döner. Buharlaşma her şeyden önce sıcaklığa bağlıdır. Yüzey katmanının geçirimsizliği, engebenin yataylığı, hatta çok geçirgen toprakları bile doyuran ani sağnaklar buharlaşmayı artırır.

—iklimbil. Buharlaşma su örtülerinde (özellikle okyanuslar), daha düşük oranda nemli toprakta ve bitkilerde (terleme) gerçekleşir. Dolayısıyla buharlaşma daha genel bir kavram olan buharterin alanına girer. Buharlaşmanın ve buharterin etkenleri arasında kaynağın (altkatmandaki su) ve buhar birikim ortamının (atmosfer) olaydaki önemini ortaya koyar. Dalton yasasında bu kavramlar açıklanır; bu yasaya göre buharlaşma hızı F ile orantılıdır (F, sıvı katmanının sıcaklığını karşılayan maksimum buhar gerilimi; f, sıvı üstündeki hava katmanının gerçek gerilimi). Suyun buharlaşması için çok güçlü bir dış ısıl katkı gerekir; çünkü su buhara dönüşmek için asıl enerji soğurur. Başlangıçta, suyun sıvı halden gaz haline geçişine, buharlaşan ortamın yüzeyinde bir buhar derişimi eşlik eder. Dolayısıyla buharlaşma, bu derişim havadaki derişimden daha güçlü olduğu ölçüde gerçekleşecektir (bu durum su buharının yüzeyden başlayarak azalan dikey gradyanına yol açar). Su buharının dikey akışı bir enerji akışıdır; çünkü buharlaşma sırasında soğurulan ısı enerjisi (bir gram suda yaklaşık 600 kalori) yoğuşma sırasında havaya geri verilir.

Hava koşullarından kaynaklanan diğer etkenler, kaynak ile buhar birikim ortamı arasındaki ilişkilerin önemini gösterir: atmosfer ancak doygun değilse su buharı alır. Ûte yandan rüzgârın hızı ve basınç buharlaşma olayında rol oynar. Devinen alçak basınç katmanlarının, yani güçlü rüzgârların ve alçak basınçların geçtiği okyanuslar üstünde buharlaşma çok etkilidir. Bu olayın nedeni doymamış havayı getiren rüzgârların buharlaşmayı kolaylaştırmasıdır. Kaldı ki buharlaşmanın bir gaz içinde ağır ağır, boşlukta ise hızla geliştiği bir gerçektir. Dolayısıyla atmosfer basıncı düştüğü ölçüde buharlaşma etkinlik kazanır. Bununla birlikte kimi çelişik etkiler birbirini yok ettiğinden coğrafik gerçek karmaşık sonuçlar doğurur. Nitekim rüzgârların güçlü oluşu ve basıncın düşüklüğü nedeniyle alçak basınç koşulları, buharlaşmayı kolaylaştırsa bile, belli bir süre sonunda bu koşullar doğurdukları önemli bağıl nemle bir kilitlenme etkisine yol açar. Öte yandan sakin bir hava getirmesine rağmen subtropikal deniz antisiklonları, yarattıkları çökme yüzünden önemli bir buharlaşma merkezi oluşturur.


Buharlaşma her ölçekte araştırma için Yer yüzeyinde oluşan önemli bir olaydır: Akdeniz ve subtropikal okyanuslar üstündeki yeğin buharlaşma (buhar alizelerle tropikallerarası yakınsama doğrultusunda taşınır); ormanların, bitkinin ve yaprağın sütündeki buharlaşma. Atmosfer suyu, yağmurlar, bulutlar vb. buharlaşma olayı ile açıklanır.

—Termodin. Bir sıvı, T„ kaynama sıcaklığının altındaki herhangi bir T sıcaklığında, üzerindeki p kısmi basıncı, pv (T) doymuş buhar basıncından küçük olursa, kendiliğinden buharlaşır. Kapalı bir kapta, p basıncı buharlaşma oranında artar; bu basınç pv değerine ulaştığında, sıvı ve buhar fazları dengelenir ve buharlaşma son bulur Buharlaşma hızı, sıvının sıcaklığı ve PV~P farkı yükseldiği oranda artar.

Mikroskobik açıdan incelendiğinde, buharlaşma, kinetik enerjileri, dolayısıyla hızları en büyük moleküllerin, sıvı yüzeyinden ayrılmalarını karşılar; böylece buharlaşma, sıvı moleküllerinin ortalama hızının düşmesine, dolayısıyla sıvının soğumasına neden olur. Kimi soğutucular, bu soğuma biçiminden yararlanır.