TEMEL PRENSİPLER

Mühendislik Hesaplamaları Gateway Kemeri, Missouri Snake, South Carolina

Çevre mühendisleri, analiz ve tasarım yaparken çok çeşitli hesaplamalara başvururlar. Temel adımları iki kez hatta üç kez kontrol ederler. Ancak, basit bir hata yüzünden zor duruma düşmemek için de, birimler gibi, önemsiz görünen detaylara dikkat etmelidirler.

3.1 Mühendislik Boyutları Ve Birimler Temel boyut, kuvvet (F), kütle (M), uzunluk (L) ve zaman (T) gibi temel karakteristikleri tanımlayan tek ve özgün niceliktir. Türetilen boyutlar, bir veya daha fazla temel boyutun aritmetik işleme tabi tutulmasıyla hesaplanırlar. Örneğin, hız, uzunluğun zamana oranının (L/T) ve hacim ise uzunluğun küpünün (L3) bir boyutudur.

3.1.1 Yoğunluk

3.1.2 Konsantrasyon

Ö R N E K - 3.1 Hacmi 0.04 m3 ve kütlesi 0.48 kg olan plastik bilyeler bir konteynere yerleştirilmiş ve konteynere 100 L su dökülmüştür. Plastik bilyelerin konsantrasyonunu mg/L cinsinden hesaplayınız.

3.1.3 Debi Kütle = Yoğunluk × Hacim

Ö R N E K - 3.3 Bir atıksu arıtma tesisi, debisi 1.5 m3/s (su + katı), katı madde konsantrasyonu 20 mg/L (katı + su) olan atıksuyu deşarj etmektedir. Tesisin günlük deşarj ettiği katı madde miktarı ne kadardır?

Ö R N E K - 3.5 Bir içme suyu arıtma tesisinde, 1 mg/L konsantrasyonunda flor eklenmektedir. Günlük ortalama su ihtiyacı 68 milyon L’dir. Belediyenin satın alması gereken flor miktarı ne olmalıdır?

3.1.4 Bekletme Süresi

Ö R N E K - 3.5 1500 m3 hacminde bir lagüne giren debi 3 m3/sa’dir. Lagündeki bekletme süresi kaçtır?

3.2 Mühendislik Hesaplamalarında Yapılan Tahminler Mühendislerin genellikle bilgiyi kesin verilerle değil, tahminler yoluyla sağlamaları istenir. Örneğin, bir belediye başkanı, mühendise yeni bir atıksu arıtma tesisi inşaasının maliyetini sorduğunda, burada talep edilen yaklaşık bir tahmin olup kesin rakamlar değildir.

3.2.1 Tahmin Yoluyla Yapılan Hesaplamalarda İzlenecek Yol Kesin çözüm gerektirmeyen problemler aşağıdaki yollarla çözümlenebilir: 1. Problemin dikkatli bir şekilde tanımlanması 2. Basitleştirici kabullerin yapılması 3. Çözümün hesaplanması 4. Çözümün hem sistematik hem de gerçeğe uygun olarak kontrol edilmesi

3.2.2 Anlamlı Rakamların Kullanımı Son olarak, sonuçta anlamlı rakamların kullanımı hem verinin hem de yapılan varsayımların kesinliğini yansıtacaktır. Anlamsız rakamlar, hesaplar boyunca kümülatif olarak birikme eğilimindedirler ve hesap sonunda atılmaları gerekir.

Ö R N E K - 3.7 Nüfusu 100,000 kişi olan bir yerleşim yerinde, 10 m derinliğe kadar 350 kg/m3 ve 500 kg/m3 arasında sıkıştırılmış atık içeriğiyle doldurulabilen 20,000 m2 lik bir katı atık depolama sahası mevcuttur. Bu sahanın kalan ömrü kaç gündür?

3.3 Bilgi Analizi Bu bölümde ilk olarak olasılık ve istatistiğin temeli verilecek ve mühendislerin bilgi analizinde yararlandıkları araçlar tanımlanacaktır. Ne olasılık ne de istatistik burada yer alan temel prensiplerden çıkarılmıştır ve uygun bir istatistik ve olasılık dersi şiddetle önerilir.

Tutulan Cam Ağırlığı (kg) Ö R N E K - 3.8 Kentsel çöpten geri kazanılan 100 kg cam işlenmek üzere maddesel geri kazanım tesisine gönderilmiştir. Tabloda gösterildiği üzere, cam parçalandıktan sonra eleklerden geçirilir. Partikül boyutlarının kümülatif dağılımını çiziniz. Elek Boyutu (mm) 4 3 2 1 Elek (deliksiz) Tutulan Cam Ağırlığı (kg) 10 25 35 20