Skip to content Skip to navigation

El-Cezeri’nin Krank Milinden Watt’ın Buhar Makinesine

Osman Baran Kaplan
28/05/2019 - 14:07

2019 yılı Prof. Dr. Fuat Sezgin Yılı olarak ilan edildi. Bilim Genç olarak, 2019 yılı boyunca Prof. Dr. Fuat Sezgin’in İslam bilim ve teknoloji tarihine katkılarını farklı yazılarla ele alacağız. Prof. Dr. Fuat Sezgin anısına hazırladığımız diğer yazılara ulaşmak için tıklayın.

James Watt’ın buhar motorunu keşfetmesi Sanayi Devrimi’nin başlangıcı olarak kabul edilir. Daha önce üretim insan gücüne dayandığı için maliyetli ve zaman alıcıydı. 18. yüzyılın ikinci yarısında İngiltere’de meydana gelen bu önemli gelişme sonrasında motor gücüne dayalı sanayileşme hızla gelişti.

James Watt, buhar motorunu madenlerde ortaya çıkan suyun dışarı pompalanması için etkili bir yöntem ararken geliştirdi. Eskiden bu amaçla atlar tarafından çalıştırılan bir sistem kullanılıyordu. Atların beslenme, barınma ve bakım maliyetlerinin yüksek olması nedeniyle bu sorunun çözülmesi için tasarlanan düzenekler sonunda Watt’ın çığır açıcı icadına zemin hazırladı. Ancak suyun yukarı doğru çıkmasını sağlamak amacıyla geliştirilen sistemlerin geçmişi çok daha eskilere dayanıyor.

Akarsuların tarımda ve günlük hayatta kullanılmasının kolaylaştırılması için suyun yukarı taşınması gerekir. Suyun kaplara doldurularak taşınması en basit çözüm olsa da hem zaman hem de enerji kaybına yol açar. Bu soruna çözüm bulmak için geliştirilen ilk sistemler akan suyun hareketinden faydalanarak suyun yukarı taşınmasına dayanıyordu.

Prof. Dr. Fuat Sezgin, suyu yukarı taşımak amacıyla geliştirilen mekanizmaların atası olarak Arşimet’in helezonlu pompasını gösteriyor.

Arşimet’in helezonlu pompası. Helezonlu pompada ahşap bir silindirin içine yerleştirilmiş vida bulunur. Vida nehir akıntısıyla çalışan bir çark sayesinde hareket eder. Vida dönerken su nehirden daha yüksek bir düzeye taşınır. Bu sistem günümüzde su taşıma sistemlerinde, beton karıştırıcı gibi düzeneklerde kullanılmaya devam ediliyor.

Arşimet’in helezonlu pompasını, Mısır seyahati sırasında icat ettiğini söyleyen bazı kaynaklar var. Ancak Prof. Dr. Fuat Sezgin İslam Uygarlığında Mimari, Geometri, Fizik, Kimya, Tıp kitabında Mısırlıların piramitlerin yapımında eğik düzlem kullanmaları ve maden ocaklarından su çıkarma konusundaki tecrübeleri nedeniyle bu mekanizmanın Mısır’da çok eski zamanlardan beri kullanılmış olabileceğini, Arşimet’in bu mekanizmanın önemini anlayarak Avrupa’da tanınmasını sağlamış olabileceğini belirtiyor.

12. yüzyılın sonları ve 13. yüzyılın başlarında Diyarbakır ve Cizre’de yaşayan bilgin el-Cezeri, büyük miktarlarda suyu yukarı taşımak amacıyla beş düzenek tasarlamıştı. Bu düzeneklerden üçü hayvan gücüyle çalışırken ikisi kendi kendine işler, yani otomatiktir. El-Cezeri bu çalışmaları sırasında krank milini ilk kez kullanmıştı. Dönme hareketini doğrusal harekete dönüştüren krank mili, tarihteki en önemli keşiflerden biri olarak kabul ediliyor. Günümüzde otomobillerden lokomotiflere pek çok alanda kullanılıyor.

El-Cezeri’nin su gücüyle çalışan pompa düzeneğinde dişli çarklar, bakır pistonlar, emme ve iletme amaçlı borular ve tek yönlü sürgülü vanalar kullanılıyordu. Bu düzenek suyu emerek yaklaşık on iki metre yukarı taşıyabiliyordu. Prof. Dr. Fuat Sezgin İslam Uygarlığında Mimari, Geometri, Fizik, Kimya, Tıp kitabında bu düzeneğin çalışma prensibini şöyle açıklıyor:

El Cezeri’nin pistonlu pompasını gösteren el yazması

Akıntı su çarkını çevirdiğinde su çarkı mili döner. Su çarkı miline bağlı bir çark eksen miline bağlı başka bir çarka dönme hareketini aktarır. Eksen miline bağlı olarak hareket eden krank mili dönme hareketini doğrusal harekete çevirir. Krank miline bağlı iki pistondan biri suyu emerek pistonun haznesine taşınmasını sağlarken, diğer piston suyun buradan çıkış borusuna basılmasını sağlar. Su daha sonra çıkış borusundan kullanılacağı yere aktarılacağı bir depoya iletilir.

Suyun yukarı taşınması ile ilgili çalışmaları ile bilinen bir diğer bilgin ise 16. yüzyılda yaşamış Osmanlı mühendisi Takiyüddin’dir. Takiyüddin’in tasarımlarından biri iki silindirli, diğeri ise altı silindirli su pompasıdır. 1001 İcat: Dünyamızda İslam Mirası kitabında altı silindirli pompanın çalışma mekanizması şöyle açıklanıyor:

Takiyüddin’in altı silindirli su pompası

Altı silindirli pompada, üzerinde altı tane kam bulunan uzun yatay bir eksene (kam mili olarak isimlendirilir) bağlı bir su çarkı bulunur. Akıntı su çarkını çevirdiğinde kam mili döner. Kam mili üzerindeki her bir kam bir bağlantı çubuğunu aşağıya bastırır. Tüm bağlantı çubukları merkez eksende birleşecek şekilde yerleştirilmiştir. Bağlantı çubuklarının diğer ucunda, yukarı kalktığında pistonu beraberinde yukarı çeken bir kurşun ağırlık bulunur. Bu sırada piston silindirinin içinde oluşan vakum nedeniyle su emilerek piston silindirine aktarılır. Kam belirli bir açıda döndükten sonra kam bağlantı çubuğunu serbest bırakır, böylece pistonun bir devri tamamlanır. Kurşun ağırlık yerçekimi etkisiyle aşağı inerken silindirin içinde suyun emildiği bölümdeki kapakçık kapanır ve su, çıkış borusu üzerinden yukarı doğru pompalanır.

Kaynaklar:

Yazar Hakkında:
Osman Baran Kaplan
ODTÜ Felsefe Bölümü Lisans Öğrencisi

İlgili İçerikler

Sosyal Bilimler

Dijital dönüşümü yaşamımızın her alanında hissediyoruz. Geleceğimize yön veren eğitim de teknolojinin değiştirdiği alanlar arasında.

Sosyal Bilimler

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde ocak ayında objektiflerinizi müziğin hayatınızdaki yerine odaklamanızı istemiştik. Bu süreçte #HayatımdakiMüzik etiketiyle Bilim Genç’te paylaştığınız fotoğraflar Bilim Genç ekibi tarafından değerlendirildi. Oylamalar sonucunda ocak ayının en beğenilen fotoğrafı Mehmet Aziz Çakmak’a ait Hayatımdaki Müzik olarak belirlendi.

Sosyal Bilimler

11 Şubat Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde kız öğrenciler Bilim Genç Kafe etkinlikleri kapsamında Ankara, İstanbul ve Samsun’da genç bilim insanlarımız ile buluştu.

Sosyal Bilimler

Bu yıl altıncısı düzenlenen Bilim ve Teknolojide Lider Kadınlar Zirvesi, 22 Şubat 2020 tarihinde Boğaziçi Üniversitesi Albert Long Hall Kültür Merkezi’nde gerçekleştirilecek. Zirve ile ilgili detaylı bilgiye buradan ulaşabilirsiniz.

Sosyal Bilimler

Gençleri bilim insanlarıyla bir masa etrafında buluşturan TÜBİTAK Bilim Genç Kafe 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde Ankara, İstanbul ve Samsun’da düzenleniyor. Etkinliğin Samsun’daki konuğu Ondokuz Mayıs Üniversitesi Rehberlik ve Psikolojik Danışmanlık Ana Bilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Ayşenur Büyükgöze Kavas.

Sosyal Bilimler

Gençleri bilim insanlarıyla bir masa etrafında buluşturan TÜBİTAK Bilim Genç Kafe 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde Ankara, İstanbul ve Samsun’da düzenleniyor. Etkinliğin İstanbul’daki konuğu Yıldız Teknik Üniversitesi Türkçe Eğitimi Ana Bilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Neslihan Karakuş.

Sosyal Bilimler

Yollar, caddeler, sokaklar ve parklar sokak lambalarıyla aydınlatılıyor. Geçmişte aydınlatma için gaz lambası ve fener gibi gaz veya mum ile çalışan basit sokak lambaları kullanılsa da günümüzde elektrikle ya da güneş enerjisi ile çalışan sokak lambaları kullanılıyor. Bazı sokak lambaları ise ilginç ve estetik tasarımlarıyla dikkat çekiyor. Biz de Bilim Genç olarak şubat ayında objektiflerinizi çevrenizdeki sokak lambalarına odaklamanızı istiyoruz.

Sosyal Bilimler

Bilimsel çalışmalar, görsel algı sırasında beynin dil ile ilgili kısımlarının da etkinleştiğini gösteriyor. Dikkatimizi nereye yönlendireceğimizi konuştuğumuz diller belirliyor. Hatta kelimelerin telaffuz edilmediği durumlarda bile farklı dilleri bilen insanların gözleri farklı biçimlerde hareket ediyor.

Sosyal Bilimler

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde kasım ayında objektiflerinizi çevrenizdeki kapılara odaklamanızı istemiştik. Bu süreçte #Kapılar etiketiyle Bilim Genç’te paylaştığınız fotoğraflar Bilim Genç ekibi tarafından değerlendirildi. Seçilen fotoğraflar aynı zamanda Instagram’da, Twitter’da ve Facebook’ta Bilim Genç okurları tarafından oylandı.

Sosyal Bilimler

Sinemada Yeni Hollywood dönemi olarak adlandırılan 1960’lı yıllarda sinema tarihine damgasını vuran evrensel filmler çekildi.