5. SANTRİFÜJ POMPALARDA TEORİK ESASLAR

Transkript

1 5. SANTRİFÜJ POMPALARDA TEORİK ESASLAR 5.5. Santrifüj Popalarda Kıyaslaa Değerleri Santrifüj popalarda kıyaslaa değerleri, bazı değişkenler yardıı ile elde edilektedir. Bu değişkenler; Çalışa hızı (n) Verdi (Q) Manoetrik yükseklik (H) Çark dış çapı (D) Çark çevre hızı (U) Çıkışta radyal hız (C) dır Özgül hız Bir santrifüj popanın özgül hızı, bu santrifüj popaya hidrolik ve geoetrik olarak benzeyen ve optiu çalışa duruunda anoetrik yüksekliğe 3 /s verdi ile su ileten odel popanın dakikadaki devir sayısıdır. Buna göre özgül hız; n. Q nq H 3 / 4 olur (Stepanoff 957). Yukarıdaki eşitliklere göre iki özgül hız (ns ve nq) arasında (ns= 3,65.nq) ilişkisi vardır Özgül hıza göre santrifüj popaların sınıflandırılası Santrifüj popalarda en doğru sınıflandıra özgül hıza göre yapılabilir. Santrifüj popalar özgül hıza göre üç grupta incelenebilir. Bölüler arasında özgül hız bakıından kesin sınırlar bulunaaktadır. Özgül hız ile çark arasında belirli ilgiler bulunaktadır. Herbir çark tipi en iyi bir Şekilde uyacağı özgül hız alanına sahiptir, fakat bu alanların sınırları kesin olarak ayrılaaz. Özgül hıza göre çark tipleri Şekil 5.' e görülektedir. 67

2 68 Şekil 5.. Özgül hıza göre çark tipleri (Yalçın 988)

3 a) Radyal çarklar Radyal çarklar orta ve yüksek basınçlı ve genellikle kadeeli popalarda kullanılır. Suyun çark içindeki akışı radyal doğrultudadır. Radyal çarklarda özgül hız değeri, yüksek basınçlı tiplerinde 5, orta basınçlı tiplerde 40 a kadar çıkakla beraber bu tip çarklar için özgül hız nq= 0-58 arasında değişir. Bu tip çarklar çift girişli olarak yapılabilir. Radyal popalarda işlete hızı ve basınç yüksek, verdi düşüktür. b) Karışık akışlı çarklar Karışık akışlı çarklarda suyun akışı kısen radyal kısen de aksiyaldır. Gerek verdi ve gerekse basınç için orta değerler sağlayan karışık akışlı çarklarda özgül hız değeri nq= arasındadır. c) Aksiyal çarklar Aksiyal çarklarda suyun akışı taaen aksiyaldır. Çarkta giriş çapı, çarkın dış çapına eşittir. Aksiyal çarklarda basınç düşük, verdi ise yüksek değerdedir. Bu tip çarklarda özgül hız nq= arasında olaktadır. Radyal ve karışık akışlı popalar arasında özgül hızın nq= değerlerine sahip popalar, francis veya heliko santrifüj popalar olarak da anılaktadır. Bu tip popalarda verdi ve yükseklik diğer tiplere göre ortalaa değerdedir Özgül hız ile popa verii arasındaki ilişki Santrifüj popalarda veri çeşitli faktörlerle ilgilidir. Bu faktörlerin en önelileri, hidrolik kayıplar (sürtüne ve türbülans), disk sürtüne kayıpları, salastra ve yataklardaki ekanik sürtüne kayıpları ve sıza kayıplarıdır. Bu kayıplar verdi, anoetrik yükseklik ve devir sayısıyla ilgilidir. Özgül hız terii de aynı karakteristiklerle ilgili olduğuna göre popanın verii ile özgül hız arasında bir bağıntı kurulabilir. Özgül hız teriinde verdi en öneli karakteristiktir. Sürtüne ve türbülans nedeni ile eydana gelen hidrolik kayıplar büyük verdili popalarda topla yararlı gücün küçük bir kısını oluşturur. Disk sürtüne ve ekanik kayıplar da büyük verdili popalarda bağıl olarak küçük değerdedir. O halde özgül hızı büyük olan yüksek verdili popalarda diğerlerine oranla daha yüksek veri değerleri elde etek olasıdır. Santrifüj popalarda anoetrik yükseklik çarkın çevre hızı veya dolayısıyla çark çapı ve döne hızı ile ilgilidir. Çark çapının artası disk sürtüne kayıplarını artırır. Mekanik sürtüne kayıpları da çarkın devir sayısı ile artaktadır. O halde özgül hızı küçük olan yüksek anoetrik yükseklik veren popalarda diğerlerine oranla veri azalır. Diğer bir deyişle özgül hız attıkça daha yüksek veri değerlerine ulaşılabilir. Ayrıca belirli bir özgül hız değeri için verdisi yüksek ve basıncı düşük olan popanın verii de yüksek olacaktır. Şekil 5.3 de, ial ediliş çeşitli tipteki santrifüj popaların deney sonuçlarına göre çiziliş bir diyagra görülektedir. Diyagra, özgül hız ile veri arasındaki ilişkileri, verdiye göre belirtektedir. 69

4 Şekil 5.3. Özgül hız ve verdiye bağlı olarak popa verii (Karassik ve Carter 960, Stepanoff 957,Özgür 983, Yalçın 998) Özgül hız ve verdiye göre optiu koşullarda elde edilebilecek yüksek veri değerlerini gösteren diyagrada, apsis eksenine (ns), ordinat eksenine ise popaların optiu işlete koşullarında veresi gereken aksiu veri değerleri yerleştiriliştir. Eğriler verdi sınırlarını belirtektedir. Özgül hız ve verdi bilindiğine göre popanın optiu koşullarda verebileceği aksiu 70

5 veriini bulabilek için, apsis eksenine (ns) değerinden bir dik çıkılır. Bu dikin verdi eğrisini kestiği nokta veri noktasıdır. Diyagra incelendiğinde, özgül hızın 70 den küçük değerleri için aksiu veri değerlerinin hızla azaldığı görülektedir. Verdinin artası ile belli özgül hız değerleri için daha yüksek veri değerleri elde edilebilektedir. Bu nedenle belli bir verdi-anoetrik yükseklik koşulu için özgül hız olabildiğince büyük seçilir. Böylece çark çapı küçülecek ve dolayısıyla popa daha küçük ve daha ucuz, verii ise daha yüksek olacaktır Özgül hızın çark ölçüleri ile ilişkisi Özgül hız, çark ölçüleri ile yakından ilgilidir. Çark kanat genişliği ihal edilirse çarktan geçen suyun verdisi aşağıdaki bağıntılarla bulunabilir (Tezer 978). n q g h. k 3 / 4 D 60 D.. D D. b D b. b.tg tg. tg 3 / 4 Forüllerde: nq : Özgül hız, D : Çark giriş çapı (), b : Girişte çark kanat genişliği(derinliği) (), C : Girişteki suyun utlak hızı (/s), : Giriş açısı (derece), U : Çark girişinde çevre hızı (/s), D : Çark dış çapı (), b : Çıkışta çark kanat genişliği (derinliği) (), C : Çıkışta utlak hızın radyal bileşeni (/s), : Çıkış açısı (derece), U : Çark çıkışında çevre hızı (/s), H : Manoetrik yükseklik (), Cu : Mutlak hızın U üzerindeki iz düşüü (/s), h : Hidrolik veri (%), k : Kanat verii (%) dir Oransal kıyaslaa değerleri Çaplar oranı (D/D) Çaplar oranı, çarkın dış ve iç çapı arasındaki oranı belirtir. Şekil 5.4 de özgül hıza göre çaplar oranının değişii görülektedir. 7

6 Şekilde verilen ilişki yaklaşık değerleri belirtektedir. (Kc=D/D) oranı, kesin bir kıyaslaa değeri olarak çoğu kez kullanılaz. Ancak radyal popalarda, kaba bir yaklaşı için yarar sağlayabilir. Fakat karışık akışlı ve özellikle aksiyal popalarda kıyaslaa için daha ayrıntılı değer gerekir (Stepanoff 957). Şekil 5.4. Özgül hız ile kıyaslaa değerleri arasındaki ilişki (Karassik ve Carter 960, Tezer 978) Hız oranı (Ku) Hız oranı çark çevre hızı ile popanın işlete noktasında eydana getirdiği anoetrik yükseklik arasındaki ilgiyi gösterir. Hız oranı, aşağıdaki eşitlikle hesaplanır (Stepanoff 957). U K u.g.h Ku : Hız oranı, U : Çıkışta çark çevre hızı (/s), H: Manoetrik yükseklik (), g : Yer çekii ivesi (/s ) dir. Şekil 5.4 de (Ku) ile özgül hız arasındaki ilişki görülektedir. Hız oranı, özgül hız arttıkça artaktadır. Çünkü yüksek özgül hızlı popalarda, popanın 7

7 işlete hızı (n) fazla, buna karşılık topla yükseklik küçüktür. Hız oranına aşağıdaki faktörler etki etektedir Verdi oranı (K) Verdi oranı, çark çıkışındaki radyal hız bileşeni ile popanın anoetrik yüksekliği arasındaki ilişkiyi belirler ve aşağıdaki gibi yazılabilir (Stepanoff 957). K C.g.H Burada: K : Verdi oranı, C : Çıkıştaki radyal hız bileşeni (/s) dir. Verdi oranı ile özgül hız arasındaki ilgi Şekil 5.4 de görülektedir. (C) radyal hızı, aksiu veri noktası olan işlete noktasındaki verdi değerinden hesaplanabilir. Verdi oranı, özgül hızla birlikte artaktadır. Çünkü yüksek özgül hızlı popalarda düşük anoetrik yüksekliklere büyük verdiler iletilir. Hız ve verdi oranları, popa çarkının yapısal özelliklerine bağlı olarak da belirtilebilir. Bu aaçla; Q (.D z.t ).b. C C (.D Q z.t ).b U.D 60.n değerleri hız ve verdi oranını veren forüllerde yerine konursa; K K u.d.n 60..g.H (.D z.t Q ).b..g.h elde edilir. D : Çark dış çapı (), n : Popanın işlete hızı (/in), z : Çark kanat sayısı, t : Çark kanadının çıkışta teğetsel kalınlığı (), b : Çark çıkış genişliği (), Q : Verdi ( 3 /s) dir. 73