1.1.1 Ani Genişleme. Cc: daralma katsayısı

Transkript

1 . BORU HİDROLİĞİ. Boru Sisteinde Yerel Kayıp Hız büyüklüğünde veya akı yönünde değişi sonuu borularda oluşan enerji kaybıdır. Enerji kaybı, akışkanın aktığı dirsek, genleşe veya darala ya da vananın olduğu yerdeki ız yüksekliği ile orantılıdır. Deneyler yerel enerji kaybının, K şeklinde yazılabileeğini gösteriştir. g.. Ani Genişlee Akışkan daa küçük boru çapından daa büyük boru çapına aniden genişlerse ızı birden düşer. Bu duru türbülansa neden olur ve enerji kaybı eydana gelir. Bu kayıp iki borunun boyutlarının orantısına bağlıdır. e Ke g A Ke A K e D D Akışkan borudan büyük bir rezervuar veya tank içerisine akıyorsa (D/D=>0) ız sıfıra çok yakın olur. Bu duru giriş kaybı olarak adlandırılır ve Ke = alınır... Ani Darala Ani darala duruunda enerji kaybı oldukça karaşıktır. Akı çizgileri darala kesitine yaklaşırken yörüngeleri eğrileşir, su jeti büzülerek geçer. Büzülenin olduğu bölgedeki etkili alan darala alanından daa küçüktür. Miniu akı akışının oluştuğu kesit (en büyük daralanın olduğu kesit) ena Contrata olarak adlandırılır. Darala dolayısıyla oluşan türbülans kayba sebep olur. Oluşan kayıp; C K g A 3 A K C C: darala katsayısı Akışkan rezervuar veya tanktan boru içerisine akarken özel bir darala duruu oluşur. Akışkan ial edilebileek bir ıza saip iken ivelenerek boru içerisindeki akı ızına ulaşır. Bu kayıp Çıkış Kaybı olarak adlandırılır. Çıkış kayıp katsayısı girişin geoetrisine bağlı olakla birlikte; 0.5 kullanılır. g

2 ..3 analarda Enerji Kaybı analarda açıklık oranına bağlı olarak kayıp katsayısı değişir. v Kv g..4 Tedrii Darala/Genişlee Ktd Ktg K td g K tg g..5 Dirsek Kaybı Dirseklerde kayıp eşdeğer uzunluktaki düzgün kesitteki dolu akıda oluşan kayıptan daa büyüktür. İlave kayıp ikinil (sekonder) akıdan dolayı eydana gelektedir. g K K, / d d f R D =90 0 => Kd=0,6 =45 0 => Kd=0,4. Eşdeğer Boru Uzunluğu (Le) Sistede eydana gelen topla yerel kaybı, verilen çap ve alzee için aynı kaybı sistede sürtüne kaybı olarak oluşturaak boru uzunluğu eşdeğer boru uzunluğu olarak adlandırılır. L g D g D L K f e K f e.3 Boru Hatlarında Popa Kullanıı Popalar boru atlarında suya enerji ekleek için kullanılır. Popaya ait işleti ızında enerji, debi ve veri arasındaki ilişkiyi gösteren eğri Popa Karakteristik Eğrisi olarak adlandırılır.

3 s: sağlanan enerji (anoetrik yükseklik) Popa iletişi ızı veya popanın çark çapı değiştiğinde popa karakteristik eğrisi de değişir. Sağlanan enerji çapın, ızın, debinin, yoğunluğun ve viskozitenin fonksiyonudur. s = f(d,w,q,ρ,μ) Sistede popa var ise Enerji Denkleinde akıın geldiği kısıda gösterileek ise pozitif olarak, gittiği kısıda gösterileek ise negatif olarak eklenir. Popanın olduğu noktada enerji çizgisi ızla yükselir. İstenilen debiyi istenilen yükseklikte basabilek için gerekli olan otor güü; Qs Potor ( kw) ya da Qs Potor ( BG) = ton/ 3, yükseltilesi istenilen debi Q= l/s ve basa yüksekliği s= olarak kullanılır (s=hp dir). Paralel bağlı popalarda => Q=Q+Q Seri bağlı popalarda => Q=Q Rezervuarı besleyen su yüzeyi ve popa arasındaki kot farkı, popa yerleşiinin tasarıında en öneli etkenlerden biridir. Popa su yüzeyinden yukarıda olduğundan ee attında basınç popa sistein er angi bir yerinde atosfer basını altına düşer. Su, buarlaşa basınının altına inerse küçük buar kabarıkları (balonuklar) oluşur ve kavitasyon telikesi oluşur. Suyun buarlaşa basını altına inesi Kavitasyon olarak adlandırılır. Kuvvetli titreşiler ve kabarıkların parçalanası sonuu popanın etal bıçağında yüksek gerileler oluşur ve popa zarar görür. Kavitasyonu engelleek için su seviyesi ve popa arasındaki düşey esafe yani popa ee yüksekliği; Pat Pbuar z aks L. s g s: popanın sağladığı topla enerji () Pat: 0su (utlak) Pbuar: 0,su (utlak) L: topla kayıp (sürtüne ve yerel) σ: kavitasyon paraetresi ( ) σ<σkr olalıdır, aksi alde kavitasyon olur ve popa verii düşer, debisi azalır. 3

4 . İSALE (İLETİM) HATTI Su ala yapısından (örneğin, kuyu veya rezervuar) su depolarına kadar uzanan boruya ileti popa ile sağlanıyorsa Terfili İsale Hattı, yerçekii ile sağlanıyorsa Cazibeli İsale Hattı denir.. Ekonoik Boru Çapı Özellikle terfili isale atlarında boru çapının küçük olası duruunda kayıplar artaağı için gerekli enerji tüketii artar. Çapın büyük olası duruunda ise isale attının aliyeti artar. Ekonoik boru çapı için Bresse tarafından; D=.5 Q olarak ifade ediliştir. (D=, Q= 3 /s). İsale attı için esap debisi; Burada, N q = ax Q ile esaplanır. Qesap: isale attı debisi (lt/s) N: proje yılından 35 yıl sonraki nüfus qax: kişi başına düşen aksiu günlük su itiyaı (lt/n/gün) olarak ifade edilir (qax= lt/n/gün). Cazibeli isale atlarında boru içerisindeki akiin ızının = /s arasında, terfili isale atlarında ise = /s arasında olası istenir. Şebekelerde aki yönünde çıkış için Sax=0.000 ve iniş için Sin=0.005 olarak kullanılır. Şebekede basınç yüksekliği 5 <P/<80 sağlanalıdır. Akıın erangi bir yerinde basınç sivrinin buarlaşa basınının altına düşerse sıvı gaz aline geçer ve borunun o kısını doldurur. Böylee aki kesitini daraltır. Akıı kesitli veya taaen duraak ale sokabilir. Bu duru kavitasyon olarak adlandırılır. Kavitasyon olası uteel boru attının tepesine vantuz konulur. antuzun çalışaa itialine karşılık ava taliye baaları yapılır. İtiyaa anında suyu boşatabilek için çukur kısılara taliye vanası yerleştirilir. Şebekede basının aksiu basınç geçesi duruunda basını düşürek aksadıyla ileti borusunun gelip içerisine aktığı bir avuz olan aslaklar yapılır. Havuza giren suyun basını atosfer basınına düşer ve karşı duvarda borunun devaı çıkaak ileti attı deva eder. Boru attının dirsek noktalarında eydana geleek kuvvetleri ya da borunun kayadan durasını sağlaak için tespit kitlesi veya ankraj kütleleri kullanılır.. İsale Hattında Karşılaşılan Su Darbesi Probleleri Suyun önünün aniden kesilesi ve suyun engele çarpası su çekii, su koçu, su darbesi olarak adlandırılır. Su darbesi önesinde basınç Po ise esap basını olarak Po+ P kullanılır. Pesap=Po+ P P=su darbesi ile oluşan ilave basınçtır. ananın kapatıla süresi; L t (s) değerinden küçük ise ani ya da ızlı kapaa olarak adlandırılır. Buradaki L; vanaya kadar olan isale attı uzunluğu (), : basınç dalgası ızı (/s) dır D 48 K. D: Borunun iç çapı () 4

5 : idar (et) kalınlığı () K: boru insine göre değişir. K Font Çelik 0.5 Beton 5 Yavaş kapaada oluşan ilave basınç; L P t Hızlı kapanasında oluşan ilave basınç; P ( o ) ( Pa) g o: ana kapanadan önesi ız (/s) : ana kapanadan sonrası ız (/s) Boru için; Pesap D e ( MPa) sağlanalıdır...3 Sifon Boru sisteinde ek bir enerji kullanıladan sıvının serbest yüzeyinden daa yükseğe çıkarılarak, daa düşük seviyeye iletilesinde kullanılan su yapısıdır. Enerji denkleinde dirsek kaybı için K=0.6 kullanılaaktır ( adet 90 o dirsek bulunur). Boru attının en üst kotunda negatif basınç oluşur ve bu basınç buarlaşa basınından daa küçük olaaz..4 Boru Düzeneklerinin Bağlantı Şekilleri.4. Seri Boru Sistei İki farklı boyut veya pürüzlülükteki borular birleştiğinde akışkanın birinden diğerine geçesi duruundaki birleşie Seri Birleşi adı verilir..4. Paralel Boru Sistei Paralel bağlı boru sistelerinde Q debisi paralel sistedeki er bir borudan geçen debilerin toplaına eşittir ve aynı zaanda paralel boruların er birinde aynı enerji kaybı eydana gelir ve paralel sistede eydana gelen topla kayıp sistedeki tek bir boruda eydana gelen kayba eşittir. o ( Pa) 5