ÜNİTE-8 POMPALAR, FANLAR VE KOMPRESÖRLER ÖĞR. GÖR. HALİL YAMAK
KONU BAŞLIKLARI Giriş Pompalar Fanlar Kompresörler Bakım ve Onarım
GİRİŞ Bu ünitede; pompalar, fanlar ve kompresörler hakkında genel kavramlar ve bilgiler verilecektir. Ayrıca bu cihazların; yapıları, işlevleri, tipleri, teknik özellikleri, işletme bilgileri, kontrol ve bakımları ile muhtemel arıza ve arızaların giderilme yöntemleri hakkında bilgiler verilecektir. Pompalar sıvıları bir boru hattı içerisinde iletmeye yarayan elemanlardır. Sıvı basma işlemi, sıvının bir ortamdan diğer ortama nakledilmesi için gerekli olan ilave enerjinin verilmesidir. Kısacası pompalar, enerji yutan veya mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye çeviren makinalardır. Fan, bir basınç farkı oluşturarak havanın akışını sağlayan cihazdır. Gazları ve havayı atmosfer basıncından daha yüksek basınçlarla sıkıştırarak basınçlı bir şekilde kullanmamıza yarayan cihaza kompresör denir.
POMPALAR Pompalar, sıvıların enerjisini veya basıncını artıran, başka bir ifade ile akışkana enerji veya basma yüksekliği kazandıran makinelerdir. Bu bakımdan bir sıvının alçak seviyeden yüksek seviyeye veya düşük basınçtan yüksek basınca gönderilebilmesi için pompalar kullanılır. Kısaca mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye dönüştüren makinelerdir. Diğer taraftan pompalar bir boru içinde akan sıvının akış hızını ve dolayısıyla debisini artırmak için de kullanılır. Sonuç olarak pompalar; Sıvıları alçak seviyeden yüksek seviyeye pompalamak Düşük basınçlı bir tanktan daha yüksek basınçlı bir tanka basmak Akış hızını veya miktarını (debi) artırmak için kullanılır.
POMPALAR Pompalar; binalardaki kalorifer ve hidrofor tesisatına, endüstride sülfirik asit transferine, su temini için derin kuyularda çalışanından yangın söndürme tesisatına kadar çok çeşitli kullanım alanları mevcuttur. Değişik ihtiyaçlar göz önüne alındığında tek tip pompanın tüm ihtiyaçlar için çözüm olmadığından çeşitli temel pompa tipleri geliştirilmiştir.
POMPALAR Pompa Tipleri Pompalar genel olarak pozitif iletimli ve pozitif iletimli olmayan pompalar şeklinde sınıflandırılır. Pozitif iletimli olmayan pompalarda pompanın çıkış tarafı tamamen kapatılacak olursa, pompa durur ve basılan debi sıfır olur. Pozitif iletimli pompalarda ise pompanın çıkış tarafının kapatılması hâlinde pompa akışkan basmaya devem eder ve bu esnada sistem basıncı sürekli artar. Pozitif iletimli olmayan pompalar rotadinamik pompalar, pozitif iletimli pompalar ise hacimsel pompalardır.
POMPALAR Pompa Tipleri Rotadinamik pompalar santrifüj kuvvet prensibine göre, hacimsel pompalar ise hacim daralması prensibine göre çalışır. Hacimsel pompalar sabit ve değişken debili olarak yapılır. Hidrolik sistemlerde yaygın olarak kullanılan dişli pompalar sabit debili pompalardır. Hacimsel pompalar pistonlu veya kanatlı (paletli) olarak da yapılır. Pistonlu tip olanlar hem sabit debili hem de değişken debili olabilir. Kanatlı tip olanlar ise genellikle değişken debili olup kanatları dengelemek suretiyle sabit debili olarak da kullanılabilir. Rotadinamik pompalar döner çark içerisinden geçen akışkanın momentini artırmak için kullanılır. Bu nedenle çeşitli şekilleri döner çark dizaynları göz önüne alındığında rotadinamik pompalar; santrifuj pompalar, yarı santrifüj ve yarı eksenel pompalar olarak sınıflandırılmaktadır.
POMPALAR Pompa Tipleri Pistonlu Pompa Dişli Pompa
POMPALAR Pompa Tipleri Santrifüj Pompa
POMPALAR Pompa Tipleri Santrifüj Pompalar Bilindiği gibi pompa, sıvıya enerji veren veya enerjisini artıran bir makinedir. Santrifüj kuvvet, merkezkaç kuvvetidir. Bir cisim kendi ekseni etrafında döndürülürse dönme eksenine dik yönde bir merkezkaç kuvvet oluşur. Bir sıvının enerjisini artırmanın yollarından biri sıvıya dairesel bir hareket vermektir. Dairesel olarak hareket eden sıvı merkezden dışarı doğru bir kuvvetle itilir. Bu kuvvet merkezkaç veya santrifüj kuvvettir. Santrifüj pompaların çalışması bu prensibe dayanır.
POMPALAR Pompa Tipleri Santrifüj Pompalar
POMPALAR Pompa Tipleri Santrifüj Pompalar Pompa çalıştırılmadan önce yağlama mekanizması kontrol edilmelidir. Yağlama sistemi temiz olmalı ve yağ içine su kaçması önlenmelidir. Pompa donatımları, pompalanan sıvının veya sürtünmenin etkisi ile ısınabilir. Pompa çalıştırılmadan önce tüm soğutma ve yağlama sistemi kontrol edilmelidir. Pompaya giren ve çıkan boru hatlarındaki akışkanın uygun viskozitede olması ve serbest akabilmesi gerekir. Pompaya hareket veren motor ve türbinin çalışmaya hazır olduğu ve yağlama devresinin çalıştığı kontrol edilmelidir. Santrifüj pompalar asla kuru olarak çalıştırılamaz. Pompa servisten çıkarılacaksa, uygun bir şekilde durdurulmalıdır. Önce hareket verici stop edilir. Kazara çalışmaması için gerekli emniyet tedbirleri alınır. Donma tehlikesi varsa soğutma sisteminin suyu boşaltılmalıdır.
POMPALAR Pompa Tipleri Hacimsel Pompalar Ötelenen hacim prensibi ile çalışan pompalara hacimsel pompalar denir. Hacimsel pompalar, belli bir hacimdeki sıvıyı önce silindir veya gövde içine alır ve daha sonra hareketli bir parça bu hacmi işgal ederek sıvıyı pompalar. Hareketli parça ileri geri hareket yapan bir aksam olabildiği gibi dönme hareketi yapan bir aksam da olabilir. Döner pompalarda bir devirde yer değiştiren hacim aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi dönen elemanla gövde arasında kalan hacimdir. Dönme Hareketi Yapan Hacimsel Pompa
POMPALAR Pompa Seçimi Özel bir uygulama için bir pompa seçmek her ne kadar sizin göreviniz değilse de, bir pompa seçimi yaparken dikkate alınması gereken bazı konuları bilmek yararlı olabilir. Emme derinliği ya da toplam dinamik yüksekliğin yanı sıra bu ihtiyaçlardan bir tanesi de pompanın debisidir. Normal olarak, debi dakikada litre (l/dak) ya da saniyede metre küp (m3/s) cinsinden verilir. Pompa debisinin tayininde kullanılan sıvı sudur. Bir pompanın hızı, o pompanın debisini ve emme derinliği yeteneğini belirleyen bir diğer faktördür. Bir santrifüj pompanın debisi hızla doğru orantılı olarak değişmez. Verilen bir hızda pompa debisini tespit etmemize yardımcı olmak üzere imalatçının debi tablolarını kullanma ihtiyacını hissedeceksiniz.
POMPALAR Pompa Seçimi Bir pompanın çalışmakta olduğu yerin deniz seviyesinden yüksekliğinin o pompanın debisi ve performansı üzerine kesin bir etkisi vardır. Yüksek irtifada düşük değerdeki hava basıncı nedeniyle, pompa için yararlanılabilir emme derinliği daha azdır ya da emme yüksekliğinden daha az yararlanılabilir. Pompalanmakta olan sıvının sıcaklığı, bir pompanın seçiminde belirleyici diğer bir faktördür. Düşük sıcaklıklarda pompalanan sıvılar, aynı akışkanın yüksek sıcaklıklarda göstereceği pompa debisinden daha farklı pompa debisi gösterecektir. Sıvının sıcaklığı ve viskozitesine ilaveten, sıvı maddenin özgül ağırlığı da önemlidir. Pompalanmakta olan sıvı maddenin özgül ağırlığı ve sıcaklığı, net pozitif emme yüksekliği üzerinde doğrudan etkili olur.
FANLAR Fan Temel Kavramları Basınç farkı oluşturarak hava veya diğer gazların akışını sağlayan makinalardır. Karşılanması gereken basınç kayıplarına göre farklı değerlerde hava debisi sağlarlar.
FANLAR Fan Temel Kavramları Fan Debisi Fanın birim zamanda transfer ettiği hava veya gazların miktarıdır. Birim olarak SI birim sisteminde m3/s, yaygın olarak da m3/h olarak kullanılır. Basınç Birim yüzeye etki eden kuvvete basınç adı verilir. Birimi SI sisteminde N/m2 (Pa) olarak ifade edilir. Fan Basıncı Fanın hava kanallarında havayı transferi sırasında birim alan için havanın maruz kaldığı ve akışa ters yönde etki eden kuvvetlerin toplamıdır.
FANLAR Fan Temel Kavramları Statik Basınç Hava akışının olduğu kanalın iç duvarlarında sürtünme kuvveti ve kanal içine yerleştirilmiş elemanların (filtre, susturucu, damper, yönlendirici, menfez vb.) akışa karşı oluşturduğu birim alana etki eden kuvvetlerin toplamıdır. Dinamik Basınç Hava akış hızından kaynaklı birim alan üzerine etki eden kuvvettir. Toplam Basınç Statik ve dinamik basınç kayıplarının toplamını ifade etmektedir.
FANLAR Fanların Sınıflandırılması Fanlar, havayı ya da gazı hareket ettiren dönel makinalardır. Fanlar, sürekli bir hava akımını oluşturmak ve gerekli basıncı üretmek için enerji kullanan turbo bir makine olarak tanımlanabilir. Makinelerin genel sınıflandırması içinde fanları, jeneratör türü ve turbo akım makineleri olarak sınıflandırmak mümkündür. Fanlar basit olarak; genellikle elektrikle çalışan ve kendi kalkış ve kontrol mekanizmasına sahip gazları hareket ettiren makinelerdir. Silindirik gövde içinde yönlendirici kanat ve pervanenin girişine ya da çıkışına yerleştirilen farklı bir ızgara veya cihazın basıncını ve verimini arttırmak için havayı yönlendiren sabit radyal kanatlar bulunur. Fanlar çok değişik şekillerde sınıflandırılmaktadır. İşlevlerine, basıncına, havayı yönlendirme şekline, çalışma şartlarına, kontrol mekanizmalarına vb. durumlarına göre çok farklı sınıflara ayrılabilirler. Ele alınan konulara göre fanların sınıflandırılmaları oldukça yaygındır.
FANLAR Fanların Sınıflandırılması İşlevlerine Göre Kanal Tipi (Kapatılmış) Fanlar Genellikle silindirik yapıya sahiptirler. Kanal içerisinde kullanılmaktadırlar. Basma: Emiş serbest, basma kanal çıkışlı (B) Emme: Emiş kanallı, basma serbest çıkışlı (C) Emme/Basma: Emiş kanallı, basma kanallı (D)
FANLAR Fanların Sınıflandırılması İşlevlerine Göre Duvar Tipi Fanlar Basitçe aspiratör olarak bilinirler. Perde veya duvar ile ayrılmış iki ayrı bölmedeki havayı diğerine aktarma özelliğine sahiptirler.
FANLAR Fanların Sınıflandırılması İşlevlerine Göre Akım Fanları İnsanlar veya nesneler üzerinde etkin bir hava akımı oluşturmak için tasarlanmış cihazlardır.
FANLAR Fanların Sınıflandırılması Hava Akışına Göre Radyal (Santrifüj, Merkezkaç) Fanlar Bu cihazlarda havanın yörüngesi girişte eksenel bir yön izlerken, çıkışta radyal bir düzleme paralel yön izler. Hava, merkezkaç fan pervanesinin bir ya da her iki tarafından emilir. Emiş ve çıkış birbirine diktir. Konfor hava şartlandırılmasında en fazla kullanılan bu fanlar, öne eğik kanatlı (a), düz (radyal) kanatlı (b), geriye eğik kanatlı (c) fanlardan oluşmaktadır.
KOMPRESÖRLER Havayı sıkıştırarak basınçlı bir şekilde kullanmamıza yarayan makineye kompresör denir. Genel olarak havayı veya diğer gazları atmosfer basıncından daha yüksek basınçlara sıkıştırmak için kullanılan kompresörler, belirli bir oranda kısmi vakum elde etmede veya atmosfer basıncının altına inmek için de kullanılır. Bu durumda pompa havalı yerdeki hava veya gazı dışarı atar.
KOMPRESÖRLER Kompresörlerin Sınıflandırılması Çalışma prensipleri bakımından kompresörler pozitif deplasmanlı ve dinamik olmak üzere 2 ana gruba ayrılırlar:
KOMPRESÖRLER Kompresörlerin Sınıflandırılması Pozitif Deplasmanlı Kompresörler Pozitif deplasmanlı kompresörler, havanın belli bir hacim içinde sıkıştırılmasıyla basıncın arttırılması ilkesine dayanır. Bu sıkıştırma, silindir içinde pistonun yer değiştirmesiyle ya da çeşitli şekillerdeki gövde ve içindeki rotor veya rotorların dönmesiyle gerçekleşir. Bu gruptaki kompresörler piston, silindir, rotor ve gövde şekillerine veya adetlerine göre çeşitlere ayrılmaktadır. Pozitif deplasmanlı kompresörler; pistonlu kompresörler, diyaframlı kompresörler ve döner elemanlı kompresörler olmak üzere üçe ayrılırlar.
KOMPRESÖRLER Kompresörlerin Sınıflandırılması Pozitif Deplasmanlı Kompresörler Pistonlu Kompresörler Pistonlu hava kompresörleri pozitif yer değiştirmeli (deplasmanlı) kompresörlerdir. Bunun anlamı, havanın kapalı bir hacim içinde ötelenerek sıkıştırılması ve yüksek basınçlı tarafa doğru ötelenmesidir. Pistonlu hava kompresörlerinde sıkıştırma (kompresyon) pistonun sadece bir tarafa/yöne (yukarıya, emme yönünün tersine) hareketi esnasında gerçekleşiyorsa, tek (yönde) etkili; her iki yöne (aşağı ve yukarı veya sağa ve sola) hareketi esnasında da sıkıştırma oluyorsa, çift (yönde) etkili pistonlu kompresör olarak adlandırılır.
KOMPRESÖRLER Kompresörlerin Sınıflandırılması Pozitif Deplasmanlı Kompresörler Pistonlu Kompresörler Pistonlu Kompresör
KOMPRESÖRLER Kompresörlerin Sınıflandırılması Pozitif Deplasmanlı Kompresörler Diyaframlı Kompresörler Bu tip kompresörlerde piston emme odasından bir diyafram ile ayrılmıştır. Kompresörün tahrik miline bağlı bir biyel kolu vasıtasıyla diyaframa, ileri ve geri hareket verilerek emme ve basma gerçekleştirilir. Böylece havanın hareketli elemanlarla teması önlenerek temiz kalması sağlanır. Diyaframlı kompresörler teneffüs havası temininde, gıda, ecza ve kimya endüstrisi gibi temiz hava gereği olan uygulamalarda kullanılır.
KOMPRESÖRLER Kompresörlerin Sınıflandırılması Pozitif Deplasmanlı Kompresörler Döner Elemanlı Kompresörler Soğutucularla beraber ana olarak küçük kesirli beygir güçlerinde kullanılmışlardır. Döner kompresör ticari soğutma sahasında benimsenmemiştir. Bunun nedeni belki de özellikle düşük emme basınçlarında çalışırken çok yüksek boşaltma basınçlarına karşı pompalamada verimsiz olmasıdır. Döner Elemanlı Kompresör