Suyun bir yerden bir başka yere iletilmesi su mühendisliğinin ana ilgi konusunu oluşturur. İki temel iletim biçimi vardır:

Benzer belgeler
Bölüm 8: Borularda sürtünmeli Akış

ÇEV314 Yağmursuyu ve Kanalizasyon. KanalizasyonŞebekelerinde Hidrolik Hesaplar

TAŞINIMIN FİZİKSEL MEKANİZMASI

SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

Borularda Akış. Hesaplamalarda ortalama hız kullanılır.

AÇIK KANAL AKIMI. Hopa Yukarı Sundura Deresi-ARTVİN

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

ATIK SULARIN TERFİSİ VE TERFİ MERKEZİ

Taşınım Olayları II MEMM2009 Akışkanlar Mekaniği ve Isı Transferi bahar yy. borularda sürtünmeli akış. Prof. Dr.

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

4.Sıkıştırılamayan Akışkanlarda Sürtünme Kayıpları

VENTURİMETRE DENEYİ 1. GİRİŞ

İ çindekiler. xvii GİRİŞ 1 TEMEL AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ BERNOULLİ DENKLEMİ 68 AKIŞKANLAR STATİĞİ 32. xvii

AKM 205 BÖLÜM 8 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ II FİNAL SINAVI Numara: Adı Soyadı: SORULAR-CEVAPLAR

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUVARI

1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin dönüşümünde? işareti yerine gelecek sayıyı bulunuz.

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK490 Makine Laboratuarı Dersi Akışkanlar Mekaniği Deneyi

Pürüzlü Cidar

BORULARDA BASINÇ KAYBI VE SÜRTÜNME DENEYİ

2. SUYUN BORULARDAKİ AKIŞI

İ. T. Ü İ N Ş A A T F A K Ü L T E S İ - H İ D R O L İ K D E R S İ BOYUT ANALİZİ

SORU #1. (20 p) (İlişkili Olduğu / Ders Öğrenme Çıktısı: 1,5,6 Program Çıktısı: 1)

Selçuk Üniversitesi. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi. Kimya Mühendisliği Bölümü. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı. Venturimetre Deney Föyü

BÖLÜM 9 AÇIK KANAL AKIMLARI

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMB 305 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI - 1

SORU #1. (20 p) (İlişkili Olduğu / Ders Öğrenme Çıktısı: 1,5,6 Program Çıktısı: 1)

Gerçek Akışkanların Bir Boyutlu Akımları

Akışkanların Dinamiği

9.14 Burada u ile u r arasındaki açı ve v ile u θ arasındaki acının θ olduğu dikkate alınarak trigonometrik eşitliklerden; İfadeleri elde edilir.

Makina Mühendisliği Bölümü Makine Laboratuarı

GÜZ DÖNEMİ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ ÇÖZÜMLÜ SORULARI Bölüm 8 (Borularda Akış) Prof. Dr. Tahsin Engin

Akışkanların Dinamiği

POMPALAR 1. BORULARDA AKIŞ

ÇÖZÜM 1) konumu mafsallı olup, buraya göre alınacak moment ile küçük pistona etkileyen kuvvet hesaplanır.

Ercan Kahya. Hidrolik. B.M. Sümer, İ.Ünsal, M. Bayazıt, Birsen Yayınevi, 2007, İstanbul

Alınan Puan NOT: Yalnızca 5 soru çözünüz, çözmediğiniz soruyu X ile işaretleyiniz. Sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR ve ÇÖZÜMLER

k = sabit için, Nikuradse diyagramını şematik olarak çiziniz. Farklı akım türlerinin

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ 1. YILİÇİ SINAVI ( )

BÖLÜM 7 BORULARDA GERÇEK AKIM

Su Debisi ve Boru Çapı Hesabı

5. BORULARDAKİ VİSKOZ (SÜRTÜNMELİ) AKIM

MAK104 TEKNİK FİZİK UYGULAMALAR

KAYMALI YATAKLAR I: Eksenel Yataklar

BASİT (KARMAŞIK OLMAYAN) BORU SİSTEMLERİNDEKİ AKIŞLAR

5. BORU HATLARI VE BORU BOYUTLARI

AKIġKANLAR MEKANĠĞĠ LABORATUARI 1

Numerical Investigation of the Effect of Needle Tilting Angle on Irrigant Flow Inside the Tooth Root Canal

Maddelerin Fiziksel Özellikleri

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

Deneye Gelmeden Önce;

İdeal Akışkanların 2 ve 3 Boyutlu Akımları

GÜZ DÖNEMİ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ ÇÖZÜMLÜ SORULARI Bölüm 7 (Boyut Analizi ve Benzerlik) Prof. Dr. Tahsin Engin

Akışkanlar Mühendisliği 1. Giriş ve genel bilgiler. İçerik: Jet Motoru

İnşaat Mühendisliği Bölümü UYGULAMA 1- BOYUT ANALİZİ

NÖ-A NÖ-B. Şube. Alınan Puan. Adı- Soyadı: Fakülte No: 1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin eşit olduğunu gösteriniz. 1/6

GÜZ YARIYILI CEV3301 SU TEMİNİ DERSİ TERFİ MERKEZİ UYGULAMA NOTU

AKM 202. Akışkanlar Mekaniği. Ders Notları. 9.Bölüm. Sıkıştırılamaz Viskoz Dış Akış İTÜ. Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi.

2.5 Boru Sistemleri Seri Bağlı Borular

SORU 1) ÇÖZÜM 1) UYGULAMALI AKIŞKANLAR MEKANİĞİ 1

KAYMALI YATAKLAR II: Radyal Kaymalı Yataklar

BÖLÜM 9 AÇIK KANAL AKIMLARI

ÇÖZÜMLER. γ # γ + z A = 2 + P A. γ + z # # γ # = 2 + γ # γ + 2.

ZEMİNLERİN GEÇİRİMLİLİĞİ YRD. DOÇ. DR. TAYLAN SANÇAR

KATILARIN BORULARLA HİDROLİK TAŞINIMINDA SÜRTÜNMENİN KORELASYONU

Momentum iletimi. Kuvvetin bileşenleri (Momentum akısının bileşenleri) x y z x p + t xx t xy t xz y t yx p + t yy t yz z t zx t zy p + t zz

BÖLÜM 6 GERÇEK AKIŞKANLARIN HAREKETİ

(b) Model ve prototipi eşleştirmek için Reynolds benzerliğini kurmalıyız:

KAYMALI YATAKLAR. Kaymalı Yataklar. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

ENDÜSTRİYEL TESİSLERDE BORU ÇAPI HESAP ESASALARI. Doç. Dr. Ahmet ARISOY İ.T.Ü. MAKİNA FAKÜLTESİ

NÖ-A NÖ-B. Adı- Soyadı: Fakülte No:

2.2.3 Borularda Türbülanslı Akım

900*9.81*0.025* Watt 0.70

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 DAİRESEL HAREKET Bölüm 2 İŞ, GÜÇ, ENERJİ ve MOMENTUM

BOYUTSUZ SAYILAR VE FİZİKSEL ANLAMLARI

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

Viskozite, Boyutsuz Reynolds Sayısı, Laminer ve Türbülanslı akımlar

Hidrolik yarıçap (R): Dolu olarak su geçiren d çap ve r yarıçapındaki daire kesitli bir boruda r/2 veya d/4 alınır.

Açık Kanallar SERBEST YÜZEYLİ AKIMLAR (AÇIK KANAL AKIMLARI) PDF created with FinePrint pdffactory trial version

Ercan Kahya. Hidrolik. B.M. Sümer, İ.Ünsal, M. Bayazıt, Birsen Yayınevi, 2007, İstanbul

SU DAĞITIM ŞEBEKELERİNİN MODELLENMESİ

HİDROJEOLOJİ. Gözenekli Ortam ve Akifer Özellikleri. 5.Hafta. Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT

KANAT PROFİLİ ETRAFINDAKİ SIKIŞTIRILAMAZ AKIŞ

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

Akışkan Kinematiği 1

KBM0308 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I BERNOLLİ DENEYİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

Bölüm 2: Akışkanların özellikleri. Doç. Dr. Tahsin Engin Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

AKIŞ REJİMİNİN BELİRLENMESİ

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

BÖLÜM 10 BORULAR İÇERİSİNDE AKIM. Hidrolik - ITU, Ercan Kahya

FLOWING FLUIDS and PRESSURE VARIATION

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

ÜÇ BOYUTLU SINIR TABAKA AKIŞLARININ KARARLILIK ÖZELLİKLERİNİN DOĞRUSAL KARARLILIK TEORİSİ YAKLAŞIMI İLE BELİRLENMESİ

Transkript:

CE 307 Hidrolik

1. GİRİŞ Kapsam Suyun bir yerden bir başka yere iletilmesi su mühendisliğinin ana ilgi konusunu oluşturur. İki temel iletim biçimi vardır: 1. İçindeki akımın basınçlı olduğu kapalı sistemler. İçindeki akımın serbest yüzeyli olduğu açık sistemler

Bu dersin temel amacı kapalı sistemler (genel olarak borular) ve açık kanallardaki akımların incelenmesidir.

Örnekler: Şehirlerdeki su dağıtım şebekeleri Çamlıdere Barajından İvedik Arıtma Tesisine Su iletim hattı ( = 3400 mm, L = 15500 m) Atatürk Barajından Harran Ovasına Urfa Tunnelleri Harran Ovası ana sulama kanalı (L=118 km, Q = 80 m 3 /s)

ŞANLIURFA

YEŞİLÇAY SİSTEMİ Karadeniz KABAKOZ Baraj AĞVA YEŞİLÇAY REG. ARLIK Baraj İSAKÖY Baraj SUNGURLU Baraj ÖMERLİ Baraj EMİRLİ Arıtma depolama M A R M A R A Ø 3 000 mm öngerilmeli beton borular

İntegral enklemlerin Tekrarı Reynolds Taşınım Teoremi B t t c.v bd c.s b V.d A Bir boyutlu kararlı akımlar için: Süreklilik enklemi: Q V1 A1 V A VA sabit Enerji enklemi: V1 p1 V p 1 z1 z Hs h g g

Momentum enklemi: p A p A W sin F Q 1 1 f 1V1 V p 1 A 1 1 Kontrol hacmi F f 1 Kontrol hacmi p A P 1 A 1 p A z 1 W z z 1 F f W z Kıyas düzelmi Basınçlı akım Serbest yüzeyli akım

. BORULARA AKIM.1 Borularda Akımın Genel Özellikleri.1.1 Laminer ve Türbülanslı Akımların Tanımı Reynolds eneyi: a. Experiment to illustrate type of flow. Boya boru Q=VA Boya izi pürüzsüz eğrisel giriş

b. Tipik boya izleri boya Laminer Q=VA boru Boya izi Geçiş pürüzsüz eğrisel giriş Türbülanslı Akım tipini gösteren deney Tipik boya izleri

c. Türbülanslı Akımın Özellikleri u u' (t) u(t) _ u = time-averaged u=zamansal ortalama değer (or mean) value u(t)= u +u (t) T t t O t O + T u(t) = x-yönünde anlık hız u = u(t) nin zamansal ortalama değeri u = u(t) nin çalkantı kısmı 1 u T udt, T = entegrasyon süresi T 0

d. Reynolds Sayısı,Re Türbülanslı akım Re V Geçiş akımı Laminer akım Laminer akım: Re 000 Geçiş akımı: 000 < Re < 4000 Türbülanslı akım: Re 4000

.1. Giriş Bölgesi ve Tam Gelişmiş Akım Entrance region Giriş flow bölgesi akımı Fully developed Tam gelişmiş akım flow Sürtünmesiz Inviscid çekirdek core bölge Sınır Boundary tabakası layer r x (1) () (3) e (6) (5) (4) x 6 x 5 Fully developed Tam gelişmiş akım flow x 5 x 4 eveloping Gelişen akım flow

p Giriş bölgesi Tam gelişmiş akım: (p+z)/x = sabit Giriş basınç düşüsü p x 3 x = x x 1 = 0 x = e x 3 x

.1.3 Borularda Yük Kayıpları Toplam Yük Kaybı, h k h = h + h k f m h f Sürtünme (Viskoz, Majör) kaybı h m Lokal (Minör) kayıp Sürtünme Kaybının Hesaplanması (h f ): 1. arcy-weisbach enklemi h f = f L V g = f L 5 16 π Q g = KQ burada K g 8fL 5

.Hazen-Williams enklemi h f = 6. 8 C 1. 85 L 1. 165 V 1. 85 = 10. 6 1. 85 C L 4. 87 Q 1. 85 = KQ 1. 85 K boru çapı (m) V ortalama hız (m/s) g yerçekimi ivmesi (m/s ) Q hacimsel debi (m 3 /s) L boru uzunluğu (m) f arcy Weisbach sürtünme faktörü (boyutsuz) C Hazen-Williams pürüzlülük katsayısı (boyutsuz)

Lokal Kaybın Hesaplanması (h m ):Ampirik denklem (ani genişleme durumu hariç) h m = K m V g

. Borularda Tam Gelişmiş Akım..1 arcy-weisbach enkleminin Türetilmesi Prizmatik bir boruda kararlı tam gelişmiş bir akım için (A = sabit alan) L p 1 A 1 1 KH V 1 Wsin V p A x R F f Wcos W z 1 z V 1 = V = V, A 1 = A = A, 1 =, 1 =

a. uvardaki kayma gerilmesi ve yük kaybı arasındaki ilişki: Süreklilik enklemi: Q V A V A VA 1 Sabit Momentum enklemi: p1a1 pa W sin Ff Q( V 1V1 ) Burada Wsin = ALsin = A(z 1 -z ) ve F f = w PL (P =ıslak çevre), Momentum denkleminden; p A p A A( z ) 1 1 w p p z LP PL 1 w w z z (1) 1 A RH L 0

burada: P A R H hidrolik yarıçaptır 4 4 R burada = boru çapı, R = boru yarıçapı * Enerji denkleminden: h f z p z p 1 1 () enklem (1) ve () den L R L R L h w w H w f 4 Note: 1) Türetilen denklem hem laminer hem de türbülanslı akımlar için geçerlidir. ) Ayrıca, açık kanal akımı için de geçerlidir.

b.uvardaki kayma gerilmesi ve hız arasındaki ilişki: uvardaki kayma gerilmesi, w, V-ortalama hız, -boru çapı, - akışkanın yoğunluğu, -akışkanın dinamik viskozitesi, -borunun pürüzlülüğü ne bağlıdır. V, w = f(v,,,, ) k = 6 parametre r = 3 ana boyut, w n = k-r = 6-3 =3 terimi

π π π τ 1 3 τ π ρv w 1 w τ ρv w φ fρv f ρv V μ ν ε, Rölatif φ(π,π ) ρv μ 3, ε R e Pürüzlülük kayma gerilmesi dinamik basınç f Reynolds sayısı

c.yük kaybı ve hız arasındaki ilişki: f = τ h h f w f = 8f = f = = τ ρv f V ρ 4τ wl γ f w f L = ve V g f(re, ε = g 4f V ρ γ = γ/ ρ / ) L arcyweisbach için sürtünme faktörü f = f ρv μ, ε = f R e, ε

.. Borularda Laminer Akım Varsayımlar : Akışkan sıkıştırılamaz ve Newtoniyendir. Akım kararlı, tam gelişmiş, ve boru çapına göre paralel ve simetriktir. Boru düz bir borudur ve sabit çapa sahiptir.

Momentum enklemi r 0 r p p+(dp/dx)dx x d x z 1 z Kıyas düzlemi pa p dp dx dp dx dxa dx dx A Adx sin rdx dz dx A rdx (ivide Her iki taraf both A=r sides ye bölünürse by A r ) 0 0 r = 0 ise, = 0 r = r o ise, = w d(p z) dx r dh d(p z) dx dx r since h P z dh dx r r w o

Verilen denklem borularda oluşan laminer ve türbülanslı akımlar için geçerlidir. y r w C L Laminar akım için: du dy d(p z) dx du dr r (1) () enklem (1) ve () den du dr d(p z) dx r

Sınır koşulları: r = 0, u = V max r = r o ; u = 0 u = u(r) integrasyonu ile çözülebilir Hız: o o o max r r 1 4 r dx z d p r r 1 V u Ortalama Hız: 8 r dx z d p V A uda A Q V o max av

Maksimum Hız: dp z V max dx ro 4 uvardaki kayma gerilmesi: w 4V r o av Kayma gerilmesi: du dr r w r o ebi: Q = VA = πro 8μ 4 ( ) d p + γz dx

Yük kaybı: h f L dh dx d(p z) dx L r 8LV w av hf o ro Laminer akımda arcy Weisbach Sürtünme Faktörü 1. Laminar Akım: Re 000 u(r) V max

g V L Re 64 V 3L V V V 3L r V 8L h av av av av av o av f arcy Weisbach denklemi: g LV f h av f Yani Laminer akımda Re 64 f