5. SANTRİFÜJ POMPALARDA TEORİK ESASLAR 5.6. Santrifüj Pompalarda Karaktristik Eğrilr Santrifüj pompalar, pistonlu pompalardan farklı olarak sabit bir işltm hızında, pompa ölçülrind, proj dğrlrin v mm koşullarına bağlı olan maksimum bir vrdi dğrindn sıfır vrdi dğrin kadar çşitli vrdilrd su vrbilirlr. Burada vrdiyi düznlyn tkn, pompanın manomtrik yükskliğidir. Manomtrik yükskliğ bağlı olarak vrdidki bu dğişim frn gücü v vrim dğrlrinin d dğişmsin ndn olur. Çşitli vrdi dğrlrin gör, manomtrik yüksklik, frn gücü v vrim dğrlrinin dğişimi bir grafik halind göstrilbilir. Bu Şkild ld diln ğrilr pompanın karaktristik ğrilri adı vrilmktdir. Santrifüj pompalarda karaktristiklrin dğişimi dsimal ksnli bir grafikl blirtilir. Grafikt apsis ksnin vrdi dğrlri, ordinat ksnind sol tarafta üç ayrı skala halind manomtrik yüksklik, frn gücü v vrim dğrlri yrlştirilir. Santrifüj pompalarda karaktristik ğrilr gnllikl sabit bir işltm hızında yapılan dnmlrdn ld diln dğrlr yardımıyla çizilir. Şkil 5.15 d santrifüj pompanın sabit işltm hızında çizilmiş karaktristik ğrilri görülmktdir. Şkild görüln ğrilr aşağıdaki şkild tanımlanabilir: 1. (Hm-Q) ğrisi, pompanın manomtrik yükskliğin bağlı olarak vrdinin dğişimini,. (N-Q) ğrisi, vrdiy bağlı olarak pompanın yuttuğu gücü (frn gücü) nün dğişimini, 3. (-Q) ğrisi, vrdiy gör pompa vriminin dğişimini göstrir. Bu ğrilrin biçimi birbirindn farklıdır. Vrdinin sıfır olduğu durumda, pompaya vriln nrji, basınç nrjisin dönüşmkt v n yüksk basınç ld dilmktdir. Vrdinin sıfır olduğu bu noktada, pompa iş yapmadığı için yararlı iş dğri d sıfırdır. Bu ndnl vrdi il vrim arasındaki ilişkiyi göstrn (-Q) ğrisi sıfırda başlar. Vrdi il güç arasındaki ilişkiyi blirtn (N-Q) ğrisinin başlangıcı is blirli bir dğr sahiptir. Çünkü pompa iş yapmasa da çarkın dönmsiyl disk sürtünmsi il yataklarda sürtünmyi ynck blirli güç yutulur. 167
Şkil 5.15. Santrifüj pompada karaktristik ğrilr (Karassik v Cartr 1960,Tzr 1978) (Hm-Q) ğrisi, vrdi il manomtrik yüksklik arasındaki dğişmyi göstrir. (Hm-Q) ğrilri gnl olarak dört tipt olmaktadır (Şkil 5.16). a tipi, artan karaktristik olarak adlandırılır. Bu tipt vrdinin artması il yüksklik azalmaktadır. Vrdinin sıfır olduğu noktada yüksklik maksimum dğrddir. b tipi, kararsız (azalan) karaktristik olarak adlandırılır. Bu tip ğrid aynı yüksklik dğrlri, birdn fazla vrdi dğrlri için ld dilbilmktdir. (x v y) noktalarında yüksklik aynı olmakla brabr vrdi dğrlri farklıdır. 168
c tipi, dik karaktristik ğridir. Bu ğri artan karaktristik ğrinin bir tipidir. Vrdinin sıfır olduğu noktadaki yüksklik, pompanın proj noktasındaki yükskliktn çok fazladır. Manomtrik yükskliktki dğişimin vrdi üzrindki tkisi çok azdır. d tipi, düz (yatık) karaktristik ğri olarak bilinir. Bu tip ğrid vrdinin artması il yüksklik az miktarda dğişmktdir. Diğr bir dyişl yükskliktki küçük bir dğişm vrdi üzrind büyük dğişmlr mydana gtirir. (N-Q) ğrisi, pompanın vrdisi il frn gücü arasındaki ilişkiyi göstrir v bu ğrilr iki grupta inclnbilir (Şkil 5.16. v d). tipi, aşırı yüklü karaktristik ğri olarak adlandırılır. Bu tip ğrid frn gücü, vrdinin artmasıyla dvamlı olarak artmaktadır v bir maksimum nokta yoktur. f tipi, aşırı yüksüz karaktristik ğri olarak bilinir. Bu tipt vrdinin artmasıyla frn gücü artmakta v proj noktası dolaylarında bir maksimumdan gçrk azalmaktadır. Vrim il vrdi arasındaki dğişimi (-Q) ğrisi göstrmktdir. Vrdinin sıfır olduğu noktada hidrolik güç sıfır olduğundan, vrim ğrisinin başlangıç noktası sıfırdan gçr. Vrdinin artması il vrim artar v bir maksimumdan gçtiktn sonra tkrar azalır. Daha önc özgül hız dğrlrin gör dört tipt inclnn santrifüj pompaların karaktristiklri aşağıdaki gibi öztlnbilir. 1) Radyal çarklarda işltm hızı v vrdi düşük buna karşılık manomtrik yüksklik fazladır. ) Francis çarklarda blli bir vrdi v manomtrik yüksklik koşulu için özgül hız daha yüksktir. 3) Karışık akışlı çarklarda işltm hızı v vrdi yüksk, buna karşın manomtrik yüksklik düşüktür. 4) Aksiyal akışlı çarklarda is, pompa küçük manomtrik yükskliklr çok yüksk vrdi il su iltir. Özgül hızın artması il gnl olarak santrifüj pompalarda suyun çark içindki akışı radyaldan aksiyala dönmkt v çark çapı küçülmkl brabr çark gnişliği d artmaktadır. Sıfır vrdi noktasından başlayarak ğrilrin glişimi pompanın özgül hızına bağlıdır. Şkil 5.17 d radyal v Francis pompaların, Şkil 5.18 d is karışık akışlı v aksiyal pompaların karaktristik ğrilri görülmktdir. 169
Şkil 5.16. (Hm-Q) v (N-Q) ğrilrinin tiplri (Karassik v Cartr 1960) 170
Şkil 5.17. Radyal v Francis pompalarda karaktristik ğrilr (Tzr 1978) 171
Şkil 5.18. Karışık akışlı v aksiyal pompalarda karaktristik ğrilr (Tzr 1978) Vrdi manomtrik yüksklik ğrilri inclndiğind, radyal pompalarda vrdinin sıfır olduğu nokta il yüksk vrim noktasındaki manomtrik yükskliklr arasındaki farkın, aksiyal pompalardakin kıyasla daha az olduğu görülür. Diğr bir dyişl, (Hm-Q) ğrisi radyal pompalarda daha yatık, fakat özgül hız arttıkça ğri diklşmktdir. 17
Kuramsal olarak manomtrik yükskliğin sıfır olduğu dğr, pompanın n yüksk vrdi dğrini blirtir. Bu noktada vrim sıfırdır. Fakat grçkt, boru hattındaki kayıplar ndni il manomtrik yüksklik hiçbir zaman sıfır dğri almaz. Frn gücü ğrisinin dğişimi inclndiğind, radyal pompalarda vrdinin artması il yutulan gücün d arttığı görülmktdir. Bu artışın oranı Francis v karışık akışlı pompalarda daha azdır. Aksiyal pompalarda is yutulan güç vrdinin artması il azalmaktadır. Vrdinin sıfır olduğu noktada yutulan güç, radyal pompalarda n az, aksiyal pompalarda is maksimum dğrddir. Bu özllik işltm yönündn önm taşır. Radyal v karışık akışlı pompaların bir kısmında, pompanın ilk harkt gçirilmsind ayar vanası kapalı tutulmalıdır. Böylc motor üzrindki yük azalır v motor daha kolay ilk harkt gçr. Pompa rjim girdiktn sonra basma borusundaki ayar vanası açılarak motor kadmli olarak yük altına sokulur. Aksiyal pompalarda is basma borusunda bir vana bulunması grkli dğildir. Kapalı vana il çalışma halind güç grksinimi, çalışma bölgsin oranla çok fazla olmakta v motorun aşırı yükl ilk harkt gçmsi sakıncalı bulunmaktadır. Vrdi il vrim arasındaki dğişimi göstrn (-Q) ğrisi, sıfır noktasından başlar v vrdi il artarak dğişir. Pompanın n yüksk vrim noktası, dizayn (işltm) noktasıdır. Bu noktadan sonra vrdi il vrim azalmaya başlar. Vrim ğrisi, radyal pompalarda yüksk vrim noktasında daha tatlı kavisli, aksiyal pompalarda is daha sivridir. Bu ndnl vrim dğişmsi yönündn aksiyal pompalarda işltm bölgsi sınırları daha dardır. 5.7. Santrifüj Pompa Dnylri v Karaktristik Eğrilrin Çizimi 5.7.1. Santrifüj pompada yükskliklr Santrifüj pompalarda kullanılan yüksklik trimlrinin bir kısmı daha önc boru hatlarının planlanmasında açıklanmıştı. Santrifüj pompalardaki yüksklik tanımları TS 68 Yatay Eksnli Santrifüj Su Pompaları Standardı il standartlaştırılmıştır. Şkil 5.19 da yatay ksnli bir santrifüj pompada bu yükskliklr göstrilmiştir. Şkild görüln yükskliklr aşağıdaki gibi açıklanabilir (Tzr 1978). a) Hız Yükskliği (h v): Brnoulli şitliğind d görüldüğü gibi hız yükskliği suyun sahip olduğu hız nrjisidir v h v V.g il hsaplanır. Emm boru hattı için mm hızı (V), basma boru hattı için basma hızı (Vb) kullanılır. 173
Şkil 5.19. Santrifüj pompada yükskliklr (Uz v Dmir 1995) b) Statik Emm Yükskliği (h s): Emm su düzyi il pompa ksni arasındaki düşy uzaklıktır. Statik mm yükskliği; pompa ksni su düzyinin altında yani, pompa mm yükskliğiyl çalışıyorsa pozitif, pompa ksni su düzyinin üstünd is yani pompa mm drinliğiyl çalışıyorsa ngatif alınır. c) Toplam Emm Yükskliği (h ): Toplam mm yükskliği pompanın girişindki basıncın atmosfr basıncından n kadar küçük olduğunu göstrir. Dolayısıyla bu dğr mutlak basınç il atmosfr basıncı arasındaki farktır. Buna gör; 174 h V hs hk olur..g
Pompa mm drinliğind çalışıyorsa toplam mm yükskliği mm borusuna takılan vakummtr il ölçülbilir. Vakummtrd okunan basınç göstrg basıncı olduğundan; P h s h k V.g şitliği yazılabilir. Vakum mtrd ölçüln göstrg basıncı ngatif alınır v suyun özgül ağırlığına bölünrk toplam mm yükskliği bulunur. h P.( kp/ m.( kp/ m 3 ) ) d) Giriş Yükü (H ): Pompa girişind suyun taşıdığı toplam nrjiy giriş yükü dnir v pompa girişindki basıncın hız yükü il toplamından oluşur. Pompa ksni su düzyi üstünd is giriştki basınç ngatiftir. Bu basınca hız yükünü klrsk giriş yükü. H H P V V h v.g.g (h h ) olur. s k Gnllikl pompa ksni su düzyi üstünd olduğundan giriş yükü yrin gnl mm yükskliği adı vriln; P ( H ) V.g dğri kullanılır. Gnl mm yükskliği pompanın mm borusuna takılan vakummtrdn okunan basınç dğrindn hız yükskliğini çıkarmakla bulunur. P h s h k V.g dğri yukarıdaki şitlikt yrin konursa; ( H ) h s h k V V.g.g ( H ) h h olur. s k Buna gör gnl mm yükskliği giriş yükünün trs işartlisidir. ) Emmdki Nt Pozitif Yük (ENPY): (Nt Positiv Suction Had) (NPSH): Emm hattında suyun pompa çarkına iltilmsind grkli olan toplam 175
faydalı nrjidir. Mutlak basınç olarak gnl mm yükskliği il buhar basıncının farkıdır. Buhar basıncı mutlak basınç olduğundan, gnl mm yükskliğinin d mutlak basınca çvrilmsi grkir. Bunun için atmosfr basıncı il farkı alınır. Buna gör: Burada: ENPY(NPSH) s (H ) mut hb ENPY (Ha H ) hb ( H ) h h olduğundan ENPY(NPSH) k H (h h h ) olur. a s Ha : Atmosfr basıncı (m), hb : Buhar basıncı (m) dir. k f) Statik Basma Yükskliği (h sb): Pompa ksni il basma noktası arasındaki düşy uzaklıktır. g) Çıkış Yükü (H b): Pompa çıkışında suyun taşıdığı toplam nrjidir. Pompa çıkışındaki manomtrik basınç il hız yükskliğinin toplamıdır. Manomtrnin bağlandığı nokta il pompa ksni arasında yüksklik farkı varsa, okumalar ksn gör düzltilmlidir. b H b Pb Vb z.g Çıkış yükü basma borusundaki kayıplar (hkb) v statik basma yükskliğin (hsb) bağlı olarak da bulunabilir. Buna gör çıkış yükü: Hb= hsb + hkb olur. Bu formüllrd; Hb : Çıkış yükü (m), Pb : Basma hattında ölçüln manomtrik basınç (kp/m ), z : Manomtr il pompa ksni arasındaki düşy uzaklık (m). h) Manomtrik Yüksklik (H m): Manomtrik yüksklik, pompanın suya vrdiği toplam nrjidir. Diğr bir dğişl manomtrik yüksklik, çıkış yükü il giriş yükü arasındaki farktır. Buna gör: H m H b H H m Pb V b P z.g V.g 176
H m P b P V b V.g z H m (h s h sb ) (h k h kb ) H m H g H k Santrifüj pompada manomtrik yüksklik mm v basma borularına takılan vakummtr v manomtr yardımıyla blirlnbilir. Pompa ksni su düzyi üzrind is mm borusundaki basınç ngatif işartli vakum basıncı olur. Trsi durumda pozitif alınır. Emm v basma boruları aynı çapta is hız farklı sıfırdır v hr iki basınç ölçr d pompa ksnind is manomtrik yüksklik aşağıdaki biçimi alır. Vb V v z= 0 is Pb P H m bulunur. Vakum mtrd ölçüln basınç çoğunlukla milimtr cıva sütunu (mmhg), manomtrd okunan basınç is kp/cm (bar) olarak okunur. Buna gör basınç ölçrlrdn okunan dğrlr doğrudan aşağıdaki formüld yrin konarak Hm bulunabilir. H m 10.P b 13,6. P 1000 Burada: Hm : Manomtrik yüksklik (m), Pb : Basma hattında okunan basınç (kp/cm ), P : Emm hatında okunan basınç (mmhg) dır. 5.7.. Santrifüj pompa dnylri Santrifüj pompalarda dnylr çşitli amaçlar için yapılır. Bu dnylr yardımı il pompanın işltm karaktristiklri saptanır (Tzr 1978). Santrifüj pompa dnmlrind; a) Blirli çalışma hızında, blli bir manomtrik yükskliğ iltiln vrdi, b) Pompanın bu işi yaparkn yuttuğu güç, c) Pompanın vrimi saptanır. Bunların dışında, pompanın işltm koşullarının grktirdiği hallrd mm koşulları da saptanır. Pompa dnmlrind vrdi, mm v basma yükskliklri v frn gücü dğrlri ölçülür, vrim is bu dğrlr yardımıyla hsaplanır. Pompa dnylrind, sçiln ölçm noktalarında ölçüm yapmadan 177
önc, pompanın dğişmz çalışma koşulları için girmsi grkir v bu koşullar sağlandıktan sonra ölçümlr yapılır. Dnmlrd manomtrik yüksklik dğiştirilrk ölçüm noktaları bulunur. Bu amaçla basma borusu üzrin yrlştirilck bir ayar vanasından yararlanılır. Pompa, vana tam kapalı ikn çalıştırılır v n büyük çıkış yükü ölçülür. Daha sonra vana n az bş dğişik açıklığa gtirilrk ölçüm noktaları sçilir v vananın tam açık konumu il dny tamamlanır. Şkil 5.0 d bir santrifüj pompa dny tsisi şmatik olarak vrilmiştir. Şkil 5.0. Pompa dny tsisi (Tzr 1978) Dny tsisind gnllikl büyük kapasitli bir su dposu bulunur (1). Pompadan gçn su dpoya dönrk dvryi tamamlar. Dnylrd pompanın (P), ölçüm kolaylığı yönündn, lktrik motoru (M) il çalıştırılması gnllikl yğlnir. Dğişik hız dnylri için motor dvri dğiştirilbilmlidir. Dnyd pompa, ölçüsün uygun mm () v basma (3) boru hatları il donatılmıştır. Basma borusu üzrindki sürgülü ayar vanası (4) il manomtrik yüksklik ayarlanır. Vrdi açık kanalda (5) savaklarla vya boru içind (6) ölçülür. Giriş yükü mm borusundaki vakummtr (7) v çıkış yükü basma borusundaki manomtryl (8) ölçülür. Açık kanalda su dalgalanmalarını önlmk için dlikli plaka (9) şklind ngllr kullanılır. 5.7..1. Hız ölçümlri Pompanın çalışma hızı dnm sürsinc sabit kalmalıdır. Hız, mkanik v digital dvir ölçrlrl (takomtrlr) ölçülür. Hr dvir sayısı saptanmasında n az 3 ölçüm yapılıp, ortalaması alınmalıdır. Okunan dğrlrin diğrlrindn % dn fazla farklı olanları için ölçümlr ynilnir. 178
5.7... Vrdi ölçümlri Santrifüj pompalarda vrdi dğişik yöntmlrl ölçülbilir. Bunlar aşağıdaki gibi sıralanır. a) Dpolarla vrdinin ölçülmsi, b) Savaklarla vrdinin ölçülmsi, c) Orifis yöntmi il vrdinin ölçülmsi, d) Vnturi lüllri il vrdinin ölçülmsi, ) Su sayaçları il vrdinin ölçülmsi. 5.7...1. Vrdinin dpo yöntmi il ölçülmsi Dpo yöntmiyl vrdi ölçümü küçük vrdilrin saptanmasına v diğr yöntmlr ait dny düznlrinin kontrol v kalibrasyonuna uygundur. Vrdinin dpolarla blirlnmsind hacim vya ağırlık yöntmi kullanılır. Dpolarla vrdinin ölçülmsind şu noktalara dikkat dilmlidir. a) Dpo tabanı yatay, yan yüzylri dik v düzgün olmalı v suyun ağırlığıyla Şkil dğiştirmmli. b) Ölçm için n az 0 saniy zaman aralığı uygulanmalı v gçn zaman duyarlı bir kronomtryl saptanmalıdır. c) Basma borusundan suyun dpoya dolmaya başladığı zaman il dponun dolduğu an ksin olarak saptanmalıdır. d) Dpo hacmi 0 saniy ölçüm aralığında borudan sağlanan su miktarına uygun olmalıdır. Dpo hacmi daha önc kalibr dilmli v su düzyi duyarlı bir Şkild ölçülrk hacim hsaplanmalıdır. Şkil 5.1 d vrdinin hacim yolu il ölçülmsind kullanılan bir düzn vrilmiştir. Dnm düznin yrlştirilmiş olan pompa suyu basma borusu yardımıyla ölçüm dposuna basmaktadır. Basma borusunun ucunda bulunan oynak dirsk yardımıyla, suyun ölçüm dposuna vya dönüş borusu yardımıyla mm dposuna vrilmsi sağlanır. Dpoya dolan suyun hacmi ayrı bir cam boru il ölçüln su düzyi yardımı il saptanır. Su düzyinin ölçülmsi dpoya dolan suyun durulmasından sonra yapılmalıdır. Vrdi, hacim v dolma zamanından yararlanılarak aşağıdaki gibi bulunur. Q 3 (m t (s) ) (m 3 /s) Ölçüm sırasındaki su çalkantısı il görüş hassasiytinin bozulmaması için, küçük ksitli, yükskliği fazla dpoların kullanılması, su sviysinin saydam bir göstrg il izlnmsi önrilir. Vrdinin ağırlık yöntmi il ölçülmsind kullanılan düzn Şkil 5. d görülmktdir. Bu yöntmd dpo bir trazi üzrin yrlştirilir v blli bir zaman içind dpoya dolan suyun ağırlığı trazidn ölçülrk vrdi bulunur. Suyun miktarının hacim olarak ifad dilbilmsi için dnm sırasında suyun sıcaklığının da ölçülmsi grkir. Ancak pompa dnmlrind kullanılan suyun 179
Şkil 5.1. Vrdinin hacim yöntmiyl ölçülmsi (Tzr 1978). Şkil 5.. Vrdinin ağırlık yöntmiyl ölçülmsi (Tzr 1978). sıcaklığı 0-40 C o olması halind özgül ağırlığın sabit kaldığı kabul dilmktdir. Pompanın basma borusundan ölçm dposuna dolan su miktarı ağırlık olarak trazidn, gçn zaman is kronomtr il saptanır v aşağıdaki formül kullanılır. 180
W Q.t Burada: Q : Vrdi (m 3 /s), W : Suyun ağırlığı (kp), : Suyun özgül ağırlığı (kp/m 3 ), t : Dolma sürsi (s) dir. 5.7... Vrdinin savaklarla ölçülmsi Büyük vrdilrin dpo yöntmiyl ölçülmsi olanaksızdır. Bu ndnl büyük vrdilr, açık kanallarda savaklarla ölçülür. Savak, açık kanal içind kanal ksnin dik olarak yrlştirilmiş özl yapıdaki bir ngldir. Kanalda akan su bu ngl üzrindn taşarkn bir yüksklik göstrir. Bu yüksklik ölçülrk vrdi özl formüllrl hsaplanır. Küçük vrdilr için üçgn savak, büyük vrdilr için dikdörtgn savaklar kullanılır. Dikdörtgn savaklar yanal daralmalı (büzülmli) v yanal daralmasız olmaktadır. Savakla vrdi ölçm tsisind üç ana kısım vardır Bunlar; - Savak plakası, - Savak kanalı v dalga kırıcı, - Yüksklik ölçm düznidir. Savak plakası, kanal için yrlştirilmiş, uygun Şkilli madni bir lvhadır. Plaka üzrind üçgn vya dikdörtgn şklind gçit vardır. Savak plakası paslanmayan malzmdn (haddlnmiş prinç) yapılmalıdır. Savak plakası için düz, haddlnmiş prinç lvhalar kullanıldığında, plaka kalınlığı n az 5 mm olmalı v şik mm kalınlığında işlnrk akış yönünd 45 o lik bir pahla kırılmalıdır. Plaka şiği düz v pürüzsüz olarak işlnmlidir. Plaka kanal önün, kanal tabanı v yan duvarlarına dik olmalıdır. Savak plakasının simtri ksni kanal ksni il çakışık olmalıdır. Dikdörtgn savaklarda savak şiği yatay, üçgn savakta savak simtri ksni kanal tabanına dik olmalıdır. Şkil 5.3 d savak plaka ksiti, üçgn savak, yanal daralmalı (büzülmli) dikdörtgn savak v yanal daralmasız (büzülmsiz) dikdörtgn savaklar vrilmiştir. 90 o lik üçgn savakta, savak gçidinin tp açısında müsaad diln açı tolransı 5 dakikadır. Yanal daralmalı dikdörtgn savakta yan knarlarla alt knar arasındaki 90 o lik açıda müsaad diln tolrans da 5 dakikadır. Yanal daralmalı dikdörtgn savakta alt knar uzunluğunda müsaad diln tolrans 0,001. b, yanal daralmasız dikdörtgn savakta alt knar uzunluğunda müsaad diln tolrans 0,001.B dir. Dikdörtgn ksitli kanal içind su akışı düznli, kararlı v çalkantısız olmalıdır. Bunu sağlamak için kanal için dalga kıran plakalar yrlştirilir. Kanalın dalga kıran plakaları il savak plakası arasında kalan kısmında taban ğimi 5/1000 dn küçük vya şit olmalı, kanal gnişliği dğişmmli, kanal yan duvarları tabana dik v birbirin parall olmalıdır. Kanal tabanında v yan duvarlarında suyun düzgün olarak akmasına ngl olabilck kusurlar bulunmamalıdır. Kanal tabanında v yan duvarlarında savak plakasının tabanı v yan knarları boyunca sızdırmazlık sağlanmalıdır. Suyun kanala girdiği 181
yrd, kanal gnişliği v drinliği, savak plakası il dalga kıran plakaları arasında kalan kanal kısmından büyük olmalıdır. Düzgün akış sağlayabilmk için su vriş borusunun kanaldaki suya daldırılmış olması önrilir. Yanal daralmasız dikdörtgn savaklarda uygun havalandırma düzni kullanılmalıdır. Havalandırma düzni savaktan gçn hüzmnin alttan tam daralma yaparak srbstç boşalma kanalına düşmsini sağlamalıdır. Savak plakasından itibarn kanal, ölçüln maksimum su yükskliğinin 15 katı uzaklıkta aynı ğim v aynı ksitt dvam tmlidir. 18 Şkil 5.3. Savak tiplri v savak plaka ksitlri (Tzr 1978). Şkil 5.4 d savak kanal boyutları göstrilmiştir. Şkl gör dik üçgn v yanal daralmalı (büzülmli) savak kanalı ölçülri şu şkild olmalıdır.
Savak tipi L1 L L3 Dik üçgn B+.hmax.hmax B+hmax Yanal daralmalı (Büzülmli) B+3.hmax.hmax B+.hmax Burada: L1 : Savak plakası il dalga kıran plakalar arasındaki kanal uzunluğu (m), L : Dalga kıranların yrlştirildiği kanal uzunluğu (m), L3 : Dalga kıranların girişindki kanal uzunluğu (m), B : Kanalın savak kısmındaki gnişliği (m), hmax: Savakların gçmsin izin vriln maksimum vrdidki su yükskliği (m) dir. Şkil 5.4. Savak kanalı boyutları (Tzr 1978). Su yükskliği savak plakası önünd ölçülür. Ölçüm noktası dik üçgn savaklarda, savak plakasından n az 00 mm, n çok kanal gnişliği kadar grid olmalıdır. Dikdörtgn savaklarda is ölçm noktası plakadan, savakdan gçck maksimum su yükskliğinin n az 4 katı, n fazla 6 katı grid olmalıdır. Su yükskliği kanal gnişliğin gör bir vya daha çok noktadan ölçülmlidir. Su yükskliği kanala birlştirilmiş bir kapta ölçülbilir. Üçgn savaklarda ölçm noktası kanal tabanından v savak sıfır noktasından n az 50 mm uzaklıkta olmalıdır. Ölçm kabı il kanalın bağlanması için kanal yan duvarına düzgün olarak açılan 10-30 mm çapındaki bir dliktn faydalanılır. Kanaldaki su yükskliği kararlı hal gldiktn sonra ölçüm yapılmalıdır. Ölçümdki duyarlılık üçgn savaklarda ölçüln yükskliğin 1/50 si, dikdörtgn savaklarda is 1/150 si kadar olmalıdır. Ölçm, savak sıfır noktasından itibarn yapılır. Savak sıfır noktası üçgn savaklarda üçgn şklindki gçidin tp noktası, dikdörtgn savaklarda is savak alt knarıdır. Savaktan gçn suyun vrdisinin hsabı için çşitli şitliklr gliştirilmiştir. Yukarıda vriln koşulları sağlayan 90 o lik üçgn savakta vrdi aşağıdaki şitlikl hsaplanır. 5 / Q K.h (m 3 /s) 183
K 1,354 0,004 h 0,14 0, h. 0,09 D B Yanal daralmalı (büzülmli) savakta vrdi, aşağıda vriln formüll hsaplanır. 3 / Q K.b.h (m 3 /s) b K,953. 0,578 0,037. B 3,615 3. b / B 1000.h 1,6 b 1 0,5. B 4 h. h D Yanal daralmasız dikdörtgn savakta vrdinin hsaplanması için aşağıdaki formül kullanılır. 3 / Q K.B.h (m 3 /s) K 1,816. 1 1 (1000.h h D. 1 0,5. 1,6 h Yukarıdaki formüllrd; Q : Vrdi (m 3 /s), h : Savaktaki su yükskliği (m), D : Savak sıfır noktasının kanal tabanından yükskliği (m), b : Dikdörtgn gçit (şik) gnişliği (m), B : Kanal gnişliği (m) dir. Dik üçgn savakta vrdi formülünün uygulanabilmsi için şu koşulların grçklşmsi grkir. 0,07h0,5 m 0,1D0,7 m 0,45B1, m Yanal daralmalı savakta vrdi formülünün kullanılabilmsi için, kanalın boşalma kısmındaki su sviysi il savak sıfır noktası arasındaki yüksklik farkı 0,3 m il 0,5.hmax arasında olmalıdır. Yin; 0,05 h 0,8 (m) h D 0,30 m v 1 D 0,30 B b 0,80 olmalıdır. 184
Yanal daralmasız savakta formülün uygulanabilmsi için is; B 0,5 m D 0,30 m h 0,05 h 0,80 m 1 v D kanaldaki su hızı is 0,45 m/s dn küçük olmalıdır. 5.7...3. Orifis yöntmi il vrdinin ölçülmsi Pompa vrdisi boru içind özl daralma parçaları il d ölçülbilir. Bunun için n çok orifislrdn yararlanılır. Burada yöntm suyun aktığı borunun ksitini bir yrd daraltarak bir basınç farkı yaratmaktadır. Şkil 5.5 d bir daralma parçası örnk olarak vrilmiştir. Şkil 5.5. Daralma parçası (Anonim 1968). Plaka biçimindki daralma parçasının önü il arkası arasındaki basınç farkı ölçülrk, vrdi aşağıdaki şitlikl hsaplanır. Q k.a..g.h Burada: Q : Vrdi (m 3 /s), k : Vrdi katsayısı (-), A : Plaka gçit alanı (m ), h : Basınç farkı (mss), g : 9,81 m/s dir. Basınç farkı bir civalı manomtr il ölçülbilir. Daralma parçası özl olarak yapılır v iyi bir Şkild işlnir. Bu yöntml vrdi ölçümü TS 143 Akışkan vrdisin orifis plakaları v lüllr il ölçülmsi standardında gniş bir Şkild açıklanmıştır. 185
5.7...4. Vnturi lüllri il vrdinin ölçülmsi Vnturi lülsi il vrdi ölçmd kullanılan düznk Şkil 5.6 da vrilmiştir. Şkild a. Kısa vnturi lülsi, b. Uzun vnturi lülsini göstrmktdir. Şkil 5.6. Vnturi lülsi (a. Kısa, b. Uzun) (Tzr 1978). d Vnturi lülsi il vrdi ölçmd D 50 mm v 0,05 < m= < 0,6 koşulunun D sağlanması grkir. Vnturi il vrdi ölçmd vrdi hsabı aşağıdaki şitlikl yapılır. (P1 P ) Q 0,015.k.d. Burada: Q : Vrdi (m 3 /h), d : Lülnin çapı (mm), D : Vnturi girişind iç çap (mm), P1 : Vnturiy girişt okunan basınç (kp/m ), P : Vnturinin dar boğazında okunan basınç (kp/m ), : Suyun özgül ağırlığı (kp/m 3 ) dür. k : Vrdi katsayısı olup dğişir. d D oranına v Rynolds sayısına gör 186
5.7...5. Su sayaçları il vrdinin ölçülmsi Su sayaçları il vrdinin ölçülmsi, pompanın çıkış borusuna bağlı bir su sayacı il yapılır. Sayaçtan blli miktarda suyun gçmsi için grkli zaman bir kronomtr il blirlnir v bu dğr gör vrdi hsaplanır. 5.7..3. Basınç ölçümlri Basınç ölçümlrind mm hattında vakummtr basma hattında manomtr kullanılır. Ölçümlr daima pompa ksnin gör düzltilir. Ölçüm noktaları boruların düz kısımlarında olmalıdır. Şkil 5.7 d yatay milli santrifüj pompalarda ölçm noktaları vrilmiştir. Basma borusunda ölçm noktası, pompa çıkış ağzından itibarn boru çapının 1-4 katı uzakta olmalıdır. Ayar vanası bu noktadan n az boru çapının 6 katı ilrid olmalıdır. Şkil 5.7. Santrifüj pompalarda basıncın ölçümü (P: Vakummtr basıncı, Pb: Manomtr basıncı) (Tzr 1978). Emm borusunda is ölçüm noktası, pompa giriş ağzına v mm borusu çapının 1 ila 1,5 katı uzaklıkta olmalıdır. Ölçüm noktasında boruya 3 il 16 mm çapında bir dlik dlinir v dlik yüzylrindki çapaklar tamamn tmizlnir. Bu dlik il göstrg arasında bakır boru v plastik hortumla bağlantı sağlanır. Bağlantılar üzrind göstrglr girişt hava boşaltma vanaları bağlanmalıdır. Ölçüm sırasında sık sık hava boşaltılarak hatasız ölçüm yapılması sağlanmalıdır. Drin kuyu pompalarında basınç ölçümü Şkil 5.8 d göstrilmiştir. 187
Şkil 5.8. Drin kuyu pompalarında basınç ölçümü (Tzr 1978). Drin kuyu pompalarının çalıştırılmaları sırasında mm borusu v pompanın ilk kadmlri suya batık olduğundan yalnızca çıkış basıncı ölçülür. Dnmlrd mm borusundaki vakummtrdn okunan basınç (P) v basma borusundaki manomtrdn okunan basınç (Pb) yardımıyla mm v basma yükskliklri aşağıdaki gibi hsaplanabilir. H P 13,6., Hb= 10.Pb+z 1000 Burada: H : Emm yükskliği (m), Hb : Pompa ksnin gör düzltilmiş basma yükskliği (m), P : Vakummtrd okunan basınç (mm Hg), Pb : Manomtrd okunan basınç (kp/cm ), z : Manomtr ksni il pompa ksni arasındaki düşy uzaklık (m). 188
5.7..4. Güç ölçümlri Pompa tarafından yutulan güç (fbg) pompa milind ölçülür. Bu amaçla çşitli yöntmlrdn yararlanılır. Şkil 5.9 da momnt kollu bir lktrik motoru görülmktdir. Burada motor mili iki taraftan yataklanmıştır. Bu durumda motor statoru srbst hal gldiğindn motorun çalışması halind mydana gln döndürm momntini yaratan momnt kuvvti, statordan radyal olarak alınan bir kola aktarılır. Statorda dönüşüm yaratan döndürm momnti, pompa milin iltiln momnt şittir. Statora takılan kol bir traziy iltilrk momnt ölçülür. Momnt kuvvti il birlikt dönm hızı da ölçülrk frn gücü aşağıdaki şitlikt hsaplanır. fbg M. n F. L. n 716, 716, M : Momnt (kp.m) fbg : Pompanın yuttuğu güç (BG), F : Momnt kuvvti (kp), L : Momnt kolu uzunluğu (m), n : Pompa dvri (d/d) dir. Şkil 5.9. Momnt kollu motor Diğr bir güç ölçüm yöntmi is lktronik dönm momnti ölçr (torkmtr) kullanarak momntin blirlnmsidir. Torkmtr kuvvt kaynağı il pompa arasına bağlanır. Burada, momnt dğrin bağlı olarak mildki burulma ölçü altindki ölçü tllrind bir dirnç dğişmsi yaratır. Bu bir yüksltici il sapma dğri olarak saptanır. Dğişik ölçüm noktalarında saptanan bu sapma dğrlri, torkmtrnin yüksltçl ld diln kalibrasyon diyagramında dğrlndirilrk dönm momnti bulunur. Dvir sayısı da ölçülrk yukarıda vriln şitlik yardımıyla pompanın yuttuğu güç hsaplanır. Pompa harktini bir lktrik motorundan alıyorsa pompanın yuttuğu güç şu yöntmlrdn biriyl d bulunabilir. a) Elktrik sayacı, b) Wattmtr, c) Voltmtr, Amprmtr v Cos mtr. Elktrik sayacı il güç ölçümünd; pompa blirli toplam manomtrik yükskliğ blirli vrdid suyu basmakta ikn, lktrik sayacının diskinin blirli dfa 189
dönmsi için gçn zaman ölçülüp, aşağıdaki formül yardımıyla pompanın şbkdn çktiği güç bulunur. fbg 4896.n n h.t d. m. t Burada: fbg : Pompanın yuttuğu güç (BG), nh : Elktrik sayacı diskinin 1 kw-h için dönmsi grkn miktar (adt), nd : Diskin kronomtr il ölçüln sürd döndüğü miktar (adt), t : Diskin nd kadar dönmsi için gçn zaman (s), m : Elktrik motoru vrimi (%), t : İltim düzni vrimi (%) dir. Watmtr il pompanın yuttuğu gücün bulunmasında lktrik sayacının lktrik şbksindn çktiği güç watmtrdn doğrudan okunur. Motor vrimi v transmisyon vrimi gözönün alınarak pompanın yuttuğu güç bulunur. Voltmtr, amprmtr v Cos mtr il güç ölçümünd lktrik motorunun hr fazındaki akım miktarı ayrı ayrı 3 amprmtrdn, bu fazlar arasındaki grilim voltmtrdn okunur v kumanda tablosundaki göstrgd okunan Cos dğri il birlikt aşağıdaki formüld yrin konarak pompanın yuttuğu güç hsaplanır. fbg 1,36.10 3. 3.U.I.Cos. m. t Burada: U : Grilim (V), I : Akım şiddti (A), Cos: Göstrgd okunan dğr (-), m : Motor vrimi (%), t : İltim düzni vrimi (%) dir. 190