2. SUYUN BORULARDAKİ AKIŞI 2.6.4.4. Tesis yük kaybı eğrisinin değişik durumları Pompaj tesislerinde tesis yük kaybı eğrileri değişik alternatifler altında incelenebilir. Boru hatlarında kullanılan borular genellikle seri ve paralel bağlı olabilir. Seri borularda farklı çaplı borular ard arda birbirine bağlanır. Paralel borularda ise farklı noktalara aynı çaplı veya farklı çaplı borularla su iletilir. Dolayısıyla tesis yük kaybı eğrisinin çizimi, seri ve paralel çalışan boru hatlarında farklı şekilde olur. 2.6.4.4.1. Normal seri borular Pompaj tesislerinde bazı hallerde farklı çaplı borular kullanılabilir. Aynı hatta ard arda farklı çaplı boruların kullanılması seri boru olarak adlandırılır. Seri borularda pompa emme borusu ile pompa çıkışındaki basma borusunun bir kısmında büyük çaplı boru, daha sonra küçük çaplı boru kullanılır. Büyük çaplı boru olabildiğince uzun kullanılır ki sürtünme kayıpları az olsun. Seri borularda sistemden geçen verdi sabittir. Dolayısıyla her borudaki hız birbirine eşit olmadığından, hidrolik eğimlerde farklı olacaktır. Daha önceki bölümlerde açıklandığı gibi boru hattının toplam kayıpları her bir borudaki düz ve şekil kayıplarının toplamından oluşmaktadır. Herbir borunun sürtünme kayıpları ayrı ayrı hesaplanıp toplanarak tek bir sistem sürtünme eğrisi çizilebileceği gibi her bir boru için ayrı ayrı sistem sürtünme eğrisi de çizilir ve (Hm-Q) koordinat sisteminde bu sistem sürtünme eğrilerinin verdi sabit iken (Hm) değerleri toplanarak boru hattının sistem sürtünme eğrisi elde edilir. Şekil 2.25 de normal seri boru örneği ve sistem sürtünme eğrisinin elde edilişi görülmektedir. Şekilde su (A) deposundan (C) deposuna pompa aracılığıyla basılmaktadır. Sistemde iki farklı çapta boru kullanılmaktadır. Emme borusu (AP) ve basma borusunun bir kısmında (PB), (D1) çaplı, basma borusunun diğer kısmında (BC), (D2) çaplı boru kullanılmaktadır. 52
Şekil 2.25. Normal seri borularda sistem sürtünme eğrisinin çizimi (Tezer 1978) Çoğunlukla emme borusunun çapı, basma borusunun çapından, ya da pompaya yakın olan boru çapı, uzak olan boru çapından daha büyük olmaktadır (D1>D2). Bu örnekte önce (D1) çaplı boru için (1) ve daha sonra (D2) çaplı boru için (2) nolu sistem sürtünme eğrileri çizilir. Seri borularda verdiler sabit olduğundan aynı verdi değerleri için bu iki eğri (1 ve 2) toplanarak tesisin sistem sürtünme eğrisi (3) elde edilir. Tesisin sürtünme eğrisi elde edilirken rastgele alınan verdi değerlerinden (Hm) dik eksenine paraleller çizilir ve (1) eğrinin yük kaybı (2) ikinci eğrinin yük kaybına eklenerek (Hk1+Hk2), 3 eğrisi çizilir. Ne kadar fazla noktadan dik çıkılıp, eklemeler yapılırsa sistem sürtünme eğrisi o kadar doğru ve hassas olur. Boru çapıyla yük kaybı arasında ilgili bağıntılar incelendiğinde ters bir ilişkinin olduğu görülür. Boru çapı artıkça yük kaybı azalır ya da boru çapı küçüldükçe yük kaybı artar. Bu durum Şekil 2.25 de de görülmektedir. (D1) çapı daha büyük olduğundan (1) eğrisi de yatıktır. (D2) çapı daha küçük olduğundan (2) eğrisi daha diktir. 2.6.4.4.2. Kollara ayrılan seri borular Seri boruların bazı tiplerinde basma boru hattının belirli bir noktasına bir vana konur ve bu noktadan belli bir verdi ile su alındığı kabul edilir (Şekil 2.26). Bu tip düzenlemeye kollara ayrılan seri boru denir. Vana kapatıldığında (B noktasından su alınmadığında) boru tipi normal seri boru olur. Şekil 2.26 da su (A) deposundan (C) deposuna bir pompayla (P) basılmaktadır. Depoyla (C) aynı düzeyde olan (B) noktasından belirli bir (Q1) verdisi alınmaktadır. Pompanın 53
bastığı (Q) verdisi ikiye bölünmekte (Q1) kısmı (B) noktasından alınırken (C) deposuna giden verdi (Q2=Q-Q1) olmaktadır. (Q1) ve (Q2) verdilerinin toplamı (Q) yu vermektedir (Q=Q1+Q2). Dolayısıyla (C) noktasından su alınması ancak pompa verdisinin, (B) noktasından alınan verdiden daha büyük olduğunda gerçekleşir. Sistemde (B) ve (C) noktası aynı yüksekliktedir ve (AB) borusu ile (BC) borusu seri bağlanmış borulardır. Çizim için önce (AB) hattı için (1) nolu eğri çizilir, bundan sonra başlangıç noktası (Q1) kadar verdi ekseninde kaydırılır ve (BC) hattı için (2) nolu sistem sürtünme eğrisi çizilir. Tesisin sistem sürtünme eğrisini çizebilmek için normal seri boruda olduğu gibi aynı verdi değerlerinde (Hlm) değerleri toplanır. Şekilde değişik noktalarda verdi ekseninden çıkılan dikler yardımıyla (Hk1) ve (Hk2) değerleri toplanarak sistem sürtünme eğrisi (3) elde edilir. 54 Şekil 2.26. Kollara ayrılan seri boru (Tezer 1978) 2.6.4.4.3. Aynı yüksekliğe su ileten paralel borular Paralel boru hatlarında, bir pompa suyu bir noktadan alıp aynı yükseklikte veya farklı yükseklikte birden fazla noktaya iletmektedir. Şekil 2.27 de su pompa tarafından (A) deposundan alınmakta ve aynı yükseklikteki (B) ve (C) depolarına basılmaktadır. Bu paralel boru tipinde D2>D1 kabul
edilirse, (D2) çaplı borunun yük kaybı daha küçük, (D1) çaplı borunun yük kaybı daha büyük olacaktır. Bu durum sistem sürtünme eğrilerinde de görülmektedir. Geometrik yükseklikler aynı olmasına karşın çapı küçük olan (D1) borusunun sistem sürtünme eğrisi (1), çapı büyük olan (D2) borusunun sistem sürtünme eğrisinden (2) daha diktir. Yani daha fazla enerjiye gereksinim duyar. (AB) ve (AC) boru hatları için ayrı ayrı sistem sürtünme eğrileri (1 ve 2) çizildikten sonra, paralel borularda verdiler farklı, manometrik yükseklikler aynı olduğu için, (Hm) ekseninden (Q) eksenine paraleller çizilir; (1) ve (2) eğrileri toplanarak sistemin sistem sürtünme eğrisi (3) elde edilir. (AB) boru hattındaki boru çapı (D1) (AC) boru hattındaki boru çapı (D2) den küçük olduğu için (B) deposuna çıkan su miktarı (C) deposuna çıkan su miktarından daha az olacaktır (Q1<Q2). Ancak her iki hat için tüm değişkenler (boru boyu, çap, v.b.) aynı ise (B) ve (C) depolarına eşit su iletimi gerçekleşecektir. Şekil 2.27. Aynı yükseklikte iki depoya su ileten paralel borular (Tezer 1978) 2.6.4.4.4. Farklı yüksekliklere su ileten paralel borular Pompaj tesislerinde bazı hallerde bir pompa ile farklı yükseklikteki depolara su basılabilir. Şekil 2.28 de farklı yükseklikteki depolara su ileten paralel borulu bir tesisin tesis yük kaybı eğrisi görülmektedir. Şekilden 55
görüleceği gibi (A) deposundan alınan su farklı yükseklikte (B) ve (C) depolarına iletilmektedir. (B) deposunun geometrik yüksekliği (Hg1), (C) deposunun geometrik yüksekliği (Hg2) dir ve (Hg1>Hg2) olmaktadır. Geometrik yükseklikler farklı olduğundan her iki borunun sistem sürtünme eğrileri de, boru çapları aynı olsa bile, farklı olacaktır. Bu örnekte (D1<D2) dir. Sistem sürtünme eğrisinin çizimi için önce (Hg1) geometrik yüksekliği ve (AB) boru hattı için (1) nolu eğri ve sonra (Hg2) geometrik yüksekliği ve (AC) boru hattı için (2) nolu eğri çizilir. Daha sonra belli (Hm) değerleri için (Q1) ve (Q2) verdi değerleri, yataya paralel olarak çizilen doğrular üzerinde, toplanarak sistemin sistem sürtünme eğrisi (3) elde edilir. Her durumda (B) deposuna giden su (C) deposuna giden sudan daha az olacaktır. Sistemin müşterek sürtünme eğrisinin başlangıç noktasının (1) eğrisinin başlangıç noktasıyla aynı yükseklikte olmasına dikkat edilmelidir. Çünkü ancak bu noktadan sonra ortak nokta elde edilmekte ve pompa her iki depoya birlikte su basabilmektedir. Şekil 2.28. Farklı yükseklikteki iki depoya su ileten paralel borular (Tezer 1978) Farklı yükseklikteki depolara su ileten paralel borulu pompaj tesisinde yük kaybı eğrisi ile pompa karakteristikleri beraber çizilir ve incelenirse aşağıdaki özellikler yazılabilir (Şekil 2.29). Şekilde görüldüğü gibi (Hm-Q)1, eğrisine sahip pompa kullanılırsa bu pompa, (3) eğrisini kesmediği için aynı anda iki depoya su basamaz. 56
(Hm-Q)2, eğrisine sahip pompa, her iki depoya su basarken işletme noktası (İNB+C) dir. Bu noktadaki (QB+C) verdisi (QB) ve (QC) verdilerinin toplamıdır. Pompanın sadece (A-B) veya (A-C) hatlarından birine su basması halinde işletme noktaları (İNBT) ve (İNCT) dir. İşletme noktalarından görüldüğü gibi tek tek çalışma halindeki manometrik yükseklik değerleri, pompanın her iki depoya birden su basması halindekinden daha fazladır. Aynı şekilde verdi değerleri de fazladır. Şekil 2.29. Farklı yükseklikteki depolara su ileten paralel borulu pompaj tesisinin yük kaybı eğrisi ile pompa karakteristik eğrisinin kesiştirilmesi (Tezer 1978) 57
58