NEW TECHNOLOGIES USED IN THE PERFORMANCE TESTING OF SUBMERSIBLE PUMPS



Benzer belgeler
T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ SANTRĠFÜJ POMPA DENEY FÖYÜ HAZIRLAYANLAR. Prof. Dr.

OAG 100A HİDROLOJİ EĞİTİM SETİ ANA ÜNİTE

ATIK SULARIN TERFİSİ VE TERFİ MERKEZİ

SANTRİFÜJ POMPA DENEYİ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUARI

Model : BTB 11. Üretim Yılı : Seri Numarası : BTB-11 TAM OTOMATİK WOLTMAN TEST MASASI

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

FRANCİS TÜRBİNİ DENEY SİMÜLASYONU

AKIŞ ÖLÇÜMLERİ. Harran Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü. Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA 1

ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORDA KAYMANIN BULUNMASI

OAG 100-A-B-C HİDROLOJİ EĞİTİM SETİ ANA ÜNİTELERİ

Pompalar: Temel Kavramlar

Pompa tarafından iletilen akışkanın birim ağırlığı başına verilen enerji (kg.m /kg), birim olarak uzunluk birimi (m) ile belirtilebilir.

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

tmmob makina mühendisleri odası uygulamalı eğitim merkezi Pompa Eğitim Ünitesi Yavuz TÜTÜNOĞLU Makina Mühendisi Enerji Yöneticisi EEP Eğitmeni

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Santrifüj Pompalar: MEKANİK ENERJİYİ, AKIŞKANDA KİNETİK ENERJİYE ÇEVİREN VE AKIŞKANLARI TRANSFER EDEN MAKİNALARDIR.

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVAR DERSİ POMPA DENEYİ

IN-LINE TİP YANDAN EMİŞLİ SALYANGOZLU MONOBLOK SANTRİFÜJ POMPALAR YEP

Robotik AKTUATÖRLER Motorlar: Çalışma prensibi

POMPALAR FLYGT SUMAK FLYGT POMPA

AKIŞ ÖLÇÜMLERİ. Harran Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü. Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA 1

HİDROLİK MAKİNALAR YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

DENEYSAN EĞİTİM CİHAZLARI SANAYİ VE TİCARET LTD. ŞTİ.

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

VANTİLATÖR DENEYİ. Pitot tüpü ile hız ve debi ölçümü; Vantilatör karakteristiklerinin devir sayısına göre değişimlerinin belirlenmesi

AKIŞ ÖLÇÜMLERİ. Kütlenin korunumu prensibine göre içerisinde üretim olmayan bir sistem için;

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

ELEKTRİK GRUBU ELEKTRİK MAKİNELERİ EĞİTİM SETİ ELECTRICAL MACHINERY TRAINING SET

DALGIÇ POMPALAR SDP SUBMERSIBLE PUMPS SDP

DEN 322. Pompa Sistemleri Hesapları

IN-LINE TİP YANDAN EMİŞLİ SALYANGOZLU MONOBLOK SANTRİFÜJ POMPALAR YEP

TRİFAZE VOLTAJ REGÜLATÖRLERİ

FRANCİS TÜRBİN DENEYİ

HİDROLİK LABORATUARI HİDROLİK LABORATUARI DENEY ALETLERİ

ELEKTRİK MOTORLARINDA VE UYGULAMALARINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ. Fatih BODUR

Binaların Isı Merkezlerinde Kullanılan Sirkülasyon Pompalarının Su Basınç ve Enerji Tüketimi için Regresyon Analizi

ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR ÇALIŞMA PRENSİBİ

Türkiye nin ilk fark basınç transmitteri imalatı,

Şekil1. Geri besleme eleman türleri

Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 187 KÜÇÜK GÜÇLÜ İÇTEN PATLAMALI MOTORLARIN KARAKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ VE POMPA AKUPLASYONU

21. ÜNİTE FREKANS-GÜÇ KATSAYISI VE DEVİR SAYISININ ÖLÇÜLMESİ

VOLÜMETRİK DEBİMETRE KDDM 2

DEĞĐŞKEN DEBĐLĐ SĐRKÜLASYON POMPALARI

İNDÜKSİYON MOTORLARIN KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

ELEKTRİK MOTORLARI VE SÜRÜCÜLER

Şekil 4.1. Döner, santrifüj ve alternatif hareketli pompaların basınç ve verdilerinin değişimi (Karassik vd. 1985)

Bernoulli Denklemi, Basınç ve Hız Yükleri Borularda Piezometre ve Enerji Yükleri Venturi Deney Sistemi

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 4

Hava debisi ölçme üniteleri için fark basınç transdüseri

MAK-LAB017 HİDROLİK SERVO MEKANİZMALAR DENEYİ 1. DENEYİN AMACI 2. HİDROLİK SİSTEMLERDE KULLANILAN ENERJİ TÜRÜ

POMPALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ

Vakum Teknolojisi * Prof. Dr. Ergun GÜLTEKİN. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

DENEY-6 Akış Ölçme Deneyi - 2

ÜÇ KADEMELİ DALGIÇ POMPALARIN PERFORMANS EĞRİLERİNİN İNCELENMESİ

Temel Hidrolik- Karakteristik Eğrilerğ

BAYLAN ULTRASONİK ISI SAYAÇLARI ISI SAYAÇLARI. Yüksek Ölçüm Hassasiyeti Düşük Basınç Kaybı Geniş Açılı Glass LCD Ekran Uzun Ömürlü Ve Bakımsız Çalışma

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

EASYLAB çeker ocak kontrolörlerine yönelik

Yüksek verimli içme suyu pompası. Calio-Therm S. Tip Kitapçığı

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

Kavitasyon. Pompa Teknolojileri ve Çalışma Prensipleri

ASENKRON MOTORLARIN KISA TANITIMI. Bu bölümde kısaca motorlar ve kullanılan terimler tanıtılacaktır.

OAG MT AÇIK KANAL VE MODÜLLERİ.

ÇETİNKAYA PANO ÇETİNKAYA PANO

ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ FAN SİSTEMİ EĞİTİM ÜNİTESİ FAN

Titreşim Deney Düzeneği

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

Cihazın Bulunduğu Yer: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü B-Blok, Enerji Verimliliği Laboratuvarı

ÜÇ-FAZ SENKRON JENERATÖRÜN AÇIK DEVRE VE KISA DEVRE KARAKTERİSTİKLERİ DENEY

Ürün serisi tanımlaması: Wilo-Drain MTS

SALYANGOZLU NORM POMPALAR SNP

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR LABORATUVARI BUHAR TÜRBİNİ DENEYİ FÖYÜ

DİŞLİ KUTULU SALYANGOZ POMPALAR DKSP

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/11) Akreditasyon Kapsamı

ASENKRON MOTORLARA YOL VERME METODLARI

ELEKTRİK MOTORLARI İLE İLGİLİ ÇEVREYE DUYARLI TASARIM GEREKLERİNE DAİR TEBLİĞ (SGM-2012/2)

Asenkron Makineler (2/3)

SENKRON MAKİNA DENEYLERİ

1000 V a kadar Çıkış Voltaj. 500 V a kadar İzolasyon Sınıfı. F 140C İzolasyon Malzemesi IEC EN Çalışma Frekansı Hz.

DALGIÇ POMPA TASARIM VE ANALİZİ

PROSES KONTROL DENEY FÖYÜ

İÇİNDEKİLER; Pompa Fiyat Listesi Hidrofor Fiyat Listesi GHN Fiyat Listesi

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9A GERİNİM ÖLÇER KULLANARAK GERİLİM ANALİZİ YAPILMASI

ELEKTRİK MAKİNALARI EĞİTİM SETİ

DENEY 3. Maksimum Güç Transferi

KARAMANOĞLU MEHMETBEY ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

4.Sıkıştırılamayan Akışkanlarda Sürtünme Kayıpları

ELEKTRİKSEL EYLEYİCİLER

OKG-175 GAZ ABSORBSİYON DESORBSİYON DENEY SETİ

Temel Hidrolik- Karakteristik Eğriler

mikroc Dili ile Mikrodenetleyici Programlama Ders Notları / Dr. Serkan DİŞLİTAŞ

MAK-LAB007 AKIŞKAN YATAĞINDA AKIŞKANLAŞTIRMA DENEYİ

SICAK AKIŞKAN (Kızgın Yağ, Kaynar Su) POMPALARI SAP

ED12-REGÜLATÖRLER 2013

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/18) Akreditasyon Kapsamı

Hidroliğin Tanımı. Hidrolik, akışkanlar aracılığıyla kuvvet ve hareketlerin iletimi ve kumandası anlamında kullanılmaktadır.

Transkript:

5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS 09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük, Türkiye DALGIÇ POMPA PERFORMANS TESTLERİNDE KULLANILAN YENİ TEKNOLOJİLER NEW TECHNOLOGIES USED IN THE PERFORMANCE TESTING OF SUBMERSIBLE PUMPS Ergün KORKMAZ a,*, Mustafa GÖLCÜ b, Cahit KURBANOĞLU c a,* Süleyman Demirel Üni. Teknik Eğitim Fak., Isparta, Türkiye, E-posta: korkmaze@tef.sdu.edu.tr b Pamukkale Üni. Teknik Eğitim Fak., Denizli, Türkiye, E-posta: mgolcu@pau.edu.tr c Süleyman Demirel Üni. Müh. Mim. Fak., Isparta, Türkiye, E-posta: kurban@mmf.sdu.edu.tr Özet Pompa performans testleri, tasarımı gerçekleştirilen pompaların performanslarının tespiti veya pompa performansı üzerinde etkili olduğu düşünülen parametrelerin pompa karakteristiklerine etkilerinin incelenmesinde oldukça önem arz etmektedir. Bu nedenle testlerde kullanılacak ölçüm yöntemleri ve ölçme cihazlarının belirlenmesinde gerekli hassasiyet gösterilmelidir. Bu çalışmada; dalgıç pompa karakteristiklerinin belirlenmesi için basma yüksekliği, debi, efektif güç ve motor dönme hızı ölçüm ve kontrolünde kullanılan yeni teknolojiler incelenmiştir. Bu amaçla yüksek hassasiyetli ölçme ve kontrol cihazlarının kullanıldığı dalgıç pompa test ünitesi kurulmuştur. Kullanılan bir program sayesinde pompa karakteristikleri bilgisayar destekli olarak elde edilmiştir. Ayrıca, şebeke gerilimi ve motor devrindeki değişimlerin pompa karakteristikleri üzerindeki olumsuz etkilerinin nasıl giderilebileceği de ortaya konulmuştur. Anahtar kelimeler: Dalgıç pompa, Pompa performansı, Pompa karakteristikleri. çıkartılmasında; basınçlı hava sistemleri, düşey türbin pompaları ve yaygın olarak da dalgıç pompalar kullanılmaktadır. Dalgıç pompalar; montaj kolaylığı, derinlik sınırının olmaması, yüksek verim, enerji tasarrufu ve ekonomikliği nedeniyle teknolojik gelişmelere paralel olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Dalgıç pompalar, çok kademeli bir santrifüj pompanın su altında çalışmaya elverişli elektrik motoruna monte edilmesiyle meydana gelmektedir. Pompa miline güç; eksenel yükleri taşıyabilecek yapıda yataklara sahip, özel olarak tasarlanmış dalgıç motor aracılığı ile aktarılmaktadır. Bir santrifüj pompa deniz seviyesinde atmosferik koşullarda teorik olarak yaklaşık 10 m den, pratikte ise 6-8 m derinlikten su çekebilmektedir. Bu nedenle yeraltı sularının yeryüzüne çıkartılmasında çok kademeli santrifüj pompalar olarak bilinen derin kuyu pompaları kullanılmaktadır [1-2]. Dalgıç pompalar genellikle anma çaplarına göre; 4", 6", 8", 10" ve 14" lik seriler halinde imal edilmektedir. Şekil 1 de dalgıç pompa ve ana parçaları gösterilmiştir. Abstract Pump performance tests are considerably important for the assessment of the performance of pumps designed or study of the effects on the pump characteristics of parameters believed to be affecting pump performance. Therefore, due care should be employed when determining the measurement methods and measurement devices for use in such tests. This study examines new technologies used in the measurement and control of head, flow rate, brake horsepower and rotation speed of the motor. For this purpose, a submersible pump testing unit has been assembled using highly sensitive measurement and control devices. The pump characteristics have been obtained in a computer-aided manner using software. It has been further figured out how negative impacts of changes in the mains voltage and motor rotation speed on pump characteristics could be eliminated. Keywords: Submersible pump, Pump performance, Pump charecteristics. 1. Giriş Tüketilebilir su potansiyelimizin %13 üne yakın bir kısmını oluşturan yeraltı su kaynaklarının yeryüzüne a) b) Şekil 1. a) Dalgıç pompa [3] b) Ana parçaları (standart konstrüksiyon) [4] IATS 09, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye

Elektronik ve bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler her sektörde olduğu gibi pompa sektörünü de yeni arayışlara itmiştir. Bu sayede yüksek hassasiyetli ölçme ve kontrol cihazlarının kullanıldığı bilgisayar destekli pompa test üniteleri yaygınlaşmaya başlamış ve bu konuda çeşitli çalışmalar yapılmıştır [5-8]. Bu çalışmada, dalgıç pompa karakteristiklerinin belirlenmesi için basma yüksekliği, debi, efektif güç ve motor dönme hızı ölçüm ve kontrolünde kullanılan yeni teknolojiler incelenmiştir. Bu amaçla yüksek hassasiyetli ölçme ve kontrol cihazlarının kullanıldığı dalgıç pompa test ünitesi kurulmuştur. basınç transmitteri, debimetre ve sürgülü vana montajları tamamlanmıştır (Şekil 2 ve Şekil 3). 2. Dalgıç Pompa Deney Düzeneği Dalgıç pompa deneylerinin gerçekleştirilebilmesi için öncelikle 3x2x2 m 3 boyutlarında depo imalatı yapılmış ve depo üzerine pompa grubunun montajı gerçekleştirilmiştir. Pompa çarklarının kolaylıkla değiştirilebilmesi için düzenek üzerine 250-500 kg kapasiteli bir vinç monte edilmiştir. Pompa çıkış çapında (4") boru bağlantıları yapılarak Şekil 2. Dalgıç pompa deney düzeneği Şekil 3. Dalgıç pompa deney düzeneğinde kullanılan ölçme aletleri ve bağlantı noktaları (ölçeksiz). 3. Pompa Karakteristiklerinin Belirlenmesi Rotadinamik pompalar, çoğu volumetrik pompalardan farklı olarak, proje değerlerine ve emme koşullarına bağlı olarak değişken debide akışkan basabilirler. Burada debi üzerinde en önemli etken pompanın manometrik basma yüksekliğidir. Manometrik basma yüksekliğine bağlı olarak debideki bu değişim, efektif güç (fren beygirgücü veya toplam aktif güç) ve verim değerlerinin de değişmesine neden olur. Çeşitli debi değerlerine göre manometrik basma yüksekliği, efektif güç ve verim değerlerinin değişimini ifade eden bu eğrilere pompa karakteristik eğrileri adı verilmektedir. Özellikle pompanın en iyi verim noktasının (E.V.N.) tespiti açısından pompa karakteristik eğrilerinin çizimi oldukça önem taşımaktadır [9]. Pompa karakteristiklerinin belirlenmesinde daha önce kullanılan TS ISO 2548 [10] ve TS ISO 3555 [11] standartları geri çekilmiş, yerine TS EN ISO 9906 [12] kullanılmaya başlanmıştır. Her ne kadar en yeni standart TS EN ISO 9906 olsa da bu standartta dahi yeni teknoloji ölçüm cihazlarının kullanımına (basınç transmitterleri, ultrasonik debimetreler, manyetik debimetreler, Laser Doppler Anemometer (LDA) ve Laser Doppler Velocimeter (LDV) gibi) çok fazla yer verilmemiştir. Burada, bu standarda özellikle basma yüksekliği ve debi ölçümleri konusunda yeni teknoloji ölçüm cihazlarının kullanımı ile ilgili eklemeler yapılması gerektiğini vurgulamakta fayda vardır. 3.1. Basınç Ölçümleri Basınç ölçümleri için kullanılan statik basınç ölçme ağızlarının (basınç prizlerinin) açılmasında TS EN ISO 9906 [12] referans alınmıştır (Şekil 4). Şekil 4. TS EN ISO 9906 ya göre statik basınç ölçme ağızlarının özellikleri [12].

Dalgıç pompa sistemlerinde toplam manometrik basma yüksekliği, emme yüksekliği ile düzeltilmiş basma yüksekliğinin toplamı şeklindedir. Emme yüksekliği değeri vakum transmitteri yardımıyla, basma yüksekliği değeri ise pozitif basınç transmitteri yardımıyla ölçülmüştür. Transmitterin bağlı olduğu boru ekseni ile pompa emme kutusu arasındaki düşey uzaklığın, transmitterde okunan basınç yüküne eklenmesiyle düzeltilmiş basma yüksekliği değeri bulunmuş olur. Toplam basma yüksekliği, emme ve düzeltilmiş basma yüksekliklerinin toplamı olarak ortaya çıkar (Şekil 5). Anemometer (LDA) ve Laser Doppler Velocimeter (LDV) gibi oldukça yüksek hasiyete sahip cihazların kullanımı da gittikçe yaygınlaşmakta ancak özellikle küçük ve orta ölçekli tesisler için oldukça yüksek maliyetleri nedeniyle cazibesini yitirmektedir [14]. Deney düzeneğinde kullanılan ultrasonik ve manyetik debimetreler Şekil 7 de gösterilmiştir. (a) (b) Şekil 7. Ultrasonik (a) ve manyetik (b) debimetreler [9]. Şekil 5. TS EN ISO 9906 ya göre dalgıç pompalar için basma yüksekliğinin ölçülmesi [12]. Klasik pompa test sistemlerinde basınç ölçümleri için genellikle manometreler kullanılmaktadır. Oysa son zamanlarda ölçüm hassasiyetleri nedeniyle basınç transdüserleri veya basınç transmitterleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Basınç ölçümleri için; 24 V DC beslemeli, 2 telli bağlantılı, 4~20 ma çıkışlı, -1~0 bar basınç aralığına sahip vakum basınç transmitteri (Şekil 6a) ve 0~10 bar ölçüm aralığına sahip pozitif basınç transmitterleri (Şekil 6b) kullanılmıştır. Transmitterlerden elde edilen 4~20 ma çıkış sinyalleri modül kanallardan geçirilerek kullanılan yazılım sayesinde bir ara yüze aktarılmıştır. Burada hem ultrasonik, hem de manyetik tip debimetre kullanımındaki amaç her iki debimetrenin de kıyaslanmasına imkan tanımaktır. Debimetrelerin doğru ve hassas ölçüm yapabilmesi için düzenek üzerinde bağlanacakları yerlerin tespiti oldukça önemlidir. Ultrasonik debi ölçüm cihazının doğru ve hassas ölçüm yapabilmesi için (akışın tam gelişmiş ve üniform olabilmesi için) sistemde kullanılan debimetrenin kelepçe sensöründen önce boru çapının (4") en az 10 katı, kelepçe sensöründen sonra ise kullanılan boru çapının en az 5 katı kadar boru boyuna ihtiyaç duyulmaktadır (Şekil 8). Şekil 8. Ultrasonik debimetre sensörü bağlantı şartları [15]. Manyetik debimetre için ise; manyetik debimetreden önce kullanılan boru çapının en az 5 katı, debimetreden sonra da kullanılan boru çapının en az 2 katı mesafe gerekmektedir (Şekil 9). (a) (b) Şekil 6. Vakum ve pozitif basınç transmitteri [13]. 3.2. Debi Ölçümleri Rotadinamik pompalar için çok değişik hacimsel debi ölçüm metotlarının kullanımı mümkündür. Savak, orifismetre, venturimetre, su sayaçları ve sabit hacim tankları ile hacimsel debi ölçümleri yapılabilir. Ancak son zamanlarda özellikle montaj kolaylığı ve yüksek hassasiyetleri nedeniyle ultrasonik (ölçülen değerin ±%1 i) ve manyetik (ölçülen değerin ±%0.15 i) tip debi ölçerlerin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Bunun dışında Laser Doppler Şekil 9. Manyetik debimetre bağlantı şartları [16]. TS EN ISO 6817 de [17], debi ölçerin sıvı giriş veya sıvı çıkış tarafına yerleştirilen boru montaj parçalarının (dirsekler, vanalar, redüksiyon parçaları vb.), hız profili ve debi ölçer performansı üzerinde olumsuz etkilere neden olabileceği ifade edilmiştir. Bu etkileri en aza indirmek için, debi ölçer imalatçısının montajla ilgili önerilerine uyulması gerektiği belirtilmiştir. TS EN ISO 29104 te [18] de debi ölçer imalatçısının montaj talimatlarına uyulması gerektiği belirtilmiş, imalatçının montaj talimatları yoksa debimetre giriş ağzının herhangi bir türbülans meydana gelen

noktadan, boru anma çapının 10 katı (10 DN) mesafede ve debimetre çıkış ağzının da, herhangi bir türbülans meydana gelen noktaya, çıkıştan itibaren, boru anma çapının en az 5 katı (5 DN) mesafede olacak şekilde yerleştirilmesi gerektiği ifade edilmiştir. şeklinde gösterilir [20]. Bu kayma motorun sargısı, nüve yapısı gibi çeşitli motora özgü faktörlere bağlı olarak değişkenlik göstererek motor miline devir kaybı olarak yansıyacaktır. Şekil 11 de bir asenkron motor karakteristik eğrisi görülmektedir. 3.3. Efektif Güç Ölçümleri Pompanın çalışma noktasındaki verimini tespit edebilmek için pompanın şebekeden çekeceği aktif gücün tespit edilmesi gerekir. Bu amaçla; elektrik sayacı, penswattmetre, voltmetre, ampermetre ve cosφmetre kullanılabilir. Daha etkin bir yöntem ise şebekeye ait akım, gerilim, güç faktörü, akım ve gerilim harmonikleri, aktif, reaktif ve görünür güçler gibi bir çok bilgiyi bir arada bulma imkanı veren şebeke analizörü kullanmaktır. Bu nedenle deneylerde aktif güç ölçümleri için Şekil 10 da gösterilen ±%1 hassasiyete sahip Entes marka MPR-60S model şebeke analizörü kullanılmıştır. Şekil 10. Aktif güç ölçümlerinde kullanılan şebeke analizörü [19]. Elektrik motorları, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürürken şebekeden aktif güç çekerken aynı zamanda gerekli manyetik alanları oluşturabilmek için de reaktif güç çekmektedir. Pompa motorunun şebekeden çekeceği güç efektif yani aktif güçtür. Reaktif gücün önlenmesi için sistemde kompanzasyon yapılabilir. Bunun için elektrik panosuna, elektrik motoru kapasitesine göre kondansatör bağlantısının yapılması gereklidir. 3. 4. Motor Devri Ölçümleri ve Kontrolü Asenkron motor çalışma prensibi gereğince yük altında iken belirli bir kayma değerine sahiptir. Bu kayma değeri, asenkron motorda stator devri ile rotor devri arasındaki fark (rotorun statoru takibindeki gecikme) olarak ifade edilir. Statorun toplam kutup sayısı (P) ve stator sargılarına uygulanan gerilimin frekansı (f s) ise statorun senkron hızı; Şekil 11. Asenkron motor devir-tork karakteristiği. Şekil 11 de görüldüğü gibi, tork arttıkça motor sargıları bir aşamadan sonra bu torku yenebilmek için gerekli elektrik akısını sağlayamayacak ve motor devri azalacaktır. Bizim çalışma bölgemiz motorun saturasyona (doyuma) uğradığı bölgede değil, motorun hız ve torkunun orantılı olarak değiştiği bölgededir. Bu bölgede tork arttıkça hız azalmaktadır. Bu durum aslında asenkron motor kullanılarak yapılan birçok deneyde önemli bir faktördür. Nitekim dalgıç pompa çarklarının test edilmesinde de pompa çarklarının değişik vana pozisyonlarında (değişik yük değerlerinde) test edilmesi söz konusudur. Özellikle E.V.N. üzerindeki vana pozisyonlarında motor devrinde büyük düşmeler söz konusu olabilmektedir. Pompa karakteristiklerinin boyutsuz sayılarla ifadesi dikkate alınırsa motor devrinin; debi sayısı ile lineer, basınç sayısı ile ikinci dereceden ve güç sayısı ile üçüncü dereceden ilişkili olduğu, dolayısıyla pompayı tahrik eden motor devrindeki değişimlerin pompa karakteristikleri üzerinde ne kadar etkili olduğu daha iyi anlaşılabilir. Motor devrindeki düşüş, yalnız yük artışından değil aynı zamanda şebeke gerilimindeki aşırı düşmelerden de kaynaklanabilmektedir. Şebeke gerilimi, motor devri üzerinde (dolayısıyla pompa karakteristik değerleri üzerinde) önemli bir etkiye sahiptir. Bu durumun çark karakteristiklerinin karşılaştırılmasında olumsuz etkiye neden olmaması için deney düzeneğinde Saba marka, 30 kva gücünde Trifaze servo voltaj regülatörü kullanılmıştır. Şekil 12 de deneylerde kullanılan servo voltaj regülatörü gösterilmiştir. ( f ) 120 s d ns = (1) P d olarak ifade edilir. Motorun rotoruna tork etki ettiği zaman rotora bir kuvvet uygulanmış olacak ve rotor artık stator frekansını yakalayamayacaktır. Bu durum kaymaya neden olacaktır. Rotor hızı (n r) olmak üzere, stator ve rotor arasındaki kayma (S), S n n ω ω s r s r = = (2) ns ωs Şekil 12. Voltaj regülatörü [9]

Her ne kadar voltaj regülatörü şebeke gerilimindeki değişimleri azaltsa da voltaj regülatörünün de hassasiyetine bağlı olarak (şebeke geriliminin ±%2 si kadar) belirli bir çalışma aralığı bulunmaktadır. Bu nedenle özellikle şebeke geriliminin çok değişken olduğu yerlerde kullanımı yeterli olmayabilir. Deneylerin devir sayısı açısından stabilizasyonunda kesin çözüm ise motor devrinin ölçülerek, bir sürücü ve PLC (Programmable Logic Controller) ünitesi kullanılarak motor devrinin geri beslemeli kontrolünden geçmektedir. Deneylerde kullanılan dalgıç motoru 2850 d/d motor devrinde kullanılmıştır. 2850 d/d motor devrini elde etmek için frekans invertörü (Şekil 13), kontrolü için de PLC ünitesi ve PLC ile kullanıcı temasını sağlayan kontrol paneli (Şekil 14) kullanılmıştır. Şekil 13. Frekans invertörü [21]. Şekil 16. Endüktif yaklaşım sensörünün algılamasında kullanılan zincir dişli çark Endüktif sensör 0-4 mm mesafe aralığında, önünden geçen metal elemanları görebilmektedir. Motor miline tespit edilmiş olan zincir dişli mil ile beraber dönerken, bu esnada sensör önünden geçen diş sayıları sayılmakta ve PLC ünitesine gönderilmektedir. PLC kontrol panelinden girilen devir sayısını okuyarak sensörden aldığı devir bilgisi ile karşılaştırır. PLC karşılaştırmanın sonucu doğrultusunda frekans invertörüne 0-10 V DC sinyal göndererek sürücüyü kontrol eder. Burada asıl kontrol elemanı olan PLC, sürücüyü ara eleman olarak kullanmak suretiyle motorun sabit devirde kalmasını sağlamaktadır. PLC 0 ile 10 V DC arasındaki analog bilgiyi sürücüye gönderdikten sonra sürücü 0-10 V DC sinyali, 0-50 Hz arasında derecelendirerek gelen sinyale göre motoru bu frekansta sürmektedir. Örnek olarak, eğer PLC karşılaştırma sonucunda sürücüye 5 V DC sinyal göndermiş ise frekans invertörü pompa motorunu 25 Hz de sürer. Yalnız motorun sürülmesi sırasında değerlendirme, sensörden geri besleme olarak her an devam ettiği için PLC anlık olarak 1.75 sn cevap zamanı ile motor frekansını kontrol etmektedir. Haliyle motor yüksüz halden yüklü hale geçtiği sırada (vana açıldığı zaman) milden alınan devir bilgisi aracılığıyla devir azalması tespit edilerek, PLC tarafından anında müdahale edilir. PLC devirdeki azalma miktarıyla orantılı olarak frekans değerini artırarak istenilen devir sayısının sabit kalmasını sağlamaktadır. 3. 5. Verim Ölçümleri Şekil 14. PLC ve kontrol paneli [9]. Motor devri ölçümlerinde yaygın olarak takogeneratör kullanımı söz konusudur. Ancak dalgıç motorlarının su içerisinde çalışması nedeniyle takogeneratör kullanımı uygun değildir. Bu nedenle motor devir sayısının tespiti için, endüktif yaklaşım sensörü (proximity switch) kullanılmıştır (Şekil 15). Şekil 15. Devir sayısı ölçümlerinde kullanılan endüktif yaklaşım sensörü [22]. Pompa genel verimi, pompanın akışkana verdiği gücün (P 0), efektif (aktif) güce (P e) oranıdır. P 0 η g = (3) Pe Pompanın akışkana verdiği güç (P 0) ise; P = ρ g Q (W) (4) 0 H m şeklinde hesaplanır. Burada; ρ akışkanın yoğunluğu (kg/m 3 ), g yer çekimi ivmesi (m/s 2 ), Q debi (m 3 /s) ve H m toplam manometrik basma yüksekliği (m) olarak ifade edilmiştir. Deneyler esnasında değişik vana pozisyonları için; vakum basıncı, basma yüksekliği, debi ve toplam aktif (efektif) güç bilgileri kullanılan arayüz programı ile kaydedilmiştir (Şekil 17). Bu sayede her bir çark için, tüm çalışma noktası değerleri tespit edilmiştir. Endüktif yaklaşım sensörleri metal elemanlara duyarlı oldukları için motor mili üzerine Şekil 16 da gösterilen 8 diş sayısına sahip zincir dişli tespit edilmiştir.

Şekil 17. Deney düzeneğinde kullanılan arayüz programı. 4. Sonuçlar Her ne kadar pompa tasarımları, temel tasarım kitaplarında yer alan ampirik denklemelere dayalı olarak gerçekleştirilse de tasarımı gerçekleştirilen pompanın deneylerle desteklenmesi gerekmektedir. Bu nedenle pompa deneylerinde kullanılan cihaz ve ekipmanların hassasiyetleri de oldukça önem taşımaktadır. Özellikle pompayı karakterize eden manometrik basma yüksekliği ve debi parametrelerinin hassas bir şekilde ölçülmesi gerekmektedir. Basınç ölçümlerinde manometreler yerine basınç transducerlerinin veya transmitterlerinin, debi ölçümlerinde ise sabit hacim tankları, savak, orifismetre ve venturimetre yerine ultrasonik veya manyetik tip debi ölçer kullanımı önerilebilir. Şebeke bilgilerinin tespiti için de ampermetre, voltmetre, cosφmetre yerine, penswattmetre veya şebeke analizörü kullanmanın faydalı olacağı söylenebilir. Pompa karakteristik değerleri üzerinde, şebeke gerilimi ve kullanılan motor devrinin oldukça etkili olduğu görülmüştür. Bu nedenle pompa performans testlerinde; şebeke gerilimindeki dalgalanmaları azaltmak için trifaze servo voltaj regülatörü, motor devrinin sabit tutulabilmesi için de frekans invertörlü devir kontrolü yapılması, elde edilen sonuçların tutarlılığı ve geçerliliği açısından oldukça önemlidir. Teşekkür Çalışmanın tamamlanmasındaki katkılarından dolayı Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimine ve Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) a teşekkür ederiz. Kaynaklar [1] Gölcü, M., Dalgıç pompalarda çarka ara kanatçık ilavesinin verime etkisinin analizi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 127s, Denizli, 2001. [2] Korkmaz, E. Kurbanoğlu, C. ve Gölcü, M., Dalgıç pompalarda kullanılan çarklar, kavitasyon oluşumu ve önleme çareleri. VI. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, 25-27 Mayıs, Isparta, 893-904, 2006. [3] Anonim, Grundfos internet sitesi. http://net.grundfos.com/doc/webnet/sp/int/features_sp. htm, Erişim Tarihi: 27.12.2008. [4] Anonim, Alarko Carrier Sanayi ve Ticaret A.Ş. internet sitesi.http://www.alarkocarrier.com.tr/urun/brosur/4dp ompa_brs.pdf, Erişim Tarihi: 28.12.2007. [5] Sungur, C., Bilgisayar kontrollü yüksek hassasiyetli santrifüj pompa deney ünitesinin gerçekleştirilmesi, Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 17, 32, 39-46, 2003. [6] Sungur, C. ve Bal, G., Yüksek güvenirlikli ve hassasiyetli bir santrifüj pompa deney standının bilgisayar kontrollü olarak geliştirilmesi, 3. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, 18-20 Ağustos, 403-414, Ankara, 2003. [7] Ertöz, A.Ö. Değer, T. ve Karamanoğlu, Y., Pompa deney standı modernizasyonu, 5. Pompa - Vana Kongresi ve Sergisi, Hilton Convention&Exhibition Center, İstanbul, 22-24 Kasım 2004. [8] Değer, T. ve Ertöz, A.Ö., Bilgisayar destekli pompa tasarımı, 5. Pompa - Vana Kongresi ve Sergisi, Hilton Convention&Exhibition Center, İstanbul, 22-24 Kasım 2004. [9] Korkmaz, E., Farklı kanat çıkış açılarında ara kanatçık uzunluğunun ve çevresel pozisyonunun dalgıç pompa performansına etkisinin analizi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 208s, Isparta, 2008. [10] Anonim, TSE ISO 2548, Santrifüj pompalar - Karışık akışlı ve eksenel pompalar kabul deneyi esasları Sınıf C,Türk Standartları Enstitüsü, 47s, Ankara, 1999. [11] Anonim, TSE ISO 3555, Santrifüj pompalar - Karışık akışlı ve eksenel pompalar kabul deneyi esasları - Sınıf B, Türk Standartları Enstitüsü, 47s, Ankara, 1999. [12] Anonim, TSE EN ISO 9906, Rotodinamik pompalar - Hidrolik performans kabul deneyleri - Sınıf 1 ve Sınıf 2, Türk Standartları Enstitüsü, 60s, Ankara, 2002. [13] Anonim, Wika Instrument Corporation internet sitesi. http://www.wika.com/wikaweb/product/pdf/s-10_s- 11.pdf, Erişim Tarihi: 27.12.2008. [14] Korkmaz, E. Kurbanoğlu, C. ve Gölcü, M., Dalgıç pompa deney düzeneği ve ölçüm sistemleri, 15. Yıl Mühendislik-Mimarlık Sempozyumu, 14-16 Kasım, Isparta, Bildiriler Kitabı Cilt 1 1-9, 2007. [15] Anonim, Krohne Optisonic 6300 Ultrasonic clamp-on flowmeter, Manual, 75p, Germany, 2006. [16] Anonim, Krohne Optiflux 1000/5000 Electromagnetic flow sensor, sandwich versions, for volumetric flow rate measurement electrically conductive liquids, Quick start, 8p, Germany, 2005. [17] Anonim, TSE EN ISO 6817, Borulardaki iletken sıvı akışının ölçülmesi-elektromanyetik debi ölçerlerin kullanım metodu, Türk Standartları Enstitüsü, 20s, Ankara, 2003. [18] Anonim, TSE EN ISO 29104, Borularda akışkan akışının ölçümü - Sıvılar için - Elektromanyetik debi ölçerin performansını değerlendirme metotları, Türk Standartları Enstitüsü, 21s, Ankara, 2002. [19] Anonim, Entes MPR-60S Elektronik şebeke analizörü kullanma kılavuzu, 37s, İstanbul, 2006. [20] Çolak, İ., Asenkron Motorlar, Seçkin Yayıncılık, 174s, Ankara, 2008. [21] Anonim, Moeller-Drives internet sitesi. http://www.moellerdrives.co.uk/product_info.php?cpath=32_47_37&prod ucts_id=53, Erişim Tarihi: 27.12.2008. [22] Anonim, Balluff Sensors Worldwide internet sitesi. http://www.balluff.co.uk/balluff/produkte.nsf/codesea rch/ceddc9845ebded16c1257004004e831d?op endocument, Erişim Tarihi: 27.12.2008.