pompaakademisi

  • Yazıtipi boyutunu arttır
  • Varsayılan yazıtipi boyutu
  • Yazıtipi boyutunu azaltır
Reklam
Anasayfa

4.13.Kavitasyon Hakkında Bilinmesi Gereken 10 Şey

e-Posta

 

Pompa uygulamalarında kavitasyon kaçınılmaz olduğundan, NPSH hesapları ile kavitasyonu nasıl azaltacağımızı bilmek pompa işlevselliği ve sağlığı için gereklidir.

Net Pozitif Emme Yükü* (NPSH-ENPY)’ nün ne olduğunun anlaşılması işletme müdürleri, pompa üreticileri ve işletmecileri için çok gereklidir. Uygun NPSH hesapları kavitasyondan kaçınmak ve uygun pompa işlevselliği sağlamak açısından çok önemlidir. NPSH hakkında aşağıda açıklanan 10 faktör son kullanıcılara sistemin verimliliğinin ve uygun biçimde çalışmasının geliştirilmesinde yardım edebilir.

 

 

  1. 1. NPSH Marjlarının Analizi Kavitasyonu Düşürebilir

Kavitasyon, sistem içerisinde sıvının kısmen buharlaşması olarak tanımlanır. Buhar, akışkanın içerisindeki akış halinde statik basıncın, o akışkanın buhar basıncının altına düşmesi sonucunda oluşur. Buhar baloncukları oluştuğunda iki fazlı bir akış meydana gelir. Bu baloncuklar, statik basıncın akışkanın buhar basıncının üzerine çıktığı bir bölgeye ulaştıklarında kavitasyona sebep olacak şekilde çökerler. Bu baloncuklar, pompanın basma yüksekliğinin ve veriminin düşmesine sebep olan boşluklara sebep olurlar ve aşırı gürültü ve titreşim üretirler. Kavitasyon sonucu meydana gelen aşınmalar pompa basma yüksekliğinde ve veriminde düşüşlere sebep olur. Ayrıca yüksek titreşimlerde yatak ve salmastra gibi yardımcı ekipmanların zarar görmesi de çoğu zaman muhtemeldir. Pompa içerisinde en düşük basınç genellikle çark kanatlarının ön kenarları civarında meydana gelir ve bu bölge kavitasyonun en çok meydana geldiği bölgedir.

 

 

Şekil 1 Kavitasyonun Görselleştirilmesi (Resim ve grafikler ITT Gould Pumps’a aittir.)

Pompa içerisinde kavitasyon tamamen engellenemese bile NPSHR değerinin doğru ölçümü ve NPSH marjlarının doğru analiz edilmesi ile düşürebilir.

2. NPSH’ın iki ana bileşeni vardır.

NPSHR ve NPSHA değeri arasındaki farkın fazla olması, pompa basma yüksekliğinde kavitasyondan kaynaklanan basma yüksekliği düşümünün makul bir düzeyde kalmasını sağlar.

3. NPSHA Hesabı, Derinlikli Hesaplamalar Gerektirir

NPSHA Atmosfer basıncı, tankın yüksekliği veya basıncından doğar. Bu ölçüm veya hesaplamalar kullanıcı tarafından yapılmalıdır. Deniz seviyesinde, atmosfer basıncı 14,77 psi veya 1 bardır. Atmosfer basıncı deniz seviyesinden yükselti ile değişir. Ek olarak akışkanın buhar basıncı, akışkanın sıcaklığına bağlıdır.

 

4. NPSHR, Kritik Testlerle Belirlenir

NPSHR değeri, pompa basma yüksekliğindeki düşümü makul düzeyde tutmak için gerekli minimum pompa giriş basıncını verir. NPSHR değerinin hesaplanması için debi sabit tutulur, NPSHA değeri kademeli olarak düşürülür. NPSHA değeri düşürüldükçe pompa içerisindeki kavitasyon giderek artar ve bir noktada pompa akışkan pompalamayı keser. Bu testler her bir debi noktasında tekrarlanır. NPSHR, genellikle NPSH3 olarak adlandırılır çünkü, NPSHR değerinin belirlenmesinde pompa basma yüksekliğinin %3 düştüğü NPSH değeri kullanılır.

5. NPSH değerinin başka diğer formları vardır

NPSH için pek çok kısaltma vardır. NPSH3 gibi, NPSH1 veya NPSH0 gibi NPSH değerlerinde pompa basma yüksekliği %1 ve %0 düşer. NPSHi kısaltmasında ise, i* başlangıç için kullanılır ve kavitasyonun ilk başladığı NPSH değerine karşılık gelir.

 

NPSH40K ise, çarkın 40.000 saatlik ömre sahip olduğu NPSH değerine karşılık gelir. NPSH40K, sadece pompa tedarikçisi tarafından belirlenebilir ve çark geometrisi ve malzemesi hakkında geniş bir bilgi gerektirir. NPSH40K tipik olarak kazan besi suyu pompalarında, büyük ve kritik pompalarda, işletmeci ve bakımcıların büyük/ana bakımlar arasında çark arızasının olmayacağından kesinlikle emin olmak istediği işletmelerde kullanılan pompalarda kullanılır.

 

6. NPSH40K’nın Belirlenmesi İçin Üç Farklı Metot Kullanılır

Pompa tedarikçileri üç farklı metotla NPSH40K değerini belirlerler. İlk metotta çarkın birebir veya ölçekli bir modeli yapılır ve test çalıştırmasının ardından meydana gelen arızalara bakılır. Bu işlem masraflı ve zaman alıcı olabilir. Bir başka yöntem “Vlaming”, su içerisinde çalışan paslanmaz çelik malzemeden çarkların NPSH40K değerini belirlemek için kullanılan deneysel bir yöntemdir. “Gülich” ise, üçüncü metottur ve kavitasyon baloncuklarının genellikle hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD veya Computational Fluid Dynamics CFD) ile belirlenen boyutlarının analizine dayanır.

 

 

7. Doğru malzeme seçimi NPSH marj değerini düşürebilir

2012 yılında, NPSH marjları, pompanın kullanıldığı yere göre ne kadar bir NPSHA değeri istendiği ve NPSHA ile ilgili ne tür konulara dikkat edilmesi gerektiği konularında bilgi ve tavsiyeler içeren yeni bir Hidrolik Enstitüsü (Hydraulic Institute-HI) 9.6.1 Standardı yayınlandı.

Uygun malzeme seçimi, gerekli NPSH marjlarını düşürebilir ve bunun sonucu olarak da ömür boyu maliyet düşer. Malzeme seçimi işleminde son kullanıcılar kavitasyon hasarına en az duyarlı malzemeleri gözönüne almalıdır.

8. NPSH Ne Olursa Olsun, Bütün Pompalarda Kavitasyon Meydana Gelir

Genellikle pompa kullanıcıları, NPSHA değeri NPSHR değerinden büyükse kavitasyon olmayacağı inancındadır. Bu yaygın bir yanlış anlamadır. Örneğin, NPSH3 değerinin 19 feet, NPSH1 değerinin 25 feet olduğu bir pompada kavitasyonun basma yüksekliğinde hiç düşüşe sebep olmadığı NPSH0 değeri 63 feet ve NPSHi 107 feet’dir. Yani hiç kavitasyon olmaması için NPSHA değeri NPSHR değerinin 5,5 katı olmalıdır. Eğer varsa bile çok az pompa bu şekilde bir marja sahiptir, yani aslında bütün pompalar kavitasyonla çalışır. Soru ise, kavitasyonun hasara sebep olup olmadığıdır.

9. Özel Malzemeler Kavitasyon Hasarını Engellemeye Yardımcı Olabilir

Her pompada kavitasyon meydana geldiğinden kullanıcılar hasarı en aza indirmek için doğru malzemeyi bulmalıdır. Kavitasyon direnci için en çok seçilen malzeme martensitik paslanmaz çelik (CA6NM), Krom çeliği veya 13-4’tür. Daha dirençli malzemeler de mümkündür ancak bunlar daha az yaygın ve daha pahalıdır. Bu da martensitik paslanmaz çelik malzemeyi temiz su uygulamaları için en ideal seçenek haline getirir.

 

10. Termodinamik Etki, NPSH’ı Etkileyebilir

Bir akışkan, daha yüksek buhar basıncına sahipse, buhar-sıvı sınırlarında ve buhar baloncukları içerisinde daha yüksek bir enerji alışverişi olur. Bu termodinamik etki veya hidrokarbon düzeltme faktörü olarak bilinir. Bu şekilde kavitasyon baloncukları küçülür ve NPSHR düşer.

Bir şüphe durumunda akışkanın kritik noktası gözönüne alınmalıdır. Suyun kritik noktasına yaklaştıkça (374 0C) termodinamik efekt daha fazla etkili hale gelir. Bu kritik noktada, sadece bir tek faz vardır; ya düşük yoğunluklu sıvı veya yüksek yoğunluklu gaz. Sıvı-gaz karışımı olmadığından kavitasyon meydana gelemez. Bu etki üzerine bir rehber H.I. Standart 1.3.’de bulunabilir.

 

Sonuç

Pompa uygulamalarında kavitasyon kaçınılmazdır. NPSH hesaplamaları yolu ile kavitasyon etkilerinin nasıl düşürüleceğini bilmek pompanın etkinliğini ve sağlığını arttırmak için önemlidir. Kavitasyonun etkilerini azalmak için malzeme ve yöntemler olmasına rağmen kavitasyon her zaman var olacaktır. Önemli olan kavitasyon hasarından kaçınmak için yapılabilecekleri tayin etmektir.

 

Simon Bradshaw (ITT Goulds Pumps)

 

Yazarın izni ile yayınlanmaktadır.

*Net Positive Suction Head (NPSH) veya Emmedeki Net Pozitif Yük (ENPY), yazıda NPSH kullanımı tercih edilmiştir.

**Inception: Başlangıç

Son Güncelleme: Pazar, 20 Eylül 2015 00:47  

Yorum ekle

Makaleler için yorum ekleyebilirsiniz


Güvenlik kodu
Yenile

 

©Pompa Akademisi

Yasal Uyarı: Yayınlanan makalelerin tüm hakları Pompa Akademisi’ne aittir. Kaynak gösterilse dahi makalenin tamamı özel izin alınmadan kullanılamaz. Ancak alıntılanan makalenin bir bölümü, alıntılanan makaleye aktif link verilerek kullanılabilir.

Facebook Share

Facebook'ta Paylaş

Eğitim Duyurusu

Reklam

Sıcak Haberler

Pompa Akademisi'ne Forum eklendi. Forum'da sorularınıza çözüm bulabilir, meslektaşlarınıza yardımcı olabilirsiniz.