pompaakademisi

  • Yazıtipi boyutunu arttır
  • Varsayılan yazıtipi boyutu
  • Yazıtipi boyutunu azaltır
Reklam
Anasayfa 1. Temel Kavramlar 1.5. Basınç-Hız ve Pompa Basınç İlişkisi

1.5. Basınç-Hız ve Pompa Basınç İlişkisi

e-Posta

1. Basınç-Hız İlişkisi:

Basınç kavramını Makale 1.1’de anlatmıştık. Bu yazıda basınçla ilgili daha geniş açıklamalara, pompa-basınç ilişkisine ve bazı basınç birimlerinin dönüşümüne göz atacağız. Basınç statik ve dinamik olarak ikiye ayrılır. Bir boru içerisinden akan bir akışkanın borunun her yönüne yaptığı basınç statik basınçtır ve akışkanın hızı arttıkça azalır. Statik basınç yönsüzdür. Dinamik basınç ise akışkanın hareketi yönünde önünde varolan bir engele uyguladığı basınçtır, yönlüdür ve yönü hareketi yönündedir. Akışkanın hızı arttıkça dinamik basınç artar.

 

 

Şekil 1 Ventüri Borusu

 

Şekil 1’de görülen bir ventüri borusunu ele alalım. Şekil üzerinde statik ve dinamik basınçlar görülmektedir. Görüldüğü gibi statik basınçlar tüp içerisinde her yöne etki uygularken dinamik basınç sadece akış yönünde etki uygulamaktadır. diferansiyel yüksekliğe sahip civalı manometre dinamik basıncı ölçerken, diferansiyel yüksekliğe sahip manometre ise statik basıncı ölçmektedir. Şekilde görüleceği üzere 1 noktasında statik basınç daha fazladır, 2 noktasında ise dinamik basınç daha fazla olmaktadır. Bunun sebebi hız artan akışkanın statik basıncı düşerken dinamik basıncının artmasıdır. Buradaki statik basınç düşümünü hesaplarken yine Bernoulli denkleminden yararlanılır. Şimdi Bernoulli denklemini yazalım:

(1.1)

1 ve 2 noktası arasında herhangi bir kayıp olmadığını düşünürsek kayıp bileşenimiz büyüklüğünü denklemden çıkartabiliriz. Ayrıca Şekil 1’den görüleceği üzere 1 ve 2 noktası arasında herhangi bir yükselti farkı olmadığından olur ve bu ifadelerde denklemden silinir. Denklem aşağıdaki hale gelir;

(1.2)

Denklemdeki ve ifadeleri sırasıyla 1 ve 2 noktalarındaki statik basıncı, ve ifadeleri ise yine sırasıyla 1 ve 2 noktalarındaki dinamik basıncı verir. Aslında daha önce hız enerjisi olarak ifade ettiğimiz ifadesi burada basınca neden dönüşmektedir? Bunun sebebi dinamik basıncı ölçen manometre ağzına gelen akışkanın bu noktada akış devam etmediği için hızının sıfıra inmesi ve sahip olduğu tüm hız enerjisinin basınç enerjisine dönüşmesidir. Bu ifade ise akışkanın dinamik basıncıdır. Denklem üzerinde biraz daha işlem yaparak şu ifadeyi elde edebiliriz;

 

(1.3)

 

Bu denklem ise farklı kesit alanlarına sahip 2 akış bölgesi içerisinde statik basınç farklarını ve kesit alanlarını biliyorsak hız için bir değer bulabileceğimizi ve buradan yine kesit alanlarını kullanarak debiyi elde edebileceğimizi gösterir.

 

Örnek 1: Şekil 1’de gösterilen bir ventüri borusunda 1 noktasında boru çapı 100 mm ve 2 noktasında boru çapı 80 mm olsun. yükseklik farkına sahip civalı manometrede = 10 mm ise kayıpları da ihmal ederek akışkanın sıcaklığında su olduğu durumda hacimsel debiyi bulunuz.

1.3 denklemine göre hesaplama yaparsak ilk önce büyüklüğünü bularak hızlar arasında bir ilişki kurabiliriz. büyüklüğü civalı manometrede ölçülen değeri kullanılarak bulunabilir. Makale 1.1’de gördüğümüz gibi yüksekliğine sahip bir akışkan kolonunun altındaki yüzeye yaptığı basınç çarpımı ile bulunmaktaydı. Burada değeri olarak ve h değeri olarak ta değerini kullanırsak denklem şu hale gelir ve bu denklemle büyüklüğünü bulabiliriz.

 

 

 

 

 

 

Şimdi hacimsel debi ve alan oranlarını kullanarak ve hızları arasında bir ilişki kurabiliriz.

(1.4)

(1.5)

Şimdi bulduğumuz değerleri 1.3 denkleminde yerine yazalım.

 

 

 

 

Şimdi büyüklüğünü hesaplayarak hacimsel debiyi bulabiliriz.

Bulduğumuz bu değerleri hacimsel debi bağıntısında yerine koyarsak;


 

 

 

elde ederiz.

 

 

2. Pompa-Basınç İlişkisi:

Şekil 2

 

 

 

 

 

Şekil 2’de görülen A deposundan aldığımız akışkanı B pompası aracılığıyla C borusuna aktaralım. C borusunun ucu atmosfere açık ve boru üzerinde kayıp olmasın. D manometresi ise mutlak basıncı değil fark basıncı ölçsün. Bu durumda manometreden okunacak değer sıfırdır.

 

Not: Mutlak basınç manometreleri kurulduğu hat üzerindeki statik basıncı ve ona ilaveten atmosfer basıncını ölçerler. Yani ölçülen basınç statik basınç+atmosfer basıncıdır. Fark basınç manometreleri ise sadece hattaki statik basıncı gösterirler.

Bu ölçümden anladığımız aslında pompaların basınç üretmediğidir. Pompalar sadece karşı basınca karşı akış üretirler. Pompa eğrilerinde okuduğumuz basma yüksekliği pompanın üretebildiği basıncın ölçüsü değildir. Bu değer o basınçta (karşı basınç) pompanın üretebildiği debiyi gösterirler. Önünde karşı basınç olmayan bir pompa akışkana sadece hız verir. Bunu örnek bir pompa eğrisi üzerinde tekrar açıklayalım.

 

Şekil 3 Pompa Hm-Q Eğrisi

 

Şekil 3’te sanal bir pompanın Hm-Q eğrisi görülmektedir. Bu eğri bir pompanın debi (akışkan hızı) ve basınç arasındaki ilişkisini tanımlar. Eğri üzerindeki her nokta bir debi ve basınç ikilisi tanımlar. Mesela bu eğri üzerinde debinin 4 m3/h olduğu noktayı ele alalım. Bu noktada pompanın Hm değeri yaklaşık 50 mSS olarak verilmiştir. Bu bazıları tarafından yanlış anlaşılan bir değerdir. Bunun pompa 4 m3/h debi verirken 50 mSS basınç üretebildiği anlamı çıkartılmaktadır. Oysa pompalar basınç üretmezler, basınca karşı debi üretirler. Bu noktanın doğru tanımı şudur: Bu pompa 50 mSS basınç olan bir hatta 4 m3/h debide akışkan verebilir. Bu pompa Şekil 2’de görülen C borusuna (Basıncın 0 olduğu) akışkan aktarırken 6 m3/h debi verir ve bu esnada da pompa tarafından herhangi bir basınç üretilmez. Bu noktada pompa tarafından verilen bütün enerji ve yükseklik farkı kinetik enerjiye (hız yüksekliğine) dönüşür. Bunu daha iyi anlamak için Şekil 2’de görülen 1 ve 2 noktaları arasında Bernoulli denklemini yazalım.

 

 

 

 

(1.6)

 

1 noktasındaki akışkan hızı depo geniş olduğundan çok azdır ve ihmal edilebilir. Sistemde kayıp olmadığını varsayarsak kayıp büyüklüğünü denklemden çıkartabiliriz. ve olur. Ayrıca eşitliği geçerlidir. Bu faktörleri denklemimize uygularsak;

 

(1.7)

 

1.7 bağıntısından anlaşılan pompa tarafından verilen bütün enerjinin ve kot farkından kaynaklanan potansiyel enerjinin tamamının hız yüksekliğine yani debiye dönüştüğüdür.

 

 

Şekil 4

 

Şekil 4’te görülen bir sistemde A deposundan B deposuna su aktarmak isteyelim ve bunun için yanlış pompa seçmiş olalım. A ve B deposu arasındaki kot farkı C pompasının kapalı vana yüksekliğinden daha fazla ve C pompasının Hm-Q eğrisi Şekil 3’teki gibi olsun. D manometresinden 10,29 bar basınç okuyalım ve bu durumda sıcaklığında su basma hattı üstünde h=105 m kadar yüksekliğe çıkmış olsun. Bu durumda ne olduğuna Bernoulli denklemi yardımıyla bakalım.

 

 

P2=Patm+10,29 Bar

 

Eğer bir sistemde kot farkı, pompanın kapalı vana basma yüksekliğinden fazla ise o sistemde akışkan geçişi olmaz. Akışkan basma hattında pompanın kapalı vana basma yüksekliği kadar yükselir ve orada durur. Pompa motoru çok az güç çeker ve akışkan ısınır. Sistemde akışkan geçişi olmadığı için sıfır olur. Akış olmadığından büyüklüğünü de sıfır alırız. referans kotu ile aynı seviyede olduğundan sıfırdır. Ayrıca Sistemde kayıp olmadığını da varsayarsak denklemi şu hale getirebiliriz:

 

 

 

olsun.

 

Buradan pompanın Hm değeri 100 olarak bulunur. Şekil 3’ten de görülebileceği gibi bu basma yüksekliği değeri pompanın kapalı vana yüksekliği olarak adlandırılan pompa debisinin sıfır olduğu değerdir. Bu durumda pompanın sisteme verdiği enerji ile 1 noktasının potansiyel enerjisi tamamen basınca dönüşmüş olur.

 

Şekil 2 ve 4’te verilen iki örnek sistem pompanın iki uç çalışma noktasını tanımlamaktadır. Şekil 2’de verilen örnekte pompanın sisteme verdiği enerjinin tamamı hız yüksekliğine yani debiye dönüşmektedir. Şekil 4’te verilen örnekte ise pompanın sisteme verdiği enerji tamamen basınca dönüşmektedir. Buradan anlaşılan ilk şey pompanın debi veya basınç üretmesinin kendisine ait bir karakteristik olmadığı tamamen bağlı olduğu sistemle alakalı olduğudur. Sistemde pompa basma flanşında basınç oluşturan şartlar varsa pompa enerjisinin tamamı veya bir kısmı basınç enerjisine dönüşmekte, hiç basınç yoksa pompa enerjisinin tamamı debiye dönüşmektedir. Pompa bu iki uç noktanın arasında bir yerlerde çalışır. Sistemde oluşan karşı basınca göre debi veya basınç üretir.

 

 

Mehmet Akif GÜL
Makine Mühendisi

 

 

 

Yorumlar 

 
-3 #17 hüseyin demirkaya 13-11-2014 16:35
Mehmet Bey,
465 °C de yoğunluğu 1,2622 olan gazın akış hızı 13 m/sn dir. Buradaki gazın debisini Nm^3/h olarak hesaplayabilmek için yoğunluk ile ilgili bir düzeltme yapmak gerekir mi? Yoksa direk kanal kesiti 0,502 metre * 13 (akış hızı) * 3600 den debiyi m^3/h olarak hesaplayıp Nm^3/h a çevirebilirmiyi z.Tabi rakım kullanarak. Lakin burda yine gaz yoğunluğunun sıcaklığı ile ilgili bir düzeltme yapmamız gerekiyor mu?
Alıntı
 
 
+2 #16 hüseyin 27-03-2014 05:12
iyi akşamlar ben hacmi 25159.2 cm3 olan bir su tankı tamamen dolu iken 6 barlık bir basıç elde etmek için ne kadarlık bir su miktarı basmam gerekiyor? bunu hesaplamam gerekiyor yardımcı olurmusunuz?
Alıntı
 
 
0 #15 Mehmet Akif GÜL 08-02-2014 00:26
Sayın Yalçın Pelin,
Maalesef sadece basınç ve çap bilgilerini kullanarak debi hesaplamamız mümkün değil. Basınç bilgisinden debi hesaplamanın yolu orifis plakası kullanılarak basınç farkının hız değerine dönüştürülerek debinin hesaplanmasıdır , ancak pratik bir yöntem değildir. Şu an piyasada endüstriyel ürün haline gelmiş orifis prensibi ile çalışan debimetreler vardır. Hatta debimetre montajı yapmadan debi ölçümü ise clamp-on olarak adlandırılan ve boru dışından debi ölçebilen ultrasonik debimetreler ile yapılmaktadır. Ancak bu ölçüm yönteminde borunun malzemesi, et kalınlığı, varsa boru kaplama malzeme ve kalınlığı gibi bilgileri net olarak bilmek gerekiyor. Ayrıca boru içerisinde kireç tutması vb. sebepler de ölçümün hassasiyetini azaltmakta.
Alıntı
 
 
+5 #14 yalçın pelin 03-02-2014 15:15
Hocam Merhabalar,
Sizden yardımcı istediğim konu piyasada çokca ihtiyaç duyduğum fakat pratik bir yol bulamadığım konu; hattımızdaki boru çapını biliyorum, basıncı hassas bir şekilde okuyabiliyorum elimde bu veriler var iken o boru hattından gecen debiyi pratik olarak bana verecek bir tabloya ihtiyacım var mesela ; 4" boru hattım var 1.4 bar besleme basıncında kaç m³/saat debi oluşur gibi?
Alıntı
 
 
+2 #13 Erdal 12-09-2013 05:43
Mehmet Bey uzun zamandır ihtiyacım olan bir çok yerde aradığım ama bulamadığım bir konuda sizden yardım rica ediyorum. 10 metre derinliğinde yaklaşık 100 ton kapasitli havuzun tabanından tek noktadan ve 2 cm çapındaki bir borudan dakikada 2 m3 hava pompalamam gerekiyor. Sorum şu: Havayı pompalamak için ne güçte bir kompresör kullanmalıyım. Bu işlem için ne kadar enerji sarfiyatım olur. Tavsiye edebileceğiniz bir kompresör veya pompa türü var mıdır? Cevaplarsanız üzerimden büyük bir yük kalkmış olacak Şimdiden teşekkür ederim.
Alıntı
 
 
0 #12 Mehmet Akif GÜL 26-07-2013 13:20
1 yönünden 2 yönüne bir akış düşündüğümüzde, dışarıdan pompa gibi bir makina ile sisteme enerji verilmiyor ise,enerji seviyesi 1 noktasında daha fazla olacak, 2 noktasında ise 1 noktasındaki enerjiden kayıplar kadar daha az olacaktır. Bu durumda 1 noktasındaki toplam enerjiden kayıpları çıkartmamız gerekir. Şekil 4'te yanlışlıkla (+) olarak yazılmış, doğrusu (-) olacaktı. Kayıplar ihmal edildiği için indis gözden kaçmış. Dikkat çektiğiniz için teşekkürler.
Alıntı
 
 
0 #11 Serhan 25-07-2013 14:42
bu kayıp sembolünü neye göre ekliyoruz diğer makalenizde de şekil 4 tekine benzer bi durum vardı kayıp indisi "-" işaretliydi
Alıntı
 
 
0 #10 Elman 23-05-2013 21:10
Mehmet bey teşekkur edirem. Cox faydalı oldu menim üçün. Azerbaycan-Baku
Alıntı
 
 
0 #9 Mehmet Akif GÜL 12-04-2013 22:01
Sayın Y. Dursun,
Aşağıdaki linkte gazların davranışları hakkında bilgiler var. PV=dRT bağıntısı bir gazın sıcaklık ve basınca bağlı olarak yoğunluğunu veren denklem. Yalnız bu denklem ideal gazlar için geçerli. İdeal olmayan gazlar için denkleme, ideal gazdan sapmayı belirten ve hesap yapılan gaza özel bir sabit daha ekleniyor. Hava için bu değer nedir bilmiyorum. Araştırıp bakmak lazım.Kompresör ve motorlarda karbüratör hesaplarında bu eşitlik sık sık kullanılıyor. Bunlarla ilgili bir kitapta hesabın ayrıntılarını bulabileceğiniz i düşünüyorum. Bir de süreklilik denkleminde hacimsel değil kütlesel debinin eşitliğini kullanmanız gerekiyor (d1.A1.V1=d2.A2.V2 -d: Yoğunluk). Benim ilgi alanım sıvılar olduğu için gazlar hakkında verebileceğim bilgi bu kadar. Umarım faydalı olmuştur.

http://w2.anadolu.edu.tr/aos/kitap/IOLTP/2280/unite06.pdf
Alıntı
 
 
0 #8 y.dursun 06-04-2013 13:26
iyi günler hocam. yukarıdaki ilk sistemin aynısını kurduğumuzu düşünelim. akışkanımız hava. borunun ilk alandaki kısımda P1= 100 kPA T1= 293 Kelvin. Alan1=4 m, metre V1= 5 m/s, borunun 2. kısmında alan2=1 metre olsun. bu şekilde bir sistemde P2, V2 gibi kavramları bernoulli denkleminden bulabildiğmizi varsayalım fakat bir sorun var. havanın yoğunluğu da değişiyor. o zaman hız da değişiyor basınç da değişiyor. yoğunluğun basınç, sıcaklık ve hız ile ilşkisini bi türlü hesaplayamıyoru m. yardımcı olabilir misiniz?
Alıntı
 

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.

Ürün Tanıtımı

ModülTANK Sıvı Depolama Çözümleri

 

http://www.pompaakademisi.com/modultank_dosyalar/image001.jpg

ModülTANK her türlü sıvı depolama ihtiyacı için hızlı, ucuz ve taşınabilir seçenekler sunar.

 

Devamını oku...
 
Grundfos MP 204 Motor Koruma Ünitesi


 

Dalgıç pompalar çalıştığı ortam gereği diğer pompalara göre çok daha zor koşullar altında çalışmaktadır. Dalgıç pompalarda bir arızanın kullanıcıya olan maliyeti genellikle diğer pompalar ile kıyaslandığında çok yüksektir. Yine çalıştığı ortam gereği dalgıç pompaları ve motorlarını izlemek diğer kuru rotorlu pompalara göre hem daha zor hem de çok daha fazla önem arz etmektedir. Sorunsuz pompa kullanımı için pompayı izleyebilmek ve zamanında müdahale etmek problemlerin büyük bir kısmını çözmemizi ve bakım maliyetlerini minimize etmemizi sağlayacaktır.
Devamını oku...
 

Anketler

Santrifüj Pompa Satın Alırken Yerli Marka mı Yabancı Marka mı Tercih Ediyorsunuz?
 

Hocamız

Prof. Dr. Kirkor YALÇIN

Özgeçmişi

10.03.1939 tarihinde Kayseri ilinin Develi ilçesinde doğdu. İlk ve Ortaokulu Develi’de okudu. 1958 yılında Cağaloğlu İstanbul Erkek Lisesi’ni bitirdi. 1964 yılında İstanbul teknik Üniversite’si Makine Mühendisliği Fakültesi’nden Yüksek Mühendis olarak mezun oldu.

 

Devamını oku...

Facebook Share

Facebook'ta Paylaş

Eğitim Duyurusu

Reklam

Her Gün Bir Bilgi

Eksenleme Ayarı

Pompa uygulamalarında, pompa mil merkezi ile tahrik motoru mil ekseninin ile aynı olması anlamına gelir. Hizasızlık eksenel açısal, veya radyal olabilir vebirçok probleme sebep olur. Çeşitli yöntemlerle giderilir. Bugün bu yöntemlerin en popüler olanı kolay ve hızlı uygulanması ve hassasiyeti sebebiyle lazerli kaplin ayarıdır. Resimde lazerli kaplin ayar cihazı ile pompa mili ile motor milinin ekseni hizalanmaktadır.

Logo'nun Hikayesi

Pompa Akademisi Logosu, santrifüj pompaların salyangozunu andıran bir Fibonacci Spirali ve bu spirali birleştiren, çark kanatlarını andıran eğrilerden oluşmaktadır. Fibonacci Spirali, kenar uzunlukları Fibonacci Sayıları'na (1, 1, 2, 3, 5, 8...) eşit olan karelerin karşı köşelerinin birleştirilmesi ile oluşturulur.