Santrifüj Pompalar ve Sistem Baglantilari

Degerli Arkadaslarim

Internette arastirma yaparken tesadufen buldugum bu yaziyi asagida yayinliyorum.

Santrifüj Pompalar ve Sistem Arasındaki bağlantılar

İşimiz gereği bir çok fabrikada endüstiyel pompalardaki problemlerle uğraşmaktayız. İnsanların en çok sorduğu soruların başında “Bir pompanın belirli bir basma yüksekliği ve debide çalışıp çalışmadığı yani pompa dizayn değerlerinde çalışıyor mu çalışmıyor mu?” sorusudur. Bir çok endüstriyel tesiste pompalarda sık sık problemler yaşanmaktadır. Oysa hepimiz biliriz ki arabamızın radyatör devresindeki pompa 12 ile 15 yıl problemsiz çalışabilir. Veyahut buzdolaplarımızdaki kompresörler 18-20 sene hiç sorunsuz çalışabilmektedir. Ama aynı problemsiz çalışmayı soğutma kulemizin devirdaim pompasında görememekteyiz. Buna benzer bir çok endüstriyel uygulamada pompalar hep sorun olmaya devam etmektedirler. Rulman problemleri, mekanik sızdırmazlık elemanlarındaki (salmastra) problemler hep tekrar etmektedir. Bu yazımızda pompa ile sistem arasındaki bağlantıları keşfetmeye çalışacağız.

Bir santrifüj pompa bağlı bulunduğu sistem ile etkileşimli çalışır. Örneğin 50 m3/h ve 60 mSS (metre su sütunu) bir pompa uygulaması tasarlayalım. Bu saatte 50 ton suyu ffice:smarttags" />60 metre su sütunu basma yüksekliği (basınç) oluşturacak şekilde basacak anlamına gelir. Dikkat edilmesi gereken bir husus 60 mSS’nin pompanın suyu 60 metre yüksekliğe basacağı anlamına gelmediğidir. Pompanın dizayn değerlerindeki bu yükseklik Toplam Dinamik Basma Yüksekliğidir (TDH). 

Toplam dinamik basma yüksekliği kavramı dört ayrı yüksekliğin (parametrenin) toplamına eşittir. Birinci parametre Hs, Statik yüksekliktir. Yani bir pompanın emme yaptığı seviye ile bastığı sıvı seviyesi arasında dikeydeki farkın metre cinsinden hesaplanmasıdır. Sözgelimi bir nehirden 30 metre yukarıdaki bir depoya su basma istiyorsak burada statik yüksekliğimiz 30 metredir. İkinci parametremiz Hp, yani Basınç Yüksekliğidir. Pompanın emme yaptığı tank ile bastığı tankların basınç farkı bize Hp’yi verir. Her iki tank da atmosfere açıksa Hp sıfır olacaktır. Yine sistem kapalı devre çalışıyor ve iki tankın da basıncı aynı ise Hp yi yine sıfır almamız gerekir. Hp değeri en çok buhar kazanı gibi basınçlı kaplara sıvı pompalarken karşımıza çıkar. Düşük basınçtaki degazör tankından alıp yüksek basınçtaki Buhar kazanına su basan bir pompada Hp değeri mutlaka göz önüne alınmalıdır. Üçüncü parametre ise Hv, Hız Yüksekliğidir. Matematiksel olarak  Hv= V²/2g (g: yerçekimi ivmesi, 9.81 m/sn²) ifadesi ile gösterilir.  Hv borularda belirli bir hız ile akan akışkanın enerjisindeki azalma olarak da anlatılabilir. İşte bu yüzden borulardaki akışkan hızı belli değerlerin üzerinde istenmez. Sebebi ise Hv değerinin fazla olacağı ve akışkanın gereksiz yere enerji kaybedeceğidir ve bu akışkanı istediğimiz yere götürebilmek için gerekenden çok daha fazla enerji harcayacağımızdır. Hv değerinin mümkün olduğunca düşük tutmamız gerektiğini öğrendikten sonra dördüncü ve en problemli parametreye geçebiliriz. Bu parametre Hf ile gösterilen sürtünme yüksekliğidir. Projeciler, işletmeciler ve bakımcıları en çok kavga ettiren parametremiz budur. Hf ‘ i basit olarak tanımlamak gerekirse borularda, bağlantı elemanlarında (fittings), vana, çekvalf, filtre ve benzeri armatürlerin iç yüzeylerinden kaynaklanan sürtünme kaybının metre cinsinden ifadesidir.  Borular için Hf bulunurken Hf=k x L / 100 kullanılır. K sürtünme katsayısı tablolardan bulunur ve L boyundaki boru için yukarıdaki ifadeden Hf değeri bulunur. Vana ve benzeri armatürlerdeki sürtünme yüksekliğini bulmak için ise Hf= k x Hv ifadesi kullanılır. Burada k sürtünme sabiti yine tablolardan bulunur ve Hv hız yüksekliği ile çarpılarak sürtünme yükseklik değeri bulunur.

Bu dört parametre yüzünden hiçbir problem yaşamayız hesabı çok kolay, sistemi dizayn ederim, dört parametreyi ayrı ayrı bulurum ve toplayarak TDH’ı bulurum diyorsanız haklısınız. TDH adı üzerinde dinamik basma yüksekliğidir. Sistem çalışmaya başladığı andan itibaren sürekli değişmektedir. Sözgelimi pompanın emiş yaptığı tanktaki sıvı seviyesi sürekli düşecek ve basma yaptığı tank sıvı seviyesi sürekli yükselecektir. Ancak tankların boyutları aynı olmayacak ve Hs yani statik yükseklik sürekli değişecektir. Bir pompa sistemine sonradan eklenecek her bir vana, filtre ve benzeri armatür yine TDH ı değiştirecektir. Aynı zamanda sistemde tank seviyeleri, basınçlar ve sıcaklıklar sürekli az da olsa değişecek ve buna bağlı olarak TDH değeri sürekli değişecektir.

Sonuç olarak endüstriyel tesislerde en çok enerji harcayan ekipmanlardan olan pompalar ve pompa tesisatları çok iyi tasarlanmalı. Boru çapları mümkün olduğunca büyük seçilmelidir Ayrıca sisteme sonradan eklenen her bir borunun, armatürün, TDH değerini değiştireceğini ve pompanın çalışma eğrisinde daha verimsiz bir noktada çalışmasına sebep olacağı bilinmelidir.

Alinti yazi sahibi:

Gökhan KIRMALI

Mak.Müh.