YERALTISUYUNDA
KULLANILAN POMPALAR
Kaynak: Prof. Dr. İbrahim Gürer
POMPALAR VE TANIMI
...
• Pozitif iletimli olmayan pompalar
rotadinamik pompalar, pozitif
iletimli pompalar ise
...
• Pompalar, kavramalarla dairesel
hareketlerini istenen güce göre bir elektrik
motorundan alırlar, bu şekilde elektrik...
• ROTATİF POMPA
• Piston yerine döner
eleman kullanılarak
sıvıyı yükselten bir
deplasman pompasıdır.
S...
• DALGIÇ POMPA
• Zıt hareketli bir
pompadır. Pompanın
dalgıç pistonu silindir
duvarları ve çeperleri ile
...
6
• DERİN KUYU POMPASI
• Bu cins pompalar derin
kuyulardan su basmak için
kullanılır. Pompa kuyu içine
...
• Güneş Enerjisi ile Çalışan Dünyanın En
Ekonomik Su Pompası...
• Sistem Nasıl Çalışıyor...
• Sistem güneşten ...
YERALTISUYU POMPA
EKONOMİSİ
• Yeraltı suyu elde edilmesinde kullanılan pompaların karakteristikleri...
• DALGIÇ POMPA KABLO KAYIPLARI
• Çok derin kuyularda (>200 m.); dalgıç
pompalar, derinkuyu pompalarına göre daha
avant...
• Pompa Verimi (ηp)
• Pompa verimi(ηp), pompa miline verilen gücün, suya aktarılan
kısmının yüzdesini ifade eder. Başka...
Radyal Akışlı Santrifüj Pompa Karakteristikleri
Santrifüj pompa performansı grafik olarak karakteristik eğrilerle gösteri...
Eksenel Akışlı Santrifüj Pompa Karakteristikleri
...
Sistem Eğrileri
Belirli bir impeler çapı ve devir
...
Problem
Sistem karakteristiği için Darcy bağıntısı:
8λL 2 8x0.03x500
h= Q= 2 Q 2 → h...
Problem
1450 dev/dak’da iki eş
...
of 16

Pompalar

Published on: Mar 4, 2016
Published in: Business      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Pompalar

  • 1. YERALTISUYUNDA KULLANILAN POMPALAR Kaynak: Prof. Dr. İbrahim Gürer POMPALAR VE TANIMI -Pompalar, sıvıları bir boru hattı içerisinde iletmeye yarayan elemanlardır. - Pompalar, mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye çeviren makinalardır. -Pompalar genel olarak; pozitif iletimli ve pozitif iletimli olmayan pompalar şeklinde sınıflandırılırlar. 1
  • 2. • Pozitif iletimli olmayan pompalar rotadinamik pompalar, pozitif iletimli pompalar ise volumetrik pompalardır. • Rotadinamik pompalar santrifüj kuvvet prensibine göre, • Volumetrik pompalar ise hacim daralması prensibine göre çalışırlar. • Pompalar sabit ve değişken debili olarak yapılırlar. • Bu pompaların en çok kullanılan tipleri pistonlu ve santrifüj pompalardır. • Günümüzde santrifüj pompaların kullanım alanları pistonlu pompalara göre daha geniştir. • Bunun yanında pistonlu pompaların devirleri santrifüj pompalara göre daha yüksek olsa da ,santrifüj pompalar yüksek devirlerde çalıştıklarından ,hareket almak için yüksek devirli makinalara ihtiyaç duymaktadırlar. 2
  • 3. • Pompalar, kavramalarla dairesel hareketlerini istenen güce göre bir elektrik motorundan alırlar, bu şekilde elektrik enerjisi mekaniksel enerjiye, mekaniksel enerjide hidrolik enerjiye dönüşmektedir. • Pompalar kullanım amaçlarına, yapıldıkları malzemelere, bastıkları sıvılara ve şekillerine göre sınıflandırılabilirler: • SANTRİFÜJ POMPA • Hızlı dönen bir çark tarafından suya verilen merkezkaç kuvveti kullanılan bir su basma aletidir. Bu pompa esas itibariyle ters bir merkezcil türbin olup, su çarkın merkezinden alınır ve çevreye itilir. 3
  • 4. • ROTATİF POMPA • Piston yerine döner eleman kullanılarak sıvıyı yükselten bir deplasman pompasıdır. Santrifüj pompadan farklı olarak, suyu yükseltmek için merkezkaç kuvvetinden faydalanılmaz. • HAVA EMİLSİYONLU POMPA • Genellikle bu tip pompalar kuyularda kullanılır. Basınçlı hava kuyunun taban seviyesindeki bir delikten suyun içine kabarcıklar şeklinde basılır. Su ve hava kabarcıklarından meydana gelen hava emilsiyonu, etrafındaki sudan hafif olduğu için çıkış borusunda yükselir ve dışarı akar. 4
  • 5. • DALGIÇ POMPA • Zıt hareketli bir pompadır. Pompanın dalgıç pistonu silindir duvarları ve çeperleri ile temas etmez. Yapılışına göre içte, dışta veya eksantirik olan sızdırmazlık contalarının içine girer çıkar. Tek ve çift etkili dalgıç pompa olarak iki çeşittir. 5
  • 6. 6
  • 7. • DERİN KUYU POMPASI • Bu cins pompalar derin kuyulardan su basmak için kullanılır. Pompa kuyu içine su seviyesinin altına uygun bir derinliğe konulur. Üç çeşittir: • a) Tek Darbeli Derin Kuyu Pompası : Zıt hareketli ve dış güçle çalışan derin kuyu pompasıdır. Gücü veren mekanizma bir çubuk ile dalgıç pistona bağlanmıştır. • b) Çift Darbeli Derin Kuyu Pompası : Zıt hareketli ve dıştan bir güçle çalışan bir derin kuyu pompasıdır. Gücü veren ve zıt hareketli olarak çalışan mekanizma çift ve denkleştirilmiş çubuklarla dalgıç pistonlara bağlanmıştır. Çubuk sisteminin biri boru gibi ve diğeri ise bu borunun içinden geçen dolu çubuklardan ibaret olup bu iki sistemin ağırlıkları denkleştirilmiştir. Dalgıç pistonlar tek etkili olur. Aynı silindirin içinde biri diğerinin üstünde olarak çalışırlar. 7
  • 8. • Güneş Enerjisi ile Çalışan Dünyanın En Ekonomik Su Pompası... • Sistem Nasıl Çalışıyor... • Sistem güneşten aldığı ışınları güneş panelleri sayesinde elektrik enerjisine çevirerek bir kontrol ünitesine iletiyor… • Bu kontrol ünitesi, kendisine bağlı bir dalgıç yada yüzey pompasını harekete geçirerek yeryüzüne su pompalıyor... • • Pompalanan bu su şamandıra sistemi olan havuzlarda yada tanklarda depolanarak istenilen uygulamalarda kullanılabiliyor… • UYARI : Sistem basınçlı su sağlamadığından yağmurlama sistemlerinde kullanılamamaktadır. • 8
  • 9. YERALTISUYU POMPA EKONOMİSİ • Yeraltı suyu elde edilmesinde kullanılan pompaların karakteristikleri sadece pompa asambleleri için verilmektedir. Kuyuya monte edilen pompanın gerçek karakteristiğini bulmak için bazı hesaplamalar yapmak gerekir. Pompa çalışırken yapılan işin harcanan güç’e oranı literatürde Telden suya verim (wire to water efficiency) olarak adlandırılmaktadır. Pompajda enerji • ekonomisi sağlanabilmesi için sadece daha verimli pompa kullanılması yeterli olmayıp; telden suya verimin maksimum olması gerekir. Telden suya verimin maksimum olduğu çözüm genelde en ekonomik çözüm değildir. • Yatırım maliyetleri ile işletme maliyetinin en ekonomik olacak şekilde seçim yapılması gerekir. • GÜÇ KAYIPLARI • MİL GÜÇ KAYIPLARI • BASINÇ KAYIPLARI • KOLON BORUSU KAYIPLARI • EKSENEL YATAK KAYIPLARI 9
  • 10. • DALGIÇ POMPA KABLO KAYIPLARI • Çok derin kuyularda (>200 m.); dalgıç pompalar, derinkuyu pompalarına göre daha avantajlı olabilir. • Dalgıç pompa motoru veriminin derinkuyu pompa motorundan daha az olmasına rağmen derinkuyu pompalarının mil sürtünme kaybı uygun seçilmiş dalgıç pompa kablosundan daha fazla olacağından çok derin kuyularda dalgıç pompa kullanmak daha avantajlı olabilmektedir. • Halen piyasada satılmakta olan dalgıç pompaları kataloglarında kablo seçimi için verilen abaklar; kablo maliyetinin az olması için % 3-4 kayıp esasına göre verilmiştir. • Devamlı çalışacak büyük güçlü dalgıç pompalar için kablo seçerken işletme maliyetini de gözönüne alan ekonomik analiz yapılmalıdır. • VERİM HESAPLARI • Derinkuyu pompaları, dalgıç pompalar, eksenel pompalar; • 1. Pompa asamblesi, • 2. Kolon asamblesi, • 3. Çıkış başlığı • 4. Tahrik ünitesi • gibi kısımlardan meydana geldiğinden; bunlarda dört türlü verim tarif edilmektedir. • POMPA ASAMBLESİ VERİMİ • Pompa asamblesi verimi laboratuar şartlarında ölçülen, imalatçı tarafından garanti edilen verim olup sadece kolon borusu girişine kadar olan kayıpları ihtiva eder. ηa 10
  • 11. • Pompa Verimi (ηp) • Pompa verimi(ηp), pompa miline verilen gücün, suya aktarılan kısmının yüzdesini ifade eder. Başka deyişle, hidrolik gücün mekanik güce oran ı ile belirlenir. ηp (%) = NH (kW) / NM (kW) • • Kayıplar, pratikte tümüyle ortadan kaldırılamadığından dolayı pompa verimi her zaman %100 den küçüktür. Pompalarda kayıplar genelde, hidrolik, mekanik ve hacimsel kaynaklı olmaktadır. Teknoloji ve mühendislik çalışmaları bu kayıpları en aza indirmek gayreti içinde bulunmaktadır. Pompa verimi, esas olarak pompa büyüklüğü, tipi, tasarımı ve yapımında kullanılan malzeme özelliklerine bağlı olarak değişebilmektedir. Büyük debili pompaların verimi genellikle daha yüksek olmaktadır. Pompa verimi, pompa deney standlarında, belirli bir çalışma hızındaki, debi, basınç ve yükseklikler ölçülerek hidrolik güç hesaplanır. Mekanik güç ise elektriksel veya mekanik güç ölçme yöntemleri ile belirlenir. En sağlıklı mekanik güç ölçme yöntemi ise, torkmetre yöntemidir. Sistem karakteristiği Sistemin gerektirdiği headin, sistemden geçen akışkan debisinin karesi ile orantılı olarak değiştiği görülür. Sonuç fonksiyonel halde: h = F (Q 2 ) yazılabilir. Boru devresinde valflar tam Kısılmış sistem Head, H açık konumdan kısılarak karakteristiği akışkan debisi azaltılabilir. Kısılmış sistem karakteristiği bu halde sistemin head ihtiyacını göstermektedir. Sistem karakteristiği h = F(Q2) hs Debi, Q 11
  • 12. Radyal Akışlı Santrifüj Pompa Karakteristikleri Santrifüj pompa performansı grafik olarak karakteristik eğrilerle gösterilir. Tipik bir karakteristik eğri grubu, pompanın debi aralığında toplam head, beygir gücü ve verim eğrilerinden oluşur. % dizayn noktası Head değeri % dizayn noktası BHP değeri HEAD % en iyi verim değeri BHP VERİM % dizayn debi değeri Radyal akışlı santrifüj pompanın tipik karakteristik eğrilerinde, debi arttıkça head azalır. Gerekli beygir gücü debi ile artar ve dizayn noktasında (%100 değerleri) verim maksimumdur. Karışık Akışlı Santrifüj Pompa Karakteristikleri % dizayn noktası Head değeri HEAD % dizayn noktası BHP değeri % en iyi verim değeri BHP VERİM % dizayn debi değeri Karışık akışlı santrifüj pompanın head eğrisi radyal akışlı pompanın eğrisinden daha diktir. Gerekli beygir gücü debi aralığında çok fazla değişmez. 12
  • 13. Eksenel Akışlı Santrifüj Pompa Karakteristikleri Eksenel akışlı santrifüj pompada, akışkan debisi 0’ a yaklaştıkça head ve gerekli beygir gücü hızlı % dizayn noktası Head değeri bir artış gösterir. HEAD % dizayn noktası BHP değeri Pompanın gerektirdiği güç aşağıdaki gibi hesaplanır: BHP Qγh % en iyi verim değeri P= kW η Burada: Q: akışkan debisi, m3/s h: head, m VERİM η: pompa verimi γ=ρg: sıvının özgül ağırlığı, N/m3 % dizayn debi değeri Pompa Kaideleri Pompa kaideleri, pompa performansını gösteren değişkenler arasındaki matematik ilişkileri ifade eder: Pompa impeler çapı, D sabit Pompa devir hızı, N sabit Q1 N1 Q1 D1 = = Q2 N 2 Q2 D2 2 2 H1 ⎛ N1 ⎞ H1 ⎛ D1 ⎞ =⎜ ⎟ =⎜ ⎟ H 2 ⎜ N2 ⎟ H 2 ⎜ D2 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝⎠ 3 3 BHP ⎛ N1 ⎞ BHP ⎛ D1 ⎞ =⎜ ⎟ =⎜ ⎟ 1 1 BHP2 ⎜ N 2 ⎟ BHP2 ⎜ D2 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝⎠ Belirli bir hızda (N1) ve çapta (D1) performans biliniyorsa (Q1, H1 ve BHP1), bağıntılar kullanılarak diğer bir hızda (N2) veya çapta (D2) performans tahmini (Q2, H2 ve BHP2) yapılabilir. Pompa verimi hız değişikliklerinde ve küçük çap değişikliklerinde sabittir. 13
  • 14. Sistem Eğrileri Belirli bir impeler çapı ve devir POMPA EĞRİSİ HEAD hızı için santrifüj pompanın belirli bir performans eğrisi vardır. Bu eğri üzerinde pompanın çalıştığı nokta sistem karakteristiğine bağlıdır. Pompa performans ve sistem KISILMIŞ SİSTEM head eğrileri aynı diyagramda EĞRİSİ çizilerek: ÇALIŞMA NOKTASI pompanın çalıştığı nokta sistem head eğrisi ve pompa performans eğrilerindeki SİSTEM EĞRİSİ değişikliklerin etkileri saptanabilir. 0 DEBİ Problem Paralel çalışan iki adet değişken hızlı pompa 1450 dev/dak’da çalıştırılmaktadır. Darcy sürtünme faktörü, λ = 0.03 olan 350 mm çapında ve 500 m uzunluğundaki bir borudan akışkan basılmaktadır. Statik head 8 m ise ve küçük kayıplar ihmal edilirse: Debi ne kadardır? Pompa için gerekli güç nedir? Pompa 960 dev/dak’da çalıştırıldığında maksimum debinin yüzde kaçı debi gerçekleştirilir? 960 dev/dak’da çalıştırılırken pompanın gücü nedir? 960 dev/dak’da çalıştırılan pompa için: Q l/s 0 25 50 75 100 125 150 h m 13.6 12.8 12.4 11.9 11.1 9.9 8.5 η % 0 33 49 57 60 58 51 14
  • 15. Problem Sistem karakteristiği için Darcy bağıntısı: 8λL 2 8x0.03x500 h= Q= 2 Q 2 → h = 235.98Q 2 π 2 gd 5 π x 9.81x 0.352 Q l/s 0 50 100 150 200 250 300 hf m 0 0.59 2.36 5.31 9.44 14.75 21.2 hT m 8 8.59 10.36 13.31 17.44 22.75 29.2 Pompanın 1450 dev/dak’da çalıştırılması: Q1 Q2 1450 = → Q2 = Q1 = 1.51Q1 N1 N 2 960 2 ⎛ 1450 ⎞ h1 h = 22 → h2 = ⎜ ⎟ h1 = 2.28h1 ⎝ 960 ⎠ N12 N 2 Problem Q l/s 0 37.7 75.5 113.3 151.0 188.8 226.6 h m 29.7 29.2 28.3 27.1 25.3 22.6 19.4 η % 0 33 49 57 60 58 51 1450 dev/dak’da iki eş pompa paralel çalıştırıldığında: 2xQ ve 1xh Q l/s 0 75.4 151.0 226.6 302.0 377.6 453.6 h m 29.7 29.2 28.3 27.1 25.3 22.6 19.4 η % 0 33 49 57 60 58 51 15
  • 16. Problem 1450 dev/dak’da iki eş pompa paralel çalıştırıldığında: Q=278 l/s, h=25.9 m ve η=%59 1450 dev/dak’da güç: ρgQh 103 x9.81x0.278x25.9 P= = = 119.7 kW η 0.59 Problem 960 dev/dak’da tek pompa çalıştırıldığında: Q=108 l/s, h=10.7 m ve η=%60 1450 dev/dak’da güç: % debi değeri ρgQh 103 x9.81x0.108x10.7 P= = = 18.9 kW 108/278 = %38.8 η 0.60 16

Related Documents