Post on 30-Mar-2019
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa Hidroliği
Santrifüj Pompa
Nedir?
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa Hidroliği , Çark
Emme tarafı
Basma tarafı
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompanın Ana Parçaları
Bir santrifüj pompa 4 ana parçadan oluşur.
1 Çark:Kinetik enerjiyi akışkana transfer eder.
2 Pompa gövdesi: Akışkanı tutar ve kinetik
enerjiyi , basma yüksekliğine dönüştürür.
3 Mil
4 Salmastra: Sızdırmazlığı sağlar.
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa Hidroliği, Prensipleri
Bir santrifüj pompa :
Bir santrifüj pompa, vakum yapamaz, akışkan
atmosferik veya diğer bir basınçla pompanın
çarkına doğru itelenir, çark akışkana hız
kazandırır, bu hız gövdenin yönlendirmesi ile
basma yüksekliğine dönüştürülür.
Bu nedenle çark daima su içinde olmalıdır.
Santrifüj pompanın bastığı debi ve oluşturduğu basma
yüksekliği akışkandan bağımsızdır.(Vizkoz sıvılar için
bu geçerli değildir).
Vizkoz akışkanlar debi ve basma yüksekliğini,
azaltırlar.
1
2
3
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği - basma yüksekliği
-Basma yüksekliği ortam sıvısının yoğunluğundan bağımsızdır.
-Yoğunluk pompa içindeki basıncı belirler.
P= q x g x H
P : Basınç (1 bar=10⁵ pascal = 10⁵ N/m² = 10⁵ kg/s²m)
q : Yoğunluk (kg/m3)
g : Yerçekimi kuvveti ( m/s²)
h : Basma yüksekliği (m)
Örnek 1: Sıvı : Su, 30 oC
Basınç : 5 bar = 5 x 10⁵ kg /s²m
Yoğunluk : 995,7 kg/m3
H= 5 x 10⁵ / (996 x 9,81)
H= 51,17 mss (metre su sütünü)
Örnek 2: Sıvı : Yağ, 300 oC
Basınç : 5 bar = 5 x 10⁵ kg /s²m
Yoğunluk : 850 kg/m3
H= 5 x 10⁵ / (850 x 9,81)
H= 59,96 mss (metre sıvı sütünü)
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği - tek pompa
Emme
Basma
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa Hidroliği, Pompa Eğrisi
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120
flow
head
head
B
a
s
m
a
Y
ü
k.
Kapasite
Basma Yük.
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği, basma yük. + verim
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120
flow
head
/ e
ffic
ien
cy
head
efficiency
Q o
pt
Q opt : pompa veriminin maksimum olduğu nokta : e.v.n
B
a
s
m
a
Y
ü
k.
/
V
e
r
i
m
Kapasite
Verim
Basma Yük.
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa sistemi
Pompa sistemi çeşitli parçalardan oluşur
Basma tarafında statik yükseklik-kot farkı
Basma tarafında sürtünme kayıpları
Sistem içindeki basınç
Örnek: kapalı basınçlı kaplar
Emme tarafında sürtünme kayıpları
Emme tarafında statik yükseklik-kot
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği, Basma Yük. / Sistem
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120
flow
head
/ e
ffic
ien
cy
head
system
Pompa , pompa eğrisi ile, sistem eğrisinin kesiştiği noktada (A) çalışır.
B
a
s
m
a
Y
ü
k.
/
V
e
r
i
m
Kapasite
ABasma Yük.
Sistem eğrisi
PSC
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği, sistem eğrisinin değişimi
Sürtünme kayıplarının azalması durumunda, kapasitede artış olduğu görülmektedir.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120
flow
head
/ e
ffic
ien
cy
head
efficiency
system
system, lowerfriction losses
B
a
s
m
a
Y
ü
k.
/
V
e
r
i
m
Kapasite
Basma Yük.
Verim
Sistem eğrisi 1
Sistem eğrisi 2,
düşük sürtünme
kayıpları
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği – paralel çalışma
Emme kollektörü
Basma kollektörü
Vanalar gösterilmemiştir...!
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği - Paralel çalışma
Dikkate alınması gereken noktalar:
Pompalardan sadece 1 tanesi çalıştığında, her
bir pompanın verdiği debi, paralel çalışırken
verdiği kapasiteden daha fazla olacaktır.
Bu nedenle aşağıdaki noktalara dikkat :-
- motor gücü yeterli mi?
- NPSHmevcut>NPSH istenen mi ?
- Paralel çalışan pompalar, birbirlerine benzer
eğrilere sahip olmalıdırlar.
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70
flow
he
ad
Pump hidroliği - pompalarda paralel çalışma
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70
flow
he
ad
+
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120 140
flow
he
ad
=
B
a
s
m
a
Y
ü
k
.
Kapasite
Kapasite
B
a
s
m
a
Y
ü
k
.
B
a
s
m
a
Y
ü
k
.
Kapasite
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hidroliği - pompalarda paralel çalışma
Birbirinin aynı iki pompanın paralel çalışması
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hidroliği - pompalarda paralel çalışma
Dik sistem eğrisine sahip bir tesisat sisteminde paralel çalışma
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hidroliği - pompalarda paralel çalışma
Paralel çalışan iki pompadan birisinin durması
sonucunda pompa çalışma noktasının Bı+ıı
noktasından, Bı noktasına kayması
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hidroliği - pompalarda paralel çalışma
Düzgün olmayan bir karakteristik eğriye sahip iki pompanın paralel
çalışması
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hidroliği - pompalarda paralel çalışma
O (sıfır) debide aynı basma yüksekliğine sahip iki pompanın paralel
çalışması
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hidroliği - pompalarda paralel çalışma
İki farklı pompanın paralel çalışması
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği - tek ve çift pompa
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 40 80 120
160
200
240
flow
head
/ e
ffic
ien
cy
head 1 pump
efficiency
system
head 2 pumps
Pompalarda çoğunlukla 1 + 1 ≠ 2
Örnek:
2 pompa çalışırken
Toplam debi - 180
m3/h
Pompa başına debi
= 90 m3/h
1 pompa çalışırken
Debi = 140 m3/h
1. Pompa Basma Yük.
Verim
Sistem eğrisi
1.Pompa + 2.Pompa eğrisi
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa Hidroliği, Seri Bağlı Pompalar
Emme
Basma
H1= 40 m, Q1= 30 m3/h
H2= 40 m, Q2= 30 m3/h
Hs= 0 m
Htoplam= 80 m, Q2= 30 m3/h
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği – seri bağlı pompalar
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70
flow
he
ad
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70
flow
he
ad
+
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60 70
flowh
ead
=
B
a
s
m
a
Y
ü
k
.
Kapasite
B
a
s
m
a
Y
ü
k
.
B
a
s
m
a
Y
ü
k.
Kapasite
Kapasite
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği - NPSHmevcut
npsh available consists of various parts
Static head on suction side
Absolute atmospheric pressure
expressed in metres of liquid
Velocity head in the pipework
This is normally ignored
Vapour pressure expressed
in metres of liquid, at the
pumped temperature
+
+
-
npsh stands for : nett positive suction head
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hidroliği - Kavitasyon
Bu durumda kanatlarda malzeme yorulmasına
ve malzeme erozyonuna neden olur.
Kavitasyondan kaçınmak için NPSHa>NPSHr şartı sağlanmalıdır.
Basma yüksekliğinin oluşumu sırasında, çark emiş
kısmındaki statik basınçta lokal bir basınç düşümü
meydana gelir. Pmin=Pd (buharlaşma basıncı) olması
durumunda, buhar kabarcıkları oluşmaya başlar ve
akışın etkisi ile hızla basıncın yüksek olduğu alana girer
ve çarkın kanatlarına çarparak baloncuklar patlar.
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hidroliği - Kavitasyon
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hydraulics, npsh required
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4
npsh
he
ad 25% Qopt
100% Qopt
125% Qopt
Npsh r normally classed as the point when the head drops by 3% from the ‘non cavitating’ head
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hydraulics, curve with npsh
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120
flow
head
/ e
ffic
ien
cy
head
efficiency
npsh r
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa hidroliği, minimum akış
Elektrikli çay ısıtıcısı:
2kW
Hacim - 1.5 lt
Kaynama süresi - 4.5 dak
Pompa
O debide ç.güç - 8kW
Pompa hacmi -8.5 lt
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120
flow
head
/ p
ow
er
head
power absorbed
Minimum akış sayesinde pompanın hasar görmesi engellenmiş olur.
Min
imu
m
akış
Neden minimum akış?
Çünkü:
Basma Yük.
Güç
B
a
s
m
a
Y
ü
k.
/
G
ü
ç
Kapasite
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hydraulics, minimum flow
Heat Temperature rise in the pump as losses in
the pump heat up the pumped liquid.
Pump curve Flat or unstable curve. At low flow there is
a risk of ‘hunting’
Radial loads These increase at low flow, shortening
bearing and seal life
Npsh r Generally increases at very low flow
Power On side channel pumps, power increases
as the flow reduces
Other considerations for minimum flow
Guideline Qmin > 15% of Q opt
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa performans değerlerinin değiştirilmesi-1
Benzeşim kanunları tüm santrifüj pompalar için geçerlidir.
Debi, hız ile orantılıdır : Q2/Q1 = n2/n1
Basma yüksekliği, hızın karesi ile orantılıdır : H2/H1 = (n2/n1)²
Güç, hızın küpü ile orantılıdır : P2/P1 = (n2/n1)³
Pompanın devrini iki katına çıkarırsak:
Hız 1450 rpm 2900 rpm
Debi 50 m3/h 100 m3/h
Basma yük. 50 m 200 m
Güç 9 kW 72 kW
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pompa performans değerlerinin değiştirilmesi-2
Debi ve basma yüksekliği çark çapının karesi ile yaklaşık
orantılıdır
( D1/D2)² ≈ H1/H2 ≈ Q1/Q2
Çark çaplarının ayarlanması :
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hydraulics,viscosity
0
20
40
60
80
100
120
140
0 20 40 60 80 100 120
flow
head
/ e
ffic
ien
cy
head
viscous head
efficiency
viscous efficiency
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hydraulics, casings
Diffuser + double volute
Volute
Circular Casing
Special Circular Volute
Flow Rate (Q)
BEP
Ra
dia
l L
oa
d (
F)
Double Volute
Single Volute
Diffuser
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hydraulics, enquiry data
• Factors for pump selection for hydraulics
• Capacity (Flow) m3/h l/s gpm
• Pump head or pressure m ft
• Liquid including sg
• Temperature
• Suction head or pressure Bar psi
• Materials of construction
• Environment / area of use
• Electrical supply V ph Hz
• Efficiency ?
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hydraulics, wear ring clearances
Flow between
wear rings
Increased wear ring clearance reduces efficiency
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hydraulics, specific speed
Radial Mixed flow Propeller
1/2
specific speed = speed x (flow ) 3/4
(head)
Note, units must be specified
in quoting specific speed
increasing specific speed
Bora Türkmen-MMO 2010 Temmuz
Pump hydraulics, suction recirculation
Suction recirc
at low flow
1/2
suction specific speed = speed x (flow ) 3/4
(npsh)
higher nss, = lower npsh r
but suction recirc more likely(nss)