SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 16
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
• 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
• 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
•   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
•   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
•    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
•   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
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
• 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
• 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
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
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
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
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
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

Mais conteúdo relacionado

Mais de SERDAR BELBAĞ (20)

Business Cards
Business CardsBusiness Cards
Business Cards
 
Plane House
Plane HousePlane House
Plane House
 
Forest Office
Forest OfficeForest Office
Forest Office
 
Gravel Painting
Gravel PaintingGravel Painting
Gravel Painting
 
Old Book Art
Old Book ArtOld Book Art
Old Book Art
 
Once Upon A Time Childhood Games
Once Upon A Time Childhood GamesOnce Upon A Time Childhood Games
Once Upon A Time Childhood Games
 
Typewriter Painter
Typewriter PainterTypewriter Painter
Typewriter Painter
 
Libraries
LibrariesLibraries
Libraries
 
MUSTAFA KEMAL ATATÜRK
MUSTAFA KEMAL ATATÜRKMUSTAFA KEMAL ATATÜRK
MUSTAFA KEMAL ATATÜRK
 
Moleskine Art
Moleskine ArtMoleskine Art
Moleskine Art
 
Personalized Objects
Personalized ObjectsPersonalized Objects
Personalized Objects
 
Body Museum
Body MuseumBody Museum
Body Museum
 
Hirosima
HirosimaHirosima
Hirosima
 
Nostalgic Turkey
Nostalgic TurkeyNostalgic Turkey
Nostalgic Turkey
 
Wall Tattoos
Wall TattoosWall Tattoos
Wall Tattoos
 
Two Headed
Two HeadedTwo Headed
Two Headed
 
Creative Workplaces
Creative WorkplacesCreative Workplaces
Creative Workplaces
 
Computer Desks
Computer DesksComputer Desks
Computer Desks
 
Bilgisayar Kasaları
Bilgisayar KasalarıBilgisayar Kasaları
Bilgisayar Kasaları
 
Became A Photographer
Became A PhotographerBecame A Photographer
Became A Photographer
 

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