L/s - Prof.Dr.Rasim OKURSOY

1
R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
2
TTK-3802 Sulama Makinaları Dersinin Amacı, Hedefi ve Öğrenim Kazanımları
Dersin Amacı
Tarımsal mekanizasyon alanında sulama prensipleri ve sulamada kullanılan
makinalar ile sulama amaçlı kullanılan pompaj tesislerinin tasarımı, ekonomik
kullanımları konularında bilgi ve beceriler kazandırmak.
Dersin Hedefleri
1-Değişik tarım ürünlerinin yetiştirilmesi için uygulanan sulama yöntemlerini ve
sulamada kullanılan makina ve ekipmanları tanıyabilmesi,
2-Farklı iklim ve toprak koşullarında değişik tarım ürünleri için sulama ve
özellikle pompaj projelerini tasarlamaya yönelik parametreleri bildiğini
gösterebilmesi,
3-Başta pompaj ünitelerinde kullanılan pompalar olmak üzere, tarımda sulama
amaçlı kullanılan her türlü alet ve makinaların, tasarımları, kullanımı, tamir
bakım ve ayarlarının yapılabilmesi konusunda bilgilerle donatılmış olması.
4-Pompaj tesislerin projelendirilmesinde temel bilgileri aktarmak
R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
3
Dersin WEB Sayfası Adresi: http://www20.uludag.edu.tr/~okursoy
http://www.uludag.edu.tr adresindeki Uludağ Üniversitesi ana sayfasından <Kişisel WEB sayfaları>
bağlantısından da ulaşılabilir.)
Öğretim Elemanının Elektronik Posta Adresi :[email protected]
Dersin İçeriği : Bu ders kapsamında, hidroliğin temel prensipleri yanında, tarımsal amaçlı sulama için
kurulması planlanan santrifüj ve derin kuyu pompalarına sahip pompaj ünitelerinin yapısı, parçaları ve
işletim parametreleri verilmektedir. Santrifüj ve derin kuyu pompalarının yapısal özellikleri, pompa kanat
profilleri ve kanat yapılarının, suyu belirli bir derinlikten emerek pompa ekseninden itibaren farklı
yüksekliklere pompalamada etkili olan işletim parametreleri detaylı olarak anlatılmaktadır. Özelikle küçük
ölçekli pompaj tesislerinde sistem yük kaybı eğrileri, pompa karakteristik eğrileri ve bu eğrileri kullanarak
optimum işletme noktasındaki verdi değerlerinden hareketle çıkarılacak suyun maliyeti konusunda teknik ve
detaylı bilgiler sunulmaktadır. Bunun yanında tesislerde çıkarılacak suyun özelliklerine bağlı olarak
kavitasyon konuları işlenmekte ve olası kavitasyon problemlerini yok edebilecek önlemler tartışılmaktadır.
Pompaj ünitelerinin projelenmesine yönelik hesaplamaların yapılmasında bilgisayar destekli uygulamalardan
da yararlanılmaktadır.
Derste Yararlanılan Bazı Kaynaklar
1-Tezer, E. 1978.Sulamada Pompaj Tesisleri. Proje Seçim ve İşletme Yöntemleri. Köy İşleri ve
Kooperatifler Bakanlığı Toprak-Su Genel Müdürlüğü yayınları. Ankara.
2-Babbitt, H.E., J.J. Donald, J.L. Cleasby. 1962. Water Supply Engineering. Mc.Graw Hill Book Co. New
York., NY. USA.3-Gökelim, A.T.,1976..Pompalar. Birsen Kitabevi Yayınları. İstanbul.
R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
4
Genel anlamda sulama
Sulama, bitkinin ihtiyacı olan ve doğal yağışlarla
karşılanamayan suyun yapay yollarla bitkiye verilmesidir.

Genel anlamda sulama ile verimde %40 oranında bir artış
sağlanabilmektedir.

Sulamada en önemli konulardan birisi mevcut su
kaynaklarının en iyi bir şekilde kullanılmasına yönelik
yöntemlerin geliştirilmesidir.

R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
Su Çıkarmanın Tarihçesi
Zaman
5
22 Kasım 2011 Salı
İşlem
M.Ö–12500 Yeryüzünde sulama yapıldığı sanılmakta..
M.Ö - 5000 Persler (İranlılar) sulama ile üretimde artış sağladı..
M.Ö - 4000 Babilliler (Iraklılar) sulama ile üretimde artış sağladı..
M.Ö - 4000 Eski Mısır’da Nil nehri 12 mil uzunluğunda bir kanal ile taşınarak sulamada
kullanılmak üzere Moeris gölünde depolanmıştır.
M.Ö - 4000 Hindistanda sulama ile çift ürün yetiştirildi..
M.Ö - 3000 Mısır’da joseph kuyusu adı verilen 90 m derinliğinde kuyu açılmıştır
M.Ö - 1500 Fenike’liler ilk sulama kanalını yaptı
MS - 10 Romalılar İtalya’da Fas’lılar İspanya’da sulama kanalları yaptılar
MS-1540 İtalya’da St.Patrick adlı 60 m derinliğinde bir sulama kuyusu açılmıştır.
1675-1672 Giovanni Cassini İtalya’da ilk artezyen kuyuyu açmıştır
1830 Fransa’da senatör Degousse tarafından açtırılan kuyu ilk teknik kuyudur.
R.Okursoy
Su Çıkarmanın Tarihçesi
Zaman
M.Ö–140
1680- 1689
22 Kasım 2011
Salı
İşlem
İlk Pistonlu Pompa İskenderiye’li Ktesibius tarafından yapılmıştır.
Johann Jordan santrifüj pompa tasarlamış, Denis Papin ise geliştirmiştir
1855
Amerikalı J.F.Vose ilk kez çift pistonlu pompayı tasarlamıştır
1818
Boston’da gövdesi çift girişli massachusette pompası yapılmıştır
1830
Mc Carty, NewYork’ta gemi havuzları için yüksek verimli bir pompa yapmıştır
1831
Amerika da Blake seri pompa üretimine geçmiştir
1839
Amerika’da Andrews seri pompa üretimine geçerek satmaya başlamıştır
1846
W.H.Johnson, üç kademeli bir pompa üretmiştir
1846
İngiltere’de Thompson kardeşler seri pompa üretimine geçmiştir
1848
Lloyd yeni bir çarkın patentini almış ve Appold bu çarkı üretmiştir
1874-1876
1901
6
Reynolds difüzer kanatlarını geliştirmiş ve bu gelişme Mather ve Platt tarafından
uygulamaya aktarılmıştır.
İlk derin kuyu pompası Byron Jackson tarafından üretilmiştir
Ülkemizde sulama çalışmaları su umum müdürlüğü kanalı ile 19.yüzyılın başında Ankara çubuk barajının
ıslah edilmesiyle başlanmıştır. Daha sonra Su işleri Reisliği ve 1953 ten buyana ise DSİ 1960 ta ise ToprakSu Md.Lüğü kurularak sulama işleri devlet eliyle yapılmaya başlanmıştır.
R.Okursoy
7
Günümüzün Pompaları
22 Kasım 2011 Salı
Verdi Sınırları
5 – 1000000
L/dakika
Basınç Sınırları
1,5 – 1500 mSS
Halen dünyanın en büyük pompaj tesislerinden birisi Kuzey Amerika’da
Columbia nehri üzerinde bulunmaktadır. Grand Coulee adındaki bu tesis,
pompalarının çalışması için gerekli olan enerjiyi barajdaki hidroelektrik
santralinden sağlamaktadır.
Tesiste :
Basma Borusu Çapı : 144 (inç) = 3,65 m
Çarkın çapı : 4,24 m
Kapasitesi : saniyede 40 ton su
Saniyede 40 ton suyu basabildiği yükseklik 90 m
Pompaların yuttuğu güç :65 000 BG
R.Okursoy
Sulanan alan
22 Kasım 2011 Salı
8
Ülke
Yüz ölçümü
(km2)
Tarım alanı
(km2)
Sulanan alan
(km2)
Sulanan Alan
%
İtalya
301230
92350
28500
30.9
Yunanistan
131940
30200
8700
28.8
BDT (SSCB)
22402200
2275000
160000
7.0
ABD
9363120
1858700
172000
9.3
İsrail
20770
3420
1920
56.1
Türkiye
780580
250630
29900
11.9
Türkiyede :
Yer altı su potansiyeli : 9430 milyar m3
Yerüstü, akan su potansiyeli : 180 milyar m3 (%50 ‘si ancak kullanılıyor)
İçme ve kullanma suyu :1200 milyar m3
Sulama suyu : 645 milyar m3
R.Okursoy
Su çıkarma makinaları
22 Kasım 2011
Salı
Su çıkarma Makinaları
Sulama, doğal yağışlarla
sağlanamayan ve bitkinin yaşaması ve
gelişmesi için gerekli olan suyun
yapay yollarla toprağa verilerek
bitkiye ulaşmasını sağlamaktır.
Sulama kaynağı olarak yer altı ve
yerüstü sularından yararlanılır.
Su çıkarmada kullanılan makinalar,
tarihsel gelişim süreci içerisinde çok
çeşitlilik göstermiştir. Genel olarak su
çıkama araçları basit ve modern
araçlar olarak iki gurupta toplamak
mümkündür.
1-Basit makinalar
Seren
Çıkrıklı Kuyu
Su dolapları
Su helezonları
Su koçu
2-Modern Makinalar
Pistonlu pompalar
Santrifüj pompalar
R.Okursoy
9
Temel Kavramlar ve Birimler
10
22 Kasım 2011
Salı
Hidrolik
Hidrolik, hidrostatik ve hidrodinamik prensiplerinin uygulanmasını kapsayan bir
mühendislik dalıdır.Hidrostatik durgun durumdaki sıvılar ve hidrodinamik ise
hareketli sıvılarla ilgili prensipleri kapsar
Akışkan
Akışkan, sabit basınç ve sıcaklık altında belirli bir kütlesi ve hacmi olan fakat
belirli bir şekli bulunmayan cisimdir. Dolayısı ile akışkan, içinde bulunduğu kabın
şeklini alır.
Akışkanlar, gazlar ve sıvılar olarak iki grupta incelenir.Akışkanlarda moleküler
arasındaki boşluk katı cisimlere göre biraz daha fazladır.
Akışkanlarda moleküllerin birbirine göre bağıl hareketine akıcılık denir.
Sulama suyu bir akışkandır.
R.Okursoy
11
Verdi (Debi)
22 Kasım 2011
Salı
Belirli bir noktadan birim zamanda akan su miktarıdır. Birimi ;
Metrik sistemde :
L/s, m3/s, L/dak, m3/dak, L/h, m3/h
İngiliz birimler sisteminde
gal/s, in3/s, gal/dak in3/dak gal/h, in3/h
1 ABD galonu=3,785 L
Dönüşec
ek
çarpım
Elde edilen Dönüşecek
L/s
1/1000
m3/s
L/s
0.06
m3/d
L/s
61.024
in3/s
L/s
3661.44
in3/d
L/h
1/3600
L/s
L/h
1/60
L/d
gal/dak
2,228*10-3
ft3/s
gal/dak
6,308*10-2
L/s
gal/dak
8.0208
ft3/h
çarpım
Elde edilen
cm3/s
1/1000
L/s
cm3/s
10-6
m3/s
cm3/s
6,102*10-2
in3/s
L/dak
5,886*10-4
ft3/s
L/dak
4.403*10-3
gal/s
L/dak
1/60000
m3/s
L/dak
1.017
in3/s
L/dak
61.024
in3/d
L/s
60
L/d
R.Okursoy
Tanımlar
12
22 Kasım 2011
Salı
Özgül Ağırlık
Bir cismin birim hacminin ağırlığıdır.
Birimi : kg/cm3, kg/dm3 veya g/cm3
Yoğunluk
Saf su için özgül ağırlık 0 ile +4 arasındaki sıcaklıklarda sıcaklıkla birlikte artar, +4
C de 1 g/cm3’e eşit olur ve +4C üzerindeki sıcaklıklarda sıcaklıkla birlikte azalır.
Bir cismin ağırlığının cisimle aynı hacimdeki +4 C deki saf suyun ağırlığına
oranıdır. Dolayısı ile yoğunluk ağırlıklar oranı olduğuna göre birimsiz ve göreceli
bir kavramdır.
Özgül Kütle
Bir cismin birim hacminin kütlesine özgül kütle denir. Bir cismin kütlesi ise
ağırlığının yer çekimi ivmesine oranı olduğuna göre, özgül kütle sonuçta özgül
ağırlığın yerçekimi ivmesine oranı olarak karşımıza çıkmaktadır.
R.Okursoy
Vizkosite-akıcılık
13
22 Kasım 2011
Salı
Akışkan, sabit basınç ve sıcaklık altında belirli bir kütlesi ve hacmi olan
fakat belirli bir şekli bulunmayan cisimdir. Dolayısı ile akışkan, içinde
bulunduğu kabın şeklini alır. Akışkan moleküllerinin birbirine göre bağıl
hareketliliğine akıcılık, akışkanların akmaya karşı gösterdiği dirence de
vizkosite denir.
Bazı kaynaklarda vizkositeye akışmazlık adı da verilmektedir. Akışkanın
vizkositesi ihmal edilecek kadar küçük ise buna ideal akışkan denir. Her
akışkanın vizkositesi vardır.
Vizkosite, mutlak ve kinematik vizkosite olmak üzere iki kısımda
incelenebilir. Kinematik vizkosite, mutlak vizkosite değerinin özgül kütleye
oranlanması ile hesaplanır.
R.Okursoy
14
Saf suyun özellikleri
Sıcaklık
(C)
Özgül ağ.
kg/m3
Kinematik
V.(m2/s) *10-6
Mutlak B.B.(mSS)
0
999,8
1,79
0,0062
2
999,9
1,67
0,0072
4
1000
1,56
0,0083
6
999,9
1,46
0,0095
8
999,8
1,38
0,0109
10
999,6
1,31
0,0125
12
999,4
1,24
0,0143
14
999,2
1,17
0,0163
16
998,8
1,11
0,0185
18
998,5
1,06
0,0210
20
998,2
1,01
0,0238
40
992,2
0,658
0,0752
50
988,0
0,557
0,1258
60
983,2
0,478
0,2031
80
971,8
0,366
0,4829
100
958,3
0,295
1,0332
22 Kasım 2011
Salı
R.Okursoy
15
Mutlak Viskozite
22 Kasım 2011
Salı
Eşitliklerde :
F : plakalara uygulanan ağırlık (kg)
h : plakalar arasındaki uzaklık (m)
a : plakaların yüzey alanı (m2)
Vp : plakanın çekilme hızı (m/s)
U : mutlak viskozite (kgs/m2)
t : sıvının sıcaklığı (santigrat derece)
Mutlak viskozitenin birimi kgs/m2 veya
dyn-s/cm2’ (pois)dir. Kinematik viskozite
m2/s ile gösterilir 1 m2/s değerine 1 stok
denir. SI birmler siteminde viskozite Ns/m2
ile belirtilir ve 1 Ns/m2 değerine Pa-s
(paskal-saniye) denilmektedir.
R.Okursoy
16
Problemler
22 Kasım 2011
Salı
1-Birimler dönüşümünde 3 m3/h kaç L/s’ye denktir?
2-Birimler dönüşümünde 10 L/s kaç in3/s eder?
3-Sıcaklığı 25 derece olan suyun mutlak ve kinematik viskozitesini
belirleyiniz.
1-Bir m3 hacim 1000 L demektir. Diğer yandan 1 saat 3600
saniyeye eşittir. Bir ile çarpma kuralına göre :
(3 m3/h)(1000 L/m3 )(saat/3600saniye) = 0.833 L/s eder.
2- 1 L/s=61.024 in3 /s olduğuna göre :
(10 L/s )=(10)(61.024 in3 /s) = 61.024 in3 /s bulunur.
3-mutlak vizkosite= 9.079*10-5 kgs/m2
kinematik vizkosite= 8,934*10-7 m2/s
R.Okursoy
17
Birimler
22 Kasım 2011 Salı
Aşağıdaki birim dönüşümlerini yapınız
1) 8 L/d= ….. m3/s
2) 5 in3/h= ……. L/s
3) 11 m3/s = ….. L/d
4) 1 in3/s= ……. L/d
5) 68 L/s= ….. m3/h
6) 4 m3/h = ……. m3/s
7) 12 L/d= ….. cm3/d
8) 5 in3/d = ……. cm3/d
9) 6 m3/s = ….. cm3/h
10) 7 in3/h= ……. cm3/s
11) 9 gal/d= ….. m3/s
12) 13 m3/s = ……. gal/s
13) 15 in3/h = ….. gal/s
14) 21 in3/s= ……. L/s
15) 23 in3/d= ….. cm3/s
16) 17 in3/h= ……. gal/h
17) 11 in3/s = ….. gal/h
18) 11 gal/d = ……. L/s
19) 3 in3/s = ….. gal/d
20) 14 in3/h= ……. in3/d
Problemler :
1-Sıcaklığı 10 ºC olan suyun mutlak ve kinematik viskozitesini belirleyiniz.
2-Sıcaklığı 53 ºC olan suyun mutlak ve kinematik viskozitesini belirleyiniz.
4-35 ºC sıcaklığındaki saf suyun mutlak ve kinematik viskozitesini, a)tabloyu kullanarak
interpolasyonla belirleyiniz. b)hesaplama yolu ile bulunuz.
5-26 ºC sıcaklığındaki saf suyun mutlak ve kinematik viskozitesini, a)tabloyu kullanarak
interpolasyonla belirleyiniz. b)hesaplama yolu ile bulunuz.
R.Okursoy
Pompalar
18
22 Kasım 2011
Salı
Pompalar, bir iş makinası olarak durgun
veya hareketli akışkanlara sağladığı
mekanik enerji ile onların konumunu
değiştiren makinalardır. Pompalar
mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye
dönüştürür.
Çeşitleri
:
1-Dişli pompalar
2-Paletli pompalar
3-Membranlı pompalar
4-Helezon pompalar – arşimet vidası
5-Pistonlu pompalar
6-Santrifüj pompalar
Santrifüj pompalara rotodinamik
pompalar, pistonlu pompalara ise
volumetrik-hacimsel pompalar denir.
R.Okursoy
Pompalar
19
22 Kasım 2011
Salı
R.Okursoy
Santrifüj pompalar
20
22 Kasım 2011
Salı
R.Okursoy
Santrifüj pompa çarkları
21
22 Kasım 2011
Salı
R.Okursoy
Pistonlu pompalar
22
22 Kasım 2011
Salı
R.Okursoy
Pistonlu pompalar
Tek etkili Pistonlu
23
22 Kasım 2011
Salı
çift etkili pistonlu
R.Okursoy
24
Pistonlu pompalar
22 Kasım 2011 Salı
Tek etkili Pistonlu pompalarda verdi şu
eşitlikle hesaplanır :
Qe
A.s.n
60
Çift etkili Pistonlu pompalarda verdi şu
eşitlikle hesaplanır :
Qe
v
(2A a ).s.n
ηv
60
Burada :
Burada :
(m2)
A: piston yüzeyi alanı
s: strok (m)
n : pistona hareket veren krank devri (d/d)
ηv: volumetrik verim (%)
A: piston yüzeyi alanı (m2),
a ise piston kolu kesit alanıdır. (m2)
s: strok (m)
n : pistona hareket veren krank devri
(d/d)
ηv: volumetrik verim (%)
R.Okursoy
Pistonlu pompalar
Tek etkili Pistonlu
25
22 Kasım 2011
Salı
çift etkili pistonlu
R.Okursoy
26
Pistonlu pompalar
Problem2 : Strok boyu 5 cm olan çift etkili
bir pistonun çapı 8 cm’dir. Piston kolu kesiti
dairesel olup çapı 2 cm olduğuna göre
a)Pompanın dakikada 100 L suyu
basabilmesi için minimum krank devri ne
olmalıdır?(pompanın volumetrik verimi %70
alınacak)
Problem 1: Strok boyu 8 cm olan tek etkili
bir pistonun yarıçapı 3 cm’dir.Piston koluna
hareket ileten krank milinin devir sayısı 200
d/d ve pompanın volumetrik verimi %60
ise, pompanın 1 saatte pompalayabileceği
su miktarı kaç litredir?
Qe
R.Okursoy
b)Krank devrinin 1000 d/d olması
durumunda pompa aynı koşullarda ne kadar
su basabilir, hesaplayınız.
Qe
(2A a ).s.n
ηv
60
A.s.n
ηv
60
22 Kasım 2011 Salı
27
Pistonlu pompalar
Çözüm 2:
22 Kasım 2011 Salı
Veriler :
r=3 cm, D=8 cm =0.08 m, d=2 cm=0.02 m
S=5 cm =0.05 m
Qe=100 L/d=6 m3/s
ηv=%70=0.7
Problem2 : Strok boyu 5 cm olan çift etkili
bir pistonun çapı 8 cm’dir. Piston kolu kesiti
dairesel olup çapı 2 cm olduğuna göre
a)Pompanın dakikada 100 L suyu
basabilmesi için minimum krank devri ne
olmalıdır?(pompanın volumetrik verimi %70
alınacak)
b)Krank devrinin 1000 d/d olması
durumunda pompa aynı koşullarda ne kadar
su basabilir, hesaplayınız.
Qe
R.Okursoy
(2A a ).s.n
ηv
60
a)
Qe
(2A - a).s.n
ηv
60
n
Qe(76.4)
(2D2 d2 ).s.η v
1.05* 106 d/d
b)
(2A - a).s.n
ηv
60
5.68 L/s
Qe
Qe
(2D2 - d2 ).s.n
ηv
76.4
28
22 Kasım 2011
Salı
v 22
2g
P2
z2
γ
v12
2g
P1
z1
γ
Hız yüksekliği
Basınç yüksekliği
yükseklik
R.Okursoy
29
Süreklilik Yasası
22 Kasım 2011
Salı
Verdi : Bir borunun herhangi bir noktasından birim zamanda akan su miktarıdır. Birimi
L/s, m3/s
Hız : Boru kesiti içerisindeki su kütlesinin birim zamanda aldığı yoldur. m/s
Alan :Verdinin ölçüldüğü boru kesitinin alanıdır. Sulamada kullanılan borular genellikle
yuvarlak kesitli olduğundan, kesit alanı : πD2/4 (D boru çapı, π=22/7)
Süreklilik yasası : Q=Av = (πD2/4)v = 0.7854D2
V: suyun akış hızı m/s
O halde Verdi :
Q=Av
Q=0.785D2 v
R.Okursoy
30
Sürtünmeli akım
22 Kasım 2011 Salı
Basınç kaybı
h1-h2 = hk
Hidrolik gradient – hidrolik eğim
i= hk / L
Osborne Reynolds’a göre, suyun
kapalı borularda akışı 2 türlüdür :
1-Laminar akım 2-Turbilans akım
Re
ρvD
μ
vD
ν
Re-Reynolds katsayısıdır.
Re ≤ 2000
akım laminar
Re >2000
akım türbilans
Re=2000-2800 labil gölge
R.Okursoy
31
Mutlak pürüzlülük
22 Kasım 2011
Salı
R.Okursoy
32
Moody diagramı
k boruların
mutlak
pürüzlülük
değerdir (mm)
22 Kasım 2011
Salı
R.Okursoy
33
Moody diagramı
R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
34
Moody diyagramının kullanımı
22 Kasım 2011 Salı
D/k oranı bulunur
D ve Q kullanılarak v(hız) hesaplanır
Süreklilik yasası
Suyun sıcaklığına göre kinematik viskozite ve Re katsayısı
hesaplanır
Re değerinde çıkılan dikme ile D/k oranının kesim noktası bulunur
Bu noktadan hareketle süstünme katsayısı (λ) değeri okunur
Problem :
İç çapı 20 cm olan bir borudan akan suyun sıcaklığı 40 derece ve suyun akış hızı 1.75 m/s
olduğuna göre akış türünü tayin ediniz.
Çözüm : D=200 mm= 0.2 m
v=1.75 m/s t=40 derece
Tablodan 40 derece su sıcaklığı için kinematik viskozite 0.658*10-6 m2/s bulunur.
Re
ρvD
μ
vD
ν
Eşitliğinde değerler yerine konup hesaplamalar yapıldığında, Re katsayısı 531915 olarak
hesaplanır. Buluna bu değer 2800 den büyük olduğundan akım türbilanstır.
R.Okursoy
35
22 Kasım 2011
Salı
Mutlak pürüzlülük
Dönüşecek
Durumu
k (mm)
Çekme borular-cam prinç aluminyumplastik
Pürüzsüz ve yeni durumda
0.0015 (en fazla)
yeni
0.05-0.1
Az paslı
0.40 (en fazla)
Çok paslı
3.0 (en fazla)
Perçinli boru
genellikle
1-10
Döküm Borular
Astarlı
0.125
Astarsız
0.25-1
Az paslı
1-1.5
Çok paslı
1.5-3
kaba
1-3
düzgün
0.3-0.8
yeni
0.10
Kaynaklı Çelik Boru
Beton borular
Aspestli çimento borular
R.Okursoy
36
Boru Hatlarında Kayıplar
1-düz borulardaki Yük kayıpları
(hk) kayıpları (hf)
2-Şekil
Darcy’e Göre
Chezy’e Göre
L v2
hk = λ
D 2g
v = c Ri
Boru Cinsi
N
Çimento Kaplı boru
0.010
Ahşap boru
0.010
Beton Boru
0.011
Yeni çelik çekme boru
0.012
Çıplak döküm
0.013
Perçinli çelik boru
0.014
R.Okursoy
Hk=hk + hf
0.00155 1
23 +
+
i
N
c=
N
0.00155
1+
22 +
i
R
Veya :
C=
100 R
m+ R
22 Kasım 2011 Salı
37
Darcy formulündeki sürtünme katsayısı çeşitli
yolla hesaplanabilir :
LANG’a göre :
λ = a+
0.0018
vD
Boru Cinsi
a
Kaynaklı çelik boru
0.0136
Beton Boru
0.0140
Perçinli çelik boru
0.0193
Von Prandtl’a
göre :
k 0.3
λ = 0.15( )
D
Weisbach’a göre :
λ = 0.01444 +
0.00947
v
Darcy’e göre :
0.0005
λ = 0.02 +
D
R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
38
Üslü Formuller
1-Manning Formülü
2-Williams-Hazen formulü
3-Blair Formulleri
Manning Formulü
6,349 ¬1.33 2
hk =
LD
v
2
c
124.57 ¬0.33
λ=
D
2
c
v = cR0.66i0.5
R.Okursoy
Boru Cinsi
C
Yeni Döküm boru
94
Eski döküm boru
54
Yeni kaplama döküm boru
114
Eski kaplama döküm boru
94
Perçinli çelik boru
70
Perçinsiz çelik boru
90
22 Kasım 2011 Salı
39
Üslü Formuller
Williams-Hazen
Formulü
5,038 ¬1.166 1.852
hk = 1.852 LD
v
c
98,84 ¬0.166 ¬0.148
λ = 1.852 D
v
c
v = cR
R.Okursoy
Boru Cinsi
C
Yeni Döküm boru
102-111
Yeni savurma döküm boru
106-115
Bitum kaplı çelik/döküm
123-132
Beton boru
111-132
Eski döküm boru
68-85
0.63 0.54
i
22 Kasım 2011 Salı
40
Blair Formülleri
Blair-1
Blair-2
Blair-3
Blair-4
v = aR i
a
194,4
154,1
133,4
107,3
b
0,71
0,69
0,68
0,67
hk = dLDe v f
c
0,57
0,55
0,54
0,52
d
5,428x10-4
6,4x10-4
6,64x10-4
7,43x10-4
λ = gvhDk
e
-1,246
-1,243
-1,259
-1,288
f
1,754
1.802
1.852
1.923
g
1,07x10-2
1,26x10-2 1,31x10-2
1,46x10-2
h
-0,246
-0,199
-0,148
-0,077
K
-0,246
-0,243
-0,259
-0,288
b c
R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
41
BlairNomogramı
R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
42
Problem 1:
Yeni dökümden yapılmış bir su borusunun çapı 10 cm uzunluğu
ise 100 metredir. Boru içerisinden akan suyun verdisi 15 L/dak
olarak bilindiğine göre hidrolik eğim (gradient) nedir?
Problem 2:
Yeni durumda kaynaklı çelik borudan oluşan 15 cm çapındaki bir
borunun uzunluğu 98 metredir. Boru içerisinden akan 20 oC
sıcaklığındaki suyun akış hızı 2 m/s olarak ölçüldüğüne göre
BLAİR’e göre borudaki yük kaybını ve toplam verdi değerini
bulunuz.
R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
43
R.Okursoy
22 Kasım 2011 Salı
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
44
22.11.2011
Problem 1 :
Deniz seviyesinden 2000 metre yükseklikte
kurulması düşünülen bir pompaj ünitesinde
kullanılan santrifüj pompa ile statik emme
yüksekliği 3 metre olan bir kuyudan emilen 20º C
sıcaklığındaki su, pompa ekseninden itibaren 10
metre yüksekliğe basılmak istenmektedir. Pompaj
tesisine ait sistem sürtünme eğrilerini skalalı
kağıda çiziniz. Eğriye göre 14 metre yüksekliğe
kaç L/s debi ile su basılabilir, bulunuz.
Özellik
Emme
Basma
Boru boyu
13 m
86 m
Boru çapı
120 mm
150 mm
Boru cinsi
Asp. çimento
galvaniz
Dip klapesi ve süzgeç- 1adet
Toplam şekil katsayısı :
50
Armatürler
D/R= 1,6 olan 3 adet dirsek
d2/d1=0,6 olan 5 adet ani
daralma
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
45
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
22.11.2011
Emme Hattı : Boru sınıfı BLAIR-2
V
(m/s)
Q
(L/s)
i
hk=iL
v2
hf = ∑ f
2g
Hm=Hg+(hk+hf)
0,50
5,65
0,0026
0,03
0,10
3,14
1,00
11,30
0,0089
0,12
0,41
3,52
1,50
16,96
0,0185
0,24
0,92
4,16
2,00
22,61
0,0311
0,40
1,63
5,04
2,50
28,26
0,0465
0,61
2,55
6,15
3,00
33,91
0,0646
0,84
3,67
7,51
3,50
39,56
0,0853
1,11
4,99
9,10
4,00
45,22
0,1086
1,41
6,52
10,94
5,00
56,52
0,1623
2,11
10,19
15,30
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
46
22.11.2011
Emme hattı (Blair-2)
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
47
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
22.11.2011
Basma hattı (Blair-4)
V (m/s)
Q (L/s)
i
hk
hf
Hm
0,50
8,83
0,0023
0,19
0,64
5,83
1,00
17,66
0,0086
0,74
2,55
8,28
1,50
26,49
0,0187
1,60
5,73
12,34
2,00
35,33
0,0324
2,79
10,19
17,98
2,50
44,16
0,0498
4,28
15,93
25,21
3,00
52,99
0,0707
6,08
22,94
34,02
3,50
61,82
0,0952
8,18
31,22
44,40
4,00
70,65
0,1230
10,58
40,77
56,35
5,00
88,31
0,1889
16,25
63,71
84,96
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
48
22.11.2011
Basma hattı – Blair4
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
49
22.11.2011
Emme ve Basma hattı
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
50
22.11.2011
Sistem (emme+Basma)
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
51
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
22.11.2011
Problem 2 :
Emme Hattı
Deniz seviyesinden 3000 metre
yükseklikte kurulması düşünülen bir
pompaj ünitesinde kullanılan santrifüj
pompa ile statik emme yüksekliği 5 metre
olan bir kuyudan emilen 25º C
sıcaklığındaki su, pompa ekseninden
itibaren 8 metre yüksekliğe basılmak
istenmektedir.
Boru Çapı (cm)
10,0
Boru Uzunluğu (m)
15
Boru Cinsi
Beton boru
Toplam Şekil Katsayısı
25,0
Boru Çapı (cm)
10,0
1- Pompaj tesisine ait sistem sürtünme
eğrilerini skalalı kağıda çiziniz.
Boru Uzunluğu (m)
25,0
Boru Cinsi
PVC-plastik
2-Optimum işletme noktasını belirleyiniz.
Toplam Şekil Katsayısı
30,0
Basma Hattı
3-Eğriye göre yük kayıpları açısından 25
metre yüksekliğe kaç L/s debi ile su
basılabilir, bulunuz.
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
52
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
22.11.2011
Emme Hattı : Boru sınıfı BLAIR-3
V
(m/s)
Q
(L/s)
i
hk=iL
v2
hf = ∑ f
2g
Hm=Hg+(hk+hf)
0,50
3,93
0,0026
0,05
0,32
5,37
1,00
7,85
0,0089
0,18
1,27
6,46
1,50
11,78
0,0185
0,38
2,87
8,25
2,00
15,70
0,0311
0,65
5,10
10,75
2,50
19,63
0,0465
0,99
7,96
13,95
3,00
23,55
0,0646
1,38
11,47
17,85
3,50
27,48
0,0853
1,84
15,61
22,45
4,00
31,40
0,1086
2,36
20,39
27,74
5,00
39,25
0,1623
3,56
31,86
40,42
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
Emme Hattı : Boru sınıfı BLAIR-3
53
22.11.2011
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
54
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
22.11.2011
Basma Hattı : Boru sınıfı BLAIR-1
V
(m/s)
Q
(L/s)
i
hk=iL
v2
hf = ∑ f
2g
Hm=Hg+(hk+hf)
0,50
3,93
0,0028
0,07
0,38
8,45
1,00
7,85
0,0096
0,24
1,53
9,77
1,50
11,78
0,0195
0,49
3,44
11,93
2,00
15,70
0,0323
0,81
6,12
14,92
2,50
19,63
0,0477
1,19
9,56
18,75
3,00
23,55
0,0657
1,64
13,76
23,40
3,50
27,48
0,0861
2,15
18,73
28,88
4,00
31,40
0,1088
2,72
24,46
35,18
5,00
39,25
0,1609
4,02
38,23
50,25
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
55
22.11.2011
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
56
22.11.2011
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
57
Sulama Makinaları-SSE Eğrisi
22.11.2011
İşletme noktasında
Hm=35 m
Q=20 L/s
=%60
fBG=15.5 BG
Eğriye göre, yük kayıpları
açısından 25 m yüksekliğe
en fazla 15 L/s debi ile su
basılabilir.
Prof.Dr.Rasim OKURSOY