1() o o N "' o İn ::, ,cı <( 2p = Kolon rijitliği aV0 gf-fo (3) _!_ i Q6 X =Volan sayısı= 1 2 170(4) - _r LA V. 2 2 g o Ç = Boru sürtme oranı _ Al V0 2 1 (5) D 2g f-10 N_,. = Özgül Hız = N ✓Q Hö314 (6) Kolon rijitliği, esas olarak Parmakian tarafından, su darbesi hesaplarında 1950'1i yıllardan beri kullanılmış olan bir boyutsuz sayıdır. Bir boru hattı içinde, V0 hızı ile hareket eden bir su kolonu düşünelim. Burada ses hızı, yani süreksizliğin öteleme hızı "a" ise, bu kolonun ani ya da hızlı bir şekilde durdurulması halinde oluşacak maksimum basınç artışı (su darbesi) (a V 0 /g) olarak hesaplanır. Böyle tipik bir su darbesi değerinin statik basınç yüksekliğine oranı, kolonun rijitliğini tayin eder. Burada görüldüğü gibi, bu değer ses hızı ve suyun ilk hızı ile orantılıdır. Ses hızı ise boru malzemesinin E elastiklik modülüne, e cidar et kalınlığ ına, K sıvının hacimsel sıkışma modülüne ve Y sıvının özgül ağırlığına bağlı olarak hesaplanır. Bu faktörleri hesaba katarak boyutsuz sayı elde etmekle görüld üğü gibi ana denklemdeki bir kısım parametreleri göz önüne almış bulunmaktayız. Volan sayısı, tanım denkleminden görüldüğü gibi rotora ait döner kitlelerin kinetik enerjisinin 17 0 verimi ile suya geçen kısmının su kolonunun kinetik enerjisine oranıdır. Bu iki enerjinin birbirine oranı boyutsuz bir sayı tanımlar. X'nın büyük değerleri , döner kütlelerin ataletinin büyüklüğünü gösterdiği için elektrik enerjisi kesilince, bu büyük atalet rotorun bir süre daha dönmeye devam edeceğine ya da başka bir sözle hızını yavaş kaybedeceğine işarettir. Bu yüzden genel olarak volan sayısının artması ile su darbelerinin şiddetinin azalmasını beklemek doğald ı r. Boru sürtünme oranı, L uzunluğunda, D çapında bir borudan V 0 hızındaki sıvı geçtiği zaman, üniversel yük kayıp katsayısı 'A ile oluşacak toplam yük kaybını, yine statik yüksekliğe bölerek elde ettiğimiz katsayıdır. Bu çalışma 172 ,--------------------------·. 0,8 -~ 0,6 .o ~ o o, C iii -~ --. l2o=ı ,6 l'-.. b=O,: 1"-ı-.. \ -, a'l 0,4 _)2p:( '~ \ - 0,2 o 0,01 0,1 1,0 Şekil/, çerçevesinde bu parametreyi göz önüne almayacağız. Boru sürtme kaybının yok sayılmasıyla olayı etkileyen parametrelerden biri ortadan kalkar. Bu varsayım emniyetli bir kabqldür, çünkü boru kayıpları genel olarak darbelerin sönümüne yardımcı olarak maksimum ve minimum basınçların tehlikeli sınırlara erişmesini önleyici yönde çalışır. Özgül hız, kabaca rotodinamik pompaların geometrisini tayin ettiği gibi hidrodinamik bakımdan benzer pompaları da karakterize eder. Pompanın tüm karakteristikleri yani pompa, türbin, ters türbin, fren gibi çalışma durumları elektrik kesintisinden sonra gündeme gelebileceğinden, bu karakteristiklerin bilinmesine gerek vardır. Her özgül hız, bu şekilde bir karakteristik ailesini boyutsuz formda tanımlar. Ref. 4'te 3 tipik özgül hız için verilen karakteristik eğriler programımızda pompanın sınır şartları olarak kullanılmıştır. N d/d, Q m/s, Hm olmak üzere söz konusu 3 özgül hız ve temsil ettikleri pompa sınıfları şunlardır: N.= 35 Tam santrifüj pompa, N. = 14 7 Heliko - santrifüj pompa, N.= 261 Eksenel pompa. Özgül hız tespit edildikten sonra, hm••• ve hmın'ı belirleyen yalnızca iki parametre kalmaktadır bunlarda rijitlik ve volan sayı sıdır. hıııak = Fı(2 p, x) lıınin = Fı(2 P, X) (1a) X \ i ' jı 1 \ I\ 1 1 ' ' D ~ k "'j,-... ı10 100 3. Basınç Darbesi (Fazla Basınç) \ıs :ı, 1 , 1 1 1 - i 1 1 l J ,-\ 1 ' i 1 , . c 1 i i 1 1 1 1000 Maksimum basınç yerine en büyük basınç artışını boyutsuz olarak temsil eden ve basınç darbesi olarak adlandıracağımız I _ f-/,,u,k.< - f-lo _ / (7) (j, "1ıııaks - /-1 0 - 1ıııak.,· - 1 değerini kullanmak pratikte daha uygun görünmektedir. Sabit 2p değerleri göz önüne alındığında, basınç darbesinin volan sayısı ile değişim leri bir diyagram üzerinde gösterilebilir. Şekil 1 'de N.=35 için söz konusu simülasyon programından elde edilmiş bir diyagram 9österi lm iştir. Burada yaln ızca "2p"- nun 1'den küçük değerleri ele alınm ıştır. Bu tipik diyagramı incelersek X.'nın, küçük değerlerinde, 2p=sbt eğ ril erinde sahanlıkların oluştuğunu ve daha sonra volan sayısı büyüdükçe, basınç darbesinin azalıp sıfıra kaydığını görüyoruz. iki değişkenli bağıntımızda volan sayısı büyüdükçe rijitlik etkisini kaybetmekte ve bu bölgede dönen cisimlerin büyük ataleti yüzünden hissedilir derecede bir su darbesi görülmemektedir. Başka bir deyişle, fonksiyonumuz önce tek değişkenli oluyor sonrada s ıfı ra gidiyor. Volan sayısın ı n küçük değerlerinde (sahanlık bölgesinde) ise volan sayısı etkisini kaybediyor ve fonksiyon tekrar tek değişkenli hale gelerek su darbesi yalnızca rijitliğe bağlı oluyor. Rijitliğin 1'den büyük değerlerinde yukarıdaki diyagrama göre şaşırtıcı bir fark
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=