MAKALE pompanın girişindeki net basınç, akışkanın, çalışma koşullarındaki buhar basıncından, "dinamik düşüm" ve pompa giriş kayıplarının toplamı kadar daha fazla olmalıdır. Pompa emişinde öndönmesiz giriş koşulu kabulüyle, emmedeki gerekli net pozitif yük (ENPYG), şeklinde yazılabilir. Bu eşitlikte, birinci terimi oluşturan meridyenel hızın debiye, teğetsel hızın ise dönme hızına bağlı olduğu ve genel bir yaklaşımla iç kayıpların değişmediği kabul edilerek, ("F", eğriyi "Q-H" düzleminde ordinat yönünde öteleyen bir faktör olmak üzere), "ENPY" karakteristiği, debi ve dönme hızının bir fonksiyonu olarak düşünülebilir[ll. (ENPY)a = J(Q)= a,Q2 + a,n' + F. (2) Burada sabit bir devir sayısı için eğrinin parabolik bir karakteristiğe sahip olacağı görülmektedir. En iyi verimnoktasından uzaklaş ıldıkça "al", "a2" çarpan ları ve kayıplar değişmektedir. Gerçek ENPYG karakteristiği ancak kavitasyon deneyi yapılarak bulunmaktadır. ENPYG=f(Q) karakteristikleri, pompa emiş basıncı düşürülerek, farklı debilerde, kavitasyonun başlad ığı andaki emme basınçları kayded ilerek saptanmaktadır. Örneğin, kapalı devre çalışan bir pompanın, emişindeki deponun basıncını, vakum pompası kullanarak düşürüp, pompa karakteristiğinin farklı Q(n) debilerindeki ENPYG(n) = f(Q) eğrisi bu lunabilir. Pompa girişindeki basınç, giriş tarafına bir vana eklenerek de ayarlanabilir. Bu durumda herhangi bir debide emiş vanası, başlangıçta tamamen açılır, pompa basıncı ölçülür. Emiş vanası kısılarak, pompa girişindeki basınç düşürülür. Pompa kısılma eğrisi üzerinde çalışma larak, debi önceki konumuna getirilmelidir. Kavitasyon oluşmasından itibaren emiş basıncının düşürülmesiyle birlikte, pompanın basma yüksekliği ve verim değerlerinin giderek azaldığı görülmektedir. Belirli bir emiş basıncından itibaren, emiş basıncının daha da düşmesiyle basınç ve verim aniden azalmaktadır. Aşağıda, kavitasyon deneyi ile EN PY karakteristiğinin çizimi, "ENPY-H" düzlemi ve "Q-H" düzleminin birlikte incelendiği bir grafik ile gösterilmektedir (Şekil 4)(2]. Grafikte, pompa basıncı(H), emmedeki net basınç(ENPY) ve debi(Q), üç boyutlu eksen takımını oluşturmaktadır. H-Q düzleminde çizilen, ENPY = F(Q) karakteristiğini oluşturan her nokta, o debiye ait ENPY-H düzlemindeki deney sonucundan gelmektedir. Genel bir yaklaşımla; kabul edilen basınç sınır koşulları, tek fazlı akışta analiz edilen bir pompanın kanatları üzerindeki minimum basınç ile, akışkanın, çalışma koşu llarındaki buhar basıncı arasındaki fark kadar düşürüldüğünde, kavitasyon başlangıcına ulaşılabileceği düşünülebilir. Ancak bu kabul sadece, minimum basıncın, sınır koşuluyla değişiminin doğrusal olacağı bölge için geçerlidir. Özellikle ENPYG % 3 değerinin, pompanın basma yüksekliğinde belirli bir oranda düşmenin gözlendiği andaki (pratikte Hkav = % 97 H(n) kabul edilmekted ir[3]) emiş basıncı olarak kabul edilmesi durumunda, emmedeki net pozitif yükün doğru hesaplanması için, ikinci fazın da analize katılması gerekmektedir. Bu yüzden CFD yazılımları kullanarak, güvenilir bir Şekil 4. Kavitasyon deneyinde enpy karakteristiğinin saptanması. kavitasyon analizi yapılabilmesi için, kullanılan yazılımın, çift fazlı akışı desteklemesi tavsiye edilmektedir. Çift fazlı akış durumunda, analizlerin yakınsadığı hesaplama süreleri, tek fazlı analizlere kıyasla daha uzun ol maktadır. Bu yüzden, başlangıç sınır koşulları, benzer konstrüksiyonların deney sonuçlarından da faydalanılarak tanımlanmalıdır. Böylece kavitasyon anına ulaşılabilmesi için yapılacak analiz sayısı azalmaktadır. Bu çalışmada, sabit bir debi için, emiş basıncı düşürülerek, pompanın basma yüksekliğinde % 3'Iük düşmenin meydana geleceği durum araştırılmıştır. Bu durumda emmedeki net pozitif yük olan ENPYG değeri, H-Q eğrisi üzerine aktarılarak ENPY karakteristiği elde edilmiştir. Herhangi bir debide, ENP\ değerinin bulunabilmesi için, öncelikle bu noktada hesaplanan pompa basıncının, ideal durumdaki (kavitasyonsuz) basma yüksekliği noktası değişeceğinden çıkış vanası açı- Şekil 5. Pompa çarkı ve göbeği üzerindeki eş basınç sınırları. 134 Tesisat Dergisi Sayı 175 - Temmuz2010
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=