Santrifüj Pompa Nedir? - pw.com.tr · Pompa Hidroliği, Prensipleri Bir santrifüj pompa : Bir santrifüj pompa, vakum yapamaz, akışkan atmosferik veya diğer bir basınçla pompanın

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)