BORULARDA YERSEL YÜK KAYIPLARI HİDROLİK

HİDROLİK

SUNUM 9

BORULARDA YERSEL YÜK KAYIPLARI

• Yük kayıpları:

– Sürtünme yük kayıpları (Sürekli yük kayıpları): Boru içerisinde akan sıvının boru çeperine sürtünmesi nedeniyle boru boyunca oluşan yük kayıpları

– Yersel yük kayıpları (Tali yük kayıpları): Dirsek, vana, çıkıntılı conta, redüksiyon gibi unsurlarda, akım hızının (yönünün veya şiddetinin veya her ikisinin) değişmesi nedeniyle oluşan yük kayıpları

YERSEL YÜK KAYIPLARI

Redüksiyonda hızın şiddeti azalıyor

V₁ V₂

Pitot tüpü

Yersel yük kaybı EEÇ

• Hız değişimine neden olan unsur kısa bile olsa, akışta oluşan karışıklık daha uzun mesafede devam edebilir, bu da yersel yük kaybını arttırır.

Yersel yük kaybı

V₁

V₂

Dirsekte hızın yönü

değişiyor, yersel yük kaybı oluşur

V₁

V₂ Redüksiyon

dirsekte hızın hem yönü hem şiddeti

değişiyor, yersel yük kaybı oluşur

• Yersel yük kayıplarının büyüklüğü, hıza veya hızdaki değişim miktarına ve bu hız değişiminin ani veya yavaş olmasına bağlıdır.

• Yersel yük kayıplarının genel eşitliği:

h_y=k.(V²/2g) Eşitlikte:

hy: Yersel yük kaybı

k : Yersel kayıp katsayısı V²/2g: Hız yükü

(yersel yük kayıplarının azaltılması için hız azaltılmalı, bu da boru çapını arttırarak sağlanabilir)

• Yersel yük kayıpları, eşdeğer boru uzunluğu şeklinde de ifade edilebilir

YERSEL YÜK KAYBI ÇEŞİTLERİ

• DEPODAN BORUYA GİRİŞ YÜK KAYBI (h_g) h_g=k_g.(V²/2g)

h_g: Depodan boruya giriş yük kaybı (m)

k_g: Yersel kayıp katsayısı

V: Borudaki ortalama hız (m/s)

Giriş şekli ^kg Yuvarlaklaştırılmış 0,04 Keskin kenarlı 0,50 Çıkıntılı (Lüleli) 1,00

V

SSY

k_g= 0,50

Keskin kenarlı giriş

V

k_g= 1,00

Çıkıntılı (Lüleli) giriş

V

SSY

k_g= 0,04

Yuvarlaklaştırılmış giriş

Giriş yük kaybı

Sürtünme yük kaybı EEÇ

• BORUDAN DEPOYA ÇIKIŞ YÜK KAYBI h_ç=k_ç.(V²/2g)= V²/2g

h_ç: Borudan depoya çıkış yük kaybı (m)

k_ç: Yersel kayıp katsayısı (Depo çok büyük ise, depoda seviye artışı

olmadığı kabul edilirse: k_ç=1) V: Borudaki ortalama hız (m/s)

• DARALMA YÜK KAYBI: İkiye ayrılır – Ani daralma yük kaybı

h_d=k_d.(V₂₂/2g)

– Tedrici daralma yük kaybı (ihmal edilebilir) h_d=0,04.(V₂₂/2g)

V₂: Daralan borudaki ortalama hız (m/s)

V

k_ç= 1,00 SSY

V₁ V₂

D₁ D₂

V₁ V₂

D₁ D₂

D₂/D₁ 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 k_d 0,50 0,45 0,42 0,39 0,36 0,33 0,28 0,22 0,15 0,06 0,00

Ani daralma katsayıları

• GENİŞLEME YÜK KAYBI – Ani genişleme yük kaybı

hx=(V1-V2)²/2g (kx=1) h_x: Ani genişleme yük kaybı (m) V₁: Dar borudaki ortalama hız (m/s)

V₂: Geniş borudaki ortalama hız (m/s) – Tedrici genişleme yük kaybı (yayıcı,

eğri yüzeyli veya koni şeklinde olabilir) h_x=k_x.(V₁-V₂)²/2g

k_x: Tedrici genişleme kayıp katsayısı

Koni açısı (α) için k_x değerleri:

Şekil 6.17

V₁ D₁ D₂ V₂

V₁ D₁ D₂ V₂

α

• BORU ARA PARÇALARINDAKİ YÜK KAYIPLARI – Boruların birbirine bağlanmasında kullanılan parçalar – Boru üzerine yerleştirilen çeşitli parçalar

h_a=k_a.(V²/2g)

h_a: Bağlantı unsuru kayıp katsayısı

V: Bağlantı unsurundan sonraki ortalama hız

• Dirsek ve kıvrımlardaki yük kayıpları: Dirseklerde akım karuışır ve bu karışıklık dirsekten sonra boru çapının 100 katı (100.D) uzunluk boyunca devam eder

• 90^o dirsekler için:

k_a=0,106.(R/D)^-2,5+2000.f^2,5 k_a: Dirsek kayıp katsayısı

R: Dirsek eğrilik yarıçapı D: boru çapı

f: Sürtünme faktörü

• Boru hattı üzerinde arka arkaya veya birbirine çok yakın iki bağlantı unsurunun bulunması halinde toplam yersel yük kaybı, ikisinin ayrı ayrı neden olacağı yük kayıpları toplamından daha büyük

olmaktadır. Çünkü ilk bağlantı unsuru akım düzenini bozmakta ve bu bozulma belli bir mesafede devam etmektedir (örneğin dirsekte 100.D mesafede). Akım henüz normale dönmeden boru hattı üzerine başka bir bağlantı unsuru konursa, bozulan akımın yaratacağı kayıp, normal akımın yaratacağı kayıptan daha fazla olmaktadır.

• Bu nedenle boru hatları üzerine bir bağlantı unsuru yerleştirildikten sonra diğer bağlantı unsurunun, akımın normale döndüğü noktadan sonra yerleştirilmesi gerekmektedir.

BİRBİRİNİ İZLEYEN BAĞLANTI UNSURLARI