Connect with us

Pompalar

Dalgıç pompa tasarım ve analizi

Yayın Tarihi:

on

Bu çalışmada geleneksel yöntemler yerine bir bilgisayar yazılımı kullanılarak dalgıç pompa tasarımı yapılmıştır. Dalgıç pompaya ait çark ve difüzör kanatları yazılımın kullandığı tersten dizayn metodu ile oluşturulmuştur. Elde edilen kanat geometrilerinden çark ve difüzör katı modelleri oluşturulmuş ve bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı kullanılarak tasarlanan dalgıç pompa modelinin akış analizi gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan dalgıç pompanın prototip modeli üretilerek bu model test edilmiş ve HAD analizleri ile testlerden elde edilen pompa karakteristik eğrileri karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda HAD analizlerinden elde edilen değerlerin test değerleri ile uyuştukları görülmüştür.

 1.      GİRİŞ

Hızla ilerleyen sanayi ortamında rekabet edebilmek için firmaların tasarım süreçlerini kısaltmaları gerekmektedir. Bu sebeple dalgıç pompa tasarımında uzun süreçler alan geleneksel yöntemler yerine bilgisayar yazılımlarının kullanılması artık zorunluluk haline gelmiştir.Bu yazılımlar kullanılarak tasarım süreci kısalırken aynı zamanda çalışana düşen iş yükü de azalacaktır. Bilgisayar ortamında yazılımlar kullanılarak gerçekleşen bu süreçte tasarımcı, dalgıç pompa tasarımına ait parametreleri kolaylıkla değiştirebilmekte ve bu değişikliklerin sonuçlarını da kısa süre içerisinde görebilmektedir. Bu sayede geleneksel yöntemler kullanılarak yapılan dalgıç pompa tasarımlarına göre çok daha kısa çalışma sürelerinde istenilen çalışma noktası ve verimde çalışacak dalgıç pompalar tasarlanabilmektedir. Tasarımı yapılan dalgıç pompanın bir katı modelleme programı ile akış analizi için uygun modeli hazırlanarak bir HAD yazılımı ile performans değerleri de elde edilebilmektedir. Böylece performans değerlerini görebilmek için pompanın prototipini üreterek test etmeye gerek kalmayacak ve tasarım maliyeti düşecektir.

2.      HİDROLİK TASARIM

Dalgıç pompa çark tasarımında öncelikle belirlenmesi gereken tasarlanması istenen pompanın karakteristik eğrisinde en yüksek verim değerine karşılık gelecek olan debi (Q) ve bu debide pompadan elde edilecek basma yüksekliği (H) değerleridir. Tasarıma başlayabilmek için belirlenecek olan bir diğer tasarım parametresi ise çarkın devir sayısı (n) değeridir. Bu değerler belirlendikten sonra izlenecek adım her pompaya ait farklı ve o pompaya özgü olan özgül hız (ns) değerinin hesaplanmasıdır (1).

formul1

(1)

Literatürde çarklar özgül hız değerlerine göre radyal, karışık akışlı ve eksenel olarak sınıflandırılmışlardır. Belirlenen dizayn noktası değerleri kullanılarak hesaplanan özgül hız değeri ns=160 olarak bulunmuş ve bu değere  karşılık gelen dalgıç pompa çarkının karışık akışlı olacağı belirlenmiştir.

Dalgıç pompa çark ve difüzör tasarımı için tersten dizayn yöntemi ile hesaplama yapan bir yazılım kullanılmıştır. Bu tasarım yönteminde, çarka ait tasarım noktası değerleri olan en yüksek verimin gerçekleştiği debi değeri, bu debi değerine karşılık gelen çarkın basma yüksekliği ve çarkın devir sayısı yazılıma tanımlanmıştır. Çark içerisinde akışkanın izlediği meridyonel kanal olarak da ifade edilen kesit belirlenerek tanımlanan tasarım noktasında en yüksek verimi sağlayacak olan 3 boyutlu çark kanat geometrisi yazılımdan elde edilmiştir. Bu çarka ait akış analizi yapılarak verim değerleri ve çark içindeki akış alanı incelenmiştir. Akış alanında verim değerlerini etkileyebilecek geri akışların olduğu bölgeler belirlenmiş ve tasarım esnasında bu bölgelerde çeşitli iyileştirmeler yapılarak en verimli tasarıma ulaşılana kadar bu işlem tekrarlanmıştır. En verimli çark tasarımına ulaşıldıktan sonra bu çarktan çıkan akışkanın fiziksel değerleri kullanılarak dalgıç pompaya ait difüzörün kanat tasarımına geçilmiştir. Difüzörün kanat geometrisi de çark tasarımında olduğu gibi aynı yazılım kullanılarak elde edilmiştir.

Tasarımı tamamlanan kanat geometrileri üç boyutlu bir katı modelleme programı aracılığı ile çark ve difüzör olarak sırasıyla Şekil-1’de ve Şekil-2’de görüldüğü gibi modellenmiştir.

Şekil-1. Çark Katı Modeli Şekil-1. Çark Katı Modeli

 

 

Şekil-2. Difüzör Katı Modeli

Şekil-2. Difüzör Katı Modeli

  1. 3.      HAD ANALİZİ

Katı modelleme programında HAD analizi için uygun bir model oluşturulurken öncelikle çark ve difüzör geometrileri montajı yapılmış daha sonra bu modele ek olarak emiş yönünde çarka giren ve basma yönünde difüzörden çıkan silindir şeklinde su hacimleri oluşturularak analiz modeli tamamlanmıştır (Şekil-3). Ayrıca model hazırlanırken ağ oluşturmada sorun yaratacak küçük boşluklar gözardı edilerek kapatılmış böylece  analiz sırasında meydana gelebilecek stabilite problemlerinin önüne geçilmiştir.
Şekil-3. HAD Analizi için Hazırlanan Katı Model

Şekil-3. HAD Analizi için Hazırlanan Katı Model

Hazırlanan analiz modeli HAD çözümlemesi yapan bir yazılıma aktarılarak analiz için uygun ağ ayarları seçilmiştir. Ağ oluşturulurken çark ile çevresini içine alan ve dönen bölge olarak ifade edilen akış hacmi (Şekil-4) ile difüzör içindeki akış hacmi için daha küçük eleman boyutları seçilerek bu bölgelerde daha sık bir ağ yapısı oluşturulmuştur (Şekil-5). Çarka giren ve difüzörden çıkan akış hacimlerinde ise çark ve çevresine göre daha kaba bir ağ yapısı oluşturulmuştur (Şekil-6).

Şekil-4. Çark İçindeki Akış Hacmi Ağı

Şekil-4. Çark İçindeki Akış Hacmi Ağı

Şekil-5. Çark ve Difüzör İçindeki Akış Hacmi Ağı

Şekil-5. Çark ve Difüzör İçindeki Akış Hacmi Ağı

 

Şekil-6. Analiz Modelindeki Akış Hacminin Ağ Yapısı

Şekil-6. Analiz Modelindeki Akış Hacminin Ağ Yapısı

Ağ işleminden sonra modele ait sınır koşulları belirlenmiştir. Sınır koşulu olarak modelde su giriş yüzeyinde 0 Pa efektif basıncı tanımlanırken su çıkış yüzeyinde debi değeri tanımlanmıştır. Pompa karakteristik eğrisini elde etmek için 30-100 m3/h debi aralığında 8 farklı noktada debi değerleri değiştirilerek analiz tekrarlanmıştır.

Analiz ile elde edilen sonuçlar kullanılarak pompaya ait basma yüksekliği ve verim değerleri hesaplanmıştır.

Basma yükseklikleri hesaplarında Şekil-8’de görülen 1 ve 2 kesitleri için Bernoulli Eşitliği (2) kullanılmıştır.

formul3

Şekil-7. HAD Analizi Sonrası Dalgıç Pompanın Su Giriş ve Çıkış Değerlerinin Okunduğu Kesitler

Şekil-7. HAD Analizi Sonrası Dalgıç Pompanın Su Giriş ve Çıkış Değerlerinin Okunduğu Kesitler

Analiz sonuçlarından, dönen bölge eksenindeki tork değeri kullanılarak önce pompanın hidrolik verimi (3) daha sonra da toplam verim değeri (4) hesaplanmıştır.

formul4

Farklı debi değerlerinde tekrarlanan analiz sonuçlarından hesaplanan basma yüksekliği ve verim değerleri ile pompa karakteristik eğrileri oluşturulmuştur.

Tasarımı yapılan dalgıç pompanın prototipi imal edilerek test edilmiştir. HAD analizi ile elde edilen karakteristik eğriler ve  prototip testleri sonucunda çizilen karakteristik eğriler birbirleriyle karşılaştırılmış ve değerlerin birbirleriyle tutarlı oldukları görülmüştür (Şekil-8 ve Şekil-9).

Şekil-8. HAD Analizi ve Test ile Elde Edilen Pompa H-Q Eğrilerinin Karşılaştırması

Şekil-8. HAD Analizi ve Test ile Elde Edilen Pompa H-Q Eğrilerinin Karşılaştırması

Şekil-9. HAD Analizi ve Test ile Elde Edilen Pompa -Q Eğrilerinin Karşılaştırması

Şekil-9. HAD Analizi ve Test ile Elde Edilen Pompa -Q Eğrilerinin Karşılaştırması

  1. 4.      SONUÇ

Bu çalışmada bir bilgisayar yazılımı kullanılarak dalgıç pompa tasarımı yapılmış tasarımı yapılan dalgıç pompanın bir HAD yazılımı ile performans değerleri elde edilmiştir. Geleneksel tasarım yöntemleri yerine bilgisayar yazılımları kullanılarak gerçekleştirilen dalgıç pompa tasarımının çok daha kısa sürelerde yapılabileceği görülmüştür.

Tasarlanan dalgıç pompanın prototipi üretilerek bu prototipin testleri gerçekleştirilmiştir. Test sonuçlarından elde edilen pompa karakteristik eğrileri ile HAD yazılımından elde edilen karakteristik eğrileri karşılaştırılmış ve iki eğrinin birbirlerine çok yakın değerler verdikleri görülmüştür.

KAYNAKLAR

    1. Tuzson, John., Centrifugal Pump Design, John Wiley & Sons, Inc., 2000
    1. Labanoff, Val S., Ross, Robert R., Centrifugal Pumps Design & Application, Gulf Publishing Company, 1985
    1. Lazarkiewicz, Stephen, Troskolanski, Adam T., Impeller Pumps, Permagon Press Ltd., 1965
    1. Karassik, Igor J., Centrifugal Pump Clinic, Marcel Dekker, Inc., 1964

SUMMARY

Although there still conventional methods are used to design submersible pumps, these methods have many disadvantages. It takes a lot of time and effort to design a new pump with conventional methods. Nowadays, the time for designing a new pump can be shortened, the employee’s workload and the cost can be reduced by using a computer software instead of conventional methods.

In this study a computer software has been used to design a submersible pump. A prototype of the designed pump has been produced. The characteristic curves of the pump has been obtained by using a Computational Fluid Dynamics (CFD) software and testing the prototype at the same time.

The characteristic curves obtained by CFD analyses and tests of the designed submersible pump have been compared and the results have been seen in agreement with each other. 

It can be concluded that a new submersible pump can be designed in a short time by using a design software and the characteristics of the pump can be obtained by using a Computational Fluid Dynamics software more cost-effectively instead of manufacturing a prototype and testing it.

Makaleyi Hazırlayan;

DALGIÇ POMPA TASARIM VE ANALİZİ
Didem Deniz KAYABAŞI
Alarko-Carrier San. ve Tic. A.Ş.
 
 

Türkiye endüstrisine, alana özel, spesifik yayınlar üreten MONETA Tanıtım’ın sektörel dergilerinin ve web portallarının editörlüğünü yapmaktayım. Yeni nesil, dinamik yayıncılık anlayışıyla, dijital ve basılı mecralarda içerik geliştirmek için çalışmaktayız.

Pompalar

ECO-SYS Akıllı Sıvı Halkalı Vakum Pompalar

Yayın Tarihi:

on

Yazar:

Full otomasyon ile entegre edilerek; arıza tespit bildirimi, otomatik arıza bildirimi, kullanıcı dostu arayüz, yüksek enerji verimliliği ile birlikte daha birçok özellik sayesinde tak-çalıştır olarak üretilen ECO-SYS, sistemler ile uyum içerisinde çalışır. Kabin sayesinde dışardan gelen etkenlere karşı sistem içerisinde oluşabilecek arızaları en aza indiren ECO-SYS, enerji verimliliğini sağlamak için sistemlerin ihtiyacı kadar çalışır.

Tak-çalıştır

Sistemle bağlantısı yapıldıktan sonraki tüm işlemleri kendisi yapan ECO-SYS Serisi Akıllı Sıvı Halkalı Vakum Sistemi, tasarımı ile kullanım kolaylığı sağlar.

Enerji verimliliği

Tamamen enerji verimliliği üzerine tasarlanan ECO-SYS, yenilikçi anlayış içerisinde enerji verimliliğine katkıda bulunur.

Scada sistemine entegrasyon

Sistem içerisindeki bilgileri scada ile bağlantı sağlar.

Otomatik arıza bildirimi

ECO-SYS’nin arıza durumunda hareketli aksamları ile ilgili arıza bildirim ekranı, kendi sisteminde entegre durumlarda arıza paylaşma fonksiyonu ile kolaylık sunar.

Kullanıcı dostu arayüz

Vakum sistemler için tasarlanan dokunmatik ekran sayesinde, her şey daha kolay!

Sektörler

ECO-SYS; kimya, gıda, plastik, tekstil, cam, seramik, sağlık, kağıt, şeker, deri, maden, orman endüstrisi, vakumla kaldırma, yer altı suları, enerji santralleri, seramik ve savunma sanayi sektörleri için uygundur.

Bakım

Bakım gerektirmeden uzun süre yüksek verimle çalışır.

Devamını Oku

Elektrik Motorları

Başarı hikayelerinin çözüm ortağı VEK Motor

Yayın Tarihi:

on

Yazar:

17’den fazla ülkeyle iş birliği içerisinde 8 markayı Türkiye’nin imalat sanayisiyle buluşturan VEK, yarım asra yaklaşan sektör birikimi, mühendislik alanında uzman kadrosu ve müşterilerinin ürettiği ürünler konusundaki tecrübesiyle önemli projelerin çözüm ortağı konumunda yer alıyor. Güçlü iş ortaklıkları sayesinde dünyanın lider markalarını tek kaynaktan sunan VEK, sektörde yetişen ve ihtiyaçlara göre çözümler geliştiren mühendis ağırlıklı çalışan yapısıyla bu markaların kalitesini; mühendislik, sahada elde edilmiş tecrübe, imalat sanayisindeki bilgi-birikim, satış öncesi ve sonrası hizmetlerle buluşturuyor.

Elektrik motorlarında WEG, AEMOT, WAT-TEE, NİDEC, Rotor NL, Marathon; inverter ve test sistemlerinde KISTLER, KOSTAL, Danfoss, LS Electric; redüktör grubunda ise Yılmaz Redüktör’ü geniş ürün yelpazesinde barındıran VEK; doğru ürün, doğru teknoloji ve doğru sistem tasarımı ile daha verimli, daha çevreci, daha kompakt ve uygun fiyatlı çözümler sunuyor.

Müşterilerinin ürettiği pompa, kompresör vb. ürünler hakkında da bilgi sahibi olan VEK; su ve atık su uygulamalarından petrol ve doğal gaz endüstrisine, inşaat ve altyapıdan denizcilik sektörüne, tarım endüstrisinden enerji üretimine kadar 15’ten fazla sektörün ihtiyaçlarını eksiksiz bir şekilde karşılıyor.

Referansları arasında Tüpraş, TAV, Standart Pompa, Vansan, Procyon Elektrik, İSKİ, DSİ, TCDD, ASKİ, Tüpraş, TAV, Standart Pompa, Vansan, EMCEKARE, Masdaf, Olgun, Netafim, EBARA, MSP gibi kurum ve kuruluşların yer aldığı VEK, pek çok önemli projenin çözüm ortağı oluyor.

Firmanın tamamladığı referans projeler arasında şunlar yer alıyor:

İSKİ Kazandere Terfi Merkezi 1.6 MW OG motor tedarik edilmesi ve kurulumu.

DSİ Akpazar Ovası Sulama Projesi kapsamında 800 kW orta gerilim motorun tedarik edilmesi ve kurulumu.

DSİ Denizli Tavas Projesi kapsamında 500kw AG motor tedariki ve kurulumu.

İSKİ Büyükçekmece Hamsu Pompa İstasyonu Projesi’nde 355kw OG motor tedarik ve kurulumu.

BM destekli Etiyopya Sulama Projesi kapsamında 14 adet AG ve 23 adet OG motor tedarik ve kurulumu (toplam kurulu güç 25.000 kW).

DSİ Boztepe Projesi kapsamında 800kW AG motor tedarik ve kurulumu.

Özbekistan Enerji Santral Projesi kapsamında 7 adet OG motor değişimi.

İSKİ Anadolu Terfii Merkezlerinde IE4 yüksek verimli motor değişim projesi.

BM destekli Tanzanya ve Ruanda Sulama Projeleri kapsamında muhtelif güçlerde toplamda 18 adet AG motor (toplam kurulu güç 4.800 kW).

Adana Adliyesi Soğutma Ünitesi 800kw değişken hız sürücülü pano.

Konya Organize Sanayi Arıtma Tesisi Projesi kapsamında muhtelif güçlerde toplam kurulu gücü 6.000 kw AG motor.

DSİ Edirne Çakmak IE4 yüksek verimli motor projesi.

DSİ Isparta Atabey Pompa İstasyonu 1.5 MW OG motor projesi.

İSKİ Terkos 1.1 MW OG motor projesi.

Azerbaycan 1.2 MW OG Motor Projesi.

Devamını Oku

Pompalar

Modern endüstrilerin talepleri Tapflo CTI ve CTH Serisi Santrifüj Pompalar ile karşılanıyor

Yayın Tarihi:

on

Yazar:

CT pompaları, açık veya yarı açık tek kademeli santrifüj pompalardır. Yüksek kaliteli ve mekanik olarak güçlü paslanmaz çelik AISI 316L’den üretilirler. CT pompalarının, hijyenik (CTH) ve endüstriyel (CTI) olmak üzere uygulamaları da mevcuttur.

Endüstriyel CTI pompaları; kimya, petrol-gaz, madencilik, ambalaj, matbaa, atık-su ve otomotiv sektörlerinde etkin bir şekilde kullanılmaktadır. CTI Serisi, cam püskürtmeli pompa gövdesi ile tasarlanmıştır. Çoğu endüstriyel görevi yerine getirmek için çeşitli bağlantı türleri, mekanik salmastra seçenekleri ve diğer uygulamaları mevcuttur.

Hijyenik CTH pompaları, çok çeşitli gıda, içecek ve tıbbi uygulamalarında kullanılmaktadır. ATEX sertifikalı oldukları için tehlikeli zonlarda da kullanılabilirler. Yemeklik yağ, tatlandırıcılar, alkol, süt ürünleri ve meyve suyu, transfer edilebilecek malzeme ve ürünlerden sadece birkaçıdır. Bir ısıtma ceketinin eklenmesiyle margarin, parafin ve hatta çikolata pompalanması gibi birçok seçenek daha sunabilmektedir. 

Hijyenik uygulama, elektro polisajlı pompa gövdesi ve iç aksamları ile sağlanmaktadır. Bu seri, temizlenebilirliğin ve tahliye edilebilirliğin önemli faktörler olduğu gıda, içecek ve ilaç endüstrilerindeki hijyenik görevler için özel olarak tasarlanmıştır. 

Tapflo Depo ve Servis Sorumlusu Mesut Şahin, “Bakım için gereken özen gösterildiğinde, CT pompaları daha uzun süre verimli ve sorunsuz çalışma sağlayacaktır.” diyor. 

CT pompaları çeşitli seçeneklerle sunulmaktadır:

Yağlanmış salmastra: Potansiyel bir kuru çalışma riski veya ürünün katılaşma veya kristalleşme eğilimi gösterdiği durumlarda harika bir seçenektir. Mekanik salmastra haznesine bir yağ deposu bağlanmıştır.

Yıkanmış salmastra: Aşındırıcı veya yapışkan partiküller mevcut olduğunda, yıkanmış salmastra sisteminin kullanılması önerilir.

Isıtma/soğutma ceketi: Ürünün katılaşma riskinin olduğu durumlarda mekanik salmastra için mükemmel koruma sağlar. Isıtma ceketi, pompalanan ürünün yüksek veya düşük belirli bir sıcaklığı muhafaza etmesi gereken durumlarda da kullanılmaktadır.

Hijyenik muhafaza: Opsiyonel motor muhafazası mevcuttur. Paslanmaz çelikten yapılmıştır ve elektrik motoru için kolay temizlik ve sıçrama koruması sağlar. Pompa standart olarak ayaklarla donatılmıştır.

Pompa tahliyesi: Kolay tahliye sağlamak için pompa gövdesi bir tahliye ve tahliye tapası ile tasarlanabilir.

Uzun akuple uygulaması: Yağ gibi 180°C’ye kadar sıcak ürünlerin pompalanmasında, mükemmel bir çözümdür. Komple pompa ünitesi kaplin, yatak ve muhafaza ile taban plakasına monte edilmiştir. Ek yatak kullanımı da pompa ünitesinin daha stabil çalışmasını sağlar.

Yarı-açık çark; güçlendirilmiş çark: Bu seçenek, daha stabil çalışma, daha düşük gürültü, daha düşük titreşim sağlar. Pompalanan akışkanda sert katılar mevcut olduğunda müşterilerimize yarı açık çark kullanmalarını şiddetle tavsiye etmekteyiz.

Tapflo Ülke Müdürü Cüneyt Başar, “Tapflo olarak çok çeşitli endüstrilerin taleplerini karşılayacak eksiksiz CT ürün grubuna sahibiz. Müşterilerimize tüm ihtiyaçlarını karşılayacak CTH veya CTI olsun, bir CT pompasını vermeyi garanti ediyoruz.” diyor.

Tapflo Group, bağımsız, İsveçli aile firması olup, havayla çalışan diyaframlı pompaların, santrifüj pompaların ve diğer endüstriyel proses ekipmanlarının üretici ve küresel tedarikçisidir.

Tapflo ürünleri ve hizmetleri 6 kıtada 75 ülkede mevcuttur. Tapflo olarak, müşterilerimizin rahatlığı için en yüksek Tapflo hizmet kalitesini garanti eden Tapflo Grup Şirketlerimiz ve özenle seçilmiş distribütörler tarafından dünya çapında temsil edilmekteyiz.

Devamını Oku

Trendler

Pompa Vana ve Sistemleri Dergisi - Pump Valve and Systems Magazine sitesinden daha fazla şey keşfedin

Okumaya devam etmek ve tüm arşive erişim kazanmak için hemen abone olun.

Okumaya devam et