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.
 
 

Endüstri dünyasındaki gelişmeleri takip edin. Neleri size ulaştırmamızı istersiniz? Şimdi kayıt olun.

  E-Bülten'e kayıt olun
E-Posta:
 

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

Türkiye’nin en büyük su temini projesi Melen Projesi’nde, Türkiye’de üretilen en büyük çift emişli pompalar tercih edildi

Yayın Tarihi:

on

Melen Projesi, 1990’lı yıllarda yaşanan nüfus artışı sonrasında İstanbul’da ortaya çıkan içme suyu problemini Melen Çayı’ndan sağlanacak suyla karşılamayı amaçlayan Türkiye’nin en büyük su temini projesidir. 

Projede öncelikli olarak Melen-1 ve Melen-2 terfi istasyonları faaliyete girdi. 

Ardından, İstanbul’un günden güne artan su ihtiyacına karşı önlem amacıyla Melen-3’ün inşasına karar verildi. Yapımı hâlen sürmekte olan Melen-3 terfi istasyonu & hattı için Standart Pompa tarafından yedekleriyle birlikte 5 adet 1,7 m³/s, 196 m, 4500 kW, 1000 rpm çift emişli pompa teslim edildi. Böylece, İstanbul’un içme suyu problemini çözecek projede yer alan asıl ve yedek pompaların sayısı 21’e ulaşmış oldu. 

Projenin Melen-3 etabında tercih edilen, Ar-Ge’den üretime tüm Standart Pompa çalışanlarının değerli mesaileri neticesinde bugüne kadar Türkiye’de üretilen en büyük çift emişli pompalar olan SDS pompalar, özellikle büyük debilerde yüksek performansla 7/24 çalışabilmeleri ve dayanıklılıklarıyla biliniyor.

Endüstri dünyasındaki gelişmeleri takip edin. Neleri size ulaştırmamızı istersiniz? Şimdi kayıt olun.

  E-Bülten'e kayıt olun
E-Posta:
 
Devamını Oku

Pompalar

PAKKENS, gıda ve sıhhi uygulamalara özel diyafram ayırıcılı sistemlerle fark yaratıyor

Yayın Tarihi:

on

47 yıldır ölçüm cihazları üretiminde sektörün öncü ismi olan PAKKENS, gıda endüstrisinin ihtiyaçları doğrultusunda da çözümler geliştirmekte ve yeni ürün tasarımlarına devam etmektedir. 

3A ve EHEDG Sertifikalarına sahip olan PAKKENS, yüksek hassasiyet ve hijyen gerektiren gıda üretim hatları, farmakolojik ve biyoteknolojik uygulamalarda aktif olarak kullanılan diyafram ayırıcılı sistemler üretmektedir. 

-1…24 bar ve 0…600 bar arasında geniş ölçüm aralıklarında üretim seçeneği sunan firma, çeşitli bağlantı tipleri ile de prosesinize kolaylıkla uyum sağlayan ürünler imal ediyor. 

Genel olarak incelendiğinde, Diyafram Ayırıcılı Sistemler, proses içinde bulunan akışkanın yüksek viskoziteli, kristalleşebilir ve katılaşabilir olduğu, aynı zamanda basınç ölçer ile temas etmesinin istenilmediği durumlarda kullanılır. Diyafram ayırıcının iki temel görevi bulunmaktadır. Basınç ölçer ile prosesi ayırmak ve proses basıncını ölçüm ekipmanına iletmek. Basınç iletimi, sistemin içinde bulunan doldurma sıvısının hidrolik bir sistem gibi çalışmasıyla gerçekleşir. Esnek olan AISI 316L malzemeden imal edilmiş diyafram, basınç etkisi altında esner ve basıncı doldurma sıvısı aracılığı ile basınç ölçere iletir. 

Gıda üretim hatları, farmakolojik ve biyoteknolojik uygulamalarda hijyen

Sektörün belirlediği standart yüzey pürüzlülüğü değerleri, diyafram ayırıcı üzerinde herhangi bir mikrobiyolojik yapının oluşmasını engellediği için büyük önem taşımakta. PAKKENS, sıhhi uygulamalar için üretmiş olduğu DS Serisi Diyafram Ayırıcılı Basınç Ölçerleri, endüstrinin uygun gördüğü yüzey pürüzlülüğü değerlerinde ileri teknolojik imkanlar ile imal edebiliyor.

PAKKENS’in 3A ve EHEDG sertifikalı ürünleri, hijyenik üretim hatlarındaki oluşabilecek sorunlarda nasıl fayda sağlıyor? 

Üretim hatlarında diyaframın zarar görebileceği durumlarda, diyafram ayırıcılı sistem içinde bulunan doldurma sıvısı gıda, farmakoloji ve biyoteknoloji uygulamalarına uyumlu, NSF (National Sanitation Foundation) tarafından H3 sınıfı sıvı olarak tanımlanmış olan bir ürün olduğu için doldurma sıvısının prosese karışması proses akışkanına ve prosesin işleyişine zarar vermeyerek üretimin sürekliğini sağlamaktadır.

PAKKENS, tecrübeli tasarım ve AR-GE ekibi ile gıda, farmakoloji ve biyoteknolojik uygulamalar dışında çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılması amacıyla hassas, güvenilir, emniyetli ve dayanıklı ürünler tasarlayıp üretmeye devam ediyor.

Endüstri dünyasındaki gelişmeleri takip edin. Neleri size ulaştırmamızı istersiniz? Şimdi kayıt olun.

  E-Bülten'e kayıt olun
E-Posta:
 
Devamını Oku

Pompalar

Endüstriyel mikserlerde Tapflo’nun sade ve güvenilir karıştırma çözümleri

Yayın Tarihi:

on

Endüstriyel ve hijyenik pompalar ile akış çözümlerinde küresel markalardan biri olan Tapflo, endüstriyel mikserlerde sunduğu sade ve güvenilir karıştırma çözümlerini, kullanıcı avantajı sağlayan birçok özellikle birleştiriyor. Endüstriyel mikserlerde sadelik, dayanıklılık, emniyet, yüksek kalite ve ergonomik tasarımı bir araya getiren Tapflo, kullanıcılara daha hızlı ve daha uygun maliyetli bir çözüm sunuyor.

IBC mikserler, varil mikserleri, pnömatik mikser, karıştırma ve pompalama istasyonu çözümleriyle endüstriyel mikserlerde eksiksiz portföy sunan Tapflo, birçok özellik ve kullanıcı avantajı barındıran tasarımlarıyla endüstrinin taleplerini karşılıyor.

IBC konteynerler ve standart variller, çeşitli sıvıları saklama ve taşımanın en kolay yolu olduğu için sektörde yaygın olarak kullanılır. Birçok sıvının proseste kullanılmadan önce karıştırılması gerektiğinden, çeşitli özel endüstriyel mikser ürünleri sunan Tapflo, geliştirdiği mikserlerinde sadelik, dayanıklılık, emniyet ve yüksek kaliteyi bir araya getirir. Tapflo’nun en yaygın endüstriyel uygulamalara yönelik tasarladığı ve konfigüre ettiği bu ürünler, doğrudan IBC konteyner veya varil içinde karıştırmaya imkan sunar. Kullanıcılar bu mikserler ile ara tanklardan kurtulabilir, süreci daha hızlı ve daha uygun maliyetli bir hale getirebilir.

Özellikler ve faydalar

Dayanıklı ve yüksek kaliteli tasarım: Uzun ömürlü güvenilir performans.

Güvenlik kilidi anahtarı dahildir: Emniyetli çalışma – çalışırken IBC konteynerden yanlışlıkla çıkarıldığında IBC mikseri durdurur.

IBC konteynerler, variller ve diğer konteynerler için özel uygun maliyetli çözümler: Ek depolama veya ara tanklara ihtiyaç yoktur.

Elektrik veya hava tahriklidir: Tüm şartlarda tahrik edilebilir.

Esnek konfigürasyon – mühendislik desteği: İsteğe uyarlanabilir veya özel üretim karıştırma sistemi olarak üretilebilir.

Standart mikserler Avrupa’da stoktan sunulmaktadır: Çok kısa teslimat süresi.

ATEX bölgelerine uygundur: Çok çeşitli akışkanlarda kullanılabilir.

Yaygın kullanılan tanklar için tam çözüm: IBC mikserler

IBC konteyner içinde ürün karıştırmanın en kolay ve güvenilir halini sunar. Tapflo’nun karıştırma çözümleriyle çalışmayı başlamak için ihtiyaç duyulan tüm bileşenleri içerir.

Özellikler ve avantajlar

Kullanıma hazır hafif şasili düzenek: Yalnızca iki adet manivelalı kelepçe ile sabitlenmektedir.

Güvenlik kilidi anahtarı dahildir: Sabitlenmediğinde mikseri durdurur.

Farklı pervane ve malzeme konfigürasyonları mevcuttur: Çok çeşitli uygulamalar için uygundur.

Varil mikserleri

Elektrik ve hava tahrikli olarak sunulan Tapflo Varil Mikseri, sıvıların varil içinde karıştırılmasına yönelik kompakt bir çözümdür. Doğrudan varile sabitlenebilir ve variller arasında kolayca taşınabilir. Mikser ayrıca varil üstündeki duvara sabitlenerek karıştırma için alçaltılabilir.

Özellikler ve avantajlar

En yaygın kullanılan varillerin birçoğu için uygundur (ör. 200 l): Normal beslemede tüm ürünlerin karıştırılmasında kullanılır.

Özel varil kapağı, kelepçe veya duvar desteği mevcuttur: Çeşitli tertibatlar için uygundur.

Hafif ve kolay taşınır: Farklı yerlerde kullanılabilir.

Pompalama ve karıştırma için 2’si 1 arada: Pnömatik mikser

Pnömatik mikser, tek bir cihazla pompalama ve karıştırma işlemlerinin yapılmasına imkan tanıyan bir Tapflo diyaframlı pompa ve mikser kombinasyonudur. Pompalama ve karıştırma modları arasında geçiş kolaydır ve manuel olarak veya uzaktan yapılabilmektedir. Pnömatik konfigürasyonu; sıvı akışı, basınç, malzemeler veya tank ebadına göre yapılabilir.

Özellikler ve avantajlar

Pompalama ve karıştırma çözümü: İşlemin her iki aşamasında da kullanılabilen tek cihaz.

Manuel veya uzaktan kontrol: Kolay kullanım.

Esnek konfigürasyon: Farklı konteyner ve akışkanlar için uygundur.

Karıştırma ve pompalama istasyonu ile anında seyrelme ve aktarma

Tapflo normal karıştırma ve pompalama istasyonu seyreltme ve aktarma işlemlerini çok daha kolaylaştırır. Bu çözüm gübre veya tozların seyreltilmesi gibi çeşitli uygulamalarda kullanılabilir. Modüler olan istasyon belirli ihtiyaçlara göre esnek bir biçimde konfigüre edilebilir.

Sistemin ana bileşenleri

  • Etkin karıştırma için takılabilir IBC mikser.
  • Gübre veya tozların kolayca eklenebilmesi için hazne ağzı.
  • Torba veya kova koyulabilecek destek rafı.
  • Işık göstergeli yerel kontrol kabini.
  • İkmal ağızlı 1000 l hacimli tank.
  • Karışımın hızlı aktarılması için santrifüj pompa.
  • Kolay çalıştırma için nozul ve vanalı çıkış hortumu.
  • 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.

Endüstri dünyasındaki gelişmeleri takip edin. Neleri size ulaştırmamızı istersiniz? Şimdi kayıt olun.

  E-Bülten'e kayıt olun
E-Posta:
 
Devamını Oku
Advertisement

Trendler

Copyright © 2011-2018 Moneta Tanıtım Organizasyon Reklamcılık Yayıncılık Tic. Ltd. Şti. - Canan Business Küçükbakkalköy Mah. Kocasinan Cad. Selvili Sokak No:4 Kat:12 Daire:78 Ataşehir İstanbul - T:0850 885 05 01 - info@monetatanitim.com