Pompa Seçimi
Pompa en genel tanımıyla havayı ya da bir akışkanı bir yerden bir yere aktarmaya yarayan çeşitli biçimlerde olan makinalardır. Mekanik kuvvetlerin fiziksel kaldırma veya sıkıştırma kuvveti ile maddeyi itmesi prensibini kullanarak çalışırlar.
Kullanımı en sık olan ekipmanlardan biri olan pompalar Kinetik Pompalar ve Pozitif deplasmanlı pompalar olarak ikiye ayrılır.
Kinetik Pompalar: Yüksek debide sıvı pompalamayı sağlarlar. Pozitif deplasmanlı pompalara göre daha ekonomik, hacimsel olarak daha küçük ve basit olmaları sebebiyle kullanımının en yaygın olduğu pompalardır. Bu pompalar kullanıldıkları rotor tipine göre üçe ayrılırlar.
I. Radyal (Santrifüj) pompalar II. Eksenel Pompalar III. Radyal – Eksenel Arası Pompalar
Radyal (Santrifuj) Pompalar
Santrifüj pompaların vakum yapma özelliği bulunmamaktadır. Akışkan atmosferik veya diğer bir basınç ile pompanın çarkına doğru hareket ettirilir, çark sayesinde akışkan hız kazanır ve gövdenin de etkisiyle basma yüksekliğine dönüşür. Basma yüksekliğine dönüşümün sağlıklı gerçekleşebilmesi için çarkın daima suyun içinde yer alması gerekir.
Santrifüj pompalar 4 ana parçadan oluşur. Bu parçalardan çark akışkana kinetik enerjinin iletilmesinde rol alır. Salmastra akışkanın motor tarafına geçişini engelleyerek sızdırmazlığı sağlar. Pompa gövdesi akışkanı tutar ve kinetik enerjiyi basma yüksekliğine dönüştür ve son olarak mil motorun verdiği gücü çarka iletmekle görevlidir.
Santrifüj Pompa Seçimi
Pompa seçiminde gerekli belirli değişkenler vardır. Bu değişkenler Debi (Q) ve basma yüksekliği (H) değerleridir.
Debi (Q): Birim zamanda pompadan geçen sıvının hacmidir. (m³/h) ve (lt/sn) birimleri kullanılır.
Pompa Basma Yüksekliği (H): Pompanın akışkana verdiği faydalı kinetik enerjidir. Pompanın giriş ağzı ile çıkış ağzı arasından ölçülür. Yaygın olarak (m) birimi kullanılır. Sistemin basma yüksekliği H aşağıdaki gibi elde edilir.
H=Hs+Hb+Ha
Hs: Basılacak sıvını serbest sıvı yüzeyi ile basıldığı yer arasındaki statik yükseklik farkıdır.
Basınç Kayıplarının Toplamı (Hb): Basma ve emme hattında bulunan borularda oluşan sürtünme kayıpları, tüm vana, armatür ve fittingslerin sürtünme kayıplarını yani toplam basınç farkını oluşturur.
Akma Basıncı (Ha): Basma hattının sonunda sıvının akış basıncıdır.
Her pompanın kendine ait Q-H grafiği üzerinde sistem eğrileri bulunur. (Şekil-1) Pompanın optimum çalışma noktasını bulmak için pompanın karakteristik eğrisi olan Q-H grafiğinin kesişme noktasına bakılmalıdır. Pompa devir sayısı, çark çapı veya sistemin karakteristiğinin değiştirilmesi ile kesişme noktası değişebilir.
Pompa karakteristik eğrisinin değişimi için pompanın çapı, debisi ve basma yüksekliği arasında matematiksel bağlantıyla gerçekleşir.
Bu matematiksel bağlantı şu şekildedir;
[D2/D1]2 = Q 2/Q1 = H 2/H1
D: Pompanın çark çapıdır.
n2/n 1 = Q2/Q1
[n2/n1]2 = H2/ H1
[n2/n1]3 = P2/P1
n: Pompanın devir hızı.
P: Elektrik şebekesinden çekilen güç.
Pompalarda net pozitif emme basıncı diye adlandırılan NSPH değeri pompanın işletmede kavitasyonsuz ve verimli bir şekilde çalışarak emiş tarafındaki yetersiz basınçtan kaynaklanan buharlaşmayı engellemek için giriş tarafında gerekli olan basınçtır. NSPH değeri her bir pompa için ISO 9906 ya göre belirlenir.
En Uygun Bölgede Pompa Seçimi
Pompa seçimi neden önemli? Seçtiğimiz pompanın motor verimi, hidrolik verimi en yüksek seviyelerde dahi olsa en uygun noktada seçmediğimiz pompa verimsiz olacaktır. Yani bir IE2 pompa verimine sahip bir pompanın en uygun noktasında IE3 verimli pompadan bile daha verimli olabilir. Yeter ki en uygun aralıkta seçim yapılabilsin. En uygun bölgede seçebilmemiz içinde pompa karakteristik eğrilerinde belirlediğimiz bölgeye göre seçim yaparız. Bu nokta pompanın en verimli noktası olarak kabul edilir. En verimli noktanın karşılığına gelen debinin %70 ile %120’si arasındaki bölgede pompayı seçmek gerekir (Şekil-2). Bu aralığın dışında yapılan seçimlerde bazı sorunlarla karşılaşılır.
Bu sorunlardan bazılarına değinecek olursak (Şekil-3) . Pompa seçimimiz %120’ nin ilerisindeki noktada seçilecek olursa NPSH’ tan kaynaklı kavitasyon riski oluşur. Pompa seçim eğrisine baktığımızda altta NPSH eğrisinin debi ile doğru orantılı olarak artış gösterdiğini özellikle en verimli noktasından sonra hızla bir artış olduğunu görürüz. Pompanın NPSH değeri çok yüksek ise bu durumda pompanın kavitasyona uğraması yani pompanın, pompa çarkının ve gövdesinin erozyona uğramasına sebep olur. Bu yüzden de pompanın NPSH değeri ne kadar düşük olursa o kadar risksiz bir seçim yapmış oluruz
Pompa seçimimiz %70 sınırlarının dışındaki bir noktada yani çok düşük debilerde seçilirse, pompa düşük debide yüksek basma yüksekliği vermeye çalışacaktır. Çünkü sabit devirli bir pompa, pompa eğrisi üzerinde bir noktada çalışacaktır. İstesek de istemesek de, ihtiyacımız olsa da olmasa da düşük debiye gittikçe eğrimiz her zaman daha fazla basma yüksekliği vermeye doğru gider. %70 in altında debimiz düşük olduğundan dolayı akışkan emiş tarafından basma yönüne doğru ilerlemesi gerekirken tekrar emiş tarafına doğru dönebilir buna giriş-çıkış döngüsel akışı diyoruz yani burada verimsiz bir çalışma söz konusudur (Şekil-4). Debimiz bu noktadan daha da düşük seviyelerde ise motorumuzun yaptığı işi akışkana iletemediğini, yetersiz kaldığını görebiliriz. Bu da motorumuzun aşırı ısınmasına, ısınan motorun akışkanı ısıtmasıyla çarkların, salmastra ve yatakların ömrünün kısalmasına sebep olduğunu görürüz. Debimizin gittikçe düşmesi aşırı sıcaklık artışı ve düşük debi kavitasyonu riskini arttırmaktadır.
