Akder - Akışkan Gücü Derneği

Büyük bir güç ünitesi ile çok sayıda valf bloğunu beslemek, her valf bloğu için ayrı ayrı güç ünitesi tesis etmeye göre avantajlı olduğu durumlar olabilir. Bu tip tesislerde kaçınılmaz olarak basınçlı hidrolik hatların, pilot basınç hatlarının yada düşük basınçlı dönüş hatlarının metrelerce mesafe kat etmesi gerebilir. Boru içerisindeki akışkanı bir noktadan başka bir noktaya taşıyabilmek için yatayda dahi olsa sürtünme dirençlerini yenmemiz gerekir. Bunun doğal sonucu olarak da boruya giren akışkanın basıncı çıkan akışkanın basıncından yüksek olacaktır arada kaybolan basınç enerjimiz ısı enerjisine dönüşecektir. Peki böyle bir durumda borularda ne kadar basınç kaybedeceğimizi nasıl tespit edebiliriz şimdi onu inceleyelim.

100 metre hidrolik boruda ne kadar basınç kaybederiz?

Bu sorunun cevabını vermek için bir çok parametreye ihtiyacımız vadır. Borunun çapı ve malzemesi nedir? Sistem debisi Nedir? Başlangıç noktası ile bitiş noktası arasında kot farkı varmıdır? Nakledilen akışkanın fiziksel parametreleri nelerdir? Tüm bunları bilmemiz gerekir yani malasef ki 10 metre boruda x bar 100 metre boruda 10x bar basınç kaybederiz gibi kısa bir hesap yapmak mümkün değil.

Şimdi basit bir örnek için parametreleri belirleyelim;

Kullanılacak yer: Basınç Hattı - yağ sıcaklığı 40 °C

Kullanılacak akışkan: ISO VG 46 Mineral yağ (40 °C de ѵ = 46 mm²/s)

Boru iç çapı: 30 mm

Sistem debisi: 120 lt/dak

 

İç çapı 30 mm boru için boru kesit alanı hesaplanıp sistem debisi mm³/s biriminde soldaki süreklilik denkleminde yerine konulursa boru içi akışkan hızı bulunur.

Boru içi akış hızı: 2830 mm/s

hesaplanan bu boru akış hızı ve 46 mm²/s viskozite değerine göre Reynold sayısı hesaplanır.

reynold sayısı: 1865 (birimsiz) 

hesaplanan reynold değeri 2300' den küçük olduğu için boru içerisinde oluşacak akışın tipi laminar, katmanlı akıştır.

 

Akışkan yoğunluğu:  891 kg/m3

Boru boyu:  100 m

Boru çapı:  0,03 m

Akışkan hızı:  2.83 m/s

Yukarıdaki değerler formülde yerine konulursa basınç kaybı,

ΔP=478280 Pascal => ΔP= 4,78 Bar olarak bulunur.

Görüldüğü gibi boru içi basınç kayıpları bir çok değişkene bağlı olup örneğimizde 100 metre 5 bar civarı bir kayıp çıkarken boru çapı  yada sistem debisinin farklı olması halinde çok daha büyük yada küçük basınç kayıpları ile karşılaşabiliriz. Yine bu hesapları yaparken unutmamız gereken bir noktada yerel kayıpların hesaba dahil edilmemiş olmasıdır. Düz bir boru için hesap yapılmıştır. Hat üzerinde dirsekler, çeşitli açılarda dönüşler, T bağlantılar yada herhangi bir valf var ise bunların oluşturacakları dirençler ayrı ayrı hesaplanıp toplanarak basınç kaybına ilave edilmelidir.