YILDIZ TEKNMAK İ

SANTRİ

HİDROMEKAN İK VE H

MAK İ

i

YILDIZ TEKN İK ÜNİVERSİTESİ MAK İNA MÜHEND İSLİĞİ BÖLÜMÜ

SANTRİFÜJ POMPA TASARIMI

10066048 Yavuz KOÇ

İK VE H İDROLİK MAK İNALAR ANAB İ

MAK İNA TASARIM II PROJESİ

İSTANBUL, 2014

FÜJ POMPA TASARIMI

NALAR ANAB İLİM DALI

i

İÇİNDEKİLER Sayfa

1. POMPA TİPİNİN BELİRLENMESİ………………………………………….. 1 1.1.Pompa Tipinin Saptanması ( Özgül Devir sayısı Hesabı) 1.2.Spesifik Devir Sayısı (ns)

2. DÖNER ÇARK DİZAYNI ………………………………………….……….. 2 2.1.Pompa Efektif Güç Hesabı (Ne) 2.2.Elektriksel Motorun Gücü (Nem) 2.3.Pompa Mil Çapı (dmil) 2.4. Ön Göbek Çapı (dh) 2.5.Arka Göbek Çapı ( dh’ ) 2.6. Giriş Ağzı Giriş Çapı (d0) 2.7.Döner Çark Giriş Çapı ( d1) 2.8.Döner Çark Giriş Hızı ( U1) 2.9.Döner Çark Giriş Açısı ( β1 ) 2.10. Döner Çark Çıkış Çapı ( d2) : 2.11. d2 Çapının Kontrolü 2.12. Giriş Genişliği (Kanat Eni) Hesabı ( B1 ) 2.13. Kanat Çıkış Genişliği ( B2 ) 2.14. Hız Üçgenlerinin Çizilmesi

2.14.1. Giriş Hız Üçgeni 2.14.2. Çıkış Hız Üçgeni

3. KANAT ÇİZİMİ……………………………………………..…...……………. 13 3.1.Nokta Nokta Metodu İle Kanat Çizimi

4. SALYANGOZ DİZAYNI ……………………………………..…..…………… 18 4.1.Akım Hızı 4.2.θo Dönmedeki Salyangozun Kesit Alanı Hesabı 4.3.Salyangoz Çıkışının Difüzöre Bağlanması 4.4.Esas Yarıçap (r”) Hesabı

5. YATAKLAMA ELEMANLARI ....................................................................... 24 5.1. Eksenel Kuvvet Hesabı 5.2. Rulman Seçimi

KAYNAKÇA……………………………………………………………………………. 31

ii

ŞEKİL L İSTESİ Sayfa

Şekil 3.1: Cm,W- ∆r Grafiği …………………………………………….……………. 14

Şekil 3.2: Örtme Açıları Yardımıyla Kanat Çizimi ………………………...………… 16

Şekil 3.3 : Döner Çark Kesit Resmi Ve Gerekli Büyüklükleri …………………...….. 17

Şekil 4.1 : Yamuk Kesitli Spiral Gövde ………………………………….…….……. 18

EK-1 : Gerçek verim değerini veren “ηg - ns” grafiği …………………...…….…….. 27

EK-2 : k1s ve k2s değerlerini veren Stefanoff Diyagramı ………………...…….…….. 28

EK-3 : Kcv-nq Diyagramı………………………………………………….…….……... 29

EK-4: Sukonoff Diyagramı …………………………………………….……….…….. 30

iii

TABLO L İSTESİ Sayfa

Tablo 2.1: Hidrolik Verim Tablosu………………………………………….…………. 2

Tablo 3.1: Örtme açısı tablosu………………………………………………………….. 15

Tablo 4.1: Esas Yarıçap Hesabı…………………………………………………………. 23

1

GİRİŞ

Verilenler:

Hm= 30 mSS

Q= 80 ton/saat = 80/3600=0,0222 m3/s

n= 1450 d/d

Hm= Manometrik Basma Yüksekliği (m)

Q= Debi (m3/s)

n= Devir Sayısı (d/d)

1. POMPA TİPİNİN BELİRLENMESİ

1.1.Pompa Tipinin Saptanması ( Özgül Devir sayısı Hesabı) :

nq = �. ����

nq = 1450 ��� . �0.0222��

30��

nq=16.85

12< nq <35 Tam Santrifüj Pompa

35< nq <80 Helisel Pompalar

80< nq <200 Diagonal Pompa

200< nq <400 Eksenel Pompa

12< 16,85<35 olduğundan pompa “Tam Santrifüj Pompa” olarak belirlenir.

1.2. Spesifik Devir Sayısı (ns)

ns = 3,65 x nq

ns=3,65 x 16.85 =61,5

2. DÖNER ÇARK DİZAYNI

2.1.Pompa Efektif Güç Hesabı (N

�� =�. �. ��. 75

γ = 1000 kg/m3 ( suyun özgü

ηg= ηv . ηm . ηh

ηg : Gerçek Verim

ηv : Volümetrik Verim

ηm : Mekanik Verim

ηh : Hidrolik Verim

Tablo 2.1: Hidrolik Verim Tablosu

Enterpolasyon yardımıyla % η

ηh = 0.865 ( Tablo 2.1)

ηv = 0,96 ( Kabul Edildi)

ηg = 0,66 grafikten okundu ( EK

ηm = ηg / ηv . ηh

2

İZAYNI

2.1.Pompa Efektif Güç Hesabı (Ne) :

ül kütlesi)

Tablo 2.1: Hidrolik Verim Tablosu

ηh hesaplanır.

= 0,66 grafikten okundu ( EK-1)

3

ηm = 0,794

Ne= 13,45 BG

2.2. Elektriksel Motorun Gücü (Nem)

Nem= α. Ne α= (1,1 ÷ 1,3)

Ne<5 BG ise α=1,3

5<Ne<25 ise α=1,2

Ne>25 ise α= 1,1

Nem= 1,2 . 13,45 = 16,14

Elektriksel motor standartlarına göre Nem = 20 BG seçildi.

2.3) Pompa Mil Çapı (dmil)

dmil = !360000. ��#$%. �&

τz: Milin burulma gerilmesi (450-500) kgf/cm2 (Çelik için)

τz = 450 kgf/ cm3

dmil= 2.22 = 22,2 mm

Mil standartlarına göre dmil= 24 mm alındı.

2.4. Ön Göbek Çapı (dh)

dh = ( 1,3 ÷ 1,4 ) . dmil

dh = 1,4. 24 = 34 mm

4

2.5. Arka Göbek Çapı ( dh’ )

dh’ = 1,5 . 24 = 36 mm

2.6. Giriş Ağzı Giri ş Çapı (d0)

�’ = (4 . ��) − �+�. ,) = ��-

Q’ : Kanada gire suyun debisi

C0 : Kanada giren suyun hızı

C0= (0,8 ÷ 1 ) . C1m

.�/ = 0�12322�2/

./ = 012322�2/

g= 9,81 m/s2

g : Yerçekimi ivmesi

nq = 16,85 d/d değerine göre Stefanoff Diyagramından k1s ve k2s değerleri okunur. ( EK-2)

k1s = 0,125

k2s= 0,094

.�/ = 0,1252√229,81230 =3,03 m/s

./ = 0,0942√229,81230 = 2,28 m/s

C0 = 0,8 x C1m = 2,42 m/s

5

d) = ! 4xQπxη<xC) + d?

d) = ! 4x0,0222πx0,96x2,424 +0,036 = 0,115m d0 = 0,115 m = 115 mm

2.7. Döner Çark Giriş Çapı ( d1):

d1= ( 0,8 ÷1 ) x d0

d1 = 0,95 x 115 = 110 mm

2.8.Döner Çark Giriş Hızı ( U1)

@� =(2��2�60

@� =(20,1102145060

U1 = 8,35 m/s

2.9. Döner Çark Giriş Açısı ( β1 )

Giriş hız üçgeninden yararlanarak

A�B� =.�/@�

A�B� =3,038,25

β1 = 19,94 0

6

2.10. Döner Çark Çıkış Çapı ( d2) :

��� = (2 ÷ 3) ��� = 2

d2 = 2 x d1 = 2 x 110 = 220 mm

2.11. d2 Çapının Kontrolü :

.D = @ −ED = @ − ./A�B

F+G = 1� (@ −@2 ./A�B −@�2.�D

@ = ./22A�B +!( ./22A�B) + @�2.�D + �2F+G α1 = 90o ve β2 = 27o olarak kabul edildi.

Pfleiderer metoduna göre ;

F+G = F+2(1 + H)

F+G = (1 + H)2 /I+

H = Ψ2K%2LA

r2 : Döner çark giriş yarıçapı

z : Kanat sayısı

St: Statik moment( Merkezi akım çizgisinin dönme eksenine göre statik momenti )

Ψ= Deneysel yoldan bulunan bir sayıdır. Döner çarkın tipine bağlıdır.

7

Klavuz kanatsız pompalarda ;

Ψ = (0,65 ÷ 0,85�x M1 + β60O Ψ = 0,65x M1 + 2760O Ψ = 0,9425

Kanat Sayısı (z) ;

% = 6,52 �� + �� −�� 2 sin B� + B2

% = 6,52 110 + 220220 − 110 2 sin 19,94 + 272

z = 7,76

z = 8 kanat olarak seçilir.

Statik Moment ( St) ;

LA = 12 2�K − K�� r1 = 0,055 m

r2 = 0,110 m

LA = 12 2�0,110� − 0,055� St = 4,53 x 10-3

8

Pfleiderer Sayısı ( p ) ;

H = Ψ2K%2LA

H = 0,942520,110824,53210Q�

p = 0,314

F+G = �1 + H�2/I+ ���0R�#S����TUKUKRU�UKU0; F+G = �1 + 0,314�2 300,865

F+G = 45,58 mSS

@ = ./22A�B +!� ./22A�B� + �2F+GWXK#üRü����TUKUKRU�UKU0;

@ = 2,2822A�27 +!� 2,2822A�27� + 9,81245,58 U2 = 23,49 m/s

@ =(2�2�60

� = @260(2�

� = 23,49260(21450

d2 = 0,309 m = 309 mm

UAU = 309 − 220309 2100 = %28XR�[ğ[��U��SKSş^�çı0ışçUHRUKıXKU�ı�ı��ğSşASKSKS%

9

��� = 309110 = 2,81XRUKU0a�çASğS#S%��; d2= 110x 2.81 = 309 mm

Ψ = 0,9425

Z= 5,44 yani z = 6 kanat

St= 0,0104

P=0,360

F+G = 47,18

U2 =23,85

� = @260(2�

� = 23,85260(21450

d2 = 0,313m = 313 mm

UAU = 313 − 309313 2100 = %1,02�0Ub[R��SR�bSRSKℎUAU�

3.12. Giriş Genişliği (Kanat Eni) Hesabı ( B1 )

�d =e�2(2f�2.�/2�� e� = A� − g�A�

A� =(2��%

A� =(21106 = 57,59

s = (4÷5)

g� = asin B� = 4sin 19,94 = 11,72

10

e� = 57,59 − 11,7257,59 = 0,796

f� = �Ih2e�2(2.�/2�� f� = 0.02220,9620,7962(23,0320,11 = 0,0277#

B1 = 27,74 mm = 28 mm

2.13. Kanat Çıkış Genişliği ( B2 )

�d =e2(2f2./2� e = A − gA

A =(2�%

A =(23096 = 161,79

s = (4÷5)

g = asin B = 4sin 27 = 8,81

e = 161,79 − 8,810161,79 = 0,945

f = �Ih2e2(2./2�

f = 0,02220,9620,9452(22,2820,309 = 0,012#

B2 = 12 mm

11

2.14. Hız Üçgenlerinin Çizilmesi

2.14.1. Giriş Hız Üçgeni

W1

C1m=C1

U1

C1m= 3,03 m/s

U1 = 8,35 m/s

β1 =19,94o

W1= 8,88 m/s

12

2.14.2. Çıkış Hız Üçgeni

C2

W2

C2m

C2u W2u

U2

C2m=2,28 m/s

β2= 27o

U2= 23,85 m/s

,XAB = ED./ b[KU�U�ED = 4,47#/a U2 –W2u = C2u = 23,85 – 4,47 =19,37 m/s

A�j = klmkln b[KU�U�j = 6,71 C2 = 19,50 m/s

W2= 5,022 m/s

13

3. KANAT Ç İZİMİ

3.1. Nokta Nokta Metodu İle Kanat Çizimi

Kanat çizimi için en uygun yol, β1 giriş açısı ile β2 çıkış açısına kadar kanat boyunca nokta

nokta β açılarının değerlerini saptamak ve kanadı bu açılara uygun yerleştirmektir. Kanat

girişinde açılar gerçek değerlerinden biraz farklı olsa bile, kanadın büyük bir kısmında gerçek

açı ile izdüşümü, büyük bir hata yapmaksızın aynı kabul edilir. Bu metotta yapılacak ilk

işlem; kanat boyunca hız üçgenlerini çizmek ve β açılarının değerlerini girişten çıkışa kadar

hesaplamaktır. U teğetsel hızlarının ve Cm meridyen hızlarının çark girişi ve çıkışı arasında

lineer olarak değişebileceği bilinmektedir.. Giriş ve çıkış hız üçgenleri bilindiğine göre , çark

meridyen kesiti boyunca U ve Cm hızlarının doğrusal değişimleri göz önünde tutularak

çizilen hız üçgenleri diyagramıyla herhangi r yarıçapına ait β kanat açısı kolayca bulunur.

Bu tabloda nokta sayısı dizayn yapan kişinin kendi tercihidir. Çok nokta ile hesap yapılırsa

daha az kırıklı bir profil elde edilmiş olur. Çok nokta ile hesap yapmanın avantajı budur.

Kanadn iç ve dış yarıçapları arası mesafesinin eşit aralıklarla r yarıçaplı dairelere bölünmesi

gerekir.

Buna göre 1. Nokta giriş, 11. Nokta çıkış olmak üzere 11 noktadan bahsedilecektir.

Yarıçap (r) değerleri de yerine yazılır.

Apsisi 10 eşit parçaya bölünecek şekilde grafik çizilir;

ΔK = K + K��

n= 10

ΔK = 0,1545 − 0,05510 = 0,01XRUKU0b[R[�[K.

14

Bulduğumuz bu ∆r değeri ile giriş çapından başlanarak çıkış çapına doğru artırılarak çember

çizimleri yapılır ve noktalar tespit edilir. Ve bu değerlerle tablo 3.1 hazırlanır

Tablo 1.1 değerlerini oluşturabilmemiz için her bir r değeri için Cm ve W değerlerini veren

denklemleri tespit etmemiz gerekir ve bu denklemlerin eğri veya doğrularının her bir r değeri

için Cm ve W değerlerini okumamız gerekir.

Oluşturulan grafikte Cm değerleri doğrusal olarak azalırken W değerleri için eğri uydurma

yöntemiyle bir eğri oluşturulmuştur. Deneme yanılma yoluya oluşturulan W eğrisi örtme

açısının 105o den küçük olmasına göre ayarlanır. (Grafik 3.1)

Şekil 3.1: Cm,W- ∆r grafiği

Seri 1 = Cm- ∆r Doğrusu

Seri 2 = W- ∆r Eğrisi

Grafikten okunan Cm ve W değerleri okunarak Tablo 3.1 de yerine yazılarak örtme açıları

hesabı yapılır.

3,03 2,955 2,88 2,805 2,73 2,655 2,58 2,505 2,43 2,355 2,28

8,88

5,82

5,314 5,134 5,066 5,044 5,042 5,04 5,039 5,038 5,022

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Series1

Series2

15

Tablo 3.1: Örtme açısı tablosu

r (m) ∆r (m) Cm W Sinβ β r.tanβ (r.tanβ)-

1 ∆a Σ∆a θ

0,055 0 3,03 8,88 0,341 19,951 0,02 50,0874 0 0 0

0,065 0,01 2,955 5,82 0,508 30,513 0,038 26,1045 0,380959 0,381 21,8274

0,075 0,01 2,88 5,314 0,542 32,817 0,048 20,6754 0,2339 0,6149 35,2288

0,085 0,01 2,805 5,134 0,546 33,117 0,055 18,035 0,193552 0,8084 46,3185

0,095 0,01 2,73 5,066 0,539 32,608 0,061 16,4546 0,172448 0,9809 56,1991

0,105 0,01 2,655 5,044 0,526 31,76 0,065 15,3841 0,159193 1,1401 65,3202

0,115 0,01 2,58 5,042 0,512 30,777 0,068 14,6003 0,149922 1,29 73,91

0,125 0,01 2,505 5,04 0,497 29,803 0,072 13,9669 0,142836 1,4328 82,0939

0,135 0,01 2,43 5,039 0,482 28,832 0,074 13,4564 0,137117 1,5699 89,9501

0,145 0,01 2,355 5,038 0,467 27,869 0,077 13,0425 0,132495 1,7024 97,5415

0,1545 0,01 2,28 5,022 0,454 27,001 0,079 12,7026 0,128725 1,8311 104,917

Tabloda ;

Sinβ = CmW

∆U = 12 . ∆K. [ 1K. AU�Bt + 1K. AU�BtQ�] v = 180(. w∆U

Olarak hesaplanmıştır.

Çark çıkış yarıçapı (r2) değerindeki örtme açısı(θ) değeri 105o nin altında olması gerekir.

Kontrol ettiğimizde örtme açımız bu değerin altında kalmaktadır. Bu yüzden kanat

çizimlerine geçebiliriz.

Şekil 3.2: Örtme Açıları Yardımıyla Kanat Çizimi

Çark giriş çapı ile çark çıkış

örtme açısını kullanarak kanadın geçti

birleştirilmesi ile elde edilmiş olur.

Şekil 3.2 de görüldüğü gibi 1 kanadın çizim yöntemi gösterilmi

oluştuğundan dolayı bunun gibi 6 kanat daha çizilir. Daha sonra bu çizilen kanatların

kalınlıkları 5 mm olarak belirledi

yapılır.

16

ekil 3.2: Örtme Açıları Yardımıyla Kanat Çizimi

çapı ile çark çıkış çapı arasında belli aralıklarla çizdiğimiz çemberler üzerinde

örtme açısını kullanarak kanadın geçtiği noktalar tepit edilir ve kanat çizimi bu noktaların

tirilmesi ile elde edilmiş olur.

ğü gibi 1 kanadın çizim yöntemi gösterilmiştir. Çarkımız 6 kanattan

undan dolayı bunun gibi 6 kanat daha çizilir. Daha sonra bu çizilen kanatların

kalınlıkları 5 mm olarak belirlediğimizden dolayı kanat kalınlıkları 5 mm olarak ayarlama

ğimiz çemberler üzerinde

t edilir ve kanat çizimi bu noktaların

ştir. Çarkımız 6 kanattan

undan dolayı bunun gibi 6 kanat daha çizilir. Daha sonra bu çizilen kanatların

imizden dolayı kanat kalınlıkları 5 mm olarak ayarlama

Şekil 3.3 : Döner Çark Kesit Resmi Ve Gerekli Büyüklükleri

Çizilen pompa döner çarkının üst görü

daha önce bulduğumuz çark giriş

genişlikleri ölçülerini kullanarak çarkımızın üst görünü

elde etmiş olacağız.

17

ekil 3.3 : Döner Çark Kesit Resmi Ve Gerekli Büyüklükleri

Çizilen pompa döner çarkının üst görüşünden sonra kesit resmi çizilmelidir. Bunun için

umuz çark giriş çıkış çapları , ön ve arka göbek çapları , kanat giri

likleri ölçülerini kullanarak çarkımızın üst görünüşünün yanında kesit görüntüsünü de

ünden sonra kesit resmi çizilmelidir. Bunun için

çapları , ön ve arka göbek çapları , kanat giriş ve çıkış

kesit görüntüsünü de

4) SALYANGOZ DİZAYNI

Salyangoz içindeki ortalama (c

Şekil 4.1 : Yamuk Kesitli Spiral Gövde

Şekil 4.1 de görüldüğü gibi salyangoz kesit profilinin tepe açısı

olarak kabul ederek dizayna baş

18

Salyangoz içindeki ortalama (cv) hızı sabit olarak kabul edildi.

ekil 4.1 : Yamuk Kesitli Spiral Gövde

ğü gibi salyangoz kesit profilinin tepe açısı δ = 40

olarak kabul ederek dizayna başlarız.

δ = 40o olan bir yamuk

19

4.1. Akım Hızı:

.- = xy-2322�2

Kcv ve nq arasındaki ilişkiyi veren Stephonoff Diyagramını kullanarak Kcv değeri grafikten

okunmuş olur. (EK-3)

nq=16.85 d/d olarak bulunmuştu. Ek-3 te verilen Kcv-nq diyagramından faydalanılarak ;

Kcv= 0,46 oalrak okunur.

.- = xy-2322�2���0R�#S����WUT�URU�UKU0;

.- = 0,4623229,81230

Cv= 11,16 m/s olarak bulunur.

4.2. θo Dönmedeki Salyangozun Kesit Alanı Hesabı:

Cv hesaplandıktan sonra θo dönmedeki salyangoz kesit alanı hesaplanır.

z- = �.-

z- = 0.022211,16

Av = 19,89 cm2 olarak hesaplanır.

Kanat çıkış eni B2= 12 mm olarak saptanmıştı. Bu kez b3= (1,4÷1,8) x B2 eşitli ğinden

faydalınarak;

b3= 1,5 x 12 mm = 18 mm olarak hesaplanır.

Salyangoz boğazının köşeleri Şekil 4.1 deki gibi yuvarlatılacağından b4= EB<18 mm

olmalıdır. Ancak her iki yanaktaki köşeyi 2 mm kadar yuvarlatmakla yeteri kadar keskin

köşeyi gidermiş oluruz.

20

b4= 18- 2x2 = 14 mm olarak bulunur

U = b�2 2,XA20 = 72,XA20 = 19,23 ≅ 19##

Herhangi bir salyangoz kesit alanının saptanması için; θo dönme yönündeki (Avθo) alanını ele

alalım.

Avθo = ABCDEA alanı – ABEA alanı

z-v| = (2K360| 2}| − b�2 U2

Spiral eğri 360o lik bir dönümü tamamlayınca salyangoz alanı 19,89 cm2 olacağına göre (θo)

lik bir dönmedeki salyangoz kesit alanı ise ;

z-v| = 19,892v360 ,# Buna göre herhangi bir θo lik dönme de spiral üzerindeki bir yerde , salyangoz kesitini dizayn

etmek için r yarıçapını saptamak gerekir.

19,892v360 = (2K360| 2}| − b�2 14 2,XA20

Bu denklemde δ= 40o ve b4= 14mm= 1,4 cm olarak yerine koyulursa ve gerekli

sadeleştirmeler yapılırsa;

0,0552v| = ~��)���)� 2K21,42 �� 2,XA20|

0,0552v| = 0,349K − 1,33

K = !0,5522v| + 1,330,349 ,#����R���0R�#S�R����SRSK.

21

4.3. Salyangoz Çıkışının Difüzöre Bağlanması :

EK-4 te verilen SUKONOFF grafiğinden Cv hızına bağlı olarak koniklik açısı seçilir.

Grafikten Cv= 11,16 için δo= 8o olarak belirlenir.

Av= 19,89 cm2 lik alana uygun çapı hesaplayacak olursak ;

(2(�d)4 = 19,89

�d = 5,03 = 5,#XRUKU0b[R[�[K.

AU� }|2 = ��dd − ��d22�

��ddçUHıSR��bXT[bSRS�#��SğS�����XRUTıö�,���dd = 150##^�� = 400##XRUKU0

kabul yapıldı.

AU� }|2 = 150 − 5022400 = 0,125 Buradan δo= 14o olarak bulundu.

Ancak bulunan bu değer yukarıda alınan değerden 6 derece daha büyüktür. Bu nedenle d1”

veya L değerleri değiştirilerek δ0 =8o ye yakınsamaya çalışırız. d1” =100 mm (standart çap) ve

L = 350 mm olarak belirledik.

AU� }|2 = 100 − 5022350 = 0,0714

Buradan δo =8,1o olarak bulundu. δo= 8o olarak belirlendi.

��dd = 100##^�� = 350##XRUKU0a�çSR�S.

z = (2��dd�4 = (20,14 = 7,85210Q�#

22

Difüzör çıkışındaki su hızı ise;

�z = 0,02227,85210Q� = 2,82#/a

Bu durumda suyun difüzör içerisinde 11,16 m/s hızdan 2,82 m/s hıza kadar yavaşladığı ve

potansiyel enerji kazandığı ( basıncının arttığı) görülmektedir.

Döner çark ile salyangoz ağzı arasında 10 mm’lik bir aralık bırakılması gereklidir. Böylece

10 mm lik aralıklarla salyangoz dökümden çıktığı gibi ayrıca işlenmeye gerek kalmadan

kullanılabilir.

4.4. Esas Yarıçap (r”) Hesabı:

K = !0,5522v| + 1,330,349 ����R���0R�#S����TUKUKRU�ıRUKU0; θo = 45 , 90,135 ,180, 225, 270, 315, 360 derece açılarında ayrı ayrı (r) yarıçapları bulunur.

Salyangoz içinde sivri köşelerinin yuvarlatılmasından dolayı alan kayıpları meydana

gelecektir. Bu kayıpları da hesaba katarak daha önceden bulunmuş olan (r) yarıçapları ∆r

kadar artırılır.

Bu işlemi bir örnekle yapacak olursak θo = 45o için yapacak olursak ;

θo= 45o için genel denklemden r = 3,305 cm olarak bulunur.

z = (2K360 2} = (23,305360 240 = 3,812

z�|���/ = 3,812 + 0,105 = (2�3.305 + ∆K�360 240

∆K = 0,0452,#XRUKU0b[R[�[K.

23

Bu hesap yöntemi diğer açı ve yarıçap değerleri için de uygulanarak ∆r yarıçap arttırım

değerleri bulunarak tabloda yerine yazılır. (Tablo 4.1)

Tablo 4.1: Esas Yarıçap Hesabı

Θ 45 90 135 180 225 270 315 360

r(cm) 3,305808 4,24804 5,016306 5,68162 6,276805 6,820246 7,323472 7,794275

Alan 3,812786 6,295995 8,779204 11,26241 13,74562 16,22883 18,71204 21,19525

Alan Eksilmesi 0,105 0,22 0,35 0,5 0,67 0,8 0,92 1,03

Toplam Alan 3,917786 6,515995 9,129204 11,76241 14,41562 17,02883 19,63204 22,22525

∆r(cm) 0,04521 0,073582 0,099015 0,12475 0,151154 0,16608 0,177874 0,187138

r'=r+Δr 3,351018 4,321622 5,115321 5,806369 6,427959 6,986326 7,501345 7,981413

Yuvarlak hesap 33,5 43,2 51,1 58 64,2 69,8 75 79,8

r'-a(mm) 15 24 32 39 45 51 56 61

24

5. YATAKLAMA ELEMANLARI

5.1.Eksenel Kuvvet Hesabı :

�� = �2(2 (�� − ��)4 2 �/ − @82� 2(1 − ��� + ���22� )�

γ: Suyun ögül ağırlığı ( 1000kg/m3)

d1: Çark giriş çapı (0,110 m)

dg: Göbek çapı ( 0,034 m)

Hm: Manometrik yükseklik ( 30 mSS)

U2: Çıkış teğetsel hızı ( 23,49)

g: Yerçekimi ivmesi (9,81 m/s2)

d2: Çark Çıkış Çapı (0,309 m )

�� = 10002(2 (0,11 − 0,034)4 2 �30 − 23,49829,81 2(1 − (0,11 + 0,034)220,309 )� P1 = 255,43 kg

Çark girişinde hareket miktarının değişiminden doğan P2 kuvvetinin değeri ;

� = �� 2�2.)

� = 10009,81 20,022222,424 = 6,480� PT = P1 – P2

PT = 255,43 – 6,48 = 248,94 kg

25

5.2. Rulman Seçimi :

FA = FB = FT / 2

FA = FB = 124,47 x 9,81 = 1221 N

B Yatağı :

Bilyalı yatak tipi seçilir ve bundan dolayı P değerimiz 3 olur. ( P=3)

Rulman ömrü için ; pompanın faydalı ömrü 10 yıl ve yıllık çalışma süresi 2000 saat alınırsa ,

buna göre çalışma süresi h= 2000 x 10 = 20000 saat olur. ( Lh = 20000 h)

�� = ! �+500&

�� = !20000500& = 3,42�U�

�� = ! 10032�& = ! 100321450& = 0,284�U�

.+�1 = ���� 2�� = 3,420,284 2122,1 = 1470�U� = 1470�

Rulman kataloğundan B yatağı için 6305 nolu tek sıra bilyalı yatak seçilir.

A Yatağı :

Önce tablolardan bir rulman seçilerek eksenel kuvvetin statik yük katsayısına oranı olan e

sayısı bulunur. Daha sonra ���� ≤ � veya ���� > � koşulları ile eksenel ve radyal yöndeki

kuvvetlerin çarpılacakları katsayısalar bulunur.

26

�U�K = 1221800 = 1,52 Büyük eksenel kuvvetin yanında radyal kuvvete de sahip olduğundan eğik bilyalı 72-73 serisi

rulman seçilir.

72-73 seri eğik bilyalı rulman için e=1,14 değerindedir. Ve ���� değerimiz bu değerden

büyüktür.

�U�K > �XR�[ğ[��U�� = 0,35� = 0,57XRUKU0AUbRX�U�X0[�[K. ��ş = �. �K + �. �U

��ş = 0,352800 + 0,5721221 = 975,97�

Lh = 20000 saat ve n= 1450 devir/ dakika için C/Feş = 9,51 olarak tablodan okunmuştur.

Rulmanın dinamik yük katsayısı en az ;

. = 9,512��ş = 9,512975,97 = 9281�XR#URı�ıK. Bu yük sayısını garanti eden ve çapı d= 25 mm olan rulman tablolardan okunur.

Sonuç olarak A yatağımız için 7205 BE nolu eğil bilyalı tek sıralı rulman seçilir.

EK-1 : Gerçek verim değerini veren “

27

ğerini veren “ηg - ns” grafi ği

EK-2 : k 1s ve k2s değerlerini veren

28

ğerlerini veren Stefanoff Diyagramı

EK-3 : K cv-nq Diyagramı

29

EK-4: Sukonoff Diyagramı

30

31

KAYNAKÇA

1. GÖKELİM, A.T., “Pompalar” , Birsen Yayınları , İstanbul ,2001 2. YUMURTACI Z. , “Hidrolik Makinalar Ders Notu” 3. ÖZTÜRK R. , “Hidrolik Makinalar Ders Notu” 4. BOZACI A. ,‘Makina Elemanları ’, Cilt 2, Çağlayan Yayınevi, İstanbul, 5. ÇENGEL Y.A, CIMBALA J.M. , “Akışkanlar Mekaniği” , Güven Kitabevi , İstanbul,

2011

32

33