Giriş Günümüzde pompalar kendilerine oldukça geniş bir kullanım alanı bulmuşlardır. Tarımda, sulamada, endüstride, özellikle kimya sanayiinde, ham maddenin iletilmesinde

Tablo – 1

Hm	Max. Özgül Hız
10m	220d/d
20m	120 d/d
30m	100 d/d
60m	80 d/d
100m	50 d/d

Tabloda H_m = 20 m için sağlıklı sonuç verecek max. Özgül hız değeri 120 d/d olarak belirlenmiştir. Bu sebepten n_s = 120 d/d olarak kabul ettim.

n_s =


n= 1390.5 d/d (n_s = 120 d/d için)


Tablo - 2

Elektrik motoru Kutup Sayısı	Senkron Devir Sayısı (nsr)	Pompa Nominal Devir Sayısı (n)
2	3000	2900
4	1500	1450
6	1000	960
8	750	720
10	600	575
12	500	480
14	430	410
16	375	360

Tablo – 2’de verilen elektrik motoru için olan değerlerde n=1390.5’e rastlanılmamaktadır. Biz elektrik motorumuzu piyasandan alacağımız için Tablo – 2’deki motorlardan birini almalıyız. Dolayısıyla alacağımız elektrik motorunun devrine bağlı olarak Yeni Özgül Hızı (n_s) bulmalıyız!!!

n_s=120 d/d için n=1390.5 bulundu. Buna göre Tablo – 2’den seçeceğimiz elektrik motorunun nominal devir sayısı (n) bu değere yakın olmalıdır. Bu durumda Tablo – 2’den iki çeşit elektrik motoru seçilebilir. Bunlar n=1450 d/d’lik ve n= 960 d/d’lik motorlardır. Bunlardan uygun olanı ise; n=1450 d/d, n_sr= 1500 d/d ve 4 kutuplu olan motordur. Çünkü özgül hız büyükçe pompanın verimi artar!!!
n= 1450 d/d, n_sr=1500 d/d ve 4 kutuplu motor için özgül hız değeri;
ns =

n_s=125.13
Pompa tipinin belirlenmesi için Tablo – 3’ü kullanacağız.

Pompa Tipi	Özgül Hız Aralığı
Tam Santrifüj Pompa	60-150
Yarı Sant. Pompa – Heliko Sant. Pompa	150-400
Yarı Eksenel Sant. Pompa	400-700
Eksenel Pompa	700-1000

Tablo – 3 Özgül Hıza Göre Çark Formunun Değişmesi

Bulduğunuz özgül hız değeri n_s=125.13 için Tablo – 3’e bakıldığı zaman [60<125.13<150] pompa tipimizin TAM SANTRİFÜJ POMPA olduğu görülür.

Santrifüj pompada özgül hız aralığı 60-150 dev/dak’dır. Manometrik yükseklik 40-50 m’den büyük olmadığından ve aşağıda verilen “sınır özgül hız” değerinden küçük çıkmadığı için pompamız TEK KADEMELİDİR!!!

Pompa Devir Sayısı n (dev/dak)	Sınır özgül hız ns (dev/dak)
1500	33
3000	80
4000	120

0. 
   ÖZGÜL HIZ DEĞERİNE GÖRE
   

AKIŞKAN HIZININ BULUNMASI

Şekil 1. Emme borusundaki hızların debi ve devir sayısı ile değişimi

# n= 1500 d/d ve Q = 50 lt/sn için Akışkan hızı Ve = 2,68 m/s bulunur.

0. 
   EMME BORUSU ÇAPI HESABI (D_e)
   

Q=A.V (Ve=2.68 m/s)
Q= Π.
D_e=0.154m
Nominal çaplara göre işlemlerinizi yapacak olursak D_e=150 mm seçilebilir!!!
D_e=150 mm = 0.15 m için Yeni “emre hızı”
V_e=
V_e= 2.82 m/s

0. 
   POMPANIN KAVİTASYON KONTROLÜNÜN YAPILMASI
   

Pompanın kavitasyonsuz bölgede çalışabilmesi için;
_mevcut > _kritik olmalıdır.
_kritik Şekil 2.’den bulunurken, _mevcut ise aşağıdaki formülden hesaplanır;
_mevcut=
Şekil 2. Santrifüj pompalarda kritik kavitasyon faktörünün özgül hız ile değişimi
n_s=125.13 ve Wislicenus’a göre _kritik=0.125 bulunur.
_mevcut’un hesaplanabilmesi için H_o, H_s, H_v ve H_ke’si bulmamız gerekir.
Tablo – 4

Deniz seviyesinden itibaren yükselti Z(m)	Hava Basıncı
	Ho (m.s.s)	Ho(Torr)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1500 2000	10,33 10,20 10,08 9,97 9,85 9,73 9,62 9,50 9,40 9,30 9,20 8,60 8,10	760 751 742 733 724 716 707 698 690 682 674 655 598

Hava Basıncının Yükselti İle Değişimi

Deniz seviyesinden 100 m yükseklik için Tablo 4’den

H_o=10.20 m.s.s
Tablo – 5

Sıcaklık t (C^o)	Suyun buharlaşma basıncı
	Hv (m.s.s)	Hv (Torr)
0 2 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100	0,062 0,089 0,025 0,283 0,432 0,752 1,257 2,031 3,177 4,829 7,149 10,330	4,58 6,54 9,20 17,50 37,70 55,20 92,30 149,20 233,10 354,60 525,40 760,0

Suyun buharlaşma basıncının sıcaklıkla değişimi

Su sıcaklığını 10 C^o kabul edersek; H_v = 0.025 m.s.s

Şekil 3. Boru bağlantı elemanları ve kayıp katsayıları
H

L_e=5_m (Emme borusu uzunluğu)

K_s=3.8 (Çek valf ve süzgeç kayıp katsayısı)
K_d=0.3 (Dirsek hesap katsayısı)
V_e=2.82 m/sn
D_e=0.15 m
g= 9.81 m²/sn
λ= Sürtünme katsayısı (Moody diyagramından bulunacak)
# Sürtünme katsayısını Moody diyagramından bulmak için (λ); R_e ve k/D_e değerlerini bulmamız gerekir.
_su=1.013 x 10^-6 m²/sn (suyun kinematik vizkozitesi),

k/De=0.0003 (Tablo f2’den)
R_e ve k/D_e değerlerine göre Moody diyagramından; λ = 0.0165
H_ke=

H_ke=

H_ke= 1.884 m.s.s

Şekil 4. ENPY (NPSH) değerlerinin debi ve devir sayısına göre değişimi
Şekil 4.’den Q = 50 lt/sn, Tek girişli pompa ve 1500 d/d için ENPY = 2.85

(H_s)_max = H₀-ENPY – H_V-H_ke

(H_s)_max = 10.2 – 2.85 – 0.025 – 1.884

(H_s)_max = 5.441

_mevcut=

_mevcut=
_mevcut = 0.1425
_mevcut > _kritik olduğuna göre pompa kavitasyonsuz bölgede çalışabilir.

( _mevcut = 0.1425, _kritik = 0.125)

Şekil 5. Moody Diagramı

0. 
   EFEKTİF GÜÇ VE MOTOR GÜCÜ
   

N_e=Efektif Güç
N_e=
Suyun yoğunluğu (1000 kg/m³)
g= Pompa Verimi (Şekil 6’dan)

Şekil 6. Pompa genel veriminin özgül hız ve debi ile değişim eğrileri
Şekil 6’dan pompa verimi %80 bulunur.
Bu değer emniyet payı olarak %5 azaltılarak kullanılacaktır.
g= %80 - %5
N_e=
N_e=17.7 HP

EFEKTİF GÜÇ (HP)	EMNİYET KATSAYISI
Ne < 5	=1,2........1,3
5< Ne<25	=1,1........1,3
Ne>25	=1,05......1,1

Tablo - 6 Efektif güce bağlı olarak emniyet katsayısı
Tablo 6’dan N_e=17.7 HP için =1.15 seçtik!!!
Dolayısıyla motor gücü aşağıdaki gibi hesaplanır;
N_m= .N_e
N_m= 1.15 x 17.7
N_m= 20.35 HP

0. 
   ŞAFT (MİL) ÇAPI HESABI
   

Pompa mili karbonlu çelikten imal edilecek,  = 12049/cm²
d_mil= 14.4 x
d_mil= 14.4x
d_mil= 3.31 cm = 33.1 mm

dmil (mm)

11

20

25

30

35

40

50

60

70

80

90

100

Tablo = Nominal Mil Çapları
Mil çapını nominal çap olarak 35 mm alırız. (Güvenlik açısından ilk değerden büyük olmalı
d_mil= 35 mm

0. 
   GÖBEK ÇAPI HESABI (d_g)
   

d_GÖBEK=1.5 x d_mil
d_GÖBEK= 1.5 x 35
d_GÖBEK= 52.5 mm = 0.0525 m

3. 
   POMPA ORGANLARININ HESABI
   

0. 
   Çark Giriş Ağzı Hesabı
   

İmalat kolaylığı bakımdan çark giriş ağzı çapı, emme borusu çapına eşit olur.

D_e=0.15 m idi
D_o = D_e
D_o = 0.15 m=150 mm

0. 
   Çark Giriş Ortalama Çapı Hesabı
   

Çark kenarları ortalama çapı olan D₁ silindirik kanatlı çarklar için D_o çapından biraz küçük seçilerek saptanır. Bu darlatma Schulz katsayısı ile çark giriş çapı çarpılarak bulunur.

Schulz katsayısı; _s = 0.90................0.95 arasında değişir.

D₁=D_e x _s
D₁= 150 x 0.92 (_s = 0.92 için)
D₁= 138 mm

Silindirik kanatlı çarklar için kanat giriş kenarının “çark üst kapağına” ve “alt kapağına” değme noktalarına ait D_1d ve D_1i değerleri deneysel sonuçlarına dayandırılan ampirik formüllere bulunur.

D_1d = D_o + 4 = 150+4

D_1d = 154 mm (D_1d : Kanat giriş dış çapı)

D_1i = 2D₁ – D_1d = (2x138) – 154

D_1i = 122 mm (D_1i =Kanat giriş iç çapı)

0. 
   Toplam Debi ve Giriş Meridyenel Hızı Hesabı
   

Kaçak verim (_k) : çarkın girişi ile çıkışı arasındaki basınç farkından doğan ve basma kısmından emmeye doğru geçen debi miktarı ile orantılı boyutsuz bir sayıdır.
Kaçak verimi 0.95 seçelim [_kaçak = 0.95]
Q_T=

Q_T= 0.052 m³/sn (Toplam Debi)

C_o hız hesabı;

C_o=

C_o= 3.35 m/sn

Kanatların giriş kanatlarının kalınlığı dolayısıyla akışkanın giriş kesidi küçülecek ve C₁ hızı bir miktar büyüyecektir. Büyütme katsayısı 1.05 – 1.1 arasında alınır.

Büyütme katsayısının 1.05 seçilmesinde;

C₁= 1.05 x C_o

C₁= 1.05 x 3.35
C₁= 3.51 m/sn

Dik giriş için (α₁=90⁰) C₁=C_m1 olmalıdır. Kontrol amacıyla C_m1 tekrar hesaplanmalıdır.

Şekil 7.

k_cm1= 0.175 (Şekil 7) bulunur.

C_m1 = k _cm1
C_m1 = 0.175
C_m1 =3.46 m/s
Dik giriş için C₁= C_m1 ==3.51 m/s kabul edilmişti, fakat güvenlik ve uygunluk bakımından C_m1 = 3.46 m/s alınır!!!

0.