Borulardan Geçen Sıvı, Gaz ve Hava İçin Uygun Hızlar Tablosu

Borulardan Geçen Akışkana göre Uygun Hızlar Tablosu Nasıl Okunur

Soldaki sütundan akışkanı bulun, karşısındaki hız bandını tasarım hedefi olarak alın. Borulardan Geçen Sıvı Gaz ve Hava İçin Uygun Hızlar Tablosu aşılmaması gereken bir sınır değil, basınç kaybının, gürültünün ve aşınmanın daha büyük bir boru ile daha büyük bir vananın maliyetine karşı dengede kaldığı aralıktır.

Hattın bandın neresinde duracağını üç şey belirler. Emme hatları basma hatlarından daha yavaş çalışır: pompa emişinde her fazladan metre/saniye NPSH yer ve kavitasyona yaklaştırır, bu yüzden Borulardan Geçen Akışkana göre Uygun Hızlar Tablosu bandının alt ucu seçilir.

Katı taşıyan ve kimyasal olarak aktif akışkanlar değeri aşağı çeker. Çamur, kondens ve aşındırıcı sıvılar yuvaları, dirsekleri ve vana iç takımını yer; böyle hatlarda bandın üstüne değil altına inilir.

Gaz ve buhar daha yüksek hıza dayanır. Yoğunlukları düşük olduğu için aynı hız çok daha az kütle taşır — tablodaki buhar ve hava bantlarının su bantlarının belirgin şekilde üzerinde olmasının sebebi budur.

Hızdan Boru Çapına

Hız seçildikten sonra anma çapı debiden çıkar. Borulardan Geçen Akışkana göre Uygun Hızlar Tablosundan aldığınız değeri akış diyagramının düşey ekseninde işaretleyin, hattın DN eğrisine kadar yatay ilerleyin ve aşağıda debiyi okuyun.

Elde hesaplayacaksanız bağıntı Q = V × πD²/4 şeklindedir; V m/sn cinsinden hız, D metre cinsinden **iç** çaptır. Buradaki incelik şudur: eğriler DN etiketine göre değil borunun gerçek iç çapına göre çizilidir. DN 125 bir hat DIN 2448 çelikte içten yaklaşık 133 mm ölçer, 125 mm değil, ve alan çapın karesiyle büyür. Sayfadaki örneğin 3,5 m/sn için 175 m³/h vermesinin, D = 125 mm ile yapılan hesabın ise 155 m³/h vermesinin sebebi budur — arada %13 fark vardır ve bu fark pompayı küçük seçtirir.

Hız, Basınç Kaybı ve Su Darbesi

Basınç kaybı yaklaşık hızın karesiyle artar: aynı çapta debiyi iki katına çıkarmak yaklaşık dört kat yük kaybı demektir. Uzun hatlar bu yüzden pompa daha fazlasını basabilecek olsa bile Borulardan Geçen Akışkana göre Uygun Hızlar Tablosunun alt ucundan seçilir; boru, yirmi yıl boyunca tüketeceği enerjiden ucuzdur.

İkinci sebep darbedir. Hızlı kapanan bir vana hareket hâlindeki sıvı sütununu durdurduğunda oluşan basınç sıçraması, çalışma basıncıyla değil durdurulan hızla orantılıdır. Küresel veya kelebek vana bulunan hatlarda Borulardan Geçen Akışkana göre Uygun Hızlar Tablosuna sadık kalmak, bu sıçramayı borunun, flanşların ve vananın basınç sınıfı içinde tutan şeydir. Darbe kaçınılmazsa çözüm çapı küçültmek değil, kapanma süresini uzatmak veya bir tahliye yolu vermektir.

Viskozite tabloyu bütünüyle kaydırır. Ağır yağlar ve glikol karışımları aynı hızda sudan çok daha kötü davranır; bu yüzden Borulardan Geçen Akışkana göre Uygun Hızlar Tablosunda daha alt bantta yer alırlar, ince ve temiz sıvılar ise üst bantlarda kalır.

Hız Yalnız Boruda Değil, Vanada da Önemli

Tablodaki bant boruya aittir. Vananın içinde geçiş alanı genellikle daha küçüktür, dolayısıyla yerel hız daha yüksektir. DN 100 bir hatta kısılmış geçişli küresel vana tipik olarak 80 mm açılır; bu, boru alanının %64’ü demektir ve hızı kabaca 1,6 kat artırır.

Bu nedenle Borulardan Geçen Akışkana göre Uygun Hızlar Tablosunun tam üst ucunda tasarlanan bir hatta vana iç takımında hiç pay kalmaz: yuva aşınması, kavitasyon ve gürültü düz boruda görülmeden çok önce vanada ortaya çıkar. Aşındırıcı veya yüksek hızlı servislerde ya hattı bandın ortasına göre seçin ya da tam geçişli vana isteyin.

Su Hatlarında Hız

Akışkana göre uygun hızlar tablosu suyu tek bir bantla değil, hattın işine göre dört başlıkta verir. Şehir besleme şebekesinde 0,60 – 1,50 m/sn bandı esas alınır; bu değer boru maliyetinden çok gürültü ve uzun hatlardaki basınç kaybı yüzünden düşüktür. Genel besleme hatlarında 1,50 – 3,00 m/sn kabul edilir, çünkü hat kısadır ve çapı büyütmek doğrudan maliyettir.

Kazan besleme hattı 2,00 – 3,00 m/sn ile daha dar bir banda oturur. Buradaki sınır ekonomi değil güvenliktir: besleme suyu sıcaktır, hat sürekli çalışır ve pompa çıkışındaki erozyon-korozyon hıza çok duyarlıdır. Pompa emme-basma hatlarında ise 0,75 – 1,50 m/sn seçilir; emiş tarafındaki her fazladan metre/saniye NPSH payını yer.

Aynı sütunda hidrolik sıvılar için 12 m/sn’ye kadar bir üst değer görünür. Bu rakam kısa, basınçlı ve kontrollü hidrolik borulara aittir; bir su tesisatına uygulanacak bir değer olarak okunmamalıdır.

Yağ ve Hidrolik Hatlarında Hız

Akışkana göre uygun hızlar tablosunda yağ için iki ayrı satır vardır ve aradaki fark beş kata yakındır. Boru hattı akışında 3,00 – 7,50 m/sn kabul edilirken emme-basma hattı 0,75 – 1,25 m/sn ile sınırlanır. Sebep viskozitedir: yağ, emiş tarafında pompanın çekebileceğinden daha yüksek bir sürtünme direnci üretir ve pompa boşta kalır.

Sıcaklık bu bandı doğrudan kaydırır. Soğuk çalışan bir hidrolik hat, devreye alma anında ısındıktan sonrakinden çok daha viskozdur; emiş borusu ilk çalıştırmadaki değere göre seçilir. Akışkana göre uygun hızlar tablosunun yağ bandı, sıvının çalışma sıcaklığındaki viskozitesi bilinmeden uygulanamaz.

Buhar Hatlarında Hız

Buhar üç kademe hâlinde verilir: ısıtma kullanımında 20,0 – 30,0 m/sn, genel kullanımda 30,0 – 50,0 m/sn, yüksek sıcaklıkta 50,0 – 70,0 m/sn. Bu değerler suyunkinin yaklaşık yirmi katıdır ve sebebi yoğunluktur — aynı hızda buhar çok daha az kütle taşır, dolayısıyla aynı erozyon etkisini üretmez.

Belirleyici olan buharın kuru olup olmadığıdır. Doymuş buhar taşıyan bir hat içinde daima kondens damlacığı bulunur ve o damlacıklar yüksek hızda dirsekleri, redüksiyonları ve vana yuvalarını aşındırır. Bu yüzden doymuş buhar hatlarında akışkana göre uygun hızlar tablosunun alt bandında kalınır; üst banda ancak kızgın ve kuru buharda çıkılır.

Buhar hattında ikinci sınır basınç kaybıdır. Uzun bir dağıtım hattında yüksek hız, kullanım noktasında basıncı ve dolayısıyla sıcaklığı düşürür. Kondenstop ve ayırıcı yerleşimi de hıza bağlıdır; damlacıkların ayrılabilmesi için hızın belirli bir değerin altında kalması gerekir.

Basınçlı Hava ve Gaz Hatlarında Hız

Genel besleme için akışkana göre uygun hızlar tablosu 20,0 – 75,0 m/sn gibi geniş bir bant verir. Bandın bu kadar açık olmasının sebebi, havanın sıkıştırılabilir olmasıdır: aynı kütle debisi, hattın basıncına göre çok farklı hacimsel debi ve dolayısıyla çok farklı hız üretir. Bir hattı seçerken hangi basınçtaki hacim üzerinden hesap yapıldığı yazılmalıdır.

Ana dağıtım hatlarında bandın alt ucu, kısa branşman ve alet bağlantılarında üst ucu kullanılır. Uzun ana hatlarda yüksek hız kompresör çıkışındaki basıncı kullanım noktasına taşıyamaz; kaybedilen her bar doğrudan enerji maliyetidir. Ayrıca yüksek hız, hattaki yoğuşma suyunu ve pas parçacıklarını taşıyarak aletlere ulaştırır.

Gürültü Çoğu Zaman İlk Şikâyettir

Bir hattın hızlı çalıştığı, hesap yapılmadan önce genellikle duyulur. Su tesisatında akış sesi, bina içinde hızın yükseldiğinin en erken işaretidir ve şikâyet çoğu zaman basınç kaybından önce gelir.

Gürültünün kaynağı yalnız boru değildir. Kısılmış bir vananın içinde yerel hız boru hızının kat kat üzerine çıkar; ses de, aşınma da orada başlar. Akışkana göre uygun hızlar tablosunun ortasına göre seçilmiş bir hatta bu pay vardır, üst ucuna göre seçilmiş bir hatta yoktur. Konut ve ofis gibi ses duyarlı yapılarda bandın alt ucu tercih edilir.

Sabit Hız Yerine Sabit Basınç Kaybı

Hız yöntemi hızlı ve pratiktir; uzun hatlarda ise ikinci bir yöntem daha doğru sonuç verir. Bu yöntemde metre başına düşen basınç kaybı sabit tutulur ve çap ona göre seçilir. İki yöntem kısa hatlarda benzer sonuç verir, uzun hatlarda ayrışır.

Pratikte ikisi birlikte kullanılır: çap önce akışkana göre uygun hızlar tablosundan seçilir, sonra hattın toplam basınç kaybı hesaplanıp pompa veya kompresör basma yüksekliğiyle karşılaştırılır. Kayıp fazla çıkıyorsa çap bir kademe büyütülür — bu, hızı bandın alt ucuna çekmekle aynı şeydir.

Mevcut Bir Hatta Hızı Kontrol Etmek

Çalışan bir tesiste hız doğrudan ölçülmez, debiden hesaplanır. Debi bilinen bir hatta hız, debinin boru iç kesit alanına bölünmesiyle bulunur; kritik olan yine anma çapı değil gerçek iç çaptır.

Ölçüm imkânı yoksa dolaylı işaretler yol gösterir: dirseklerde ve redüksiyonlarda duyulan ses, vana gövdesinde hissedilen titreşim, yuvada erken aşınma ve beklenenden yüksek pompa akım çekişi. Bu belirtilerin hepsi hattın akışkana göre uygun hızlar tablosundaki bandın üzerinde çalıştığına işaret edebilir.

Hız yüksek çıktığında ilk akla gelen çözüm boruyu değiştirmek olmamalıdır. Çoğu durumda debiyi kontrol etmek, paralel bir hat açmak veya kısma vanasını doğru tipte bir vanayla değiştirmek daha ucuz ve kalıcıdır.

Kapasite artışı planlanan tesislerde hesap bugünkü debiye göre değil, hedeflenen debiye göre yapılır. Hat sonradan büyütülemeyeceği için akışkana göre uygun hızlar tablosunun bandı, ileride eklenecek yük de dâhil edilerek okunur; bugün bandın ortasında çalışan bir hat, debi yarıya yakın arttığında üst sınırın dışına çıkar.

İlgili Kapasite Tabloları

Hız belirlendikten sonra çapı doğrudan veren tablolar yanı başındadır: boru çaplarına göre buhar kapasitesi kg/h cinsinden, basınçlı hava kapasitesi dm³/sn cinsinden verir. Borulardan Geçen Sıvı Gaz ve Hava İçin Uygun Hızlar Tablosu ile akış diyagramı birlikte kullanılır.