Dalgıç Pompa Tasarım ve Analizi

0

Bu çalışmada geleneksel yöntemler yerine bir bilgisayar yazılımı kullanılarak dalgıç pompa tasarımı yapılmıştır. Dalgıç pompaya ait çark ve difüzör kanatları yazılımın kullandığı tersten dizayn metodu ile oluşturulmuştur. Elde edilen kanat geometrilerinden çark ve difüzör katı modelleri oluşturulmuş ve bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı kullanılarak tasarlanan dalgıç pompa modelinin akış analizi gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan dalgıç pompanın prototip modeli üretilerek bu model test edilmiş ve HAD analizleri ile testlerden elde edilen pompa karakteristik eğrileri karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda HAD analizlerinden elde edilen değerlerin test değerleri ile uyuştukları görülmüştür.

Hızla ilerleyen sanayi ortamında rekabet edebilmek için firmaların tasarım süreçlerini kısaltmaları gerekmektedir. Bu sebeple dalgıç pompa tasarımında uzun süreçler alan geleneksel yöntemler yerine bilgisayar yazılımlarının kullanılması artık zorunluluk haline gelmiştir.

Bu yazılımlar kullanılarak tasarım süreci kısalırken aynı zamanda çalışana düşen iş yükü de azalacaktır. Bilgisayar ortamında yazılımlar kullanılarak gerçekleşen bu süreçte tasarımcı, dalgıç pompa tasarımına ait parametreleri kolaylıkla değiştirebilmekte ve bu değişikliklerin sonuçlarını da kısa süre içerisinde görebilmektedir. Bu sayede geleneksel yöntemler kullanılarak yapılan dalgıç pompa tasarımlarına göre çok daha kısa çalışma sürelerinde istenilen çalışma noktası ve verimde çalışacak dalgıç pompalar tasarlanabilmektedir. Tasarımı yapılan dalgıç pompanın bir katı modelleme programı ile akış analizi için uygun modeli hazırlanarak bir HAD yazılımı ile performans değerleri de elde edilebilmektedir. Böylece performans değerlerini görebilmek için pompanın prototipini üreterek test etmeye gerek kalmayacak ve tasarım maliyeti düşecektir.

Hidrolik Tasarım

Dalgıç pompa çark tasarımında öncelikle belirlenmesi gereken tasarlanması istenen pompanın karakteristik eğrisinde en yüksek verim değerine karşılık gelecek olan debi (Q) ve bu debide pompadan elde edilecek basma yüksekliği (H) değerleridir. Tasarıma başlayabilmek için belirlenecek olan bir diğer tasarım parametresi ise çarkın devir sayısı (n) değeridir. Bu değerler belirlendikten sonra izlenecek adım her pompaya ait farklı ve o pompaya özgü olan özgül hız (ns) değerinin hesaplanmasıdır (1).
ns=n . Q0,5 / H0,75

Literatürde çarklar özgül hız değerlerine göre radyal, karışık akışlı ve eksenel olarak sınıflandırılmışlardır. Belirlenen dizayn noktası değerleri kullanılarak hesaplanan özgül hız değeri ns=160 olarak bulunmuş ve bu değere karşılık gelen dalgıç pompa çarkının karışık akışlı olacağı belirlenmiştir.

Dalgıç pompa çark ve difüzör tasarımı için tersten dizayn yöntemi ile hesaplama yapan bir yazılım kullanılmıştır. Bu tasarım yönteminde, çarka ait tasarım noktası değerleri olan en yüksek verimin gerçekleştiği debi değeri, bu debi değerine karşılık gelen çarkın basma yüksekliği ve çarkın devir sayısı yazılıma tanımlanmıştır. Çark içerisinde akışkanın izlediği meridyonel kanal olarak da ifade edilen kesit belirlenerek tanımlanan tasarım noktasında en yüksek verimi sağlayacak olan 3 boyutlu çark kanat geometrisi yazılımdan elde edilmiştir. Bu çarka ait akış analizi yapılarak verim değerleri ve çark içindeki akış alanı incelenmiştir. Akış alanında verim değerlerini etkileyebilecek geri akışların olduğu bölgeler belirlenmiş ve tasarım esnasında bu bölgelerde çeşitli iyileştirmeler yapılarak en verimli tasarıma ulaşılana kadar bu işlem tekrarlanmıştır. En verimli çark tasarımına ulaşıldıktan sonra bu çarktan çıkan akışkanın fiziksel değerleri kullanılarak dalgıç pompaya ait difüzörün kanat tasarımına geçilmiştir. Difüzörün kanat geometrisi de çark tasarımında olduğu gibi aynı yazılım kullanılarak elde edilmiştir. Tasarımı tamamlanan kanat geometrileri üç boyutlu bir katı modelleme programı aracılığı ile çark ve difüzör olarak sırasıyla Şekil-1’de ve Şekil-2’de görüldüğü gibi modellenmiştir.

Dalgıç Pompa Tasarım ve Analizi

Makalenin Devamı

Yorum Yazın

Lütfen yorumunuzu yazınız
Lütfen adınızı giriniz.