Computational analysis of waterhammer caused by centrifugal pumps


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 1993

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: GÖZEN ELKIRAN

Danışman: MEHMET ŞÜKRÜ GÜNEY

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

ÖZET Hidrolik sistemlerin isletme rejimi genellikle kararlı olmakta ancak, sistemin bir noktasında bulunan vananın kapanması veya açılması, pompanın devreden çıkması veya devreye girmesi, v.s., nedenlerle debinin ve dolayısıyla hızın değişmesiyle, rejimin kararlılığı bozularak değişken akım oluşmaktadır. Debi değişimleri su darbeleri olarak adlandırılan aşırı basınçların oluşmasına neden olmaktadır. Su darbeleri, yüksek basınç (sürpresyon) veya alçak basınç (depresyon) seklinde olabilirler. Debi değişiminin olduğu enkesitte ortaya çıkan asın basınçlar büyük bir hızla sistemde yayılmakta hareketsiz bir yüzeye çarptığında (örneğin, kapalı vana) işaret değiştirmeksizin, sabit basınçlı bir yüzeye çarptığında (örneğin, hazne) işaret değiştirerek yansımaktadır.Eğer basınç düşüşü önemli mertebede olur ve buharlaşma basıncı değerine ulaşırsa boruda kabarcıklar, kabarcıkların büyüyüp birleşmesiyle hava cepheleri ve daha ileri safhada su damarı kopması meydana gelebilir. Sistemin emniyeti bakımından su darbeleri hesabı yapılıp asın basınçların güvenilir sınırlarda kalıp kalmadıkları kontrol edilmelidir. Bu çalışmada da pompa-boru-hazne sisteminde, pompanın ani durmasıyla (pompanın bozulması, ani elektrik kesimi, v.s.) oluşacak aşırı basınçlar incelenmiştir. Hareket (Dinamik ) ve Süreklilik denklemlerinden oluşan temel kısmi diferansiyel denklemler adi diferansiyel denklemlere dönüştürülmekte ve sonlu farklar tekniği kullanılarak sayısal çözüm gerçekleştirilmektedir. Su darbelerini tanımlayan denklemler sınır şartları ve pompanın davranışını ifade eden denkelemlerle beraber kullanılmaktadır. Sayısal çözümde farklı iki yöntem sözkonusu olmaktadır. Birinci metotta, debi,piyezometre yüksekliği, pompa hızı ve tork gibi ana kavramlar boyutsuz değişkenlerle ifade edilmiş ve denklem takımları çıkarılmıştır. Bu amaçla farklı çalışma halleri için verilen karakteristik eğrilerinden faydalanılmıştır (pompanın, normal pompa, enerji sönümleme, türbin ve türbin enerji sönümlenmesi bölgeleri ). İkinci metotta ise, pompa ana karakteristik eğrilerinden faydalanılarak farklı pompa hızlarına (N) karşılık gelen karakteristik eğriler türetilmiştir. Bu eğriler üzerinden belirli noktalar için okumalar yapılarak bilgisayara data olarak girilmektedir. II