Yangın ve Güvenlik Dergisi 218. Sayı (Ekim 2020)

26 Yangın ve Güvenlik / Ekim 2020 yanginguvenlik.com.tr kın geometrisini belirlemek için gerekli olan değerleri gös- termektedir. Gereken değerler: çark göbeği çapı d p , pompa çarkı emiş kısmının dış çapı d 1 , çarkın akışkanın çıkış kısmının çapı d 2 , çarkın giriş kısmındaki (emiş kısmı) kanar genişliği b1, çark çıkışındaki kanat genişliği b2 , çark genişliği b ve giriş kısmındaki ve çıkış kısmındaki kanat açıları, sırasıyla β 1 ve β 2. Daha ileri hesaplamalarda çarkın içinden akacak akışka- nın özgül ağırlığını belirlemek gerekecektir. Yangınla müca- dele için en yaygın olarak kullanılan söndürücü ortam sudur. Suyun 16°C’da olduğu kabul edilir ve bu sıcaklıkta özgül ağır- lığı γ = 9799 N/m³ dür. Belirlenen nHS değerine ve suyun özgül ağırlığı esas alınarak, tasarlanan pompa çarkını sürmek için gerekli olan enerji ihtiyacını belirlemek mümkündür. Bu, pompayı sürmek için planlanan makinenin yeterli gücü olup olmadığını kontrol etmeye imkân sağlayacak ve üzerine çarkın takılacağı rotor şaftının gerekli minimum çapını da belirlemeyi sağlayacaktır. Pompa çarkı akışkan giriş kısmının çapı çarkın diğer ölçüle- rini etkiler, zira çark giriş çapı pompa rotor şaftının üzerine takılan çark göbeği çapıyla belirlenir. Bu çap da pompa çar- kını sürmek için gereken minimum güç talebini esas alarak belirlenir. Güç talebi aşağıdaki formülü kullanarak belirlenir: Pn – çarkı sürmek için gereken enerji talebi (kW), γ – su- yun özgül ağırlığı (belli bir sıcaklık için) (N/m³), Q – akış oranı (m³/sn.), H– pompa hedi (m), hh – pompanın genel verim değeri, (genel verimin ortalama değeri santrifüj pompaların verimi sağlayan elemanları hh = 0.8) [9]dikkate alındıktan sonra belirlenmiştir. Yukarıda belirtilen parametreler için, formül 2’ye daya- narak, pompa çarkını sürmek için gücü en az Pn = 110 kW olan bir makine gerekmektedir. Pn sürüş gücü esas alınarak pompa çarkının üzerine takılacağı rotor şaftının gerekli olan minimum çapı belirlenmiştir. Rotor şaftı mukavemetinde, çark göbeğini monte etmek için açılan zıvana nedeniyle, bir azalma değerini içeren Huber-von Mises-Hencky mukave- met hipotezi dikkate alınmıştır: dwnm – pompa çarkını çeviren rotor şaftının minimum çapı (m), ksj – bükülme için malzemenin direnç katsayısı, n – rotor devir hızı (1/dk.). Rotor şaftının üretimi için mukavemeti is Rmmin = 590 MPa ve bükülme için direnç katsayısı ksj = 75.0 MPa olan yük- sek kaliteli inşaat çeliği – E335 kullanılmıştır. Rotor şaftının formül (3)’den elde edilen minimum çapı 44 mm dir. Rotor şaftının ilave eğilme gerilmeleri ve göbek için zıvana açma ihtiyacı da dikkate alınarak çapı 50 mm olan bir rotor şaftı seçilmiştir. Elde edilen şaft çapı esas alınarak, aynı zamanda çarkın emiş tarafı iç çapı da olan çark göbeği çapı bulunmuş- tur. Kabul edilen göbek çapı dp = 70mm dir. Buna dayanarak, çark girişinin minimum teorik çıkış çapı belirlenmiştir. Burada: Q – akış oranı [m³/sn.], dp – göbek çapı (m), hh v – pompa hacim katsayısı (-), co – giren suyun pompa çarkı kanatlarındaki meridyan (boylamasına) hız (m/sn.) Bir sonraki adımda, pompa hedini ve bunun yanında A. Stepanoff’un formüllerini kullanmak gerekmektedir. Bu for- müller her çark için suyun giriş hızı katsayılarını - Kcm1 ve suyun çarktan çıkış hızı katsayısını - Kcm2 hesaba katmakta- dır ve suyun giriş ve çıkış süratlerini belirlemeyi sağlar. Kat- sayılar, su giriş ve çıkış süratleri katsayılarındaki değişmeleri pompa karakteristik hızının -nHS değişmesinin bir fonksiyo- nu olarak gösteren, Şekil 3’e göre belirlenir. Aşağıdaki formüller A. Stepanoff tarafından kullanılmış- tır: MAKALE Şekil 2. Tasarlanan çarkın ölçülerini ve geometrisini belirlemek için gerekli değerlerle işaretlenmiş çark diyagramı. (2) (3) (4) (5) (6)