Akışkanlar mekaniği

BÖLÜM VIIIAKIŞKANLAR MEKANİĞİ VE BORU DONANIMI

VIII-1) Akışkanlar Mekaniğinin Özetlenmesi:Akışkan olarak vasıflandırılan madde, kendisini meydana getiren zerrelerin birbi-

rine nazaran sürekli yer değiştirebildiği bir kütledir. Ayrıca, içinde bulunduğu kabınşekline uyan ve hareket etmediği sürece kesme kuvvetleri oluşmayan bir madde olupkatı maddelerden bu özelliklerle ayrılır. Akışkanların bu özelliklerinden: (a) Akışkanınbizzat kendisinin nakledilmesinde, (b) Akışkan ile bir başka maddenin naklinde, (c) Isı-nın transferinde, (d) Basıncın iletilmesinde ve büyük kuvvetler üretilmesinde, (e) Sür-tünmenin azaltılmasında (taşıyıcı yataklar, yağlama), (f) Kumanda sinyalleri üretilme-si ve gönderilmesinde ve daha pek çok şekillerde yararlanılır.

Soğutma sistemlerinde değişik türden pek çok akışkanla karşılaşmak mümkündür.Bunların en başında, soğutucu akışkanlar ve beraberinde sürüklediği yağlama yağla-rı gelmektedir. Kondenser ve soğutucularda ısının taşınması için sık sık yararlanılansu veya hava ile, donma sıcaklıklarının altındaki sıcaklıklarda kullanılan Metilen Klo-rür, Etilen ve Propilen Glikol, Sodyum ve Kalsiyum Klorür eriyikleri gibi akışkanlarda soğutma sistemlerinde sık sık kullanılmaktadır. Ayrıca, sınai proses işlemleri sıra-sında soğutulması söz konusu olan pek çok kimyasal maddeler, gıda maddeleri, sınaive yemeklik yağlar, ilaç sanayiindeki çeşitli karışımlar gibi saymakla bitmeyecek ka-dar çok sayıda akışkan ile karşılaşmak mümkündür. Soğutma çevriminde elde edilensoğutma kapasitesinin, ısının transferi yoluyla istenilen yerlere taşınması bu akışkan-lar ile sağlanmaktadır.

Akışkanlar mekaniği, insanların suyu kaplarla taşımak yerine akıtarak taşıma şek-lini keşfetmeleriyle başlamış sayılabilir. Çok eski çağlardan bugüne kadar akışkanla-rın değişik karakteristiklerinin deneysel yollardan belirlenmesi çabaları süregelmiştir.Ancak, akışkanların gerçek ve tabiattakine uygun özellikleriyle irdelenmesini müm-kün kılan bu deneysel çalışmalar, sadece belirli ve çok sınırlı fiziki değerlere göre el-de edildiklerinden akışkan karakteristiklerini genel anlamda verebilmekten uzaktırlar.Metamatikçi ve Fizikçiler 1700 yıllarından başlayarak akışkanların genel karakteris-tiklerini matematiksel analiz yoluyla irdelenmişler ve akışkanlar mekaniğiyle ilgili bir-çok kanun ve prensipleri ortaya çıkarmışlardır. Ancak, matematiksel analiz yönte-miyle problemlere çözüm bulunmasında bazı basitleştirmeler ve kabuller yapmak zo-runluluğu ortaya çıkmakta, aksi halde sonuca varmak mümkün olamamakta veyahut-ta sonucun pratik uygulanırlığı ortadan kalkmaktadır. Klasik Hidrodinamik bilimi ola-rak bilinen bu indirgenmiş matematiksel analiz yöntemi akışkanların gerçek karakte-ristiklerinden az veya çok farklılıklar göstermektedir. Bugünkü modern akışkanlarmekaniği biliminde, ki mühendisliğin pek çok dalında önemli bir yer tutmaktadır,problemlere hem matematiksel hem de deneysel açılardan birlikte yaklaşım yolu ta-kıp edilmekte ve böylece hem akışkanların gerçek konumlarıyla irdelenmesi mümkünolmakta ve hem de akışkan karakteristiklerinin geniş kapsamlı olarak tayin edilebil-mesi sağlanmaktadır.

Klasik hidrodinamik ve Akışkanlar mekaniği biliminin temeli; (a) Maddenin korun-ması prensibi, (b) Nevvton'un hareketle ilgili 1. ve 2. kanunları, (c) Enerjinin korun-ması prensibi, diye bilinen mekanik ve fiziğin ana prensiplerinin sıvı ve gazlara uy-gulanması ile ortaya çıkmaktadır.

Akışkanların analizinde; (a) Durgun haldeki akışkanlarla (Akışkanlar Statiği), (b)Hareket halindeki akışkanları biribirinden ayırmak gerekir. Nitekim, durgun haldeki

UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ 357

akışkanların analizi çok daha basit ve sınırlıdır. Durgun haldeki bir akışkanda en azın-dan viskositenin etkisi ortadan kalkmaktadır ki hareket halindeki akışkanların anali-zinde de viskositenin etkisi matematiksel analizi çok karmaşık bir hale sokmaktadır.Durgun haldeki akışkanların analizinde ana konular; (1) Akışkanların basıncı ve ba-sınçların akışkan konumuna göre değişimleri, (2) Akışkanın densitesinin değişimlerive sıkışabilir akışkanların etüdü, (3) Akışkanların, içine daldırılan cisimler üzerindemeydana getirdiği hidrostatik basınçlar, (4) Akışkanların cisimler üzerinde meydanagetirdiği kaldırma/yüzdürme kuvvetleri ve yüzer elemanların stabilite durumları, (5)Akışkanların yüzey gerilimleri ve kapiller etkileri, adezyon (sıvı moleküllerinin, ken-disini çevreleyen yüzey moleküllerine olan bağlayıcı kuvvetleri sonucu), Kohezyon(sıvı moleküllerinin biribirine olan bağlayıcı kuvvetleri sonucu) olayları, şeklinde sıra-lanabilir.

Hareket halindeki akışkanların karakteristikleri soğutma tekniğini yakından ilgi-lendirmektedir. Ayrıca, ısı transferi konusunda da akışkanların değişik karakteristik-lerinin önemli ısı transferi değişimlerine neden olduğu Bölüm-VII'de gösterilmiştir.Hareket halindeki bir akışkanın, bilhassa türbülant akışı sırasında, viskositesinin etki-sini de dikkate alarak matematiksel analizini yapmak çok karmaşık ve çözümü müm-kün olmayan sonuçlara varabilmektedir. Viskositenin etkisinin az olduğu hallerde,ideal akışkan olarak adlandırılan ve viskositesi olmadığı varsayılan hayali bir akışkan-dan hareketle matematiksel analiz daha basite indirgenebilir. Diğer yandan, akışka-nın zamana bağlı olarak hız, basınç, sıcaklık, densite gibi fiziksel özelliklerinin de de-ğişmediği varsayılmak suretiyle matematiksel çözüm biraz daha kolaylaştırabilir. Fa-kat, gerek viskosite ve gerekse diğer özelliklerin akış karakteristiklerini önemli ölçü-de etkilediği hallerde, yukarıda bahsedilen kabuller varılacak sonuçları büyük ölçüdesaptırmaktadır.

Akışkanın viskositesi, kendisini meydana getiren zerrelerin biribirine nazaran ha-reketi sırasında ortaya çıkan kesme kuvvetleri ile tanımlanmaktadır. Örneğin, en ba-sit şekliyle, her birinin alanı (A) ve biribirinden uzaklığı (Y) olan paralel iki yüzeydenbirisini diğerine göre "V" hızıyla hareket ettirebilmek için hareket yönünde "F" kuv-veti gerekirse, iki yüzey arasında bulunan akışkandaki kesme kuvvetleri T = F/A ola-caktır.

u : Viskosite, Sabit (bellibir sıvı türü ve sıcaklıkta)

Haraketli Yüzey

J Y/ Kesme kuvveti

f*~ Doğrusalf / Sabit vûzev

Relatif hız, V Relatif hız, V

a) Doğrusal hız profiliNevvtonian akışkan

Relatif hız, V

b) Değişken hız profili\I: Viskosite katsayısı

ı 'i''

i!' /'

f • /•358 UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ

Burada da gene daha basitleştirilmiş analizi sağlamak üzere, ki bu soğutma, ısıt-ma, klima ve havalandırma uygulamalarının çoğu için yeterli bir yaklaşım sağlamak-tadır, deformasyon ile kesme kuvvetlerinin birbirleriyle direkt orantılı olduğu bir akış-kan şekli varsayılır ki böyle bir akışkan "Newtonian Akışkan" diye adlandırılır.

Akışkan tabakası derinliğince (Y-istikametinde) bu kesme kuvvetleri eşit olarakdağılabileceği gibi akışkanın ve yüzeyin durumuna göre karmaşık bir dağılım da or-taya koyabilir. Bunun sonucu olarak akışkan tabakası derinliğince doğrusal/lineerveya değişken bir hız profili medana gelecektir. Kesme kuvvetleri ile hız profili ba-ğıntısı Newton tarafından 1687 yılında % = u (dV/dY) şeklinde ve viskositeyi tarifedecek tarzda verilmiştir. Viskosite "u" akışkana ait bir özelliktir ve akışkanın türüile konumuna (bilhassa sıcaklık) göre değişmektedir. Viskositenin ölçü birimi, New-ton tarafından verilen eşitlikten de görüleceği gibi "Kuvvet x Zaman/Alan" olmakgerekir ki metrik (SI) birimlerle "Newton (Kuvvet) x Saniye/Metrekare"dir. 1 New-ton/metrekare = 1 Pascal olup viskosite birimi de böylece "Pascal x Saniye" ola-rak bulunmaktadır. Değişik literatürde "Viskosite", "Mutlak Viskosite" veya "Dina-mik Viskosite" diye anılan değerler biribiriyle aynı ve yukarıda tarif edilen anlamıtaşımaktadır. Su ve hava için viskositenin nümerik değerleri şöyledir: 20°C'de su;u = 0.001 Pa. San. = 1 Centipoise (1 Pa.San. = 1000 Centipoise) Normal Şart-larda hava; u = 1.817 x (10)5 p a.San.

Bir Boyutlu Akış: Tüm akış parametrelerinin zamana ve tek boyuta (doğrusal ol-mayabilir) bağlı olarak ifade edildği bir akış şeklidir. Örneğin bir borunun içindeki akışdurumu tek boyutlu olarak kabul edilir, ki söz konusu olan hız ortalama hız'dır. Hal-buki gerçek akış şekli tek boyutlu olamamakta ve dış cidarlardan içe, boru merkezi-ne doğru, viskositeye bağlı olarak hız değişmektedir.

iki Boyutlu Akış: Akış parametreleri zamana ve iki boyutlu düzlem koordinatla-rına bağımlı olan akış şeklidir.

: Sıfır

max

(a)

Tek Boyutlu Akış'ın:a) Kabul edilen,b) Gerçekteki, hız profilleri

İki Boyutlu Akış(Yalnız x ve y yönünde)

Diğer yandan, akışkanların ivmelenmesinin de söz konusu olduğu hallerde ki buakışkanlar dinamiğinin konusuna girmektedir, viskositeyi belirleyen kesme kuvvetle-rine ilaveten gravitasyonel kuvvetler de rol oynayacaktır. Bu taktirde Kinematik vis-kosite diye tanımlanan, akışkanın densitesini de içeren bir değer ortaya çıkmaktadır.


Kinematik viskosite V = u/p olup birimi cm2/san.'dir. 1 cmVsan = 1 stokes olarakadlandırılmaktadır. Sık sık kullanılan Centistokes değeri 1/100 stokes veya 1mm2/san olmaktadır. Su ve hava için normal şartlardaki değerler şöyledir:

Su için v = 1 x (10)6 m2/san = 0.01 cmVsan (Stokes) = Imm2/san (Centistokes)

Hava için V=1.6 x (10)5 m2/san=0.16 cm2/san (Stokes)=16 mm2/san (Centistokes)

Bazı akışkanların değişik sıcaklıklardaki viskositesileri aşağıdaki şekillerde veril-mektedir. '• / '

j•Jı

sM

+»

o»0-C

0-4

0-2

0-1

4

2

ıo-'*

4

2

ıo-'

2

ıo-'*

4

2

ıo-«M

-

\\

1

ri?

ıtvn CH,\ ' J-6 o

l- • -

- \ -

^ J

ISLis».' r

Dovm

/|Tj_

10 4

rclatif dtnsite -16'C'J» _,_

•latif: Sı18»C

I

j

T( \̂. _ ı L_

T\

s

<

'ÎR

W"300 100

• 3 -

\^ >

\

r

•M

200 41

Sıoaklik (°C)

a) Mutlak Viskosite (ju)

Sıcaklık (°C)a) Mutlak Viskosite (/;)

0 S10 20 40 «0 ÎÖÖ 200 400

Sıoaklik (°C)

b) Kinematik Viskosite (1

Sıcaklık (°C)b) Kinematik Viskosite (v)

Şekil. VIII-1) Mutlak ve Kinematik Viskosite değerleri

360 UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ

Hareket halindeki akışkanların analizinde ortaya çıkan ana konuları şöylece özet-lemek mümkündür; (1) Süreklilik denklemi. Maddenin korunması prensibinin mate-matiksel bir ifadesi olup akışkanlara uygulanan şekliyle kullanılmaktadır. (2) Bernoul-li Denklemi. Akışkanların hareket halini irdelemede temel unsur sayılmakta ve akışlifleri boyunca enerjinin korunması prensibinin uygulanmasıyla bulunmaktadır. (3)Laminar ve Türbülant akışkanların etüdü, Reynolds katsayısı, (4) akışa dikey kesitte-ki hız değişimleri ve sınır tabakası-Boundary Layer etüdü, (5) Sürtünme kayıpları vesürtünme katsayıları, yüzey pürüzlülükleri, (6) Momentum Denklemi, akışın oluştuğukesitin ve yönün değişimleri ile bunların meydana getirdikleri kayıplar, (7) Akışa di-key kesitteki basınç değişimleri; Vorteks dalgalanmaları, (8) Kavitasyon etüdü, (9)Akışkanların sıkıştırılabilirlik etüdü, kompressibilite, (10) Sıvı ve gazların birlikte akış-ları, iki-fazlı akış. Soğutma tekniğinde bilhassa kondenser ve evaporatörlerde soğu-tucu akışkan sıvı ve gaz hallerinde beraberce hareket etmektedir. Bugüne kadar ya-pılan araştırmalarda ağırlık daima basınç kayıplarının saptanmasına yöneltilmiştir.Gerçek iki-fazlı akışın matematiksel analizi değişkenlerin çokluğu ve akışın gerçek du-rumunun tespiti bakımından çok zor ve karmaşıktır. Örneğin iki akışkandan birisininakışı laminar diğerininki türbülant olabileceği gibi, akışkanlar ısıl yönden dengede ol-mayabilir (Buharlaşma veya yoğuşmanın devam etmesi hali). Diğer bir konum iseakışkanlardan birinin diğerine zıt yönde hareket etmesi durumudur. Ancak, iki fazlıakış durumunda da akışkanlar mekaniğinin prensipleri geçerlidir. Sadece matematik-sel denklemler daha karmaşık ve değişken sayısı daha fazladır. Verilen değerler isebüyük ölçüde deneysel sonuçlara dayanmaktadır. (11) Akışkanların akışı sırasındameydana gelen ses ve titreşimlerin etüdü. Bilhassa değişken rejimli akış (unsteadyflow) şartlarının sebep olması sonucu ortaya çıkmaktadır. Ses ile sürtünme kayıpları-nın ilişkisi muhakkaktır ve her iki olay aşırı derecedeki akış düzgünsüzlüklerinin faz-lalaşması ile artmaktadır. Bilhassa laminar akış şeklinden türbülant akışa geçiş veyabunun tersinin oluşumu sırasında akış düzgünsüzlükleri artmaktadır. Pompa, vantila-tör ve benzeri cihazların dönel elemanları laminar akışı bozucu etkileriyle titreşim veçalkantılar (Karman vortexleri) meydana getirmeye yatkındırlar. Bunun sonucundatitreşim ve ses oluşur ki gövde-taşıyıcı elemanın tabii frekansı ile uyuşum halinde tit-reşimler rezonans yoluyla, etrafa yayılır. Bu nedenle Pompa, Vantilatör ve Kompre-sör gibi elemanlar en önemli ses ve titreşim kaynaklarıdır. (12) Akışla ilgili ölçümlerve ölçü teknikleri, çoğunlukla süreklilik ve Bernoulli denklemlerinin genel prensiple-rinden hareketle tertiplenmişlerdir.

Bernoulli Denklemi: Hareket halindeki bir akışkanın hızı değiştiğinde, Newton I.Kanununa göre bu değişim bir kuvvet etkisiyle meydana gelecektir, yani akışkanın ba-sıncının da bir noktadan diğer noktaya değişmesi beklenecektir. Söz konusu kuvvetler,akışkanın basıncına, bir de gravitasyonel (yer çekimi) etkiye bağlı kuvvetler olup bura-da viskosite, yüzey gerilimi (Adhezyon ve Kohezyon), elektriksel, magnetik, kimyasalve nükleer reaksiyonlar gibi etkenle-rin olmadığı veya ihmal edilebilir se-viyede olduğu kabul edilmektedir. Buşartlar altında, basitleştirilerek;

— + -7r- + Z= Sabit, şeklindeP9 ^g ifade edilebilecektir.

Burada p = Densite, sabit olduğukabul edilmiştir.


Sürekli aynı şartlar altındaki ve zamana bağlı olarak değişmeyen bir akış (Steady

pg 2g M = ~rr- + —gT- + Z2 şeklinde ifade edilebilir.

Örnek olarak, Bernoulli denkleminin basit bir uygulaması; sürtünme kayıplarıvıskosıte'nin etkisi ihmal edilebilirse ve h-seviyesinin sabit kaldığı kabul edilirse;

rve

2c h

Tank

veya v = V2gh olacaktır.

Gerçekte tank çıkışındaki huzme-de bir daralma olmaktadır ki bununetkisini (Cc) daralma katsayısı ile dik-kate almak gerekir. Ayrıca, çıkış de-liğinin şekil ve konumuna göre çıkışhızı da bir miktar değişecektir ve gerçek hız (vg):

\)g = Cv X V2gh olacaktır. Buradaki Cv hız katsayısı diye adlandırılır ki Cv = - ^ -değeri (Velocity Coefficient) l 'den küçük bir sayıdır. v

Her iki katsayının etkileri birlikte dikkate alınarak gerçekte meydana gelen akışşekline yaklaşılmış olacaktır ki "Çıkış Katsayısı" bunu sağlayacaktır.

Cd (Çıkış Katsayısı) = Cc (Daralma Katsayısı) x Cv (Hız Katsayısı)'dır.

Yığılma Noktası-Yığıl-ma Kuvveti ve Pitot Tüpü:Akışkan huzmesinde hızınsıfır olduğu noktalara yığıl-ma (stagnation) noktası de-nilir. Örnek olarak yandakisilindir veya kürenin durumugösterilebilen bu durum içinBernoulli denklemi uygulan-dığında h = v2/2g bulunur.Yani yığılma noktasında hızbasınca dönüşür. Yığılma ba-sıncı denilebilecek olan bubasınç ile meydana gelenkuvvet akış içindeki (DragForces) cismi sürüklemeyeçalışır ve cisim bir mesnet vasıtasıyla tutulmuyorsa sürüklenecektir.

Yığılma basıncı ile meydana gelen bu kuvvetlere Basınç Sürükleme Kuvvetleri(Pressure Drag) denilir. Bir de akışkanın viskositesi sebebiyle, temas ettiği yüzey ilemeydana gelen sürtünmesi sonucu oluşan kuvvetler vardır ki (Altta, sınır tabakası-

YJ.SI.1II)* nokta»!(Hız ı Sıfir)

Silindir uny*küre

VV I .

nız

Sıvı «kıskan


Ii

ıf-U

w" r

I;ir /

Ş- 14

Boundary Layer konusunda görüldüğü gibi) bunlara "Yüzey sürtünmesi sürüklemekuvvetleri" denilir (Skin Friction Drog). Bu iki sürükleme kuvveti birlikte oluşabilirve bu taktirde toplam sürükleme kuvvetine "Profil Sürükleme Kuvveti (Profil Drag)"denilir.

Yığılma noktasının özelliğinden yararlanılarak akışkan hızını ve değişik basınçdeğerlerini ölçmek mümkündür.

a) Statik Basınç Ölçümü:

p1 ~ P • g

olup sadece kapalı yani basınçlı bir akış devresinde ölçülür (Statik Head).

(a} , <b> ( c )

1 ~ %

±T

1

V.p

n.kapalı-basınçlı konumda

Akışkan Basınçları s akışken sütunu olarak

b) Dinamik Basınç Ölçümü:

h2 = — (Dynamic Head)

Statik ve Dinamik Basınçlar toplamı akışkanın toplam basıncı olup;

H = hj + h2 =P-9 2g

olacaktır. (Total Head)

c) Statik Basınç Ölçümünün bu şekilde yapılmasında hatalı ölçüm olacağı göste-rilmek istenmiştir. Çünkü akışkan içine daldırılan borunun uç kısmındaki hız artışı (birkısım basıncın hıza dönüşmesi) statik basıncın azalması (h3) ile sonuçlanacak ve öl-çüm hatalı olacaktır.

Bu özelliklerden yararlanılmak suretiyle Pitot Tüpü, hem statik hem dinamik (yı-ğılma-stagnation) basınçları ölçecek şekilde tasarlanıp tertiplenmiştir.

Pitot Tüpünün statik basınç ölçümü yapan delikleri (ağızları) düzgün olmalı vehem meme/nozzle ucundan hem de dikine duran gövdeden yeterli uzaklıkta olma-lıdır. Aksi halde akış etkilenip yığılma yapabilecek ve ölçüm hatalı olacaktır. Ayrıca,Pitot Tüpünün yatay kısmı (Nozzle-uç ve uzantısı) akışa paralel olmalıdır. ±15° açı


Y»t«rli mttaftd» ol-»•lıdır

•Toplan basınç

Statik basınç,p

Toplat»

hatası ölçümde %1 ha-ta ile sonuçlanmakta-dır. Ancak, standart ka-litede bir Pitot Tüpü budurumları dikkate ala-cak şekilde dizayn edil-mektedir.

Burada dikkat edil-mesi gereken bir hu-sus; akışkanın kendisiile veya başka bir sıvıile seviye ölçümü ya-pıldığında, saptananölçülerin (bir öncekisayfadaki şekilde gös-terildiği gibi hx, h 2, h 3,H gibi) söz konusu sıvının seviye sütunu olacağı ve bunu su seviyesi sütununa(mSS, mmSS, inç SS gibi) çevirmek üzere sıvının özgül ağırlığıyla çarpılması ge-rektiğidir.

Daha önce, konveksiyon ısı transferi başlığı altında belirtildiği gibi, akışkanlarınakışı/hareketi sırasında birbirinden farklı iki akış şekli görülmektedir. Bunu ilk de-fa 1880 yıllarında etraflıca araştıran Osborne Reynolds, bu iki akış şeklinden biri-sini "Laminar akış" ve diğerini de "Türbülant akış" olarak tarif ve matematikselolarak ifade etmiştir ki, adına izafeten Reynolds Katsayısı denilen bu boyuksuz kat-sayı,

Akifa paraİBİolmalı, d ı r

P i t o t TGpü i l a Basınç ÖlçtU»tsi

Rev . d. p v . d

olmaktadır.

Reynolds katsayısının nümerik değeri belirli bir sınırın altında kaldığı sürece (2000civarı) akış laminar ve belli bir sınırdan sonra (3000 civan) türbülant akış şeklinde ol-maktadır. Bu iki sınır arası ise geçiş bölgesi (2300 civarı) karakterini taşımaktadır. Buiki akış şekli özetle:

(a) Laminar veya viskoz akış: Akışkan zerreleri akış sırasında birbirine ve kendile-rini çevreleyen katı yüzeylere paralel hareket etmekte, birbirinin yörüngesini kesme-den düzgün akım lifleri oluşturmaktadır. Bu akış şekli, hızın yeterince yavaş olduğuve viskoziteye bağlı kesme kuvvetlerinin atalet-inertia kuvvetlerine üstün gelebildiği,yani yörüngesinden ayrılmak isteyen akışkan zerrelerinin viskozite etkisiyle tekraryörüngesine oturtulabildiği akış şeklidir.

(b) Türbülant akış: Akışkan zerreleri üç yönde dağınık-düzgün olmayan şekildeve birbirinin yörüngesini çaprazlama geçerek-keserek hareket etmekte, hız ve ba-sınçlar akışın her noktasında değişmektedir. Akışkan zerreleri sürekli yön değiştir-diğinden kütlesel atalet-inertia kuvvetleri viskozite kesme kuvvetlerine üstün gel-mektedir.

I,W' t

iİr /•

i•• /

İM»

364 UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ İT /'

« ^ //////////

W 7

• Akışkan zerreleri

"S-, Doğrusal £™3*hareketli

Cidarda (Katı yüzeyde)/hız sıfır olmaktadır.

Hız profili dahauzun ve sivri

şhareketli

w 777777777777777777777,

Cidarda hız sıfır1/

Hız profilidaha basık

(a) LaminarAkış (b) Türbülant Akış

Şekil. VIII-2) Borulardaki tam oluşmuş laminar ve türbülant akışlar

Ad»»! hı*,V (te l i f iminitamamlamıe. Skıa durumu)

Sınır Tabakası(Boundary layar)-

Türbülant

777777777777777777

fiaçİB bölgesi

Siniz tabakasıhudwd«ı(V»0.99»\/m

olduğu yar)

Nız prof i l i

yViakos/Laminar•İt tabaka

Raynold» kataayiBinın numarik daârlarinin »aptanaaaında yaiaraanılanS îa.b*katı.(B«ıındary L«yar)'nın Düz Playt Özarindaki Kony»u

Borulardaki Laminar akış durumunda, eğer akışkan sıcaklık değişimlerine uğramı-yorsa yani izotermal bir laminar akış durumu mevcut ise, hız profili parabolik bir eğ-ri şeklindedir. Akışkan ile katı yüzey arasında bir ısı transferi söz konusu olduğundahız profili parabolik olmaktan uzaklaşmakta ve fakat laminar akış durumu sürmekteveya türbülant akışa dönüşübilmektedir. Laminar akış şekli kararsız bir durum göster-mektedir ve hız, sıcaklık (viskositeyi etkileyerek) veya dış etkilerle kolayca türbülantakışa dönüşmektedir.

Türbülant akış durumunda; momentum, ısı, kütle değişimleri (transferi) laminar


akışa nispetle çok hızlı oluşur. Hız profili daha net-belirli durumdadır. Akışı çevrele-yen cidarlara yaklaşıldığında hızlar çabuk ve ani olarak sıfıra doğru yaklaşır kat, yü-zey üzerinde hız sıfır olur. Akışı çevreleyen yüzeyler ne kadar düzgün, pürüzsüz olur-sa olsun gerek laminar akış gerekse türbülant akış durumunda kâtı yüzeyle temaseden akışkan zerrelerinin hız, daima sıfırdır. Türbülant akış şeklinde ayrıca, ak,şkanınkatı yüzeyle temas ettiği tabakada kesme kuvvetleri çok yüksektir ve hız porfili ke-narlarda anı olarak artan bir şekil verir. Bunun sonucu olarak kesme kuvvetleri ilesürtünme kayıpları laminar akışa nispetle çok daha büyük olmaktadır.

h , c ? a

S b T t R î y n O İ d S ' f ı ş k a i î l a n " i k i a y " a k ' § karakteri gösterdiğini saptamaktanbaşka, akışkanların ve akımın bazı fiziki değerlerinin matematiksel ilişkisi ile değişikakışların bırıbırıne benzerliğinin matematiksel olarak ifade edilebileceğini de göster-miştir. Bu benzerliğin, değişik akışkanların hareketi sırasında akışkan zerrelerini et-kileyen kuvvetlerin benzerliği esasından gidilmek suretiyle p . D v / u boyutsuz de-ğennm benzerliği olduğu ortaya çıkmaktadır. Akış benzerliğinin aranmasında öncegeometrik benzerliğin mevqut olması ön şartının aranacağı hatırdan çıkarılmamalı-dır. Örneğin bir borudaki akış ile düz pleyt üzerindeki akışın benzerliği bir anlam ifa-de etmeyecektir. Bahsedilen p.D.v / \ı boyutsuz değeri, bunu ilk defa keşfeden bi-lim adamının adına izafeten Reynolds katsayısı (Re) olarak adlandırılmıştır. Buradav akışın ortalama hızını ifade et-

k d k dHız profili

Markez j

(Centsrliae)

ş ifade etmektedir ki değeri metrik sistemdev (m/s) = Debi (m3/s) / Kesit (m2)olur. Akışın gerçek hız profili ise sı-fır ile bir maksimum değer arasındadeğişmektedir. Akışın, yukarıda ta-rif edilen ortalama hızı ile maksi-mum hız arasındaki ilişki "BoruKatsayısı" (pipe factor) adıyla ta-nımlanır. Boru katsayısı = v ortala-ma / v maksimum (boyutsuz birkatsayısı) şeklinde ifade edilir. Düzgün borularda, Laminar akış durumunda boru kat-sayısı 0.5 civarında olmaktadır. Türbülant akış durumunda ise bu değer yüzeyin düz-günsüzlüğüne göre 0.75 ila 0.85 arasında bulunmaktadır.

Gerçekte, türbülant akış durumunda, akışı çevreleyen kat, yüzey ile akışın merke-zi yani hızın en yüksek olduğu yer arasında akışkan zerreleri daima biribirini çaprazolarak geçmektedir. Bu nedenle, türbülant akış için hız profilinin kendisi de akışkanzerrelerinin akış yönündeki ortalama hızını ifade etmektedir. Bu bakımdan, deneyselsonuçlarla da saptanmış olduğu gibi ortalama akış hızı, akışın tarifinde ve benzerlik-lerin araştırılmasında sıhhatli bir yaklaşım sağlamaktadır.

Reynolds'un esas önemli kesifi, laminar akışın sona erdiği ve türbülant akışın baş-ladığı değişimin yukarıda tarif edilen ve Reynolds katsayısı diye anılan boyutsuz kat-sayısının belirli bir nümerik değerinde ortaya çıkmakta olduğudur. Bu geçiş sınırıReynolds katsayısının 2000-4000 değerleri arasında bulunmaktadır. Ayrıca, laminarakıştan türbülant akışa geçiş, türbülant akışdan laminar akışa geçişe nazaran dahayüksek Re katsayısı değerinde meydana gelmektedir. Re katsayısının düşük olan de-ğerine Kritik Reynolds katsayısı adı verilir ve düzgün, dairesel iç yüzeyli, doğrusal bo-rularda 2300 civarında olmaktadır. Normal pürüzlülükte, standart bir imalattan çıkandemir borular için kritik Re = 2000 civarındadır. Yukarıda verilen kritik Re katsayısıdeğerleri Newtonian akışkanlar için geçerlidir. Nevvtonian akışkanlar grubuna tabiat-

t . ; .

f" /'366 UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ

değeri

v=o

ta bulunan pek çok akışkan girmektedir ki bunlarda, viskosite ile hız profili (Akış yö-nüne dik kesitte kesme kuvvetlerindeki değişme oranı) biribiriyle bağımsızdır.

Gerek Laminar gerekse türbü-lant akış durumunda, akışkanıntemas ettiği katı yüzeydeki akış-kan zerreleri hareketsiz durumda-dır. Katı yüzeye yakın tabakalardaise hızdaki değişim oranı çok faz-ladır ve katı yüzeyden uzaklaşıl-dıkça bu artış oranı azalır (Şekil:VIII-3). Bu nedenle viskositeninen etkin olduğu bölge akışkanıntemas ettiği, katı yüzeye yakınolan kısımlardır. Nitekim, x = (x.Av/Ay eşitliğinde de Av/Ay değe-rinin büyük olması akışkan visko-sitesini daha etkin hale getirmek-tedir. Katı yüzeye yakın olan vehız profilinin sıfır ile maksimumdeğerlerini aldığı bölgeye sınır ta-bakası (Boundary Layer) adı veril-mektedir. Sınır tabakası içinde ka-lan akışkanın viskositesinin etkin-liği ihmal edilemez ve mutlak su-rette göz önünde bulundurulması Şekil. VIII-3) Sınır tabakasıgerekir. Sınır tabakasının dışında-ki bölgede ise viskositenin neden olduğu kesme kuvvetleri diğer kuvvetlere oranla ih-mal edilebilir seviyelere düşmektedir.

Sınır Tabakası/Boundary Layer ile ilgili teorik çalışmalar ilk defa Ludwig Prandtltarafından 1904 yılında matematiksel olarak ifade edilmiştir. Denilebilirki, Sınır Ta-bakası/Boundary Layer ile akışkanların analizi şekli akışkanlar mekaniği bilimindeçok önemli bir aşama olarak kabul edilmektedir. Sınır Tabakası Boundary Layer ileakışkanların analizi şekli bilhassa katı bir cismin akışkan içindeki hareketinin irdelen-mesinde çok yararlı olmuştur. Çok geniş uygulama sahası bulunan, Aerodinamik veHidrodinamik bilimlerin temel konusu olan böyle bir konumun matematiksel analiziçok karmaşıktır ve ancak Boundary Layer ile analiz yöntemi bulunduktan sonra ba-zı yaklaşımlar ve çözüm yolları bulunabilmiştir. Aerodinamik ve hidrodinamiğin anakonularından birisi de akışkan içinde hareken etmekte olan katı cisimlerin maruz kal-dığı sürükleyici (Drag Forces) ve kaldırıcı (Lift Forces) kuvvetlerin etüdüdür. Bu sürük-leyici kuvvetleri azaltıcı ve kaldırıcı kuvvetleri arttırıcı yönde en etkin kesit şekli dam-la görünümlü Aerofoil şeklidir. Boundary Layer'in katı yüzey üzerindeki akış boyun-ca durumunun etüdü, ayrışım noktalarının (Ters akımların ve vorteks çalkantılarınınbaşladığı yer) saptanması ve kontrol altına alınması gibi konular araştırmacıları yıllar-ca ve bugüne dek cezbetmiştir. Deneysel yollara başvurmayı gerektiren çoğu çözüm-ler için rüzgar tüneli veya deney havuzları içinde deneme usûlleri geliştirilmiştir. Bu-nun yanısıra, deneylerde kullanılan küçültülmüş boyutlu modeller üzerinde alınan so-nuçları tam boyutlu elemanlara indirgemek üzere benzerlik kanunları (Geometrik, Ki-nematik ve Dinamik benzerlik) ortaya çıkarılmıştır. Katı cisimlerin akışkan içindeki


hareketlerini, Boundary Layer metodu ile ilk defa George G. Stokes geniş ölçüdearaştırmış ve katı bir kürenin, viskoziteye sahip bir akışkan içerisindeki dengelen-miş/Steady şartlarda hareketini irdeleyerek matematiksel sonuçlar çıkarmıştır (Sto-kes Equations). Theodor von Karman'da Sınır Tabakası/Boundary Layer içindekiakımların, bazı kabuller ve yaklaşık değerler uygulamak suretiyle matematiksel anali-zini yapmış ve önemli sonuçlar elde etmiştir. P.R.H. Blasius, Laminar bir sınır taba-kası/Boundary Layer içindeki akımları düz bir pleyt üzerinde ve basınç farkı olmak-sızınki halini etüt etmiştir. Borulardaki Laminar akışı ilk defa Hagen ve PoiseuiUe1840 yıllarında deneysel olarak irdeleyip bazı önemli bağıntılar elde etmişlerdir. Da-ha sonra 1856'da VViedermann matematiksel olarak tam bir analizle aynı sonuçlarıelde etmiştir. Bu ilişkileri belirleyen eşitlik, kendilerince son şekliyle ifade edilmemişolmasına rağmen Hagen-Poiseuille denklemi adıyla anılmaktadır. Dengeli/SteadyLaminar akış durumunda, borulardaki akış debisini veren bu eşitlik,

W = [n . d* / 128 . u . I] x ( P ı - p2)

şeklindedir.

Burada;

W : Debi,

u : Akışkanın viskositesi

1 : boru boyu

d : boru çapı ve

Pi ile p2 : borunun "1" uzunluğunun iki başındaki basınçlardır.

Bunun anlamı, d-çapında ve 1-boyundaki düz bir borudan viskositesi u olan birakışkanı W-debisiyle akıtabilmek için px - p2 basınç farkını uygulamak gerekir. Olayabir başka yönden bakılırsa, aynı borudan aynı debinin geçebilmesi için ortalama hı-zının vm = W (Debi) / A (Alan) olması gerekeceği ve bu akışın pl-p2 basınç kaybı ileoluşacağı anlamı çıkacaktır. Böylece, düz borulardaki laminar, dengelenmiş/steadyakış için basınç kaybı denklemi (Poiseuille denklemi):

Ap = '-——ffi-;—; veya manometrik basınç cinsinden ,

İ'- r

i

iİT /'

32 . • v 4 . vi . 1 16x —, veyat L d 2 . g . p 2 . g . d R,

4 v 2 1h f L = — :—' ! !L l— x fpL, şeklinde yazılabilir (Fanning d e n k l e m i )

2 . g . d

ıı -| r ıı

Burada fpL =— değeri laminar akış için (Re<2100) sürtünme katsayısını ifade

etmektedir ve görüldüğü gibi katı yüzeyin pürüzlülüğüne bağlı değil ve fakat Re kat-


i

sayısına bağlı bir değerdir. Bazı literatürde fDW - î şeklinde ifade edilmektedir. BuRR e

vm-' x f

[ ) w L

olacaktır (L: Laminartaktirde, F D W L = 4 . fFL olacak ve h ( L =

akış anlamında) 2 . g. d

Türbülant akış konumu gerek soğutma ve gerekse diğer uygulamalarda çok dahasık rastlanan bir akış şeklidir. Bu bakımdan, akışkanların türbülant akışı sırasındameydana gelen sürtünme/basınç kayıplarının bilinmesine gerek vardır. Henry Darcy(1803-1858) tarafından dairesel kesitli düz borularda, dengeli/steady akış şartların-da suyun türbülant akışı sırasında yapılan deneylerde, sürtünme kayıpları sebebiylemeydana gelen basınç düşümü,

v2 1h f = - — ~ ~ 7 X W olarak bulunmuştur (fDW = 4xfF).

Darcy-Weisbach formülü olarak tanınan bu eşitlikte fDW sürtünme katsayısı olup,türbülant akış şartlarında yüzey düzgünsüzlüğünden büyük ölçüde etkilenir. AyrıcaLaminar akışda olduğu gibi Re katsayısına da bağımlıdır.

Yüzey pürüzlülükleri, gerek şekil, gerek ölçü ve gerekse sıklık bakımındansınırsız değişimler göstermektedir. Bu nedenle, pürüzlülüğün nümerik değe-rini ifade etmenin güç ve fakat boyutsuz bir katsayı olmasının ve bir başkaboyuta göre değerlendirilmesinin anlamı olacağı görülmektedir. Bu girintile-rin ortalama yüksekliğinin, akışkanın içerisinde hareket etmekte (Akmakta)olduğu borunun iç çapına oranı pürüzlülük olarak alınmakta ve adlandırıl-maktadır.

€:Pürüzlülük

d

d

Şekil. VIII-4) Pürüzlülük ve relatif pürüzlülük

J. Nikuradse, borulardaki sürtünme kayıplarını ve sürtünme katsayılarını yüzeypürüzlülüğüne bağlı olarak araştırmış ve bulduğu sonuçları neşretmiştir. Bu sonuçla-rı, önce T.E. Stanton aynen ve daha sonra L.F. Moody bazı değişikliklerle grafik ha-linde göstermiştir. (Şekil: VIII-5).


Asphiitsd cas! iron ».11stecl

or wougbt iran O.«4JDrivvn tubing o.ûoıJ

L_l I ! I M 11

M. VIII-5) Borulardaki sürtünme kayıpları için Möody Grafiği

Şekil: VIIl-5'deki grafikde açık olarak görüldüğü gibi:

a) Laminar akış durumunda, sürtünme katsayısı yüzey pürüzlülüğünden etkilen-memektedir. Re katsayısıyla ise bağımlıdır.

b) Türbülant akış durumunda, yüzey pürüzlülüğü sürtünme katsayısını kesin ola-rak etkilemektedir.

c) Türbülant akış durumunda, Re katsayısı sürtünme katsayısını bir yere kadar et-kilemekte ve daha yüksek Re değerlerinde sürtünme katsayısı bu artıştan etkilenme-mektedir.

d) Pürüzlülük arttıkça sürtünme katsayısı Re katsayısından daha az etkilenmekteve tam bir türbülant akış durumunda (çok pürüzlü borularda) Re katsayısının etkisi ta-mamen ortadan kalkmaktadır.

J. Nikuradse'den başka birçok araştırmacı türbülant akış durumundaki sürtünmekayıplarını incelemiştir. Bunlardan bazılarının sonuçları aşağıda verilmektedir:

1) Blasius Formülü: fF = 0.079 / (Re)0-25 parlak yüzeyli/smooth borular ve Re =3000 ila 100000 değerleri için (Şekil: VIII-5'de smooth pipe eğrisine uymaktadır).

2) Moody Formülü : fF = 0.0013751/3

370

1 + I 20.000 1 + Qg£]d Re j

UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ

i

I'•' r

ıT /

Ii1' /'

i

Re = 4000 ila (10)7 arasında ve e/d = 0.01'e kadar değerler için ± %5 yakla-şımla sürtünme katsayısını vermektedir.

3) Sürtünme katsayısı için bir başka formül:

fF = 0.0008 + ° ° 5 ^ 7 ; (lOf < Re < 3 x (10)6 değerleri için(Re)"-"'

4) Izotermik türbülant akış ve Düzgün yüzeyler (Cam, Bakır, Pirinç boru, vs.) içingeçerli olmak üzere;

Stoever Formülü; fF = 0.0635 / (Re)0-228; Re = 4000 ila (10)6 i ç i n

Mc Adams Formülü; fF = 0.0014 + 0.125 (Re)0 3 2; Re = 3000 ila 3 x (10)6 için

Bunlardan Mc Adams denkleminin, izotermik olmayan türbülant akış için ve fa-kat densite ile viskosite (tsıvı + tb o r u)/2 sıcaklık değerinde alınmak kaydıyla uygulana-bileceği belirtilmektedir.

Örnek: İç çapı d = 150 mm, boyu 1 = 300 mt. olan galvanizli demir borudan 50İt/san, debiyle suyun akışında meydana gelen toplam sürtünme kaybı (basınç düşü-mü) ne kadar olacaktır?

_ . . , , W (m3 /san) 50 . n (0.15)2

o Qq ,Ortalama akış hızı; vm = A ( m 2 ) = ^ÖĞÖ f 4 = 2 8 3 m / s a n

20°C su için u = 0.001 Pascal x saniye (1 centipoise)

veya v = — = — = 1 x (lOJ^m2 /san = 1 centistokesp 1000

R e . ^ d - P = X m _ İ . 2.83 x 0.15u v (10)"6

Galvanizli borunun pürüzlülüğü £ = 0.15 mm alınırsa;

e / d =0.15/150 = 0.001 oladır ve Şekil: VIII-5'den;

fF =0.005 bulunup hF = — — — — x — denkleminde nümerik değerler yerleştirilereld 2g

toplam kayıp;

, 4x0.005x300 (2.83)2 1 t , o c c . ,hf = — x T-JLİ = 16.32 mSS bulunur.

Dairesel olmayan kesitleri havi borulardaki türbülant akış durumlarında, "eşdeğerçap" notasyonu %5 yaklaşımla uygulanabilmektedir;


de ş = 4 A / P w olup A = Kesit alanı, Pw = Kesit çevre uzunluğudur.

Örnek: 5cm x 10 cm. dikdörtgen kesit ölçülerindeki bir boru için eşdeğer çap <L= 4 (5 x 10) / (2 x 5 + 2 x 10) = 6.66 cm. olur. ş

Akışkanların akışı sırasında sık sık ortaya çıkan kesit ve yön değişimleri ile valf,tee ve diğer fitingslerde meydana gelen basınç kayıplarını esas boru kapılarına ekle-mek gerekir. Bu kayıpların, borulardaki akış sırasında kesit değişimleri (daralma vegenişleme) ile giriş kayıpları için genel denklemi;

h, = -2- I —2- - 1 | şeklinde olup bu Borda-Carnot denklemi olarak tanımlanmak-2g

tadır.

f

tilpHUifll.il üiıâüJı

Akış

"*ı W•)DARALMA

9oxul»td« DirtİBi» i ç i nB»»»nç kaybı k«t«a yi l i r i

D2/Do 0.0

0.5

0.2

0.45

0.4

0.38

0.6

0.28

0.8

0.14

1.0

0.0

c. ı Yuw«xl»tal«n gili»

w: v

ıV

iW' /'

ıı' t


Borda-Carnot denkleminden, diğer fitingslerde meydana gelen kayıpların hesap-

lanması için de yararlanılabilir. Bu denklemi h, = C — şeklinde yazmak müm-2g

kündür. Burada C, fitings veya valf türüne göre değişen boyutsuz bir sabit katsayıolup en sık rastlanan elemanlar için nümerik değerleri Tablo: VIII-l'de verilmektedir.Burada, Ç değerleri, türbülant akış şartlarında verilmiş olup, Re katsayısından etki-lenmediği varsayılmıştır.

Tablo. VIII-1) Fitings Kayıp Katsayıları (C)

Fitings'in Adı Şekil

90° Dirsek a) Keskin

b) Kısa

c) Uzun

d) Keskin + Dönüş Klavuzkanatları mevcut

öl 1.30

0.90

0.60

0.20

45° Dirsek (Normal Dişli Demir Boru için) 0.40

Tee a) Düz geçiş

b) Yana geçiş

0.50

1.80

Sürgülü Vana (Gate Valve)

%100 - Tam açık

%75 - 3/4 açık

%50 - Yarım açık

%25 - 1/4 açık

0.19-0.22

1.15

3.60-5.60

24-29

Tapa Valf (Globe Valf) Tam Açık 10.0

Kosva Vana (Angle Valve) Tam Açık 5.0


Örnek: 2" çapında, 90° kısa, demir bir dirsekden 10 İt/san, su geçişindeki basınçkaybı ne olacaktır?

0.01 m 3 /san71 . (0.05)2 5.1 m/s hx = 0.9 x (5.1)2

2x9.811.19 mSS

Fitings kayıpları birçok kere bağlı olduğu borunun eşdeğer uzunluğu cinsinden deverilmektedir. Bunun anlamı, bahse konu olan fitings, valf, vs.'nin yerine aynı kaybasebep olacak, aynı çaptaki borunun uzunluğudur. Buna göre;

4 . fF . lex —— = olacaktır ki burada ;

le: Fitings'e eşdeğer düz boru uzunluğudur.

Bir boru şebekesinde birçok fitings, valf ve daralma-genişleme durumları olabilir.Normal olarak bir fitings'de bozulan akış ve hız profili (Boundary Layer) tekrar düze-linceye, yani düzgün borudaki haline gelinceye kadar akışın düz boru içerisinde birsüre ilerlemesi gerekecektir. Halbuki biribirine yakın fitings'ler mevcut ise akışkan bu-na imkan bulamaz. Esasen, sonradan gelen fitings'in öncekinin bozucu etkisini düzel-tici yönde bir etki yapması da çok olasıdır. Bu nedenle, her fitings'in yukarıda verilendeğerleriyle kayıplarını ayrı ayrı toplamak gerçektekinden daha fazla bir toplam ba-sınç kaybı ortaya koyabilir. Ancak, bu durum çoğunlukla emniyetli taraf denebilecekyönde olduğundan nazarı dikkate alınmamakta ve her fitings'in kaybı hesaplanıp tü-münün aritmetik toplamı alınmaktadır.

Diğer yandan, gerçekte birçok akış dengelenmiş/steady şartlarda olmamaktadır.Yani, sistemin belirli bir noktasında hız, sıcaklık-viskozite, densite değerleri sürekliolarak aynı kalmamaktadır. Örneğin evaporatörden kompresöre soğutucu akışkanındönüşünü sağlayan boruda, ekspansiyon valf kısılmalarıyla gerek sıcaklık, gerekse hızve akışkan yoğunluğu değişmektedir. Ayrıca, sık sık değişen oranlarda geçen "Sıvı-Gaz" akışkan karışımı, beraberinde yağlama yağını da sürüklemektedir. Böyle, iki faz-lı bir akış konumunun irdelenmesi son derece güç ve yanıltıcı olabilmekte ve sık sıkdeneysel yollara başvurmayı gerektirmektedir. Örneğin, deneyler göstermiştir ki, sı-vı soğutucu akışkan içindeki yağ yüzdesi arttıkça boru basınç kayıpları da artmakta-dır. Keza, sıvı soğutucu akışkanın sıcaklığı arttıkça boru basınç kayıpları gene artmak-tadır. Bunlara benzer ve ayrıca kondenser ile evaporatörlerdeki akışkan konumlarınıirdelemek maksatlarıyla pek çok deney ve araştırma günümüzde dahi yoğun şekildesürdürülmektedir.

Borularda suyun (Bir faz'lı akışkan) akışı sırasında meydana gelen sürtünmekayıplarının teorik hesabı yukarıda gösterilen tarzda, Darcy-Weisbach veya Fan-ning denklemleri ile yapıldığında gerçekteki deneysel sonuçlarla uyum sağlamak-tadır.

Ancak, boru şebesi hesaplarını çabuklaştırmak amacıyla basitleştirilmiş bir-çok tablo ve grafik hazırlanmıştır. Ortalama sıcaklığı 15.5°C olan suyun akışıiçin, boruların iç yüzeylerinin temiz ve düzgün olduğu varsayılarak hazırlanangrafiklerden Demir/Çelik borular ile Bakır borulara ait (Bak : Tablo: VIII-28 ve


'" r

'" r

'-I*

25) sürtünme kayıpları aşağıdaki Şekil: VIII-6 ve 7'de verilmektedir. Bu grafik-ler soğutulmuş su (Chilled water) ile kondenser soğutma suyu ve kullanma so-FoA/^no^İ Ç İ n y e t e r U b i r y a k l a § ı m sağlamaktadır. Aynı grafikler sıcak sulu(yu//0 L) ısıtma sistemi borularının hesabı için kullanıldığnıda gerçek sürtün-me kayıplarına nazaran %10 civarında daha fazla bir basınç düşümü değeri ver-mektedir. Alttaki grafiklerin hem metrik hem de Amerikan sistemi birimlerinegöre skalalandırılmış olduğu dikkati çekecektir. Metrik skalaların "litre/san " vebasınç kaybı değerlerinin "KiloPaskal beher metre" boru boyu olduğuna dikkatedilmelidir.

Basınç Kaybı (kPa/m)

10.000

fMCM c > ^ < n » o < o o » n o o o o o o o o opp o o q o o -* ~* ^ n •» «n N p m o p o p o o- ,0^0Ö Ö O Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö r i - ; C İ P İ V K İ f s ~ + H M N

I I I I I 1 I I I İ l l i I I I İ l l i I I I I

20 30 40506080100

Basınç kaybı (psi/100 ft)

Şekil. VIII-6) Demir/Çelik borudan su akışı için sürtünme kayıpları


Basınç Kaybı (kPa/m)curvjfn *r m<0«o o •/» o o a o o0 0 0 0 0 0 0 * * — c^ m « > n r-» tn o o o o o riro

10.0008.0006,000

s.ooo4.000

3.000

2.000

—.-.-.-.-.-.-. . -; -. . . . ~ «n °. o q p o o ırio o o o o o o o 6o o o o o — _; CM m - v m ı ^ — -.

I I I I I I I I I İ l l i I I I I I Iinnfif luhinf I SmOOlh COPPT tubitl

Typ» MT»p. lTyp«K

1-300.02SO.0

-J00.0-150.0

• 0.3

- 0.2- 0.15

- 0.1

"2 g S.ŞSS88

Basınç kaybı (psi/100 ft)

Şekil. VIII-7) Bakır borudan su akışı için sürtünme kayıpları

Bu grafiklerin kullanılmasında bazı sınırlayıcı hususların göz önünde tutulması ge-rekmektedir. Bunlar, hız ve birim boru boyuna isabet eden basınç kaybı değerleriolup, hız sınırlaması aşırı sesin meydana gelmesini önlemek, basınç kaybı sınırlama-sı ise su içinde kaynama/buhar kabarcıkları oluşmasını (kavitasyonun nedeni) önle-mek içindir. Basınç kayıpları için alınan değerler "1 ila 4 mSS/100 mt. boru boyu"sınırları arasında kalmakta ve ortalama "2.5 mSS/100 mt. boru boyu" değeri kulla-nılmaktadır. Akış hızı ise, çapı 2"e kadar olan borularda 1.25 m/san, üst sınırını geç-memelidir. Çapı 2"den daha büyük olan borularda Ap = 4 mSS/100 mt. boy" değe-rini aşmamak kaydıyla daha yüksek hızlar uygulanabilir. Ancak, bu taktirde, akışka-nın içinde aşırı miktarda hava bulunmaması (hava separatörleri kullanılmalıdır), anihız değişimleri ile türbülans meydana getirecek boru yardımcı elemanlarının sistem-de bulunmaması gerekir. Aksi halde, yüksek hız hem aşırı gürültü meydana getirebi-lir hem de kavitasyona neden olabilir. Diğer yandan, bilhassa havanın sudan ayrıştı-rılması için boru şebekesinin dizaynında bazı önlemler alınmalıdır. Çapı 2 "den küçükborulada su akış hızı 0.5-0.6 m/san, değerinin üzerinde kaldığı sürece havayı da be-raberinde sürüklemektedir. Bu nedenle havanın boru şebekesinde istenmeyen yerler-de birikmesini önlemek için en az 0.5-0.6 m/san, hız seviyesi muhafaza edilmelidir.

Boru şebekesindeki yardımcı elemanlar (Vana, Dirsek, Tee, redüksüyon, vs.)

i

I,t

i

İr /'


düz boruya oranla çok daha fazla basınç kayıplarına neden olmaktadır. Bu kayıp-ların Tablo: VIII-1'de verilen katsayılar yardımıyla hesaplanabileceği yukarıda ifa-de edilmişti. Ancak, çoğu zaman boru yardımcı elemanlarının aynı basınç kaybınıverecek düz boru boyu cinsinden ifade edilmesi ve düz boru uzunluğuna ilave edil-mesi hesabı çok pratik hale sokmaktadır. Bu bakımdari, boru yardımcı elemanla-rının düz boru boyu olarak eşdeğeri uzunluğunun verilmesi gerekmektedir. Aşağı-da, Tablo: VIII-2'de 90° dirsekler için eşdeğer boru boyu "metre" olarak verilmek-tedir. Tablo: VIII-3'de ise diğer boru elemanları için kayıpların eşdeğeri 90° dirseksayısı olarak verilmektedir. Tablo: VIII-3'den bulunacak sayı, elemanın çapına veakış hızına göre Tablo: VIII-2'de eşdeğer boru boyuna çevrilerek düz boru boyunailave edilir. Tablo: VIII-2'de verilen değerler, borudaki akışkan su olduğuna göre ve-rilmiştir. Bu değerler kule-kondenser suyu ve soğutulmuş-chiller suyu boruları içinkullanılabileceği gibi sıcak su boruları içinde yaklaşık değerler olarak kullanılabilir.Boru çapları, siyah veya galvanizli demir boru adsal çapı olup bakır boru kullanıl-mışsa, Tablo: VIII-2'de verilen boru çapı değerleri düzeltilerek kullanılmalıdır. Zira,Bakır boru adsal çapları boru dış çapı olarak ifade edilmektedir ve aynı adsal ça-pa haiz demir ve bakır boru için çapları oldukça farklı değerlerdedir. Örneğin 11/2" demir boru iç çapı 41 mm civarında olduğu halde daha büyük adsal çapı ha-iz 1 5/8" Tip-L bakır borunun iç çapı 38 mm civarındadır. Bakır boru adsal çapdeğeri daha büyük olduğu halde iç çapı ve dolayısıyla dirsek eşdeğer boru boyu da-ha küçük olacaktır.

Tablo. VIH-2) 90°C Dirseklerin Basınç Kaybı Eşdeğeri Boru Boyu, Metre. (Su akışı için)

Akışkan Hızı(m/san)

0.30.60.91.21.5

1.82.1

2.42.7

3.0

Boru Çapı

1/2"

0.360.420.450.450.48

0.510.51

0.510.540.54

3/4

0.510.570.600.630.66

0.690.69

0.720.72

0.75

1

0.660.750.810.840.87

0.900.90

0.930.960.96

1-1/4

0.900.991.081.111.17

1.201.23

1.261.291.29

1-1/2

1.051.171.261.321.35

1.411.441.471.501.53

2

1.351.531.621.681.77

1.801.86

1.891.92

1.95

2-1/2

1.621.801.922.012.10

2.162.22

2.252.312.34

3"

2.012.252.402.492.61

2.672.732.792.852.91

4"

2.582.853.063.183.33

3.423.513.573.663.72

5"

3.153.513.753.934.08

4.204.29

4.384.474.56

6"

3.664.114.384.564.74

4.895.015.135.225.31

8"

4.625.195.525.765.94

6.156.30

6.456.576.66

Örnek: İçinden 5.5 m3/h su geçen 1 1/2" demir boru hattındaki 90° dirseğin mey-dana getirdiği kaybın eşdeğeri düz boru uzunluğu nedir? Şekil: VIII-6'dan ortalama akışhızı 4 ft/san. = 1.2 m/san, bulunur ve Tablo: VIII-2'den eşdeğer uzunluk 1.32 mt. olur.

Tablo: VIII-2'de verilen eşdeğer boru uzunluğu değerleri normal dirsekler için ve-rilmiş olup, geniş-açık dirsekler için, Tablo: VIII-3'den de görüleceği gibi, bu değerle-rin yarısı alınmalıdır. Tablo: VIII-3'de muhtelif boru aksamının basınç kaybı eşdeğer-leri demir boru ve bakır boru için ayrı ayrı kolonlarda gösterilmiştir. Görüleceği gibi,demir ve bakır boru Tee parçalarının eşdeğer basınç kaybı için tabloda aynı değerlerverilmiş ve önemli bir farklılık görülmemiştir.


Dirseklerin eşdeğeri boru boyunun yaklaşık olarak bulunması istendiğinde ve elde bu-nu verecek bir tablo bulunmadığında, dirsek çapının 25 katı alınmak suretiyle eşdeğeriboru boyu yaklaşık olarak bulunabilir. Örneğin 2" demir boru için; 2" x 25 x 0.0254 =1.27 metre eşdeğer boru uzunluğu bulunur ki Tablo: VIII-2'de bunun karşıtı 1.35 ila 1.95mt. (Suyun akış hızına göre) arasında verilmektedir. 6" için ise 6" x 25 x 0.0254 = 3.81mt. bulunacaktır. Bu örnekler göstermektedir ki, yaklaşık hesap için verilen değerler suakış hızının çok düşük değerlerinde Tablo: Vül-2'deki verilerle uyuşum göstermektedir.

Tablo. VIII-3) Muhtelif Boru Aksamının Basınç Kaybı (Eşdeğeri 90° Dirsek Sayı Olarak)

SıraNo

1

10

11

12

13

14

(T

15

(*)

16

(*)

Fittings-Boru AksamıCinsi-Adı

90° Dirsek-Normal

45° Dirsek-Normal

90° Geniş Dirsek

90° Kaynaklı Dirsek

Redüksüyon

Geniş U-dönüşü

Köşe Tipi Radyatör Valfi

Radyatör veya Konvektör

Kazan, Isıtıcı-Eşanjör

Sürgülü Valf (Şiber) %100 Açık

%75 Açık

%50 Açık

%25 Açık

Glop Valf (90° Tapa Valf) %100 Açık

Çek Valf (Klepe tipi - Svving) %100 Açık

Pislik Tutucu - Strainer (Kirlenme durumuna göre)

Tee Parçası(Gösterilentertip şekille-rinden herhan-gi birisi için) .

Tee Parçası

Tee Parçası

(A) Branşmanındangeçen Debi'nin (T)Toplam Debi'yeoranı

"A" Branşmanındangeçen debinin "Ttoplam debiyeoranı

"A" Branşmanındangeçen debi'nin "T""toplam debi'ye oranı

Demir Boruiçin

1.0

0.7

0.5

0.5

0.4

1.0

2.0

3.0

3.0

0.5

2.8

12.0

60.0

12.0

10.0

Bakır Boruiçin

1.0

0.7

0.5

0.5

0.4

1.0

3.0

4.0

4.0

0.7

3.9

17.0

84.0

17.0

14.0

%25%50%75

%100

%25%50%75

%100

%25%50%75

20-60

13.04.02.31.9

7.82.31.30.96.00.6

0.15

(*) Tee parçasının her üç ağzının aynı çapta olduğu varsayılmıştır. Redaksiyon Tee ağızlan için, yu-karıdaki S. No. 5-Redüksiyon için verilen değer, Tee için verilen değere ilave edilerek buluna-cak toplam katsayının (90° Dirsek sayısı) Tablo: VIIl-2'ye uygulanması suretiyle bulunabilir.


* i i

i' r

Jr /'

Örnek : Aşağıda gösterilen boru şebekesinde boru çaplarını saptadıktan sonratoplam basma kaybını (Pampa S.P.) hesaplayın.

• :^ GenleşmeL.T..J Tankı

! (B) (C

%50 Debi

Soğutma serpantini(100 000 Kcal/h)

+-7°C ^

Soğutucu/*Akışkan

Uf 7 B-. J T (J\p'—Su soğutucu \Evaporatör (200 000 \Kcal/h kapasiteli)

%50 O t o V a l f

0 3"

%50 Debi

Not: Vanaların Tümü Tam Açık Olarak Alınacaktır.

Önce sistemde dolaştırılması gereken suyun debisi saptanmalıdır.

Net BoruBoyları

AB - 2 mtCD - 3 mtDE - 14 mtFG - 5 mtGH - 3 mtHJ - 1 mtKL - 1.5 mtMN - 3 mtNA - 25 mt

W = Q 200 000A t x C p x y ( 1 2 - 7 ) x l x l

= 40 m3 / h debi gerekecektir .

Buna göre, Şekil: VIII-6'dan, demir boru için aşağıdaki değerler okunur.

0 2-1/2" Boru çapında 3.3 m/san, hız 20 mSS/100 mt. Boru Boyu

0 3" Boru çapında 2.4 m/san, hız 8 mSS/100 mt. Boru Boyu

0 4" Boru çapında 1.4 m/san hız 2 mSS/100 mt. Boru Boyu

Bunlardan, gerek hız ve gerekse birim boydaki kayıplar yönünden en uygunolan 4" boru çapı olmaktadır. Soğutma serpantinlerine ayrılımdan sonraki boru ça-pı, debinin %50'sine uygun şekilde küçültülebilecektir. 20 m3/h debi için, gene Şe-kil: VIII-6'dan en uygun boru çapı 0 3 " olarak bulunur. (Ap= 2mSS/100 mt.v = 1 . 3m/s). Bundan sonra, yukarıda verilen sistem boru şeması üzerinde, su debilerininve boru aksamının değişiklik gösterdiği bölümler ayrılarak sayı veya harf ile numa-ralanır. Buradaki örnekte A-N arasında bir bölüm numaralaması yapıldığı görüle-cektir. Her bölüm için borunun kendisinin net boyu ölçülür, boru aksamının eşde-ğer uzunluğu hesaplanır, su akış hızına göre bulunacak birim uzunluktaki basınçkaybı bulunan boru boylan ile çarpılıp bu bölümde meydana gelecek basınç kayıp-ları bulunur. Hesaplama sonuçlarının aşağıdaki gibi bir tabloda toplanması alışılmışve yararlı olan bir tertip şeklidir.


ParçaNo

AB

AB

AB

AB

CD

CD

CD

DE

DE

DE

EF

FG

FG

FG

GH

HJ

JK

KL

KL

LM

MN

MN

MN

MN

NA

NA

—

Cinsi

Boru

2 ad. 90° dirsek

Pislik ayırıcı

Şiber vana

Boru

1 ad. 90° dirsek

Şiber vana

Tee

Boru

Şiber vana

Su soğutucu

Boru

Şiber

Tee

Boru

Boru

Soğ. Serp.

Boru

Şiber vana

Ot. Kont. V.

Boru

Şiber vana

Dirsek

Tee

Boru

Dirsek x 2

Debi(m3/h)

40

40

40

40

40

40

40

40

40

40

40

40

40

40

20m3/h

20m3/h

20m3/h

20m3/h

20m3/h

20m3/h

20m3/h

20m3/h

20m3/h

40m3/h

40m3/h

40m3/h

Boru parçasıBoyu mtveya eş. uzn.

2.00

2 x 3.28

40 x 3.28

0.5 x 3.28

3.00

3.28

0.5 x 3.28

1.9x3.28

14

0.5 X 3.28

İmi. Katal.

5.0

0.5 x 3.28

0.6 x 3.28

3.0

1.0

İmi. Katal.

1.5

0.5 x 2.49

(03") im. Kat.

3.0

0.5 x 2.49

2.49

2.3 x 2.49

25

2 x 3.28

BoruÇapı

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

—

4

4

4

3

3

—

3

3

3

3

3

3

4

4

4

Akış.hızım/s

1.4

1.4

1.4

1.4

1.4

1.4

1.4

1.4

1.4

1.4

—

1.4

1.4

1.4

1.2

1.2

—

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

1.4

1.4

1.4

Br. Bs.kaybı

mSS/100mt

2/100

2/100

2/100

2/100

2/100

2/100

2/100

2/100

2/100

2/100

4.800

2/100

2/100

2/100

1.9/100

1.9/100

3.400

1.9/100

1.9/100

5.00

1.9/100

1.9/100

1.9/100

2/100

2/100

2/100

ToplamBasınçkaybımSS

0.040

0.131

2.624

0.033

0.060

0.065

0.033

0.125

0.280

0.033

4.800

0.100

0.033

0.034

0.057

0.019

3.400

0.028

0.024

5.000

0.057

0.024

0.047

0.115

0.500

0.131

Boru şebekesi kapalı sistemde olduğundan seviye farkının neden olduğu manometrikbasınç toplam basınç kaybına eklenmeyecektir

Pompa Dinamik Bas. 40m3/h v»/"a- ( 1 4 ) 2V M J " 2x9.81

1.4 — 0.100

ToDİam (Pompa S.P.) 17.893 mSS

Bulunan bu değere göre pompa seçiminin yapılması mümkün olup buradaki ve-rilere göre 40 m3/h-20 mSS bir pompanın seçilmesi uygun olacaktır. Ancak, ima-latçı firmanın teknik tablolarından pompa seçimi yapılırken, ayrıca çalışma şartlarınoktasındaki verimin mümkün olduğunca yüksek olması ve pompanın gerektirdiğiNet Pozitif Emme Yükselliği'nin sisteme uygun bulunması sağlanmalıdır. Bu konuda,


t;t

ı< r

ir

ıw /

bu bölümün son kısmında daha etraflı bilgi verilmektedir.Soğutucu akışkan boru sisteminin tertip ve ölçülendirilmesinde ise, evvelce yuka-

rıda bahsedilen sebeplerden dolayı oldukça farklı bir yol izlenmektedir. Soğutucuakışkan borularının genel dizayn ilkeleri şöylece sıralanabilir:

1) Soğutma sistemindeki tüm evaporatörlere yeterli miktarlarda soğutucu akışkanverilebilmelidir.

2) Kompresöre düzgün ve sürekli bir yağ dönüşü sağlanmalıdır.

3) Boru şebekesi (çaplan) aşırı basınç kaybına, sistemin kapasitesinin ve veriminindüşmesine sebep olmamalıdır.

4) Sistem çalışırken ve/veya dururken kompresöre sıvı halde soğutucu akışkan gel-mesine sebep olmamalı, hatta bunu önleyebilmelidir.

5) Evaporatörlerde veya emiş borularında aşırı miktarda yağ birikimine imkan vere-cek birikim cepleri bulunmamalıdır. Daha çok uygulamada olabilecek bu durum,büyük partiler halinde yağın kompresöre gelmesine ve sonuçta kompresörün ha-sar görmesine sebep olur.

Diğer yandan, akışkanların borulardaki akışı ile sürtünme ve basınç kayıpları hak-kında genel teorik prensipler gene geçerliliğini korumaktadır. Ancak, soğutucu akış-kan devresinde akışkanın gerek dengeliliği, gerekse sürekliliği sık sık bozulduğundanve bunlara ilaveten iki fazlı/konumlu akışkan durumu sık sık ortaya çıktığından gerçekakış konumu teorik analizdekinden önemli boyutlarda farklılıklar ortaya koymaktadır.

Soğutucu akışkan borularının çaplarının saptanmasında gene Darcy-VVeisbachdenkleminden yararlanılmaktadır. İki fazlı/konumlu akışkan durumu ise sıvı soğutucuakışkan boru devresi de dahil tüm soğutucu akışkan borularında olasıdır. Fakat, bu-nun gözönünde bulundurulması boru çaplarının ve kayıpların saptanması maksadıy-la kullanılan tablo veya grafiklerin tertibini çok karmaşık hale sokmakta, aynı zaman-da da yanılgıları kolaylaştırmaktadır. Bu nedenle, boru çapları ile kayıplarını verentablo ve grafikler soğutucu akışkanın tek fazlı ve düzgün, sürekli aynı fiziki şartlarlahareket ettiğini varsayarak hazırlanmıştır. Bu bakımdan, bu maksatla hazırlanmış tab-lo ve grafiklerin kulalnılmasında konservatif davranılmalı, verilen değerlerin temiz,düzgün iç yüzeyli bir boru tesisatı için gerçerli olduğu, bilhassa emiş boru hattındaaşırı yağ bulunmasının ve/veya evaporatördeki debi değişimlerinin basınç kayıpları-nı arttıracağı, ağır devirli pistonlu kompresörlerde daha etkin olan debi kesiklikleri-nin emiş ve basma tarafındaki kayıpları arttırıcı yönde etki yapacağı hatırdan çıkarıl-mamalı ve bu kayıpları azaltmak üzere boru çaplan biraz büyük tutulmalıdır.

Bir soğutma sisteminde akışkanın fiziksel özelliklerinin belirgin şekilde farklılıkgösterdiği 4 ayrı bölgenin bulunduğu varsayılabilir: (1) Kompresör-Kondenser arasıboru hattı-Basma borusu (Discharge/Hot Gas Line), (2) Kondenser-Akışkan deposuarası boru hattı (Drain Line), (3) Akışkan toplanma deposu veya bunun mevcut ol-madığı sistemlerde Kondenser-Evaporatör arası/sıvı soğutucu akışan boru hattı (Li-quid Line), (4) Evaporatör-Kompresör arası emiş boru hattı (Suction Line). Soğutucuakışkan boru çaplarının ve basınç kayıplarının saptanması için hazırlanan grafik vetablolar çoğunlukla akışkanın bu 4 ayrı konumuna uymak üzere ve 4 ayrı grupta ve-rilmektedir. Ayrıca, kullanılan borunun cins (pürüzlülük) ve ölçülerine (iç çap) göre tü-müyle ayrı dörtlü tablo grupları hazırlanması gerekmiştir (Tip-L Bakır Borular, çelikborular, gibi). Diğer yandan, her ayrı soğutucu akışkan türü için, hem viskosite hemdensiteleri farklı olduğundan, gene tamamıyla farklı tablo veya grafik grupları olaca-ğı açıktır (R12, R22, R502, R717/Amonyak, gibi).


f

Soğutucu akışkan borularının çaplarının saptanmasında akışkanın sıcaklığına göredensite ve viskozite değişeceğinden basınç kayıpları da değişecektir. Bu bakımdan,bahsi geçen tablolarda veya ayrıca verilmiş tablolarda evaporasyon (Buharlaşma) vekondenzasyon (yoğuşum) sıcaklıklarının etkisi gösterilmiştir. Ayrıca, soğutucu akışka-nın toplam boru kaybı olarak, basınç kaybı yerine doyma sıcaklığındaki sıcaklık düşü-münün alınması ve bu sıcaklık farkının korunmasını sağlayacak boru çapının seçimisoğutmacılıkta teamül haline gelmiştir. Örneğin; Bir R12 emiş hattı için 1.1 °C sıcak-lık düşümün kayıp olarak alınmasının anlamı; a) klima şartlarında çalışan bir sistemde(+7°C buharlaşma sıcaklığında) Ap = 2 psi basınç kaybı, b) soğuk oda soğutma şart-lannda (-15°C buharlaşma sıcaklığında) Ap = 1 psi basınç kaybı demek olacaktır. Di-ğer yandan, akışkanın çalışma şartlarındaki gerçek debisinin saptanması ve buna gö-re hazırlanmış tablolardan en uygun boru çapının seçilmesi mümkün olduğu gibi, netsoğutma kapasitesi değerinden gidilerek ve kapasiteye göre hazırlanan tablolardan bo-ru çapı seçimi de mümkündür. Soğutma kapasitesinin Kcal/h yerine Ton/frigo olarakalınması da öteden beri soğutmacılıkta alışılagelmiş ve kapasite esaslı tablolar"Ton/frigo" kapasite bazına göre hazırlanmıştır (lTon/frigo = 3024 Kcal/h). Son yıl-larda ise Ton/frigo yerine SI birimlerine uygun olarak kW ve bazan da kilo Joule de-ğerleri esas alınmakta ve buna göre hazırlanan tablolara rastlanmaktadır (1 kW = 860kcal/h veya 1 kW = 0.284 Ton/frigo ve 1 kilo Joule = 0.24 kcal/h).

Boru çaplarının seçiminde göz önünde bulundurulması gereken diğer bir hususda, bilhassa sıcak gaz/basma borularıyla kompresöre dönüş/emiş borularındaki akışhızlarının, yağlama yağının sürüklenmesine yetecek seviyelerde tutulmasıdır. Ayrıca,bu boruların bilhassa düşey yükselmelerinde boru çapları veya yağın viskositesi art-tıkça veyahutta soğutucu akışkanın basıncı ve/veya densitesi azaldıkça yağ filmininüzerinde yeterli bir temas hızını sağlayabilmek için (yağı sürükleyebilmek için) dahayüksek bir ortalama akışkan hızı gerekmektedir. Bunun nedeni, boru çapı arttıkça ay-nı yüzey hızını sağlayabilmek için daha yüksek bir orta-merkez hattı hızı (centerlinevelocitiy-vmax) gerekmesidir.

Boru çapları ve kayıpların hesaplanması için kullanılacak ve daha sonraki sayfa-larda verilecek olan tabloların hazırlanmasındaki ana hatları göstermek ve bu tablo-ların sağladığı çabukluk hakkında bir fikir vermek yönünden aşağıda Darcy-Weisbachdenklemi ve soğutucu akışkan tabloları kullanılmak suretiyle bir boru çapı hesabı ör-neği verilmektedir. Hesap tarzının uzunluğu ve sonucun farklılığına dikkat çekilmekistenmektedir.

Örnek: Net soğutma kapasitesi 12 000 Kcal/h olan R12 soğutucu akışkanlı birsoğutma sisteminin emiş/dönüş borusu toplam-eşdeğer uzunluğu 25 mt... olduğunagöre aşağıdaki çalışma şartlarında, 1.1 °C emiş hattı kaybını muhafaza edebilmek içinbakır boru iç çapı ne olmalıdır?

Evaporatör/Buharlaşma sıcaklığı

Kondenser/Yoğuşma sıcaklığı

-10°C

+30°C istenmektedir.

Önce, -10°C sıcaklıkta 1.1°C emiş hattı kaybının basınç kaybı olarak karşılığınısaptayalım. Tablo IV-3'den, R12 için

-10°C için doymuş buhar basıncı 1.204 kg/cm2

-11.1°C için doymuş buhar basıncı 1.117 kg/cm2

olup, aradaki basınç farkı 0.087 kg/cm2 olmaktadır. Gerçekte hem evaporatör çıkı-

3 8 2 UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ

w: i

İ

i'• r

1

i•• / •

a*.

şında hem de kompresöre ulaştığında soğutucu akışkan kızgın buhar durumunda ola-bilecektir ve bulunan basınç kaybı yukarıdakinden biraz farklı olacaktır. Ancak, bu ör-nekten maksat hesaplamadaki zaman harcamını ve yaklaşımdaki hataları göstermek-tir ki bahsi geçen bu kızgın buhar konumunun dikkate alınmaması da bu hatalardansayılmak gerekir.

İkinci olarak, istenen soğutma kapasitesini sağlamak için birim zamanda sistemdedolaştırılması gereken R12 soğutucu akışkan miktarını saptamak gerekecektir. R12 içinBasınç-Entalpi (p-i) diyagramından veya aynı anlamdaki tablolardan +30°C sıcaklıktakisıvı R12'nin ısı tutumu ile -10°C'deki doymuş buhann ısı tutumları alınır (Bak: TabloIV-3 veya ASHRAE Handbook 1981 Fundamentals Sah. 17.77-Table-2 ve Fig.2)

ij = 106.88 kcal/kg

i3 = 135.27 kcal/kg

Ai = 135.27 - 106.88 = 28.39kcal/kg

istenen 12 000 kcal/h kapasiteyisağlayabilmek için;

+30°C

12 00028.39

= 422.7 kg/h

soğutucu akışkan dolaşımı gereke-cektir. Bu maksatla hazırlanan tab-lolarda (Tablo: VI1I-4) -10/+30°Cşartlarında dolaşımı gereken R-12miktarı 35.2 gram/saat olarak verilmektedir. Bu ise, 12 000 kcal/h için; 12 000 x35.2 / 1000 kg/h olacaktır ki hesaplandığında 422.4 kg/h olduğu görülecektir. Budeğer ile yukarıda bulunan değer birbirine çok yakındır. Gerçekte ise, gerek ekspan-siyon valŞndeki prosesin tam adyabatik olmayışı (ısı alışverişi olmaksızın) gerekse eva-poratörden başka kısımlardan da ısı girişi olması, dolaşması gereken soğutucu akış-kan miktarını bir miktar arttıracaktır ki bunun anlamı borulardaki akış hızı, hesapla-nandan biraz daha yüksek olacak demektir. Diğer yandan sürtünme katsayısını Şekil

R p = P • d - v

VIII-5'den bulabilmek için "Re" katsayısını hesaplamak gerekecektir. ^

olup, burada ilk bakışta gerek boru çapı gerekse akış hızı henüz belirlenmediğindenhesaplanmasının mümkün olmadığı görünümü vermektedir. Ancak, bu belirsizliğe ikiçıkış yolu bulunabilecektir: (1) Şekil VIII-5'de görüleceği gibi Re katsayısının belirli birdeğerinden sonra "f" sürtünme katsayısı sadece pürüzlülükten etkilenir hale gelmek-tedir. Akış konumunun bu bölgede oluştuğu varsayılıp "f" faktörü bulunarak boru ça-pı saptandıktan sonra Re katsayısının gerçekten bu bölgeye düşüp düşmediği tahkikedilir ve gerekirse tekrar geri dönülüp yeniden bulunacak "f" faktörüne göre boru ça-pı yeniden saptanabilir, (2) Hız için tavsiye edilen ve yağın sürüklenmesi için gerekliminimum akış hızı esas alınarak Re katsayısı şöylece hesaplanabilir.

v (m/san) =W(mVh)

A (m2) x 3600

G(kg/h) / p

^ . 3600d = J_

3 0

p(kg/h)


Böylece Re =p.G.v

30 |işeklinde yazılabilir .

R12 soğutucu akışkan tablosundan |x = 11.5 x (10)6 Pa.san. ve p = 12.989kg/m3 (-10°C'de doymuş buhar) bulunur. Yağın sürüklenebilmesi için tavsiye edilenminimum hız ise v = 2.5 m/san, olarak verilmektedir. Bu değerlere göre;

Re106

3 0 x 1 1 . 512.989 x 422.7 x 2.5

3.14191642 bulunur.

Şekil VIII-5'den sürtünme katsayısının bulunması için G /d değerinin bilinmesi ge-rekeceğinden ve boru çapı bilinmediğinden "f" ancak boru çapını sınayarak bir kaçkere dönüşten sonra bulunabilir. Burada çapın 30 mm civarında çıkacağının anlaşıl-dığı kabul edilerek G - 0.0015/30 = 0.00005 bulunmuştur. Re = 191642 değe-riyle birlikte e /d = 0.00005 değeri Şekil VIII-5'e uygulanıp ff = 0.004 olarak sap-tanmış olur.

Diğer yandan, Darcy-Weisbach denkleminden gidilerek:

•İÜ-»2r* I

ıı' r

v2

m . 1— m x f2 . g . d

DW veya Ap = - ^ — m — x fZ. g . d D W 2 . g . d

rxff

o , V (m3 /san) 4 W . . , , . , , , ,Burada v m = — — — 5 - — = — olup, yukarıdaki denkleme konulduğunda ;

A (rrr) n. ar

4 p ( 4 W / T C d 2 ) 2 1Ap = —:—'—— ^ — x ff bulunur. Aranan değer, "d" boru çapı olduğundan,

2 . g . d

bu denklem "d" için tekrar düzenlendiğinde ;

1/58 . G 2 . !

p. Ap . g . n2

1/5

şeklinde yazılabilecektir .

iW' r

Nümerik değerler yerlerine konulduğunda:

8(422.7/3600)2x25. 0.004J/5

= 0.0252 mt = 25 mrrıç [12-989 x (0.087 x 104) x 9.81 x (3.14)2

iç çap bulunur.

Buna en yakın standart boru çapı 1-1/8" OD (28.5 mm Dış çap - 26 mm iç çap)


i

olarak mevcut bulunmaktadır. Boru çapı hesabı için verilen cetvellerden ise (Bak:Tablo VIII-7: R12 emiş boruları için seçim tablosu ve akış debileri) 25 mt. eşdeğerboru uzunluğunda Ap = 0.087 veya 100 mt.de Ap = 0.35 ve -10°C evap. sıc. için1 1/8" OD bakır boru çapında 240 kg/h akış debisi bulunur. Örnekteki kapasitenin(422.7 kg/h) sağlanabilmesi için ise 13/8" OD (32 mm iç) boru çapı gerektiği orta-ya çıkmaktadır. Bu göstermektedir ki, gerek hesap tarzının çok zaman alması ve ha-ta yapma ihtimalinin fazlalığı, gerekse bulunan sonuçların sıhhatli olmaması, deney-sel sonuçlara göre düzeltilmiş olarak tertiplenen boru hesabı tablo ve grafiklerininkullanılmasını gerekli kılmaktadır.

VIII-4) Boru Çaplarının Hesaplanması:Boru çapları ve kayıplarının hesaplanması maksadı ile hazırlanan tablolardan, bu-

rada sadece en çok rastlanan soğutucu akışkanlardan R12, R22, R502'nin Tip-L ba-kır boru ve standart demir boru içerisindeki akışı ile R717/amonyak'ın standart de-mir boru içindeki akışına ait olanları verilmekle yetinilecektir.

Bahse konu tabloların ve uygulama örneklerinin verilmesinden önce, soğutma sis-teminde akışkanın yukarıda belirtilen ve fiziksel özelliklerinin birbirinden belirgin şe-kilde farklı olduğu 4 ayrı bölümün boru çapı ve akış özellikleri yönünden kısa bir ir-delemesinin yapılmasında yarar görülmektedir.

1) Dönüş-Emiş Boru Hattı: En kritik ve en çok dikkati gerektiren boru hattıdır.Bir yandan boru çapının gereksiz yere büyük tutulması hem yağın sürüklenememe-sine hem de boru maliyetlerin artmasına neden olurken, diğer yandan boru çapınınyetersiz derecede küçük seçilmesi aşırı basınç/sıcaklık kaybına ve yüksek akış hızla-rına, dolayısıyla aşın gürültüye neden olacaktır. En uygun emiş borusu çapı; ba-sınç/sıcaklık kaybını kabul edilebilir seviyelerde tutmak üzere (alt sınır) yağlama ya-ğını hem yatay hem de düşey borularda kompresöre doğru sürükleyebilecek mini-mum hızların sağlanabileceği (üst sınır) boru çapıdır, denilebilir. Aşırı basınç kaybı so-nucunda sistemin soğutma kapasitesi düşeceği gibi kompresörün tahriki için gere-ken güç harcamı da artacaktır. Zira, emiş kaybı sonucu düşen emiş basıncı, belirlikondenser yoğuşum şartlarında kompresörün daha geniş bir basınç aralığında çalış-masına ve dolayısıyla daha fazla güç harcanmasına neden olurken, düşen emiş ba-sıncı sonucunda kompresörün volumetrik verimi azalarak soğutma kapasitesi kaybı-na neden olacaktır. Örneğin R12 akışkanlı, +38°C yoğuşma/+4,5°C buharlaşmasıcaklığı şartlarında çalışan bir soğutma sisteminde yapılan deneyler sonucu; 2° F(1.1°C) eşdeğeri bir basınç kaybı kompresör kapasitesini %4.3 düşürürken güç sar-fını %3.5 arttırmış, 4°F (2.2°C) eşdeğeri basınç kaybı ise kompresör kapasitesini%7.8 düşürürken güç sarfını %6.8 arttırmıştır. Bunun anlamı, emiş borusundaki ba-sınç/sıcaklık kaybının asgari seviyede tutulmasının önemli ve gerekli olduğudur. So-ğutmacılıkta genellikle teamül haline gelen emiş borusu kaybı değeri R12, 22, 502sistemleri için 2°F (1.1°C) ve R7'17'/Amonyak sistemleri için ise 1°F (0.6°C) sı-caklık düşümünün karşıtı olan emiş hattı basınç kaybıdır. Bunların karşıtı olanbasınç kayıpları şöyledir.

Klima sistemleri (+7°C Buharlaşma): R12 için Ap = 2psi (0.14 at); R22 için Ap = 3psi

Soğuk muhafaza (-15°C Buharlaşma) : R12 için Ap = İpsi (0.07 at); R22 için Ap = l.öpsi

Emiş borusundaki sıcaklık düşümü değerleri doymuş buhar şartlarına göre alın-


mıştır ve gerçekte ise kızgın buhar durumu mevcuttur. Bu durumda aynı sıcaklık dü-şümü değerinin beher 2°F (1.1°C) kısmı için %0.6 civarında ek bir kapasite kaybıolacaktır. Ayrıca, emiş hattına civar ortamdan ısı girişi sebebiyle soğutucu akışka-nın hacimsel debisi de artacaktır. Bunun sonucunda akış hızı ve dolayısıyla emiş bo-rusu basınç kaybı artar. Emiş hattı-sıvı hattı ısı değiştirgeci de, emişteki soğutucuakışkana ısı aktardığından, aynı etkiyi yaparak basınç kaybının artmasına nedenolacaktır.

Halokarbon türü soğutucu akışkanların emiş hattında yağı sürüklemesi için yakla-şık asgari hız seviyeleri ile ses ve aşırı kayıplar yönünden tavsiye edilen en yüksek hızseviyeleri aşağıda verilmektedir. Amonyak akışkanlı sistemlerin boru hatlarında yağınsürüklenmesi konusunun dikkate alınmasına gerek olmayacaktır. Tablo: VIII-9 ve15'de R-12 ve R-22 düşey emiş borularında yağın sürüklenebilmesi için gerekli hız-lar daha detaylı bir şekilde verilmektedir:

- Yatay borularda yağın sürüklenebilmesi için min. hız : 500 fpm (2.5 m/s)

- Düşey borularda yağın sürüklenebilmesi için min. hız : 1000 fpm (5.0 m/s)

- Her türlü emiş hattı borularında maksimum hız 4000 fpm (20 m/s)

Ayrıca, kapasite kontrollü kompresörlerde, kısmi yüklerde çalışırken yağın dü-şey borularda sürüklenebilmesi için çift borulu kolon (double riser) tertibi gereke-bilir (Bak: Bölüm IX/C Boruların Tertip Şekilleri). Genel olarak, kısmi yük duru-mundaki minimum kapasite değeri normal-tam kapasitenin %25'inden daha aşa-ğı düşmüyorsa ve kolon boru yüksekliği çok fazla değilse (Maksimum 2.5 mt. ci-varında), kolon borusunun çapını küçültmek suretiyle hızın artırılması ve yağın sü-rüklenmesi sağlanır. Daha uzun bir kolon hattının veya %25'den daha düşük kıs-mi yüklerin mevcut olduğu çalışma şartlarında mutlaka çift borulu kolon tertibinegidilmelidir.

2) Basma-Gidiş Boru Hattı: Burada da yukarıdaki emiş boru hattındaki genel hu-suslar gözönünde tutulmalıdır. Ancak, basınç kaybı yönünden durum emiş borusun-daki kadar kritik değildir, fakat gene de çıkış basıncının aşırı yükselmesi hem kapasi-te kaybını hem de güç harcamını arttıracaktır. Zira, ilave basınç kaybını karşılamaküzere yükselecek çıkış basıncı, volümetrik verimi ve dolayısıyla soğutma kapasitesinidüşürürken, belirli emiş şartları için kompresörün daha geniş bir basınç aralığında ça-lışması sonucu güç harcamını arttıracaktır. Örneğin R12 akışkanlı bir soğutma siste-minde +38°C yoğuşma ve +4.5°C buharlaşma sıcaklığı şartlarında yapılan deneyler-de 4°F (2.2°C) eşdeğeri bir basınç kaybı kompresör kapasitesini %98.8'e düşürür-ken güç sarfını %5 arttırmıştır. Basma boru hattı için sıcaklık düşümü olarak ço-ğunlukla Amonyak için 1°F (0.6°C) ve diğer soğutucu akışkanlar için 2°F(1.1°C)üst sınır değerleri kullanılmaktadır. Bu ise, 43°C yoğuşum sıcaklığında R12 için 4psi (0.3 at) R22 için 6 psi (0.4 at) civarında bir basınç kaybı demektir. Basma boru-larındaki hızın da, halokarbon akışkanlı sistemlerde yağın sürüklenebileceği seviyeler-de muhafaza edilmesi gerekir. Aynen, emiş boru hattında olduğu gibi;

Yatay borularda min. hız 500 fpm (2.5 m/s) max. hız 4000 fpm (20 m/s)

Düşey borularda min. hız 1000 fpm (5.0 m/s) max. hız 4000 fpm (20 m/s)

olmak üzere seçilmelidir (Düşey borulardaki hızlar için, Bak: Tablo-VIII 10, 16).


'*' t

f-U

w* r

w' r

3) Sıvı Boru Hattı: Sıvı boru hattında en önemli konu soğutucu akışkanın köpür-mesinin (Flashing) önlenmesidir. Köpürme'nin nedeni, basınç kaybı sonucu sıcaklık-basınç dengesinin doymuş sıvı konumunun korunması aleyhine bozulmasıdır.

Diğer bir deyişle, sıvı soğutkan basıncının yoğuşum sıcaklığının karşıtı olan basınçseviyesinin altına düşmüş olmasıdır. Sıvı boru hattında akışkanın köpürmesinin enönemli zararları şöylece sıralanabilir, (a) Eksansiyon Valf ve Solenoid Valf kapasitele-rinin düşmesi, (b) Ekspansiyon valf iğnesinde ve geçiş memesinde erozyon-kavitas-yon meydana getirmesi, (c) Evaporatöre giden sıvı akışının ölçülü-kontrollü bir şekil-de yapılmasının aksatılmasıdır. Köpürmenin başlıca nedenleri ise: (a) Aşırı uzunluktasıvı boru hattı, (b) Kapasiteye göre yetersiz boru çapı seçimi, (c) Sıvı hattında çok faz-la düşey yükselme olması, şeklinde sıralanabilir. Köpürme'nin önlenmesi için en et-kin yol, sıvı soğutucu akışkanın doymuş sıvı şartlarının altındaki sıcaklıklara kadar aşı-rı soğutulmasıdır (Sub-cooling). Bunun miktarı uygulamanın durumuna göre 2 ile7°C arasında değişebilir. Sıvı boru hattında uygulanacak basınç kayıpları ise, ge-nellikle her tür soğutucu akışkan için 1°F (0.6°C) sıcaklık düşümü karşıtını geç-memelidir. 1°F sıcaklık düşümünün karşıtı, klima uygulamalarında, R12 için 2 psi,R22 için 3 psi olmaktadır. Akış hızları ise, sıvı darbesi, ses, titreşim gibi hususlar gö-zönünde bulundurularak 1.5 m/s üst sınırını aşmamalıdır. Ekspansiyon valf i ile eva-paratör arasındaki boru hattında akış hızı 0.75 m/s civarında tutulmalıdır.

4) Kondenser-Akışkan Deposu Arası Sıvı Boru Hattı: Bu boru hattı çoğunluklahava ile soğutmalı kondenseri havi soğutma sistemlerinde bulunmaktadır. Bu boruhattı eğer kullanılacaksa mümkün olduğu kadar Kısa tutulmalı, kondenser-sıvı akış-kan deposundan mümkün olduğu kadar yüksekte tutulmalı ve boru çapı yeterli ol-malıdır. Boru çapının yetersiz olması, kondenserde sıvı soğutucu akışkan yığılması-na sebep olacağı için kondenser-den yeterince yararlanılmaması-na ve kondenser kapasitesinin Kondenserdüşmesine yol açar. Bunun sonu- fr--~—-»cunda yoğuşma basıncı yüksele-rek hem aşırı güç sarfına hem desoğutma kapasitesinin düşmesinesebep olur. Kondenser-depo ara-sının çok uzun olmasının gerekti-ği hallerde, depo ile sıcak gaz gi-diş hattı arasına bir dengelemeborusu konulmalıdır (Şekil VIII-8).Kondenser sıvı akış hattı eşdeğerboru boyu 15 mt'den az ise ve sı-vı deposu girişinde kapama vana- j sıvı Deposusı yoksa veya yatay boru uzunlu-ğu 1-1.5 mt civarında ve konden-ser, deponun en az 1 mt daha yu-karısında ise bu taktirde dengele-

borusu konulmasına gerek

.Sıcak gaz

n f boru hattıi

| Dengeleme" t borusu

1/2-7/8"-1-1/8-2-1/8".2-5/8-4-1/8"-

...1/4"

...3/8"

...1/2"

Kompresör

Sıvı

meŞekil. VIII-8) Sıvı deposu-sıcak gaz boru hattıdengelemesikalmamaktadır. Konulmasına ge-

rek olduğu taktirde, dengelemeborusunun çapı, kondenser-sıvı deposu arası boru çapına bağlı olarak Şekil VIII-8üzerinde gösterilmiştir.


Aşağıda, boru çapının hesabı için verilen tablolar çalışma şartlarındaki soğutu-cu akışkan debisinin saptanması suretiyle hesaplama usulüne göre tertiplenmiştir.Bir çok literatürde ise net soğutma kapasitesinden gidilmek suretiyle boru çapı-nın saptanması esasına göre tertiplenen tablolara rastlanmaktadır. Bu tür tablo-lardaki değerlerin, verildiği çalışma şartlarından farklı olan çalışma şatlarına göredüzeltilmesi gerekmektedir. Aşağıda verilen tablolardaki değerler için buna gerekyoktur. Ancak, bu esasa göre hazırlanan tablolarda, gerçek çalışma şartlarındakisoğutucu akışkan debisinin bilinmesine gerek duyulacaktır. Bu debileri birim netsoğutma gücü için veren bir tablo aşağıda verilmektedir. Burada verilen değerlerbeher kcal/h soğutma gücünün sağlanması için sistemde dolaşımı gereken soğu-tucu akışkanın gram/h olarak debisini göstermektedir. Aynı değerler beher 1000kcal/h soğutma gücü için gerekli debinin kg/h karşıtı olarak da alınabilir.

Aşağıdaki tablodan bulunacak değerin, bahse konu olan soğutma sistemininnet soğutma kapasitesi ile çarpılması suretiyle, hesaplanması istenen sistemde,dolaşımı gereken soğutucu akışkan debisi bulunacaktır. Örneğin 7500 kcal/h so-ğutma kapasiteli, R12 soğutucu akışkanlı ve -10/+30°C şartlarında çalışan birsoğutma sisteminde dolaşımı gereken soğutucu akışkan debisi 7500 x 35,2 =264 000 gram/h olacaktır. Aşağıdaki Tablo VIII-4'de en sık rastlanan soğutucuakışkanlar, yani R12, R22, R502 ve Amonyak (R717) için birim soğutma gücü-nün sağlanmasına gerekli soğutucu akışkan debisi değerleri verilmiştir. Diğer so-ğutucu akışkanlar için akışkan debisinin bilinmesine gerek olduğu taktirde bahsekonu akışkanın doymuş buhar tablosundan, çalışma şartlarındaki buharlaşma ısı-sı alınmak suretiyle saptanabilir. Sayfa 380'de verilen örnekde bunun nasıl yapı-lacağı gösterilmiştir. Değişik soğutucu akışkanların doymuş buhar tabloları vebunlarla ilgili diğer teknik doneler bir çok soğutma literatüründe verilmektedir.Bunlardan, ASHRAE Handbook 1981 Fundamentals güvenilir bir kaynak olarakkabul edilebilir.

Bu bölümde ayrıca, soğutma kapasitesi bazına göre verilmiş "Boru Çapı-ÇabukHesap Tabloları" bulunmaktadır (Bak: Tablo VIII-27). R-12, R-22 ve R-717 /amonyak boru çaplarının çabuk hesabı amacıyla verilen Tablo VIII-27'de soğutmakapasiteleri ton/frigo olarak gösterilmiş olup bunlar kolayca kcal/h birimlerine dö-nüştürülebilir. Üç ayrı "toplam boru eşdeğer uzunluğu" için verilmiş olan bu tablo-larda 15, 30 ve 60 metre eşdeğer boru uzunlukları sırasıyla "Yakın", "Orta" ve"Uzun" borulu sistem olarak nitelendirilmiştir. Herbir tabloda değişik çaplı Sıvı,Emiş ve Sıcak Gaz borularının taşıyabileceği soğutma kapasiteleri ton/frigo olarakgösterilmiştir. Dikkat edilmesi gereken husus, çalışma şartlarındaki yoğuşum ve bu-harlaşma sıcaklıklarına göre kapasite değerlerinin düzeltilmesinin gerektiğidir vedüzeltme katsayıları Tablo VIII-27'nin alt kısmında verilmiştir. Halbuki, soğutucuakışkan debilerine göre verilen alttaki tablolarda böyle bir düzeltmeye gerek kalma-maktadır.

IW' f

İi"


M- r

Tablo. VIII-4) Beher kcal/h Net Soğutma Kapasitesi İçin Yaklaşık Olarak Dolaşımı Ge-reken Soğutucu Akışkan Miktarı (gram/saat) Olarak. (Aynı Değerler 1000 kcal/h içinkg/h Olarak Kullanılabilir.

1Soğ

utuc

uA

kışk

an

CMT -

tr

CMCM

CC

R

71

7 /

Am

on

ya

k|

R 5

02

IYoğu

şum

sıca

klığ

ı25

30

35

40

45

50

55

15

20

25

30

35

40

45

50

10

15

20

25

30

35

40

45

25

30

35

40

45

50

55

Buharlaşma/Evaporasyon Sıcakl ığı (°C)

-50

39.6

41.4

43.8

—

—

—

—

25.6

26.6

27.8

29.1

—

—

—

—•

3.66

3.74

3.81

3.91

3.99

4.09

—

—

44.2

47.7

51.4

55.7

61.2

67.6

—

-40

38.1

39.7

41.9

44.1

46.4

—

—

24.7

25.7

26.9

28.0

29.5

—

—

—

3.61

3.68

3.76

3.84

3.93

4.02

4.12

—

42.0

45.0

48.4

52.2

56.9

62.7

69.3

-30

36.6

38.1

40.0

42.1

44.5

—

—

24.0

25.0

26.1

27.3

28.6

30.0

—

—

3.56

3.63

3.70

3.78

3.87

3.96

4.06

4.16

40.1

42.6

45.7

49.1

52.9

58.1

63.8

-20

35.1

36.6

38.3

40.1

42.2

44.6

—

23.3

24.3

25.3

26.6

27.6

29.1

30.3

—

3.51

3.57

3.66

3.74

3.82

3.92

4.00

4.10

38.1

40.5

43.2

46.2

50.0

54.1

59.4

-15

34.4

35.9

37.5

39.2

41.3

43.4

45.9

23.1

24.1

25.1

26.1

27.3

28.6

29.9

30.8

3.49

3.56

3.63

3.71

3.79

3.88

3.97

4.08

37.2

39.6

42.1

45.0

48.3

52.4

57.4

-10

33.8

35.2

36.8

38.5

40.4

42.4

44.7

22.8

23.7

24.7

25.8

26.8

28.2

29.4

30.4

3.47

3.53

3.61

3.69

3.76

3.86

3.95

4.04

36.4

38.7

40.9

43.8

46.9

50.9

55.1

-5

33.2

34.6

36.1

37.7

39.6

41.5

43.7

—

23.3

24.3

25.4

26.5

27.6

29.1

30.0

—

3.51

3.59

3.66

3.74

3.83

3.92

4.01

35.7

37.8

40.0

42.7

45.7

49.3

53.6

0

32.7

34.1

35.5

37.0

38.8

40.6

42.8

—

—

24.1

25.2

26.1

27.4

28.6

29.6

—

—

3.58

3.65

3.72

3.81

3.91

3.99

35.0

36.9

39.2

41.5

44.6

48.0

52.2

+5

32.1

33.4

34.8

36.3

38.1

39.8

41.9

—

—

—

24.8

25.8

27.0

28.3

29.2

—

—

—

3.63

3.70

3.79

3.88

3.98

34.1

36.3

38.3

40.7

43.7

46.8

50.6

+10

31.6

33.0

34.2

35.6

37.4

39.2

41.1

—

—

—

—

25.5

26.6

27.9

28.8

—

—

—

—

3.68

3.78

3.86

3.96

33.6

35.8

37.7

40.1

42.8

45.9

49.5


Buradan bulunan değeri aşağıdaki tablolardan, çapı bulunmak istenen boru-nun yaptığı göreve uygun olan tablo üzerinde ve demir veya bakır boru kullan-ma durumuna göre seçmek gerekecektir. Bu bölümün soğutucu akışkan boru-larıyla ilgili kısmının başında (Bak Parag. VIII-2 boru çaplarının hesaplanması)soğutma sistemi boru tesisatında sıcaklık düşümü ve karşıtı olan basma kayıp-ları için uygulamada kullanılan değerler verilmişti. Bu değerleri, bahse konuolan uygulamanın eşdeğer toplam boru uzunluğuna bölerek tablolarda gösteri-len 100 mt boru boyundaki sıcaklık/basınç düşümüne uygulamak suretiyle veçalışma şartlarındaki sıcaklığa uygun olan kolonda bu değer bulunarak sağ ta-rafa yatay yönde ilerleyip çapı bulunmak istenen sistemin gerektirdiği akış de-bisi aranıp en yakın değer bulunarak bu kolonun boru çapı, üstteki değer ola-rak alınır. Aşağıda verilen örnek bu işlemin yapılışını ve basitliğini göstermek-tedir.

Örnek: Sayfa 379'daki örnekte verilen donelere göre emiş borusu çapı ne ol-malıdır?

R12 soğutucu akışkan debisi Tablo VIII-4'den -10/+30°C şartları için 35,2gr/h beher kcal/h olarak verilmiş olup 12000 kcal/h için 35,2 x 12000 / 1000= 422,4 kg/h olacaktır. Bu akışkan debisine göre ve 25 metre eşdeğer boru bo-yunda 1.1 °C emiş hattı kaybı verecek boru çapını bulmak üzere 100 mt boru bo-yuna isabet eden sıcaklık düşümünü saptamak gerekecektir ve bu (1.1 / 25) x 100= 4.4°C olarak kolayca bulunur. Aşağıda R12 emiş hattı için verilen Tablo VIII-7'den, -10°C evaporasyon sıcaklığı kolonunda 4.4°C sıcaklık düşümü aranır. Bu-na en yakın değerler 3.7 ve 4.9°C olarak bulunmaktadır. Bu iki değerden yatayolarak sağa doğru ilerlenerek 420 kg/h debi değeri aranır. Bakır boru çaplarını ve-ren skalanın 1-3/8" boru çapı kolonunda 425 ve 360 kg/h debi değerleri aranandeğere en yakın değerler olup 425 kg/h debi değeri 4.9°C sıcaklık kaybına ait birdeğer olduğundan emiş borusundaki toplam sıcaklık düşümü 4.9°C x 25/100 =1.2°C civarında olacak demektir. Ekonomik bir boru çapı seçmiş olmanın ötesin-de yağın sürüklenebilmesi bakımından da boru çapını bir büyük standart boyutolan 1-5/8" olarak seçmek uygun olmayacağından buradaki uygulama için boruçapı 1-3/8" olarak alınabilir. Sayfa 381'de hesaplama suretiyle bulunan sonuç,bakır boru çapını 1-1/8" olarak vermiş idi ve aynı sayfada bunun yetersiz olduğubelirtilmişti. Bununla, tablolardan yararlanılarak boru çaplarının saptanmasınınkolaylığına ve bulunan sonucun sıhhatliliğine bir defa daha dikkatin çekilmesiamaçlanmaktadır.

Aşağıda, dört ayrı soğutucu akışkan için verilen tabloların, esas olarakdörtlü gruplar halinde bulunduğu (Basma, Sıvı, Emiş, Yoğuşum) görülecektir.Belirli bir boru devresinin çapları hesaplanırken, önce kullanılacak tabloyudoğru olarak seçmiş olmak gerekmektedir. Diğer yandan, R-12, R-22 veR-502 tablolarında hem demir boru hem de Tip-L bakır boru çapları için de-ğerler verilmiştir ve kullanılacak boru cinsi bunlardan hangisi ise seçim bunauygun kolonlardan yapılmalıdır. Amonyak için sadece demir boru çapları veril-miştir.


c

O

c

>

Hm

W(O

Tab

iİD

O

(O

d>

E§

c3

3

3

O

ı _

tÜJ

Eoo

to. VIII-5),R-12 Basma/Sıcak <3az Boruları için Seçim Tablosu ve

Yoğufun/KondenzasfOn $ çaldığı (*C)

20

AP

—

—

4.6

3.6

2.8

2.2

1.7

1.4

1.04

0.81

0.63

0.51

0.39

0.31

0.24

0.15

0.09

At

—

—

27.3

21.7

17.3

13.4

10.5

8.2

6.4

5.1

4.0

3.1

?4

1 <l

1 S

0.91

0.55

25

Ap

—

—

4.0

3.1

2.5

1.9

1.5

1.2

0.92

0.71

0.57

0.44

0.35

0.27

0.21

0.13

0.06

At

—

—

21.8

17.3

13.6

10.4

8.3

6.4

5.1

4.0

3.1

2.4

IfiS

1 S

1 ?

0.73

0.44

30

AP

—

4.4

3.5

2.7

2.1

1.7

1.3

1.02

0.81

0.63

0.5

0.38

0.3

0.23

0.19

0.12

0.07

At

—

22.2

17.5

13.7

10.7

8.3

6.5

5.1

4.1

3.2

2.5

1.9

1 S

1 ?

( 1 *

0.57

0.35

35

AP

—

4.1

3.1

2.4

1.9

1.5

1.2

0.92

0.71

0.57

0.43

0.34

0.27

0.21

0.16

0.10

0.06

At

—

18.2

14.2

11.1

8.6

6.7

5.3

4.1

3.3

2.5

2.0

1.55

1 ??

n%

(17S

0.46

0.28

40

Ap

4.S

3.5

2.8

2.15

1.7

1.2

1.04

0.81

0.63

0.51

0.39

0.3

0.24

0.19

0.14

0.09

0.06

At

18.6

14.7

11.5

9.0

7.1

5.5

4.3

3.4

2.6

2.1

1.64

1.27

(1<K

078

(161

0.37

0.23

45

AP

4.0

3.1

2.44

1.9

1.5

1.16

0.92

0.74

0.57

0.44

0.35

0.27

0.21

0.17

0.13

0.06

—

At

15.3

11.8

9.3

7.3

5.7

4.5

3.5

2.73

2.2

1.7

1.3

1.04

nfi?

(1*4

(149

0.3

—

50Ap

3.6

2.8

2.2

1.7

1.34

1.04

0.32

0.65

0.51

0.40

0.31

0.24

0.19

o.ı s

0.12

0.07

—

At

12.6

9.6

7.6

5.9

4.6

3.6

2.9

2.2

1.8

1.4

1.1

0.84

nfifi

ns?

n4

0.25

—

55

Ap

3.22

2.42

1.96

1.6

1.23

0.95

0.75

0.58

0.46

0.36

0.28

0.22

0.17

0.14

0.11

0.07

—

At

10.4

8.1

6.3

4.9

3.9

3.0

2.4

1.9

1.6

1.1

0.9

0.7

ns

(14

(13

0.2

—

7/ar

860

750

660

530

510

450

395

345

300

265

230

200

175

155

136

103

80

Akış Debileri (kg/h)

Bakır Bonı

1-1/fc-

1730

isio

1330

1170

1030

900

795

690

612

535

470

410

360

315

275

210

160

1-3/8"

3000

2600

2300

2000

1780

1570

1380

1200

1060

930

810

710

630

550

435

370

280

Cap-O-D-fTip-L)

« T

4700

4120

3620

3200

2850

2500

2200

1900

1700

1500

1300

1130

looo

870

760

585

450

2-1/fc-

9630

8430

7500

6600

5800

5130

4500

3960

3460

3060

2690

2330

2070

1800

1590

1200

925

17.000

15.000

13.200

11.700

10.200

9000

7950

6960

6170

5400

4730

4160

3660

3230

2800

2170

1660

27.000

24.000

21.000

18.500

16.500

14.500

12.750

11.000

9800

8600

7600

6660

5850

5100

4500

3450

2650

demir Bonı Çapı (Sch.40)

1-1/4"

2.800

2475

2180

1950

1700

1525

1330

1180

1040

925

815

720

640

565

500

390

300

ı-ıft-

4200

3720

3275

2900

2570

2270

2000

1760

1660

1390

1225

1080

955

850

750

S3S

450

2"

8100

7160

6300

5630

4900

4350

3860

3440

3020

2660

2350

2100

1840

1630

1440

1130

880

2-lft"

13.000

11.500

10.000

9000

7900

6950

6200

5440

4300

4270

3780

3300

2965

2585

2300

1800

141S

3"

23.000

20.000

17.700

15.700

13.950

12.250

10.900

9600

8500

7530

6660

5875

5180

4625

4080

3180

2475

(al

İSTablo. VIII-6) R-12 Sıvı/Likit Boruları İçin Seçim Tablosu ve Akış Debileri (kg/h)

oci—>>

CflOo<c

>

-H

m

Sm Sıcaklığı (°C)

-20

1.97

1.60

1.30

1.05

0.85

0.69

0.55

0.46

0.37

0.29

0.24

0.19

0.16

0.13

0.10

0.08

0.07

+10

2.01

1.63

1.32

1.07

0.87

0.70

0.56

0.47

0.37

0.29

0.24

0.19

0.16

0.13

0.10

0.08

0.07

+30

2.07

1.68

1.35

1.10

0.89

0.72

0.58

0.48

0.38

0.30

0.25

0.20

0.17

0.14

0.11

0.09

0.08

+50

2.18

1.75

1.42

1.15

0.92

0.75

0.60

0.50

0.40

0.32

0.26

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.08

Bakır Boru Çapı - O.D. (Tip-L)

1/2"

580

516

460

410

364

326

288

255

225

200

180

160

140

125

110

98

87

5/8"

1060

955

860

770

685

610

545

480

430

380

336

300

266

235

210

185

165

7/8" h-1/8'

2880

2580

2290

2040

1820

1620

1440

1280

1140

1010

900

800

710

630

560

498

442

5850

5210

4650

4140

3700

3290

2940

2610

2315

2060

1840

1630

1455

1290

1145

1020

910

1-3/8

10.200

9140

8150

7260

6460

5760

5150

4580

4080

3600

3200

2870

2550

2270

2020

1800

1600

1-5/8

16.000

14.500

12.900

11.450

10.250

9160

8160

7250

6460

5740

5150

4570

4080

3610

3210

2850

2530

2-1/8

33.00C

29.80C

26.50C

23.700

21.200

19.000

16.900

15.000

13.400

12.000

10.630

9500

8460

7550

6720

5980

5320

Sıvı Sıcaklığı

+10

2.12

1.75

1.39

1.13

0.92

0.75

0.60

0.48

0.39

0.32

0.26

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.07

30

2.25

1.82

1.46

1.17

0.96

0.78

0.63

0.51

0.41

0.33

0.27

0.22

0.18

0.14

0.11

0.09

0.07

50

2.40

1.91

1.57

1.26

1.03

0.83

0.67

0.54

0.44

0.35

0.29

0.23

0.19

0.15

0.12

0.10

0.08

Demir Boru Çapı (Sch.40)

3/4"

2690

2420

2170

1950

1750

1575

1415

1260

1135

1015

910

815

730

650

580

520

465

1"

5100

4600

4090

3685

3275

2980

2650

2380

2135

1920

1730

1550

1390

1240

1100

990

885

1-1/4

10.50C

9450

8500

7600

6800

6150

5500

4950

4400

4000

3560

3200

2880

2585

2300

2070

1850

1-1/2

15.60C

14.20C

12.75C

11.425

10.300

9250

8300

7425

6690

5985

5385

4840

4340

3875

3500

3115

2800

30.00

27.50ı

24.50C

22.00C

20.0OC

17.80C

16.00C

14.500

13.000

1.500

0.400

9350

8400

7530

6750

6000

5440

cf—

odH

>H

m

Ğ5<

(O

Tablo. V1I1-7) t

£

OT"

a

o•e

=

ocod>

Iâ

ca

ınlu

jb

orı

cb

E

]OL

J

RJ:1 Emiş Borularıİçin Seçim

Evaporasyon Sıcaklığı (*C)

+10

AP

1.1

0.8

0.61

0.47

0.37

0.28

0.21

0.1 S

0.12

0.09

0.07

0.05

0.04

0.03

0.02

—

—

At

8.2

6.2

4.6

3.7

2.7

2.1

1.6

1.2

0.90

0.65

0.53

037

0.30

0.23

0.18

—

—

0

AP

1.6

1.1

0.86

0.67

0.51

0.38

0.28

0.21

0.1 6

0.1 2

0.09

0 17

0.05

0.04

0.03

—

—

At

15

11

8.5

6.2

4.8

3.6

2.7

2.0

1.6

1.2

0.91

0 fifi

0.60

0.40

0.29

—

—

-10

AP

2.1

1.6

1.2

0.9

0.7

0.53

0.40

0.28

0.23

0.17

0.13

0.10

0.08

0.06

0.04

0.03

—

At

26

19

15

11

8.5

6.5

4.9

3.7

2.8

2.1

1.6

1 ?

0.92

0.70

0.54

0.31

—

-20

AP

—

2.2

1.7

1.3

0.93

0.74

0.57

0.41

0.32

0.23

0.18

0.14

0.11

0.08

0.06

0.04

—

At

—

36

28

21

16

13

9.1

6.8

5.2

4.0

3.0

2.2

1.7

1.3

1.0

0.57

—

-30

AP

—

—

—

1.8

1.4

1.1

0.8

0.6

0.47

0.35

0.26

0.20

0.15

0.12

0.09

0.05

0.03

At

—

—

—

44

33

24

18

14

11

8

6.3

4S

3.5

2.6

2.1

1.2

0.67

Tablosu

-35

Ap

—

—

—

—

—

1.3

ı.o

0.74

0.57

0.42

0.32

0.24

0.1 9

0.14

0.10

0.06

0.04

At

—

—

—

—

—

36

27

20

15

11.5

8.8

fifi

5.1

3.8

2.9

1.6

1.0

ve Akış Debileri (kg/h)

-40

AP

—

—

—

—

—

—

1.2

0.9

0.7

0.5

0.4

03

0.23

0.17

0.13

0.08

0.04

At

—

—

—

—

—

—

40

29

23

17

13

10

7.5

5.6

4.4

2.5

1.4

Bakır Bonı Çap - O.D. (rip-L)

112

95

83

71

61

S3

45

38

33

28

—

—

—

—

—

—

—

296

250

218

188

162

140

120

102

88

76

65

56

48

41

35

—

—

1-1/İ8"

600

51 0

440

380

325

285

240

21 0

180

155

130

110

93

84

70

52

38

1035

875

765

655

570

490

425

360

31 S

270

230

195

170

146

126

92

53

« T

1636

1375

1225

1040

910

790

660

570

495

425

365

315

270

230

200

148

108

3350

2860

2510

2170

1880

1630

1400

1200

1030

885

760

660

565

485

420

305

225

6000

5030

4410

381 0

3290

2860

2450

2090

1820

1565

1350

1160

985

855

740

544

405

9400

8120

7100

6040

5250

4580

3910

3350

2940

2500

2170

1850

1600

1360

1İ9S

870

650

Demir Bonı Çapı (Sch.40)

ı-irt-

990

870

755

650

570

490

430

370

325

280

245

210

185

160

140

102

78

1-16

1500

1290

1140

930

850

750

640

555

490

420

365

320

275

240

205

155

115

2"

2880

2500

21 75

1900

1630

1440

1225

1075

940

815

705

610

530

460

400

300

225

4600

3970

3495

2990

2610

2270

1975

1715

1495

1290

1120

930

850

735

640

480

360

3"

8050

7070

61 20

5300

4625

4025

3470

3020

2650

2285

1935

1740

1495

1305

1140

855

640

Tablo. VllI-8) R-12 için KONDENSER ile SOĞUTUCU AKIŞKAN DEPOSU/RESİ-VER Arası Boru Çapı Seçim Tablosu ve Akış Debileri (kg/h)

Sıvı

sıc.(°C)10

20

30

40

50

1

5/8"

378

367

356

345

335

3akır Boru Dış Çapı

7/8"

785

762

740

717

695

1-1/B"

1337

1300

1260

1220

1185

1-3/8"

2035

1975

1920

1860

1800

-O.D.

1-5/8"

2875

2795

2710

2630

2545

(Tipi

2-1/8"

5000

4855

4715

4570

4426

>

2-5/8"

7700

7480

7260

7040

6820

3/4"

872

847

822

797

772

Demir/Çelik Boru (sch.40)

1"

1395

1355

1315

1275

1235

1-1/4"

2410

2345

2275

2205

2135

1-1/2"

3285

3190

3095

3000

2910

2"

5200

5050

4905

4755

4605

Not: Akış hızları 0.5 m/s alınmıştır.

2-1/2"

7730

7510

7290

7065

6845

Tablo. VIII-9) R-12Gerekli Min. HİZ ve

için DÜŞEY EMİŞ BORULARINDA Yağın Sürüklenebilmesi içinKAPASİTELER (+40°C Yoğuşum Sıcaklığında)

BakırboruDış

çapıO.D.

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Emiş Gazı Sıcaklığı (°C)

-40

Hız(m/s)

7.6

8.7

9.6

10.5

12.0

13.3

14.8

Kpst.Ton/R

0.28

0.54

0.87

1.38

2.85

4.6

7.5

-30

Hız(m/s)

5.9

6.8

7.5

8.2

9.3

10.4

11.3

Kpst.Ton/R

0.33

0.65

1.10

1.73

3.40

5.9

9.2

-20

Hız(m/s)

4.6

5.3

5.8

6.3

7.3

8.1

8.9

Kpst.Ton/R

0.40

0.80

1.30

1.90

4.0

6.8

10.8

-10

Hız(m/s)

3.6

4.1

4.5

4.9

5.7

6.4

7.0

KpstTon/R

0.45

0.90

1.50

2.40

4.7

7.8

12.6

0

Hız(m/s)

2.9

3.3

3.6

3.9

4.6

5.1

5.6

KpstTon/R

0.50

1.10

1.80

2.70

5.5

9.5

14.7

+10

Hız(m/s)

2.6

3.0

3.3

3.5

4.1

4.44.7

KpstTon/R

0.55

1.35

2.23

3.40

7.0

11.2

17.5

Tablo. VIII-10) R-12 için DÜŞEY BASMA/SICAK GAZ BORULARINDA Yağın Sürük-lenebilmesi için Gerekli Min. HIZ ve KAPASİTELER (+5°C Emiş Gaz Sıc.'da)

BakırboruDış

çapıO.D.

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Yoğuşum Sıcaklığı (°C)

+25

Hız(m/s)

2.1

2.4

2.64

2.9

3.32

3.7

4.1

Kpst.Ton/R

0.77

1.46

2.5

3.9

7.7

13.4

20.4

+30

Hız(m/s)

1.94

2.22

2.45

2.7

3.1

3.43

3.75

Kpst.Ton/R

0.78

1.50

2.52

3.95

7.9

13.8

21.0

+35

Hız(m/s)

1.8

2.05

2.28

2.52

2.88

3.18

3.48

Kpst.Ton/R

0.80

1.56

2.54

4.0

8.0

13.9

21.3

+40

Hız(m/s)

1.68

1.92

2.13

2.31

2.66

2.94

3.23

KpstTon/R

0.82

1.60

2.60

4.0

8.0

14.0

22.0

+45

Hız(m/s)

1.57

1.77

1.98

2.14

2.48

2.74

3.0

KpstTon/R

0.82

1.60

2.60

4.0

8.0

14.0

22.0

+50

Hız(m/s)

1.46

1.65

1.83

2.0

2.3

2.54

2.78

KpstFon/R

0.82

1.60

2.60

4.0

8.0

14.0

22.0

Not: Kısmi yüklerde çalışma halinde yeterli hız sağlanması için yukarıdaki Tablo:VIII-9 ve 10'daki hız vekapasite değerleri %25 arttırılmalıdır.

i;

IJr t

iW' r

, v


od>

>

oc

>

H

m

toen

Tablo. VIII-11)

nuın

°C)

Düş

•2

1CM

o

i

12"I

20

Ap

—

—

4.5

3.5

2.7

2.1

1.7

1.4

1.04

0.81

0.63

0.51

0.39

0.31

0.24

0.15

0.09

At

—

—

17.1

13.6

10.6

8.3

6.5

5.0

4.0

3.1

2.5

2.0

1.5

1.2

0.94

0.58

0.35

2!

—

—

3.9

3.1

2.4

1.9

1.5

1.15

0.92

0.71

0.56

0.44

0.35

0.27

0.21

0.13

0.08

R-12 Basma/SıcakGa,

Yoğuşum/Kondenzasyon

At

—

—

13.7

10.8

8.3

6.6

5.1

4.1

3.2

2.4

2.0

1.5

1.2

0.93

0.73

0.45

0.28

30

Ap

—

4.4

3.4

2.7

2.1

1.7

1.3

1.03

0.81

0.63

0.51

0.39

0.30

0.24

0.19

0.12

0.07

At

—

138

10.9

8.6

6.7

5.4

4.2

3.2

2.5

2.0

1.5

1.24

0.96

0.76

0.61

0.37

0.22

35

Ap

—

3.9

3.0

2.4

1.9

1.5

1.15

0.91

0.71

0.56

0.44

0.35

0.27

0.21

0.17

0.10

0.06

At

—

11?

8.7

6.9

5.4

4.3

3.3

2.6

2.0

1.6

1.3

1.0

0.77

0.61

0.48

0.29

0.18

: Boruları için „

sıcaklığı

40

Ap

4.4

3.4

2.7

2.1

1.6

1.3

1.03

0.8

0.63

0.51

0.39

0.30

0.24

0.19

0.16

0.09

—

At

11.5

91

7.0

5.5

4.4

3.5

2.7

2.1

1.6

1.3

1.04

0.8

0.64

0.50

0.4

0.24

—

(°C)

45

Ap

4.0

3.1

2.4

1.9

1.5

1.16

0.92

0.72

0.56

0.44

0.35

0.27

0.21

0.17

0.13

0.08

—

At

9.5

73

5.8

4.6

3.6

2.8

2.2

1.7

1.3

1.0

0.82

0.65

0.51

0.41

0.31

0.19

—

Seçim Tablosu ve

50

Ap

3.5

2.8

2.1

1.7

1.3

1.04

0.81

0.64

0.51

0.39

0.31

0.24

0.19

0.15

0.12

—

—

At

7.7

R1

4.7

3.7

2.9

2.3

1.8

1.4

1.1

0.86

0.68

0.53

0.42

0.33

0.26

—

—

55

Ap

3.1

2.5

1.9

1.5

1.2

0.93

0.74

0.58

0.45

0.36

0.27

0.21

0.17

0.13

0.10

—

—

At

6.4

5 0

4.0

3.1

2.4

1.8

1.5

1.16

0.91

0.71

0.57

0.44

0.35

0.27

0.22

—

—

7/8"

890

780

690

600

530

460

410

360

315

280

240

210

190

165

140

110

—

Akış

Bakır

1-1/8"

1780

1575

1390

1220

1070

945

830

715

640

560

490

435

380

330

290

220

172

Debileri (kg/h)

Boru

1-3/8"

3100

2750

2400

2100

1860

1650

1440

1260

1115

980

850

760

655

580

510

390

300

Çapı -

1-5/8"

4900

4300

3800

3370

2960

2580

2300

2000

1760

1550

1360

1200

1040

920

810

615

480

O.D.

2-1/8"

10.000

8900

7800

6950

6000

5350

4700

4150

3640

3200

2800

2450

2175

1910

1670

1300

985

Tip-L)

2-5/8"

17.700

15.600

13.750

12.200

10.700

9425

8300

7340

6400

5650

4985

4350

3835

3370

2980

2300

1765

3-1/8"

28.000

25.000

22.000

19.300

17.000

15.000

13.200

11.700

10.300

9000

7900

6975

6100

5380

4730

3670

2800


1-1/4"

2900

2580

2280

2020

1780

1575

1410

1230

1090

950

850

760

665

600

525

400

320

1-1/2'

4350

3835

3400

3000

2650

2380

2100

1850

1640

1450

1290

1140

1000

880

780

610

480

2"

8350

7400

6550

5800

5160

4550

4050

3560

3170

2780

2460

2190

1940

1720

1525

1200

925

2-1/2"

13.300

11.800

10.400

9250

8160

7230

6400

5680

5030

4460

3940

3480

3080

2720

2420

1900

1480

3"

23.500

21.000

18.400

16.300

14.500

12.700

11.400

10.000

8880

7880

6930

6160

5440

4840

4300

3330

2600

o>

Oci—>

>

r̂coO

cH

>H

m

Tablo. VIH-12) R-22 Sıvı/Likit Boruları İçin Seçim Tablosu ve Akış Debileri (kg/h)

Sıvı Sıcaklığı (°C)

-20

2.07

1.69

1.37

1.12

0.90

0.73

0.59

0.47

0.38

0.31

0.25

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.07

+10

2.17

1.78

1.42

1.15

0.93

0.77

0.61

0.49

0.40

0.32

0.26

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.07

+30

2.29

1.88

1.50

1.20

0.98

0.79

0.64

0.52

0.42

0.34

0.27

0.22

0.18

0.14

0.11

0.09

0.07

+50

2.43

2.00

1.61

1.29

1.04

0.84

0.69

0.55

0.44

0.36

0.29

0.24

0.19

0.15

0.12

0.10

0.08

Bakır Bonı Çapı - O.D. (Tip-L)

1/2"

585

520

460

410

365

325

290

255

225

200

180

160

140

125

110

98

87

5/8"

1100

982

870

775

694

607

544

486

430

382

340

302

268

238

210

186

166

7/8" 1-1/8"

2900

2600

2310

2060

1836

1632

1455

1292

1125

1022

910

813

718

640

568

500

445

1-3/8"

5900 10.300

5250

4700

4200

3740

3330

2960

2640

2340

2090

1850

1660

1470

1300

1156

1030

922

1-5/8"

9200

8160

7310

6520

5850

5160

4620

4080

3640

3260

2900

2580

2300

2040

1800

1600

2-1/8"

16.300

14.500

13.000

11.500

10.300

9240

8190

7300

6500

5820

5160

4600

4080

3640

3230

2890

2570

34.000

30.000

27.000

24.000

21.500

19.000

17.000

15.250

13.600

11.500

10.800

9600

8500

7600

6800

6000

5380

Sıvı Sıcaklığı

+10

2.16

1.76

1.41

1.15

0.93

0.75

0.61

0.49

0.39

0.32

0.26

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.07

30

2.30

1.85

1.50

1.21

0.98

0.80

0.64

0.52

0.42

0.34

0.28

0.22

0.18

0.15

0.12

0.10

0.08

50

2.50

2.02

1.61

1.31

1.04

0.87

0.69

0.55

0.45

0.37

0.30

0.24

0.20

0.16

0.13

0.10

0.08


3/4"

2600

2350

2100

1900

1700

1525

1360

1225

1100

980

875

775

700

635

565

505

450

1"

4950

4450

4000

3580

3200

2890

2585

2325

2090

1870

1680

1500

1350

1200

1080

965

865

1-1/4"

10.200

9200

8250

7430

6650

5985

5360

4800

4330

3860

3475

3110

2810

2500

2240

2000

1800

1-1/2*

15.300

13.880

12.375

11.140

9975

9000

8030

7200

6500

5850

5200

4690

4200

3780

3375

3000

2700

2"

29.500

26.500

24.000

21.500

19.500

17.500

15.600

14.000

12.500

11.250

10.100

9050

8150

7300

6500

5850

5250

oc>>

o0<c

>H

m

(O

Tablo. VIII-13)

a

î

i

eSto

§

î

ı|I

Roo

+10

Ap

1.1

0.83

0.62

0.49

0.36

0.28

0.21

0.16

0.12

0.09

0.07

0.05

0.04

—

—

—

—

At

5.1

4.0

2.95

2.22

1.68

1.32

1.00

0.76

0.58

0.43

0.33

0.25

0.19

—

—

—

—

R-22 Emiş Borular(için Seçim

Evaporasyon Sıcaklığı (°

0

Ap

1.6

1.14

0.86

0.64

0.51

0.37

0.28

0.22

0.16

0.12

0.09

0.07

0,05

0.04

0.03

—

—

At

9.1

6.9

5.3

4.0

3.0

2.3

1.73

1.31

0.98

0.75

0.57

0.43

0.33

0.25

0.19

—

—

-10

Ap

2.1

1.6

1.18

0.9

0.68

0.52

0.39

0.30

0.22

0.17

0.13

0.10

0.07

0.05

0.04

0.03

—

At

6.4

2.4

9.3

7.0

5.4

4.1

3.1

2.3

1.76

1.33

1.02

0.76

0.58

0.43

0.33

0.19

—

-20

Ap

—

—

1.7

.26

0.97

0.74

0.56

0.41

0.32

0.24

0.18

0.14

0.10

0.08

0.06

0.04

—

At

—

—

17.7

13.5

10.2

7.6

5.8

4.4

3.3

2.5

1.9

1.45

1.09

0.83

0.63

0.36

—

C)

-30

Ap

—

—

—

1.84

1.40

1.04

0.81

0.61

0.46

0.35

0.26

0.20

0.15

0.11

0.09

0.05

0.03

At

—

—

—

25.8

9.7

14.7

11.4

8.6

6.5

4.9

3.7

2.8

2.1

1.62

1.24

0.70

0.40

Tablosu

-35

Ap

—

—

—

—

1.73

1.29

0.98

0.75

0.56

0.42

0.32

0.24

0.18

0.14

0.11

0.06

0.04

At

—

—

—

—

28.2

22.0

16.4

12.5

9.4

7.0

5.4

4.0

3.0

2.3

1.75

1.02

0.58

i ve

-40

Ap

—

—

—

—

—

1.6

1.2

0.91

0.69

0.53

0.40

0.30

0.23

0.17

0.13

0.07

0.05

At

—

—

—

—

—

31

23.7

18.2

13.6

10.4

7.8

5.9

4.6

3.5

2.6

1.5

0.85

Akış iDebileri (kg/h)

Bakır Boru Çapı - O.D. (Tip-L)

5/8"

122

105

90

78

66

57

49

42

36

31

26

—

—

—

—

—

—

7/8"

320

275

235

200

175

152

130

110

96

82

70

60

52

45

38

28

—

1-1/8"

645

560

480

410

355

305

265

225

995

168

145

122

106

91

78

57

42

1-3/8"

1130

965

835

725

620

533

462

397

340

294

250

216

186

160

138

100

74

1-5/8"

1770

1540

1320

1145

980

845

725

625

540

465

400

344

296

250

218

160

118

2-1/8"

3670

3180

2720

2365

2040

1760

1515

1295

1130

962

826

716

612

528

455

335

246

2-5/8"

6500

5575

4825

4170

3600

3100

2690

2310

1975

1710

1480

1265

1088

938

800

595

438

3-1/8"

10.300

8900

7650

6660

5740

4950

4280

3685

3180

2750

2350

2025

1750

1500

1290

955

705


1-1/4"

1090

950

820

720

620

540

470

408

353

308

266

230

200

175

150

115

85

1-1/2"

1630

1425

1235

1075

935

815

705

610

530

460

400

348

302

262

227

170

128

2"

3170

2750

2375

2075

1800

1565

1360

1175

1030

890

775

670

580

505

440

330

250

2-1/2"

5000

4350

3800

3300

2870

2500

2175

1875

1630

1425

1240

1075

930

800

700

525

395

3"

8800

7650

6700

5850

5075

4420

3820

3320

2900

2500

2175

1890

1645

1430

1250

935

706

Tablo. VIII-14) R-22 için KONDENSER ile SOĞUTUCU AKIŞKAN DEPOSU/RESİ-VER Arası Boru Çapı Seçim Tablosu ve Akış Debileri (kg/h)

Sıvısıc.(°C)

10

20

30

40

50

Bakır Boru Dış Çapı -O.D. (Tip-L)

5/8"

440

425

410

395

385

7/8"

910

880

850

820

790

1-1/8"

1550

1500

1455

1400

1355

1-3/8"

2370

2295

2220

2145

2070

1-5/8"

3340

3230

3125

3020

2915

2-1/8"

5825

5640

5455

5270

5085

2-5/8"

8990

8700

8420

8130

7850


3/4"

995

965

930

900

870

1"

1640

1590

1535

1485

1430

1-1/4"

2810

2720

2630

2545

2455

1-1/2"

3835

3715

3590

3470

3350

2"

6060

5870

5675

5485

5290

2-1/2"

9020

8730

8445

8160

7870

Not: Akış hızlan 0.5 m/s alınmıştır.

Tablo. VIII-15) R-22 için DÜŞEY EMİŞ BORULARINDA Yağın Sürüklenebilmesi içinGerekli Min. HIZ ve KAPASİTELER (+40°C Yoğuşum Sıcaklığında)

BakırboruDış

çapıO.D.

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Emiş Gazı Sıcaklığı (°C)

-40

Hız(m/s)

6.9

7.8

8.6

9.4

10.5

12.0

13.3

Kpst.Ton/R

0.41

0.78

1.3

2.1

4.0

7.0

11.0

-30

Hız(m/s)

5.4

6.1

6.8

7.3

8.3

9.4

10.3

Kpst.Ton/R

0.48

0.92

1.6

2.5

4.7

8.5

13.1

-20

Hız(m/s)

4.2

4.8

5.2

5.7

6.2

7.3

7.9

Kpst.Ton/R

0.58

1.15

1.85

2.9

5.6

10.0

15.0

-10

Hız(m/s)

3.3

3.8

4.2

4.6

5.3

5.9

6.4

KpstTon/R

0.72

1.32

2.2

3.4

7.2

11.3

18.7

0

Hız(m/s)

2.6

3.0

3.3

3.7

4.2

4.7

5.1

KpstTon/R

0.78

1.52

2.5

4.1

8.0

14.0

21.0

+10

Hız(m/s)

2.2

2.5

2.7

3.0

3.4

3.8

4.1

KpstTon/R

0.85

1.80

3.0

4.8

10.0

15.0

22.0

Tablo. VIII-16) R-22 için DÜŞEY BASMA/SICAK GAZ BORULARINDA Yağın Sürük-lenebilmesi için Gerekli Min. HIZ ve KAPASİTELER (+5°C Emiş Gaz Sıc.'da)

BakırboruDış

çapıO.D.

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Yoğuşum Sıcaklığı (°C)

+25

Hız(m/s)

1.93

2.22

2.46

2.68

3.08

3.41

3.72

Kpst.Ton/R

1.16

2.2

3.7

5.7

11.2

20.0

30.0

+30

Hız(m/s)

1.8

2.05

2.29

2.5

2.84

3.16

3.48

Kpst.Ton/R

1.13

2.1

3.6

5.6

11.0

20.0

30.0

+35

Hız(m/s)

1.68

1.9

2.11

2.31

2.65

2.94

3.25

Kpst.Ton/R

1.1

2.1

3.6

5.6

11.6

20.0

30.0

+40

Hız(m/s)

1.56

1.76

1.98

2.16

2.48

2.75

3.02

KpstTon/R

1.1

2.2

3.7

5.6

11.6

20.0

30.0

+45

Hız(m/s)

1.45

1.65

1.85

2.02

2.33

2.58

2.80

KpstTon/R

1.1

2.2

3.7

5.7

11.6

20.0

30.0

+50

Hız(m/s)

KpstTon/R

Not: Kısmi yüklerde çalışma halinde yeterli hız sağlanması için yukarıdaki hız ve kapasite değerleri %2iarttırılmalıdır (Tablo:VIII-15 ve 16).

Jr r

r

i

i'" r


66E vı/\ı±noos nvı^ıvınoAn

100 mt Eşdeğer boru uzunluğunda Basınç (Ap: kgfcm2) ve Sıcaklık (At: °C) Düşümü

T

p

en

po

oS

S

"s"

oin

p

pO)

pA.

pcoOl

O

İS

O

p

s

pİS

P

O l

( O

o

ö

coco

p

uco

o

pö

o pİd

O

CO

pKo

p P

a

IV)

coo

8

N)

S

COl\3Ol

8<j>

Sco

o Ol

sS 8

8

süFs 8

00N>

8

co

S i S

8

pco

uco

o

21

DO

1?

pp

IV)

ODO

•Ooı

3-

s S s s

5-

§

<oer

O)OQ<C

m

Tablo. VIII-18) R-502

• & >

1E

îsmç

OD

= 1

jnlu

J UZ

t

o1

LU

E

Sn

-20

2.O5

1.67

1.35

1.10

0.89

0.72

0.58

0.47

0.39

0.32

0.26

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.07

Sıvı/Likit Boruları i

i Sıcaklığı (*C)

+10

2.14

1.73

1.40

1.13

0.92

0.7S

0.60

0.49

0.40

0.32

0.26

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.07

+30

2.22

1.79

1.46

1.17

0.96

0.78

0.63

0.51

0.41

0.33

0.27

0.22

0.18

0.1 S

0.12

0.10

0.03

+S0

2.33

1.89

1.S3

1.23

1.01

0.82

0.66

0.53

0.43

0.35

0.28

0.23

0.1 9

0.1 S

0.12

0.10

0.08

için Seçim Tablosu ve Akış Debileri

Bakır Boru Çapı - 0-D. (T\QL)

1/2-

595

530

470

420

375

33 S

3 0 0 .

265

235

210

185

165

147

130

115

—

—

sft-

1125

995

890

795

705

630

560

500

445

395

350

312

278

248

220

İ9S

175

7IZ-

2960

2640

2350

2100

1860

1670

1480

1320

1180

1050

93S

830

740

660

585

520

462

1-1/8"

5930

S340

4760

4240

3790

3380

3000

2680

2390

2120

1900

1695

1510

1345

1195

1070

950

1-3/8"

10.300

9300

8300

7425

6630

5950

5275

4700

4180

3740

3330

2975

26S0

2365

2100

1860

1670

ı-sft-

16.500

14.600

13.100

11.700

10.475

938 S

8375

7480

6630

593 0

5275

4720

4200

3750

3340

2990

2650

2-1/8"

34.00C

31.000

27.3 0C

24.500

21.750

19.500

17.400

15.500

14.000

İ2.37S

11.000

9850

8785

7850

7615

6190

S6S0

o<

|

a

ODCD

•fim

=}

Z3

3

O

CL>

•o</yLU

E

(kg/h)

Snr

+10

2.13

1.72

1.39

1.12

0.91

0.74

0.60

0.48

0.39

0.32

0.26

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.07

• Sıcaklığı

30

2.28

1.84

1.49

1.20

0.97

0.79

0.63

0.51

0.41

0.33

0.27

0.22

0.18

0.14

0.11

0.09

0.07

5 0

2.47

2.01

1.61

1.30

1.05

0.85

0.69

0.55

0.45

0.36

0.29

0.24

0.19

0.1 S

0.12

0.10

0.08

Demir Boıtı Cap(Sch.

3/4"

2660

2390

2140

1930

1730

İS60

1390

1250

1120

1000

900

815

725

650

580

S20

465

1 -

5000

4520

4070

3640

3270

2950

2640

2370

2120

1900

1710

1S40

1380

1240

1100

990

890

1-1/»-

İ0.30C

9.300

8300

7500

6700

6090

5440

4900

4380

3940

3530

3175

2850

2565

2290

20S0

1840

ı-ıö-

15.500

14.000

12.500

11.250

10.150

9100

8160

7340

6580

5900

5300

4750

4280

3830

3440

3080

2760

40)

2 "

30.000

27.000

24.200

21.750

19.550

17.500

15.750

14.200

12.700

11.400

10.300

9230

8300

7430

6120

5970

5350

oc

>

>

oc

m

2 -

: 3

=§"

|

iCM

1tÎTâ1I|i|

1

Fiöö

+10

Ap

.15

0.88

0.66

0.52

0.39

0.29

0.22

0.17

0.13

0.10

0.07

—

—

—

—

—

—

At

5.1

4.0

2.9

2.2

1.7

1.3

0.96

0.75

0.57

0.44

0.33

—

—

—

—

—

—

R-502 Emiş Boruları için Seçim Tablosu ve

Evaporasyon Sıcaklığı (°

0

Ap

.55

.16

0.89

0.68

0.52

0.39

0.30

0.23

0.17

0.13

0.10

0.08

0.06

0.04

0.03

—

—

At

8.6

6.5

4.9

3.8

2.9

2.2

1.6

1.25

0.95

0.71

0.55

0.43

0.32

0.24

0.18

—

—

-10

Ap

2.1

1.6

1.23

0.92

0.70

0.54

0.40

0.31

0.23

0.18

0.14

0.10

0.08

0.06

0.05

0.03

—

At

4.7

1.3

8.5

6.6

4.9

3.8

2.9

2.2

1.64

1.25

0.97

0.71

0.55

0.43

0.32

0.18

—

-20

Ap

—

2.2

1.7

1.3

0.98

0.74

0.57

0.42

0.32

0.25

0.19

0.14

0.11

0.08

0.06

0.04

—

At

—

20.0

15.3

11.6

8.8

6.6

5.1

4.0

3.0

2.2

1.7

1.3

1.0

0.76

0.58

0.33

—

C)

-30

Ap

—

—

2.4

1.8

1.4

1.03

0.81

0.61

0.46

0.35

0.26

0.20

0.15

0.12

0.09

0.05

0.3

At

—

—

29.1

22.0

6.7

12.7

9.6

7.3

5.6

4.3

3.2

2.4

1.9

1.4

1.1

0.63

0.36

-35

Ap

—

—

—

2.2

1.7

1.28

0.98

0.75

0.56

0.42

0.32

0.25

0.19

0.14

0.11

0.06

0.03

At

—

—

—

31.1

23.6

18.0

13.7

10.6

7.9

6.0

4.6

3.5

2.6

2.0

1.5

0.89

0.51

-40

Ap

—

—

—

—

2.1

1.6

1.2

0.9

0.68

0.52

0.40

0.30

0.22

0.17

0.13

0.08

0.04

At

—

—

—

—

34.7

26.5

20.2

15.2

11.5

0.87

6.7

5.0

3.8

2.9

2.2

1.3

0.75

; Akış

5/8"

150

130

112

96

82

71

62

53

45

39

33

29

—

—

—

—

—

Debileri (kg/h)

Bakır Boru Çap

7/8"

395

342

295

252

218

190

163

140

120

104

89

77

66

57

49

36

—

1-1/8"

800

690

595

512

440

380

330

284

245

210

180

157

135

116

99

73

54

1-3/8"

1380

1200

1035

890

770

670

575

495

430

370

315

275

235

200

175

130

95

ı - O.C

1-5/8"

2175

1890

1630

1420

1220

1050

910

785

680

580

500

435

375

325

275

210

150

). (Tip-L)

2-1/8"

4500

3900

3350

2910

2530

2180

1900

1630

1410

1210

1050

900

775

670

580

430

315

2-5/8"

8000

6880

5970

5160

4450

3850

3330

2900

2480

2150

1850,

1590

1375

1190

1030

760

560

3-1/8"

12.500

10.900

9500

8200

7070

6160

5330

4600

4000

3440

2960

2570

2200

1900

1640

1220

910


1-1/4"

1300

1130

980

850

745

650

565

495

430

370

320

280

245

210

185

140

104

1-1/2"

1940

1700

1480

1290

1120

980

850

740

645

560

485

420

365

320

275

210

155

2"

3740

3260

2840

2475

2160

1875

1635

1425

1240

1070

935

815

710

620

540

405

300

2-1/2"

5985

5195

4540

3970

3445

3000

2610

2270

1970

1715

1500

1300

1140

980

860

650

490

3"

10.500

9150

7980

6930

6050

5300

4620

4000

3500

3020

2650

2300

2000

, 1740

1520

1150

865

Tablo. VIH-20) R-502 için KONDENSER ile SOĞUTUCU AKIŞKAN DEPOSU/RESİ-VER Arası Boru Çapı Seçim Tablosu ve Akış Debileri (kg/h)

Sıvısıc.(°C)

10

20

30

40

50

Bakır Boru Dış Çapı -O.D. (Tip-L)

5/8"

320

310

300

290

280

7/8"

700

680

660

635

615

1-1/8"

1165

1130

1095

1060

1025

1-3/8"

1810

1755

1700

1645

1590

1-5/8"

2540

2460

2385

2310

2230

2-1/8"

4435

4300

4165

4030

3900

2-5/8"

6825

6620

6415

6210

6000


3/4"

760

735

715

690

665

1"

1225

1190

1150

1115

1075

1-1/4"

2130

2065

2000

1935

1870

1-1/2"

2915

2830

2740

2650

2565

2"

4610

4470

4330

4190

4050

2-1/2"

6825

6620

6415

6210

6000

Not: Akış hızları 0.5 m/s alınmıştır.

Örnek: R-502 soğutucu akışkanlı, -40/+30°C şartlarında 20 000 kcal/h kapasi-teli bir soğutma sisteminin eşdeğer boru uzunlukları aşağıda gösterilmiştir. Sisteminboru çaplarını saptayın.

a) Basma/Sıcak gaz borusu : 15 mt

b) Sıvı/Likit hattı borusu : 40 mt

c) Emiş/Dönüş hattı borusu : 50 mt

Önce, sistemde dolaşımı gereken R-502 debisi, kg/h olarak saptanır. Tablo VIII-4'de -40/+30°C şartlarında beher kcal/h soğutma gücü için dolaşımı gereken R-502 debisi 45 gram/h olarak bulunur. Bu örnekte 20 000 kcal/h olarak verilmişolan sistem kapasitesi için; 20 000 x 45 / 1000 = 900 kg/h soğutucu akışkan do-laşımı gerekecektir. Diğer yandan, eşdeğer boru uzunluklarından gidilerek müsaadeedilen Basınç/Sıcaklık düşümlerinin 100 mt eşdeğer boru boyu karşıtlarının bulun-ması gerekecektir.

a) Basma hattı 15 mt olup toplam 1.1 °C sıcaklık düşümüne müsaade edilirse,100 mt için At - 100 x 1.1 / 15 - 7.33°C olacaktır. Tablo VIII-17'den 30°C Yo-ğuşum Sıcaklığı kolonunda At = 7.33°C aranır. En yakın değer olan 7.9°C değerin-den yatay olarak sağ tarafa doğru ilerlendiğinde Bakır Boru Çapı 1-1/8" olan kolon-da akış debisi 1485 kg/h en yakın değer olarak bulunur ve 1-1/8" boru çapı seçil-miş olur.

b) Sıvı-Likit hattı 40 mt olup toplam sıcaklık düşümü 0.6°C veya 100 mt için;100 x 0.6 / 40 = 1.5°C olur. Tablo VIII-18'den 30°C sıvı sıcaklığı için ve At = 1.5°C(En yakın değer 1.46°C'dır) için boru çapı 5/8" olarak bulunur ki akış debisi 890kg/h olarak sağlanmaktadır.

c) Emiş borusu: 100 mt için At = 100 x 1.1 / 50 = 2.2°C olup -40°C evaporas-yon sıcaklığında 2.2°C değerinden yatay olarak sağa doğru ilerlenip 2-5/8" bakırboru çapı kolonunda en yakın akış debisi değeri olan 1030 kg/h bulunur ki seçilenboru çapı uygun sayılabilir.

Lr

1 /'

i;< /•

iı< r


alî I

oc>

>03

OC «

m

S

7aWo. VIII-21,

İ D

O V;=>

O

â

cod.

Eco

ıt=cocoCûco

•o

|

O.O

cB

•eC/>*LLJ

Ec =c=>T—

) R-717 AMONYAK için BASMA/SICAKGAZ BORULARI Seçim Tablosu

Yolu fu m-KO nde nzasyon Sıcaldığ • (*Q

20

AD

—

4.9

3 . 8

3 . 0

2.4

1.9

1.5

1.18

0.93

0.74

0.57

0.46

0.3 6

0.23

0.22

0.14

0 . 0

A t

—

7.3

13.7

10.9

8 . 5

6.9

5.3

4.2

3.3

2.6

2.0

1.6

1.3

1.0

0.81

0.50

0.31

25

AD

—

4.2

3.3

2.6

2.1

1.6

1.3

1.0

0.8

0.63

0.50

0.39

0.31

0.24

0.19

0.12

0.08

A t

—

3.4

0.5

8.4

6.5

5.1

4.1

3.2

2.5

2.0

1.6

1.24

0.93

0.77

0.61

0.38

0.24

30

AD

4.6

3 . 6

2.9

2.3

1.8

1.4

1.1

0.87

0.69

0.55

0.43

0.34

0.27

0.21

0.17

0.1 0

A t

13.2

10.4

8.1

6.4

5.0

4.1

3.1

2.5

2.0

1.55

1.22

0.96

0.7S

0.61

0.47

0.29

—

35

A »

4.0

3 . 2

2.5

2.0

.55

.24

0.98

0.78

0.61

0.47

0.37

0.30

0.24

0.19

0.15

0.09

—

A t

0.2

8 . 0

6.3

5.0

4.0

3.1

2.5

2.0

1.53

1.20

0.95

0.75

0.59

0.47

0.38

0.23

—

4 0

AD

3.5

2.8

2.2

1.7

1.4

1.08

0.86

0.67

0.52

0.41

0.3 2

0.26

0.20

0.16

0.13

—

—

A t

8.0

6.3

5.0

4.0

3.1

2.4

1.9

1.53

1.2

0.95

0.75

0.59

0.46

0.36

0.29

—

—

4 5

AD

3.1

2.5

1.9

1.5

1.2

0.95

0.75

0.58

0.46

0.37

0.29

0.23

0.13

0.14

0.11

—

—

A t

6.4

5.0

4.0

3.1

2.4

1.95

1.5

1.22

0.95

0.75

0.59

0.46

0.3 6

0.29

0.23

—

—

50

AD

2.7

2.2

1.7

1.4

1.05

0.83

0.65

0.52

0.40

0.32

0.25

0.20

0.1 6

0.13

0.1 0

—

—

At

5.0

4.0

3.1

2.5

2.0

1.S3

1.22

0.97

0.75

0.61

0.46

0.38

0.29

0.24

0.18

—

—

ve Akış- Debileri (kg/h)

Demir/Çelik Boru Adsai-Nominai Çap(Sch.40)

1-1/4"

1080

9 6 0

8 5 0

7 5 0

6 6 0

5 9 5

5 2 5

465

410

365

32S

235

250

225

200

1SS

120

i iö-

1615

1440

1275

1130

1000

8 90

790

695

61 S

545

485

430

380

335

300

235

180

2~

3110

277S

2450

21 75

1930

1715

1525

1350

1195

1060

940

840

740

650

580

450

3 Sû

2-lft-

sooo

4400

3 900

3475

3080

2750

2440

21 50

1905

1695

1495

1330

1170

1050

9 2 5

725

5 7 0

3 "

8 750

7800

6900

6160

5440

4800

4280

3780

3375

3000

2650

2350

2080

1850

1630

1290

1000

4"

17.8 00

15.750

14.100

12.500

11.150

9800

8 700

7700

6890

6030

S400

4800

4270

3780

3340

2640

2050

5 "

32.000

23.500

2S.300

22.500

20.000

17.650

15.750

14.000

12.375

10.950

9750

8675

7670

6800

6000

4750

3725

S"

52.000

46.000

41.000

36.300

32.300

28.500

25.400

22.600

20.000

17.700

15.700

14.000

12.375

11.000

9 800

7650

6000

2 Tablo. VIII-22) R-717 AMONYAK için SIVI/LİKİT BORULARI Seçim Tablosu ve Akış Debileri (kg/h)

cı—

>

>

O

c

m

0

rfr

îBa

sı

f3

i*

-40

1.89

1.55

1.24

1.01

0.82

0.67

0.54

0.44

0.35

0.28

0.23

0.19

0.16

0.13

0.10

0.08

0.06

Sıvı

-20

1.96

1.60

1.28

1.04

0.84

0.69

0.55

0.45

0.36

0.29

0.23

0.19

0.16

0.13

0.10

0.08

0.06

Amonyak Sıcaklığı (°C)

0

2.03

1.65

1.33

1.08

0.87

0.71

0.57

0.46

0.37

0.30

0.24

0.20

0.17

0.14

0.10

0.08

0.06

+20

2.10

1.70

1.38

1.12

0.90

0.74

0.59

0.48

0.38

0.31

0.25

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.07

+35

2.17

1.76

1.42

1.15

0.93

0.76

0.61

0.49

0.39

0.32

0.26

0.21

0.17

0.14

0.11

0.09

0.07

+50

2.25

1.83

1.47

1.19

0.97

0.79

0.63

0.51

0.41

0.33

0.27

0.22

0.18

0.1.5

0.12

0.10

0.07

Demir/Çelik Boru Adsal-Nomina

Schedule-80

1/2"

600

545

490

435

390

350

315

280

250

225

200

180

160

145

130

115

105

3/4"

1360

1230

1100

990

885

795

710

635

570

515

460

410

365

330

295

265

235

1 "

2675

2410

2160

1930

1740

1560

1400

1250

1125

1010

905

815

725

650

580

520

465

1-1/4"

5750

5160

4625

4150

3740

3360

3020

2690

2420

2175

1945

1740

1560

1400

1250

1120

1000

1-1/2"

8700

7850

7070

6350

5680

5140

4600

4120

3700

3300

2975

2660

2390

2140

1915

1725

1550

I Çapı

Schedule-40

2"

20.000

18.000

16.500

14.800

13.240

11.960

10.750

9600

8675

7725

6975

6225

5630

5030

4515

4040

3625

2-1/2"

32.500

29.250

26.250

23.500

21.200

19.000

17150

15.350

13.850

12.400

11.100

9970

8920

8075

7140

6460

5800

3"

57.250

51.600

46.500

41.750

37.400

33.500

30.200

27.200

24.300

22.000

19.650

17.650

15.800

14.200

12.700

11.425

10.000

oezi—>s:>C/DoO'c

>Hm

ooı

Tablo. VIII-23)

m

ovEo

ş

-&)

ç=tr>

ÛQco

•ot=

crnzn

ojn

<S>Ö9

-Ö

E

0

AP

1.4

1.03

0.76

0.59

0.44

0.33

0.25

0.19

0.14

0.10

0.08

0.06

0.044

0.033

—

—

—

At

8.3

6.4

4.6

3.5

2.6

2.0

1.5

1.14

0.86

0.65

0.49

0.36

0.27

0.20

—

—

—

R-717 AMONYAK için EMİ Ş/DONUŞ BORULARI Seçim Tablosu

Evaporasyon !

-10

AP

.97

1.5

1.12

0.83

0.62

0.48

0.3 5

0.27

0.20

0.15

0.11

0.08

0.06

0.05

0.04

—

—

At

16.4

12.4

9.1

6.8

5.1

3.9

2.9

2.2

1.64

1.22

0.91

0.69

0.S3

0.40

0.3 0

—

—

-30

AP

—

—

1.62

1.24

0.93

0.70

0.53

0.40

0.30

0.22

0.17

0.13

0.10

0.07

0.05

0.03

—

A t

—

—

18.8

14.4

10.8

8.0

6.1

4.6

3.4

2.6

2.0

1.46

1.09

0.82

0.62

0.34

—

Sıcak••il <-CÎ

-30

AP

——

—

1.9

1.41

1.06

0.81

0.61

0.46

0.35

0.26

0.20

0.15

0.11

0.08

o.os

0.03

At

—

—

—

31.4

23.8

18.1

13.4

10.4

7.6

5.7

4.4

3.3

2.4

1.8

1.38

0.78

0.45

-36

AP

—

—

—

—

1.84

1.37

1.03

0.77

0.57

0.44

0.32

0.25

0.18

0.14

0.10

0.06

0.03

At

—

—

—

—

36.S

28.2

21.0

15.8

11.8

8.8

6.8

5.0

3.8

2.8

2.2

1.2

0.63

^40

AP

—

—

—

—

—

—

1.32

0.98

0.74

0.55

0.42

0.32

0.24

0.18

0.13

0.08

0.04

At

—

—

—

—

—

—

33.1

2S.2

18.6

14.2

10.7

8.0

6.1

4.5

3.4

1.95

1.1

1

ı-

200

175

150

130

112

98

84

72

62

53

46

40

35

3 0

—

—

—

ı ve Akis Debileri (kg/h)

3emir/Çelik Boru Adsai-Nominaı

ı-ırt-

410

360

310

270

230

200

175

150

130

11 2

96

82

70

60

53

39

28

ı-ıft-

620

540

460

405

3 50

3 00

260

225

195

168

145

İ2S

108

92

80

60

44

2 "

1200

1035

895

780

670

580

500

435

375

325

280

240

205

180

155

115

S5

2-1Ö-

1900

1650

1430

1235

1070

925

800

690

600

520

450

385

336

290

250

185

136

3 "

33 70

2900

2525

2180

1890

1640

1420

1225

1060

920

795

685

590

51 0

440

325

240

Cap(!

4"

6800

5950

5150

4450

38 50

33 S0

2900

2500

21 75

1875

1626

1400

1200

1040

900

670

500

ÎCfl.40

5 "

12.000

10.500

9250

8000

7000

6000

5250

4550

3900

3426

2950

2550

2200

1900

1630

1225

900

)

6"

20.000

17.250

15.000

13.000

11.400

9800

8500

7400

6350

5500

4750

4100

3550

3080

2650

1975

1460

• • * '

Tablo. VIII-24) R717 için Kondenser ile Soğutucu Akışkan Deposu (Receiver) ArasıBoru Çapı Seçim Tablosu ve Akış Debileri (kg/h)

Sıvısıc.(°C)

10

20

30

40

50

Boru Çapı (Schedule-80)

3/4"

317

309

301

293

285

1"

520

505

495

480

465

1-1/4"

950

925

905

880

855

1.1/2»

1300

1265

1230

1200

1165

Boru Çapı (Schedule-40)

2"

2395

2335

2270

2210

2150

2-1/2"

3550

3460

3365

3275

3185

3"

5450

5315

5175

5035

4895

4"

9400

9165

8925

8685

8445

5"

14800

14420

14000

13670

13290

Not: R717/Amonyak akışkan ve Demir/Çelik boru için akış hızları 0.5 m/s alınmıştır.

Tablo. VIII-25) Bu Bölümdeki Tablolarda Gösterilen Demir/Çelik Boruların Tarifi

Boru'nunAdsalÇapı

Dış çap,mm

İç çap,mm

Et kalınlığımm

1 mt boy.

ağır), kg

SCHEDULE-40

1/2"

21.3

15.8

2.8

1.27

3/4"

?6 7

20.9

2.9

1.68

1 "

33 4

26.6

3.4

2.5

1-1/4"

4 ? ?

35.0

3.6

3.38

1-1/2"

4 8 ?

40.9

3.7

4.05

2"

60 3

52.5

3.9

5.43

M/2"

73 0

62.7

5.2

8.62

3"

Rfi9

77.9

5.5

11.3

4 "

114 3

102.2

6.0

16.1

5"

141 3

128.2

6.6

21.8

6"

168.3

154

7.1

28.2

SCHEDULE-80

1/2"

21.3

13.9

3.7

1.62

3/4"

?fi7

18.8

3.9

2.19

1 "

33 4

24.3

4.5

3.23

1-1/4'

4 ? ?

32.4

4.9

4.46

1-1/2'

48 2

38.1

5.1

5.4

Boru çaplarının hesaplanma ve seçilmesinde şu husus hatırdan çıkarılmamalıdır:Soğutma kapasitesi gereksinimi hesaplandıktan sonra buna göre seçilen soğutmakompresörünün çalışma şartlarındaki kapasitesi, hesaplanan değerden genellikle bi-raz daha yüksek olmaktadır. Boru çapları hesaplanırken, yukarıdaki tablolarda, da-ima seçilen kompresörün gerçek kapasitesi esas alınarak boru çapı seçilmelidir. Zira,soğutma sistemi gerçekte bu kapasiteyle çalışacaktır ve boru çaplarının da bunauyum sağlaması gerekir. Diğer yandan, seçilen kompresörün gerçek kapasitesine uy-gun kapasitelerde kondenser ile evaporatör ve ekspansiyon valfi kapasitelerinin desağlanması gerekli ve önemlidir. Aşırı derecede farklı kapasite değerlerini havi soğut-ma elemanlarının beraberce bir soğutma sisteminde kullanılması pek çok zararlı so-nuçlar meydana getirebilir ki bunlar metnin bir çok yerinde önemle belirtilmiştir.

Bir soğutma sistemi hiç bir zaman düz borulardan meydana gelmez ve boru şe-bekesi üzerinde bir çok dirsek, tee, redüksüyon gibi fitingsler bulunacağı gibi bunlar-dan başka bir çok vana, çek valf ve benzeri yardımcı elemanlar da bulunacaktır. He-saplamada sağladığı kolaylık bakımından, bu elemanların her birisinin eşdeğeri olanaynı çaptaki boru uzunluğu toplanıp normal olarak ölçülen boru uzunluğuna ilaveedilir. Boru çaplarının hesaplanmasında, "eşdeğer boru uzunlğu" olarak adlandırılandeğer bu toplam değerdir. Aşağıdaki Tablo VIII-25 soğutma sistemlerinde rastlanan,


i

iM' i'

ir

ir

değişik türden boru aksamının ortaya koyduğu basınç kaybının eşdeğeri olan aynıçaptaki boru uzunluklarını göstermektedir. Örnek: 5/8" çaplı sıvı boru hattında aşa-ğıda gösterilen elemanlar bulunan bir sistemin sıvı hattı eşdeğer boru uzunluğu nekadardır?

3 Ad. dirsek - 90° Standart

1 Ad. Tee, düz geçiş

2 Ad. Globe tipi kapama valfi, düz

1 Ad. Görme camı (Sight glass)

1 Ad. 180° U-dönüşü

1 Ad. Solenoid valfi (Globe valf ile aynı)

22 mt. Düz boru (5/8" O.D.)

Tablo VIII-26'den, 5/8" boru çapına ait aşağıdaki değerler bulunabilir.

5/8" 90° standart dirsek 3 Ad. x 0.6 = 1.80 mt.

5/8" Tee düz geçiş 1 Ad. x 0.43 = 0.43 mt.

5/8" Glop tipi kap. valfi, düz 2 Ad. x 6.7 = 13.40 mt.

5/8" Görme camı 1 Ad. x 0.43 = 0.43 mt.

5/8" U-Dönüş ' 1 Ad. x 1.00 = 1.00 mt.

5/8" Solenoid valfi 1 Ad. x 6.7 = 6.70 mt.

5/8" Düz boru 22 mt = 22.00 mt.

Toplam eşdeğer boru uzunluğu = 45.76 mt.

Bulunan bu değere göre, boru iç yüzeyindeki düzgünsüzlükler ve bilinmeyen ka-yıplar için %10 civarında bir ilave yapılması uygun olacağından toplam eşdeğer bo-ru uzunluğu 50 mt alınır.

Bu bölümde, soğutucu akışkan borularıyla ilgili olarak verilenleri tekrarlamak vebir arada değerlendirmek amacıyla aşağıda bir örnek yapılmaktadır. Görüleceği gibi,bu örnekte sistem hava ile soğutmalı kondenserli olarak seçilmiş ve böylece Konden-ser-Soğutkan deposu arası yoğuşum borusunun da örneklendirmede bulunması sağ-lanmıştır. Ayrıca, kompresör kapasite kontrollü olarak alınıp basma borusunun çiftkolonlu olarak tertiplenmesi gösterilmiş, soğutucu akışkan borusunun da bir denge-leme borusu ile teçhiz edilişi örneğe dahil edilmiştir. Her boru çapının hesabındansonra soğutkan akış hızları heseplanarak bunların nümerik değerleri irdelenmiştir.R12 soğutucu akışkana göre verilen, örneğin diğer soutucu akışkanlar için tekrarlan-ması, pratik kazanılması yönünden okurlara tavsiye edilir.


Tablo. VIH-26) Boru Aksamındaki Basınç Kayıplarının Eşdeğer Boru Uzunluğu Cinsinden Karşılıkları (mt)

oci—>>

o

>

Hm2

Boru Çapı

(D

3/8"

1/2"

5/8 - 3/4"

7 / 8 - 1 "

1-1/8-1-1/4"

1-3/8-1-1/2"

1-5/8-2"

2-1/8-2-1/2"

2-5/8 ~ 3"

3-1/8-3-1/2"

3-5/8 ~ 4"

Düz

Kapama

Valfi

(Glob)

(3)

5.2

5.5

6.7

8.9

11.6

13.1

16.8

21.0

25.6

30.5

36.6

Dirsek

Çapama

Valfi

(Glob)

(3)

1.9

2.2

2.8

3.7

4.6

5.5

7.3

8.9

10.7

12.5

14.3

ç *Valfi

(Swing)

(2)

1.5

1.9

2.5

3.1

4.3

4.9

6.1

7.6

10.5

10.7

12.2

90°Standart

Dirsek

Rti = 1

0.43

0.50

0.60

0.80

1.00

1.2

1.5

1.8

2.3

2.8

3.1

90°GenişDirsek

Rti s 1,5

0.30

0.30

0.43

0.52

0.70

0.80

1.00

1.3

1.5

1.8

2.0

45°

Standart

Dirsek

0.20

0.25

0.28

0.40

0.52

0.64

0.80

1.00

1.2

1.5

1.6

180°

Standart

"U"

Dönüşü

0.7

0.8

1.0

1.3

1.7

1.9

2.5

3.1

3.7

4.6

5.2

"Tee"Yan

Çıkış

0.8

1.0

1.3

1.6

2.2

2.5

3.1

3.7

4.6

5.5

6.4

"Tee"Düz

Geçiş(Görme

camıaynı)

0.3

0.3

0.43

0.52

0.70

0.80

1.00

1.3

1.6

1.8

2.1

Ani

Daralma

dO=1 M

D d

~İ4)

0.22

0.28

0.37

0.50

0.70

0.90

1.3

1.6

2.0

2.4

2.8

Ani

Daralma

c*D=1 12.

(4)

0.16

0.22

0.31

0.37

0.55

0.67

0.92

1.2

1.5

1.9

2.1

AniGenişleme

d O = 1 At

d D

(4)

0.43

0.55

0.77

1.00

1.5

1.8

2.5

3.1

4.0

4.6

5.2

Ani3en işleme

4D = 1A

• (4)0.25

0.34

0.46

0.61

0.92

1.1

1.5

1.9

2.5

2.8

3.4

SolenoidValf

5.2

5.5

6.7

8.9

11.6

13.1

16.8

21.0

25.6

30.5

36.6

(1) Tip-L bakır boru Dış Çapı (O.D.); Sch.40 Demir/çelik boru adsal çapını göstermektedir.

(2) Tapa tipi (lift) çek valfler için "Düz Kapama Valfi (Glob Valf)" değerleri kullanılabilir.

(3) Gösterilen değerler vanaların tam açık konumu için verilmiştir.

(4) Birinci kolonda gösterilen boru çapı (1) değeri "d" olarak alınacaktır.

Örnek: Aşağıda şematik olarak gösterilen R12 soğutucu akışkanlı sistemin boruçaplarını hesaplayın.

I KONDENSER Net Boru Uzunlukları(+40°C Yoğuş. Sıc.) h, = 8 mt

h 2 = 5 mtAB = 15 mtCD = 17 mtEF = 10 mtGH = 6 m t

Sol. V.

G EVAPORATÖR(-20°C Evap. Sıc.)

Jfm§ kspanr

Soğutucus*r

tKOMPRESÖR : -20/+40°Cşartlarında kapasitesi: 40.000 kcal/h(%25,50, 75,100 kapasite kontr.)

•s%F.

Dolaşımı gereken soğutucu akışkan debisi, Tablo VIII-4'den R-12 için ve -20/+40°C şartlarında, 1 kcal/h için 40.1 gram/h bulunur. 40.000 kcal/h için 40.000x 40.1/1000 = 1604 kg/h olacaktır (Buradaki hesabımızda 1600 kg/h alındı).

1) Basma/sıcak gaz borusu: Kompresör kapasite kontrollü olduğu için, kısmi yük-lerde yağın düşey sürüklenmesini sağlamak üzere yukarıdaki şekilde gösterildiği gibiikinci bir boru hattı konulmuştur ki bunun, %25 kısmi yükte, yağın sürüklenmesi içingerekli minimum hızı sağlayacak şekilde ölçülendirilmesi gerekecektir.

Basma borusu uzunluğu AB = 15 mt olup diğer fitingsler ve kompresör çıkışvalfi için eşdeğer boru uzunluklarının buna eklenmesi gerekir. Ancak, boru çapı bi-linmeden boru aksamının eşdeğer boru uzunlukları Tablo VIII-25'den saptanama-yacağı için önce bir kabul yapılarak ortalama sıcaklık düşümü bulunup akışkan de-bisine göre boru çapı seçilir. Bu boru çapına göre tekrar geri dönülüp boru aksa-


minin yeni eşdeğer uzunlukları saptanır. Net boru boyuna eklenen boru aksamı eş-değer uzunlukları ile bulunan toplam eşdeğer boru uzunluğuna göre yeniden birimsıcaklık düşümü hesaplanıp Tabblo VIII-25'den ilk kabul edilen birim sıcaklık dü-şümüyle karşılaştırılır ve yeni değere göre boru çapı seçilir. Boru çapı değişik çık-tığı sürece yeniden geri dönülüp gerek boru aksamı eşdeğer uzunlukları gereksebirim sıcaklık düşümü yeniden tahkik edilmeli ve gerekli hesap düzeltmeleri yapıl-malıdır.

Kompresör çıkış valf i (Dirsek) 4.6 mt

Tee düz geçiş

Tee yan çıkış

180°C Std. U-dönüş

Düz boru (A-B hattı)

Ani genişleme (kondenser)kollektör borusu)

Toplam eşdeğer boru boyu:

(Tablo VIII-26'den orta değerler)*

0.7 mt (Tablo VIII-26'den orta değerler)

2.2 mt (Tablo VIII-26'den orta değerler)

2x1.7 mt (Tablo VIII-26'den orta değerler)

15.0 mt (*) Kompresör üzerindeki valfin çapıbelli ise gerçek valf çapı kullanılmalıdır.

1.5 mt

27.4 mt bulunur.

Toplam sıcaklık düşümünün 1.1 °C sınırını aşmaması gerektiğinden, 27.4 mt'de1.1°C düşüm için birim (100 mt'de) sıcaklık düşümü 100 x 1.1/27.4 = 4.01°C ol-malıdır. Diğer yandan, çift borudan geçen sıcak gazın %75'i ana borudan %25'i kıs-mi yük borusundan geçecektir. Bu nedenle ana borudan geçecek R12 debisi 1600x 0.75 = 1200 kg/h olacaktır. Bu iki değer (4.01°C ile 1200 kg/h) ve 40°C yoğu-şum sıcaklığı birlikte Tablo VIII-5'ye uygulandığında 1-3/8" boru çapı bulunur. Buboru çapma göre boru aksamının eşdeğer boru uzunlukları şöyle olacaktır.

Kompresör çıkış valfi

Tee düz geçiş

Tee yan çıkış

180° St. U-dönüş (2 Ad.) x 1.9

Ani genişleme (Kond. Koli.ne)

Düz boru AB hattı

Toplam eşdeğer boru boyu

5.5

0.8

2.5

3.8

1.8

15.0

29.4 mt (eşdeğer boru uzunluğu)

Buna göre 100 mt'de müsaade edilen sıcaklık düşümü ise:

100 x 1.1/29.4 = 3.74°C olmalıdır. Tekrar Tablo VIII-5'e bu yeni değer ile giril-diğinde boru çapı gene 1-3/8" bulunur. Yağın sürüklenmesi için düşey borularda ge-rekli minimum hızlar Tablo VIII-10'da min. kapasiteyle birlikte verilmiş olup bununsağlanıp sağlanmadığı tahkik edilmelidir. Tablo VIII-10'da minimum hız ve kapasite-ler, 1-3/8" boru için +40°C yoğuşum sıcaklığında 2.13 m/s ve 2.6 Ton/R (2.6 x3024 = 7862 kcal/h) olarak gösterilmiş olup örneğimizdeki kapasite 40.000 x %75

İ! ( /•

I i

i•• /

, 7

i1' /'


= 30.000 kcal/h, bunun çok üzerindedir ve gerekli minimum hızı rahatlıkla sağlaya-caktır. Bu borudaki hızın, tavsiye edilen maksimum sınırı (4000 fpm = 20 m/san)aşıp aşmadığı saptanmak istenirse bunu şöylece hesaplamak veya bu maksat için ha-zırlanmış grafiklerden bulmak mümkündür.

G ( k g / h ) = vm (m/s) x 3600 x 7 I x d ı ( m t )

x?,(kg

R12 özgül ağırlığının (y), sıcak gazın gerçek sıcaklığında alınması gerekir ki bu sı-caklık yoğuşum sıcaklığı olan 40°C'nin hayli üzerindedir. Bu sıcaklığı ancak bir T-Sveya p-i diyagramından saptamak uygun olacaktır. (Örneğin ASHRAE Fundamen-tals, sayfa 17.76 fig.2). Bu sıcaklık ve özgül ağırlık değerleri takriben 55°C ve 55kg/m3 bulunur. Tip-L, 1-3/8" bakır boru iç çapı, Tablo VIII-28'den 32.2 mm bulu-nup böylece;

G 1200 _ .- ,= 7.45 m / s7txd2 3600x55x71(0.0322)2/4

x y x

bulunur ki bu değer 20 m/s'nin çok altında ve emniyetlidir. Kısmi yüklerde yardımcıolacak ikinci borunun çapı da aynı şekilde ve %25 yüke göre (1600 x 0.25 = 400kg/h) Tablo VIII-5'den 7/8" olarak saptanır. Tablo VIH-10'dan da minimum hız tah-kik edilip (7/8" çapi ve 40°C yoğuşum için) 1.68 m/san ve 0.82 Ton/R (2480kcal/h) bulunur ki örneğimizdeki kapasite (40.000 x 0.25 = 10.000 kcal/h) bununçok üzerindedir ve akış hızı yağın sürüklenmesine yeterli seviyededir.

Burada her bir kolon borusu çapı, debiyi %25 ve %75 oranlarında taşıyacak şe-kilde seçilmiştir. Gerek kompresör çıkışında gerekse kondenser girişinde bu iki borubirleşmiş durumdadır. Bu nedenle, iki borunun birleşmesi halindeki boru çapını datoplam debiye göre seçmek gerekir. İki borunun iç kesitleri toplamını veren bir boruçapı bunu sağlayacaktır ve;

_ _ _ n x d 2 nxdjFt = Fj + F2 = + - olmalıdır.

Tablo VIII-28'den Tip-L; 7/8" bakır boru için Fj = 3.146 cm2

Tablo VIII-28'den Tip-L; 1-3/8" bakır boru için Fo = 8.155 cm2

Toplam Ft = 11.301 cm2 olmalıdır.

Tablo VIII-28'den bu kesiti sağlayan Tip-L bakır boru çapı 1-5/8" bulunur. Dik-kati çekeceği gibi, boru aksamı için alman eşdeğer boru uzunluğu değerlerinin 1-5/8" birleşik boru çapı için düzeltilmesi ve yeniden tahkiki gerekir. Kompresör çıkışvalf i, tee geçişler ve kondenser kollektörüne girişler bundan etkilenmektedir. Nume-


rik değerlerle yapılan kontrolda boru çaplarının değiştirilmesine gerek olmadığı so-nucu ortaya çıkmaktadır.

2) Sıvı/Likit R12 Borusu: Boru aksamı için eşdeğer boru uzunlukları, yapılan ka-bule göre ilk sınamada şöyle alınabilir.

Depo çıkış valfi (dirsek tipi)

Filtre-Drayer

Gözetleme camı

Solenoid valf

Dirsek 90° Std. 2 Ad. x 0.5

Düz boru boyu (EF)

Toplam

2.2 mt

- (iyi bir konstrüksüyon için sıfır)

0.3 mt

5.5 mt

1.0 mt

10 mt

19.0 mt

Toplam basınç düşümünün 2 psi (0.14 kg/cm2) sınırını aşmaması için 100 mt'debirim basınç düşümü 100 x 0.14 / 0.19 = 0.74 kg/cm2 olmalıdır. Sıvı sıcaklığı, yo-ğuşum sıcaklığı ile aynı ve 40°C alınabilir. Tablo VIII-6'da bu değerlerden girilip1600 kg/h R12, akış debisi aranıldığında 7/8" boru çapının 1620 kg/h sağladığıgörülür. Boru aksamının eşdeğer boru uzunlukları tekrar kontrol edilirse:

Depo çıkış valf 7/8"

Gözetleme camı 7/8"

Solenoid valf 7/8"

Dirsek 90° Std. 2 Ad. (7/8") x 0.8

Düz boru boyu (EF)

Toplam

3.7 mt

0.52 mt

8.9 mt

1.6 mt

10.0 mt

24.72 mt bulunur.

Buna göre 100 mt birim uzunluktaki basınç düşümü değeri 100 x 0.14/24.72 =0.57 kg/cm2 olmalıdır. Bu yeni değere göre 7/8" boru 1440 kg/h debi sağlamak-tadır. Bu durumda 1-1/8" boru çapına çıkmak veya biraz daha fazla basınç kaybınamüsaade ederek 7/8" sıvı hattı boru çapını ekonomik bir seçim olarak kabul etmekgerekecektir. Buna karar vermeden önce hız ve köpürme durumlarını tahkik etmekuygun olacaktır. 40°C'de sıvı R12 için y = 1204 kg/m3 olup, 7/8" boru çapında

3600 x F x1600 (kg/h)

3.14610.000

1.17 m/s.

Bu değer, tavsiye edilen 1.5 m/s değerini aşmamaktadır. Sıvı köpürmesi ise, eva-poratör sıvı deposundan daha yüksekte olduğu için, doymuş sıvı şatlarında (aşırı so-ğutma yok ise) kaçınılmaz olacaktır. Beher metre düşey yükselmenin sebep olacağıbasınç kaybı Bölüm IX'da R12 için 0.13 kg/cm2 olarak verilmiş olup, örneğimizde-ki 5 mt düşey yükselme durumunda basınç kaybı 5 x 0 . 1 3 = 0.65 kg/cm2 olacaktır.


I

I

T-'»

flr e

iW' /'

i

Bu değer ise yalnız başına önerilen 2 psi (0.14 kg/cm2) sınırını bile çok aşmak-tadır. Bu nedenle, sıvı köpürmesini önlemek üzere uygulanan önlemlerden birisi alın-malıdır. Tablo IX-l'de 35 C yoğuşma sıcaklığında 6 mt düşey yükselme durumundaR12 için 3.5°C aşırı soğutma (Subcooling) öngörülmüş olup bunun sağlanması ge-rekir. Ayrıca, 7/8" boru çapı kullanılması durumunda (Tablo VIII-6'dan) 100 mt'debasınç kaybı 0.74 kg/cm2 civarında olacağından 24.72 mt eşdeğer boru boyunda0.74 x 24.72 / 100 = 0.18 kg/cm2 basınç kaybı olacaktır. Bunun karşıtı olan dü-şey yükselme 0.18 / 0.13 = 1.4 mt olup, 5 + 1.4 = 6.4 mt düşey yükselmeye gö-re aşırı soğutma sıcaklık farkı hesaplanmalıdır. Sonuç olarak 4°C civarında bir aşırısoğutma gerekeceği anlaşılmakta ve 7/8" boru çapı seçimi daha ekonomik olmak-tadır.

Ekspansiyon valfi ile evaporatör arası irtibat borusunun uzunluğu mümkünolduğunca kısa olmalı ve hız 0.75 m/s civarında tutulmalıdır. TEV çıkışında ıs-laklık (-20°C / +40°C yoğuşum sıc.) T-S diyagramından 0.40 civarında bulu-nup, bu konumdaki R-12 için y = 880 kg/cm3 bulunur ve;

F " 0.0007 rf <7vm x 3600 x y 0.75 x 3600 x 880

Bu ise 1-3/8" O.D. Tip-L bakır boru ile sağlanabilecektir.3) Emiş Borusu: Gene önce yaklaşık eşdeğer boru uzunluğunu saptamak üzere

yapılan kabul ile aşağıdaki değerler bulunmuştur.

Kompresör emiş valfi : 5.5 mt (Kompresör belli ise gerçek çap alınır)

90° Std. dirsek : 1.2 mt

Düz boru boyu (GH) : 6.0 mt

Toplam : 12.7 mt

Öngörülen sıcaklık düşümü sınırı 1.1 °C olup 100 mt birim uzunluk için sıcaklıkdüşümü 1.1 x 100 / 12.7 = 8.66 olmalıdır. Tablo VIII-7'den -20° evaporasyon sı-caklığı ve 8.66°C sıcaklık düşümü değerlerinden gidilerek 1600 kg/h akış debisineuygun boru çapı 2-5/8" olarak saptanır. Bu boru çapına göre boru aksamının eşde-ğer uzunlukları yeniden Tablo VIII-26'den alındığında;

Kompresör emiş valfi : 10.7 mt

90° Std. dirsek : 2.3 mt

Düz boru boyu (GH) : 6.0 mt

Toplam : 19.0 mt bulunur.

Buna göre 100 mt'deki birim sıcaklık farkı 1.1 x 100 / 19 = 5.8°C bulunur. Buyeni At değeri Tablo VIII-7'de uygulandığında gene 2-5/8" boru çapı ile 1600 kg/hR12 akış debisinin rahatlıkla karşılanabileceği görülmektedir. Borudaki akış hızları-nın maksimum ve minimum sınırlar arasında kalıp kalmadığını saptamak gerekirse;

v = Ç = on i 6 0 0 - = 15.8 m/s3600 x F x y 3 6 0 0 30.92 x Q1 kg / rf


• t' I i

Bu değer, minimum 2.5 m/s (yatay borularda yağın sürüklenebilmesi için gereklihız) ve maksimum 20 m/s sınırları arasında kalmakta olup seçilen boru çapı 2-5/8"uygun bir boru çapı olarak kabul edilebilir.

4) Kondenser ile soğutucu akışkan deposu arasındaki boru çapı Tablo VIII-8'den40°C sıvı sıcaklığı için 1-3/8" (1860 kg/h sağlamaktadır) olarak verilmiştir. Örneği-mizde, sıvı deposu girişinde kapama vanası bulunması ve borunun 5 mt gibi oldukçauzun bir yatay ilerleme ortaya koyması nedeniyle sıvı deposuna bir dengeleme boru-su konulması uygun görülmüştür. Dengeleme borusunun çapı, Şekil VIII-11'den sıvıborusu çapı 1-3/8" in karşısında 3/8" olarak gösterilmiş olup bu değer alınır.

Ön proje-hesap yapımı ve ön keşif çıkarılması gibi yaklaşık değrelerin yeterli ol-duğu durumlarda, zaman kazandırma amacı ile hazırlanan tablolar pek çok yararsağlamaktadır. Bu tablolar uygulamada da gerek kurulmuş bir sistemin boru çapları-nın tahkiki ve kontrolü için gerekse boru çaplarının acilen saptanmasının gerektiğihallerde oldukça sıhhatli değerler vermektedirler. Alttaki Tablo VIII-27 en sık rastla-nan soğutucu akışkanların sıvı, emiş ve çıkış boru çaplarını üç ayrı eşdeğer boruuzunluğu için vermektedir. Tablolar, +5°C evaporasyon ve +40°C yoğuşum sıcaklık-ları şartında Ton/Frigo olarak net soğutma kapasitelerini vermektedir. Farklı evapo-rasyon veya yoğuşum şartları için en alttaki düzeltme katsayıları tablosundan buluna-cak katsayı, proje (uygulama) kapasite değeri ile çarpıldıktan sonra üstteki boru se-çim tablosuna uygulanmalıdır.

Tablo. Vlll-27) Soğutkan Boru Kapasiteleri-Ton/R Olarak (Toplam tsp = 2 psi olduğu-na göre ve +5°C Buharlaşma/Evaporasyon, +40°C Yoğuşum Şartlarında (*) verilmiş-tir. 1 Ton/R = 3024 kcal/h = 12000 BTU/h).(*) Değişik Buharlaşma ve Yoğuşum Sıcaklıkları için alttaki "Kapasite Düzeltme Faktörleri" tablosundan

bulunacak değerlere göre düzeltiniz.

15 METRE EŞDEĞER BORU UZUNLUĞU İÇİN (KISA BORULU • YAKIN SİSTEM)

R-12

3oıu 0

3/8"

1/2"

5/8"

3/4"

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Sıvı

1.6

3.3

6.3

10.7

16.5

33.9

58.5

72.5

195.0

339.0

550.0

Emiş

—

0.5

0.9

1.4

2.2

4.5

7.7

12.5

25.3

45.9

71.5

S. Gaz

—

1.0

1.9

3.2

4.9

9.9

16.6

26.8

55.5

100.0

155.0

R-22

3oıu 0

3/8"

1/2"

5/8"

3/4"

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Sıvı

2.3

5.3

10.1

17.1

26.9

53.5

93.5

153.0

313.0

545.0

887.0

Emiş

—

0.9

1.6

2.8

4.3

8.6

15.1

23.7

49.5

86.5

139.0

S. Gaz

—

1.9

3.4

5.9

9.1

18.5

32.2

50.5

106.0

187.0

295.0

AMONYAK /R-717

Boru 2

3/8"

1/2"

3/4"

1"

1-1/4"

1-1/2"

2"

2-1/2"

3"

—

—

Sıvı

19.2

28.6

100.0

183.0

337.0

537.0

1175

1870

3320

—

—

Emiş

-15°C

1.5

3.3

6.0

11.6

17.5

31.8

50.5

86.3

—

—

S. Gaz

—

4.9

10.9

21.8

57.0

83.0

162.0

261.0

458.0

—

—


•v, r

iW' t

I'• r

Tablo. VHI-27) Soğutkan Boru Kapasiteleri-Ton/R Olarak (Toplam bp = 2 psi olduğu-na göre ve +5°C Buharlaşma/Evaporasyon, +40°C Yoğuşum Şartlarında (*) verilmiş-tir. 1 Ton/R = 3024 kcal/h = 12000 BTU/h).(*) Değişik Buharlaşma ve Yoğuşum Sıcaklıkları için alttaki "Kapasite Düzeltme Faktörleri" tablosundan

bulunacak değerlere göre düzeltiniz.

30 METRE EŞDEĞER BORU UZUNLUĞU İÇİN (ORTA UZAKLIKTAKİ SİSTEMLER)

R-12

3oru 0

3/8"

1/2"

5/8"

3/4"

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Sıvı

1.0

2.3

4.0

7.3

11.3

23.1

40.3

63.5

133.0

232.0

376.0

Emiş

—

0.3

0.6

1.0

1.5

3.1

5.3

8.6

17.5

31.7

49.6

S. Gaz

—

0.7

1.3

2.2

3.4

6.8

11.6

18.7

38.5

69.0

107.0

R-22

Som 0

3/8"

1/2"

5/8"

3/4"

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Sıvı

1.6

3.7

6.8

11.6

18.1

36.2

63.5

103.0

212.0

365.0

598.0

Emiş

—

0.6

1.1

1.9

2.9

5.9

10.3

16.3

33.9

60.0

94.5

S. Gaz

—

1.3

2.4

4.1

6.3

12.8

22.3

34.5

73.5

129.0

204.0

AMONYAK /R-717

Boru 2

3/8"

1/2"

3/4"

1"

1-1/4"

1-1/2"

2"

2-1/2"

3"

—

—

Sıvı

12.0

20.0

70.0

125.0

230.0

370.0

800.0

1280

2270

—

—

Emiş

•15°CEvapsıc. için

1.0

2.2

4.0

8.0

12.0

22.0

35.0

60.0

—

—

S. Gaz

—

3.43

7.5

15.0

39.2

58.0

113.0

180.0

316.0

—

—

60 METRE EŞDEĞER BORU UZUNLUĞU İÇİN (UZUN BORULU -UZAK SİSTEM)

R-12

Boru 0

3/8"

1/2"

5/8"

3/4"

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Sıvı

0.7

1.5

2.9

5.0

7.7

15.8

27.7

43.4

90.5

161.0

258.0

Emiş

—

—

0.4

0.7

1.1

2.1

3.7

6.0

12.2

22.0

34.4

S. Gaz

—

0.5

0.9

1.5

2.4

4.7

8.1

13.0

26.8

47.4

74.5

R-22

Soru 0

3/8"

1/2"

5/8"

3/4"

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

Sıvı

1.1

2.5

4.7

7.9

12.3

24.7

43.2

70.0

143.0

250.0

402.0

Emiş

—

0.4

0.8

1.3

2.0

4.1

7.2

11.2

23.4

405

65.0

S. Gaz

—

0.9

1.6

2.8

4.3

8.8

15.4

24.0

50.0

89.0

140.

AMONYAK /R-717

Boru (2

3/8"

1/2

3/4"

1"

1-1/4"

1-1/2"

2"

2-1/2"

3"

—

—

Sıvı

8.0

13.5

46.5

83.5

150

246

532

855

1515

—

—

Emiş

-15'CEvap.sıc. için

0.67

1.5

2.7

5.3

8.0

14.7

23.5

40.0

—

—

S. Gaz

—

2.3

5.0

10.0

26.2

38.7

75.5

120.0

211.0

—

—


(•) Değişik

Yoğunlaş-

•çaktığı,

°C

30

35

40

45

50

' ,66

Yoğuşum ve Buharlaşma Sıcaklıkları için

R-12

SI

1.00

1.05

1.10

1.16

1.22

1.29

EVAPORASYON

-20°C

EM

1.54

1.61

1.69

1.73

1.88

2.00

SG

1.16

1.13

1.11

1 08

1.04

1.01

SICAKLIĞI

-5°C

SI

0.95

0.99

1.03

1.08

1.15

1.20

EM

1.10

1.15

1.20

1 ?fi

1.34

1.40

SG

1.10

1.07

1.05

1 n?

0.97

0.94

+10"C

sı

0.90

0.94

0.98

1.02

1.07

1.12

EM

0.82

0.86

0.90

0.94

0.98

1.04

SG

1.05

1.01

0.98

0.96

0.92

0.89

Düzeltme Faktörleri

R-22

SI

0.97

1.02

1.07

1 13

1.19

1.25

20°C

EM

1.55

1.62

1.70

1 79

1.89

2.00

EVAPORASYON

SG

1.15

1.11

1.08

1 05

1.04

1.04

SICAKLIĞI

-5°C

SI

0.93

0.98

1.02

1 07

1.13

1.19

EM

1.10

1.15

1.27

1 27

1.34

1.42

SG

1.11

1.07

1.04

1 01

0.99

0.99

+10°C

SI

0.90

0.94

0.99

1 03

1.08

1.15

EM

0.84

0.88

0.92

0 96

1.01

1.07

SG

1.07

1.02

1.00

0 97

0.95

0.94

Boru çapı hesabı tablosundaki değer (Ton/F) = Proje Kapasitesi x Düzeltme Faktörü, şeklindedüzeltilerek alınacaktır.

Örnek: Yukarıda şeması verilen ve akış debileriyle hesaplama metodu için örnekolarak yapılan soğutma sisteminin boru çaplarını Tablo VIII-27'den bulun.

1) Sıcak gaz borusu: AB borusu net uzunluğu 15 mt olup boru aksamı için de yak-laşık olarak 15 mt ilave edilirse toplam eşdeğer boru uzunluğu 30 mt olarak bulunur.Buna göre Tablo VIII-27'deki orta grup değerleri kullanılacaktır. Soğutma kapasitesiana gidiş borusu için 40.000 x 0.75 = 30.000 kcal/h veya 10 Ton/R'dir. -20° eva-porasyon ve +40°C yoğuşum sıcaklıkları için düzeltme faktörü 1.11 olarak bulunurve düzeltilmiş kapasite 10 x 1.11 = 11.1 T/R olur. Tablo VIII-27'den 1-3/8" boruçapı 11.6 T/R soğutma kapasitesine kadar yeterli olmaktadır. Yardımcı boru çapı da0.25 x 40.000 / 3024 veya 3.3 Ton/R'ne 1.11 düzeltme faktörü uygalanıp 3.66Ton/R bulunur. Tabloda 7/8" boru çapı 3.4 Ton/R'ye kadar yeterli olup 3.66 T/Rdeğerine çok yakındır.

2) Sıvı R12 borusu: Düzeltme faktörü 1.1 olarak verilmiş olup düzeltilmiş kapasi-te 40000 x 1.1/3024 = 14.55 Ton/R olarak bulunur. Buna uygun boru çapı iseTablo VIH-27'de 7/8" (11.3 T/R) ile 1-1/8" (23.1 T/R) arasında kalmaktadır. Yu-karıdaki örnekte izah edilen nedenlerle 7/8" boru çapı alınabilir.

3) Emiş borusu: Düzeltme katsayısı 1.69 olarak verilmektedir ve düzeltilmiş kapa-site 40.000 x 1.69 / 3024 = 22.35 Ton/R olarak bulunmaktadır. Tablo VIH-27'debu kapasiteye en uygun boru çapı 2-5/8" (31.7 Ton/R) olarak verilmektedir.

Görüldüğü gibi burada bulunan boru çapı değerleri, yukarıdaki akış debilerine gö-re yapılan hesaplama ve seçime aynen uymaktadır. Yağın sürüklenmesi, minimum vemaksimum hız sınırları arasında kalınıp kalınmadığının tahkiki aynen yukarıdaki ör-nekte olduğu şekilde burada da yapılabilir.

VIII-3) Boru Güzergahı SeçimiBoru güzergahının seçiminde en önemli husus, boru tesisatının biribirine irtibat-

ladığı soğutma elemanları arasında mümkün olduğu kadar kısa, doğrusal ve az fi-tingsli olarak tertiplenmesidir. Bu suretle, hem boru harcamı azalacak, hem boru ba-sınç kayıpları daha düşük seviyede tutulabilecek hem de sisteme verilmesi gerekensoğutucu akışkan şarjının miktarında düşme olacaktır. Buna ilaveten aşağıdaki husus-ların göz önünde tutulması gerekir:


! ' / '

i,iÜ1' /'

i•• /

ii-'l

iı< r

a) Kompresörün ve diğer soğutma aksamının tamir, servis, bakım, kontrol veayarlarının yapılmasını boru tesisatı engellememelidir. Kompresör ve diğer cihazlar,gerektiğinde kısmen veya tümüyle sökülüp dışarıya çıkartılabilmelidir.

b) Kompresörün yağ seviye camı, sıvı soğutucu akışkan gözetleme camı, termo-metre, manometre, termostatik ekspansiyon valfi, basınç ve sıcaklık kontrol eleman-ları gibi aksamda akış, seviye, ayar ve ölçüm değeri doneleri kolayca görülüp izlene-bilmeli ve gerektiğinde ayarları yapılabilmelidir.

c) Borularla soğutma ekipmanı ve duvar-tavan arasında, servis-bakım-tamir içinyeterli boşluk bırakılmalıdır.

d) Boruların duvar, tavan ve döşeme geçişlerinde serbest hareketine imkan vere-cek şekilde geçiş bilezikleri konulmalıdır. Dış darbelere maruz kalması mümkün olanborularda koruma önlemi alınmalıdır. (Çelik boru veya spiral içine alma, vb)

e) Boru güzergahında kapı, pencere gibi elemanların çalışması ve insan geçitleri-nin engellenmesinden kaçınılmalıdır.

f) Borular belirli aralıklarda taşıyıcı elemanlar tarafından desteklenerek soğutmatesisatı elemanlarına ve bağlantı parçalarına boru ağırlığının ve titreşimlerin iletişimimümkün olduğu kadar önlenmelidir. Boru taşıyıcı elemanlarının konulacağı aralık ençok 40 boru çapı mesafede bir olmalıdır. Ayrıca, boru taşıyıcı elamanları, borununısıl uzama ve kısalmalarına uyum sağlayabilmeli ve boruda aşırı gerilimler meydanagetirmemelidir. Bu uzama ve kısalmaları karşılamanın en pratik yolu, boruları üç ay-rı yönde bir miktar ilerletmektir. Soğutucu akışkan borularında kayar tip (pistonlu vs.)genleşme alıcılar kesinlikle kullanılmamalıdır.

Soğutucu akışkan borularının soğutma tekniği yönünden ve değişik uygulama ko-şullarına göre ne uygun tertip şekilleri Bölüm IX'da (c) pragrafı altında daha geniş birşekilde gösterilmiştir.

VIII-4) Boru MalzemeleriBoru malzemesi olarak, Halokarbon türü soğutucu akışkanlı sistemlerde bakır en

çok kullanılan malzemedir. Ayrıca, siyah demir, çelik, pirinç gibi malzemeler de ge-rek halokarbon türü gerekse amonyak dışındaki diğer soğutucu akışkanlar için uygunolmaktadır. Bakır ve bakır alaşımları (pirinç, bronz, vs.) amonyak ile kullanılmamak-tadır. Magnezyum alaşımları ise halokarbon soğutucu akışkanlar ile kullanılmamalı-dır. Bakır borular, bilhassa 4" çap değerlerine kadar (amonyak hariç) hem hafif ol-ması, hem de korozyona dayanıklı ve montajının daha kolay olması bakımından ter-cih edilmektedir. Soğutma tesisatında kullanılacak bakır boru tipi; kalın etli, Tip-K ve-ya Tip-L olmalıdır. Bakır boruların adsal çapları, halen soğutma uygulamalarında ge-çerli olan Amerikan ölçü sistemi birimlerine göre ve dış çaplar esas alınarak gösteril-mektedir. Küçük çaplı bakır borular (1/4" ile 3/4") çoğunlukla tavlanmış, yumuşakborudur ve piyasada kangal halinde bulunur. Daha büyük çaplı bakır borular ise tav-sız ve düz boylar halindedir. Aşağıdaki Tablo VIII-28'de Tip-K ve Tip-L bakır borula-rın fiziksel ölçüleri ve özellikleri belirtilmektedir. Çapı 4" den daha büyük olan boru-larda, her tür soğutucu akışkan için genellikle çelik çekme boru kullanılmaktadır. Faz-la miktarda boru kullanımını gerektiren uygulamalarda, ekonomik olması bakımından50 mm ve daha büyük çaplı boruların da çelik çekme olması tercih edilebilir. TabloVIII-25'de Amerikan ölçü sistemi birimlerine ve standartlarına göre iki değişik tür bo-runun fiziksel ölçüleri verilmiş olup, metrik karşılıkları da gösterilmiştir.


KTablo. VIII-28) Bakır Boru Ölçüleri (TİP-K)

Dış Çap

O.D

1/4"

3/8"

1/2"

5/8"

3/4"

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

3-5/8"

4-1/8"

DIŞ Çap

mm

6.25

9.65

12.70

16.0

19.0

22.3

28.7

35.Û

41.4

54.1

66.8

79.5

92.2

104.9

İç Çap

mm

4.85

7.85

10.2

13.5

16.5

19.0

25.4

31.7

37.7

50.0

62.0

74.0

86.1

98.1

Et Ka-

lınlığı

0.75

0.90

1.25

1.25

1.25

1.65

1.65

1.65

1.83

2.10

2.40

2.77

3.05

3.40

1 mt Ağırlığı

(Kg)

0.120

0.216

0.400

0.513

0.623

0.955

1.250

1.550

2.026

3.07

4.37

5.96

7.63

9.70

1 mt Dış

yüzeyi (m2]

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.09

0.11

0.13

0.17

0.21

0.25

0.29

0.33

İç Kesit

alanı

0.185

0.47

0.82

1.41

2.15

2.81

5.02

7.87

11.1

19.4

30.1

42.8

58.1

75.5

1 mt boru

İç hacmi

(İt)

0.02

0.05

0.08

0.14

0.22

0.28

0.50

0.79

1.11

1.94

3.01

4.28

5.81

7.55

İşletme

Emniyet

Bas.(Atü)

65

65

65

55

50

50

40

35

30

25

25

25

22

22

BAKIR BORU ÖLÇÜLERİ (TİP-L)

1/4"

3/8"

1/2"

5/8"

3/4"

7/8"

1-1/8"

1-3/8"

1-5/8"

2-1/8"

2-5/8"

3-1/8"

3-5/8"

4-1/8"

6.35

9.65

12.70

16.0

19.0

22.3

28.7

35.0

41.4

54.1

66.8

79.5

92.2

104.9

4.95

8.05

10.9

14.0

16.9

20.0

26.2

32.2

38.3

50.5

62.7

74.9

87.1

99.3

0.70

0.80

0.90

1.02

1.07

1.14

1.27

1.40

1.52

1.78

2.03

2.28

2.54

2.79

0.112

0.174

0.295

0.424

0.539

0.677

0.974

1.315

1.700

2.607

3.689

4.949

6.386

8.000

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.09

0.11

0.13

1.17

0.21

0.25

0.29

0.33

0.192

0.508

0.933

1.539

2.246

3.146

5.400

8.155

11.537

20.058

30.92

44.1

59.67

77.55

0.02

0.051

0.093

0.154

0.225

0.315

0.540

0.816

1.154

2.006

3.092

4.410

5.967

7.755

60

55

50

45

40

35

30

30

25

20

20

20

18

18


i-.'i

i'" r

ıHr t

VIII-5) Soğutucu Akışkan Borularının Tccrit'iSoğutucu akışkan borularının tecrit'inden maksat (a) ısı geçişinin, (b) terlemenin

önlenmesi, olarak düşünülür. Bir soğutma sistemindeki boruların tümü için, sayılanbu iki amaç mevcut olmadığından tüm boruların tecrit edilmesine de gerek olmamak-tadır. Boruların döşenmesi tamamlanıp basınç-kaçak testleri yapılmadan borularıntecriti yapılmamalıdır. Tecrit uygulamasında göz önünde bulundurulacak genel husus-lar aşağıda kısaca belirtilmektedir.

a) Sıvı soğutucu akışkan boruları: Normal olarak sıvı soğutucu akışkan boru-larının tecrit edilmesine gerek yoktur. Ancak, sıvı hattı çok sıcak hacimlerden ge-çiyorsa veya uzun mesafelerde güneş ışınlarına maruz kalıyorsa ısıl yönden tec-rit edilmesinde fayda görülebilir. Normal olarak, boru yüzeyindeki sıcaklığın mu-hit çiğ nokta sıcaklığı altına düşmesi söz konusu olmadığından, buhar kesici ko-nulmasına gerek olmayacaktır. Diğer yandan, emiş hattı-sıvı hattı arasına ısı de-ğiştirgeci konulan uygulamalarda sıvı çıkış sıcaklığı oldukça düşük seviyelere ine-ceğinden, bilhassa sıcaklığı yüksek hacimlerden geçişlerde sıvı hattının ısıl yön-den, hatta buhar kesicili olarak tecrit edilmesi gerekebilir. Yoğuşum sıcaklığı dü-şük olan veya "Kaskat" esasa dayalı soğutma sistemlerinin alçak sıcaklık tarafı-nın sıvı akışkan borularının tecrit edilmesi de gerekir. Bazan sıvı soğutucu akış-kan borusu, emiş borusu ile bitişik ve hatta birbirine kaynakla tespit edilmiş va-ziyette döşenmektedir. Bunun amacı, sıvı hattı-emiş hattı ısı değiştirgeci etkisimeydana getirmektir ve bunun yararları diğer bölümlerde izah edilmiştir. Bu şe-kildeki sıvı hattı-emiş hattı uygulamalarında her iki borunun beraberce tecrit edil-mesi bir çok yarar sağlayacaktır.

b) Sıcak gaz boruları: Bu borular da normal olarak tecrit edilmemektedir. Ancak,sıcak gaz borularının geçirilmesinden kaçınılmayan ve bu borulardan gelecek ısı'danzarar görebilecek hacimlerde ısı tecriti gerekebilir. Keza, insanların değerek zarar gö-rebileceği kısımlarda da boruların tecrit edilmesi gerekebilir. Tecrit yapıldığında, bu-har kesiciye gerek olmayacaktır.

c) Emiş hattı boruları: Emiş hattı borularının hem ısıl yönden hem de terleme-ye karşı tecrit edilmesi gerekir. Ancak, emiş-evaporasyon sıcaklığının yüksek oldu-ğu klima gibi uygulamalarda, emiş borularının geçtiği hacimlerde sıcaklık ve rutu-bet seviyeleri çok yüksek değilse bu boruların tecrit edimesine gerek kalmayabilir.Hatta emiş borularına dışarıdan bir miktar ısı girmesi, emiş hattında bulunabilec-ek buharlaşmamış soğutucu akışkanın buharlaşmasına yardım edeceği için, komp-resöre sıvı halde soğutucu akışkan gelmesinin önlenmesi bakımından faydalı görü-lebilir. Soğuk oda ve benzeri uygulamalarda ise emiş borularının buhar kesicili ola-rak tecrit edilmesi gereklidir. Buhar kesici uygulanmasında ek yerlerinin sızdırmazşekilde kapatılmasına bilhassa dikkat edilmelidir. Isı tecrit malzemesi olarak boru-lar için kullanılan malzemeler tabii-prefabrik mantar, cam yünü, plastik ve kauçukköpük/foam olarak sayılabilir. Bu tecrit maddelerinin üzerine genellikle bir buharkesici film konulmaktadır. Buhar kesici olarak; metal folyo (çoğunlukla alümin-yum), emprenye edilmiş kraft kağıdı, plastik-pvc folyo ve fırça veya sprey meto-duyla uygulanan asfalt, resin, polimer, pigment ve benzeri esaslı bir dış yüzey kap-laması kullanılmaktadır.

Son yıllarda yapılan birçok soğutma borusu tecrit malzemesi hem ısıl tecrit hemde buhar kesici görevini birlikte yapabilecek evsaftadır. Örneğin dış yüzeyi gözenek-siz, boruya göre şekillendirilmiş veya levha şeklinde bir sentetik kauçuk foam malze-


me geniş ölçüde ve başarıyla kullanılmaktadır. Buna benzer ve şerit bant şeklinde, birtarafı yapışkan tecrit malzemesi değişik çap ve şekilde boru, fittings ve diğer soğukyüzeylere kolaylıkla uygulanabilmekte, böylece hem ısıl tecrit hem de buhar kesici ih-tiyacı karşılanmaktadır. Aşağıdaki tablo, düşük sıcaklıktaki borulara uygulanması öne-rilen tecrit kalınlıklarını vermektedir.

Tablo. VIII-29) Soğuk Borular için tecrit kalınlıkları

Sıcaklık

(°C)

10/24

10/24

0/10

0/10

-18/-4

-18/-4

-18/-4

-32/-18

-32/-18

-32/-18

Boru dış çapı

5"kadar

6"den büyük

3"e kadar

4"den büyük

1 "e kadar

1-1/4-3" arası

3"den büyük

1/2-3" arası

3-1/2-4" arası

4"den büyük

Tecrit Kalınlığı

3/4" (19 mm)

1"(25mm)

3/4" (19 mm)

2 kat 3/4" veya

1 kat 2"

2" (51 mm)

2-1/2 (64 mm)

3" (76 mm)

3" (76 mm)

3-1/2 (90 mm)

4" (102 mm)

Tecrit Malzemesi

(veya eşdeğeri)

Cam yünü keçe

Cam yünü keçe

Cam yünü, keçe

Cam yünü, keçe

veya 1-1/2" mantar

Mantar veya 2-1/2"

cam yünü keçe" " 3 "u 0 4 ıı ıı

Mantar

Mantar

Mantar

a) Kauçuk Köpük/Foam(Kendinden Buhar Kesici)

b) Prefabrik üretan, üzeri Buhar kesici Folyo Kaplı

c) Sentetik Kauçuk Bant izole (Kendinden BuharKesici) Fitingslere uygulama kolaylığı Görülmektedir

Şekil. VHI-9) Soğuk borular için tecrit örnekleri

d) Cam Yünü. üzeri BuharKesici Folyo Kaplı

!< / '

İ

i'" r

ı

ı420 UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ

VIII-6) Boru Aksamı:Boru aksamı olarak; boru ekleme parçaları-fitingsler, boru titreşimlerinin iletimini

önleyici parçalar-titreşim önleyiciler, kompresörün sıkıştırma işlemini yapması sıra-sında meydana gelen sesin sisteme gitmesini önleyici elemanlar-susturucular, borula-rı taşıyıcı elemanlar akışı kesmek için veya ters yönde gidişini önlemek için kullanılanelemanlar (valfler, çek valfler, solenoid valfler vs.), borulardaki akışkan geçişini izle-mek için kullanılan elemanlar-gözetleme camları ve daha pek çok değişik amaçla kul-lanılan elemanlar olarak özetlenebilir. Fitingsler ve titreşim önleyicilerin dışındaki di-ğer elemanlar ayrı ayrı Bölüm-V'de izah edilmiştir.

Boru ekleme usûlleri; Vidalı, flanşlı, kaynakla, lehimle ve havsalama suretiyle ya-pılmaktadır. Aşağıdakki Şekil VIII-10'da kaynaklı tip fitings çeşitleri, Şekil VIII-1 l 'devidalı fitingsler gösterilmiştir.

j b)Dar clYatımDirsek Dirsek Dirsek

d)Redüksiyon e)U-Dönüj f)Te«

Şekil. VIII-10) Kaynaklı tip bakır boru fitingsleri

ı)Ünyon b)Ünyon

5AE x MPT SAE x 5AEc)Kısa Rakor d)Uzun Rakor

•Sie) Nipel f)Pedüksiyon

MPT x MPT Ünyon-SAE•) Tapa-Dij i

5AE h)Tapa- Erkek

F-SAExSAE F-SAExMPT SAE x FPTj) Adaptör Örnekleri

Tüp Adaptörü

GDk) ManşonF P T x F P T

Şekil. VIII-11) Vidalı tip fitings çeşitlerinden örnekler


tf.SAE x FPT x SAE

SAE x MPTSAE

SAE x SAE x SAE

SAE x 5AE x SAESAE x Swival

SAE x SAERedüksiyon

SAE x SAE x-SAE

m) D i ş l i Tee ' ler n) Çapraz/Kros/Haç(SAE)

SAE x SAE SAE x MPTo)Rakor §apka«ı(Tapa) p)9akır Conta(SAE)

1) Dişli Dirsekler

Not: MPT-Boru diş'i, Erkek FPT-Boru diş'i - Dişi SAE-Havşalı Bağlantı

Şekil. VIH-llIdevami) Vidalı tipfitings çeşitlerinden örnekler

Titreşimin geçişini önlemek için, titreşim önleyiciler kullanılabileceği gibi titreşiminmeydana geldiği cihaza (genellikle kompresör) bağlanan boruların her üç yönde 15 ile30 boru çapı kadar mesafede ilerletilmesi suretiyle de ödenebilmektedir, ilk boru taşı-yıcı eleman, titreşime karşı alınan önlemden hemen sonra konulmalıdır. Aşın veya çokyönlü titreşimlerin mevcut olduğu durumlarda, her titreşimin yönüne dik açı teşkil ede-cek tarzda, birden fazla sayıda titreşirn önleyici konulması gerekebilir. Çok büyük çap-lı bakır borular ile kullanıldığında titreşim önleyicilerden iyi sonuç alınamadığı görülmüş-tür. Bilhassa sıcak gaz boru hattında, basınç dalgalanmalan aşın türbülanslarla aşın hız-ları ve bunun sonucunda da aşırı ses ve titreşimleri meydana getirebilir. Bilhassa rezo-nans oluşabildiği taktirde bu durum borulann tahrip olmasına neden olabilir. Sıcak gazhattı susturucusu konulması bu durumun önlenmesinde çok etken olmaktadır. Bu ko-nuda alınabilecek diğer önlemler; Boru çapının büyütülmesi, bakır boru yerine çelik bo-ru kullanılması veya kompresörün devir sayısının değiştirilmesi şeklinde olabilecektir.

a) Kaynaklı Bağlantı

b) Vidalı Bağlantı c) Flanşlı Bağlantı

Şekil. VIII-12) Titreşim önleyiciler ve boruya bağlantı şekilleri


1 Tl i•••'«

i

I-1»

iW' /'

VIII-7) Sirkülasyon Pompaları:Kondenser suyu ve soğutulmuş su ile salamura, etilen glikol gibi indirekt soğutu-

cu akışkanların boru şebekesinde dolaşımını sağlamak üzere sirkülasyon pompaların-dan yararlanılmaktadır.Sogutma tekniğinde bugün kullanılan pompaların büyük birekseriyeti santrifüj tipidir. Bir santrifüj pompa, kanatlı-dönel bir rotor (çark) ile onuçevreleyen sabit, salyangoz şekilli bir hücreden oluşmaktadır. Kanatlı-dönel rotorungöbek kısmından giren akışkan dönel hareketin sağladığı merkezkaç kuvvetin etkisiy-le kanat boşluklarından rotorun çevresine doğru hızlanarak hareket eder ve salyan-goz şekilli dış gövdeye ulaşır. Kesiti gittikçe genişleyen salyangoz dış gövdede dina-mik enerjisinin bir bölümü statik enerjiye-basınca dönüştürülen akışkan burada gittik-çe birikerek çıkış ağzına doğru ilerler ve salyangoz gövdeyi belirli bir hız ve statik ba-sınçta terkeder (Şekil: VIII-13). Pompanın tahriki için harcanan enerjinin büyük birkısmı böylece akışkana hız ve basınç kazandırmak için harcanmış olurki bunun gerikalan kısmı da mekanik ve hidrolik kayıplara terkedilir. Bir santrifüj pompanın kapa-sitesinden bahsedilirken bu daima Debi ve Manometrik-basma yüksekliği çifti şeklin-de ifade edilir. Böylece, santrifüj pompaların kapasite değerleri demeti de Debi-Ma-nometrik yükseklik koordinatları üzerinde, bir eğri şeklinde gösterilir ve buna pom-pa karakteristik eğrisi adı verilir. Her santrifüj pompanın karakteristik eğrisi, kendisi-nin fiziki boyutlarını da kapsayan (bilhassa rotor çapı) konstrüktif dizaynına ve roto-runun devir sayısına bağlı olarak değişecektir. Ancak, santrifüj pompalar genellikleyatık ve dik karakteristik eğrili olmak üzere iki gruba ayrılır (Bak; Şekil VIII-14a). Sı-fır debi basıncı, verimin en yüksek olduğu noktadaki manometrik basıncının 1.1 ile1.20 katı civarında olan santrifüj pompalar yatık eğrili pompa ve bu değeri 1.20 denyüksek olan pompalar dik karakteristik eğrili pompa olarak nitelendirilmektedir. Bil-hassa 2-yollu otomatik kontrol valfleri kullanılan kapalı devreli, sıcak veya soğutul-muş su uygulamalarında yatık karakteristik eğrili santrifüj pompalar tercih edilmeli-dir. Böylece, küçük manometrik basınç değişimleriyle daha geniş bir debi ayarı saha-sı ve dolayısıyla daha geniş kapasite ayarı sahası sağlanabilecektir.

Santrifüj pompaların karakteristik eğrilerinden bahsedildiğinde çoğu zaman,pompanın verim eğrileri, güç gereksinimi eğrileri, devir sayısı değişimlerinin etkisinigösteren eğriler ve bunlara benzer, pompanın teknik karakteristiklerini içeren diğereğrilerin tümü kastedilmektedir ki, aslında bunlara "Pompa Performans Eğrileri" de-mek daha doğru olabilir.

İmalatçı firmaların hazırlamış olduğu pompa karakteristik eğrilerinin kesildiği, sonbulduğu noktaların ötesindeki bir rejimde pompa çalışması genellikle iyi sonuç ver-meyecektir ve kavitasyon, aşırı gürültü, sarsıntı gibi istenmeyen durumlar meydanagetirecektir. Bu nedenle, pompa seçimi daima karakteristik eğri sınırları içinde kala-cak tarzda yapılmalıdır. Karakteristik eğrilerde görülen sıfır debinin karşıtı olan ma-nometrik basınç seviyesi santrifüj pompalarda genellikle sisteme zarar verecek sevi-yelere ulaşamaz. Hatta pompanın güç gereksinimi bu çalışma rejiminde azaldığın-dan, sıfır debide pompa tahrik motoru daha az yüklenecektir. Ancak, bir pompanınbu çalışma rejiminde uzun süre çalışması sonucu pompa içinde hapsolan akışkanın,kesme kuvvetleri etkisiyle ısınmasına hatta buhar cepleri oluşturarak tehlikeli ve za-rarlı sonuçlar meydana getirmesin^ neden olabilir ki, kavitasyon bunlardan en önem-lisidir ve bu olay aşağıdaki paragraflarda daha etraflı şekilde izah edilmektedir.

Enerji tasarrufu amacıyla pompa devir sayısının, sistemin çalışma rejimi değişim-lerine göre değiştirilmesi son yıllarda dış ülkelerde çok uygulanan bir çözüm şeklidir.Böyle bir uygulamada pompanın çalışma sahası sınırları belirlenmeli ve seçilen pom-panın bu çalışma sahasındaki verimlerinin kabul edilebilir seviyelerde kalmasına itina


gösterilmelidir. Santrifüj pompanın devir sayısı (n) değişiminin, debi (W) ve manomet-rik basınç (H) ilişkisi şöyle ifade edilebilir:

w 2

v e = — veyaHı W, N, {n, 1— I = | —L | v e a ü c IM. = | i l |H 2

ve güçN9

Pompalama için harcanacak güç ise:

N (BHP) = W(lt/san)xy(kg/dm3)XH(mSS)

toplam hidrolik verimdir ve konulacak tahrik motoru, mekanik kayıpları da karşıla-yabilecek güçte olmalıdır,/

ÇIKIŞ

GİRİŞ

1- Dış Gövde2- Boşaltma tapası3- Rotor Çarkı4- Mekanik tip şaft

sızdırmazlık ele-manı

5- Yağlama yağı se-viye camı

6- Kaymalı tip yatak7- Yağlama yağı sa-

vurucu8- Yatak muhafaza-

sı9- Şaft ve yatakları

taşıyıcı kafa

iw r

Şekil. VIII-13) Tek girişli tipik bir santrifüj pompanın iç yapısı

Santrifüj pompalar, akışkan zerrelerinin hızlandırılmasında merkezkaç kuvvet et-kisinden yararlandığına göre rotorun çevresel hızı ne kadar yüksek olursa sonuçta okadar yüksek bir pompa çıkış toplam basıncı değerine ulaşılabilecek demektir. Çev-resel rneın yüksek olması (a) Rotor çapının büyük olması (b) devir sayısının yüksek ol-masına bağlıdır. Şekil VIII-14/b-c'de devir sayısı ve rotor çapı artışlarının manomet-rik basma yüksekliğini arttırışı karakteristik eğrilerle gösterilmektedir. Devir sayısınıveya rotor çapını pratikman belirli sınırların üzerine çıkarmak mümkün olmayacağın-dan, çok yüksek manometrik basma yüksekliklerini gerektiren uygulamalarda biribi-rine seri vaziyette bağlanmış pompalar veya kademeli pompalar kullanılır (Bak ŞekilVIII-15). Akışkan debisinin yüksek olduğu uygulamalara cevap verebilecek santrifüj

i424 UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ

pompaların ise akışkan geçiş kesitlerinin büyük olmasının gerekeceği şüphesizdir. Butür pompaların dış gövdesini oluşturan salyangoz şekilli zarf da daha şişkin görünüm-lüdür. Bunlardan, çift grişili-gövdesi yatay açılımlı (horizontal split case) pompa ilginç-tir (Şekil VIII-17b) Debinin sağlanmasının tek bir pompa ile pratikman mümkün ol-madığı hallerde iki pompanın biribiriyle paralel tarzda bağlanması iyi bir çözüm ola-rak kabul edilebilir. Şekil VIII-16'da paralel çalışan pompaların ayrı ayrı ve toptan ka-rakteristik eğrisinin tipik durumu görülmektedir. Santrifüj pompaların seri ve bilhas-sa paralel bağlanarak çalıştırılmasında; debi-manometrik basınç eğrilerinin birbirinebenzer ve yakın karakteristikleri havi olmasına, mümkünse aynı tip ve büyüklüktekipompaların birlikte kullanılmasına gayret edilmelidir.

Santrifüj pompaların verimlerinin yüksek olması, harcanan tahrik enerjisindenpompalama için daha fazla yararlanıldığı anlamını taşıdığından, çok önemlidir ve be-lirli bir uygulama için pompa seçilirken daima çalışma rejimindeki verimi yüksek olanbir pompa seçilmesine dikkat edilmelidir. Unutulmamalıdır ki, akışkanın aşırı şekildeyön değiştirmesi pompa veriminin düşmesine neden olmaktadır ve pompanın ima-lat düzgünlüğü kadar dizayn konstrüksüyonu da önemli dikkati gerektiren bir konu-dur. Aynı nedenle, akışkanın çok sayıda yön değiştirmesi söz konusu olan kademelipompaların verimleri de tek kademeli pompalara nazaran genellikle daha düşüktür.

çal?.•) GENEL GÖRÜNÜMÜ b ) 0EVİR O E S İ S İ M İ N İ N

ETKİSİ

W(m3/h)

c) ROTOR ÇAPI BE&İŞİMİ-NİN ETKİSİ

Şekil. VIII-14) Santrifüj pompa karakteristik eğrileri

Santrifüj pompa karakteristik eğrisinin gösterildiği koordinatlar üzerinde, pompanınsirkülasyonunu sağladığı akışkanın boru ve diğer aksamına ait bir basınç-debi eğrisinide göstermek mümkündür. Bu eğriye "sistem eğrisi" adı verilir ve bu eğrinin, sistemdekullanılan pompanın karakteristik eğrisiyle kesiştiği nokta çalışma rejimini belirler.

11 8

UYGULAMALI SOĞUTMA TEKNİĞİ

KADEMELİ POMPA(SERİ POMPALAR)

425

H(mSS)

PDMPA-1 PÖMPA-2

SERİ POMPALAR

. VIII-15) Seri halde çalışan santrifüj pompalar ve kademeli pompa

,,-Seri çalışan iki pea- panın karakteristik

Eğrisi

zîat tamiri . .«,..._..„ *1 yük«^g«rı»kairti«i

Poanpa-2

/P«r«l«l çsl i f*n iki pampm-k«rıkt«ri«tit< »grisi

Sistem

PARALEL POMPALAR

Şekil. VIII-16) Paralel halde çalışan santrifüj pompalar

Santrifüj pompanın emiş tarafında, bilhassa rotor kanatçıkları arasından geçerkenakışkan zerrelerinin santrifüj kuvvetler etkisiyle hızlandırıldıgı evvelce belirtilmişti. Buhızlanma ile statik basıncın, emiş ağzında ve kanat aralıklarında düşeceği açıktır. Budüşmenin seviyesi, pompanın devrine, giriş ağzıyla kanatçıkların dizayn konstrüksü-yonuna ve akışkanın geçiş hızlarına bağlı olacaktır. Bilhassa akışkanın sıcaklığı yük-sek ise, pompa emişinde düşen basıncın seviyesi akışkanın buharlaşma basıncının al-tına inebilecek ve bunun sonucunda akışkanın içinde buhar cepleri oluşacaktır.

Buhar molekülleri sıvınmkilere nazaran çok daha hızlı hareket edibeldiğinden bah-sedilen buhar ceplerindeki moleküller temas ettikleri katı metal yüzeylere hızla çar-parak buralarda tahribatlar yapabilmekte, ayrıca, aşırı ses, gürültü, darbe titreşimmeydana getirmekte ve pompalama işleminin yetersiz kalmasına neden olmaktadır.Bu olay'a Kavitasyon adı verilir ve bunun mutlak surette önlenmesi gerekir. Belirli tipve boyuttaki bir pompanın belirli devirde ve çalışma rejimindeki Emiş Net Pozitif Ba-sınç değeri /ENPY (Net Positive Suction Head/NPSH) sabittir ve deneylerle buluna-

i" r

iir /"

' /


bilmektedir. Uygulamanın sağladığı ENPY değeri pompanın gerektirdiğinden dahayüksek ise yukarıda bahsedilen buhar cepleri yani kavitasyon oluşmayacaktır. Bu ne-denle, pompa seçimlerinde daima imalatçı ENPY (NPSH) eğrisi üzerinde, çalışmaşartlarında pompanın gerektirdiği ENPY değeri bulunup sistemin sağladığı ENPY de-ğerinin bunun üzerinde bulunduğu görülmelidir. Sistemin sağlayacağı ENPY yaklaşıkolarak şöyle hesaplanacaktır:

ENPYsist = he + hz x y - hp - hb (mmSS) olup burada;

he = Pompanın emdiği akışkanın yüzeyindeki mutlak basınç (mSS)

hz = Pompa ekseni ile emdiği akışkan yüzeyi arasındaki düşeş yükseklik (m).Akışkan yüzeyi pompa ekseninden aşağıda ise bu değer negatif olacaktır.

hp = Akışkanın bulunduğu sıcaklıktaki buharlaşma mutlak basıncı (mSS)

7 = Akışkanın çalışma sıcaklığındaki özgül ağırlığı (g/cm3, kg/dm3, v.s.)

hb = Pompa emiş tarafındaki boru donanımı basınç kaybı (mSS)

Örnek: Çalışma şartlarında ENPY değeri, imalatçı katalogunda 4 mSS olarak ve-rilmiş olan bir pompa 80°C'de, 0.5 atü basınç altındaki, 5 metre aşağıda bulunankapalı bir tanktan su emiyorsa ve emiş tarafı boru donanımı kayıpları toplamı 3 mSSolarak hesaplanmışsa bu pompanın kavitasyon sınırına girip girmediğini saptayınız:

ENPYslst = (0.5 + 1.0) x 10 + (-5) x 0.972 - 0.483 x 10 - 3 = 2.31 mSS

he hzxy hp hb

ENPYp o m p = 4 mSS > ENPYsist = 2.31 mSS olup pompa bu çalışma şartların-da kavitasyon sınırına girmektedir ve bu şartlarda kullanılması sakıncalıdır.

Santrifüj pompalar Rotor (çark) tipine ve sayısına, dış hücre konstrüksüyonuna veyapısına, tahrik elemanına bağlanma şekline göre sınıflandırılmaktadır.

A) Rotor tipine göre sınıflandırma:

1. Radyal tip çarklı pompalar

2. Francis tipi çarklı pompalar

3. Aksiyal (pervane) tipi pompalar

4. Rejeneratif türbin tipi pompalar

5. Özel tipli pompalar

B) Rotor sayısına göre sınıflandırma

1. Tek kademeli pompalar

2. Çok kademeli pompalar


C) Dış hücre-zarf konstrüksüyonuna göre

1. Salyangoz tipi (su çıkışı pompa şaftına dikey)

2. Difüzör tipi (su çıkışı pompa şaftına paralel)

D) Pompanın yapısına göre sınıflandırma

1. Baş taraftan emişli pompalar

2. Yatay veya düşey bölünmüş dış zarflı (split-case pump)

3. Boru hattına entegre bağlı tip (in-line) pompalar

4. Düşey milli pompalar

Bu pompalardan, soğutma uygulamalarında en çok kullanılanlar A-l, A-2 rotortipli ve B-l'deki dış hücreli tip pompalardır. Şekil VIII-17'de değişik tür pompa ör-nekleri verilmektedir.

a) Tek Kademeli-Tek Emişli, Salyangoz tipi Dış Hücreli Pompalar

b) Yatay bölün-müş dış zarf(Split-Case)

1

i; ' / •

ir

c) Boru Hattına Entegre Bağlı Tip Pompalar d) Düşey Milli e) Dalgıç Tipi

Şekil. VIII-17) Santrifüj pompa tiplerinden örnekler

Bir pompanın kullanılabileceği sıcaklık ve basınç sınırlamalarına pompalananakışkanın cinsi ile salmastrasının konstrüktif ve malzeme yapısı en büyük etkendir.Pompa tahrik şaftının yataklanması için rulmanlı yataklar çok sık kullanılmakta ve fa-kat kaymalı yataklara da sık sık rastlanmaktadır (bilhassa boru hattına entegre bağlıtip-sirkülatörler). Pompa tahrik motoru olarak genellikle elektrik motorları kullanıl-maktadır.

Bir santrifüj pompanın kullanıldığı sistemi "Açık" veya "Kapalı" sistem olarak ifa-de etmek mümkündür. "Açık" ve "Kapalı" terimlerinin buradaki anlamı, sistemin at-mosfere açık olması veya kapalı olmasıdır. Açık bir sistemde emiş ve basma tarafla-rının seviye farkı statik basınç farkı olarak boru sürtünme kayıplarına eklenecektir.Örneğin, bir soğutma kulesinde, geliş borusu ile toplanma haznesinin su seviyesi far-kı statik basınç farkı olarak pompa tarafından karşılanacaktır. Kapalı bir sistemde ise


i/ •

I,r

seviye farklarının pompa seçimine bir etkisi olmayacak ve sadece boru sürtünme ka-yıpları ile diğer basınç kayıplarının toplamı pompa seçiminde esas alınacaktır.

t

Ç

hV9

b»

=10

a) Emişte Alt Basınç b) Emişte Üst Basınç

ç g ç k

c) Kapalı Sistem

H : Pompa manometrik basınç gereksinimi (mSS)

he : Atmosfer basıncı (Açık sistemde hem emişde hem çıkışta mevcut) (mSS)

Statik yükseklik farkı (düşey seviye farkı; mt) e: emişte, ç: çıkışta

Emiş tarafı toplam boru ve boru aksamı kayıpları (mSS)

hb ç : Basma tarafı toplam boru ve boru aksamı kayıpları (mSS)

Emiş tarafı giriş kayıpları (Akışkanı hızlandırma ve yönlendirme) mSS

Basma tarafı çıkış kayıpları (Akışkanın borudan çıkış hızı ile harcanan)

Proses kabındaki kayıplar (Eşanjör, soğutucu, vs.) mSS

Akışkanın özgül ağırlığı (Kg/dm3, vs.).

Şekil. VIII-18) Açık ve kapalı sistemlerde pompa basıncının saptanması

Akışkanın dolaştırılacağı boru şebekesinde, pompanın konulacağı yerin seçimin-de, bazı hususlara dikkat etmek gerekir. Açık bir sistemde, pompanın emişine akış-kan graviteyle kendiliğinden dolacak tarzda ve pompanın girişinde akış engellenme-yecek şekilde tertiplenmelidir. Bu husus bilhassa akışkan sıcaklığı yüksek olan, az birbasınç düşümü ile buhar basıncının altına düşülmesi söz konusu olan uygulamalariçin önemlidir. Bu gibi uygulamalarda pompanın emiş tarafındaki boru uzunluğu iledirsek ve basınç kaybına neden olabilecek diğer boru aksamı mümkün olduğu kadaraz olmalıdır. Soğutma kulesi olan uygulamalarda ise kule alt hazne çıkışından pom-pa emişine doğru serbest akışı sağlayacak bir eğim verilmeli ve pompa, kule alt haz-nesindeki su seviyesinden biraz daha aşağıda bir seviyede tutulmalıdır.

Kapalı sistemlerde, pompanın konulacağı yer konusunda önemli bir sorun çıkmamak-tadır. Genel prensip olarak, akışkan sıcaklığının yüksek olduğu uygulamalarda pompayıakışkan sıcaklığının en düşük olduğu boru hattına (kavitasyon ihtimalinin azaltılması bakı-mından), akışkan sıcaklığının dış hava çiğ nokta sıcaklığının altına düştüğü uygulamalardaise pompayı akışkan sıcaklığının en yüksek olduğu boru hattına (pompa gövdesinin dış kıs-mında yoğuşum-terleme olmaması bakımından) konulması uygun olmaktadır.


Santrifüj pompaların dış gövdesi genellikle pik dökümden yapılmakta, rotor çar-kı ise akışkanın türüne göre; pik, pirinç, bronz, paslanmaz çelik gibi malzemelerdenolmaktadır. Pompa tahrik şaftı çoğunlukla paslanmaz çeliktir. Santrifüj pompalarınşaft sızdırmazlığı pompa konstrüksüyonun önemli bir konusu olup salmastralı ve me-kanik tip olmak üzere iki değişik türüne rastlanmaktadır. Yüksek sıcaklıktaki akışkan-ların bulunduğu sistemlerde çalıştırılan pompaların bilhassa salmastralarının özel ola-rak yapılmış olması, hatta bazı uygulamalarda su ile soğutma gömlekli tip olması, ay-rıca ısıl genleşmelere uygun bir konstrüksüyona sahip bulunması gerekir. Korosifakışkanların söz konusu olduğu uygulamalarda, içi korozyona dayanıklı bir filmlekaplı veya tümüyle korozyona dayanıklı malzemeden yapılmış pompalar kullanılmak-tadır. Deniz suyu ile soğutmalı kondenserlere, salamura ara maddeli soğutuculara ve-ya daha başka korosif solüsyonların bulunduğu soğutma uygulamalarına sık sık ratla-mak mümkündür ve bu nedenle bahsedilen pompalara gerek duyulması beklenmeli-dir. Santrifüj pompaların tahrik şekli çoğunlukla direkt akuple tarzda, motor ile pom-pa şaftlarının bir kavrama ile bağlanması şeklinde yapılmakta ve kayışla tahrik şekli-ne soğutma uygulamalarında çok seyrek rastlanmaktadır. Tahrik motoru genelliklebir elektrik motoru olup pompa ile birlikte, döküm veya kaynaklı profilden imal edil-miş bir şasi üzerinde tespit edilmiş vaziyette bulunmaktadır. Boru hattına bağlı tippompalarda ise bu tür bir şasiye çoğunlukla gerek kalmamaktadır.

ı, r

! i / '


Documents

Akışkanlar mekaniği