Pompa giriş/çıkış basıncı ile basma yüksekliği arasındaki ilişki

Temel Formül (En Kritik Olanı)

Basınç Yüksekliği (H) = (Pompa Çıkış Basıncı - Pompa Giriş Basıncı) / (Sıvı Yoğunluğu × Yerçekimi İvmesi)

Sembollerle gösterilmiştir:

H = (P2 - P2) / (ρ × g)

Nerede:

H: Pompa tarafından oluşturulan ve metre (m) cinsinden ölçülen basınç yüksekliği.

P₂: Pompa çıkış flanşındaki mutlak basınç, genellikle Pascal (Pa) cinsinden ifade edilir.

P₁: Pompa giriş flanşındaki mutlak basınç, genellikle Pascal (Pa) cinsinden ifade edilir.

ρ: Pompalanan sıvının yoğunluğu, kilogram/metreküp (kg/m³) cinsinden. Oda sıcaklığındaki su için ρ ≈ 1000 kg/m³.

g: Yerçekimi ivmesi, yaklaşık 9,81 m/s².

Temel Kavramların Açıklaması

Kafa nedir?

Yükseklik Değil: Basınç yüksekliği sadece fiziksel kaldırma yüksekliği değildir. Pompa tarafından birim ağırlıktaki sıvıya aktarılan toplam mekanik enerjiyi temsil eden bir enerji kavramıdır. Birimi metredir (m), bu da pompanın sıvıyı yükseltebileceği teorik yükseklik olarak anlaşılabilir.

Ortamdan Bağımsız: Basınç yüksekliği (H), pompanın kendi performans parametresidir. Aynı pompa, aynı hızda, ister su, ister yağ, ister başka bir sıvı pompalıyor olsun, aynı basınç yüksekliğini (H) üretecektir. Ancak, güç tüketimi ve ortaya çıkan basınç farklılık gösterecektir.

Basınç nedir?

Basınç, birim alan başına düşen kuvvettir. Pompa tarafından üretilen çıkış gösterge basıncı, sezgisel olarak itme kuvvetinin büyüklüğünü yansıtır.

Ortamla Yakından İlişkili: P = ρ × g × H formülüne göre, pompa tarafından üretilen basınç (P) doğrudan sıvının yoğunluğuna (ρ) bağlıdır. Daha yoğun bir sıvıyı (örneğin yağı) pompalamak, aynı yükseklikte daha yüksek basınç üretecektir.

Temel Farklılık ve Bağlantı

Basınç, neden olan şeydir; basınç ise sonuçtur. Pompanın özellikleri, sağlayabileceği basıncı belirler. Belirli bir yoğunluğa sahip bir sıvıya etki eden bu basınç, nihayetinde giriş ve çıkış arasındaki basınç farkı olarak kendini gösterir.

Kafa yüksekliğini pompanın kapasite derecesi, basıncı ise bu kapasitenin belirli bir nesne (belirli bir sıvı) üzerinde etki etmesi sonucu oluşan etki olarak düşünün.

Uygulama Örneği (Su kullanılarak, ρ ≈ 1000 kg/m³, g ≈ 10 m/s² ile basitleştirilmiştir)

Bir pompanın 100 metrelik bir basma yüksekliğine sahip olduğunu varsayalım.

Oluşturduğu basınç farkını hesaplayın:

ΔP = ρ × g × H = 1000 kg/m³ × 10 m/s² × 100 m = 1.000.000 Pa = 1 MPa ≈ 10 bar

Bu, giriş basıncı atmosferik basınç (0 bar gösterge basıncı) ise, çıkış gösterge basıncının yaklaşık 10 bar olacağı anlamına gelir.

Yerinde Maliyet Tahmini Sorumlusu:

Eğer yerinde ölçüm yaparsanız, pompa çıkış göstergesinin 0,8 MPa (8 bar) ve giriş göstergesinin 0,1 MPa (1 bar) gösterdiğini tespit edebilirsiniz.

O halde basınç farkı ΔP = 0,8 - 0,1 = 0,7 MPa = 700.000 Pa'dır.

Yüksekliği hesaplayın: H = ΔP / (ρ × g) = 700.000 / (1000 × 10) = 70 metre.

Bu 70 metre, pompanın mevcut çalışma koşulları altında fiilen sağladığı etkili basma yüksekliğidir.

Önemli Notlar

Hesaplamada Mutlak Basınç Kullanılmalıdır: Formüldeki P₁ ve P₂ teorik olarak mutlak basınçlardır. Bununla birlikte, pratik mühendislikte, hem giriş hem de çıkış basınçları aynı referans (tipik olarak yerel atmosfer basıncı) kullanılarak manometrelerle ölçüldüğünde, manometre basınç farkını kullanmak tamamen doğru bir sonuç verir. Yani, H = (Çıkış Manometre Basıncı - Giriş Manometre Basıncı) / (ρ × g).

Giriş Basıncı NPSH Gereksinimini Aşmalıdır: Giriş basıncı (P₁) çok düşükse, sıvı pompanın içinde buharlaşarak kavitasyona neden olur ve bu da pompaya ciddi hasar verir. Pompa performans eğrisindeki Gerekli Net Pozitif Emme Yüksekliği (NPSHr), P₁'nin yeterince yüksek olmasını sağlamak için belirlenen kilit parametredir.

Sistem Direnci Çalışma Noktasını Belirler: Bir boru hattı sisteminde pompanın gerçek çıkış basıncı, pompanın debi-basınç eğrisi ile boru hattı sisteminin direnç eğrisinin kesişme noktası tarafından belirlenir. Pompa, ürettiği basınç, o debide sistemin gerektirdiği dirence (yükseklik farkı, boru sürtünmesi, vana direnci vb. dahil) tam olarak eşit olana kadar çıkışını ayarlar.