Eksenel pompalarda çark kanat konstrüksiyonunun pompa genel verimi üzerine etkisi
Axial flow pump impellers - effects of pump design parameters on its performence
Yazar: DURMUŞ KAYA
Danışman: DOÇ.DR. HALİL İBRAHİM SARAÇ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2000
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Eksenel = Axial ; Eksenel pompalar = Axial flow pumps ; Konstrüksiyon = Construction ; Pompa performansı = Pump performance ; Pompalar = Pumps ; Turbo makineler = Turbomachinery ; Çark kanatları = Impeller blades

Özet:
ÖZET Anahtar Kelimeler: Eksenel Pompa, Çark Kanat Konstrüksiyonu, Pompa Genel Verimi. Bu çalışmada eksenel pompa çark kanat konstrüksiyonunun pompa genel verimi üzerine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmanın teorik inceleme bölümü; eksenel türbo makinalann genel teorisi, eksenel pompalardaki teğetsel hız enerjisinin dönüşümü, çark kanat sayısının etüdü ve açık ve kapalı eksenel pompa çarkının etüdlerinden oluşmuştur. Deneysel çalışma için dört adet pompa çarkı tasarlamış ve imal edilmiştir. Deneyde kullanılan pompanın gövde ve diğer elemanları tek tip olarak tasarlanmasına karşılık, deneyde kullanılan pompalar bu gövde üzerine rahatlıkla monte edilebilmektedir. Pompa motoru hız kontrol ünitesine sahip olup deneylerde 1000, 1500 ve 2000 d/d devir sayılan kullanılmıştır. Eksenel pompalarda teğetsel hız enerjisinin dönüşümünün deneysel etüdü için üç ve dört palalı çarkların sabit dönüştürücü kanatlı ve dönüştürücü kanatsız testleri yapılmıştır. Deneyler sonucunda; sabit dönüştürücü kanat kullanılmasıyla pompa sisteminin genel veriminde %4'e varan bir artış elde edilmiştir. En yüksek genel verim ise, pompa motorunun 1000 d/d devrinde, sabit dönüştürücü kanatlı ve dört palah çarktan %65 olarak elde edilmiştir. Eksenel pompalarda çark pala sayısının pompa genel verimi üzerine etkisinin deneysel etüdünde üç ve dört palalı çark kullanılmıştır. Deneyler sonucunda; dört palalı çarktan üç palah çarka göre %3 oranında daha yüksek verim elde edildiği görülmüştür. Verimin en yüksek değeri pompa motorunun 1000 d/d devrinde ve dört palalı çark'ta %64 olarak bulunmuştur. Açık ve kapalı eksenel çark sisteminin deneysel etüdü için kapalı kanatlı çark sisteminin testi yapılmış elde edilen sonuçlar açık kanatlı çark için elde edilen sonuçlarla karşılaştuılmıştır. Bu deneylerde 1000 d/d hızında açık kanatlı çarktan %2 oranında daha fazla verim elde edilirken, 1500 d/d hızda aynı değerlerde bulunmuş, 2000 d/d hızında ise kapalı kanatlı sistemden %3 daha fazla verim elde edilmiştir. Ayrıca, kanatların iki adedi üzerinde delik (kanal) bulunan dört kanatlı çark kullanılarak pompa verim deneyleri yapılmıştır. Bu çalışmaların sonucunda delikli kanatlar çarkın genel verimini düşürdüğü görülmüştür. Bütün deneysel çalışmalar sonucunda ise dönüştürücüsüz kanat sisteminin kullanılmasıyla eksenel pompalarda debi kısılmasına bağlı olarak pompa mil gücü azaldığı ortaya konmuştur. Eksenel pompaların genel özelliklerinden biri ise debi kısılmasına bağlı olarak mil gücünün artmasıdır. Bu kural dönüştürücü kanat kullanarak yapılan deneylerde sağlanırken, dönüştürücü kanatsız sistemle yapılan deneylerde bunun tersi bir sonuç elde edilmiştir. xı

Abstract:
AXIAL FLOW PUMP IMPELLERS-EFFECTS OF PUMP DESIGN PARAMETERS ON ITS PERFORMANCE SUMMARY Key Words : Axial Flow Pump, Pump Design Parameters, The Effect Of Its Performance. The effects of design parameters of axial flow pump impellers on its performance are experimentally investigated. Theoritical studies consist of general theory of turbo machinery, regaining the tangential velocity energy of pump, investigating the effect of number of impeller blades and open and closed type axial flow pump impeller. In the experimantal study, four axial pump impellers were designed and constructed. The stator and other parts of the pumps employed in the experimental studies are standard and in these experiments, the rotational speed of the pump motors are 1000, 1500 and 2000 rpm. For the experimantal studies of regaining of tangential velocity energy of pump, the impellers with three and four blades were tested with and without guied vane. As a result, the efficincy improvement upto %4 using guied vanes has been observed. The best efficincy is obtained at 1000 rpm using guide vane with four blade impeller as %65. For the experimental studies of the effects of number of blades on pump effciciency, impellers with three and four blades is used. The experiment results showed that the efficinecy can be increased by upto %3 using four blade impeller with respect to three-blade impeller, and the best efficiency is obtained at 1000 rpm using four blade impeller as %64. For the experimental studies for open and closed type impeller, the closed type impeller is tested and the results are compared with the previous results for open type impeller. In these experiments, while using open type impeller resulted in %2 more efficiency than using closed type impeller at 1000 rpm, it gave same result at 1500 rpm and %3 less efficiency at 2000 rpm. The last experimental studies consist of opening two channels through the two of the four blades of the impeller. No pump efficiency increase has been observed using them. One of the most important challenges obtained in this study is that when the flow rates decreases, shaft moment decreases with using guide vane. The oppsite effect is observed without guide vane, which is a known fact. xu