İçme suyu tesislerinde kullanılan sürgülü ve kelebek vanaların akış karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical analysis of gate and butterfly valves of flow characteristics used in drinking water facilities
Yazar: HACI AHMET AYDIN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA SARIOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
İçme suyu tesislerinde kullanılan vanaların şebeke sistemine uygun olarak seçimi, sistemin sağlıklı ve etkin çalışmasında önemli rol oynar. Vana seçiminde dikkate alınması gereken en önemli parametrelerden bazıları vanaların akış karakteristikleri olan; işletme basıncı, akış hızı ve yük kaybıdır. Bu tez çalışmasında içme suyu sistemlerinde yaygın olarak kullanılan sürgülü ve kelebek vanaların akış karakteristikleri ANSYS FLUENT programıyla iki boyutlu olarak incelenmiştir. DN 200 sürgülü vananın %10, %20, %40, %50, %60, %80 açıklık oranlarında ve DN 200 çift eksantrik kelebek vananın 20◦,  40◦, 60◦, 80◦ ve 90◦ klape açıklık derecelerinde 1, 2 ve 3 m/s giriş hızları için bu vanalarda oluşan hız, statik basınç ve yük kayıp katsayısı K değerleri ayrı ayrı belirlenmiştir. Çalışma neticesinde sürgülü vananın % 10 açıklığında ve 2, 3 m/s giriş hızlarında, kelebek vananın 20◦ klape açısına karşılık gelen % 8 vana açıklığında ve 3 m/s giriş hızında bu vanalar içindeki bazı bölgelerde statik basıncın 20◦C'deki suyun buharlaşma basıncının altına düştüğü ortaya çıkmıştır. Açıklık oranı % 50'ye kadar kelebek vananın yük kayıp katsayısı, sürgülü vananın yük kayıp katsayısından daha düşüktür. Genel yaklaşımda iki vanaya ait yük kayıp katsayısı grafikleri benzerlik göstermektedir. Giriş hızının artırılması vana kayıp katsayısında bir değişikliğe neden olmamaktadır.

Abstract:
The proper selection of the valves used in drinking water facilities according to the network system plays an important role in the healthy and efficient operation of the system. The most important parameters to consider when selecting a valve are the flow characteristics of the valves: operation pressure, velocity of flow and head loss. In this thesis study, the flow characteristics of gate and butterfly valves which are used widely in drinking water systems have been investigated in two dimensions through ANSYS FLUENT program. The velocity, static pressure and loss coefficient K values were determined separately in these valves in the valve opening rates 10%, 20%, 40%, 50%, 60%, 80% of  DN 200 gate valve and the disc opening angles 20◦, 40◦, 60◦, 80◦ and 90◦ of DN 200 double eccentric butterfly valve with 1, 2 and 3 m/s inlet velocities. At the result of the study, it was found out that in some parts of these valves the static pressure falls under the evaporation pressure of the water at 20◦C in the opening rate % 8 that corresponding to 20◦ disc opening angle of butterfly valve with the inlet velocity 3 m/s and in the opening rate 10% with the inlet velocities 2 and 3 m/s of gate valve. The head loss coefficient of butterfly valve is lower than that of gate valve up to valve opening rate of 50%. In general approach, the graphics for loss coefficient of both valves show similarity. The increase of input velocity does not cause a change in the valve loss coefficient.