Boru içi akışlarda basınç kayıplarının incelenmesi
Investigation of pressure loss in pipe flow
Yazar: SİNAN ARACI
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER KEMAL KINACI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering
Dizin: Boru akışı = Pipe flow ; Laminer akış = Laminar flow ; Türbülanslı akış = Turbulent flow ; İç akış = Internal flow

Özet:
Boru içi akış birçok mühendislik uygulamalarında ve farklı alanlarda karşımıza çıkmaktadır. Örneğin, hidrolik olarak çalışan bir sistemde, suyun yüksek bir noktaya iletilmesinde, bir yangın sisteminde, havalandırma sistemlerinde dairesel veya dairesel olmayan borulama sistemi kullanılır. Akışkanı iletmek için genellikle fan veya pompalardan yararlanılır.  Fan veya pompa gücünün belirlenmesinde bu akışlarda oluşacak kayıpların bilinmesi önemlidir. Eksik kayıp hesapları sonucu sistemin çalışmamasının yanında, fazla pompalama veya fan gücünün gereksiz yüksek maliyetler oluşturması istenmeyecek durumdur. Bu nedenle akışta meydana gelecek kayıpların bilinmesi önemli bir faktördür. 
Boru içerisinde meydana gelen enerji/basınç kayıpları ikiye ayrılmaktadır. Birincisi akışa ters yöndeki sürtünme kuvvetinden meydana gelen kayıplardır. Bu kayıplara sürekli kayıplar denir. Kısaca akış kesiti, akış doğrultusu değişmeden düz bir boruda meydana gelen kayıplardır.  İkincisi ise akış yönünde veya akış kesitinde meydana gelen değişimler sonucu oluşan kayıplardır. Bu kayıplara yerel kayıplar denir. Kısaca dirsekler, ani daralma ve genişlemeler, bağlantı elemanları gibi etkenler ile ortaya çıkan kayıplardır.
Bu çalışmada analitik ve deneysel sonuçlar ile sayısal analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Sayısal analiz ile elde edilen sonuçların doğruluğu incelenmiştir. Buna göre sayısal analiz yöntemi ile gerçeğe yakın değerlerin bulunabileceği öngörülmüştür. Birçok farklı model için yapılacak deneysel araştırmalar yerine sayısal analiz yöntemiyle hem zamandan tasarruf hem de ekonomik olarak önemli ölçüde fayda sağlanacağı öngörülmüştür.
Ayrıca dirsek kayıpları incelenmiş olup bu kayıplar üzerinde akış hızının, boru çapının ve dönme yarıçapının etkisi incelenmiştir. Sonuçlara göre hız arttıkça kayıp katsayısı azalmakta, çap attıkça kayıp katsayısı artmaktadır. Dirseklerde dönüş yarıçapı kullanılarak önemli miktarda kayıplar engellendiği görülmüştür.

Abstract:
Pipe flows are used in engineering applications and many different disciplines. For example, it was used in hydraulic systems, to deliver water to high level, in fire fighting systems, in ventilation systems etc. Fan and pumps are utilized to deliver fluid. It is important to know the pressure losses that will occur in the flow to determine power of fan or pump. Incomplete loss calculations cause the end result system not to work. Moreover, it may cause high costs due to unnecessary high power of fan and pump. 
The energy / pressure losses in the pipe are divided into two. One of them is the loss that is caused by friction. It is called friction loss (major loss). Shortly, this is the loss that occurs in the pipe without any change in flow cross section and flow direction. The other one is the losses that occur in the pipe when there is a change in the flow direction or flow cross section. It is called local loss (minor loss). Shortly, they are losses caused by factors like elbows, sudden contraction and expansion, fittings.
In this study, analytical and experimental results were compared with numerical analysis results. The accuracy of the results obtained by numerical analysis has been examined. According to the results, it can be seen that similar values can be obtained by numerical analysis. Using numerical analysis method rather than many different experimental researches provides significant timing and economical benefit.
In this study, elbow losses were also investigated and the effect of velocity, pipe diameter and radius of rotation on elbow losses was investigated. According to these results, the loss coefficient decreases as the velocity increases, and the loss coefficient increases as the diameter increases. It has also been shown that significant amounts of loss are prevented by soft elbow rotation.