Vanaların akış karakteristiklerinin belirlenmesi
Determination of flow characteristics of valves
Yazar: UGUR ÇİÇEK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN BABAYİĞİT
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Vanalar akışkanların tesisat içerisindeki kontrolünü sağlayan mekanik araçlardır. Birçok farklı vana çeşidi bulunmakla birlikte her vananın kendine göre karakteristik özellikleri farklılık göstermektedir. Vanalarda meydana gelen kayıplar tesisat seçiminde dikkat edilmesi gereken önemli konuların başında gelmektedir. Bu tez çalışması kapsamında farklı vanaların akış karakteristikleri sayısal olarak incelenmiştir.
Çalışmalarda DN50 çap ölçüsüne sahip diyaframlı vana, glob vana, kelebek vana ve pistonlu vana olmak üzere dört farklı vana modeli üzerinde sayısal analizler yapılmıştır. Sayısal analizlerde tüm vanalarda vana giriş basıncı sabit kabul edilerek giriş ve çıkış basıncı arasındaki fark; 0,1bar, 1 bar ve 2 bar olacak şekilde sınır şartları belirlenmiştir. Ayrıca seçilen tüm vanalarda açıklık oranları %25, %50, %75 ve %100 olacak şekilde sayısal analizler tekrarlanmıştır. Sayısal analizlerin tamamlanmasının ardından tüm vanaların akış karakteristikleri, vanalarda meydana gelen basınç kayıpları, vana içlerinde meydana gelen basınç ve hız dağılımları detaylı olarak tespit edilmiştir. 
Elde edilen sonuçlara göre dört vananın da çabuk akış karakteristiğine sahip olduğu belirlenmiştir. Debi faktörü değerleri ise; diyaframlı vana, glob vana, kelebek vana ve pistonlu vana için sırasıyla 26.7 m3, 45.7 m3, 88.9 m3 ve 48.2 m3 olarak elde edilmiştir. Elde edilen debi faktörü değerlerinin literatürde verilen değerlerle de uyumlu olduğu görülmektedir.

Anahtar Kelimeler: Vana akış karakteristiği, debi faktörü, basınç kaybı, kavitasyon

Abstract:
Valves are mechanical devices that provide fluid control in the installation. Although there are many different types of valves, each valve has its own characteristic features. Losses in valves are one of the most important issues to be considered in the selection of installations. Within the scope of this study, the flow characteristics of different valves were examined numerically.
In the study, numerical analysis was performed on four different valve models with DN50 diameter: diaphragm valve, globe valve, butterfly valve, and piston valve. In numerical analysis, the difference between the inlet and outlet pressures was considered constant in all valves, and boundary conditions were defined as 0,1 bar, 1 bar, and 2 bar. Furthermore, numerical analyzes were repeated with valves opening rates of 25%, 50%, 75%, and 100% in all selected valves. After the completion of the numerical analysis, the flow characteristics of all valves, the pressure losses occurring in the valves, and the pressure and velocity distributions occurring in the valves were determined in detail.
According to the results obtained, it was determined that all four valves had rapid flow characteristics. Flow factor values were obtained as 26.7 m3, 45.7 m3, 88.9 m3, and 48.2 m3 for diaphragm valve, globe valve, butterfly valve, and piston valve, respectively.  Considering all these results, it is seen that the obtained flow factor values are also compatible with the values given in the literature.

Keywords: Valve flow characteristics, flow coefficient, pressure loss, cavitation