Hidrofobik yüzeylerin santrifüj tip bir pompanın kavitasyon performansına etkilerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the effects of hydrophobic surfaces on cavitation performance of a centrifugal pumps
Yazar: SABRİ MURZİOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZBEY
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Hidrofobik kaplamalar = Hydrophobic coatings ; Kavitasyon = Cavitation ; Santrifüj = Centrifugation ; Santrifüj pompalar = Centrifugal pumps

Özet:
Santrifüj pompalar, endüstride en yaygın kullanılan hidrolik makinelerdir. Santrifüj 
pompalarda meydana gelen kavitasyon, pompanın çalışma ömrünü önemli derecede azalması 
yanı sıra kapasite, performans ve verimin düşmesine, ayrıca gürültü ve titreşime sebep olur. 
Dolayısıyla kavitasyon kaçınılması gereken bir durumdur ve kavitasyon performansı üzerine 
çalışma şartları ile tasarımın da etkisi vardır. Bu çalışmada, santrifüj tip bir pompanın tasarımı 
değişmeksizin kavitasyonu önlemek için çarkın ıslak yüzeyleri kompozit bir solüsyon ile 
kaplanarak hidrofobik özellik kazandırılmıştır. Florlanmış etilen propilen (FEP) kaplama 
malzemesine kütlece %3 oranla grafit (FEP-C), grafen (FEP-G) ve hegzagonal bor-nitrür (FEPHB) takviye ederek üç farklı kompozit yüzey kaplama solüsyonu hazırlanmış olup temas açıları 
sırasıyla 120°, 124°, 133° olarak ölçülerek hidrofobiklikleri belirlenmiştir. Çarklar 
kaplanmadan ve kaplandıktan sonra kavitasyon performansı, ENPY ve Thoma kavitasyon 
parametreleri üzerinden deneysel olarak test edilmiştir. FEP-C, FEP-G ve FEP-HB kaplı pompa 
çarkının ENPY değerlerinin kaplamasız çarka kıyasla %6.15, %6.96, %10.72, Thoma 
kavitasyon parametrelerinin ise kaplamasız çarka kıyasla sırasıyla %10.16, %12.9, %18.09 
kadar arttığı belirlenmiştir.

Abstract:
Centrifugal pumps are the most common used hydraulic machines in the industry. 
Cavitation in centrifugal pumps causes a significant reduction in the working life of the pump, 
as well as a decrease in capacity, performance in addition to causing noise and vibration. Thus, 
cavitation should be avoided and operating conditions and design also have an impact on 
cavitation performance. In this study, the wet surfaces of the impeller were coated with a 
composite solution to gain hydrophobic properties in order to prevent cavitation without 
changing the design of a centrifugal type pump. Three different composite surface coating 
solutions were prepared by reinforcing the fluorinated ethylene propylene (FEP) coating 
material with 3% by mass of graphite (FEP-C), graphene (FEP-G) and hexagonal boron-nitride 
(FEP-HB) and their hydrophobicity was determined by measuring with contact angles of 120°, 
124°, 133° respectively. The cavitation performance has been experimentally tested on NPSH 
and Thoma cavitation parameters before and after the impellers are coated. It was determined 
that the NPSH values of the FEP-C, FEP-G and FEP-HB coated pump impeller increased by 
%6.15, %6.96, %10.72(respectively) compared to the uncoated impeller. And the Thoma 
cavitation parameters increased by %10.16, %12.9, %18.09(respectively) compared to the 
uncoated impeller.