Radyal pompaların katı-su karışımı iletiminde kullanılmasının deneysel incelenmesi

ÖZET Radyal pompa kullanılan bir karışım iletim sisteminin tasarımı için taşıyıcı akışkan içerisindeki katı madde etkilerinin bilinmesi gerekir. Bu konuda eğer gerekli duyarlılık gösterilmezse pompa ile tesis edildiği sistemin uyumsuz çalışması kaçınılmazdır ve bu durum sistemin aşınma hızıyla birlikte maliyet ve bakım masraflarının artmasına yol açar. Radyal pompalar yüksek debi, düşük maliyet, kolay bakım ve tesis uyumu gibi avantaj lan sayesinde hidrolik taşıma sistemlerinde artarak kullanılmaya başlanmıştır. Basma yüksekliği gereksiniminin nispeten düşük olduğu kısa mesafeli tesislerde oldukça tercih edilmektedir. Bu öneminin yanında uygulamada genellikle pompa seçimi ya geçmiş tecrübelere ya da su için verilen değerlere göre yapılmaktadır. Diğer taraftan suya katı maddenin katılmasıyla çift fazlı bir akış meydana gelir ve karışım performansı suyunkinden oldukça farklı değerler alır. Çünkü bu durumda pompa performansı karışımın Newtonian veya Bingham akışkanı tarzında davranışına bağlı olarak artabilir veya bozulabilir. Yapılan araştırmalar sudan daha yoğun katı minerallerin pompalanması durumunda, genellikle, mil giriş gücünün artmasına karşın basma yüksekliği ve verimin düştüğünü göstermektedir. Böyle bir düşümün üzerinde katı mineralin yoğunluğu, şekli, boyutu ve boyut dağılımı ile konsantrasyonu önemli bir rol oynar. Karışım pompalanması gibi proseslerde kapalı ve açık tip çarklar uzun süredir kullanılmaktadır. Açık çarkların temel tercih sebebi olarak kolay imal edilebilmeleri ile düşük disk sürtünme kaybına neden olmaları sayılabilir. Ayrıca süspansiyonların pompalanmasına çok iyi uyum sağlamaktadırlar. Bu tip çarklarda çarkın emme tarafındaki yanağı yoktur ve açık olan bu yüzeyle gövde arasında eksenel bir boşluk meydana gelir. Açık çarkların en önemli performans kaybı bu boşluk üzerinde oluşan aralık kayıpları ile gerçekleşir. Bu konu üzerinde uzun süredir araştırmalar yapılmasına rağmen bu etkilerin kestiriminde kullanılabilecek genelleştirilmiş güvenilir bir metot henüz mevcut değildir. Bu nedenle söz konusu etkilerin kestiriminde kullanılacak olan matematiksel modellerin geliştirilmesinde test verilerine ihtiyaç bulunmaktadır. Öte yandan literatürde aralık kayıpları sadece su için araştırılmıştır ve karışım pompalanndaki aralık kayıpları konusunda, problemin karmaşık yapısından dolayı, çok az çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmada, bir radyal pompanın tanım büyüklükleri üzerinde, karışım pompalanması durumunda, katı madde özellikleri (tanecik boyutu, yoğunluğu) ile % 33.51 e kadar ağırlık konsantrasyonunun etkisini ve aralık açıklığı etkilerini incelemek üzere deneyler yapılmıştır. Bunun için 6 değişik katı madde kullanılmıştır ve maksimum tanecik boyutu yaklaşık 2.4 mm dir. Testler esnasında aralık açıklığı 1.25 mm den 8 mm ye kadar kademeli olarak değiştirilmiştir. Elde edilen deneysel XIVsonuçlar kullanılarak literatürde mevcut korelasyonlar değerlendirilmiştir. Ayrıca aralık etki faktörleri hesaplanarak tek faz için elde edilen faktör değerleriyle karşılaştmlmıştır. Elde edilen sonuçlar pompa performansının, karışım özelliklerinden ve aralık açıklığından önemli ölçüde etkilendiğini ortaya koymuştur. XV