boru hesabi

8/8/2019 boru hesabi

http://slidepdf.com/reader/full/boru-hesabi 1/16

HAVA DAĞITIM KANALLARININ İŞLETMEYE ALINMASI, BAKIMI VE HESABI

MAK. MÜH. İSMAİL SAK (FİTA TEKNİK AŞ.)

21 NİSAN 1994



2. HAVA DAĞITIM VE TOPLAMA KANALLARI

Kanal Malzemesi:

Hava dağıtım kanalları, prosesin gereğine göre; galvanize sacdan, alüminyumlevhadan, paslanmaz sacdan veya PVC den imal edilebilir. Konfor klimasındagenel olarak galvaniz sac levha kanalları kullanılır. Ancak endüstriyel amaçlıbazı uygulamalarda ve teiniz oda klimalarında daha kaliteli malzemeler tercihedilmektedir. Kanallarda kullanılan galvaniz sac kalınlıkları aşağıdadır.Dikdörtgen kesitlerde en uzun kenar anma ölçüsü olarak alınmalıdır.

SAC KALINLIĞIANMA ÖLÇÜSÜ mm

250 ye kadar250 - 500500 - 10001000 - 15001500 - 2000

2000 - 25002500 den büyük

mm

0,500,650,750,901,00

1,131,25

Yüksek basınçlı ve yüksek hızlı sistemlerde sac kalınlıkları tolère edilmelidir.

imalat Şekilleri:

Sac kanallar şantiyede veya atölyede kenetli olarak imal edilirler. İki kanalınbirleştirilmesi, kenetli veya prefabrik flanşlarla yapılır. Bir kanal sistemindeoluşan kaçakların hemen tamamı iki kanalın birleşim yerinde olmaktadır. Kenetlibirleştirmede işçilik kalitesine göre değişmekle birlikte bu kaçaklar % 10civarındadır. Prefabrik flanşlı birleştirmede ise bu oran % 0 a yaklaşmaktadır.Maliyeti yüksek olmasına karşın, steril saha sistemlerinde ve debi hassasiyetigerektiren sistemlerde tercih edilmelidir.

Kenetli birleştirme şekillerine ait örnekler Şekil: 2A de, prefabrik flanşlısisteme ait örnek ise Şekil: 2.2 de verilmiştir.



KANAL HESABI:

Kanallar, geçirdikleri havanın hızına göre; 4 m/s ye kadar alçak hızlı, 12 m/s ye kadar orta hızlı, 25 m/s ye kadar yüksek hızlı ve daha yüksek hızlar için

gemi kanalları olarak sınıflandırılırlar.

Yüksek hızlı kanallarda hızın düşürülmesi ile fazla miktarda statik basınçortaya çıkar. Orta hızlı kanallarda bile bu statik basınç ihmal edilemiyecekdüzeydedir.

Kanal hesabı için bazı büyüklüklerin bilinmesi gerekir.

Statik Basınç: Sıkıştırılmış havanın 1 m3 f

ünün serbest kalması halindemeydana çıkacak potansiyel enerjiyi gösterir. Aynı zamanda kanal içindengeçen havanın kanal çeperlerine uyguladığı basınçtır. Kg/m

2veya mmSS

olarak ölçülür.

Dinamik Basınç: Havanın kinetik enerjisine eşittir.

dyn 2g

Genel olarak t=20 C ve P=760 mmHg. basınçta î$ = 1,2 kg/m3olduğundan;

P dy n= ° >0 6 1 v 2

yazılabilir.

Toplam Basınç: Statik ve dinamik basınçların toplamına eşittir.

Eşdeğer Çap: Hava kanalları, yuvarlak veya dikdörtgen kesitli olabilir«Ancak sürtünme kayıplarının (R) alındığı bütün cetvel ve diyagramlardairesel kesitli kanallar için düzenlendiğinden dikdörtgen kanalların

hesabında R değeri bakımından eşdeğer olacak dairesel kesitli kanalbulunur. Aynı hız ve aynı debi için iki ayrı eşdeğer çap bulunabilir.

Aynı lıız için eşdeğer çap: dg=a j f b

Aynı debi için eşdeğer çap: dg= 1,25 —\f ^a*k)

Y a+b

Havalandırma tesislerin hesabında bilinen, genellikle havanın hızı değildebisidir. Bu yüzden hesaplarda aynı debi için eşdeğer çaplar kullanılmalıdır.Kesit tespitinde her defasında formül kullanma zorunluluğundan kurtulmak içinmonogramlar düzenlenmiştir. Kenarları a ve b olan bir kanalın eşdeğer çapıŞekil: 2.3

!den kolayca bulunabilir.

Bir kanal devresinde oluşan basınç kayıpları iki kısımda incelenir;

1. Sürtünmeden dolayı olan basınç kayıpları:

Ap= l.R mmSS veya Pascal

R= 1 m kanalda oluşan birim yük kaybı (mmSS/m veya Pa/m)

1= Kanal boyu (m)

Debi veya hava hızına göre bulunan eşdeğer çaplara göre Şekil: 2.4fdeki

diyagram yardımıyla R değerleri tespit edilerek sürtünme kayıpları hesapedilir.

2. Özel dirençlerden dolayı oluşan kayıplar:

Herhangi bir kanal devresinde; sürtünme kaybından başka yön ve kesit değişmesinedeniyle ayrıca bir basınç kaybı meydana gelir.

198



HESAPLAMA MEIÖDLARI:

1. Hızın Azalması Metodu:

Bu metodda hızlar, tecrübelerden elde edilen değerlere göre seçilir.

Vantilatörün girişinde veya çıkışında hız en yüksek değerdedir. Vantilatördenuzaklaştıkça düzgün bir şekilde azalır. Seçilen hız ve hava debileri ile basınç

düşümü hesaplanır. Düz kısımların sürtünme dirençleri ile; dirsek, geçiş parçası,redüksiyon vb. özel parçaların dirençleri toplanarak en yüksek dirence sahipkanal devresinin basınç kaybı, vantilatör basıncına esas alınır. Aynı şekilde

hızların seçilmesi ile branşmanlarda boyutlandırılır. Ancak bu şekildeölçülendirilmiş kanal sisteminin reglajı için ayar klapeleri ve damperler

gerekir. Branşmanların boyutlandırılmasında; her ayrılma noktasında mevcut olanbasınç tamamıyla kullanılacak şekilde hesap yapılırsa bu metodla daha hassas

sonuçlar alınabilir. Hız azalması metodu daha çok özel dirençlerin tesirininetkili olduğu alçak basınçlı sistemlerde kullanılır.

2. Sabit Basınç Düşüşü Metodu:

Bu sistesnde ana prensip; bütün kanal uzunluğu boyunca basınç düşüşünü sabittutmaktır. Kanal sisteninin simetrik veya simetrikten az farklı olması durumunda,bu metoda göre yapılan hesaplar sonucu fazla reglaja gereksinim olmaz. Ancakdevre uzunluklarında büyük farklar varsa, kısa kanal devresinde büyük ölçüdekasmı yapmak gerekecektir. Vantilatöre direlt olarak bağlı ana kanaldaki havahızı; tesis ve işletme masrafları ile kanalın geçtiği hacimlerde izinverilebilecek gürültü seviyesi göz önüne alınarak tespit edilir.

Hız ve hava debisi bilindiğine göre birim uzunluktaki sürtünme direnci RŞekil: 2.4

fden okunur ve bütün kanal devresi için aynı tutulur.

Basınç kayıpları hızın azalması metodunda anlatıldığı şekilde hesaplanır.

Sürtünme kayıpları özel dirençlerden meydana gelen kayıplara eklenerek kanalın

toplam basınç kaybı bulunur. Özel dirençler eşdeğer kanal uzunlukları ilehesaba katılabilirler.

Ayrılmalarda, mevcut basıncın tamamının tüketilmesi gerektiğinden önceden tespitedilen basınç düşüşü genellikle sabit tutulamaz.

Bir kanal dizisinin sabit basınç düşüşüne göre ön boyutlandırılmısanda Şekil: 2,12!den faydalanılabilir. Bu şekil kenar oranları 1/3

fe kadar olan dikdörtgen

kanallar içindir. Q^, Fj, değerleri %100 kabul edilerek herhangi bir kısmın Qn

debisi için o kısmın Fnkesiti, F^ kesitinin yüzdesi olarak okunur.



3. Statik Basınç Kazanılması Metodu:

Bir kanal sisteminde statik ve dinamik basınçlarla toplam basıncın birbirlerinebağlı olarak değişecekleri, kanal hesaplarının her çeşidinde bir temel şart

olarak kabul edilir. Gerçek akışlarda genişletilmiş şekli ile Bernouilli denklemigeçerlidir.

31

+- f

V ,

2= P

2

+4 -

V 2

+ 4? V

Bir hava kanalının iki ayrı b ve c kesitindeki hızlar farklı ise statik basınçazalır veya çoğalır. Bu basınç değişme si;

= âP = /- (v,2- v|) - A P

VP2-

olarak ifade edilebilir. Şekil : 2. 13fden görüleceği gibi, a kesitindeki hava

miktarı ve toplam basınç aynı ol duğu halde, statik basınç; y üksek hızda az, alçakhızda fazla olmaktadır.

Kesitin genişlemesi ile akışın kinetik enerjisinin bir kısmı statik basınca

dönüşmektedir. Tekrar kazanılan basıncın büyüklüğü genişleme oranına bağlıdır.Genişleme açısı büyüdükçe ve giriş kesitindeki hız profili düzensizliği arttıkçatekrar kazanılan basınç miktarî o oranda az olur. Basınç kazanılmasını göz önünealan hesaplamalarda, akışın böyle bir statik basıncı meydana getirebilecekdurumda olup olmadığına dikkat edilmelidir. Örneğin yön değiştirmelerde basıncıntekrar kazanılması hesaba katılmaz.

Statik basınç kazanılması metodu özellikle, menfezleri doğrudan doğruya kanalüzerinde bulunan geniş kesitli ve uzun kanallar için kullanılır. Bu şekildehesaplanan sistemler ya hiç reglaja lüzum göstermezler veya çok az reglajisterler.

Bu metodda esas; kanal sistemini, her menfezden sonraki basınç kazanılması,

onu takip eden parçanın basınç kaybını karşılayacak şekilde ölçülendirmektir.

207



Özel dirençleri çok fazla olan ve sık sık yön değiştiren kanal sistemlerinde bumetod ku llanılamaz. Çıkış menfezlerinin klapeli olması h alinde bu hesap yönteminikullanmak anlamsız olur. Çünkü klapeli menfezler statik basınçla beraber dinamik

basıncıda etkiler.

ISI İZOLASYONU:

Haval andırm a tekniğinde en çok kullanılan malzemelerin (kondüksiyonla ısıileti mi) katsayıları 0,03 - 0,05 kcal/m.h.C arasında değişir .

İzolasyon kalınlığının ve malzemesinin seçimi genellikle ekonomik unsurlarabağlıdı r. Pratik amortisman süresinde, ısı kaybı tasarrufunun tesis ma sr af md ak iartışı karşıladığı izolasyon kalınlığı, en uygun kalınlıktır . İzole kalınlığıarttıkça ısı kaybı azalır, izolasyon masrafı artar. Mutlak bir ısı korunmasınında gereksiz olduğu açıktır.

Boru ve Kanallardaki Sıcaklık Değişimi:Pratikte sıcaklık değişimi genellikle aşağıdaki yaklaşık formülden hesaplanır.

- 208 -



u

oCa

«•i

1

= Kanal çevresi (m)

= Kanal dışındaki konveksiyonla ısı iletim katsayısıdır. (Bina içi

= 7, bina dışı o(a = 20 kcal/h. m 2. C alınabilir.)

= Kanal içindeki konveksiyonla ısı iletim katsayısıdır.

= Kanalı oluşturan malzemelerin kondüksiyonla ısı iletim katsayılarıdır,(kcal/h.m. C)

= Kanalı oluşturan malzemelerin kalınlıklarıdır, (m)

!ni n tespiti aşağıdaki ampirik formül ile yapılabilir.

T.P,75

oU = 3,6 dg = Eşdeğer çap (m)

dg'0,25 = 2ab/a+b

w ='Kanal içindeki hava hızı (m/sn)Sıcaklık düşünün hesabı için yardımcı fonksiyon değerleri [i

AtlBa

0.00

0.01

0,02

0,03

0.04

0.05

0.06

0.07

0,08

0,09

0.10

0.11

0.12

0.13

0.14

0,15

0.16

0 ,1 7

0 ,1 8

0.19

•0,20

0.21

0,22

0,23

0,24

0,25

0.26

0.27

0.28

0,29

y

1.000

0,995

0.990

0,985

0,980

0,975

0,971

0.966

0.961

0,956

0.952

0.947

0,942

0,938

0.933

0.929

0.924

0,920

0,915

0.911

0,906

0,902

0,898

0,603

0,889

0,885

0,881

0,876

0,872

0.868

Jt/Qa

0,30

0.31

0.32

0,33

0.34

0.35

0,36

0/37

0,38

0,39

0,40

0,41

0,42

0,43

0,44

0,45

0,46

0 , 4 70 , 4 8

0,49

0,50

0,5.1

0,52

0,53

0,54

0.55

0,56

0 ,5 7

0,58

0,59

y

0,864

0,860

0,856

0.852

0,848

0,844

0.840

0.836

0,832

0.828

0,824

0.820

0,817

0,813

0.809

0.805

0,802

0,7980.794

0,791

0.787

0,783

0.780

0,776

0,773

0,769

0,766

0,762

0.759

0,755Tablo: 2.2

209



Tablo 2.2 ile yapılan hesaplar oldukça uzun tesisat için yeterli doğruluktasonuç verir. Ancak hesaplarda, kanalların düzgün bir şekilde çekildiği veizolasyonun düzenli olduğu kabul edilmiş; pratikteki kirne, mesnet ve flanşlar

gibi aksamların etkisi göz önüne alınmamıştır. Bu unsurlardan meydana gelenısı kayıplarından dolayı sıcaklık düşüşünü hesaplamak güçtür. Pratikte basit birşekilde izole edilmiş borularda ve kanallardaki sıcaklık düşüşü tecrübelere göre;hesapla bulunanın %30 - %50 fazlası olarak alınır. Çok fazla kollara ayrılantesisatlarda bu arttırım %100 veya daha fazla olabilir.

Yoğunlaşma ve Nem Àlxsverisi:

Belirli şartlarda, hava içindeki su buharı kanallar içiı ie yoğunlaşır. Bu olaya yoğunlaşma veya terleme denir. Terleme suyunun meydana gelmesi için teorikolarak kanal cidar sıcaklığı tj:

fnün kanaldaki havanın çiğ noktası sıcaklığı

ffnun altına düşmesi lazımdır.

Kondensasyonun meydana gelmemesi için; X <t :f

olmalıdır.

Cidar sıcaklığı tj_f ; kanaldaki havanın karakteristiklerinden ve akış ilişkilerindenhesaplanabilir.

t^ = Kanal içindeki hava sıcaklığı

t.!

= t- k A t (X{ = Kanal cidarı iç film katsayısı

xà t = Kanal içindeki hava ile ortam

arası sıcaklık farkı

k = Kanal cidarı ısı geçirme katsayısı

Kanal içindeki havanın sıcaklık ve nemi biliniyorsa çiğ noktası sıcaklığı Tpsikometrik diyagramdan okunabilir.

Nem Geçişi:

Hava şartları farklı olan iki hacim arasındaki katı malzemeden yapılmış perdesu buharı geçişine engel olmuyorsa iki hacim arasında nem alışverişi olur. Subuharı difüzyonunu meydana getiren kuvvet, perdenin her iki tarafındaki subuharlarının kısmi basınç farkıdır. Nem geçişi, genellikle buhar halinde,düşük kısmi basınçlı tarafa doğru olur. Nem geçiş yönü ısı geçiş yönündeolmayabilir.

Difüzyon direnç katsayısı büyük olan malzemelerden yapılmış tabakalar nemgeçişini kısmen veya tamamen önleyebilir. Kanaldaki havanın nemi dışarıyageçiyorsa bu tabaka içe; tersine durumda ise dışa konmalıdır. Özellikle sackanalların ek yerleri ve kenetleri sızdırmaz olmalıdır. Nem geçişini önlemek

için bitlim veya katran sürmek, metal yeya PVC folyeler yapıştırmak mümkündür.

210

boru hesabi

Documents