hava vanalarin seçi̇mi̇-doğuş vana

10
BORU HATLARINDA HAVA VANALARININ SEÇĐMĐ VE KONUMLANDIRMA KRĐTERLERĐ Güvenç Güven Doğuş Vana ve Döküm San. Tic. Ltd. Şti. 1202/1 Sokak No:54-F Yenişehir – Đzmir “Kapalı sistem su dağıtım şebekeleri içerisindeki su – hava miktarının oranını optimum seviyede tutarak boru hattı üzerinde ve su akışı üzerinde herhangi bir kısıtlama yaratmamak” şeklinde tanımlanan hava miktarının regülasyonu, boru hattı patlamalarının önüne geçebilmek ve şebekeyi daha verimli hale getirebilmek adına önemli bir konudur. Sistemdeki hava - su dengesini belirleyen vanalara ise Hava Vanaları denir. Hava Vanalarının seçimi ve sistem üzerinde konumlandırılması, hava regülasyon kalitesini direkt olarak etkileyen bir konudur ve bu seçimler belirli bilimsel temellere dayalı hesaplamalar neticesinde gerçekleştirilmektedir. SU ŞEBEKELERĐNDE HAVA KONTROLÜ NEDENLERĐ Kapalı sistem su dağıtım şebekelerinde hava miktarının regülasyonu, ülkemizde bir çok kullanıcı tarafından göz ardı edilen, oldukça önemli bir konudur. Boru patlamalarının önüne geçebilmek ve sistemi daha verimli kılmak gibi şebekeyi etkileyen iki önemli faktör, dağıtım şebekesindeki hava miktarının doğru regülasyonu ile mümkün olmaktadır. Kapalı sistem su dağıtım şebekelerinde hava miktarının regülasyonu ile tanımlanmak istenen konu, şebeke içerisindeki su – hava miktarının oranını optimum seviyede tutarak boru hattı üzerinde ve su akışı üzerinde herhangi bir kısıtlama yaratmamaktır. Boru hattı patlamaları, kapalı sistem su dağıtım şebekelerinde sıkça yaşanan bir sorun olduğu halde, patlamaların neden oluştuğu hakkında herhangi bir bilgi sahibi olabilmek oldukça sıkıntılı bir konudur. Şebeke içerisinde ani izolasyon vanası kapanması sonucu pozitif darbe oluşması, ani pompa kapanması sonucu şebekede negatif darbe oluşması, boru hattına dışarıdan yapılan darbeler, su kütle ayrışması sonucu oluşan basınç değişimleri gibi pek çok neden boru patlamalarının ana sebebi olarak belirtilebilir. Fakat araştırmalar gösteriyor ki boru patlamaların %60’ının temel nedeni, şebekede hava miktarı regülasyonunun doğru olarak yapılmamasıdır. Ayrıca yukarıda belirtilen diğer boru patlama nedenlerinin birçoğu da dolaylı olarak hava miktarının regülasyonunun yanlış yapılması sonucu kaynaklanmaktadır. Hava miktarı regülasyonunun doğru olarak yapılmaması nedenli boru patlamaları üç farklı başlık altında incelenebilir. Bu başlıklardan birincisi, boru hattı ilk doldurulurken oluşan sorunlardır. Bilindiği gibi boru hattı su ile doldurulmadan önce hava ile doludur. Şebekeye basılan su, boru hattı içerisindeki hava kütlesini iterek sıkıştırır. Gidecek yer bulamayan bu kütle ise şebeke içerisindeki basıncı arttırarak boru hattı üzerinde pozitif streslere yol açar ve boru hattını patlatır (Şekil 1).

Upload: hurmakmuh

Post on 07-Sep-2015

52 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

Hava vanalarinin secimiyle ilgili Dogus Vana' nin hazirladigi kaliteli bir yazi.

TRANSCRIPT

  • BORU HATLARINDA HAVA VANALARININ SEM VE KONUMLANDIRMA KRTERLER

    Gven Gven Dou Vana ve Dkm San. Tic. Ltd. ti. 1202/1 Sokak No:54-F Yeniehir zmir Kapal sistem su datm ebekeleri ierisindeki su hava miktarnn orann optimum seviyede tutarak boru hatt zerinde ve

    su ak zerinde herhangi bir kstlama yaratmamak eklinde tanmlanan hava miktarnn reglasyonu, boru hatt

    patlamalarnn nne geebilmek ve ebekeyi daha verimli hale getirebilmek adna nemli bir konudur. Sistemdeki hava - su

    dengesini belirleyen vanalara ise Hava Vanalar denir. Hava Vanalarnn seimi ve sistem zerinde konumlandrlmas, hava

    reglasyon kalitesini direkt olarak etkileyen bir konudur ve bu seimler belirli bilimsel temellere dayal hesaplamalar

    neticesinde gerekletirilmektedir.

    SU EBEKELERNDE HAVA KONTROL NEDENLER Kapal sistem su datm ebekelerinde hava miktarnn reglasyonu, lkemizde bir ok kullanc tarafndan gz ard edilen, olduka nemli bir konudur. Boru patlamalarnn nne geebilmek ve sistemi daha verimli klmak gibi ebekeyi etkileyen iki nemli faktr, datm ebekesindeki hava miktarnn doru reglasyonu ile mmkn olmaktadr. Kapal sistem su datm ebekelerinde hava miktarnn reglasyonu ile tanmlanmak istenen konu, ebeke ierisindeki su hava miktarnn orann optimum seviyede tutarak boru hatt zerinde ve su ak zerinde herhangi bir kstlama yaratmamaktr. Boru hatt patlamalar, kapal sistem su datm ebekelerinde ska yaanan bir sorun olduu halde, patlamalarn neden olutuu hakknda herhangi bir bilgi sahibi olabilmek olduka skntl bir konudur. ebeke ierisinde ani izolasyon vanas kapanmas sonucu pozitif darbe olumas, ani pompa kapanmas sonucu ebekede negatif darbe olumas, boru hattna dardan yaplan darbeler, su ktle ayrmas sonucu oluan basn deiimleri gibi pek ok neden boru patlamalarnn ana sebebi olarak belirtilebilir. Fakat aratrmalar gsteriyor ki boru patlamalarn %60nn temel nedeni, ebekede hava miktar reglasyonunun doru olarak yaplmamasdr. Ayrca yukarda belirtilen dier boru patlama nedenlerinin birou da dolayl olarak hava miktarnn reglasyonunun yanl yaplmas sonucu kaynaklanmaktadr. Hava miktar reglasyonunun doru olarak yaplmamas nedenli boru patlamalar farkl balk altnda incelenebilir. Bu balklardan birincisi, boru hatt ilk doldurulurken oluan sorunlardr. Bilindii gibi boru hatt su ile doldurulmadan nce hava ile doludur. ebekeye baslan su, boru hatt ierisindeki hava ktlesini iterek sktrr. Gidecek yer bulamayan bu ktle ise ebeke ierisindeki basnc arttrarak boru hatt zerinde pozitif streslere yol aar ve boru hattn patlatr (ekil 1).

  • Hava miktar reglasyonunun doru olarak yaplamamas nedenli boru patlamalarnn ikinci bal ise boru hatt boaltlrken oluan sorunlardr. Bu gibi durumlarda ise ebekeye baslan su durdurulur ve bir izolasyon vanas yardmyla hat boaltlr. Boalan suyun arkasnda, boru hattn dolduracak herhangi bir baka akkan bulunmad iin, hat ierisinde negatif basn oluur ve boru hattnda negatif stresler oluur. zellikle pek ok standart boru hatt, pozitif streslere dayankl olduu halde negatif streslere dayankl deildir. Dolays ile byle bir durumda boru hatt ieri gerek patlar (ekil 2). ebeke ierisinde negatif basncn olumasnn bir dier zarar ise, vakumun boru hatt zerindeki conta, o-ring gibi szdrmazlk elemanlarn ieriye doru emmesidir. Byle durumlarda bu gibi paralar sisteme dahil olur ve balant noktalar arasnda szdrmazlk salanamaz. Ayrca eer boru hatt pis su birikintilerinden geiyor ise, sistem ierisinde negatif basn olutuunda dardaki pis su ieriye doru ekilebilir ve ime suyuna zararl maddeler dahil olur. Hava reglasyonu kaynakl boru hatt patlamalarnn nc bal ise ktle ayrmas durumudur. Sistemde oluabilecek ani basn deiimleri, ap daralmalar veya scaklk farklar sonucu, boru hattnda ilerleyen su ktlesinden biri, arkasndaki ktleye gre daha hzlanarak arkadaki ktleden kopar. Dolays ile bu iki ktle arasnda boluk oluur. Oluan boluk ierisinde herhangi bir akkan olmad iin iki ktle arasnda vakum oluur ve su ktlelerini tekrar kendisine doru eker. Byle bir durumda iki su ktlesi de vakum oluan blme doru ok hzl bir ekilde ilerler ve arparak boru hattn patlatr (ekil 3).

    Kapal sistem su datm ebekelerinde hava miktar reglasyonunun doru yaplmamasnn nemli bir sonucu da sistemin verimsiz almasdr. Aratrmalara gre su ebekelerinde ortalama olarak akkann %15-20si hava ktlelerinden olumaktadr. Doru olarak tahliye edilmeyen bu miktar, ortalama %20 daha fazla pompalama enerjisine, yani %20 daha fazla pompalama maliyetine yol amaktadr. Dolays ile hava miktarnn reglasyonu, sistemin alma maliyetine de direkt olarak etki eden bir faktrdr. ekil 4te grld gibi sistemin st noktalarnda ve eim deiimlerinin yaand blgelerde hava kabarcklar toplanarak su akn engelleyecek ynde bir kuvvet oluturur. Bylece ebekeye su basan pompa, daha gl altrlmak zorunda kalnr ve pompa enerji tketimi artar. Ayrca belirli blgelerde toplanan hava kabarcklar, boru hatt ierisinde oksitlenmeyi hzlandraca iin korozyon oluumunu tetikler ve ebekenin yaam sresini azaltr.

    ekil 3 ekil 4

    ekil 1 ekil 2

  • Resim 2 ekil 5

    SU EBEKELERNE HAVA GR NASIL YAANIYOR? Kapal sistem su datm ebekelerine hava giriinin yaanmas olduka yaygn bir durumdur. Hava, ebekeye farkl yollardan girebilir ve sistemin dengesini bozabilir. Bu yollardan en nemlisi ve ayn zamanda en az bilineni, ebeke ierisinde dolaan su hacminin %2sinin znm hava olmasdr. Ani bir basn / scaklk deiiminde su ierisinde znm olarak bulunan hava ortaya kar ve sistemin belirli blgelerinde toplanmaya balar. zellikle hava vana seimlerinde bu durum gz nnde bulundurulmal ve kapasite seimlerinde ortalama %2 orannda bir pay braklmaldr. ebekeye hava giriinin yaand ikinci bir nokta ise pompalardr. zellikle derin kuyu pompalarnn uzun emme borular, sistem almaz iken belirli bir miktar hava ile doludur. Pompa altrldnda, emme borusundaki hava ebekeye pompalanr ve sistem ierisinde dahil edilir. Boru hattna hava giriinin yaand bir dier durum ise, ebeke ierisinde negatif basn yaand durumlardr. Byle bir durumda boru hatt zerinde bulunan atlaklardan, fittingslerden ve vana balantlarndan ieriye doru hava emilir. Ayrca vakum esnasnda izolasyon vanas, hidrant gibi vanalar alrsa, basn farkndan dolay sisteme hava emilebilir. Tm bu hava giri yollar dnda, ebeke devreye alnmadan nce sistemde hava mevcuttur. Ancak pompa altrlp sisteme su alnmaya balandnda hat zerindeki hava ktlesi ilerleyerek sistemden k yolu arar. Pek ok sistemde bu hava ktlesi salkl tahliye edilemedii iin ktle srekli olarak sistem ierisinde kalr ve daha nce belirtildii gibi sorunlara yol aar. Yukarda belirtilen sebeplerden dolay hava miktarnn reglasyonu, kapal sistem su ebekeleri iin olduka mhim bir konudur. Hava reglasyonu, eitli vana reticileri tarafndan gelitirilen hava vanalar ile gerekletirilir.

    HAVA VANALARI Hava vanalar, kapal sistem su datm ebekesinin akcierleri olarak tanmlanabilir. Vanalar, kapal konumdayken darya su kn engellerler; ak konumdayken ise sisteme hava emerler veya sistemden darya hava tahliye ederler. Resim 1de, standart bir hava vanas rnei grebilirsiniz. Hava vanalar, temel olarak fonksiyonlarna gre eitlendirilebilir. Her bir hava vanasnn farkl fonksiyonlar bulunmaktadr ve hepsi ayn ama iin kullanlamaz. Kullanc, sistemindeki ihtiyaca gre en uygun amal hava vanasn semeli, doru bir ekilde, doru konuma monte etmelidir. Vana seiminde atlmas gereken ilk adm, hava vanasnn eidinin seilmesidir. Daha sonra kullanc vana apn ve konumlandrmasn belirlemelidir. Bu blmde, farkl hava vana eitlerini ve kullanm amalarn inceleyeceiz.

    HAVA VANA ETLER Tek Kreli / ift Fonksiyonlu Hava Vanalar (Resim 2), tek bir kre & yzer top ierisinde iki ayr fonksiyon geekletirmektedir. Vanann birinci fonksiyonu, ebeke doldurulurken byk miktarlarda hava ktlelerini sistemden tahliye etmek, ikinci fonksiyonu ise ebeke boaltlrken byk miktarlarda hava ktlelerini sisteme emmektir. ebekeye su basldnda skan hava, vanadan tahliye edilmekte, su ktlesi vanaya ulatnda ise yzer top szdrmazlk elemanlarn sktrarak kapanmaktadr. Daha sonra sistem boaltlrken ise, su ktlesi vanadan ayrlr ayrlmaz, yzer top aaya derek vanay amakta ve ieriye hava emmektedir. Belirtilen vana, sistem alrken oluan kk hava kabarcklarn tahliye etme zelliine sahip deildir ve byle bir ama iin kullanlmamaldr.

    Resim 1

  • ift Kreli / Fonksiyonlu Hava Vanalar (Resim 3) ise, ekil 5te de grlebilecei gibi Tek Kreli / ift Fonksiyonlu Hava Vanalarna benzer bir gvdeden olumakta fakat ana krenin yannda ek olarak kk bir kre daha bulunmaktadr. Bylelikle ana kre, ebeke doldurulurken byk miktarlarda hava ktlelerinin sistemden tahliyesine ve ebeke boaltlrken byk miktarlarda hava ktlelerinin sisteme emilmesine yol aarken kk kre, alma esnasnda oluan hava kabarcklarnn sistemden tahliye edilmesine yol aar. Vana, fonksiyonu da ierdii iin su ebekelerinde en ok tercih edilen hava vanasdr.

    Darbesiz Hava Vanalar (Resim 4) ise farkl apl, ift ka sahip hava vanalardr. ift Kreli / Fonksiyonlu Hava

    Vanalarnn btn zelliklerini kapsayan Darbesiz Hava Vanalar, bu zelliklerin yannda darbesiz kapanma zellii gsterir. Su ktlelerinin yksek hzlarda hareket etmesi sonucu ebeke ierisindeki hava da yksek hzlarda itilmektedir. Dolays ile olduka hzl olarak tahliye edilen hava, ieride negatif basn oluturarak su ktlesinin daha da hzlanmasna yol amaktadr. Byle bir durumda su ktlesi, hava vanasna ulatnda ok yksek hzlarda vanaya arparak sistemde darbe olumasna sebep olur. Byle durumlarda, standart hava vanalar yerine darbesiz hava vanalar kullanldnda, yksek hzlarda tahliye edilen hava ktlesi, vanann nndeki zel darbe klapesinin kapanmasna sebep olur ve hava tahliyesi daha kk ikinci bir orifisden yaplr. Bylelikle hava tahliyesinin hz drlr ve ebeke ierisinde hava yast oluturulur. Yksek hzlarda seyreden su ktlesi ise yavalayarak darbesiz bir ekilde sistemde yoluna devam eder. Darbesiz Hava Vanalar, zellikle su gei hznn yksek olduu derin kuyu pompa sistemlerinde tercih edilmektedir.

    Yksek risk tayan, ani pompa kapanmas ve su ktle ayrmas ihtimali bulunan sistemlerde emniyet amal Vakum Vanalar (Resim 5) bulunmaldr. Vakum Vanalar, ierisinde yzer top sistemi bulunmayan, klape ve kar arlk mant ile szdrmazlk salayan bir hava vanasdr (ekil 6). Bu zelliinden dolay vana, standart hava vanalarna oranla daha hzl alarak daha byk miktarlarda hava ktlesini ebekeye emebilir. Ani pompa kapanmas yaandnda veya su ktlesi ayrmas olutuunda, ebekeye olabildiince hzl miktarlarda hava emilmelidir. Bunun nedeni, ieride oluabilecek negatif basnlarn ebekeye zarar verme olasldr. Dolays ile, bu gibi acil durumlarda vakum vanalar alarak sistem parametrelerini normal seviyelere drrler. Vakum Vanalar, yksek kapasiteleri ve hzl tepkileri dolays ile olduka avantajldr fakat sistemden hava tahliye etme zellikleri bulunmadklar iin sadece acil emniyet vanalar olarak kullanlrlar.

    Resim 3

    ekil 5

    Resim 4

    Resim 5 ekil 7

    ekil 6

  • Daha nceki blmlerde de bahsedildii gibi boru hatt ierisindeki kk hava kabarcklar sistemin verimini drerek pompalama maliyetlerini arttrmakta ve boru hatt ierisindeki korozyon oluumunu hzlandrmaktadr. ebekenin tepe noktalarnda toplanan bu hava kabarcklarn sistemden tahliye etmek iin 1 Tek Kreli / Tek Fonksiyonlu Hava Vanalar (Resim 6) kullanlr. ekil 7de de grld zere vana ierisinde, bir pime balanm yzer bir top bulunmaktadr. Vana ierisine giren hava kabarcklar yzer topu drmekte ve vana k orifisinden tahliye edilmektedir. Vana, sadece hava kabarcklarn tahliye fonksiyonuna sahip olmakta ve byk apl hava emme ve tahliye fonksiyonlarna sahip olmamaktadr.

    Yukarda belirtilen hava vanalarnn ortak zellii, temiz su ebekelerinde kullanlmalardr. Vanalar, pis su sistemlerinde kullanldnda partikller vanann szdrmazlk elemanlar arasna skarak vanann fonksiyonlarn gerekletirme olanaklarn nlerler. Ayrca pis suyun ierdii korozif maddeler hava vanasnn ypranmasna ve etkisiz kalmasna sebep olur. te bu sebeplerden dolay pis su sistemleri iin Pis Su Hava Vanas (Resim 7) kullanlr. ekil 8de grlebilecei gibi Pis Su Hava Vanalarnda szdrmazlk topu, yzer bir topa baldr. Vanaya pis su girdiinde yzer topu ykseltir ve st szdrmazlk topu kapanr. Dolays ile ieride basn oluur ve pis su kesinlikle szdrmazlk elemanlar ile temas etmez. Bylelikle szdrmazlk sorunu ortadan kalkar. Ayrca vanann i aksamlar korozyondan korunmak amac ile paslanmaz elik malzemeden retilmitir. Pis Su Hava Vanas, ebeke doldurulurken byk miktarlarda hava ktlelerinin sistemden tahliye edilmesi, ebeke boaltlrken byk miktarlarda hava ktlelerinin sisteme emilmesi ve alma esnasnda oluan hava kabarcklarnn sistemden tahliye edilmesi gibi ana fonksiyonu gerekletirir.

    HAVA VANALARININ KAPASTELER Hava Vanalarnn tahliye ve emme kapasiteleri, hava vanas seimlerini etkileyen en nemli konulardan biridir. Kullanc, projede belirtilen hava tahliye ve emme kapasitelerini karlayacak vanalar seebilmek iin ncelikle hava vanalarnn kapasitelerini bilmesi gerekmektedir. Maalesef lkemizde vana kapasiteleri, vana flan aplarna gre belirlenmektedir. Bu, tamamen yanl bir yntemdir. Hava vanas flannn byk olmas, vana kapasitesinin de byk olduunu gstermez. Birok retici, ayn boyutlardaki hava vanalarna farkl flanlar monte ederek kullanclarna sunmaktadr. Oysa vana zerindeki alanlar ve k orifisi, giri flan apndan kk olduu iin sadece flan deiimi vanann kapasitesini arttrmaz. ekil 9da bir rnek grlmektedir. Sa tarafta yer alan hava vanasnn giri flan ap 150 mm olmasna ramen tahliye orifis ap sadece 58 mmdir. Dolays ile vana, 58 mmlik ap ve buna bal olarak 58 mmlik bir tahliye alan salar. retici, sadece giri

    Resim 6 ekil 8

    Resim 7 ekil 9

  • flann bylterek vana kapasitesini arttramaz. Sol taraftaki hava vanasnda ise, vanann tm kesit alanlar 150 mm apnda hava geiine uygun olarak tasarlanmtr. Dolays ile vana giri apnda, yzer top etrafnda ve k apnda her zaman 150 mmlik gei salanmakta ve vanann kapasitesi artmaktadr. znt verici bir ekilde, aada gsterilen bu iki vana ayn kategoriye sokulmakta ve kapasiteleri eit olarak tanmlanmaktadr. Kullanclar, hava vanalarn flan aplarna gre deil, kapasite erilerine gre semelidir. ekil 10da bir vana reticisinin, farkl aplar iin yaynlad hava tahliye ve hava emme kapasitelerini grmekteyiz. Kullanclarn, bu gibi kapasite erilerini gz nne almalar ve proje tahliye ve emme kapasite ihtiyacna en uygun hava vanasn semeleri gerekmektedir.

    ekil 9

  • HAVA VANASI KAPASTE SEMLER Kapal sistem su datm ebekelerinde hava kapasite seimleri iki farkl kriter gz nnde bulundurularak yaplr. Bunlardan birincisi, ebekenin ihtiya duyduu tahliye kapasitesi, ikincisi ise emme kapasitesidir. Genellikle kk apl basit projelerde (boru hatt patlamas yaanmasnn dk olduu, hat zerindeki kot farklarnn az olduu ve eim deiikliklerinin fazla olmad projeler) hava vanas kapasiteleri, ebekenin tahliye kapasitesi gz nnde bulundurularak seilir. Eer ebeke daha komplike ve boru hatt patlamas yaanmas yksek olan bir sistem ise, daha gvenilir bir yntem olarak ebekenin emme kapasitesi gz nnde bulundurularak hava vanalar seilir. ebekenin tahliye kapasitesini etkileyen en nemli etken, ebekenin doldurma hzdr. Bu veri projede belirtilmekle birlikte hava tahliye miktarn da direkt olarak etkileyen bir faktrdr. Sistemdeki su giri hz ile boru hatt zerinde ilerleyen hava hz eit olarak varsaylmakta ve belirtilen miktarda debiyi sistemden tahliye edebilecek kapasitede hava vanalar seilmektedir. Bu ilem yaplrken boru hatt belirli aralklarla blnr ve her bir blm iin ayr hesaplamalar yaplr. Dolays ile ebekeyi tek bir eleman olarak alp hesaplamalar yapmak yerine daha kk paralar zerinden hesaplamalar yaplarak seimin doruluk pay ykseltilir. Ayrca, su hacminin yzde kann znm hava olduu, tahliye esnasnda bu svnn yzde kann havaya dnt belirlenememektedir. Dolays ile sistemde, alan hesab ile belirlenen hava miktarnn zerinde hava miktar bulunmaktadr. Bu sebeple, su hacminin ortalama olarak %2si hava olduu zere, hesaplanan hava vanas kapasite deerlerine %2 dzeltme pay konulur. Ayrca, boru hatt doldurma hz eer tehlikeli boyutlarda ise sistemde darbe oluma riski bulunduundan ebeke zerinde Darbesiz Hava Vanalar kullanlmas tavsiye edilir. Sistemin hava tahliye kapasitesini hesaplamak iin debi forml kullanlr:

    QF = (VF)(A) (1)

    QF = Tahliye kapasitesi m

    3/san VF = Boru hatt dolum hz m/s A = Boru hatt i kesit alan m2

    QF = (VF)(D2/4) (2)

    QF = Tahliye kapasitesi m

    3/san VF = Boru hatt dolum hz m/s D = Boru i ap m

    Kapal sistem su datm ebekelerinde hava vanas kapasite seimleri iin uygulanmas gereken ikinci kriter ebekenin hava emme kapasitesinin hesaplanmasdr. Bu kriter, tahliye kapasitesi hesaplamasna gre ok daha gvenli bir yntem olmakla birlikte birok vana reticisi tarafndan tavsiye edilen kapasite seim yntemidir. Emme kapasitesi, tam apl boru hatt patlamas yaand simule edilerek hesaplanr. Bu patlama sonucu tam apl serbest sv ak oluaca varsaylr ve hesaplanan sv akna gre hava vanalarnn emme kapasiteleri hesaplanr. Serbest sv aknn, hava giri akyla ayn olaca varsaylarak, serbest sv aknn bir miktar zerinde emme kapasiteleri seilir ve bu kapasiteleri karlayacak hava vanalar seilir. Tahliye kapasitesi seiminde yapld gibi, emme kapasitesi seiminde de sistem belirli paralara blnr ve hesaplamalar her bir para iin ayr ayr yaplr. Serbest sv aknn hesaplanmasnda, farkl formller kullanlmaktadr. Bu formllerden bazlar u ekildedir:

    Pd = (102627 Q

    1.85) / (C1.85*d4.87) Hazen-Williams Denklemi (3) Pd = Boru hattndaki basn dm Pa/m Q = Hacimsel debi m3/san d = Boru hatt i ap m C = Srtnme katsays

  • v = C(R*i) Chezy Denklemi (4)

    v = Akkann ortalama hz m/s C = Chezy katsays m1/2/san R = Boru hatt yarap m i = Boru hatt eimi m/m

    hf = (f*L*V2) / (D*2*g) Darcy-Weisbach Denklemi (5)

    hf = Srtnmeye dayal basn kayb m L = Boru hatt uzunluu m D = Boru hatt i ap m V = Akkann ortalama hz m/san g = Yerekimi ivmesi m/san2

    f = Darcy srtnme katsays

    V = (k*Rh2/3*S1/2) / n Manning Denklemi (6)

    V = Akkann ortalama hz m/s k = Katsay = 1.0 n = Manning srtnme katsays Rh = Boru i yarap m S = Lineer basn kayb = hf / L m/m

    Yukardaki belirtilen formllerden ortalama hz veya debi deerleri ekilerek serbest sv aknn miktar tanmlanr ve bu deer dorultusunda hava vanalar seimleri yaplr. AWWA (American Water Works Association) kuruluuna gre ise emme kapasitesi aada belirtilen forml ile hesaplanr (birimler Amerikan sistemine gredir):

    Q = 0.0472C(SID5) (7)

    Q = Hacimsel debi scfm C = Chezy katsays S = Boru hatt eimi ft/ft ID = Boru hatt i ap in2 Grld gibi denklem, (4) nolu Chezy denkleminden elde edilmi bir denklemdir. Eer hacimsel debi deerini etkileyen faktrleri incelersek, boru hatt i apnn, eiminin ve boru hatt malzemesinin debiyi etkilediini grebiliriz. Dolays ile AWWA tarafndan da tavsiye edilen (7) nolu denklem, en doru sonucu veren denklemdir. Tam apl boru hatt patlamas yaanma olaslnn dk olduu, ebeke drenajnn, boru hatt apndan daha kk bir izolasyon vanas ile yapld sistemlerde ise daha farkl bir yol ele alnr. Bu gibi sistemlerde, tam boru apl bir su ak yaanmayaca iin sadece izolasyon vanas ap kadar su ak yaanaca dikkate alnarak hesaplama yaplr. Aada, bu gibi projeler iin kullanlan hesaplama forml bulunmaktadr:

    QD = (VD)(A) (8) QD = Tahliye kapasitesi m

    3/san VD = Boru hatt drenaj hz m/s A = Boru hatt i kesit alan m2

  • QD = Cd((2gh))((DD/2)

    2 (9) QD = Tahliye kapasitesi m

    3/san Cd = Katsay = 0.6 g = Yerekimi ivmesi m/san2 h = Hava Vanas & zolasyon Vanas aras kot fark m DD = zolasyon Vanas ap

    Formlden de grlecei zere bu hesaplamada boru hattnn eimi ve basn kayb dikkate alnmaz. Dolays ile hesaplama, basit sistemler iin kullanlmaya uygundur.

    HAVA VANALARININ KONUMLANDIRILMASI VE MONTAJI Hava Vanalarnn doru montaj ekli Resim 8de grlebilir. Hava Vanalarnn altna her zaman bir izolasyon vanas monte edilmesi tavsiye edilir. zolasyon vanas, ileride ihtiya duyulabilecek bakm durumlarna olanak verebilmek ve hava vanasna giden su akn kesmek amac iin kullanlr.

    Hava Vanalar, Resim 9da grld gibi, pompalama sistemlerinde, ykselen boru hatt eimlerinde, tepe noktalarnda, azalan boru hatt eimlerinde, kpr geilerinde, eim asnda herhangi bir deiiklik olduu durumlarda, sulama hatlar dalmnda ve ayn eimle devam eden uzun hatlarda konumlandrlmallardr. Bu gibi yerler, hava ktlelerinin toplanabilecei blgeler olduu iin vana montaj yaplmayan blgelerde hava birikintileri oluabilir. Ayn eimde devam eden uzun hatlar iin farkl kaynaklar 400-600 mde bir hava vanas yerletirilmesini tavsiye etmektedir. Resim 10da, bir pompa sistemi zerinde hava vanas yerleimini detayl olarak grebilirsiniz.

    Ayrca, su ktlesi ayrmas oluabilecek yerlerde, ani pompa kapanmas oluabilecek yerlerde, daha nce de bahsedildii gibi emniyet vanas olarak Vakum Vanalar montaj yaplmas tavsiye edilir.

    Resim 9

    Resim 8

  • REFERANSLAR Dou Vana, 2008 DVD Catalogue, zmir, 2008 Y. Dvir, Fluid Control Devices, pp 245-273 , Control Appliances Books, Habashan, 1997 M. Tarshish, Reduction of Energy Expenses By Air Release From Pipelines, pp 1-5 , 1998 Naftali Zloczower, Pressure Surges andA ir Valve Specification, Location, and Sizing, pp.5-22 Theory, Application, and Sizing of Air Valves , pp. 6-9, 1997 Allistair Balutto, Selection and Positioning of Double Acting Valves, pp , 1-6, 1998

    Resim 10