Enerji ve Çevre Dünyası Dergisi 137.Sayı (Ekim 2017)

38 Enerji ve Çevre / Ekim 2017 enerji-dunyasi.com MAKALE PETROL BORU HATLARINDA SÜRTÜNME KAYIPLARININ AZALTILMASI TARKAN KOCA İnönü Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü, Malatya AYDIN ÇITLAK Fırat Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü, Elazığ ÖZET G ünümüzde akışkan iletiminde boru hatları veya boru sis- temleri kullanılmaktadır. Bu boru sistemlerinin dizaynı en fazla verimi elde edebilmek için çok önemlidir. Boru hatları sistemlerinde “Kayıp Enerji” küçümsenmeyecek kadar çoktur. Bu kayıpları en aza indirmek için klasik yöntemlere ilave olarak özel kimyasal bileşimleri de kullanmak son zamanlarda uygulanan yön- temlerdendir. Bu çalışmamızda boru hattı boyunca akan akışkana polimer zincirli kimyasal maddelerin belirli oranlarda ilave edilme- siyle enerji kayıplarındaki azalma teorik ve pratik olarak araştırıl- mıştır. Yapılan çalışmada boru hatları boyunca meydana gelen enerji kayıpları tanıtılmış ve bu kayıpların azaltılma yöntemleri incelen- miştir. Akımı kötü yönde etkileme özelliği olmayan polimer zincirli kimyasal maddelerin ilavesinin verim ve ekonomi açısından sağla- dığı faydalar anlatılmıştır. Sonuç olarak petrole bir miktar kimyasal maddenin ilave edilmesiyle, boru hatlarında debinin %8 lere kadar arttığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Petrol, kimyasal madde (Arcopla), sürtün- me kaybı, enerji. I. GİRİŞ Mühendislik sistemlerinde, boru hatları boyunca akışkan ileti- mi, gerek basınç, gerek enerji iletimi açısından çok büyük önem taşımaktadır. Söz konusu akışkan iletimini verimliliğini etkileyen en önemli unsur, iletim hattı boyunca meydana gelen enerji kayıp- larıdır. İletim hattı boyunca bir kısım enerji ısıya dönüşerek kayıp enerji olarak karşımıza çıkar. Bu kayıp enerjinin minimize edilmesi sistemin verimliliği ve ekonomisi açısından son derece önemlidir. Bir boru iletim hattı boyunca sürekli (üniversal) kayıplar ve lokal (yerel) kayıplar olmak üzere iki tip enerji kaybı meydana gelir. Sürekli yük kayıplarına düz boru kayıpları da diyebiliriz. 1850 yıllın- dan beri, uzun, silindirik ve düz borularda su akımı üzerine yapı- lan deneylerde, düz bir borudaki enerji kaybının, akım hızı ve boru uzunluğu ile doğru, boru çapı ile ters orantılı olduğu gözlenmiştir. 1996 yılında San Diego (U.S.A)’da yapılan bir konferansta polimerik ve sürtünmeyi azaltıcı katyonik katkı maddelerinin kıyaslandığı bir konferans düzenlenmiştir. Bu konferansta: sürtünmeyi azaltmak ama-cıyla kullanılan iki ana katkı maddesinin akım davranışları ile ilgili önemli farklılıklar ortaya konulmuştur. Bu iki ana katkı mad- de; yüksek molekül ağırlıklı polimerler ve yüzey gerilmesini azal- tan katyonik sıvılardır. Konferansta; mekanik kesme hareketlerinin, boru çapının, hız profilleri şekillerinin sürtünmenin azalması üzeri- ne etkileri incelenmiştir. Ağustos 1996’da Swiss Federal Teknoloji Enstitüsü, Zürih’ten Hoyar K, Gyr A. tarafından yayınlanan makale- de hete-rojen bir drag azalmasına sahip boru akımındaki türbülans hız bölgeleri araştırılmıştır. Mayıs 1955’te Hindistan Bom-bay üni- versitesi’nden bir heyet tarafından yayınlanan makalede “Kabarcık Bırakma Bölgesindeki Türbülanslı Yapı Üzerine Polimer Esaslı Katkı Maddelerinin Rolü” irdelenmiştir. Hollanda Amsterdan Üniversite- si’nden Von Doam P.H. ve Wegdam G.H. tarafından “Drag azaltıcı eriyikler içindeki Türbülans Hız Değişiklerinin Dağılımı” incelenmiş ve bir makale halinde sunulmuştur. Moussa T, Tiu C. tarafından Mayıs 1994 yılında yayınlanan makale “Türbülanslı Boru Akımında Polimer Bozulmasını Etkileyen Faktörler” konuludur. 1994 A.B.D. Newyork’ta “Boru Hatlarındaki Akış-kanlar Üzerine Gelişmeler” ko- nulu konferansta Garry e. Blizzard “Mekanik Sorunlara Kimyasal Bir Çözüm “CDR” konulu çalışmasını sunmuştur. 1993 yılında Rusya’da Manzhaj, İlyushnikov, Gareev ve Nesyn tarafından “Enerji Tüketimi- nin Azaltılması İçin Polimer ilavelerinin Laboratuvar Araştırmaları ve Endüstriyel Testleri” konulu bir makale yayınlanmıştır. Hans-Wermen, Theil ve Horst tarafından “6. Avrupa Drag Azaltma Konferansı’nda Pürüzlü Borulardaki Gerilme Giderici Eri- yiklerin ve Polimerlerin Türbülans Yapıları” konulu çalışmalarını sunmuşlardır. Quensland Üniversitesi (Avusturya)’den Chanson, Hubert, Giav, Galvin benzer bir konferansta “Hidrolik Akımlarda Drag Azal- tılması” konulu çalışmalarını sunmuşlardır. 1993 yılında Narthwestern Pulytechrical üniversitesi (Çin) ta- rafından yayınlanan makalede “Drag Azalması için Polimer Film Ribletlerin Gelişimi” konusu araştırılmıştır.