TARKAN KOCA

Ä°nönü Üniversitesi Makine MühendisliÄŸi Bölümü, Malatya

AYDIN ÇITLAK

Fırat Üniversitesi Makine MühendisliÄŸi Bölümü, Elazığ

ÖZET

Günümüzde akışkan iletiminde boru hatları veya boru sistemleri 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 bileÅŸimleri de  kullanmak son zamanlarda uygulanan yöntemlerdendir. Bu çalışmamızda boru hattı boyunca akan akışkana polimer zincirli kimyasal maddelerin belirli oranlarda ilave edilmesiyle enerji kayıplarındaki azalma teorik ve pratik olarak araÅŸtırılmıştır.

Yapılan çalışmada boru hatları boyunca meydana gelen enerji kayıpları tanıtılmış ve bu kayıpların azaltılma yöntemleri incelenmiÅŸtir. Akımı kötü yönde etkileme özelliÄŸi olmayan polimer  zincirli kimyasal maddelerin ilavesinin verim ve ekonomi açısından saÄŸladığı faydalar  anlatılmıştır.Sonuç olarak petrole bir miktar kimyasal maddenin ilave edilmesiyle, boru hatlarında debinin %8 lere kadar arttığı görülmüÅŸtür.

I. GÄ°RÄ°Åž

Mühendislik sistemlerinde, boru hatları boyunca akışkan iletimi, gerek basınç, gerek enerji iletimi açısından çok büyük önem taşımaktadır. Söz konusu akışkan iletimini verimliliÄŸini etkileyen en önemli unsur, iletim hattı boyunca meydana gelen enerji kayıplarıdır. Ä°letim hattı boyunca bir kısım enerji ısıya dönüÅŸerek kayıp enerji olarak karşımıza çıkar. Bu kayıp enerjinin minimize edilmesi sistemin verimliliÄŸi 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 yıllından beri, uzun, silindirik ve düz borularda su akımı üzerine yapılan deneylerde, düz bir borudaki enerji kaybının, akım hızı ve boru uzunluÄŸu ile doÄŸru, boru çapı ile ters orantılı olduÄŸu gözlenmiÅŸtir. 1996 yılında San Diego (U.S.A)’da yapılan bir konferansta polimerik ve sürtünmeyi azaltıcı katyonik katkı maddelerinin kıyaslandığı bir konferans düzenlenmiÅŸtir. Bu konferansta: sürtünmeyi azaltmak amacıyla kullanılan iki ana katkı maddesinin akım davranışları ile ilgili önemli farklılıklar ortaya konulmuÅŸtur. Bu iki ana katkı madde; yüksek molekül ağırlıklı polimerler ve yüzey gerilmesini azaltan katyonik sıvılardır. Konferansta; mekanik kesme hareketlerinin, boru çapının, hız profilleri ÅŸekillerinin sürtünmenin azalması üzerine etkileri incelenmiÅŸtir. AÄŸustos 1996’da Swiss Federal Teknoloji Enstitüsü, Zürih’ten Hoyar K, Gyr A. Tarafından yayınlanan makalede heterojen bir drag azalmasına sahip boru akımındaki türbülans hız bölgeleri araÅŸtırılmıştır. Mayıs 1955’te Hindistan Bombay üniversitesi’nden bir heyet tarafından yayınlanan makalede “Kabarcık Bırakma Bölgesindeki Türbülanslı Yapı Üzerine Polimer Esaslı Katkı Maddelerinin Rolü” irdelenmiÅŸtir. Hollanda Amsterdan Üniversitesi’nden Von Doam P.H. ve Wegdam G.H. tarafından “Drag azaltıcı eriyikler içindeki Türbülans Hız DeÄŸiÅŸiklerinin Dağılımı” incelenmiÅŸ ve bir makale halinde sunulmuÅŸtur. 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 Akışkanlar Üzerine GeliÅŸmeler” konulu konferansta Garry e. Blizzard “Mekanik Sorunlara Kimyasal Bir Çözüm “CDR” konulu çalışmasını sunmuÅŸtur. 1993 yılında Rusya’da Manzhaj, Ä°lyushnikov, Gareev ve Nesyn tarafından “Enerji Tüketiminin Azaltılması Ä°çin Polimer ilavelerinin Laboratuvar AraÅŸtırmaları ve Endüstriyel Testleri” konulu bir makale yayınlanmıştır.

Hans-Wermen, Theil ve Horst tarafından “6. Avrupa Drag Azaltma Konferansı’nda Pürüzlü Borulardaki Gerilme Giderici Eriyiklerin ve Polimerlerin Türbülans Yapıları” konulu çalışmalarını sunmuÅŸlardır.

Quensland Üniversitesi (Avusturya)’den Chanson, Hubert, Giav, Galvin benzer bir konferansta “Hidrolik Akımlarda Drag Azaltılması” konulu çalışmalarını sunmuÅŸlardır.

1993 yılında Narthwestern Pulytechrical üniversitesi (Çin) tarafından yayınlanan makalede “Drag Azalması için Polimer Film Ribletlerin GeliÅŸimi” konusu araÅŸtırılmıştır.

Boru hatlarında gözlenen diÄŸer kayıp olan lokal kayıplar; kesit deÄŸiÅŸimi, yön deÄŸiÅŸtirme, manÅŸon, rakor, dirsek ve T gibi baÄŸlantı elemanları, vana ve çek valf gibi elemanlarda meydana gelir. Bir çok sistemlerde ihmal edilmesine karşın, bazı sistemlerde ihmal edilemez ve büyük önemi haizdir. Ä°fade edilen bu enerji kayıpları göz önüne alınarak boru sistemlerinin dizaynına gereken önem verilmelidir. Enerji kayıplarını azaltmaya yönelik bu hususun yanısıra ileri bir safha olarak iletilen akışkana polimer eriyikler ilave edilmesi son yıllarda uygulama alanı bulmuÅŸtur. Bu çalışmanın  amacı esas olarak, bu katkı maddelerinin akım üzerine geliÅŸtirici özelliklerini teorik ve pratik olarak incelenmesidir.

Devamı Ä°çin:http://www.enerji-dunyasi.com/edergi/6/137/40/