Dalgıç motorların dönme hızı RPM verim ve Sürücü seçimi

[atakale]

Pompanın dönme hızının seçimi, hidrolik sistemin özellikleri (çevresel hız, çark, özgül hız) ile yakından ilişkilidir. Pompa ve tahrik sisteminin genel dayanıklılığı ve ekonomik verimliliği dikkate alınmalıdır.
Çoğu pompa, 1000 ile 3000 rpm arasında çalışır, ancak özel dişli sistemleri ve türbin tahrikleriyle 6000 rpm’nin üzerine çıkabilir.
Bununla birlikte, daha büyük santrifüj pompalar (örneğin elektrik santralleri için soğutma suyu pompaları) genellikle yavaş çalışan elektrik motorlarıyla eşleştirilir ve bu tür tahrikler oldukça pahalıdır. Sürücü ile pompa arasına yerleştirilen redüksiyon dişlileri, günümüzde pompa hızlarını sadece 200 rpm gibi düşük değerlere indirir.
Dalgıç motorlarında kavitasyon ve devir hızı arasındaki ilişki, pompa sistemlerinin verimli ve güvenli çalışması açısından oldukça kritiktir. Aşağıda bu ilişkiyi temel teknik bilgilerle açıklıyorum:
Kavitasyon Nedir?
Kavitasyon, pompa çarkının (kademe) girişinde sıvı basıncının, sıvının buharlaşma basıncının altına düşmesiyle oluşan bir olaydır. Bu durum sıvı içinde buhar kabarcıkları oluşmasına neden olur. Kabarcıklar daha yüksek basınçlı bölgelere taşındığında patlar ve bu da:
Metal yüzeylerde erozyon,
Gürültü ve titreşim,
Performans kaybı,
Pompa ve motor ömründe kısalma
gibi olumsuz sonuçlar doğurur.
Devir Hızı ve Kavitasyon İlişkisi
Dalgıç pompalarda motorun devir hızı arttıkça:
Çark girişinde akış hızı da artar.
Bu durum giriş basıncının düşmesine ve kavitasyon riskinin artmasına yol açar.
Tam tersi olarak, devir hızı çok düşük olduğunda da, özellikle pompa tasarımı yüksek devir için yapılmışsa, akış düzgünlüğü bozulabilir ve kavitasyon benzeri akış bozuklukları oluşabilir. Ancak genelde yüksek devir, kavitasyonun başlıca nedenidir.

Maksimum çalışma noktalarına uyan pompalar hangileridir?Devirle ilgisi
Maksimum çalışma debisini karşılayan bir veya daha fazla pompa bulun. Bunu yapmak için, pompa performans eğrilerini sistem eğrisi ile birlikte grafik üzerinde çizeriz. Bu eğrilerin kesiştiği nokta, sistemin çalışma debisi ve basma yüksekliğini gösterir. Şekil 3’te gösterildiği gibi, maksimum çalışma debisini karşılayan bir pompa, tam hızda (1780 rpm) çalışırken, azalmış hızlarda sırasıyla 1580 rpm, 1325 rpm, 1150 rpm ve 1025 rpm hızlarında kalan sistem çalışma debilerini karşılamaktadır.
Bu cümlede, pompa performans eğrilerinin ve sistem eğrisinin grafik üzerinde kesiştiği noktaların, pompanın sistemde hangi debi ve basma yüksekliğinde çalışacağını gösterdiği anlatılıyor. Ayrıca, pompanın farklı hızlarda çalışma performansı örneklenmiş.
Görebiliyoruz ki, pompa hızı düştükçe sistemin çalışma debisi ve basma yüksekliği azalıyor. Sistemin şekli (yüksek statik basınç mı, düşük statik basınç mı olduğu) mümkün olan hız düşüşünü belirler.
Çalışma noktasının, hız azaldıkça yeşil verimlilik çizgilerini kestiği görülüyor; yüksek debiler en iyi verimlilik noktası (BEP) sağ tarafa doğru, düşük debiler ise BEP'nin sol tarafında çalışıyor. İzin verilen minimum hız olan 1025 rpm’de verimlilik %78'dir. Hız 1025 rpm'nin altına düşerse, pompa verimliliği hızla azalır ve pompa basma yüksekliği sistem basma yüksekliğinin altına iner, bu da sistemde akışın durmasına neden olur.

Normal sistem işletmesi, Tercih Edilen Çalışma Bölgesi (Preferred Operating Region - POR) içinde gerçekleşiyor mu?
Her pompanın, verimlilik ve güvenilirliğin en yüksek olduğu tercih edilen bir çalışma bölgesi (POR) vardır. Santrifüj pompalar için POR genellikle pompanın en iyi verimlilik noktasının %70 ile %120’si arasındadır. Karışık ve aksiyal akışlı pompalar için POR aralığı daha dardır. Örneğin, Şekil 3, değişken hızlı pompalama kullanılarak çalışma noktalarının (2500, 2000, 1500 ve 1000 gpm) pompanın POR’u içinde yer aldığını göstermektedir. Değişken hız pompalama kullanmak, işletme süresini POR’da maksimize etmeye olanak tanır; bu da pompa seçiminde önemli bir faktördür.