Mühendislik

Basınçlı Hava Deposu Hesaplaması

Endüstriyel işletmelerde basınçlı hava deposu çok fazla kullanılan ve günümüzün en pahalı enerji türüdür. Basınçlı hava için basınçlı hava depoları kullanılmakta ve zaman zaman yanlış seçilebilmektedir. Bu yazımızda sizlere basınçlı hava deposunu anlatacağız ve bir adet örnek hesaplama aktaracağız.

Basınçlı hava deposu

Basınçlı hava sistemlerinin en öndemli elemanlarından biri de basınçlı hava deposudur. Bu depoların işlevleri şunlardır :

  • Kompresörden kaynaklanan hava basınç salınımlarını yok etmek.
  • Sistemin ani yük değişimlerini karşılamak.
  • Sisteme gönderilen hava içindeki su , yağ zerrecikleri ve pislikleri dipte toplayıp , dışarı atılmasını sağlamak .

Basınçlı Hava Deposu Hacmi

Küçük kapasiteli bir kompresör kullanılmış ve sistemden salınımlı hava istemleri oluyorsa depo hacmi kompresör debisinin 3 katı olmalıdır. Dakikada 2 çevrim yapan bir kompresör için havanın depoya giriş sıcaklığı ile depo sıcaklığı farkının 10°C dolayında olduğu varsayılırsa , gerekli depo hacmi ;

Vo = 9.375 × Qk    ( lt )   olur .
Vo : Depo hacmi   ( lt )
Qk : Kompresör debisi  ( lt / sn ) ( işletme  basıncında ) olarak  verilmiştir .

Örnek:

Örnek olarak atlascopco GA37 modeli kompresörümüz olsun. Katalog verilerine baktığımızda GA37 için 8,5 bar basınçta 108 lt/sn debide hava ürettiğini görüyoruz. Bu durumda;

Qk : Kompresör debisi = 108 lt/sn
Vo = 9,375 × Qk  = 9,375 x 108 = 1.012 lt

Tank hacmi 1.000 Lt ‘nin üzerinde olduğunda sistem için yeterli olacaktır.. Bu hesabın, kompresörün verebileceği maximum debisine göre yapıldığı göz önünde bulundurulmalıdır.

Kompresör Etiket Verisi
Kompresör Etiket Verisi

Basınçlı Hava Tesisatı Hesabı ve Kompresör Hesapları Kullanılan Formüller

Dairenin(Boru veya Silindir İç Çaplarının) Kesit Alanı:

A = (Pi*d2)/4 = mm2
Pi = 3.14159265
D = Çap (mm) –İç Çap-
A = Alan  (mm2) –İç Kesit Alanı-
1 m2 = 100 dm2 = 10,000 cm2 = 1,000,000 mm2

Borunun (Uzunluğuna göre) veya Silindirin (Yüksekliğine göre) Hacmi:

V = A * h = mm3
A = Alan  (mm2) –İç Kesit Alanı, İç çapa göre hesaplanmış alan-
h = Borunun uzunluğu veya silindirin yüksekliği (mm)
V = Hacim (mm3)
1 dm3 = 1 litre = 1,000,000 mm3 = 1000 cm3 = 0.001 m3
1 m3 = 1000 dm3 = 1000 litre

Dairenin (veya Çemberin) Çevresi (çevresel uzunluk) =Pi*d

Pi= 3.14159265
d= Çap
Dairenin Belli Bir Sarma açısına göre çevresel uzunluk = (Pi*α * d) / 360
α = Sarma açısı (derece) => yarım daire için α = 180º

Bir kesitten geçen (Boru içinden veya kanal içinden) geçen akışkanın hızı:

v = Q / A = m/s
Q = Akışkanın debisi (m3/s)
A = Akışa Dik Kesit Alanı (m)
1 m3/s = 60 m3/dk = 1000 litre/saniye (L/s)
1 m3/dk = 1/60 m3/s = 1000 litre/dakika (L/dk)
1 m3/h = 60 m3/dk = 1000 litre/saat (L/h)

Basınçlı Hava Tesisatı Kasnak Çaplarına Göre (Yaklaşık) Motor ve Vida Devir Oranları:

Dm = Motor Kasnağı Çapı ( mm)
Dv = Vida Kasnağı Çapı (mm)
nm = Motor Devir Sayısı (d/dk)
nv = Vida Devir Sayısı (d/dk)
i= Vida/Motor devir oranı = Dm/Dv
nv= nm * i = nm* (Dm/Dv)

Basınçlı Hava Tesisatı Dişlikutusu (GearBox) Dişlilerinin Diş Sayısına Göre Devir Oranı:

Dm = Çeviren (Hareket veren) dişlinin diş sayısı
Dv = Çevrilen (Hareket alan) dişlinin diş sayısı
nm = Çeviren dişlinin Devir sayısı (d/dk)
nv = Çevrilen dişlinin DevirSayısı (d/dk)
i= Çevrilen/Çeviren devir oranı  = Dm/Dv
nv= nm * i = nm* (Dm/Dv)

Motor Gücünün kW, HP (Beygir Gücü), kcal/h olarak farklı ifadeleri:

1 HP (metrik) = 75*9.80665 kg*m/sn2 = 735.5 Watt = 0.7355 kW
1 kW = 1/0.7355 HP = 1.3596 HP
Yaklaşık değerler: 1 HP (metrik, PS) = 736 Watt, 1 kW= 1.36 HP (metrik sistem)
İngiliz/Amerikan sistemindeki HP’ye göre : 1 kW = 1.34 HP, 1 HP = 746 Watt
1 kW = 860 kcal/h
1 kWh Enerji = 860 kcal ısı enerjisi (1 kWh elektrik enerjisi, 860 kcal’lik ısıya denktir.)

Hız ile güç ve kuvvet ile basınç arasındaki bağlantılar:

Güç = P = Kuvvet * Hız = F * v  = Newton * m/s = Watt = 9.81 kg * m/s (9.80665)
P = Güç (Watt) = 860 cal/h
1 kilogram kuvvet (kg) = 9.80665 Newton (N)
(1 kg kütlenin dünyadaki ağırlığı = 1 kg kuvvet = kütle * yerçekimi ivmesi = 9.81 N)
P = Güç (HP/PS metrik sistem) = 75 kg(kuvvet)*m/s = 75*9.80665 N*m/s = 735.5 Watt
F = Kuvvet (Newton) =  basınç * alan = p*A = (N/m2) * m2
1 bar = 100,000 N/m2 = 100 kN/m= 10 N/cm2 =  10/9.80665 kg/cm2 =  1.02 kg/ cm2
1 atmosfer = 1.013 bar (deniz seviyesinde)  1 atmosfer ~= 1 bar ~= 1 kg/ cm2
Efektif Basınç =  Manometreden Okunan Basınç = Gerçek Basınç – Atmosfer Basıncı
1 atm = 0 bar (efektif) =  1 bar (mutlak)  (Hassas hesaplarda  1 atm = 1 .013 bar)

Sıkıştırılabilir akışkanların (gazların) hacmi ile basıncı arasındaki ilişki:

P1*V1/T1 = P2*V2/T2
P1= Başlangıç Basıncı
V1= Başlangıç Hacmi
T1= Başlangıç Sıcaklığı (Kelvin)
P2= Sonuç Basıncı
V2= Sonuç Hacmi
T2= Sonuç Sıcaklığı (Kelvin)
Sabit Sıcaklıkta : V2= V1* (P1/P2) , P2= P1*(V1/V2)
1 ºC = 273 K , 100 ºC = 373 K (Kelvin)
-273 ºC = 0 K
Sabit Basınçta : V2 = V1*(T2/T1) , T2= T1*(V2/V1)
P1*V1 = m*R*T1
P2*V2 = m*R*T2
m = kütle (kg, yoğunluk= m/V = deniz seviyesinde standard atmosfer 1.255 kg/m3)
R = gaz sabiti (hava için 287 J/kgK)
(P1*V1)/(P2*V2) = T1/T2

Basınçlı Hava Tesisatı Vidalı Kompresörün Serbest Hava Debisinin İfadesi (FAD):

FAD, kompresörün bastığı havanın emdiği havanın miktarı cinsinden ifadesidir. Yani 20 ºC referans emiş sıcaklığına göre, atmosfer basıncında, 1 dakikada emilen hava miktarı (hacim olarak);  m3/dk (metreküp/dakika). Başkaca bir ifade yok ise, Kompresörün FAD değeri, kompresörün 1 dakikada bastığı havanın, 20 ºC’de, 1 atmosfer basınçta (0 bar efektif, 1-1.013 bar mutlak basınçta) kaplayacağı hacim anlamına gelir. Bununla birlikte, basınçlı hava aygıtlarının kapasitesi 0 ºC’yi referans alan Nm3/dk (normal metreküp/dakika) cinsinden ifade edilebilmektedir. (Hava soğudukça kompresörün bastığı havanın kütlesi artar, ısındıkça azalır. Kompresör çıkışındaki hava ısınmış olduğu için emdiğinden daha fazla hacime sahip olur. Burada asıl olan kompresörün emdiği hava miktarıdır, ki, aynı miktarı çıkışına taşıyarak, basar.) Gerçekte boru içinden geçen havanın miktarı, kompresörün FAD değerinin çalışma basıncının mutlak (barometre) değerine bölünmesiyle bulunan değerdir. (Örneğin: 8 m3/dk FAD değeri ölçülüyorsa, 7 bar efektif basınçta, bu kompresörün bastığı hava boru içinden 1 m3/dk olarak geçiyor demektir. Boru içindeki hava hızını hesaplarken bu durumu dikkate almak gerekir.)

Basınçlı Hava Tankı Hesabı
Basınçlı Hava Tankı Hesabı

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Reklam Engelleyici

Reklam engelleyici eklenti kullandığınızı fark ettik. Muhendisiz.Net web sitesini verimli kullanabilmek için lütfen reklam engelleyiciyi kapatınız.