Bu çalışmada nipel redüksiyonlardaki farklı geçiş açıları ve açı başlangıç ile bitiş kenarlarına yapılan radyusların basınç düşümü üzerindeki etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Borulama sistemlerinde sıklıkla kullanılan nipel redüksiyonlarda, ani daralma veya genişleme halinde akış ayrılması meydana gelmektedir. Bundan dolayı ayrılma ve yeniden tutunma noktasında vorteksler, akış ayrılmaları, ikincil akışlar, türbülans oluşmakta ve basınç kayıplarının artmasına sebebiyet vermektedir. Oluşan kayıplar nedeniyle ihtiyaç duyulan pompa veya fan gücü yetersiz kalmaktadır. Basınç kayıpları faydalı enerjinin kaybı olduğundan nipel redüksiyonların tasarımının iyileştirilerek kayıpların en aza indirilmesi büyük önem arz etmektedir. Yapılan sayısal çalışmada kullanılan DN50-DN25(BSP2”-BSP1”) nipel redüksiyonda 80° ile 160° arasında dokuz farklı geçiş açısı incelenmiş olup bu açıların başlangıç ve bitiş kenarlarına yapılan radyusların basınç düşümü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Numerik analizde akışkan olarak ISO VG 32 hidrolik yağ kullanılarak Reynold sayısı 7183 olarak hesaplanmıştır. Türbülanslı akışı simüle etmek için k- ε türbülans modeli tercih edilmiştir. Ayrıca ISO 4144 standardına göre tasarlanan AISI 316 paslanmaz çelik nipel redüksiyonların farklı geçiş açısına karşılık gelen uzunlukları içinde maliyet çalışması yapılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda nipel redüksiyonlarda geçiş açısının azalmasıyla basınç düşümü miktarı azalmaktadır. Ancak geçiş açısı ile beraber et kalınlığı da azalacağından nipel redüksiyon uzunluğunun artırılması gerekmektedir. Bu da hammadde maliyetlerinde büyük artışa sebep olmaktadır. Bunun yerine ani daralma gerçekleşen nipel redüksiyonlarda, açı bitiş kenarına radyus yapıldığında basınç düşümünün önemli miktarda azaldığı, açı başlangıç kenarına radyus yapıldığında ise basınç düşümüne pek bir etkisinin olmadığı analiz edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Nipel Redüksiyon, Basınç Düşümü, Numerik Analiz, Yerel Kayıplar
|
