POMPALAR

Pompaların süreci incelendiğinde; ilk uygulamalarda enerji kullanımı yerine el yardımıyla pompalama yapıldığı görülür. Bu süreçlerde sıvı akışkanın nakledilmesi için kullanılan cihazlara ise tulumba adı verilmiştir.

Pompa sistemlerinde bir akışkanın birim alana etkisi olarak tanımlanabilir. Sıvılar içinde bulundukları kabın yüzeylerine derinlikle doğru orantılı olacak şekilde basınç yaparlar. Bu basınç doğrudan doğruya sıvının kendi ağırlığından veya bu ağırlığa etki eden dış kuvvetlerden meydana gelir ve bu basınca statik basınç denir.

Akışkanlarda akış özelliğini tanımlayan en önemli parametredir. Gerek mekanik tesisatlarda, gerekse endüstriyel uygulamalarda değerlendirilen akışkan için sürekliliğe bağlı bir değere ihtiyaç vardır. Bu değer akış sürecinde pompalara ilişkin analiz ve değerlendirmelerin yapılması için kesit özelliğine bağlı olarak tanımlanan debi kavramıyla tanımlanır.

Isıl etkilerin olduğu özellikle sıvı ve katı madde transferlerinde, pozitif basıncın
aktif olduğu durumlarda sistemlere yönelik analiz ve değerlendirmelerde her
zaman kütle esas alınır. Sürekliliğe bağlı olarak akış özelliğinin olduğu sistemlerde bu kavram kütlesel debi olarak tanımlanır. Kısaca birim kesitten geçen kütle miktarı olarak tanımlanır.

Özellikle gaz akışkanlarda ve vakum altında çalışan sistemlerde akışkanın akış
miktarı hacimsel debiyle tanımlanır. Hacimsel debi, birim kesitten birim zamanda geçen akışkan miktarını tanımlar. 

Isıl etkilerin olduğu özellikle sıvı ve katı madde transferlerinde, pozitif basıncın
aktif olduğu durumlarda sistemlere yönelik analiz ve değerlendirmelerde her
zaman kütle esas alınır. Sürekliliğe bağlı olarak akış özelliğinin olduğu sistemlerde bu kavram kütlesel debi olarak tanımlanır.

Sistem dizaynı ve uygulamalara yönelik hesaplamalar için yapılan mühendislik çalışmalarında akış sürecini etkileyen temel özelliktir. Özellikle hareketli sistemlerde kütlenin korunumu prensibinden hareketle, debisel akışlarda kesit değişimi olsa bile akış debisinin zamana bağlı değişmediğini tanımlar.

Enerji pompa girişi ve çıkışı arasındaki fark basıncı olarak ta tanımlanır. Uygulamalarda bu basınç farkı, pompa girişi ve çıkış noktalarına birer manometre bağlanarak ölçülebilir.

Bir pompanın hidrolik gücü (Ph); akış debisine, basma yüksekliğine ve akışkanın yoğunluğuna bağlıdır. Hidrolik güç (Ph);
Ph = m.g.H (W) 
olarak ifade edilir. Burada m. akışkanın kütlesel debisini, g yer çekimi ivmesini, H ise basma yüksekliğini tanımlar

Mühendislik hesaplamalarında pompa verimi hacimsel ve mekanik özelliklere bağlı ayrı ayrı değerlendirilir.

Bir pompadan beklenen en önemli özellik, çalışma sürecinde ayar debi değerinde sürekliliğin sağlanmasıdır. Ancak pompaların çalışma süreçlerinde; disk yüzeylerinde, çark girişlerinde oluşan vuruntular, akışkanın yoğunluğa bağlı kanatlarda sürtünme etkileri ve kavitasyon gibi sebepler nedeniyle teorik debinin sağlanması daima zordur. 

Bir akışkanın akış özelliğini mekaniksel olarak ifade eden özelliklerin en önemlisi viskozitedir ve hareket halindeki akışkanda oluşan lokal gerilmelerle, akışkanın şekil değiştirme hızı arasındaki ilişkiyi tanımlar.

Sıvı basıncı buhar basıncının altına düşerse buhar kabarcıkları sıvının içerisinde belirmeye başlar ve basınç düştükçe hızlı bir buharlaşma oluşur. İşte akış nedeniyle sıvı basıncı buhar basıncının altına düştüğünde meydana gelen olaya kavitasyon denir. Kavitasyon olgusunun en önemli göstergesi buhar cepleridir. Örnek olarak; şayet su durgun halden 15 m/s hıza ulaşırsa, basıncı yaklaşık 101 kPa veya 1 atm düşer. Bu basınç düşüşü akışta kavitasyona yol açabilir.

Pistonlu pompalar; bir pistonun ileri geri hareketine bağlı akışkanın iletilmesi prensibine dayanır. Silindir piston düzeneğiyle akışkanın emilmesi ve basınçlandırılması sağlanır. Pistonlu pompalarda ileri geri hareket, silindiri içinde bulunan pompa pistonu ve sızdırmazlık elemanları ile gerçekleşir.

Tarihte kullanılan eksenel pistonlu pompalar; pistonların piston eksenine paralel şekilde tasarımın gerçekleştirildiği pompalardır. Bu tür pompalar esas olarak, silindir bloğu, pistonlar, piston pabucu eğim plakası, pabuç plakası, pabuç plakası baskı yayı ve dağıtım plakasından oluşur.

Radyal Pistonlu Pompalar
Yüksek basınçta çalışma koşullarına sahip olan radyal pistonlu pompalar hidrostatik güç iletiminde kullanılırlar. Ağır hizmet tipi pompalar olarak da değerlendirilen radyal pistonlu pompalar, uygulamalarda 750 bar basınç değerlerine kadar kullanılmaktadırlar.

Bir tesise uygun pompa seçebilmek için bazı unsurları mutlaka sağlıklı olarak
elde edilmelidir. Bunlar:
a. Pompalanacak akışkanın sıcaklığı, özgül ağırlığı, viskozitesi ve temizliği
gibi temel parametreler, pompanın yapısal yönüyle yakından ilgili olduğu
için önemlidir.
b. Pompa kapasitesinin belirlenebilmesi için gerekli akış debisi bilinmelidir.
c. Sistemin işlevsel özellikler, pompaj sistemin yapısına ait bilgiler, tesisat
akışlarının hesaplanması ve çizilmesi için gereklidir.
ç. Akışkan kaynağı ve emme koşulları sorgulanmalı, depolama karakteristikleri
tüm yönleriyle ve doğru incelenmelidir.
d. Sistemde pompadan yararlanacak kullanım noktası sayısı, yıllık çalışma süreleri, ihtiyacı olan debisel değerler, pompaların seri ya da paralel çalışma
koşullarının belirlenmesi için gereklidir.
e. Sistemin kurulacağı alan ile ilgili bilgiler incelenmelidir.
f. Enerji kaynağı ve sürdürülebilirliği sorgulanmalıdır.

Bir pompa ve donanımı için ilk yatırım maliyetleri (Ciym), o pompanın çalıştırılması için gereken pompa, frekans konvertörü, kontrol panosu ve sensörler gibi tüm malzeme, donanım ve aksesuarları kapsar. 

Pompa sistemlerinde montaj ve işletmeye alma maliyetleri (Cm), pompaların
montajı, tesisat hatlarının çekilmesi, elektrik donanımının bağlanması, sensör,
frekans konvertörü gibi ölçüm kontrol ve yönetim sistemlerinin montajı, bağlantı ve çalıştırılması, sistemin işletmeye alma maliyetini içerir.

Bir pompanın ÖDM içinde en önemli parametresi enerji maliyetidir (Ce). Pek
çok sistemlerde pompalar yıllık 200 saati geçen çalışma sürelerine sahiptir. Enerji maliyetlerindeki artışlar da değerlendirildiğinde ömür devir süreçleri için enerji tüketim maliyetlerinin en yüksek paya sahip oldukları görülür.