TARIM ALET VE MAKİNALARI

Pompa ya da sulama makinası, suyun su kaynağından alınıp tarlaya iletilmesinde kullanılır ve enerji kazandırarak suyu daha yüksek yerlere çıkartır. Pompa, emme hattında negatif basınç (vakum) meydana getirerek atmosfer basıncının etkisiyle suyun emme borusuna dolmasını sağlar ve suya kinetik enerji kazandırarak sürtünme kuvvetlerini ve su kaynağı ile tarla arasındaki yükseklik farkını yenerek suyun iletimini gerçekleştirir.

Sulama pompaj tesisinde, pompa ve motordan başka suyun iletilmesinde kullanılan yardımcı parçalar (donanımlar) vardır. Dirsekler, vanalar, T-parçaları, boru kolları, borular, dip klapesi, süzgeç ve bağlantı parçaları pompaj tesisini oluşturan yardımcı donanımlardır. Dirsekler suyun yön değiştirmesinde kullanılır. Vanalar suyun debisini ayarlar. T-parçaları ve boru kolları akışı bölerek suyun yön değiştirmesini sağlar. Dip klapesi pompaya doğru olan tek yönlü su geçişine izin verir ve suyun pompadan su kaynağına olan geri dönüş yolunu kapatarak emme borusunun sürekli su ile dolu olmasını sağlar. Dip klapesinden önce bulunan süzgeç, emme borusuna girişinde suyu süzerek yabancı maddelerin boruya girmesini engeller. Borular, dirsekler, vanalar ve diğer yardımcı parçalar birbirlerine flanş, rakor, manşon, redüksiyon, nipel gibi elemanlar yardımıyla bağlanır.

Bir akışkanın basıncı, mutlak ve manometrik basınç olarak iki şekilde ifade edilir. Mutlak basınca gerçek basınç, manometrik basınca ise gösterge basıncı ya da etkin basınç denir. Mutlak basınç; mutlak sıfır noktasına (eksenine), havası alınmış vakum ortamına göre ölçülüp ifade edilen basınçtır. Manometre basıncı yerel atmosfer basıncına göre ölçülüp ifade edilir. Mutlak basınçlar her zaman pozitif iken manometre basınçları pozitif ya da negatif olabilir. Manometre basıncı yerel atmosfer basıncından büyükse pozitif, küçükse negatif olur.

Statik emme yüksekliği (hse): Emme su düzeyi ile pompa ekseni arasındaki düşey uzaklıktır.

Statik basma yüksekliği (hsb): Pompa ekseni ile suyun iletildiği en yüksek su düzeyi arasındaki düşey yüksekliktir.

Geometrik yükseklik (Hg): Statik emme ve statik basma yüksekliklerinin toplamıdır. Bir başka ifadeyle emme su düzeyi ile suyun iletildiği en yüksek su düzeyi arasındaki düşey yüksekliktir (Hg = hse + hsb).

Dinamik emme yüksekliği (hde): Statik emme yüksekliği ile emme hattındaki yük kayıplarının (hke) toplamıdır (hde = hse + hke).

Dinamik basma yüksek- liği (hdb): Statik basma yüksekliği ile basma hattındaki yük kayıplarının (hkb) toplamıdır.

Emme hattındaki basıncın suyun buhar basıncının altına düşmesinin nedenleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

Atmosfer basıncının düşük olması,

Suyun sıcaklığının ve buna bağlı olarak buhar basıncının yüksek olması,

Statik emme yüksekliğinin fazla olması,

Emme borusundaki su hızının yüksek olması,

Emme borusundaki kayıpların büyük olması.

Suyun iletilmesinde kullanılan boruların seçiminde ve döşenmesinde; suyun özelliği, borunun döşeneceği toprağın durumu, iletim debisi, manometrik yükseklik, borunun tipi ve çapı ile aşınma ve korozyona dayanımı gibi faktörler göz önüne alınır. Sulama pompaj tesislerinde genellikle plastik, alüminyum, demir, çelik, çimento ve beton borular kullanılır.

Pozitif ya da hacimsel pompalarda akışkan, bir silindir ya da belirli bir hacimde tutularak basma hattına gönderilir. Akış kesiklidir ve verim yüksektir. Santrifüj pompalarda akışkanın tutulduğu belirli bir hücre ya da hacim yoktur ve akışkan emme ağzından girer ve basma ağzından çıkar. Akış süreklidir ve özellikle düşük debi ve yüksek basınçta verim düşüktür. Tarımsal sulamada yaygın olarak santrifüj pompalar (sulama makinaları) kullanılır.

Gövde ile çark arasında conta ya da sızdırmazlık bilezikleri bulunur. Sızdırmazlık bilezikleri çarktan çıkan suyun gövde ile çark arasından tekrar çarkın girişine geçmesini engeller.

Tarımsal ürünlerin sulanmasında gerekli olan suyun sağlanmasında pompaj tesislerinden yararlanılır. Su, pompaj tesisi yardımıyla kaynağından alınır ve bitkinin
yetiştirildiği tarlaya taşınır. Şekil 8.1’de bir pompaj tesisi ve pompaj tesisini oluşturan elemanlar gösterilmiştir. Bir sulama pompaj tesisinde 3 ana bölüm vardır.
Bunlar:
a. Pompa (Sulama Makinası)
b. Motor
c. Boru hatları ve diğer yardımcı parçalardır.

emme hattında negatif basınç (vakum) meydana getirerek atmosfer basıncının
etkisiyle suyun emme borusuna dolmasını sağlar ve suya kinetik enerji kazandırarak sürtünme kuvvetlerini ve su kaynağı ile tarla arasındaki yükseklik farkını
yenerek suyun iletimini gerçekleştirir.
Pompa için gerekli enerji, termik (dizel ve benzinli) ve elektrik motoru yanında traktör kuyruk milinden de sağlanabilir. Eğer motor ile pompanın devir sayıları farklı ise motor ile pompa arasında bir iletim düzeni (transmisyon düzeni)
bulunur. Motor ile pompanın dönme devir sayıları birbirlerine eşit ise birbirlerine
direkt bağlanır.

Sulama pompaj tesisinde, pompa ve motordan başka suyun iletilmesinde kullanılan yardımcı parçalar (donanımlar) vardır. Dirsekler, vanalar, T-parçaları,
boru kolları, borular, dip klapesi, süzgeç ve bağlantı parçaları pompaj tesisini
oluşturan yardımcı donanımlardır. Dirsekler suyun yön değiştirmesinde kullanılır. Vanalar suyun debisini ayarlar. T-parçaları ve boru kolları akışı bölerek suyun
yön değiştirmesini sağlar. Dip klapesi pompaya doğru olan tek yönlü su geçişine
izin verir ve suyun pompadan su kaynağına olan geri dönüş yolunu kapatarak
emme borusunun sürekli su ile dolu olmasını sağlar. Dip klapesinden önce bulunan süzgeç, emme borusuna girişinde suyu süzerek yabancı maddelerin boruya
girmesini engeller. Borular, dirsekler, vanalar ve diğer yardımcı parçalar birbirlerine flanş, rakor, manşon, redüksiyon, nipel gibi elemanlar yardımıyla bağlanır

Sulama pompaj tesisinde, pompa ve motordan başka suyun iletilmesinde kullanılan yardımcı parçalar (donanımlar) vardır. Dirsekler, vanalar, T-parçaları,
boru kolları, borular, dip klapesi, süzgeç ve bağlantı parçaları pompaj tesisini
oluşturan yardımcı donanımlardır. Dirsekler suyun yön değiştirmesinde kullanılır. Vanalar suyun debisini ayarlar. T-parçaları ve boru kolları akışı bölerek suyun
yön değiştirmesini sağlar. Dip klapesi pompaya doğru olan tek yönlü su geçişine
izin verir ve suyun pompadan su kaynağına olan geri dönüş yolunu kapatarak
emme borusunun sürekli su ile dolu olmasını sağlar. Dip klapesinden önce bulunan süzgeç, emme borusuna girişinde suyu süzerek yabancı maddelerin boruya
girmesini engeller. Borular, dirsekler, vanalar ve diğer yardımcı parçalar birbirlerine flanş, rakor, manşon, redüksiyon, nipel gibi elemanlar yardımıyla bağlanır

Statik emme yüksekliği (hse): Emme su düzeyi ile pompa ekseni arasındaki
düşey uzaklıktır.
Statik basma yüksekliği (hsb): Pompa ekseni ile suyun iletildiği en yüksek su
düzeyi arasındaki düşey yüksekliktir.
Geometrik yükseklik (Hg): Statik emme ve statik basma yüksekliklerinin toplamıdır. Bir başka ifadeyle emme su düzeyi ile suyun iletildiği en yüksek su düzeyi
arasındaki düşey yüksekliktir (Hg = hse + hsb).
Dinamik emme yüksekliği (hde): Statik emme yüksekliği ile emme hattındaki
yük kayıplarının (hke) toplamıdır (hde = hse + hke).
Dinamik basma yüksekliği (hdb): Statik basma yüksekliği ile basma hattındaki
yük kayıplarının (hkb) toplamıdır (hdb = hsb + hkb).

Statik emme yüksekliği (hse): Emme su düzeyi ile pompa ekseni arasındaki
düşey uzaklıktır.
Statik basma yüksekliği (hsb): Pompa ekseni ile suyun iletildiği en yüksek su
düzeyi arasındaki düşey yüksekliktir.
Geometrik yükseklik (Hg): Statik emme ve statik basma yüksekliklerinin toplamıdır. Bir başka ifadeyle emme su düzeyi ile suyun iletildiği en yüksek su düzeyi
arasındaki düşey yüksekliktir (Hg = hse + hsb).
Dinamik emme yüksekliği (hde): Statik emme yüksekliği ile emme hattındaki
yük kayıplarının (hke) toplamıdır (hde = hse + hke).
Dinamik basma yüksekliği (hdb): Statik basma yüksekliği ile basma hattındaki
yük kayıplarının (hkb) toplamıdır (hdb = hsb + hkb).

Kavitasyon
Sulama pompaj tesislerinde emme
hattındaki en büyük sorun kavitasyondur. Emme boru hattındaki
suyun herhangi bir noktasındaki
basınç değeri, suyun o andaki doymuş buhar basıncının altına düşerse hızlı buharlaşma başlar ve buhar
baloncukları ya da hava boşlukları
meydana gelir. Bu hava baloncukları yüksek basınç bölgesi olan pompa girişi ve çarka geldiğinde patlar
ve çok yüksek basınçlar elde edilir.
Bu olaya kavitasyon denir. Santrifüj
pompalarda kavitasyon, emme hattındaki basıncın çok fazla düşmesinden kaynaklanır. Emme hattındaki basıncın suyun buhar basıncının altına düşmesinin
nedenleri aşağıdaki gibi sıralanabilir (Keskin ve Güner 2002):

1. Atmosfer basıncının düşük olması,
2. Suyun sıcaklığının ve buna bağlı olarak buhar basıncının yüksek olması,
3. Statik emme yüksekliğinin fazla olması,
4. Emme borusundaki su hızının yüksek olması,
5. Emme borusundaki kayıpların büyük olması.

Santrifüj Pompaların Sınıflandırılması
Santrifüj pompalar çok farklı biçimlerde sınıflandırılır. En çok kullanılan sınıflandırma aşağıdaki gibi yapılabilir (Tezer, 1978):
1. Suyun pompa içindeki hareketine ve özgül hıza göre:
a. Radyal akışlı pompa: Su, pompaya aksiyal yönde girer ve radyal yönde
çarkı terk eder. Düşük debileri yüksek basınçla iletirler. Özgül hızları
nq=10-58 arasında değişir.
b. Aksiyal akışlı pompa: Su, pompaya aksiyal (eksenel) yönde girer, aksiyal
yönde çıkar. Büyük debileri düşük yüksekliklere iletirler. Özgül hızları
nq=100-500 aralığındadır.
c. Karışık akışlı pompa: Su pompaya aksiyal yönde girer, aksiyal ve radyal
doğrultular arasında çarktan çıkar. Orta basınç ve orta debi değeri verirler. Özgül hızları nq= 40-150 arasındadır.
2. Kademe sayısına göre:
a. Kademesiz pompalar,
b. Kademeli pompalar.
3. Çarkların yapım biçimine göre:
a. Açık çarklı pompalar,
b. Yarı açık çarklı pompalar,
c. Kapalı çarklı pompalar.
4. Suyun çarka girişine göre:
a. Tek girişli pompalar,
b. Çift girişli pompalar.

5. Gövde yapısına göre:
a. Salyangoz (Volüt) gövdeli pompalar,
b. Difizör gövdeli pompalar.
6. Suyu emme durumlarına göre:
a. Kendinden emişli pompalar,
b. Kendinden emişli olmayan pompalar.
7. Pompa milinin durumuna göre:
a. Yatay milli (eksenli) pompalar:
- Uçtan emmeli,
- Yandan emmeli,
- Alttan emmeli,
- Üstten emmeli.
b. Düşey milli (eksenli) pompalar:
- Kuru düşey milli,
- Yaş düşey milli,
c. Eğik milli (eksenli) pompalar.
8. Gövdenin ayrılma durumuna göre:
a. Yatay düzlemde ayrılan pompalar,
b. Düşey düzlemde ayrılan pompalar.

Santrifüj Pompa Parçaları
Santrifüj pompalarda sabit ve hareketli parçalar bulunmaktadır:
1. Hareketli parçalar:
a. Çark,
b. Çarka bağlı sızdırmazlık bileziği,
c. Pompa mili.
2. Sabit parçalar:
a. Emme ve basma ağızları,
b. Gövde,
c. Salmastra kutusu,
d. Gövdeye bağlı sızdırmazlık bileziği,
e. Pompa yatakları,
f. Çatı.

Çarklar
aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:
1. Suyun çarka girişine göre:
a. Tek girişli çarklar,
b. Çift girişli çarklar.
2. Çarkın biçimine ve kanatların şekline göre:
a. Radyal akışlı çarklar,
b. Karışık akışlı çarklar,
c. Aksiyal akışlı çarklar.
3. Çarkların mekanik tasarımına göre:
a. Açık çarklar,
b. Yarı açık çarklar,
c. Kapalı çarklar.

Hk : Boru hatlarında meydana gelen toplam sürtünme kaybı (m),
hk : Düz borularda meydana gelen sürtünme kaybı (m),
hf : Yardımcı boru parçalarında meydana gelen şekil kaybı (m),
λ : Düz borudaki sürtünme katsayısı (-),
L : Boru uzunluğu (m),
V : Akışkanın hızı (m/s),
D : Boru çapı(m),
k : Şekilli boru parçasına bağlı şekil katsayısıdır.

Akım yönünde boru iç sürtünmesinden dolayı boruda meydana gelen basınç ya da sürtünme kaybının (Hk), bir metre boru boyuna düşen kısmına hidrolik eğim ya da hidrolik gradyent denir ve (I = Hk/L) ile gösterilir. Hidrolik eğimin birimi yoktur. Yani boyutsuzdur. Boru ekseninin yatay ya da eğimli olması hidrolik eğimin değerini değiştirmez. Şekil kayıpları bazen eşdeğer boru boyu olarak da verilebilir. Bu durumda eşdeğer boru boyu düz boru uzunluğuna eklenir ve şekil kayıpları ayrıca hesaplanmaz. Eşdeğer boru boyu, göz önüne alınacak yardımcı boru parçasının meydana getireceği yük kaybına eşit yük ya da sürtünme kaybı meydana getiren düz boru uzunluğudur.

Sulama pompaj tesisine en uygun pompa seçiminin yapılmasında, bu teknik değerlendirmenin yanında; sabit ve işletme giderleri, kavitasyon koşulları, pompanın seri ya da paralel çalışma durumu, dönme yönü, yatay mı yoksa düşey milli mi olacağı, yaş ya da kuru mu çalıştırılacağı, zemin koşulları, deniz seviyesinden olan yükseklik, taşıma olanakları ve pompanın tahrik edileceği kuvvet kaynağı (dizel motor, benzinli motor, elektrik motoru, traktör kuyruk mili) göz önüne alınmalıdır.