t-450 akiŞ ÖlÇme eĞİtİm setİ deney...

T-450 AKIŞ ÖLÇME EĞİTİM SETİ

DENEY FÖYLERİ

DENEYSAN EĞİTİM CİHAZLARI SANAYİ VE TİCARET LTD. ŞTİ.

Küçük Sanayi sitesi 12 Ekim Cad. 52.Sok. No:18A BALIKESİR

Tel:0266 2461075 Faks:0266 2460948 http://www.deneysan.com mail:

[email protected]

BALIKESİR-2016

http://www.deneysan.com/

mailto:[email protected]

2

İçindekiler

DENEY CİHAZININ ŞEMASI ............................................................................................... 3

CİHAZDA KULLANILAN MALZEMELER ....................................................................... 3

DENEYLER .............................................................................................................................. 4

DENEY NO: T-450-01 ......................................................................................................... 4

Türbin tipi akış ölçer ile akış ölçümü .............................................................................. 4

DENEY NO: T-450-02 .......................................................................................................... 6

Rotametre ile akış ölçümü ................................................................................................ 6

DENEY NO: T-450-03 ......................................................................................................... 8

Venturimetrede akış katsayısının hesaplanması ............................................................ 8

DENEY NO: T-450-04 ........................................................................................................ 12

Delikli levhanın (orifis plate) debi katsayısının belirlenmesi ...................................... 12

3

A) DENEY CİHAZININ ŞEMASI

B) CİHAZDA KULLANILAN MALZEMELER

S.NO MALZEMENİN ADI ADEDİ MARKASI VE ÖZELLİĞİ

1 Su tankı 1 300x300x300 mm,

2 Sirkülasyon pompası 1 Calpeda NCS3 20-40

3 Ventürimetre 1 Özel yapım 26/16 mm

4 Delikli levha (orifis plate) 1 Özel yapım 32/20 mm

5 Rotametre tipi debimetre 1 250-2500 L/h

6 Türbinmetre 1 Bass Insturaments

7 Kontrol vanası 1 PVC küresel tip

4

A) DENEY NO: T-450-01

B) DENEYİN ADI: Türbin tipi akış ölçer ile akış ölçümü

C) DENEYİN AMACI: Türbin tipi akış ölçerlerin (türbin metre) nasıl kullanıldığını, sinyal

kablo bağlantılarının gösterge cihazına nasıl bağlandığını kavramak.

D) KURAMSAL ESASLAR

Türbinmetre bazen pervaneli metre olarak adlandırılmakta olup bir boru hattına bağlanan

serbestçe dönen pervanedir. Tipik bir tasarımı Şekil-1’de görülmektedir. Rotor akış yönünde

doğrultucu sabit kanatlar bulunur ve devir sayısı rotor üzerindeki bir noktaya yerleştirilen

delik yardımıyla oluşan elektriksel veya manyetik sinyal yükseltileriyle (pulse) ölçülür.

Pervanenin dönme hızı akışkanın hızı ile yaklaşık doğru orantılıdır.

Türbinmetrelerin en önemli avantajı her bir sinyalin sayısal olarak çok küçük bir akışkan debi

artışına cevap verecek şekilde kolaylıkla ölçülebilmesidir. Sıvı tipi türbinmetreler iki kanatlı

olarak yapılırlar ve sinyallerin sabit sayısı her bir akış birimi için 5:1 akış kademesinde yüzde

±0,25 hassasiyetle ölçüm yaparlar. Gaz metreler ise gerekli momenti oluşturabilmek için çok

kanatlı yapılırlar ve hassasiyetleri yüzde ±1 değerindedir.

Şekil-1 Türbinmetre

Türbinmetreler son derece bireysel cihazlar olduklarından kalibre edilmek zorundadırlar. Bu

amaçla üretici firmalar belirli debi aralıkları için kalibrasyon eğrileri hazırlamışlardır. Ayrıca

sayısal göstergeli cihazların ayarları yardımıyla da debi-hız kalibrasyonları yapılabilmektedir.

5

Türbinmetreler aynı zamanda okyanus akıntıları ve rüzgar gibi serbest akış ölçümlerinde de

kullanılırlar.

SAYISAL GÖSTERGE CİHAZININ KALİBRASYONU

E) DENEYİN YAPILIŞI:

1. Cihazın su tankında su olup olmadığını kontrol edin.

2. Ana şalteri açıp pompayı çalıştırın.

3. Pompa kademesini 2. Konuma getirin.

4. Vanayı açarak 1000 L/h debiye ayarlayın. Rotametre ile karşılaştırın.



1 m3 /h=1000 l/h

Ölçüm

No

Debi (türbinmetre)

[L/h]

Debi (rotametre)

[L/h]

Fark

[L/h]

1 1000

2 1500

3 2000

6


B) DENEYİN ADI: Rotametre ile akış ölçümü

C) DENEYİN AMACI: Rotametrelerin nasıl okunduğunu ve tesisata nasıl bağlandığını

kavramak.

D) KURAMSAL ESASLAR

Muhtemelen çok yaygın akış debisi ölçer cihaz “rotametre” dir. Yukarı doğru konik olarak

genişleyen şamandıralı bir cam tüp olup Şekil-2’de gösterilmiştir. Şamandıranın yüksekliği

akış debisine bağlıdır ve böylelikle şamandıranın konumu doğrudan okunabilir.

Rotametreler hem gazlar hem de sıvılar için kullanılmasına rağmen sadece verilen bir akışkan

durumu için hassas olarak kalibre edildiğinden farklı akışkanlar ve basıncı-sıcaklığı verilen

sınırların dışına çıkan akışkanlar için kullanılamazlar.

Şekil-2 Rotametre

E) DENEYİN YAPILIŞI


2. Ana şalterini açıp pompayı çalıştırın.


4. Cihaz üzerindeki küresel vanayı tam açık konuma getirerek akışı en yüksek değere

ayarlayın.

5. Küresel vana yardımıyla akış debisini sırasıyla 2500, 2000, 1500 L/h debilere

ayarlayın.

6. Ölçülen hacimsel debi değerlerini aşağıdaki formül yardımıyla kg/s kütlesel debi

değerlerine çevirin.

7

3600

Vm

[kg/s]

Ölçüm no Hacimsel debi [L/h] Kütlesel debi

1 2500

2 2000

3 1500

8


B) DENEYİN ADI: Venturimetrede akış katsayısının hesaplanması

C) DENEYİN AMACI: Venturimetre tipi akış ölçerlerde akış katsayısının (CD),

hesaplanması deneysel olarak nasıl yapıldığını kavramak.

D) KURAMSAL ESASLAR

Akışkan debisinin ölçümünde yaygın bir yöntem venturi tüpü veya orifis plate gibi akışkan

kısıtlayarak akış hattı girişindeki ve boğazdaki basınç farkı ölçülür. Bu basınç farkı akış

debisini hesaplamakta kullanılır.

Venturi girişindeki ve boğazındaki basınç farklarını Şekil 3’deki gibi basınç göstergeleri veya

diferansiyel manometre yardımıyla okumak gerekir.

Şekil 3 Venturimetre

Orifismetre, venturimetre ile aynı prensiple çalışır ve venturi tüpü yerine sıvı akışını

kısıtlamak için delikli bir levha kullanır. Bunun avantajı deliğin çapının çabuk ve kolayca

değiştirilebilmesidir, fakat dezavantajı venturi tüpüne göre basınç kayıplarının fazla olmasıdır.

Her iki cihazın teorisi benzerdir ve Bernoulli eşitliği ve süreklilik denkleminin uygulanmasını

gerektirir. Yataydaki akış durumunun ideal olduğunu farz ederek;

9

21

22

2121

22

21

222

211

2

)(2

),(22

ughu

yüksekliğüfarkıBASINÇhg

PP

g

uu

hheşşitliğBernoullig

u

g

P

g

u

g

P

p

p

Süreklilikten;

2

1

2

p2

.

2211

.

2

1

2

p2

p

2

1

222

2

1

222p

22

1

221

2211

A

A1

gh2AV

;zyazabilirişunuolduğundanAuAuV

;Debi

A

A1

gh2u

gh2A

A1u

A

Augh2u

;konursaYerine

A

Auu

AuAu

Bu ideal debidir. Gerçek debiyi bulmak için bu değere debi katsayısı eklemek gerekir,

böylelikle debi şu şekilde hesaplanabilir;

2

1

2

p2d

.

A

A1

gh2A.CV

(1)

Yine pitot tüpünde olduğu gibi hp akışkan akışındaki metre cinsinden basınç yüksekliğidir.

Bu şekilde;

g.

PPh 21p

ve diferansiyel manometre kullanılıyorsa;

10

P1-P2 = g hi

1

; hh i

p

1

(1) eşitliği hem venturimetrelere ve hem de orifismetrelere uygulanır. Venturimetrede debi

katsayısı akış debisine bağlı olarak artar ve 0,8 ilâ 0,98 değişir. Orifismetrede ise onun en

yüksek artış noktası düşük debide 0,94 olur ve akış debisi arttıkça 0,6’ya kadar düşer. Bu

yüksek hızlarda orifismetredeki basınç kayıplarının daha yüksek olduğunu gösterir(özellikle

yüksek hızlarda).

(1) eşitliğini pratik bir duruma uygulayabilmek için bundan dolayı bir iterasyon (yaklaşım)

prosedürü ile Cd hesaplanmalı, (1)’de debiyi bulmak için kullanılmalıdır. Sonra yeni Cd değeri

için kalibrasyon eğrisi kullanılmalıdır. Bu prosedür .

V ’nın başarılı sonuçlarına ulaşıncaya

kadar istenen hassasiyet derecesi çok fazla değiştirilmeden tekrarlanır.





4. Kontrol vanası ile akış debisini önce 1500 L/h değerine ayarlayıp fark basınç değerini

tabloya kaydedin.

5. Sonra sırasıyla 2000, 2500 L/h değerlerine ayarlayıp fark basınç değerlerini tabloya

kaydedin.

6. Aşağıdaki formülde değerleri yerine yazarak CD değerini hesaplayın.

1

2

2

1

2

A

A

ghA

VC

p

D

formülde A2=3,14x10-4

1

21A

A yerine

609375,0100384,8

1014,31

4

4

x

x

2g yerine 2x9,81=19,62 konursa (1) formülü aşağıdaki şekilde sadeleşir:

11

609375,0

62,191014,3 4 p

Dxh

x

VC

Not: 100 Pa = 1 mbar

Ölçüm

no

Debi

[L/h]

Debi

[m3/s]

P1- P2

[bar]

hp

[m] CD

1 1500 4,1666x10-4

2 2000 5,5555x10-4

3 2500 6,9444x10-4

Toplam

Ortalama CD/3

12


B) DENEYİN ADI: Delikli levhanın (orifis plate) debi katsayısının belirlenmesi

C) DENEYİN AMACI: Delikli levha (orifis plate) tipi akış ölçerlerde akış katsayısının (CD),

hesaplanması deneysel olarak nasıl yapıldığını kavramak.

D) KURAMSAL ESASLAR

Akışkan debisinin ölçümünde yaygın bir yöntem delikli levha (orifis plate) gibi akışkan

kısıtlayarak akış hattı girişindeki ve boğazdaki basınç farkı ölçülür. Bu basınç farkı akış

debisini hesaplamakta kullanılır.

Delikli levha (orifis plate) girişindeki ve boğazındaki basınç farklarını Şekil 4’deki gibi basınç

göstergeleri veya diferansiyel manometre yardımıyla okumak gerekir.

Şekil 4 Delikli levha (orifis plate)

Orifismetre, venturimetre ile aynı prensiple çalışır ve venturi tüpü yerine sıvı akışını

kısıtlamak için delikli bir levha kullanır.

Her iki cihazın teorisi benzerdir;

2

1

2

p2d

.

A

A1

gh2A.CV

(1)

Yine pitot tüpünde olduğu gibi hp akışkan akışındaki metre cinsinden basınç yüksekliğidir.

13

Bu şekilde;

g.

PPh 21p

ve diferansiyel manometre kullanılıyorsa;

P1-P2 = g hi

1

; hh i

p

1

(1) eşitliği hem venturimetrelere ve hem de orifismetrelere uygulanır. Venturimetrede debi

katsayısı akış debisine bağlı olarak artar ve 0,8 ilâ 0,98 değişir. Orifismetrede ise onun en

yüksek artış noktası düşük debide 0,94 olur ve akış debisi arttıkça 0,6’ya kadar düşer. Bu

yüksek hızlarda orifismetredeki basınç kayıplarının daha yüksek olduğunu gösterir(özellikle

yüksek hızlarda).

(2) eşitliğini pratik bir duruma uygulayabilmek için bundan dolayı bir iterasyon (yaklaşım)

prosedürü ile Cd hesaplanmalı, (1)’de debiyi bulmak için kullanılmalıdır. Sonra yeni Cd değeri

için kalibrasyon eğrisi kullanılmalıdır. Bu prosedür .

V ’nın başarılı sonuçlarına ulaşıncaya

kadar istenen hassasiyet derecesi çok fazla değiştirilmeden tekrarlanır.

14

Örnek-1

Delik çapı 75 mm olan orifismetre 150 mm çapındaki bir boru hattına tesis edilmiştir. Su

aktığında orifismetreye bağlanan bir diferansiyel cıvalı manometrede 160 mm yükseklik farkı

okunmaktadır. Debi katsayısı 0,8 alınması halinde akış debisini hesaplayınız.

Çözüm:

sLV

smV

konulursayerine

A

A

ghACV

;akkullanilaresitligi..

oldugunuA

AAyni

mh

sumkg

(civa)mkg

durumdaBu

hh

ghPPveg

PPh

pD

p

i

ip

ip

/23

)/(

4

11

016,2.81,9.2

4

075,0..8,0

;

1

2.

210

)2

1(

4

1

016,2160,0).16,13(

)(/10

/10.6,13

;

1

1

.

3

2

2.

2

1

2

2

.

121

2

33

33

2121





4. Kontrol vanası ile akış debisini önce 1500 L/h değerine ayarlayıp fark basınç değerini

tabloya kaydedin.

5. Sonra sırasıyla 2000, 2500 L/h değerlerine ayarlayıp fark basınç değerlerini tabloya

kaydedin.

6. Aşağıdaki formülde değerleri yerine yazarak CD değerini hesaplayın.

15

1

2

2

1

2

A

A

ghA

VC

p

D

formülde A2=3,14x10-4

1

21A

A yerine

609375,0100384,8

1014,31

4

4

x

x

2g yerine 2x9,81=19,62 konursa (1) formülü aşağıdaki şekilde sadeleşir:

609375,0

62,191014,3 4 p

Dxh

x

VC

Not: 100 Pa = 1 mbar

Ölçüm

no

Debi

[L/h]

Debi

[m3/s]

P1-P2

[Pa]

hp

[m]

CD

1 1500 4,1666x10-4

2 2000 5,5555x10-4

3 2500 6,9444x10-4

Toplam

Ortalama CD/3

t-450 akiŞ ÖlÇme eĞİtİm setİ deney...

Documents