33-99 No. Mufu E Cd. Gulou Bölgesi, Nanjing, Çin [email protected] | [email protected]
33-99 No. Mufu E Cd. Gulou Bölgesi, Nanjing, Çin [email protected] | [email protected]
Endüstriyel hidrolik sistemlerde pompa, genellikle sistemin akışkanını barındıran rezervuarın üzerine monte edilir. Emme hattı (aynı zamanda giriş hattı olarak da adlandırılır), pompanın girişini rezervuardaki yağa bağlar.
Akışkanın rezervuardan pompaya akışı, ayrı bir hidrolik sistem olarak düşünülebilir. Bu alt sistemde pompa tarafından oluşturulan atmosfer basıncının altındaki basınç, akışa karşı direnç oluşturur ve akışkanı harekete geçiren enerji, atmosfer basıncından sağlanır. Atmosfer, rezervuardaki yağ yüzeyine etki ederek bir akümülatör gibi çalışır.
Şekil 5-1 Standart pompa montajı — pompa üstte, emme hattı yağ seviyesinin altında. Yağ yüzeyine etki eden atmosfer basıncı, yağı pompanın içine doğru yukarı iter.
Genellikle havayı ağırlığı olmayan bir şey olarak düşünürüz; ancak Dünya’yı çevreleyen hava atmosferi aslında basınç uygular. Barometrenin mucidi Torricelli, atmosferik basıncın cıva sütunu kullanılarak ölçülebileceğini göstermiştir. Cıva ile dolu bir tüpü cıva dolu bir kavanozun içine ters çevirerek, deniz seviyesinde atmosferik basıncın destekleyebildiği cıva sütununun 29,92 inç (760 mm) yüksekliğinde olduğunu tespit etmiştir. Dolayısıyla standart koşullar altında deniz seviyesindeki atmosferik basınç, 29,92 inç (760 mm) yüksekliğindeki bir cıva sütununa eşdeğerdir (veya ona karşılık gelir). Elbette, deniz seviyesinin üzerindeki herhangi bir konumda atmosferik basınç daha düşük olacaktır.
Hidrolik basınç genellikle psi veya bar birimleriyle ifade edilir; ancak atmosferik basınç genellikle in.Hg (civa inchesi) veya mmHg birimleriyle ölçülür. 68°F (20°C) sıcaklık ve %36 bağıl nem koşullarında deniz seviyesindeki atmosferik basınç = 29,92 in.Hg veya 760 mmHg’ye eşdeğerdir; bu değer 14,7 psia veya 1,01 bara karşılık gelir. Önemli bir nokta: bar birimi, atmosferik basıncı tanımlamak için kullanılmaz; bunun yerine standart atmosferik basınç 101.000 N/m²’dir.
In.Hg ve psi birimleri arasında dönüşüm yaparken şunu unutmayın: 1 psia = 2,04 in.Hg ve 1 bar ≈ 752 mmHg’ye eşittir. Dolayısıyla yaklaşık olarak: 1 psia ≈ 2 in.Hg ya da 1 bar ≈ 750 mmHg.
Bir hidrolik sistemdeki basıncı ölçmek için hem mutlak basınç hem de gösterge basıncı kullanılabilir.
Mutlak basınç, sıfır basınç noktası — yani tamamen basınçsızlık durumu — üzerinden ölçülür. Birimi psi (bar) veya in.Hg (mmHg) olabilir. Mutlak basınç, birim ismine "a" eki eklenerek belirtilir: psia (mutlak psi), bara.
Gösterge basıncı, atmosferik basınç referans noktasından ölçülür. Birimi psi (bar)’dır. Mutlak basınç, gösterge basıncı ile standart atmosferik basıncın toplamına eşittir. Örnek: Bir sistem 100 psig (6,9 bar göstergesi) değerini gösteriyorsa ve standart atmosferik basınç 14,7 psia (1 bar) ise, mutlak basınç 114,7 psia (7,9 bar mutlak) olur. Bu iki basıncı birbirinden ayırt etmek için gösterge basıncı 'psig', mutlak basınç ise 'psia' olarak yazılır.
Pompa çalışmıyorken sistemin giriş tarafı dengededir — pompa ile atmosfer arasındaki basınç farkı sıfırdır; bu nedenle akış yoktur. Pompanın dönen parçalarına yağ sağlayabilmesi için çalışan pompa, atmosfer basıncının altındaki bir basınç oluşturur — sistem dengesiz hâle gelir — ve akış başlar.
Atmosferik basıncın sıvı üzerinde uyguladığı basınç iki amaçla kullanılır:
Akışkanı pompaya hızlandırmak için çoğunlukla atmosferik basınç kullanılır; ancak önce yapılması gereken ilk iş, pompanın girişine akışkan sağlamaktır. Bu aşamada çok fazla atmosferik basınç harcanırsa, dönen montaja akışkanı hızlandırmak için yeterli basınç kalmaz. Bu durum pompanın beslenememesine (yetersiz besleme) neden olur ve bu da kavitasyon olarak bilinen olaya yol açar.
Kavitasyon, bir sıvı içinde buhar boşluklarının oluşması ve çökmesidir. Pompayı iki şekilde zararlandırır:
Pompanın emme tarafında, sıvı içinde buhar boşlukları oluşur. Bu durum yağlama etkinliğini azaltır ve aşınmayı hızlandırır. Bu boşluklar pompanın çıkışındaki yüksek basınç bölgesine ulaştığında, boşluk duvarları sıkıştırılır ve şiddetle çöker; bu da metal yüzeyleri "taş oymaya benzer şekilde" parçalayan devasa bir enerji açığa çıkarır — tıpkı bir heykeltıraşın taşa çekiç ve oyma aracıyla işlem yapması gibi. Kavitasyona izin verilmesi halinde pompanın ömrü kısalır ve kavitasyon artıkları sistemin diğer kısımlarına taşınarak diğer bileşenlere zarar verebilir.
Şekil 5-5 Pompa muhafazasının iç yüzeyindeki kavitasyon hasarı. Mikroskopik çukurlanma deseni, metal yüzeyde tekrarlayan buhar boşluklarının patlaması sonucu oluşur.
Kavitasyonun en belirgin işareti gürültüdür — boşluklar çöktüğünde, tüm sisteme yayılan yüksek genlikli titreşimler oluştururlar ve hidrolik pompa yüksek frekanslı, keskin bir ses çıkarır. Kavitasyon oluştuğunda pompa odaları sıvıyla tam olarak dolu olmadığından debi azalır ve sistem basıncı kararsız hâle gelir.
Kavitasyon, bir sıvı içinde sıvının kaynaması nedeniyle oluşur — ancak bu kaynama ısıdan kaynaklanmaz. Bunun yerine, sıvının yeterince düşük mutlak basınca ulaşması nedeniyle gerçekleşir.
Bir sıvıdaki tüm moleküller sürekli hareket halindedir; ancak hepsi aynı hızda hareket etmez. Yüzeye yakın, daha hızlı hareket eden moleküller, çevredeki moleküllerin çekim kuvvetine rağmen üzerlerindeki boşluğa kaçmaya çalışır. Hızlı hareket eden moleküllerin atmosfere geçebilmeleri için aşmaları gereken kuvvet, sıvının buhar basıncıdır.
Sıvı kabı kapalıysa, hızlı hareket eden moleküller sıvının üzerindeki boşluğa girer. Bu boşluk buhar doygunluğuna ulaştığında moleküller çarpışır ve sıvıya geri döner. Sıvıdan ayrılan moleküllere buharlaşma, sıvıya geri dönen moleküllere ise yoğunlaşma denir. Buharlaşma ve yoğunlaşma hızları eşit olduğunda denge sağlanır ve buhar tarafından oluşturulan basınç, o sıvının buhar basıncıdır. Buhar basıncı genellikle mutlak basınç birimleriyle ifade edilir; in.Hg.
Buhar basıncı sıcaklıkla etkilenir. Sıcaklık yükseldikçe sıvı molekülleri daha fazla enerji kazanır ve daha hızlı hareket eder. Buhar basıncı artar. Buhar basıncı atmosferik basıncına eşit olduğunda sıvı molekülleri serbestçe atmosfere geçebilir — buna kaynama denir. Deniz seviyesinde su 212°F (100°C)’de kaynar çünkü bu sıcaklıkta suyun buhar basıncı atmosferik basıncına eşittir.
Bir sıvı, üzerindeki basıncı düşürerek de kaynatılabilir. Azaltılmış basınç, sıvının buhar basıncına eşit olduğunda sıvı molekülleri serbestçe sıvının üzerindeki boşluğa geçebilir. 100°F (37,2°C) sıcaklıktaki suyun buhar basıncı 2 in.Hg (0,068 bar)’dır. 100°F sıcaklığındaki bir su kabı bir vakum pompasına bağlandığında ve iç mutlak basınç 2 in.Hg (0,068 bar)’a düştüğünde su kaynar. Sıvı ile çalışan pompalar genellikle bu tür kaynamayı yaşar.
Deniz seviyesindeki hidrolik yağ, yaklaşık %10 oranında çözünmüş hava içerir. Bu hava sıvı içinde çözünmüş olarak bulunur — görünmezdir ve sıvının hacmini belirgin şekilde artırmaz. Hidrolik yağın veya herhangi bir sıvının havayı çözme yeteneği, sıvı üzerine etki eden basınç azaldıkça düşer. Örneğin, atmosferik basınç altında bulunan bir bardak hidrolik yağ vakum ortamına yerleştirilirse, çözünmüş hava kabarcıklara dönüşür ve çözeltiden dışarı çıkar. Kavitasyon sırasında çözünmüş hava yağdan ayrılır ve hidrolik pompayı hasara uğratır.
Kapalı hava (tutulmuş hava), sıvı içinde çözünmemiş durumda bulunan havadır — kabarcıklar halindedir. Eğer bir pompa ara sıra kapalı hava içeren yağı emerse, bu hava kabarcıkları pompa üzerinde kavitasyona benzer etkiler yaratır. Ancak bu olay sıvının buhar basıncıyla ilişkili olmadığından, buna sahte kavitasyon (pseudokavitasyon) denir.
Emme hattında sızıntılar veya pompa mil contasında arıza oluşursa, sistemde neredeyse her zaman hava kabarcıkları bulunur. Pompanın giriş tarafındaki basınç genellikle atmosfer basıncının altında olduğundan, buradaki herhangi bir açıklık havanın yağ içine ve pompanın içine çekilmesine neden olur. Depoda dışarı atılamayan herhangi bir hava kabarcığı da pompanın içine girer.
Kavitasyon, hem pompayı hem de sistemi oldukça zararlı etkiler. Bu nedenle pompa üreticileri ürünlerinin giriş tarafı için sınırlar belirtir. Pozitif-deplasmanlı endüstriyel hidrolik pompaların üreticileri genellikle pompanın girişindeki basıncın atmosfer basıncının altında olmasını şart koşarlar; böylece akışkan pompanın dönen parçalarına enjekte edilebilir. Ancak bu basınç sınırı genellikle mutlak basınç birimleriyle değil, vakum cinsinden verilir.
Vakum, atmosferik basıncın altındaki herhangi bir basınçtır. Vakum kavramı kafa karıştırıcıdır çünkü başlangıç noktası, göstergeli basınçla (atmosferik basınçla) aynıdır; ancak değerler in.Hg (mmHg) birimlerinde aşağı doğru sayılır.
0 in (0 mm) vakum = atmosferik basınç ya da sıfır göstergeli basınç. 29,92 in.Hg (760 mmHg) vakum = tam vakum ya da sıfır mutlak basınç.
Şekilde gösterildiği gibi, atmosferik basınçta bir kapla cam bir boru ile bağlantılı cıva havuzunda: kap içindeki basınç, havuz üzerine etki eden atmosferik basınca eşit olduğundan cıva cam boruda yükselmez. Sıfır cıva sütunu yüksekliği, kabın vakumda olmadığını gösterir.
Konteyner, iç basıncı 10 in.Hg (254 mmHg) düşene kadar boşaltılırsa, oluk yüzeyine etki eden atmosferik basınç daha sonra 10 in. (254 mm) cıva sütununu destekleyebilir — ölçülen vakum 10 in.Hg (254 mmHg)’dir. Eğer konteyner tam vakuma (sıfır mutlak basınç) kadar boşaltılırsa, atmosferik basınç 29,92 in. (760 mm) cıva sütununu destekleyebilir — ölçülen vakum 29,92 in.Hg (760 mm)’dir.
0 in. (0 mm) cıva vakumu = atmosferik basınç = sıfır göstergeli basınç. 29,92 in.Hg (760 mm) vakumu = tam vakum = sıfır mutlak basınç.
Şekil 5-9 Cıvalı manometre ile vakum ölçümü. Üsten alta doğru üç durum: atmosferik (0 vakum), kısmi vakum (10 in.Hg) ve tam vakum (29,92 in.Hg = 0 psia).
Bir vakum ölçer, 0 ile 30 in.Hg (0–760 mmHg) aralığında kalibre edilmiştir ve her bölme 1 in.Hg’ye karşılık gelir. Deniz seviyesinde bir vakum ölçer okumasını mutlak basınca dönüştürmek için, vakum okumasını (in.Hg cinsinden) 30 in.Hg’den (760 mmHg) çıkartmanız yeterlidir. Örneğin, 7 in.Hg (177 mmHg) vakum okuması, 23 in.Hg (583 mmHg) mutlak basınca eşdeğerdir.
Pompa üreticileri, giriş gereksinimleri için vakum birimlerini kullanır çünkü bu, deniz seviyesiyle ilişkilidir — pompa, deniz seviyesinin üzerindeki yüksekliklerde kullanıldığında, o yükseklikteki daha düşük atmosferik basınç dikkate alınmalıdır.
Örnek: Bir üretici, maksimum giriş vakumunun 7 in.Hg (177 mmHg) değerini aşmaması gerektiğini belirtiyorsa, bu durum üreticinin pompanın girişinde akışkanı dönen montaja hızlandırmak amacıyla en az 23 in.Hg (583 mmHg) mutlak basınç (ya da atmosferik basınç) olmasını istediğini gösterir. Pompanın girişindeki mutlak basınç 23 in.Hg (583 mmHg) değerinin altına düşerse pompa zarar görebilir; ancak bu durum üreticinin vakum derecelendirmesi için izin verdiği tasarım faktörüne bağlıdır. Yayınlanan tüm pompa giriş özellikleri, nominal devir sayısında ve petrol yağı kullanıldığında geçerlidir. Pompa farklı bir devirde çalışıyorsa veya farklı bir akışkan kullanılıyorsa bu özelliklerin ayarlanması gerekir.
Pompanın maksimum izin verilen vakumu, hangi akışkanın pompalandığına bağlıdır. Giriş tarafındaki teknik gereksinimler, petrol yağına ait özgül ağırlık ve buhar basıncı değerleri dikkate alınarak hesaplanır. Yangına dayanıklı hidrolik akışkanlar kullanılırsa, özgül ağırlık ve buhar basıncındaki değişiklikler maksimum izin verilen giriş vakumunu etkiler.
Özgül ağırlık, bir sıvının ağırlığının başka bir sıvının ağırlığına oranıdır. Daha kesin bir ifadeyle, sabit bir hacimdeki sıvının ağırlığının, aynı hacimdeki suyun ağırlığına oranıdır. 60°F (15,6°C) sıcaklıkta 1 ft³ su, 62,4 lb (28,3 kg) ağırlığındadır. Yağın ağırlığını suyun ağırlığına bölerek, yağın suyun ağırlığının %90’ı kadar ağırlıkta olduğunu, yani ağırlık oranı 1 (su) ile 0,90 (petrol yağı) arasında olduğunu görürüz — dolayısıyla petrol yağı için özgül ağırlık (SG) değeri 0,90’dır.
Pompa giriş tarafı gereksinimleri, özgül ağırlığı (SG) 0,87–0,90 olan petrol yağı için hesaplanmıştır. Fosfat ester yangın dayanımlı akışkanlarda SG %30 oranında artarak yaklaşık 1,15 değerine ulaşır. Su bazlı hidrolik akışkanların özgül ağırlığı, HFB emülsiyonu için 0,93’ten su-glikol için 1,08’e kadar değişir. Bu daha yoğun akışkanları pompanın içine hızla çekmek için pompa girişinde daha yüksek basınç gerekir. Bu nedenle izin verilen maksimum vakum biraz azaltılmalıdır.
Petrol yağı ve fosfat ester yangın dayanımlı akışkanlar, normal hidrolik çalışma sıcaklıklarında çok düşük buhar basıncına sahiptir; ancak su bazlı hidrolik akışkanlar buna göre farklılık gösterir. Su bazlı akışkanlar yüksek oranda su içerir. Hem HFB emülsiyonunun hem de su-glikolün buhar basıncı birkaç inç cıva seviyesine ulaşabilirken, petrol yağı ve sentetik akışkanların buhar basıncı yalnızca bir inç civarının kesirli bir miktarıdır. Dolayısıyla su bazlı akışkanlar buharlaşmaya ve kavitasyona daha yatkındır.
Su bazlı akışkanların kavitasyona uğramasını önlemek için pompa üreticileri, çalışma akışkanını pompanın içine hızlandırmak amacıyla pompa girişinde yeterli basınç gerektirir. Bu gereksinim, maksimum izin verilen vakum değerinin azaltılmasıyla sağlanabilir.
Şekil 5-13 Buhar basıncı karşılaştırması. Su bazlı akışkanlar, aynı sıcaklıkta mineral yağa kıyasla çok daha yüksek buhar basıncına sahiptir; bu nedenle giriş vakumu çok yüksekse kavitasyona daha yatkındır.
Bakım personeli, makineye olan aşinalıkları sayesinde arızanın ilk belirtilerini fark edebildikleri için pompanın kavitasyona uğramaya başlamasını veya hava çekmesini erken tespit etme olasılığı en yüksektir.
Hidrolik pompanın kavitasyonuna uğramasının veya hava emmesinin en belirgin işareti, yüksek frekanslı bir sestir; ancak bu iki durum arasında ince farklar vardır: kavitasyona uğrayan bir pompa, sabit bir yüksek frekanslı ses üretir — bu ses, benzer boyuttaki kabarcıkların çökmesi nedeniyle oluşabilir. Hava emen bir pompa ise sesini büyük ölçüde değiştirir: küçük miktarda hava girdiğinde gürültü, tıkırtı şeklinde veya yatak arızasına benzer bir ses çıkarır; büyük miktarda hava girdiğinde ise garip bir çekiçleme veya çıtırtı sesi oluşur.
Kavitasyon ile hava emmesini ayırt etmenin daha güvenilir bir yöntemi, pompa girişindeki mutlak basıncı belirlemek için bir vakum ölçer kullanmaktır. Vakum okumasını atmosferik basınçtan çıkarın; eğer elde edilen mutlak basınç değeri yetersizse kavitasyon oluşuyor olabilir.
Yeni hidrolik sistemler için: pompa kavitasyona uğruyorsa, bunun nedeni emme hattının kötü tasarlanmış olması veya yağın viskozitesinin çok yüksek olması olabilir. Doğru viskoziteye sahip yağ kullanmak ya da hattaki basınç kaybını azaltmak amacıyla emme hattı çapını artırmak, kavitasyonu iyileştirmeye yardımcı olur. Doğru şekilde tasarlanmış mevcut bir sistem için: pompa kavitasyona uğruyorsa, bunun nedeni emme hattının çamur, kağıt veya küçük hayvanlar tarafından tıkanmış olması; giriş filtresinin by-pass olmadan çok kirli olması; ya da by-passın yeterince açılması olabilir.
Hidrolik pompalar için 'doldurulma', pompa mekanizmasının sıvı ile doldurulması anlamına gelir. Doldurulmamış bir pompa içinde hava veya 'hava kilidi' bulunur. Pompa çalıştırılmadan önce bu hava, emme hattı ve pompa boşluğundan temizlenmelidir. Bu adım atlanırsa, doldurulmadan başlatılan hidrolik pompa, birkaç dakika içinde yağlamasız kalmasından dolayı kalıcı hasara neden olabilir.
Çıkış ucu, yön kontrol valfi aracılığıyla doğrudan rezervuara bağlanan bir pompa, genellikle çalıştırma sırasında rezervuardaki artan gazı kolayca dışarı atabilir. Eğer pompa iç havasını emniyet valfinden dışarı atmak zorundaysa, bu işlem mümkün olmayabilir — çünkü tipik bir endüstriyel hidrolik pompa, oldukça kötü bir hava kompresörüdür.
Hazır olmamış bir pompadan kalan havayı dışarı atmak için, pompanın çıkışındaki boru bağlantısını gevşetin; pompayı yavaşça döndürün, bağlantıdan yağ fışkırmaya başladığında pompanın hazır hale geldiği anlaşılır, ardından bağlantıyı sıkın. Kalan hava, emniyet valfinin yükünü kaldırarak da dışarı atılabilir.
Hidrolik pompalar, genellikle yeni bir sistem başlatıldığında veya mevcut bir sistemin emme tarafında bakım yapıldığında yalnızca bu durumlarda hazırlanmaları gerekir.
Pompa giriş koşullarıyla çalışırken aşağıdaki terimler ve formüller kullanılır:
Pompa girişinin rezervuar seviyesinin altında olduğu durum. Dolu emme ile sıvı başlığı (yerçekimi) pompanın içine sıvıyı itmek için ek enerji sağlar.
Bir sıvı sütununun tabanındaki basınç. Pompa girişinin sıvı seviyesinin altında olması durumunda, başlık basıncı pompa için ek bir enerji kaynağı sağlar. Başlık basıncı formülleri:
Başlık basıncı (in.Hg) = Yükseklik (in) × 0,036 × Özgül Ağırlık ÷ 0,491
Başlık basıncı (mmHg) = Yükseklik (mm) × 0,0288 × Özgül Ağırlık
Belirli bir referans noktasının altındaki eşdeğer sütun yüksekliği, uzunluk birimleriyle ifade edilir. Kaldırma basıncı formülü (in.Hg cinsinden):
Kaldırma basıncı (in.Hg) = Yükseklik (in) × 0,036 × Özgül Ağırlık ÷ 0,491
Kaldırma basıncı (mmHg) = Yükseklik (mm) × 0,0288 × Özgül Ağırlık
Bir hidrolik pompasının kendisi ile atmosfer arasında bir basınç farkı yaratmak için gerçekleştirdiği eylem.
Pompa girişindeki sıvının mutlak basıncı.
HOVOO'ya hoş geldiniz, bir Çin mühür fabrikası. PU, Gumus ve PTFE mühürlerinin üretimi. Mühürler O-ring, piston mühürü, çubuk mühürü, Gray ring ve gaz mühürü içerir.
EN
AR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
LV
SR
SK
VI
HU
MT
TH
TR
FA
MS
GA
CY
IS
KA
UR
LA
TA
MY
