Giriş ve çıkış açısı 45 derece olan düz ve konik kanatlı radyal pompa çarklarının deneysel incelenmesi

Abstract

Düz kanat, konik kanat, açık çark, kapalı çark, aralık kaybı, radyal pompa. Sirkülasyon pompalan pratikte en çok kullanılan pompalardır. Bu yüzden çok değişik tip ve modelde çarkların kullanımı söz konusudur. İstenilen basma yüksekliği ve ihtiyaç duyulan debi miktarına göre değişik modelde çarklar imal edilmektedir. Özellikle araç motorlarının soğutulmasında değişik sayıda kanata sahip farklı tipte çarklar kullanılmaktadır. Pompa çark tiplerinin ve kanat sayıların kullanım alanına göre tercihi çok önem arz etmektedir. Pompa tercihi yapılırken basma yüksekliği ve debinin önerninin yanı sıra devir sayısı, pompa mil gücü ve aralık kayıpları da çok büyük önem taşımaktadır. Radyal pompalarda uzun süredir hem açık hem de kapalı tip çarklar kullanılmaktadır. Çoğunlukla ise açık çark tipi tercih edilmektedir. Çünkü kapak tip çarklar tıkanmaya karşı açık tip çarklara göre çok daha fazla duyarlıdır. Tıkanmaya karşı duyarlılık, gerek su pompalanmasında gerekse karışımların pompalanmasında açık tip çarkların tercih edilmesinin önemli sebeplerinden birisidir. Bu çalışmada, taşıt motorlarında kullanılan soğutma suyu pompa çarkları ölçülerine yakın ölçülerde çarklar imal edilip teste tabii tutulmuşlardır. Hem kapak çarklar hem de düz ve konik kanatk olmak üzere açık çarklar üzerinde çakşmalar yapılmıştır. Tüm çark tipleri hem geriye dönük kanatk hem de ileriye dönük kanatk olmak üzere farklı şekilde imal edilmişlerdir. İleriye dönük kanatk çarklarda 2000 ve 2820 devir sayılarında, geriye dönük kanatlı çarklarda ise 3500 ve 4000 devir sayılarında ölçümler yapılmıştır. Öncelikli olarak aralık kayıpları ve etkileyen faktörler araştırılmış, çarkların aralık açıklıklarından hangi ölçülerde etkilendiği incelenmiş ve kteratürdeki verilerle kryaslanmışlardır. Radyal pompaların seçiminde önemli bir faktör olan çark kanat sayılarına ve kanat yüksekliklerine bağk olarak pompa performansları incelenmiştir. Bu bölümde 5, 7, ve 11 kanatlı çarklar üzerinde çakşmalar yapılmış ve kanat sayısının etkileri araştırılmıştır. Bununla birlikte düz kanatk (b2/bı=l) açık çarklar ile konik kanatk (bî/bı^O.6) açık çarklar üzerinde yapılan çalışmalarla kanat yüksekliklerinin pompa performansı üzerindeki etkileri araştırılmış ve kıyaslanmıştır. XIVDeğişik tipteki çarkların devir sayılan, kanat yükseklikleri ve aralık açıklıklarının basma yüksekliği, verim ve mil gücü gibi performans değerleri üzerindeki etkileri araştırılıp elde edilen değerler irdelenerek grafikler halinde verilmiştir. İleriye dönük konik kanatlı açık çarklarda kanat sayışırım basma yüksekliğini olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Dolayısıyla yüksek basma yüksekliği istenilen yerlerde kanat sayısı fazla olan çarklar tercih edilmelidir. Geriye dönük kanatlı açık çarkların aralık açıldığına karşı pek duyarlı olmadığı buna karşın ileriye dönük kanatlı açık çarkların ise aralık açıklığına karşı duyarlılığının daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Dolayısıyla geriye dönük açık kanatlı çarklar geniş aralık mesafesinde kullanıma daha uygundur.

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF CENTRIFUGAL PUMP WITH STRAIGHT AND CONICAL PUMP IMPELLERS WITH 45° OF INLET/EXIT BLADE ANGLES. Keywords : Straight blade, conical blade, open impeller, closed impeller, tip clearance losses, centrifugal pump. Circulation pumps are widely used pumps in the practice. Therefore many different types and models of impellers are used in the circulation pumps. Various models of impellers are manufactured according to the purpose of required "head produced" and "capacity". Especially, different types of impellers that have various numbers of blades are used in the cooling system of vehicle motors. The selection of the type of pump impeller and the determination of the number of blades of the impeller have a great importance in the cooling system of vehicle motors. Pump shaft power and tip clearance losses also have great importance as well as the importance of the preferred head and capacity of the pump. In the centrifugal pumps, both of the closed and open types of impellers are used for many years. Open types of impellers are usually preferred, because closed types of impellers are more sensitive for the choking with respect to open types of impellers. The sensitive for the choking is one of the main reasons of the preference of the open types of impellers for the pumping of water as well as mixtures. In this study, the impellers of cooling water pumps that are used in the vehicle motors are manufactured nearly at the real dimensions and then they are tested. The studies are performed both of the closed impellers and also straight blades and conical blades types of open impellers. All of the impeller types are manufactured separately to obtain both of the backward and forward types of blades. Measurements are made at the 2000 and 2820 number of the revolution for the forward blades and at the 3500 and 4000 number of the revolution for the backward blades. At first, tip clearance effects on the impellers tested are investigated and what the dimension of the effect of the clearance space is also examined and the results are compared with the data that are given in the literature. XVIPumps performances axe investigated according to number of vanes and vane height that are very important factors for the selections of radial pumps. At this section experimental studies are performed on the impellers that have 5, 7 and 11 blades and the effect of the number of blades is investigated. At the same time straight blade impellers (b2/bl=l) and conical blade impellers the effect of the blade height on the pump performance are examined and compared with the studies on the straight blades impellers. The number of revolution of various types of impellers, vane heights and clearances on the efficiency and shaft power and other similar performance values are investigated and obtained results are given in the graphical forms with the comparisons. It has been shown that number of vanes positively effect the head produced for the forward conical impellers, for this reason, impellers that have more number of vanes must be preferred if high head produced is required. It has been determined that baclcward blade impellers aren't sensitive for the tip clearances, on other hand, forward blade impellers have higher sensitivity for the tip clearances consequently, backward blade impellers are more suitable for using in the wide clearance dimension. Obtained experimental results are compared with the results in the literature. xvii