Transcript 4.Bölüm - Harran Üniversitesi

AKIŞ ÖLÇÜMLERİ
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
1
Akış ölçümleri neden gereklidir?



Akış hız ve debisinin ölçülmesi bir çok
biyolojik, meteorolojik olayların incelenmesi,
endüstrinin çeşitli işlemlerinde ve
laboratuarlardaki çeşitli deneylerin
gerçekleştirilmesinde için çok önemlidir.
İklimlendirme sistemlerinde akış/hız kontrolu
yapılmaktadır.
Su, doğalgaz, LPG, Benzin gibi ürünleri
ölçümünde debi ölçümü yapılmaktadır.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
2
Kütlesel ve Hacimsel debi

Akışkanlar mekaniğinin temel prensiplerinden biri olan kütlenin
korunumu prensibine göre sürekli rejimde sisteme giren çıkan kütle
.
m(
M
M
)giris  ( )cikis  sabit
Dt
Dt
yazılabilir. Burada m (kg/s) kütlesel debiyi, M(kg) akışkan kütlesini, Dt
(s) zaman dilimini gösterir. Birim alandan birim zamanda geçen kütle
ise kütlesel akı (kg/m2s) şeklinde tanımlanır.

Süreklilik denkleminde M yerine rV yazılırsa
.
V

V
Dx
  dA   vdA
Dt
Dt
Burada v (m3/s) hacimsel debiyi, v(m/s) herhangi bir noktadaki
akışkan hızıdır. Birçok incelemede ortalama hız kullanılır.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
3
Kütlesel debi ölçme düzeni


Belirli bir zaman aralığında akan
akışkanın kütlesinin tartılarak
tespiti en basit ve en hassas
yöntemdir.
Atmosferik şartlarda
buharlaşmayan sıvılar için
oldukça kolay bir yöntem
olmasına rağmen
buharlaşabilen sıvı ve gazlar
için bu yöntemi kullanırken özel
önlem alınmalıdır.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
Kütlesel debi ölçme düzeni
4
Hacimsel debi ölçme düzeni



Belirli bir zaman aralığında akan
akışkan, hacmi belirlenebilen bir
kapta toplanarak veya hacmi
belirli bir kaptan, belirli zaman
aralığında bu akışkanın
kullanılması ile hacimsel debi
bulunur.
Hacimsel debi ölçümü, kütlesel
debi dışında pratikte kullanılan
diğer bir yöntemdir.
Cihazların kalibrasyonunda en
güvenilir yöntem tartmadır.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
Hacimsel debi ölçme düzeni
5
Kapalı Kanallarda debi ölçme
Kapalı kanal akışlarında kullanılan pek çok akış
ölçer vardır. Bu cihazlar genellikle
"pozitif yerdeğiştirmeli hız ve kütle ölçerler"
"diferansiyel basınç ölçerler"
olarak sınıflandırılabilirler.
 Pozitif yerdeğiştirmeli ölçerlerde ise temel prensip,
yerdeğiştiren akışkan hacmini ölçmektir. Ölçerin
toplam devir sayısı, geçen toplam hacmin
ölçülmesini sağlar.
 Diferansiyel basınç ölçerlerde cihaz üzerinde iki
farklı kesitte basınç farkı ölçülerek hidrodinamik
teori yardımıyla debi hesaplanır.

Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
6
Pozitif yer değiştirme yöntemleri
1.
2.
3.
Döner diskli akış ölçer
Paletli akış ölçer
Loplu akış ölçer
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
7
Paletli akış ölçer
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
8
Loplu akış ölçer
Pedal.avi
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
9
Döner diskli akış ölçer
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
10
Türbinli tip debi ve hız ölçerler
Türbinli tip debi ölçerler sıvı ve
gazlarda kullanılabilir. Yatay ve düşey
borulara monte edilebilirler. Bu
cihazlar ile hacimsel debi veya
ortalama hız ölçümü yapılır.
Türbinli tip debi veya hız ölçerlerde;
akışkanın debisi veya akışkanın
ortalama hızı, türbinin saniyedeki
dönme sayısı ile doğru orantılıdır. Bu
devir sayısı uygun mekanizmalar
(mekanik veya elektriksel) ile sayısal
ölçümlere çevirilir.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
11
Kapalı Kanallarda debi ölçme yöntemi
Kapalı kanallarda kesit daralması
oluşturularak, akışta meydana gelen basınç
farkının ölçülmesi ile akışkanın debisi
ölçülür. Pratikte bu prensiple çalışan,
 Venturi
 Orifis
 Lüle
En fazla bu yöntemler kullanılır.

Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
12
Kapalı Kanallarda debi ölçme yöntemi
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
13
Kesit daralması ile debi ölçümü
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
14
Kesit daralması ile debi ölçümü
Kesit daralması olan kesitin
Hızı, basınç farkı bulunarak
hesaplanır.Elde edilen hız,
Süreklilik denkleminde yerine
Konularak debi bulunur.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
15
Venturimetre
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
16
Lüle=Nozul
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
17
Orifis
Orifis plakası bir hatta iki flanş arasına monte edildiğinde akışkanın giriş
yeri yüksek basınçta çıkış yeri ise daha düşük basınçtadir. Bu basınç
farkı içinden geçen akışkanın oranıyla değişecektir.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
18
Orifis
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
19
Orifis montajı
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
20
Rotametreler
Rotametreler, pratikte çok kullanılırlar.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
21
Mafsallı kanal ile debi ölçümü
Sabitleştirilmiş kanat ve kanada bağlanmış ibre ile debi ölçülür. Kanat hareketi
İbreye iletilir ve debi belirlenir.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
22
Merkez kaç etki ile debi ölçümü


Eğrisel bir kanal içinde akan akışkanlarda,
merkezkaç kuvvetin etkisi ile kanalın içkısmı
ile dış kısmı arasında farklı hız nedeniyle bir
basınç farkı oluşur. Ölçülen basınç farkı
yardımıyla kanal içindeki debi tespit edilir.
Lüle, diyafram ve venturimetre gibi
cihazların montajının zor olduğu ve sıvı
akışkanlarda tercih edilir.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
23
Vorteks üreten debi ölçer
Akışı bozan köşeli cisim, akışta avortex oluşturur. Oluşan vortexin
Frekansı akış hızı veya debisi ile doğru orantılıdır.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
24
Manyetik akış ölçer
Manyetik alanda akan elektriksel bir akışkan gözönüne alınsın. Faraday kanununa
manyetik alanda hareketli bir iletken üzerinde elektriksel gerilim oluşur. Oluşan
gerilim akışkan hızı ile orantılıdır.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
25
Montajda dikkat edilmesi gerekenler
Akışın tam gelişmiş ve üniform olabilmesi için, manyetik
debimetreden önce kullanılan boru çapının en az 5 katı,
debimetreden sonra da kullanılan boru çapının en az 2
katı mesafe gerekmektedir
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
26
Sıkıştırılabilir akışkanların debi
ölçümünde dikkat edilecek hususlar
Hassas olarak sıcaklık ve basınç ölçülmelidir.
 Ticari gaz debi ölçme cihazları, Standart ve normal
debi ölçümleri için kullanılmalıdır. Bu durum dışında
ölçülen değerlere düzeltme yapılır.
Standart hacimsel debi (Sm3/s)
1 atm (1.0332bar) basınç ve 15C sıcaklık
Normal hacimsel debi (Nm3/s)
1 atm (1.0332bar) basınç ve 0C sıcaklık

Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
27
Haznesi ısıtılmış termometre
ile hız ölçümü
Haznesi ısıtılmış termometre ile ısıtılmamış termometre arasındaki sıcaklık farkı ve
Termometreye verilen ısı gücü yardımı ile akışkan hızı ölçülür. Akışkan hızı artıkça
Küre ile akışkan arasındaki sıcaklık farkı azalır.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
28
KATA termometresi


Kata termometresi genellikle
iklimlendirme tesisatlarında düşük
hava hızlarının bulunmasında
kullanılır.
Ölçme prensibi termometrenin t
zaman sabiti tespitine dayanır.
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
29
Pitot tüpü
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
30
Pitot tüpü
Harran Üniversitesi Makina
Mühendisliği Bölümü
Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA
31