Türkçe metni rahat izleyebilmeniz için, "browser" ınızın "document encoding" ini "Turkish" olarak değiştirdiniz mi ? ...

Hidrolik Profilin Hesabı İle İlgili Bir Örnek...
Bölüm - C...

Prepared by Prof.Dr.Hikmet Toprak and last served on April 1 st 2000...
All rights reserved...   ©   1994 - 2006...

Ön Çökeltme Havuzu Çıkış Yapısı Hidrolik Hesabı...

Savak Üzerinde Oluşacak Su Yüksekliği...

- Tasarım debisi : 1,800 m 3 / saat = 0.50 m 3 / sn.
- Tip : Yan büzülmeli, keskin kenarlı dikdörtgen savak.
- Savak uzunluğu : 2.00 m.
- Savak katsayısı : 0.60. Literatürde dikdörtgen savakların katsayılarının hesaplanması ile ilgili çok farklı ve çok sayıda amprik eşitlikler verilmektedir. Bunlardan birisi aşağıda verilmiştir.



En tipik değer olarak ve emniyetli tarafta kalınarak 0.60 değeri kabul edilmiştir.
- Ön çökeltme havuzu çıkış savağının görünümü ve fiziksel özellikleri.



- Savak üzerinde oluşan su yüksekliği.

Savak Çıkışının, Çıkış Rögarının, Rögar Çıkış Borusunun Hidrolik Özellikleri ve Kotları...

Kabuller...

- Atıksu arıtma tesisinin bulunduğu arazi tamamen düz olup kotu + 99.00'dır.
- Ön çökeltme havuzu taban kotu + 97.00'dir.
- Ön çökeltme havuzunda istenen su derinliği 3.00 m'dir.
- Ön çökeltme havuzunda öngörülen hava payı 0.80 m'dir.
- Çıkış rögarından dağıtım yapısına gidecek borunun tabanı çıkış rögarına basmaktadır.
- Çıkış rögarı genişliği 1.25 m'dir.
- Çıkış rögarından dağıtım yapısına gidecek boruda minimum debide oluşacak en düşük akım hızı 0.50 m / sn'dir.
- Çıkış rögarından dağıtım yapısına gidecek borular dağıtım yapısının fiziksel özellikleri açısından belirli bir eğim ile döşenecek ve üniteler hidrolik açıdan birleşik kaplar esasına göre çalışacaktır.

Çıkış Rögarından Dağıtım Yapısına Gidecek Borunun Çapı...

Bu boruların çaplarının hesaplanmasında minimum atıksu debisinde en az 0.50 m / sn'lik akım hızı öngörülecektir. Minimum debi için yapılan boru çapı hesabı aşağıda sunulmuştur ;



0.80 m'lik boru çapında maksimum debide oluşacak akım hızı aşağıdaki gibidir ;

Ön Çökeltme Havuzu Çıkış Yapısı...

Atıksuyun ön çökeltme havuzundaki çıkış savaklarından " serbest naplı ( batık olmayan ) " olarak savaklanmasına olanak tanımak amacı ile, en az savak üzerinde oluşan su yüksekliği kadar bir serbest düşü sağlanmaktadır. Bu örnekte bu sağlanmış ve emniyetli tarafta kalınarak savağın kendi yüksekliği de hesaba katılmıştır. Ön çökeltme havuzundaki su kotu + 100.00 olduğundan ve savak üzerinde maksimum debide oluşan su yüksekliği 0.21 m olduğundan savak kret kotu + 99.79 olmak zorundadır. Savağın kendi yüksekliği dikkate alınarak, emniyetli tarafta kalmak açısından çıkış rögarında oluşması öngörülen su kotu + 99.00'dır. Ön çökeltme havuzu çıkış yapısının tüm özellikleri aşağıdaki şekilde verilmiştir.

Ön Çökeltme Havuzu - Dağıtım Yapısı Arasında Oluşan Sürekli ve Yersel Yük Kayıpları...

Sürekli Yük Kayıpları...

Basınçlı akıma sahip borularda ; borunun çapına, içerisinde oluşan akım hızına, boru tipine ve özelliklerine bağlı olarak sürekli yük kayıpları oluşur. Sürekli yük kayıplarının hesaplanmasında uygulanan yöntem aşağıdaki gibidir ;

( 1 ) Öncelikle enerji çizgisinin eğimi aşağıdaki denklem ile hesaplanır ve sonra enerji çizgisinin eğimi borunun uzunluğu ile çarpılır ;



Burada LAMBDA " Moody " diyagramından bulunması gereken pürüzlülük katsayısıdır. Tasarımcı aşağıda verilen " Moody " diyagramını kullanarak bu değeri saptayabilir. Bunun için yapılması gereken işlemler aşağıda sıralanmıştır :



Bir diğer " Moody " diyagramı ( İngilizce ).



( a ) " Reynolds " sayısı hesaplanır ( sayfadaki ilgili linki bulunuz veya aşağıda verilen denklemi kullanınız ). * Yatay eksen *.



Burada ; V : borudaki ortalama akım hızı ( m / sn ), D : boru iç çapı ( m ) ve NU : kinematik viskozite ( m 2 / sn, su sıcaklığına bağlı olarak değişir ). Kinematik viskozitenin 1 atm basınç altında olmak üzere değişik su sıcaklıkları için aldığı değerler aşağıda verilmiştir.



( b ) Kullanılacak borunun iç cidar pürüzlülük yüksekliği imalatçı firmaların kataloglarından bulunur ve bu değer boru iç çapına bölünerek nispi pürüzlülük hesaplanır. Nispi pürüzlülük = ( Pürüzlülük yüksekliği ) / ( Boru iç çapı )'dır. * Sağ dikey eksen *. Pürüzlülük yüksekliği ; çelik borularda 0.02 mm - 0.05 mm, font borularda ise 0.30 mm - 3.00 mm arasında değişir.
( c ) Yatay eksenden " Reynolds " sayısı bulunur ve grafikten yukarı çıkılır. ( b )'de bulduğunuz ilgili nispi pürüzlülük eğrisi ile çakıştırılıp soldaki dikey eksenden LAMBDA ( pürüzlülük katsayısı ) okunur. Genel amaçlar için LAMBDA ( pürüzlülük katsayısı ) değeri size 0.02 değerini kullanma olanağı verecek ve emniyetli tarafta kalmanıza olanak tanıyacaktır. Aşağıda pratik bir genel uygulamanın şekli sunulmuştur.



Sürekli yük kaybı, maksimum debide hız daha fazla olduğundan maksimum debide oluşan hız, V MAKSİMUM = 1.00 m / sn'ye değeri kullanılarak, aşağıdaki gibi hesaplanmıştır. Boru uzunluğu olarak en fazla uzunluğa sahip olan L2 = 45.00 m'lik hat dikkate alınmıştır.

Yersel Yük Kayıpları...

Yersel yük kayıplarına bakıldığında üç tip kayıp söz konusudur ;

- Ani daralma ( atıksuyun çıkış rögarından çıkıp borusu içerisine girişi )
- Hat üzerinde bulunan 45 O 'lik dirsekte oluşan yön değişimi
- Dağıtma ünitesine girişte oluşan ani genişleme

Ani daralma :

Ani daralma için üç tip giriş şekli vardır ; ( a ) kenarları düz olan, ( b ) kenarları yuvarlatılmış olan ve ( c ) ucu dışarıya doğru çıkık olan. Bunların şekilleri ve kayıp katsayıları aşağıdaki şekillerde sırası ile verilmiştir.


Ön çökeltme havuzu çıkış rögarı - çıkış borusu bağlantısı ( a ) şıkkında belirtildiği gibi keskin kenarlı olarak düzenlenecektir. Görüleceği üzere kayıp katsayısı k ANİ DARALMA = 0.50'dir.

Diğer tip ani daralmaların şekilleri ve kayıp katsayıları aşağıdaki şekilde verilmiştir.



45 O 'lik dirsek :

Hat üzerinde bulunan 45 O 'lik dirsek için yersel yük kaybı katsayısı aşağıdaki tablodan saptanabilir. Dirsek tipi uzun yarı çaplı dirsektir. Yersel yük kaybı katsayısı k 45 O DİRSEK = 0.30'dur.

Açı 15 22.5 30 45 60 90
Yersel yük kaybı katsayısı 0.06 0.10 0.16 0.30 0.65 1.25
L 1.2 D 1.7 D

Ani genişleme :

Ön çökeltme havuzu çıkış rögarından ayrılan boru dağıtım yapısına bağlanmaktadır. Burada bir ani genişleme söz konusudur. Ani genişleme için en tipik üç çıkış söz konusudur. Bunların özellikleri ve yersel yük kaybı katsayıları aşağıdaki şekilde verilmiştir.



Dağıtım yapısına giriş keskin kenarlı olup yersel yük kaybı katsayısı k ANİ GENİŞLEME = 1.00'dır.

Herhangi bir elemanda yersel yük kayıbını veren denklem aşağıdaki gibidir ;

h YERSEL YÜK KAYBI = ( k YERSEL YÜK KAYBI ) [ ( V 2 ) / ( 2 x g ) ]

Ön çökeltme havuzu çıkış rögarı ile dağıtım yapısı girişi arasında oluşacak toplam yersel yük kayıpları aşağıdaki gibi hesaplanabilir ;

h TOPLAM YERSEL YÜK KAYBI = ( 0.50 + 0.30 + 1.00 ) [ ( 1.00 2 ) ] / ( 2 x 9.81 ) = 0.09 m

Toplam Yük Kaybı...

Sürekli yük kaybı, h SÜREKLİ YÜK KAYBI = 0.06 m ; toplam yersel yük kaybı ise, h TOPLAM YERSEL YÜK KAYBI = 0.09 m olarak hesaplanmıştır. Bu durumda en uzun hatta sahip ( L2 = 45.00 m ) boruların her birinda oluşan toplam yük kaybı 0.06 + 0.09 = 0.15 m'dir. Sonuç olarak;

( a ) Ön çökeltme havuzu çıkış rögarında oluşan su kotu + 99.00'dır.

( b ) Dağıtım yapısına giren en uzun boruların herbirinde oluşan toplam yük kaybı 0.15 m'dir.

( c ) Dağıtım yapısı çıkış su kotunu belirleyecek iki unsur vardır ;
* Kısa hatta oluşan toplam yük kaybı
* İki uzun hatta oluşan ve birbirlerine eşit olan toplam yük kayıpları

Uzun hatlarda oluşan toplam yük kaybı kısa hatta oluşan toplam yük kaybından daha büyük olduğundan, dağıtım yapısında maksimum debide oluşacak su kotu + 99.00 ( ön çökeltme havuzlarının çıkış rögarlarındaki su kotu ) - 0.15 - dağıtım yapısının kendi içerisinde oluşacak toplam yük kaybı kadar olacaktır.