SavedAdd your journal

Journals / Tarım Makinaları Bilimi Dergisi / 2026 / Cilt: 19 Sayı: 1

Santrifüj Pompa Çarklarındaki Hidrolik Kuvvetler ve Yapılan Çalışmaların Değerlendirilmesi

Mehmet Kurt(Selçuk Üniversitesi)0000-0002-9566-6627
Kazım Çarman(SELÇUK ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-9860-7403
Pages
53–74
Publication Date
2023-04-30
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Bu durumda pompalarda oluşacak hidrolik kuvvetlerin azaltılması için yapılacak çalışmalarda yapısal değişikliğin etkili olduğu ancak hidrolik performans değerlerini de etkileyeceği unutulmamalı ve değişiklik yaparken tasarım parametreleri de ihmal edilmemelidir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Santrifüj pompalar, içerisinde döner bir mil üzerine yataklandırılmış, üzerinde belli sayıda kanatların bulunduğu bir çark ve bu sayede suya hareket enerjisi kazandıran, mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye çeviren makinelerdir.
📊
Key Findings & Data:Pompa tipini belirleyen en önemli unsur çarka suyun girişi ile çıkışı arasındaki açısal farklılıktır.
💡
Conclusion & Impact:Bu durumda pompalarda oluşacak hidrolik kuvvetlerin azaltılması için yapılacak çalışmalarda yapısal değişikliğin etkili olduğu ancak hidrolik performans değerlerini de etkileyeceği unutulmamalı ve değişiklik yaparken tasarım parametreleri de ihmal edilmemelidir.
🔬Design:Review & Systematic Survey
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Pompa · hidrolik kuvvetler · radyal kuvvet

Özet

Santrifüj pompalar, içerisinde döner bir mil üzerine yataklandırılmış, üzerinde belli sayıda kanatların bulunduğu bir çark ve bu sayede suya hareket enerjisi kazandıran, mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye çeviren makinelerdir. Çarkın bu hareketi sonucu istenen mesafeye istenen akışkanın transferi sağlanmaktadır. Akışkanın hareketi sonucunda akışın hızı, basıncı, gücü ve pompa tipi gibi bazı parametreler belirlenmektedir. Pompa tipini belirleyen en önemli unsur çarka suyun girişi ile çıkışı arasındaki açısal farklılıktır. Bu durumda pompalarda hidrolik akışın, akış biçimine göre hidrolik kuvvetlerin oluşmasına neden olmaktadır. Hidrolik kuvvet, pompalarda hidrolik akışkanın hareketinin zıt yönünde tepki kuvveti radyal ve eksenel kuvvetler olarak meydana gelmektedir. Radyal kuvvet, çark çevresindeki basınç dağılımını, eksenel kuvvet ise çark alt ve üst örtüsünün duvar boşluklarından geçen akış üzerindeki basınç dağılımları olarak pompa ve çark üzerinde oluşan kuvvetlerdir. Hidrolik kuvvetler, pompa mekanik ve hidrolik özelliklerini olumsuz yönde etkilemektedir. Pompa verimi düşerken, mekanik yapıda deformasyonlar meydana gelmektedir. Pompa enerji gereksiniminin artmasında etkili olan hidrolik kuvvetler titreşim ve gürültüye de neden olmaktadır. Bu derlemede pompalarda yaşanacak hidrolik kuvvetlerin olumsuz etkilerinin azaltılması yönünde yapılan çalışmalar incelenmiştir. Çalışmada, geleneksel derleme yöntemine bağlı kalınarak, santrifüj pompalarda meydana gelebilecek hidrolik kuvvetler ve kuvvetleri azaltmaya yönelik yapılan araştırmalar neticesindeki bulgular ortaya konulmuştur. Araştırma sonuçları incelendiğinde, genel olarak yapılacak uygulamaların pompa ve çarklarındaki yapısal değişiklik üzerine olacağı kanaatine varılmıştır. Yapısal değişikliklerin pompa hidrolik performans değerlerini değiştireceği bilinmektedir. Bu durumda pompalarda oluşacak hidrolik kuvvetlerin azaltılması için yapılacak çalışmalarda yapısal değişikliğin etkili olduğu ancak hidrolik performans değerlerini de etkileyeceği unutulmamalı ve değişiklik yaparken tasarım parametreleri de ihmal edilmemelidir.

🔖

Cite This Article

Kurt, M., Çarman, K. (2023). Santrifüj Pompa Çarklarındaki Hidrolik Kuvvetler ve Yapılan Çalışmaların Değerlendirilmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, Cilt: 19 Sayı: 1, 53–74. https://ajindex.com/articles/934189

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (42)

  1. Agostinelli, A., Nobles, D., ve Mockridge, C. R. (1960). An experimental investigation of radial thrust in centrifugal pumps.
  2. European Commision. (2001). Study on improving the energy efficiency of pumps, 42-43.
  3. Baun, D. O., ve Flack, R. D. (2003). Effects of volute design and number of impeller blades on lateral impeller forces and hydraulic performance. International Journal of Rotating Machinery, 9(2), 145-152. https://doi.org/10.1155/S1023621X03000137
  4. Baysal, K. (1979). Tam santrifüj pompalar: hesap, çizim ve konstrüksiyon özellikleri. İstanbul Teknik Üniversitesi.
  5. Biheller, H. J. (1965). Radial force on the impeller of centrifugal pumps with volute, semivolute, and fully concentric casings.
  6. Boehning, F., Timms, D. L., Amaral, F., Oliveira, L., Graefe, R., Hsu, P. L., Schmitz-Rode, T., ve Steinseifer, U. (2011). Evaluation of hydraulic radial forces on the impeller by the volute in a centrifugal rotary blood pump. Artificial Organs, 35(8), 818-825. https://doi.org/10.1111/j.1525-1594.2011.01312.x
  7. Cao, W. D., Dai, X., ve Hu, Q. X. (2015). Effect of impeller reflux balance holes on pressure and axial force of centrifugal pump. Journal of Central South University, 22(5), 1695-1706. https://doi.org/10.1007/s11771-015-2688-2
  8. Chalghoum, I., Elaoud, S., Kanfoudi, H., ve Akrout, M. (2018). The effects of the rotor-stator interaction on unsteady pressure pulsation and radial force in a centrifugal pump. Journal of Hydrodynamics, 30(4), 672-681. https://doi.org/10.1007/s42241-018-0073-y
  9. Çakır, E. (2013). Santrifüj Pompa Performansının ve Hidrolik Kuvvetlerinin Belirlenmesi (Yüksek Lisans tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
  10. Çalışır, S., ve Konak, M. (1997). Düşey milli derin kuyu pompasında eksenel açıklığın pompa karakteristiklerine etkisi. 17. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi, 779-789.
  11. Godbole, V., Patil, R., ve Gavade, S. S. (2012). Axial thrust in centrifugal pumps–experimental analysis. In 15th International Conference on Experimental Mechanics, Porto/Portugal (pp. 22-27).
  12. Guan, X. (2011). Modern pumps theory and design. China Astronaut. Beijing China, 35, 265-266.
  13. Guelich, J., Jud, W., ve Hughes, S. F. (1987). Review of parameters influencing hydraulic forces on centrifugal impellers. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Power and Process Engineering, 201(3), 163-174. https://doi.org/10.1243/PIME_PROC_1987_201_021_02
  14. Guo, S., ve Okamoto, H. (2003). An experimental study on the fluid forces induced by rotor-stator interaction in a centrifugal pump. International Journal of Rotating Machinery, 9(2), 135-144.https://doi.org/10.1155/S1023621X03000125
  15. Güleren, K. M., Gürlek, C., ve Pınarbaşı, A. (2004). Santrifüj Pompanın Kanatlı Ve Kanatsız Difüzöründeki Akışın Sayısal İncelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 10(3), 389-394.
  16. Gülich, J. F. (2020). Centrifugal pumps (Vol. 4). Berlin: Springer.
  17. Gülmez, E. (2006). Pompalarda yüzey pürüzlülüğünün ve kaçakların performans üzerindeki etkilerinin incelenmesi (Yüksek Lisans Tezi, Bursa Uludag Üniversitesi.
  18. Hao, Y., Tan, L., Liu, Y., Xu, Y., Zhang, J., ve Zhu, B. (2017). Energy performance and radial force of a mixed-flow pump with symmetrical and unsymmetrical tip clearances. Energies, 10(1), 57.https://doi.org/10.3390/en10010057
  19. Hergt, P., ve Krieger, P. (1969, September). Paper 10: radial forces in centrifugal pumps with guide vanes. In Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Conference Proceedings (Vol. 184, No. 14, pp. 101-107). Sage UK: London, England: SAGE Publications.https://doi.org/10.1243/PIME_CONF_1969_184_428_02
  20. Hou, X., Cheng, Y., Yang, Z., Liu, K., Zhang, X., ve Liu, D. (2021). Influence of clearance flow on dynamic hydraulic forces of pump-turbine during runaway transient process. Energies, 14(10), 2830. https://doi.org/10.3390/en14102830 Igor Karassik, J. (2001). Pump Handbook. 3th.
  21. Jia, X. Q., Zhu, Z. C., Yu, X. L., ve Zhang, Y. L. (2018). Internal unsteady flow characteristics of centrifugal pump based on entropy generation rate and vibration energy. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, 233(3), 456-473. https://doi.org/10.1177/0954408918765289
  22. Jin, F., Tao, R., ve Xiao, R. (2022). Study on Axial Clearance Size and Leakage of Canned Motor Pump under Axial Force Self-Balance State. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2160, No. 1, p. 012082). IOP Publishing.https://doi.org/10.1088/1742-6596/2160/1/012082
  23. Kang, C., ve Li, Y. (2015). The effect of twin volutes on the flow and radial hydraulic force production in a submersible centrifugal pump. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, 229(2), 221-237.https://doi.org/10.1177/0957650914562920
  24. Khalifa, A. E., Al-Qutub, A. M., ve Ben-Mansour, R. (2011). Study of pressure fluctuations and induced vibration at blade-passing frequencies of a double volute pump. Arabian Journal for Science and Engineering, 36(7), 1333-1345.https://doi.org/10.1007/s13369-011-0119-8
  25. Korczak, A., Martsynkovskyy, V., Peczkis, G., ve Zahorulko, A. (2012). Diagnosis of the phenomenon of flow as an inspiration to inventions in the domain of constructing hydraulic machines. Procedia Engineering, 39, 286-302.https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.035
  26. Nourbakhsh, A., Jaumotte, A., Hirsch, C., ve Parizi, H. B. (2008). Turbopumps and pumping systems. Springer Science & Business Media.
  27. Özgür, C. (1964). Su makinaları dersleri. İstanbul Teknik Üniversitesi: Teknik Okulu Yayınları.
  28. Sefacı, S., Babayiğit, O., ve Koçak, S. (2022). Deneysel Tasarım Yöntemleri ile Bir Santrifüj Pompa Çarkında Dengeleme Deliği Tasarım Optimizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11(2), 436-449. https://doi.org/10.17798/bitlisfen.1017804
  29. Shim, H. S., Afzal, A., Kim, K. Y., ve Jeong, H. S. (2016). Three-objective optimization of a centrifugal pump with double volute to minimize radial thrust at off-design conditions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, 230(6), 598-615.https://doi.org/10.1177/0957650916656544
  30. Shimura, T., Kawasaki, S., Uchiumi, M., Kimura, T., ve Matsui, J. (2012). Internal flow and axial thrust balancing of a rocket pump. Journal of fluids engineering, 134(4).https://doi.org/10.1115/1.4006470
  31. Sulzer (1989). Centrifugal Pump Handbook, Elsevier Applied Science, London.
  32. Tan, M., Guo, B., Liu, H., Wu, X., ve Wang, K. (2015). Investigation of radial force and hydraulic performance in a centrifugal pump with different guide vane outlet angle. Journal of Vibroengineering, 17(6), 3247-3260.
  33. Turan, M. (2017). Uçtan emişli santrifüj pompada eksenel yükü etkileyen parametrelerin had yöntemi ile incelenmesi (Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi).
  34. Türkmen, A. (2020). Radyal pompalarda eksenel yükün belirlenmesi ve dengelenmesi (Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi.
  35. Wang, C., Shi, W., ve Zhang, L. (2013). Calculation formula optimization and effect of ring clearance on axial force of multistage pump. Mathematical Problems in Engineering, 2013. https://doi.org/10.1155/2013/749375
  36. Weigang, L., Jinfeng, Z., ve Shouqi, Y. (2007). Now method to axial thrust self-balance for centrifugal pump impeller. China mechanical engineering, 18(17), 2037-2040.
  37. Wilk, A. (2009). Laboratory investigations and theoretical analysis of axial thrust problem in high rotational speed pumps. WSEAS Trans. Fluid Mech., 4(1), 1-13.
  38. Yalçın, K. (1998). Hacimsel ve Santrifuj Pompalar. Çağlayan Kitabevi, İstanbul.
  39. Yuan, Y., Yuan, S., ve Tang, L. (2019). Numerical investigation on the mechanism of double-volute balancing radial hydraulic force on the centrifugal pump. Processes, 7(10), 689.https://doi.org/10.3390/pr7100689
  40. Zhou, L., Shi, W., Li, W., ve Agarwal, R. (2013). Numerical and experimental study of axial force and hydraulic performance in a deep-well centrifugal pump with different impeller rear shroud radius. Journal of Fluids Engineering, 135(10).https://doi.org/10.1115/1.4024894
  41. Zhou, R., Yang, J., Liu, H. L., ve Dong, L. (2022). Effect of Volute Geometry on Radial Force Characteristics of Centrifugal Pump during Startup. Journal of Applied Fluid Mechanics, 15(1), 25-36. https://doi.org/10.47176/jafm.15.01.32828
  42. Zhu, D., Xiao, R., Yao, Z., Yang, W., ve Liu, W. (2020). Optimization design for reducing the axial force of a vaned mixed-flow pump. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 14(1), 882-896.https://doi.org/10.1080/19942060.2020.1749933