Borular ve Boru Boyutlandırması

Boru boyutlandırması buhar sistemi tasarımının kritik bir unsurudur. Bu eğitim, çeşitli doymuş ve aşırı ısınmış buhar görevleri için standartlar, çizelgeler, malzemeler ve boyutlandırma konularında ayrıntılı tavsiyeler sunmaktadır.

Uluslararası boru standartları nelerdir?

Dünyada bir dizi boru standardı mevcuttur, ancak tartışmasız en küresel olanlar Amerikan Petrol Enstitüsü (API) tarafından türetilenlerdir; burada borular çizelge numaralarına göre kategorize edilir. Bu çizelge numaraları, boru tesisatının basınç derecesiyle bir ilişki taşır. En düşük olan 5’ten başlayarak 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140’tan çizelge No. 160’a kadar on bir Çizelge bulunmaktadır. 150 mm ve daha küçük nominal boyutlu borular için, buhar uygulamaları için belirtilebilecek en hafif Çizelge 40’tır (bazen ‘standart ağırlık’ olarak adlandırılır). Çizelge numarasına bakılmaksızın, belirli bir boyuttaki boruların tamamı aynı dış çapa sahiptir (üretim toleransları hariç). Çizelge numarası arttıkça, duvar kalınlığı artar ve gerçek çap azalır. Örneğin:

• 100 mm Çizelge 40 borusunun dış çapı 114,30 mm, duvar kalınlığı 6,02 mm olup bu da 102,26 mm’lik bir çap verir.
• 100 mm Çizelge 80 borusunun dış çapı 114,30 mm, duvar kalınlığı 8,56 mm olup bu da 97,18 mm’lik bir çap verir. Yalnızca Çizelge 40 ve 80, 15 mm’den 600 mm’ye kadar nominal boyutların tam aralığını kapsar ve buhar boru tesisatları için en yaygın olarak kullanılan çizelgedir. Bu Modül, BS 1600’de kapsanan Çizelge 40 boru tesisatını ele almaktadır.

Çizelge numaraları tabloları, nominal boru boyutu ve milimetre cinsinden duvar kalınlığı için referans olarak kullanılan BS 1600’den elde edilebilir. Tablo 10.2.1, farklı çizelge numaraları için farklı boyutlardaki boruların gerçek çap boyutlarını karşılaştırmaktadır.

Avrupa anakarasında, borular DIN standartlarına göre üretilmektedir ve DIN 2448 borusu Tablo 10.2.1’de yer almaktadır.

Tablo 10.2.1 Boru standartları ve gerçek çap çaplarının karşılaştırması.

Birleşik Krallık’ta, EN 10255’e uygun boru tesisatı (BS 21 dişlere uygun çelik tüpler ve borular), boruların flanşlanmak yerine dişlendiği uygulamalarda da kullanılır. Bunlar yaygın olarak ‘Mavi Bant’ ve ‘Kırmızı Bant’ olarak adlandırılır; bu, bantlı tanımlama işaretlerinden kaynaklanmaktadır. Farklı renkler, belirli boru derecelerini ifade eder:

• Kırmızı Bant, ağır dereceli olup, buhar boru uygulamaları için yaygın olarak kullanılır.
• Mavi Bant, orta dereceli olup, hava dağıtım sistemleri için yaygın olarak kullanılır, ancak bazen düşük basınçlı buhar sistemleri için de kullanılır. Renkli bantlar 50 mm genişliğindedir ve boru üzerindeki konumları uzunluğunu gösterir. 4 metreden kısa borular yalnızca bir ucunda renkli banda sahipken, 4 ila 7 metre uzunluğundaki boruların her iki ucunda renkli bant bulunur.

Buhar sistemleri için tipik boru malzemesi nedir?

Buhar sistemleri için borular genellikle karbon çeliğinden ASME B 16.9 A106 standardına göre üretilir. Aynı malzeme kondens hatları için de kullanılabilir, ancak bazı endüstrilerde bakır boru tercih edilir. Yüksek sıcaklıklı aşırı ısınmış buhar ana hatları için, yüksek sıcaklıklarda çekme mukavemetini ve sürünme direncini artırmak için krom ve molibden gibi ek alaşım elementleri dahil edilir. Tipik olarak, borular 6 metrelik boylarda temin edilir.

Boru hattı boyutlandırması

Boru hattı boyutlandırmasının önemi

Herhangi bir akışkan dağıtım sisteminin amacı, akışkanı doğru basınçta kullanım noktasına tedarik etmektir. Bu nedenle, dağıtım sistemi boyunca basınç düşüşünün önemli bir özellik olduğu ortaya çıkar.

Sıvılar için boru hattı boyutlandırması

Bernoulli Teoremi (Daniel Bernoulli 1700 - 1782) Blok 4 - Akış Ölçümü’nde tartışılmaktadır. D’Arcy (D’Arcy Thompson 1860 - 1948), akışkan akışının gerçekleşmesi için Nokta 1’de Nokta 2’den daha fazla enerji olması gerektiğini eklemiştir (Şekil 10.2.3’e bakınız). Enerji farkı, boru ile akan akışkan arasındaki sürtünme direncini yenmek için kullanılır.

Bernoulli, akan bir akışkanın toplam enerjisindeki değişiklikleri, ya bir yük kaybı hf (m) ya da spesifik enerji kaybı g hf (J/kg) cinsinden ifade edilen enerji dissipationuyla ilişkilendirir. Bu, belirli koşullarda meydana gelecek basınç kayıplarını tahmin edemeden çok yararlı değildir.

Burada, akan bir akışkan içindeki en önemli enerji dissipation mekanizmalarından biri tanıtılmaktadır; yani, sabit bir akışkan akışı taşıyan düzgün bir borunun duvarındaki sürtünmeden kaynaklanan toplam mekanik enerji kaybı. Dairesel bir boru akan akışkanın toplam enerjisindeki kayıp aşağıdakilere bağlı olmalıdır: L = Borunun uzunluğu (m) D = Boru çapı (m) u = Akışkan akışının ortalama hızı (m/s) μ = Akışkanın dinamik viskozitesi (kg/m s = Pa s) italic-p - body text.jpg= Akışkan yoğunluğu (kg/m³) kS = Boru duvarının pürüzlülüğü* (m)

• Enerji dissipationu boru duvarındaki kayma gerilmesiyle ilişkili olduğundan, duvar yüzeyinin doğası etkili olacaktır; çünkü düzgün bir yüzey akışkanla pürüzlü bir yüzdenin etkileşiminden farklı bir şekilde etkileşime girecektir. Tüm bu değişkenler, D’Arcy-Weisbach denklemi (genellikle D’Arcy denklemi olarak adlandırılır) ile bir araya getirilir ve Denklem 10.2.1 olarak gösterilir. Bu denklem ayrıca, sürtünme faktörü olarak adlandırılan boyutsuz bir terim tanıtır; bu, mutlak boru pürüzlülüğünü akışkanın yoğunluğu, hızı ve viskozitesi ile boru çapına bağlar. Akışkan yoğunluğu, hızı ve viskozitesi ile boru çapını ilişkilendiren terime Reynolds sayısı denir; akan akışkanlardaki enerji kayıplarına yönelik bu teknik yaklaşıma öncülük eden Osborne Reynolds (1842-1912, Owens College, Manchester, Birleşik Krallık) anısına adlandırılmıştır, yaklaşık 1883 yılında. D’Arcy denklemi (Denklem 10.2.1): Dünyanın bazı bölgelerindeki okuyucular, D’Arcy denklemini Denklem 10.2.2’de gösterildiği gibi biraz farklı bir biçimde tanıyabilirler. Denklem 10.2.2, Denklem 10.2.1’e benzer ancak 4 sabitini içermez.

Farkın nedeni, kullanılan sürtünme faktörünün türüdür. D’Arcy denkleminin doğru versiyonunun seçilen sürtünme faktörüyle birlikte kullanılması zorunludur. Yanlış denklemi yanlış sürtünme faktörüyle eşleştirmek %400’lük bir hataya yol açacaktır ve bu nedenle denklem ve sürtünme faktörünün doğru kombinasyonunun kullanılması önemlidir. Birçok ders kitabı hangi sürtünme faktörlerinin tanımlandığını basitçe belirtmez ve bazen alıntı yapılan büyüklüklere dayanarak bir değerlendirme yapılması gerekir.

Denklem 10.2.2, geleneksel olarak İmparatorluk birimleriyle çalışanlar tarafından kullanılmaya eğilimlidir ve metrik boru boyutları belirtilmiş olsa bile, hala Amerika Birleşik Devletleri ve Pasifik kıyısı bölgelerindeki uygulayıcılar tarafından kullanılmaya devam eder. Denklem 10.2.1, geleneksel olarak SI birimleriyle çalışanlar tarafından kullanılmaya eğilimlidir ve Avrupalı uygulayıcılar tarafından daha çok kullanılır. Aynı Reynolds sayısı ve bağıl pürüzlülük için, ‘İmparatorluk bazlı sürtünme faktörü’, ‘SI bazlı sürtünme faktörü’nün tam dört katı büyük olacaktır. Sürtünme faktörleri, bir Moody diyagramından belirlenebilir veya türbülanslı akışlar için Denklem 10.2.3’ten, Colebrook - White formülünün bir gelişimi olan bir denklemden hesaplanabilir.

Ancak, Denklem 10.2.3’ün kullanımı zordur çünkü sürtünme faktörü denklemin her iki tarafında da yer alır ve bu nedenle manuel hesaplamaların Moody diyagramı kullanılarak yapılması muhtemeldir.

SI tarzı bir Moody diyagramında, sürtünme faktörü ölçeği tipik olarak 0,002 ila 0,02 arasında değişebilirken, İmparatorluk tarzı bir Moody diyagramında bu ölçek 0,008 ila 0,08 arasında değişebilir. Genel bir kural olarak, Reynolds sayıları 4 000 ila 100 000 arasındaki türbülanslı akış için, ‘SI bazlı’ sürtünme faktörleri Denklem 10.2.4’ün önerdiği mertebede olacaktır, ‘İmparatorluk bazlı’ sürtünme faktörleri ise Denklem 10.2.5’in önerdiği mertebede olacaktır.

Kullanılan sürtünme faktörü, D’Arcy Denklemi 10.2.1 mi yoksa 10.2.2’nin mi kullanılacağını belirleyecektir.

‘SI bazlı’ sürtünme faktörleri için Denklem 10.2.1’i kullanın; ‘İmparatorluk bazlı’ sürtünme faktörleri için Denklem 10.2.2’yi kullanın. Örnek 10.2.1 Su borusu Su akış hızı 15°C’de 45 m³/h olduğunda, 150 mm sabit çaplı yatay bir boru tesisatı sisteminde 1 km aralıktaki iki nokta arasındaki hızı, sürtünme faktörünü ve basınç farkını belirleyin.

Özünde, sürtünme faktörü akan sıvının Reynolds sayısına (Re) ve boru iç yüzeyinin bağıl pürüzlülüğüne (kS/d) bağlıdır; ilki Denklem 10.2.6’dan, ikincisi ise Denklem 10.2.7’den hesaplanır. Reynolds sayısı (Re)

Boru pürüzlülüğü veya ‘kS’ değeri (bazı metinlerde genellikle ‘kıvırcık-e - body text.jpg’ olarak alıntı yapılır) standart tablolardan alınır ve ‘ticari çelik boru’ için genellikle 0,000 045 metre olarak alınır.

Bundan bağıl pürüzlülük belirlenir (çünkü Moody diyagramının gerektirdiği şey budur).

Sürtünme faktörü artık Moody diyagramından belirlenebilir ve sürtünme yük kaybı ilgili D’Arcy Denkleminden hesaplanabilir.

Avrupa Moody diyagramından (Şekil 10.2.4), Burada: kS/D = 0,000 3 Re = 93 585: Sürtünme faktörü (f) = 0,005 ABD/AUS Moody diyagramından (Şekil 10.2.5), Burada: kS/D = 0,000 3 Re = 93 585 Sürtünme faktörü (f) = 0,02

Farklı sürtünme faktörleri ve ilgili D’Arcy denklemleri kullanılarak aynı sürtünme yük kaybı elde edilir.

Pratikte, su boruları veya buhar boruları için, boru boyutu ile basınç kaybı arasında bir denge kurulur.

Buharda boru hattı boyutlandırması

Büyük boy boru tesisatı şunları ifade eder:

• Borular, vanalar, fittings vb. gerekenden daha pahalı olacaktır.
• Destek işleri, yalıtım vb. dahil olmak üzere daha yüksek kurulum maliyetleri ortaya çıkacaktır.
• Buhar boruları için daha fazla yoğuşma hacmi daha fazla ısı kaybından dolayı oluşacaktır. Bu da şunlardan birini gerektirir:
• Daha fazla kondenstop gereklidir, veya
• Kuru olmayan buhar kullanım noktasına iletilir. Belirli bir örnekte:
• 80 mm’lik buhar boru tesisatının kurulum maliyetinin, yeterli kapasiteye sahip olacak 50 mm’lik boru tesisatının maliyetinden %44 daha yüksek olduğu bulunmuştur.
• Yalıtımlı boru tesisatından kaybedilen ısı, 80 mm’lik boru hattından, 50 mm’lik boru tesisatından olacağından yaklaşık %21 daha yüksektir. 80 mm’lik borunun yalıtılmamış kısımları, ek ısı transfer yüzey alanı nedeniyle 50 mm’lik boruya göre %50 daha fazla ısı kaybedecektir. Küçük boy boru tesisatı şunları ifade eder:
• Kullanım noktasında daha düşük bir basınç mevcut olabilir ve bu ekipman performansını engelleyebilir.
• Aşırı basınç düşüşü nedeniyle buhar açlığı riski vardır.
• Buhar hızının doğasında olan artış nedeniyle erozyon, su darbesi ve gürültü riski daha fazladır. Daha önce belirtildiği gibi, sürtünme faktörünün (f) belirlenmesi zor olabilir ve hesaplamanın kendisi özellikle türbülanslı buhar akışı için zaman alıcıdır. Sonuç olarak, buhar boru boyutlarını akış hızlarına ve basınç düşüşlerine bağlamak için çok sayıda grafik, tablo ve hesap cetveli mevcuttur. Zamanın testine dayanmış bir basınç düşüşü boyutlandırma yöntemi, ‘basınç faktörü’ yöntemidir. Basınç faktörü değerleri tablosu, belirli bir tesisat için basınç düşüşü faktörünü belirlemek üzere Denklem 10.2.8’de kullanılır.

Örnek 10.2.2

Şekil 10.2.6’da gösterilen sistemi ele alalım ve kazandan üniteli ısıtıcı dal hattına kadar olan boru boyutunu belirleyin. Üniteli ısıtıcı buhar yükü = 270 kg/h. Üniteli ısıtıcı yalnızca 270 kg/h gerektirmesine rağmen, kazanın borudaki ısı kayıpları nedeniyle bundan daha fazlasını tedarik etmesi gerekir. Boru fittings için tolerans Kazandan üniteli ısıtıcıya olan yolculuk uzunluğu bilinmektedir, ancak fittings’in ek sürtünme direnci için bir tolerans dahil edilmelidir. Bu genellikle ‘eşdeğer boru uzunluğu’ cinsinden ifade edilir. Boru boyutu biliniyorsa, fittings’in direnci hesaplanabilir. Bu örnekte boru boyutu henüz bilinmediğinden, deneyime dayalı olarak eşdeğer uzunluğa bir eklenti yapılabilir. • Boru 50 metreden kısaysa, fittings için %10 ila %20 tolerans ekleyin. • Boru 100 metreden uzunsa ve oldukça düz bir hat ile az fittings’e sahipse, fittings için %5 ila %10 tolerans yapılır. • Benzer bir boru uzunluğu, ancak daha fazla fittings ile toleransı %20’ye doğru artırır. Bu durumda, düzeltilmiş uzunluk = 150 m + %10 = 165 m Tablo 10.2.2’den (tam basınç faktörü tablosu Tablo 10.2.5’in bir özeti, bu Modülün sonundaki Ek’te bulunabilir) ‘PDF’, basınç faktörleri F1 ve F2 bulunarak ve Denklem 10.2.8’e yerleştirilerek belirlenebilir.

Tablo 10.2.2 Basınç faktörü tablosundan alıntı (Tablo 10.2.5)

Basınç faktörü tablosundan (Tablo 10.2.2’ye bakınız):

P1 = 7,0 bar g, F1 = 56,38 P2 = 6,6 bar g, F2 = 51,05 Bu basınç faktörlerini (P1 ve P2) Denklem 10.2.8’e yerleştirmek PDF değerini belirleyecektir:

Boru hattı kapasitesi ve basınç düşüşü faktörleri tablosunun sol sütununu aşağı doğru takip ederek (Tablo 10.2.6 - Alıntı Tablo 10.2.3’te gösterilmiştir); 0,032 gereksinimi etrafındaki en yakın iki okuma 0,030 ve 0,040’tır. Her zaman bir sonraki daha düşük faktör seçilir; bu durumda 0,030.

Tablo 10.2.3 Boru hattı kapasitesi ve basınç faktörü tablosundan alıntı (Tablo 10.2.6)

Değerler interpolasyon yapılabilse de, tablo tam olarak düz bir çizgi grafiğine uymaz, bu nedenle interpolasyon kesinlikle doğru olamaz. Ayrıca, herhangi bir boruyu kapasitesinin sınırına kadar boyutlandırmak kötü bir uygulamadır ve tasarımdaki kaçınılmaz gelecek değişikliklere izin vermek için biraz paya sahip olmak önemlidir.

0,030 faktöründen, rakamların satırını sağa doğru takip ederek şunlar görülecektir: • 40 mm boru 229,9 kg/h taşır. • 50 mm boru 501,1 kg/h taşır. Uygulama 270 kg/h gerektirdiğinden, 50 mm boru seçilecektir. Boru, basınç düşüşü yöntemi kullanılarak boyutlandırıldıktan sonra, istenirse hız kontrol edilebilir.

Tek başına değerlendirildiğinde, bu hız izin verilen maksimum hızlara kıyasla düşük görünebilir. Ancak, buhar ana hattı basınç düşüşünü sınırlayacak şekilde boyutlandırılmıştır ve bir sonraki daha küçük boru boyutu, kabul edilemez olan 6,6 bar g’lik gereksinimin altında bir son basınç verecektir.

Görüldüğü gibi, bu prosedür oldukça karmaşıktır ve Modül 10.2.7’de gösterilen nomogram kullanılarak basitleştirilebilir. Kullanım yöntemi Örnek 10.2.3’te açıklanmıştır. Örnek 10.2.3 Örnek 10.2.2’deki verileri kullanarak, Şekil 10.2.7’de gösterilen nomogramı kullanarak boru boyutunu belirleyin.

Yöntem:

• 7 bar g’de doymuş buhar hattı üzerindeki noktayı seçin ve Nokta A’yı işaretleyin.
• A noktasından, 270 kg/h buhar akış hızına doğru yatay bir çizgi çizin ve Nokta B’yi işaretleyin.
• B noktasından, nomogramın üst kısmına doğru dikey bir çizgi çizin (Nokta C).
• Basınç kaybı ölçeğinde 0,24 bar/100 m’den yatay bir çizgi çizin (Hat DE).
• DE ve BC çizgilerinin kesiştiği nokta, gereken boru boyutunu gösterecektir. Bu durumda, 40 mm boru çok küçüktür ve 50 mm boru kullanılacaktır. Bununla birlikte, boru hattının özellikle uzun ve açık koşullarda olması durumunda, Modül 2.12’de kapsanan borunun çalışma yükünü kontrol etmeye değer olduğu belirtilmelidir - “Borular ve hava ısıtıcılarının buhar tüketimi”. Daha sonra çalışma yükü, toplam buhar yükünü vermek üzere buhar tüketimine eklenmeli ve seçilen boru hala doğru boyutlandırıldığından emin olmak için kontrol edilmelidir.

Boru boyutlandırmada hız neden önemlidir?

Bu Modülün başında edinilen bilgilerden ve özellikle D’Arcy denklemi (Denklem 10.2.1) ile ilgili notlardan, hızın boru boyutlandırmada önemli bir faktör olduğu kabul edilmektedir. Bundan hareketle, belirli bir akışkanın borulardan akması için makul bir hız kullanılabiliyorsa, hız pratik bir boyutlandırma faktörü olarak kullanılabilir. Genel bir kural olarak, ortam doymuş buhar olduğunda 25 ila 40 m/s hız kullanılır. 40 m/s, pratik bir sınır olarak kabul edilmelidir, çünkü bunun üzerinde, özellikle buhar ıslaksa, gürültü ve erozyon meydana gelecektir. Bazı Ulusal standartlar, doymuş buhar için 76 m/s’ye kadar hızlar alıntılar. Bu yalnızca şu durumlarda mümkün olabilir; buhar kuruysa, boru çok iyi yalıtılmışsa, nispeten kısaysa, dümdüz ve yataysa ve kullanım noktasında gereken basıncı sağlayabiliyorsa. Bu hızlar bile basınç düşüşü üzerindeki etkileri açısından yüksek olabilir. Daha uzun besleme hatlarında, yüksek basınç düşüşlerini önlemek için hızları 15 m/s ile sınırlamak genellikle gereklidir. 50 m’den uzun boru hatlarının hız ne olursa olsun her zaman basınç düşüşü için kontrol edilmesi önerilir. Tablo 10.2.4’ü bir rehber olarak kullanarak, bilinen verilerden boru boyutlarını seçmek mümkündür; buhar basıncı, hız ve akış hızı.

Tablo 10.2.4 Farklı hızlar için doymuş buhar boru hattı kapasiteleri kg/h cinsinden (Çizelge 40 boru)

Alternatif olarak boru boyutu aritmetik olarak hesaplanabilir. Aşağıdaki bilgiler gereklidir ve hesaplama için kullanılan prosedür aşağıda özetlenmiştir.

Gerekli boru boyutunu hesaplamak için gereken bilgiler:

Örnek 10.2.4

Bir proses 7 bar g’de 5 000 kg/h kuru doymuş buhar gerektirmektedir. Akış hızı 25 m/s’yi aşmayacak şekilde boru boyutunu belirleyin.

Buhar hızı 25 m/s’yi aşmaması gerektiğinden, boru boyutu en az 130 mm olmalıdır; en yakın ticari olarak mevcut boyut olan 150 mm seçilecektir.

Yine, bu süreci basitleştirmek için bir nomogram oluşturulmuştur, Şekil 10.2.8’e bakınız. Örnek 10.2.5 Örnek 10.2.4’teki bilgileri kullanarak, kabul edilebilir minimum boru boyutunu belirlemek için Şekil 10.2.8’i kullanın Giriş basıncı = 7 bar g Buhar akış hızı = 5 000 kg/h Maksimum hız = 25 m/s Yöntem:

• 7 bar g’de doyma sıcaklığı çizgisinden yatay bir çizgi çizin (Nokta A) basınç ölçeğinden 5 000 kg/h buhar kütlesel akış hızına (Nokta B).
• B noktasından, 25 m/s buhar hızına doğru dikey bir çizgi çizin (Nokta C). C noktasından, boru çapı ölçeği boyunca yatay bir çizgi çizin (Nokta D).
• 130 mm çapında bir boru gereklidir; en yakın ticari olarak mevcut boyut olan 150 mm seçilecektir.

Aşırı ısınmış buhar görevi için boruların boyutlandırılması

Aşırı ısınmış buhar kuru bir gaz olarak düşünülebilir ve bu nedenle nem taşımaz. Sonuç olarak, askıda su damlacıklarından dolayı boru erozyonu olasılığı yoktur ve basınç düşüşü izin veriyorsa buhar hızları 50 ila 70 m/s kadar yüksek olabilir. Şekil 10.2.9 ve 10.2.10’daki nomogramlar aşırı ısınmış buhar uygulamaları için de kullanılabilir. Örnek 10.2.6 Bir prosesten atık ısısı kullanılarak, bir kazan/aşırı ısıtıcı komşu bir elektrik santraline ihracat için 50 bar g ve 450°C’de 30 t/h aşırı ısınmış buhar üretmektedir. Hız 50 m/s’yi aşmayacaksa, şunları belirleyin:

1. Hıza dayalı boru boyutu (Şekil 10.2.10’u kullanın).
2. Boru uzunluğu, toleranslar dahil 200 m ise basınç düşüşü (Şekil 10.2.9’u kullanın). Bölüm 1

• Şekil 10.2.8’i kullanarak, sıcaklık ekseninden 450°C’den dikey bir çizgi çizin, 50 bar çizgisiyle kesişene kadar (Nokta A).
• A noktasından, 30 000 kg/h (30 t/h) ‘kütlesel buhar akış hızı’ ölçeğine kadar yatay bir çizgi izleyin (Nokta B).
• B noktasından, ‘buhar hızı’ ölçeğinde 50 m/s’ye kadar dikey olarak yukarı doğru bir çizgi izleyin (Nokta C).
• C Noktasından, ‘içi boru çapı’ ölçeğine kadar sağa yatay bir çizgi izleyin. ‘İçi boru çapı’ ölçeği yaklaşık 120 mm iç çapa sahip bir boru önermektedir. Tablo 10.2.1’den ve borunun Çizelge 80 boru olacağını varsayarak, en yakın boyut 146,4 mm çapa sahip 150 mm olacaktır. Bölüm 2
• Şekil 10.2.7’yi kullanarak, sıcaklık ekseninden 450°C’den dikey bir çizgi çizin, 50 bar çizgisiyle kesişene kadar (Nokta A).
• A noktasından, 30 000 kg/h (30 t/h) ‘buhar kütlesel akış hızı’ ölçeğine kadar sağa yatay bir çizgi izleyin (Nokta B).
• B noktasından, ‘içi boru çapı’ ölçeğinde (yaklaşık) 146 mm’ye kadar dikey olarak yukarı doğru bir çizgi izleyin (Nokta C).
• C Noktasından, ‘basınç kaybı bar/100 m’ ölçeğine kadar sola yatay bir çizgi izleyin (Nokta D). ‘Basınç kaybı bar/100 m’ ölçeği yaklaşık 0,9 bar/100 m okumaktadır. Örnekteki boru uzunluğu 200 m’dir, bu nedenle basınç düşüşü şudur:

Bu basınç düşüşü proses tesisinde kabul edilebilir olmalıdır.

Basınç düşüşüne dayalı buhar akış hızını belirlemek için formüller kullanma Kullanmayı tercih edenler için ampirik formüller mevcuttur. Denklem 10.2.9 ve 10.2.10 aşağıda gösterilmiştir. Bunlar yıllarca denenmiş ve test edilmiştir ve basınç faktörü yöntemine yakın sonuçlar verdiği görülmektedir. Bu formülleri kullanmanın avantajı, bilimsel bir hesap makinesine veya bir hesap tablosuna programlanabilmesi ve dolayısıyla tablolara ve çizelgelere bakma ihtiyacını ortadan kaldırmasıdır. Denklem 10.2.10, buharın özgül hacminin bilinmesini gerektirir, bu da bu değeri bir buhar tablosundan araştırmanın gerekli olduğu anlamına gelir. Ayrıca, Denklem 10.2.10, maksimum 200 metre boru uzunluğu ile sınırlandırılmalıdır. Denklem 10.2.9 Basınç düşüşü formülü 1 Denklem 10.2.10 Basınç düşüşü formülü 2 (Maksimum boru uzunluğu: 200 metre)

Özet

• Belirli bir tesisat için boru malzemesinin ve duvar kalınlığının seçimi EN 45510 ve ASME 31.1 gibi standartlarda belirtilmiştir.
• Belirli bir uygulama için uygun boru boyutunun (nominal çap) seçilmesi, basınç ve akış hızının doğru bir şekilde belirlenmesine dayanır. Boru boyutu şu temellerde seçilebilir:
• Hıza dayalı (genellikle 50 m’den kısa borular).
• Basınç düşüşüne dayalı (genel bir kural olarak, basınç düşüşü normalde 0,1 bar/50 m’yi aşmamalıdır.

Ek

Tablo 10.2.5 Basınç düşüşü faktörü (F) tablosu

Tablo 10.2.6 Basınç düşüşü faktöründen boru hattı kapasitesi