Geçiş Kanal ve Borularının Tasarımı

Geçiş Kanal ve Borularının Tasarımı

Mehmet Atılgan, Burçin Deda Altan, Öner Atalay

Geçiş boruları su ve hava tünellerinde, türbo makinelerde ve özellikle jet motorlarının giriş ağzında, kuvvet santralleri boru sistemlerinde, klima ve maden ocakları havalandırma sistemlerinde kullanılırlar. Geçiş borularının geometrisi üzerine, şimdiye kadar birçok tasarım önerilmiş fakat tasarımların çoğunda yapım güçlükleri ile karşılaşılmıştır.

Bu çalışmada, genel olarak geçişler; giriş ve çıkış kesitlerinin çevreleri boyunca karşılıklı noktalar arasında bir doğru boyunca sağlandı. Bu yöntem pratikte kullanılan tüm kesit şekillerine (elipsten dikdörtgen kesite, çokgenden dairesel kesite v.s.) uygulandı. Eksen boyunca alan değişiminin analitik çözümleri elde edildi.

Geçişler; eşdeğer kesit alanları arasında olduğu gibi, farklı kesit alanları(daralan veya genişleyen) arasında da olabilir. Öte yandan, kesit alanlarının uzun ve kısa eksenleri birbirine paralel olabileceği gibi, birbirine dik konumda da olabilirler. α ve β , giriş ve çıkıştaki kenar veya eksen oranlarını ve K alan oranını göstermek üzere ve ayrıca eksen boyunca boyutsuz uzunluk x = x / l olmak üzere, eksen boyunca boyutsuz alan değişimi, 2
1 1 2 A A / A 1 f ( , ,K) x f ( , ,K) x x x = = + α β ⋅ + α β ⋅ ile
ifade edilmektedir. ( , , ) 1 f α β K her bir geçiş borusu için farklı olup,
( , , ) 1 ( , , ) 2 1 f α β K = K − − f α β K şeklinde ifade edilmektedir.

Bu ifade ile temsil edilen geçiş borularında alan değişimi ya lineer veya lineerden sapmalar şeklindedir. Farklı kesit alanları arasında kullanılan geçiş borularındaki lineerden sapmalar ya fıçı şeklinde veya trompet şeklinde olmaktadır. Dolayısıyla bu geçişlerin bir maksimum veya bir minimum durumları söz konusu olabilir. Bu çalışmada; iki kesit arasındaki geçişteki alan değişimindeki lineerden sapmalarda bir maksimumdan geçiş söz konusu olduğu fakat bir minimumdan geçmediği görülmüştür. Aynı kesit alanları arasındaki geçişlerde ise her zaman bir maksimum olduğu ve bunun da geçiş borusunun ortasında meydana geldiği görülmüştür.