Fan statik basıncı hesaplama işlemi, hattaki tüm basınç kayıplarının toplanmasıyla yapılır. Kanal uzunluğu, çap, dirsek sayısı, filtre tipi ve davlumbaz kesiti bu toplamı etkiler. Pascal birimiyle bulunan sonuç, fan eğrisi üzerinde çalışma noktasının belirlenmesinde kullanılır.
Fan Statik Basıncı Nedir?
Fan statik basıncı, havanın hareketinden bağımsız olarak kanal duvarlarına uygulanan basıncı tanımlar. Fan tarafından üretilen toplam basınç iki bileşene ayrılır, statik basınç ve dinamik basınç. Toplam basınç bu ikisinin toplamına eşittir ve Pt = Ps + Pd biçiminde yazılır. Fan kataloglarında verilen değer çoğunlukla statik basınçtır, toplam basınç ayrı bir satırda belirtilir.
Dinamik basınç havanın hızından kaynaklanır ve Pd = ½ · ρ · v² formülüyle bulunur. Formüldeki ρ hava yoğunluğunu, v ise hava hızını gösterir, 20 santigrat derece ve deniz seviyesi koşullarında yoğunluk yaklaşık 1,2 kg/m³ alınır. Statik basınç ise toplam basınçtan dinamik basıncın çıkarılmasıyla elde edilir.
Birim olarak Pascal kullanılır, eski kaynaklarda milimetre su sütunu da görülür. İki birim arasındaki dönüşüm 1 mmSS yaklaşık 9,81 Pa şeklindedir. Katalog değerleri çoğunlukla Pascal cinsinden verildiğinden, farklı birimlerle yapılan karşılaştırmalarda dönüşümün kontrol edilmesi önerilir.
Fan Statik Basıncı Nasıl Hesaplanır?
Fan statik basıncı hesaplama süreci hattın toplam direncinin bulunmasıyla başlar. Düz kanal bölümlerindeki sürtünme kayıpları ile dirsek, davlumbaz, siklon ve filtre gibi elemanların yerel kayıpları ayrı ayrı bulunup toplanır. Varsa susturucu ve baca çıkışının direnci de aynı toplama eklenir.
Fan basıncı hesaplama yapılırken emiş ve basma hatlarının her ikisi de dikkate alınır. Fanın aşması gereken değer, emiş tarafındaki negatif basınç ile basma tarafındaki pozitif basıncın toplamına karşılık gelir. Emiş tarafı hesaba katılmadığında bulunan sonuç gerçek ihtiyacın altında kalır, bu da sahada zayıf emiş ve kanalda toz çökmesi olarak ortaya çıkar.
Fan Statik Basıncı Hesaplama Formülü
Statik basınç hesaplama işleminde iki temel bağıntı kullanılır. Düz kanal sürtünmesi için Darcy-Weisbach bağıntısı, yerel kayıplar için ise direnç katsayısına dayanan bağıntı uygulanır. İki kaybın toplamı hattın direnç eğrisini oluşturur.
Düz kanal kaybı ΔP = λ · (L/D) · (ρ · v² / 2) biçiminde yazılır, burada λ sürtünme katsayısını, L kanal uzunluğunu, D ise çapı gösterir. Yerel kayıplar ΔP = ζ · (ρ · v² / 2) bağıntısıyla bulunur ve ζ katsayısı her eleman için üretici verisinden alınır.
Statik basınç hesaplama sonucunda bulunan toplam değer, seçilecek fanın en az bu basıncı üretmesi gerektiğini gösterir. Hesaba bir emniyet payı eklenir, çünkü torba ve kartuş filtrelerde direnç kullanım süresiyle birlikte yükselir.
FLTS ürünleri
Bu yazıda geçen sistemler
Fan Statik Basıncını Etkileyen Faktörler Nelerdir?
Fan basınç kaybı hattın geometrisine ve üzerindeki elemanlara bağlıdır. Aynı debiyi taşıyan iki tesiste kayıpların farklı çıkmasının nedeni de budur.
Kayıpların büyük bölümü hava hızından doğar, çünkü hem sürtünme hem yerel kayıp bağıntılarında hız karesel olarak yer alır. Toz toplama hatlarında hız serbestçe düşürülemez, çünkü taşıma hızının altına inildiğinde toz kanal tabanına çöker.
- Kanal uzunluğu ve çapı, uzun ve dar kanallarda sürtünme kaybı yükselir
- Hava hızı, kayıplar hızın karesiyle değiştiğinden hız artışı basıncı hızla yükseltir
- Dirsek ve geçiş parçaları, keskin dönüşlerde yerel kayıp katsayısı büyür
- Filtre tipi ve kirlilik durumu, jet pulse torbalı filtre hatlarında tasarım kaybı 750 ile 1.500 Pa bandında bildirilmektedir
- Siklon ön tutucu, hat üzerinde ayrı bir direnç oluşturur ve değeri üretici eğrisinden okunur
- Davlumbaz ve emiş ağzı, kesit ile yakalama hızına göre değişen bir kayıp ekler
- Kanal içi birikme, çöken toz kesiti daralttığından zamanla direnci yükseltir
Fan basınç kaybı kalemleri arasında en çok değişen bileşen filtredir. Tasarım aşamasında temiz filtre değeri yerine kirli filtre değerinin kullanılması, hattın ömrü boyunca debiyi korumasına katkıda bulunur. Fark basınç ölçümünün temizleme sistemine bağlanması da sistemin tasarım debisinde kalmasına yardımcı olur.
Statik Basınca Göre Fan Seçimi Nasıl Yapılır?
Fan seçimi, hesaplanan debi ve statik basınç değerlerinin üretici eğrisi üzerinde buluştuğu noktaya göre yapılır. Bu kesişim noktası çalışma noktası olarak adlandırılır.
Seçim yapılırken fanın etiket değeri yerine eğri üzerindeki davranışı esas alınır. Aynı maksimum basınca sahip iki fan farklı debi aralıklarında çalıştığından, hattın ihtiyacına farklı biçimde karşılık verir.
- Hattın ihtiyaç duyduğu debi belirlenir
- Tüm basınç kayıpları toplanarak gereken statik basınç bulunur
- Filtre kirlenmesi için emniyet payı eklenir
- Üretici eğrisinde debi ve basınç değerlerinin kesiştiği nokta işaretlenir
- Çalışma noktasının verim bölgesi içinde kalıp kalmadığı kontrol edilir
Basınç ihtiyacının yanında taşınan tozun karakteri de fan tipini etkiler. Aşındırıcı ve lifli tozun fandan geçtiği hatlarda radyal fan tercih edilir, patlayıcı toz bulunan hatlarda ise ATEX gövde gündeme gelir.
| Hat bileşeni | Kaybı belirleyen veri |
|---|---|
| Düz kanal | uzunluk, çap ve hava hızı |
| Dirsek ve geçişler | dönüş açısı ve direnç katsayısı |
| Davlumbaz ve emiş ağzı | kesit ve yakalama hızı |
| Siklon ön tutucu | üretici eğrisi |
| Torbalı ya da kartuş filtre | tasarım kaybı ve temizleme eşiği |
| Baca ve çıkış ağzı | çıkış hızı |
Fan basıncı hesaplama sonucu gerçek değerin altında kalırsa fan yeterli debiyi taşımaz. Değer gereğinden yüksek seçildiğinde ise fan verim bölgesinin dışında çalışır, bu da gürültü ve enerji tüketiminin artmasına yol açabilir. Ölçüye özel üretilen endüstriyel fanlar bu iki uç arasındaki aralığa göre projelendirilir.
Fan Debisi ile Statik Basınç Arasındaki İlişki Nedir?
Hat direnci debinin karesiyle değişir, bu nedenle debi iki katına çıktığında basınç kaybı yaklaşık dört katına yükselir. Fan kanunlarına göre devir sayısı arttığında debi doğrusal, basınç karesel, güç ise küpsel olarak değişir.
Fan debisi hesaplama işlemi kanal kesiti ile hava hızının çarpımına dayanır ve Q = A · v biçiminde yazılır, ayrıntılı anlatım için fan debi hesabı yazısı incelenebilir. Fan debisi hesaplama ile basınç hesabı birlikte yürütülür, çünkü iki eğrinin kesiştiği nokta hattın gerçek çalışma değerlerini verir.
