Pompa Gücü Hesaplama

Bir pompanın akışkana aktardığı hidrolik güç, birim zamanda kazandırılan potansiyel ve basınç enerjisinden türetilir. Q (m³/s) debideki akışkanın H (m) toplam manometrik yüksekliğe çıkarılması için gereken ağırlık debisi ρ·g·Q (N/s) olduğundan, bu kuvvetin H yolu boyunca yaptığı iş hidrolik gücü verir: Phidrolik = ρ · g · Q · H. Burada ρ akışkan yoğunluğu (su için ≈ 1000 kg/m³), g yerçekimi ivmesi (9,81 m/s²), Q hacimsel debi ve H pompanın yenmesi gereken toplam manometrik yüksekliktir. Araçta debi L/s girildiğinden önce Q = QL/s / 1000 ile m³/s'ye, sonuç ise /1000 ile kW'a çevrilir. Örneğin Q = 10 L/s = 0,01 m³/s ve H = 30 m için Phidrolik = 1000 · 9,81 · 0,01 · 30 / 1000 = 2,94 kW. Hidrolik güç pompanın suya verdiği net güçtür; pompa milinde harcanan güç ise iç kayıplar (hidrolik, hacimsel, mekanik sürtünme) nedeniyle daha büyüktür ve pompa verimi η_pompa ile ilişkilendirilir: Pşaft = Phidrolik / η_pompa. Mili döndüren elektrik motorunun da kendi verimi olduğundan, şebekeden çekilen elektriksel güç Pelektrik = Pşaft / η_motor olur. Tam zincir: Pelektrik = ρ · g · Q · H / (η_pompa · η_motor). Verdiğimiz örnekte η_pompa = 0,70 ve η_motor = 0,90 ile Pşaft = 2,94 / 0,70 = 4,21 kW ve Pelektrik = 4,21 / 0,90 = 4,67 kW olur. Günlük tüketim Pelektrik · çalışma saati, yıllık maliyet ise bu değerin 365 gün ve birim elektrik fiyatı ile çarpımıdır. Manometrik yükseklik H, bu hesabın en kritik ve en çok hata yapılan girdisidir. H yalnızca kot/seviye farkı (statik yükseklik Hstatik) değildir; H = Hstatik + Hsürtünme + Hyerel + (varsa) basınç gereksinimi başlığıdır. Sürtünme kayıpları boru çapına, uzunluğuna ve pürüzlülüğüne bağlı olarak Darcy-Weisbach veya Hazen-Williams yöntemiyle ayrı hesaplanmalı (bkz. basınç kaybı ve boru çapı araçları), yerel kayıplar (dirsek, vana, çekvalf, redüksiyon) eşdeğer uzunluk veya ζ katsayılarıyla eklenmelidir. Bu araca doğru H girilmezse güç ciddi şekilde eksik/fazla çıkar. Bu araç çalışma noktasındaki gücü hesaplayan bir ön tasarım/ön boyutlandırma aracıdır ve gerçek pompa seçiminin sadeleştirilmiş halidir; tasarımı tek başına sonlandırmaz. Verimi sabit bir değer olarak alır, oysa gerçek verim pompa karakteristik (Q-H) eğrisi üzerindeki çalışma noktasına göre değişir ve en iyi verim noktasından (BEP) uzaklaşıldıkça düşer. Araç NPSH (kavitasyon emniyeti), su darbesi (vana kapanması/pompa durması), debi-yükseklik eğrisi ile sistem eğrisinin kesişimi, motor servis faktörü ve sıcak/viskoz/iki fazlı akışkan düzeltmelerini içermez. Nihai pompa seçimi, üretici Q-H-η-NPSHr eğrileri ve ISO 9906 deney verileriyle çalışma noktası doğrulanarak yapılmalı; gerçek tesisat için projeci/yetkili mühendis onayı gerekir.