Doğal gaz ve su tesisatı gibi sistemlerin verimli bir şekilde çalışması, inşa sırasında hesaplamaları doğru bir şekilde yapmakla yakından ilişkilidir. Tesisat güvenliği ve performansı açısından sistemde kullanılan boruların aktarımının güçlü olması gerekir. Boru çapı hesaplama, söz konusu sistemlerin performansını önemli ölçüde etkiler. Yapılan tesisatın boru çapının doğru hesaplanması, işletme maliyetinin uygun olmasına da katkı sağlar. Boru çapı hesaplamayla ilgili tüm ayrıntıları bu yazıda bulabilirsiniz.

• Boru çapının hesaplamanın doğru yolu sistem tasarımı için çok önemlidir.
• Boruların doğru hesaplanarak döşenmesi konforu doğrudan etkiler.
• Tesisat sistemindeki boruların iç ve dış çapları kusursuz bir şekilde hesaplanmalıdır.
• Sistem kurulmadan önce yapılacak olan hesaplamalar için belirli formüllerden faydalanılması gerekir. 

Boru Çapı Nedir?

Pompaj sistemleri, gaz veya sıvı akışkanları borular aracılığıyla belirli bir noktaya aktarır. Söz konusu sistemlerde kullanılan borular; cins, malzeme yapısı ve çap noktasında birbirlerinden ayrılır. Boru çapı değeri, tesisatı ekonomik açıdan büyük ölçüde etkiler. Bir borunun iletim performansı çap değerine bağlı olarak değişiklik gösterir. Akışkanın yüzeye teması sonucu oluşan sürtünme büyüklüğü de boru çapıyla yakından ilişkilidir. Boru çapı seçiminde ise hem sistem performansı hem de ekonomik dengeler göz önünde bulundurulur. 

Optimum Boru Çapı Nedir?

Boru hatları kurulurken ortaya çıkan maliyet, sistemde kullanılan malzemeler ve montaj giderlerine göre hesaplanır. Pompaj hatları için uygun çap seçimi ise iletim enerjisine göre belirlenir. Optimum boru çapı adından da anlaşılacağı üzere sistem kurulumu sırasında maliyet ve performans açısından en uygun değeri ifade eder. Tesisatın daha az yatırımla inşa edilmesi açısından optimum boru çapını belirlemek son derece önemlidir. Pompaj hatlarında ortaya çıkan sürtünme, basınç kaybı ve iletim gücü gibi farklı parametreler optimum boru çapının belirlenmesinde etkilidir.

Ekonomik Boru Çapı Nedir?

Pompaj tesislerinde boru çapı, sistem performansına ve maliyet değerlerine göre belirlenir. Örneğin; boru çapının küçük ölçülerde seçilmesiyle yatırım gideri azalır. Ancak bu durumda boru aracılığıyla taşınan akışkanın yük kaybı artar. Yük kaybının artışı, maliyet açısından işletme giderlerini sürekli olarak etkiler. Ekonomik boru çapı hem yatırım hem de işletme giderlerini dengeleyen bir unsurdur. Diğer bir deyişle sabit giderlerle işletme maliyetlerinin minimum düzeyde olmasını sağlayan boru çapıdır. 

Boru Çapı Hesabı Neden Önemlidir?

Sağlıklı ve yüksek performanslı bir tesisat sisteminde, akışkanların optimum değerde bir hızla iletilmesi gerekir. Sistemde kullanılan borulardan geçen sıvı ve gaz akışkanlar, iç sürtünmeden kaynaklı iletim sırasında hız kaybı yaşayabilir. Akış hızı, sürtünme değer kaybı ve tesisat verimi açısından boru çapı hesaplama son derece önemlidir. 

Boru Çapı Nasıl Hesaplanır?

Boru çapı hesaplama işlemi sırasında iki önemli aşamaya dikkat etmek gerekir. Bu aşamalardan ilki, boru içinde iletilen akışkanın debi düzeyinin hesaplanmasıdır. Suyun akış debisi hesaplanarak boru çapı değerine ulaşmanız mümkündür. İkinci olarak ise hesaplama yaparken elinizin altında mutlaka bir çizelge bulundurmalısınız. Bu çizelge sayesinde boru çapı hesaplamasını programlı bir şekilde yapabilirsiniz. Boru çapı hesabı yapılırken malzemenin uzunluğu ve sürtünme katsayısı gibi parametreler de göz önünde bulundurulur. Hesaplama sırasında ise belirli formüller kullanılır. Bu noktada borunun iç ve dış çapı farklı şekillerde hesaplanır.

Boru İç Çapı Hesaplama 

Boru iç çapı hesaplama işlemi sırasında kumpas adı verilen özel bir ölçüm cihazı kullanılır. Hassas bir şekilde ölçüm yapan bu cihaz, milimetre ve inç cinsinden sonuçlar ortaya çıkarır. Borunun iç kanallarını ölçen kumpas, özellikle su ve gaz temini sağlayan sistemlerin çapının doğru bir şekilde hesaplanması sırasında işlevsellik sunar. Ölçüm sırasında DN yani nominal değer kullanılır. Hesaplamada ortalama olarak alınan bu değer, borunun iç çapının büyüklüğünü ifade etmek için kullanılır.

Boru Dış Çapı Hesaplama

Kumpasla boru dış çap hesaplama işlemi gerçekleştirilirken hassas bir şekilde ölçüm yapmak gerekir. Söz konusu hesaplama sırasında boru, kumpasın iki ucu arasına yerleştirilir. Daha sonra ölçüm cihazının alt ve üst kısımlarında yer alan rakamlar not edilir. Kumpas üzerinde yer alan rakamlar milimetre cinsindendir. Tüm bunlara dikkat ederek boru çapı hesaplama işlemini gerçekleştirebilirsiniz.

Boru Çapı Hesaplama Formülleri

Boru çapı hesaplaması yapılırken öncelikli olarak su debisine bakılır. Borunun iç yüzeyine düşen basınç oranı ve akışkan hızı, hesaplamanın doğru bir şekilde yapılması noktasında belirleyici rol oynar. Bu iki parametreye dikkat ederek sağlıklı bir sonuç elde etmek mümkündür. Boru çapı hesaplama formüllerini kullanırken aşağıdaki tabloyu göz önünde bulundurarak işlem yapabilirsiniz.

Boru çapı hesaplama formüllerini kullanırken nominal basınç değeri ve malzeme sınıfı göz önünde bulundurularak işlem yapılır. DN10, DN15, DN20, DN25, DN32, DN40 ve DN50 gibi sıralanan değerler, vana geçirgenliğinin ölçüsünü belirtir. Buna göre 3/8 BSP paso bağlantılı bir borunun vana geçirgenliği 9,52 mm’ye tekabül eder. 

Su Debisi Hesabı ve Formülü

Boru çapı debi hesabı, akışkanın hız verisini ortaya çıkarmak için kullanılır. Sıvı formda bulunan iletim maddesi borunun iç kısımlarına temas ettiğinde belirli bir sürtünme düzeyine ulaşır. Bu düzeyin belirlenmesi için su debisi hesaplama formülünden faydalanılır. Hesaplama sırasında kullanılan denklemde geçen bazı ifadeleri açıklamalarıyla birlikte aşağıda bulabilirsiniz.

• m (m³/s): Su debisi
• Q (k): Isı ihtiyacı
• ΔT (°C): Gidiş ve dönüş borularının sıcaklık farkı
• Cp (kJ/kg°C): Sıvının özgül ısı değeri
• ρ (kg/m³): Suyun özkütle değeri

Su akış hızı hesaplama işlemi sırasında m = Q / (ρ×Cp×ΔT) [m³/s] formülü kullanılır. Suyun özkütlesi, özgül ısısı ve borulardaki sıcaklık farkı çarpıldıktan sonra ortaya çıkan sonuç, sistemin ısı ihtiyacına bölünür. Elde edilen değer, saniyede metreküp başına düşen su debisini ifade eder.

Boru Çapı Hesaplama Formülü

Boru çapı hesaplaması, sistemde sirkülasyona giren suyun debisi ölçüldükten sonra yapılır. Su ve doğal gaz boru çapı hesaplama işlemi sırasında herhangi bir hata yapmamak adına yine belirli adımları takip etmek ve çizelgeleri kullanmak son derece önemlidir. Hesaplama sırasında su debisinden sonra ikinci adım basınç düşümünü belirlemektir. Boru içerisinde yer alan sıvı veya gaz akışkanın enerji değişimi, basınç düşümü olarak adlandırılır. Bu değer hf(m) olarak ifade edilir. Basınç düşümü formülünde kullanılan denklemde geçen ifadeler ve bunların anlamları şu şekildedir:

• D (m): Borunun iç çap ölçüsü
• L (m): Boru uzunluğu
• μ (Pa.s): Akışkanın dinamik viskozite değeri
• ρ  [kg/m3]: Akışkanın yoğunluğu
• V (m/s): Akışkanın boru içindeki ortalama hızı
• ks (m): Borunun pürüzlülük düzeyi

Basınç düşümü hf=λ×(L/D)×[(ρ.V²)/2] şeklinde ifade edilen denklem aracılığıyla hesaplanır. Özellikle ısıtma tesisatlarında küçük ve büyük çaplı borulara göre basınç düşüm miktarı değişir. DN150’den küçük olan boru çapı hesaplaması sırasında bu değerin 100 ila 200 Pa/m olması gerekir. Büyük çaplı borularda ise söz konusu değer 100 – 150 Pa/m aralığındadır. 

Boruda Akışkan Hız Hesabı

Boruda akışkan hızı hesabı yapılırken su debisi, iç çap ve hız gibi faktörler göz önünde bulundurulur. Belirli parametrelere uygun bir şekilde yapılan bu hesaplama denkleminde kullanılan ifadeler şunlardır:

• V (m/s): Boruda yer alan akışkanın ortalama hızı
• m (m3/s): Su debisi
• D (m): Borunun iç çapının ölçüsü

Boru içerisinde iletilen akışkanın hızı V=(4×m)/(π×D²) [m/s] şeklinde ifade edilen denkleme göre hesaplanır. Bu noktada su debisi 4 ile çarpılır. Daha sonra boru çapının karesi π sayısı ile çarpılır ve bu iki sonuç birbirine bölünür. Tüm boru çapı hesaplama işlemleri sırasında çizelgelerden yararlanmak sizi doğru sonuca götürür. Ortaya çıkan hesaplamalara bağlı olarak tesisat sistemi için boru seçimi yapabilir, pompaj hattının verimli bir şekilde çalışmasını sağlayabilirsiniz.