19 Haziran 2020

Basınç düşürücü vanalarda kavitasyonun önüne nasıl geçilir?

Basınç düşürücü vanalar, domestik sistemlerin düzgün çalışması için genellikle çok yüksek ve değişken olarak sisteme gelen su basıncını azaltmak ve dengelemek amacıyla şebeke hatları, kat branşmanları, daire girişleri gibi noktalarda kullanılırlar.

Basınç düşürücü vanaların çalışması, karşıt iki kuvvet arasındaki dengeye dayanır:

  • Yayın, obtüratörün açılma yönüne doğru uyguladığı itme kuvveti;
  • Diyaframın, obtüratörün kapanma yönüne doğru uyguladığı itme kuvveti.

Basınç düşürücü vanalarda kalibrasyon değeri belli bir orana uygun olmalıdır; bu da, giriş basıncı ile çıkış basıncı arasındaki orandır. Örnek vermek gerekirse: 12 bar’lık bir giriş basıncı ile 4 bar’lık çıkış basıncı 3:1’lik bir düşürme oranına sahiptir (12/4).

Bu değer basıncın düşürülme aşamasındaki akışkanın hızı ile bağlantılıdır: Giriş ve çıkış basıncındaki oran ne kadar büyük olursa, o kadar yüksek akışkan hızı oluşur.

Suyun akışında artan hız, cihazın içerisinde mikro kabarcık oluşumunu sağlar ve oluşan mikro kabarcıklar aniden patlar. Bu olaya kavitasyon denir.

Kavitasyon; erozyona, çok güçlü titreşimlere ve çekiç darbelerine benzer aralıklı gürültülere sebep olabilir. Ayrıca cihazın iç mekanizmasına zarar verebilir ve düzgün çalışmasını engelleyebilir.

Basınç düşürücü vanalarda giriş yönü basıncı ile çıkış yönü basıncı arasında oran idealde 2:1 olurken; Caleffi marka basınç düşürücü vanalar için 3:1 oranının geçilmemesi önerilir.

Aşağıdaki grafik basınç düşürücü vanalar için en uygun çalışma koşullarını gösterir.

Girişteki basınç ve ayar basıncı arasındaki oranın yüksek olması durumunda ise; kademeli olarak 2 basınç düşürücü vana kullanarak çözüm sağlamak mümkündür.

Örneğin, 36 bar giriş basıncı değerine sahip bir sistemde, çıkış basıncının 4 bar olması isteniyor ise; böyle bir uygulamada basınç oranı 9:1 (36/4)’dür. Bu da kavitasyon diyagramımızda da görüleceği üzere yüksek kavitasyon riskinin olduğu kırmızı kısımda kalmaktadır.

2 adet basınç düşürücü vana kullandığımız senaryoda ise ilk olarak basıncı 36 bar’dan 12 bar’a düşürürüz (3:1 oranında). İkinci basınç düşürücümüz sayesinde ise, basıncı, 12 bar’dan 4 bar’a düşürürüz (3:1 oranında). Bu uygulama sayesinde 2 basınç düşürücü vana kullanılarak, sistem, normal çalışma koşulları altında çalıştırılmış olup; kavitasyon riski ortadan kaldırılmış olur.

İki basınç düşürücü vana uygulaması sayesinde 40 bar’a kadar çıkabilen giriş basınçları kavitasyon riski olmaksızın çözümlenebilmektedir.