KARABÜK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
HİDROLİK Dersi- Vize Sınavı-09.04.2015
CEVAP ANAHTARI
0
Soru 2- 20 C sıcaklıkta su (dinamik vizkozitesi  =1x10-3 Pa.s), 150 mm çaplı ve 600 m uzunluktaki bir borudan 60 l/s bir
debi ile akmaktadır. Bu akış esnasında yük kaybı 50 m olduğuna göre;
a) Borunun yüzey pürüzlülük yüksekliği (ks) ne kadardır (15 P)
b) Eğer pürüzlülük yüksekliği 2 katına çıkarsa yük kaybındaki artış % kaç olur.(10 P)
a)
. 
= .  /
(. ) /
 
 . 
 =  ∗ ∗
=>  = 
=>  = .  
 
.  
 ∗  ∗  .  ∗ .  ∗ 
 =
=
= .  ∗  (üü )

 ∗ −

 = .    = .  ∗  için (Moody Diyagramından) ≅ .  =>  ≅ .   .

b)
 = ⁄ =
2* ks= 0.4 mm olur ve


= .  bulunur
ks/D=0.0027 ve  = .  ∗  için (Moody Diyagramından)  ≅ .  
 
 . 
 =  ∗ ∗
=> . 
=>  = .   
 
.  
.  − 
= %′   ş 
. 
Soru 3- Çapı 150 mm olan yatay düzlemdeki bir boru (ks=0.00060 m) içerisinde bir A noktasında başka bir B noktasına
10 0C deki su 0.053 m3/s debi ile akmaktadır. A noktasındaki basınç PA=483 kPa ve B noktasındaki basınç PB=44.8 kPa
olduğuna göre Borunun A ve B noktası arasındaki uzaklığını bulunuz.
 = ⁄ =
. 
=  /
(. ) /
10 0C de suyun kinematik vizkozitesi tablodan (EK2)  = −  / bulunur.
∗
 ∗ . 
=
= .  ∗ 

 ∗ −
 . 
=
= .  

. 
 =
 = .  ∗  ve


= .  için Moody Diyagramından f=0.0289 bulunur.
Borunun A ve B noktaları arasında Bernoulli denklemi yazılırsa.
Yatay düzlemde olduğu için ZA = ZB olur, Ayrıca boru çapıda değişmediği için VA=VB olur.
 
 
+
+  =
+
+  + ∑ 
 
 
 
 . 
−
= ∑  →  =
−
→  = .  
 


 =  ∗
 
 
∗
=> .  = . 
=>  ≅   
 
.  
Soru 4- Yandaki şekilde görülen hazne boru sisteminde;
yersel yük kayıplarını da dikkate alarak (yük kaybı kat sayıları şekil
üzerinde gösterilmiştir.)
(Su için kinematik vizkozite  = 110−6 2 /)
a) Borulardan geçen debiyi hesaplayınız. (15 P)
b) Akım türünü belirleyiniz. (5 P)
c) Sistemin piyezometre eğrisini kodları göstererek çiziniz (5 P)
Boru No
L (m)
D(mm)
ks(mm)
1
150
150
1.5
2
30
200
1.2
3
30
150
1.5
∑  =Sürekli yük kayıpları + yersel yük kayıpları
∑  =   ,

 
 
 




∑  =  ∗
∗
+  ∗
∗
+  ∗
∗
+ . 
+ . 
+ . 
+
 
 
 




 =  ğ ç  = 
 =  ∗  =  ∗  →  = .   .
Ks/D1=1.5/150 =0.01 ve ks/D2=1.2/200= 0.006 bulunur.
Akım tam türbülanslı kabul edildiğinde;
Moody diyagramından f1=0.038, f2=0.032 bulunur. Bu değerler yukarıdaki yük kayıpları formülünde yerine konarsa







 =  ∗
+ .  ∗
+ .  ∗
+ . 
+ . 
+ . 
+







Yukarıdaki eşitlikten V1=3.45 m/s ve V2= 1.93 m/s bulunur.
a) Q=V1.A1=V2.A2=0.061 m3/s
 ∗  .  ∗ . 
 =
=
= .  ∗ 

 ∗ −
 =
 ∗  .  ∗ . 
=
= .  ∗ 

 ∗ −
b) Yukarıdaki reynolds sayılarından da görüleceği üzere akım türbünlanslı kabulümüz doğrudur, akım rejimi
türbülanslıdır.
c) Piyezometre eğrisi şekilde yeşil renkle gösterilmiştir. (Kodları yük kayıplarını 30 dan çıkararak bulabilirsiniz)
Soru 5- Yandaki şekilde verilen hazne-boru sisteminden B
noktasından 50 l/s lik bir debi alınmakta ise; (yersel yük kayıpları
dikkate alınmayacaktır)
a) 1 ve 2 nolu borulardan geçen hız ve debileri hesaplayınız.
(20 P)
72.82
b) Sistemin piyezometre eğrisini kodları göstererek çiziniz.(5 P)
Parametre
1
2
L(m)
2000
3000
D(mm)
300
250
f
0.02
0.025
a) ∑  =  −  =   , ∑  =  + 
 
 
 ∗
∗
+  ∗
∗
= 
 
 
 
 
.  ∗
∗
+ .  ∗
∗
= 
. 

.  
 + .   = .  . ------------------ 1
Q1=0.050 + Q2 -> V1*A1 = 0.005+ V2*A2
V1-0.69V2 =0.71 ---------------2
1 ve 2 nolu eşitlikler ortak çözülürse
V1=2.0 m/s V2=1.86 m/s bulunur. Q1=141 l/s, Q2=91.3 l/s ve
b) Yukarıdaki değerler vasıtası ile hf1 vd hf2 hesaplanabilir.
hf1=27.18 m , hf2=52.89 m bulunur.
100-27.18= 72.82 (piyezometre çizgisi şekil üzerinde yeşik renkli çizgilerle gösterilmiştir)
Başarılar Dilerim…..
Yrd.Doç.Dr. Ertuğrul ESMERAY
Download

Hidrolik Vize Sınavı Soru Çözümleri