Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi (Jan 2021)

Atmosfere Açılan Bir Boruda Sızma Debisi Parametrelerinin Sayısal Model ile İncelenmesi

  • Ömer Ekmekcioğlu,
  • Eyyup Ensar Başakın,
  • Mehmet Özger

DOI
https://doi.org/10.29130/dubited.779467
Journal volume & issue
Vol. 9, no. 1
pp. 265 – 277

Abstract

Read online

Bu çalışmada, bir su dağıtım şebekesinde oluşacak kayıpların hesaplanmasında kullanılan debi katsayısı incelenmiş olup, debi katsayısının delik alanı ve boru iç basıncının bir fonksiyonu olduğu ifade edilmiştir. Çalışmanın ilk kısmında tüm delik geometrileri için her bir zaman adımında basınç artırılarak sızıntı alanlarında değişimler incelenmiş olup, ikici aşamada ise debi katsayısının hesaplanması için hidrodinamik model kurulmuştur. Modelleme sonuçları elde edilen sızıntı değerleri Toricelli (orifis) denklemi ile modeller doğrulanmıştır. Doğrulamanın ardından, çeşitli incelemeler sonucunda, farklı delik alanlarına ve çeşitli basınç değerlerine göre dört farklı delik geometrisi için sonuçlar elde edilmiştir. Model sonucunda her delik geometrisi için, boyutsal homojenliğin sağlanması amacıyla fonksiyondaki değişkenler boyutsuz hale getirilmiş ve bir debi katsayısı fonksiyonu elde edilmiştir. Bu amaçla, delik alanının boru kesit alanına oranı olarak alan oranı (r) ve iç basıncın harici basınca oranı olarak basınç oranı (p) kullanılmıştır. Denklemlerin seçiminde, determinasyon katsayısı (R²), kök ortalama hata karesi (RMSE) ve ortalama mutlak hatası (MAE) gibi bazı performans göstergeleri dikkate alınmıştır. Optimum debi katsayısı fonksiyonlarına ait performans değerlendirmelerinde ise yuvarlak delik için R² = 0.93, dikdörtgen delik için R²=0.88, üçgen delik için R²=0.93 ve zikzak delik geometrisi için R²= 0.95 sonuçlarına ulaşılmıştır. Ayrıca, optimum denklemlerin seçiminde en düşük MAE ve RMSE değerlerinin elde edilmesine dikkat edilmiştir. Netice olarak, bu çalışma kapsamında literatürde ifade edilen debi katsayısı değerinin sabit olarak alınabileceği kanısının aksine, özellikle büyük ölçekli hesaplamalarda sızıntı debisi üzerinde ciddi etkisi olacağı düşünülen debi katsayısının 0.65 ile 0.74 arasında değişkenlik göstereceği ve her bir delik geometrisi ve oryantasyonu için farklı eşitlikler ile daha doğru sonuçlara ulaşılabileceği vurgulanmıştır.

Keywords