Sulama Kuyularında Çakıl Zonu Genişliklerinin Kritik Dalma Derinliğine ve Vorteks Oluşumuna Etkisi

Year 2019, Volume: 6 Issue: 2, 153 - 167, 22.04.2019

Osman Özbek

https://doi.org/10.30910/turkjans.556594

Abstract

Bu çalışma tipik bir sulama amaçlı derin kuyu
modeli üzerinde yürütülmüştür. Çalışmada hidrolik yük, teçhiz borusu çapı
filtre tipi, filtre uzunluğu ve pompa tipi sabit tutulmuştur. Bu çalışmada
sulama amaçlı derin kuyu donanımlarından çakıl zonu genişliğinin üç farklı
seviyesi için, değişik pompa debisi ve dalma derinliklerinde gürültü seviyesi,
çıkış basıncı, vakum basıncı, su giriş hızları, çekilen güç değerleri ölçülmüştür.
Elde edilen ölçümler sonucunda farklı çakıl zonu genişliklerinin kritik dalma
derinliğine, vorteks dalma derinliği ve tipine, gürültü ve güç değerlerine
etkisi belirlenmiştir. Araştırma bulgularına göre her üç çakıl zonu genişliği
için de debi arttıkça kritik dalma derinliği artmıştır. Kritik dalma derinliği,
sabit debide ve farklı çakıl zonu kalınlıklarında belirgin bir değişim
göstermemiştir. Kritik dalma derinliği tüm kombinasyonlar da 257.6 ile 617.7 mm
arasında değişmiştir.  Düşük dalma
derinliklerinde oluşan vorteks dalma derinliği genel olarak debinin artması ile
artmıştır. Vortekslerin tipleri debi ve dalma derinliğine bağlı olarak değişim
göstermiştir. Genel olarak düşük dalma derinliklerinde sürekli hava girişli
vorteks oluşurken, biraz daha yüksek dalma derinliklerinde oluşan vorteksler
hava girişi olmayan tip olarak tespit edilmiştir. Pompanın
sabit debi değerlerinde farklı dalma derinliklerinde oluşturduğu gürültü
seviyelerinin ortalamaları en düşük ÇZK1 kombinasyonunda en yüksek ise ÇZK3 kombinasyonunda
elde edildiği görülmüştür. Çakıl zonu genişliklerinin pompa kritik dalma
derinliğine doğrudan etkisinin olmadığı, ancak dolaylı olarak etkilediği
belirlenmiştir

Keywords

Sulama derin kuyusu, çakıl zonu genişliği, pompaj, dalma derinliği

Effect of Gravel Zone Widths on Critical Plunge Depth and Vortex Formation in Irrigation Wells

Abstract

This study was carried out
on a deep well model for typical irrigation purposes. In this study, hydraulic
load, equipment diameter, filter type, filter length and pump type are kept
constant. In this study, noise level, outlet pressure, vacuum pressure, water
inflow velocity, drawn power values were measured for three different levels of
gravel zone width for different irrigation flow rates and plunge depths. As a
result of the measurements obtained, the effect of different pebble zone widths
on critical plunge depth, depth and type of vortex plunge, noise and power
values were determined. According to the research findings, the depth of the
critical plunge increased as the flow rate increased for all three gravel zone
widths. The critical depth of plunge did not show a significant change in
constant flow and different gravel zone thicknesses. The critical depth of the
plunge ranged from 257.6 to 617.7 mm in all combinations. The depth of the
plunge plunging at the low plunge depth was increased with the increase of the
flow rate. The types of vortexes vary depending on the flow and depth of
plunge. Generally, vortex with continuous air inlet at low depths, while
vortices formed at slightly higher plunge depths have been identified as
non-air inlet type. It was observed that the average noise level of the pump at
different depths of flow in the constant flow rate values was obtained at the
lowest ÇZK1 combination and the highest in the ÇZK3 combination. It was
determined that the gravel zone widths had no direct effect on the critical
depth of the pump but indirectly affected.

Keywords

Irrigation deep well, gravel zone width, pumping depth, depth of plunge, critical depth of plunge

References

• Akpınar, K. 1999. Su Sondaj Kuyularının Açılması ve İşletilmesi Sırasında Çıkan Sorunlar ve Çözümleri. ISBN 975-94033-0-7, Ankara.
• Anonim, 1998. American National Standard for Pump Intake Design. Hydraulic Institu, New Jersey.
• Anonim, 2002. Rotodinamik Pompalar–Hidrolik Performans Kabul Deneyleri, Sınıf 1 ve Sınıf 2. Türk Standardları Enstitüsü, Ankara.
• Anonim, 2014. For pumps-submersible-clean water. Ankara, Turkish Standards Institute.
• Boman, B., Shukla, S., Hardin, J. 2003. Design and Construction of Screened Wells for Agricultural Irrigation Systems. EDIS University of Florida.
• Čdina, M., 2003. Detection of cavitation phenomenon in a centrifugal pump using audible sound. Mechanical systems and Signal Processing, 17: 1335-1347.
• Christiansen, C. 2005. Pumping from Shallow Streams in: Mines, N.R.a. (Ed.), Natural Resource Sciences p. 2.
• Çalışır, S., Eryılmaz, T., Hacıseferoğulları, H., Mengeş, H.O. 2007. Santrifüj Pompalarda Gürültü. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi.
• Çalışır, S., 2009. Sulamada Pompaj Tesisleri. Tarım Makinaları, Editör: Gazanfer Ergüneş. Nobel Yayınları, 351-413.
• Çebi, T. 1994. Yeraltı Suyunda İçme ve Kullanma Suyu Temin Amaçlı Kuyularda Tasarım Teknikleri. Jeoloji Mühensiliği Dergisi, 70-87.
• Hanson, B. 2000. Irrigation Pumping Plants (UC Irrigation and Drainage Specialist), Department of Land, Air and Water Resources, University of California, Davis.
• Möller, G., Detert, M., Boes, R.M. 2015. Vortex-induced air entrainment rates at intakes. Journal of Hydraulic Engineering, 141, 04015026.
• Okamura, T., Kamemoto, K., Matsui, J. 2007. CFD Prediction and Model Experiment on Suction Vortices in Pump Sump.
• Polak, K., Kaznowska-Opala, K., Pawlecka, K. 2016. Causes of Decreased discharge and damage to a dewatering well’s gravel coat. Mine Water and the Environment, 35: 120-127.
• Rafferty, K., 2001. Specification of water wells. Geo-Heat Center.
• Sarkardeh, H. 2017. Minimum Reservoir water level in hydropower dams. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 30: 1017-1024.
• Yildirim, N., Akay, H., Taştan, K. 2011. Critical submergence for multiple pipe intakes by the potential flow solution. Journal of Hydraulic Research, 49: 117-121.