Bir akışkanı taşımak için tüpler ve hortumlar kullanılır. Bahçecilik gibi kişisel kullanımların yanı sıra endüstriyel amaçlar için de kullanılırlar. Bahçecilik gibi basit uygulamalar için bile, ihtiyaçlarınızı karşıladığından emin olmak için uygun olanı (uzunluk, çap vb.) seçmeniz gerekir. Endüstriyel uygulamalar için daha karmaşık hale gelebilir. Bu makale, uygulamanız için bir hortum veya tüp seçme konusunda bilinçli bir karar vermeniz için mevcut tüm seçim kriterlerini vermeyi amaçlamaktadır.
Tüp, Hortum ve Boru Tanımları
Bir hortum, tüp ve boru neredeyse birbirinin yerine kullanılabilir, ancak farklı özelliklere sahiptirler.
- Tüp: Sıvıları veya gazları taşımak için kullanılan, tipik olarak plastik veya metalden yapılmış içi boş bir silindir.
- Hortum: Sıvıları veya gazları taşımak için kullanılan, tipik olarak plastik veya metalden yapılmış esnek bir tüp. Ancak sert de olabilir. Bir hortum da tipik olarak çok sayıda malzemeden yapılır.
- Boru: Tipik olarak, sıvıları veya gazları taşımak için kullanılan plastik veya metalden yapılmış sert bir tüp. Ancak esnek de olabilir.
Anlayabileceğiniz gibi, üç tanım da çok benzer. Burada tipik olarak “boru olarak sert boruları ve hortum olarak “esnek boruları” kastediyoruz. Hortumlar ve tüpler terimleri de birbirinin yerine kullanılır.
Hortumun icadı
1700'lerin sonlarında Amsterdam'da yaşayan Hollandalı Barok dönemi ressamı Jan van der Heyden, yalnızca şehir manzarası resimleriyle ün kazanmadı. Bir tuval sanatçısı, cam ressamı ve yazar olmasının yanı sıra, Amsterdam itfaiye teşkilatının da müfettişiydi. Jan adındaki oğluyla birlikte, Amsterdam'daki yangın pompalarında önemli iyileştirmeler yaptı ve 1673'te ilk yangın hortumunu icat ettiler. Botlar gibi uzun deri parçalarını birbirine ekerek, su ateşe daha yakın taşınabilir. Bu ilk hortumlar fazla basınca dayanamasa da, doğrudan ateşe püskürtmek mümkün hale geldi. Daha sonra Jan van der Heyden ve oğlu, sert tutmak için tel uygulayarak emme hortumunu da icat etti.
Seçim kriterleri
Bir boru veya hortum seçerken üç ana kriter uzunluk, çap ve malzemedir. Uygulama kriterlerinizi ve ortamınızı bilmek, tüpünüzün veya hortumunuzun bu üç bileşenini doğru şekilde seçmenize olanak tanır. Bir hortumun veya tüpün yanlış belirtilmesi, sızıntıya ve sistem kesintisine neden olan bir patlamaya veya arızaya neden olabilir.
Uzunluk
Gereksiz basınç düşüşünü önlemek için herhangi bir hortum veya tüpün uzunluğunu minimumda tutmak önemlidir. Bununla birlikte, sıcaklık, basınç, titreşimler veya bileşen hareketlerinden kaynaklanan uzunluk değişikliklerini telafi etmek için gerilimi ve yeterli gevşekliği önleyecek kadar uzun olması gerekir. Hortum/tüp uzunluğunuz tüm hareketlerin maksimum uzunluğunda belirtilmelidir.
Hortumun/tüpün uzunluğu boyunca basınç düşüşünü de dikkate almanız gerekir. Hortum/tüp ne kadar uzun olursa, basınç düşüşü o kadar büyük olur. Basınç düşüşünü azaltmak için hortumun veya borunun iç çapı arttırılabilir.
Çap
Bir hortumu veya tüpü boyutlandırırken, akış kapasitesini (Q) ve akış hızını (v) etkileyeceğinden iç çapın (ID) belirtilmesi gerekir. Genellikle enerji transferini optimize etmek ve maliyeti düşürmek arasında bir dengedir. Ancak, küçük boyutlu hortumlar büyük bir performans kaybına neden olabilir ve büyük boyutlu bir hortum, alan yetersizliği veya artan maliyetler nedeniyle kurulum sorunlarına yol açabilir.
Uygulama gereksinimlerinizi bilerek, daha sonra uygun iç çapı (mm olarak ID) belirleyebileceğiniz için akış kapasitenizi (l/dak cinsinden Q) ve akış hızınızı (m/sn cinsinden v) zaten bilmelisiniz. Uygun iç çapınızı bulmak için aşağıdaki denklemi kullanın.
Not: Denklem yalnızca genel akışkanlar için kullanılmalıdır, gazlar veya viskoz akışkanlar için kullanılmamalıdır.
Hortum veya boru çapını belirtmenin üç yolu vardır. Yalnızca iç çapa, yalnızca dış çapa (OD) veya her iki çapa göre. Örneğin, bir 3×2 hortum, 3 mm’lik bir OD ve 2 mm’lik bir ID anlamına gelir. Yalnızca dış çapı belirtirlerse, uygulamanız için çalıştığından emin olmak için iç çap değerini anlamak için teknik özellik sayfasına bakmanız gerekir. Dış çap, bir bağlantı parçası belirtmek gibi bağlantı amaçları için önemlidir. Gerekirse, et kalınlığını yukarıdaki denklemle hesaplayabilirsiniz.
Daha önce bahsedildiği gibi, iç çapın arttırılması hortumun/tüpün uzunluğu boyunca basınç düşüşünü azaltacaktır. Ancak daha sonra akış hızı azalır. Akışın laminer mi yoksa türbülanslı mı olduğunun ve hangi hızlarda laminerden türbülansa geçeceğinin farkında olmanız gerekir. Laminer bir akışta, basınç artışı akış hızındaki artışla doğrusaldır. Ancak çok fazla arttığında akış türbülanslı hale gelir ve basınç kaybı katlanarak artar. Yaygın uygulamalar için önerilen ortalama basınç hattı akış hızları:
- Basınçlı hava/pnömatik hatlar: 15-25 m/s
- Evsel su hatları: 1-3 m/s
- Hidrolik yağ hatları: 3-6 m/s
- Hidrolik emiş hatları: 0,6 -1,3 m/s
- Hidrolik dönüş hatları: 1,7 – 4,5 m/s
Malzeme
Bir hortum veya boru malzemesinin ortam sıcaklığına, ortam sıcaklığına, basınca dayanması ve ortama dayanıklı olması gerekir. Ayrıca, engellerin etrafında bükülmesi ve/veya dış nesnelerden yeterince dayanıklı olması gerekebileceğinden, kurulum için esnek veya yeterince sert olması gerekir.
Hortumunuzun/tüpünüzün yapıldığı malzeme, çalışma sırasında bozulmamasını sağlamak için çok önemlidir. Bir hortumun/tüpün malzemesi aşağıdakileri etkileyebilir:
- İşletme basıncı
- Basınç hatları için patlama basıncı
- Vakum hatları için çökme basıncı
- Çalışma sıcaklığı
- Dış ve iç çap ve tolerans
- Esneklik
- Bükülme direnci
- Aşınma direnci
- Kimyasal direnç
- Ağırlık
- Renk
- Çalışma döngüsü
Çeşitleri ve Takviye
Hortumların ve boruların çoğu ‘tek’tir, yani sadece bir hortumdur. Ancak hortumlar ve tüpler, birbirine dolanmamaları için düzenlilik ve güvenlik açısından birbirine yapıştırılabilir. Birden fazla hortum ve tüpün birbirine yapıştırılması, bunları örneğin PVC’den yapılmış bir ceketin içine koymanıza da olanak tanır. Bu ceket onlara dış etkilerden, hava koşullarından, yağlardan vb. ek koruma sağlar.
Hortumlar ve borular da birden fazla malzemeden yapılabilir. Genelde bu, bir iç hortumu bir dış malzemeyle gömerek yapılır. Ortam için yeterince dayanıklı, ancak yine de akışkan özelliklerine karşı dirençli olduğundan emin olmak için hortumunuzun/borunun dışında içeriden farklı bir malzeme kullanabilirsiniz. Her biri kendi avantajına sahip birçok farklı kombinasyon mevcuttur.
Buna ek olarak, genellikle hortum takviyesi olarak adlandırılan dolgular veya örgüler kullanılabilir. Bir hortumun güçlendirilmesi, özelliklerini genişletmenize olanak tanır. Örneğin, silikon gibi düşük basınçlı dayanıklı bir malzeme, yüksek basınçlı uygulamalara uygun hale getirmek için sıkıca sarılmış bir tekstil tabakasına gömülebilir ve bir dış silikon tabakasında kapsüllenebilir.
Basınç ve Sıcaklık
Hortumunuzun veya tüpünüzün basınç ve sıcaklık değerleri dahilinde çalışmasını sağlamak çok önemlidir. Üreticiler bu sayıları elde etmek için kapsamlı testler yaparlar ve genellikle belirli bir sıcaklıkta belirli bir basınç olarak listelenirler. Basınç hatları için, maksimum çalışma basıncının (statik basınç sınırı olarak da adlandırılabilir) altında çalışması önemlidir, ancak patlama basıncı derecesinin altında olduklarından emin olmak için herhangi bir basınç tepe noktasını da dikkate almak önemlidir. Sıcaklık derecesinin, ortamınızın yanı sıra ortamınızın sıcaklığının altında olması gerekir. Dikkate alınması gereken bir şey, sıcaklığın basıncınızı etkileyebileceğidir. Sıcaklık arttıkça basınç da artar (Charles Yasası). Bu nedenle, yüksek sıcaklıkta borunun basınç derecesi düşebilir. Örneğin, bir hortum, 20°C’de çalışma basıncının %100’ü olarak derecelendirilmişse, 60°C’de %50 olarak derecelendirilebilir. Malzeme seçiminiz çalışma basıncını ve sıcaklığını belirleyecektir.