Kılavuzlar
TesisatOrta9 dk
Standards-Based

Su Basınç Kaybı Hesaplamaları - Kapsamlı Rehber

Darcy-Weisbach ve Hazen-Williams denklemleri, boru boyutlandırma ve su dağıtım sistemleri için basınç kaybı hesaplamalarını kapsayan kapsamlı rehber

Enginist Ekibi
Yayınlanma: 27 Ekim 2025
Güncelleme: 9 Kasım 2025
İlgili Hesaplayıcılar:Hidropnömatik SistemKazan Kullanım SuyuPompa Boyutlandırma Hesaplayıcı

İçindekiler

Su Basınç Kaybı Hesaplamaları - Kapsamlı Rehber

Boru sistemlerindeki su basınç kaybı, tesisat tasarımında kritik bir faktördür. Basınç kaybını doğru hesaplama, uygun su akışı, armatürlerde yeterli basınç ve verimli pompa boyutlandırması sağlar.

Giriş

Su dağıtım sistemlerindeki basınç kaybı şu nedenlerle oluşur:

  • Su ve kanal duvarları arasındaki sürtünme
  • Bağlantılar (dirsekler, T'ler, valfler)
  • Tesisat pürüzlülüğü ve malzeme özellikleri
  • Akış seviyeı ve türbülans

Doğru basınç kaybı hesaplamaları şunlar için gereklidir:

  • Pompa ve basınçlandırma sistemlerinin boyutlandırılması
  • Tüm armatürlerde yeterli basınç sağlanması
  • Bina kodlarına uyum (TS 2164, DIN 1988)
  • Performans ve verimlilik için iletim hattı çaplarının optimize edilmesi

Mühendislik Standartları

Türk Standartları (TS)

  • TS 2164: Bina Tesisatı - Su Temin Sistemleri
  • TS 12514: Su Temin Sistemleri - Tasarım ve Montaj

Avrupa Standartları (EN/DIN)

  • DIN 1988: Su Temin Sistemleri
  • EN 806: İnsan tüketimi için su ileten binalar içindeki tesisatlar için özellikler

Uluslararası Standartlar

  • ASHRAE El Kitabı: HVAC Uygulamaları
  • IAPMO: Uluslararası Tesisat ve Makine Mühendisleri Birliği

Temel Kavramlar

Basınç Birimleri

Su basıncı yaygın olarak şu şekilde ifade edilir:

  • mSS (metre su sütunu) - 1 mSS = 9.80665 kPa
  • Pa (Pascal) - SI birimi
  • kPa (kilopascal) - 1 kPa = 1000 Pa
  • bar - 1 bar = 100 kPa
  • psi (pound/kare inç) - İmparatorluk birimi

Akış Rejimleri

Laminer Akış (Re < 2000)

  • Pürüzsüz, düzenli akış
  • Düşük enerji kaybı
  • Bina su sistemlerinde nadir
  • Sürtünme faktörü: f = 64/Re

Geçiş Akışı (2000 < Re < 4000)

  • Kararsız akış koşulları
  • Tasarımda mümkünse kaçınılmalı

Türbülanslı Akış (Re > 4000)

  • Kaotik, karışık akış
  • Daha yüksek enerji kaybı
  • Bina su sistemlerinde yaygın
  • Sürtünme faktörü boru hattı pürüzlülüğüne bağlı

Reynolds Sayısı

Reynolds sayısı akış rejimini belirler:

Re=ρ×v×DμRe = \frac{\rho \times v \times D}{\mu}

Burada:

  • Re = Reynolds sayısı (boyutsuz)
  • ρ\rho = Su yoğunluğu (20°C'de 998.2 kg/m³)
  • v = Akış değerı (m/s)
  • D = Kondüit çapı (m)
  • μ = Dinamik viskozite (20°C'de 0.001002 Pa·s)

Hesaplama Yöntemleri

1. Darcy-Weisbach Denklemi

Darcy-Weisbach denklemi basınç kaybı hesaplaması için en doğru yöntemdir:

ΔP=f×LD×ρ×v22\Delta P = f \times \frac{L}{D} \times \frac{\rho \times v^2}{2}

Burada:

  • ΔP = Basınç kaybı (Pa)
  • f = Sürtünme faktörü (boyutsuz)
  • L = Hat uzunluğu (m)
  • D = Kanal çapı (m)
  • ρ\rho = Su yoğunluğu (kg/m³)
  • v = Akış miktarı (m/s)

mSS'ye dönüştürme:

ΔP=ΔPρ×g\Delta P = \frac{\Delta P}{\rho \times g}

Burada g = 9.81 m/s² (yerçekimi)

Sürtünme Faktörü Hesaplaması

Laminer akış için (Re < 2000):

f=64Ref = \frac{64}{Re}

Türbülanslı akış için (Re > 4000), Colebrook-White denklemini kullanın:

1f=−2log⁡10(ϵ/D3.72+2.51Re×f)\frac{1}{\sqrt{f}} = -2 \log_{10}\left(\frac{\epsilon/D}{3.72} + \frac{2.51}{Re \times \sqrt{f}}\right)

Burada ε = Tesisat pürüzlülüğü (mm)

Bu denklem örtülüdür ve iteratif çözüm gerektirir.

Boru Pürüzlülük Değerleri

MalzemePürüzlülük (mm)Tipik Kullanım
Bakır0.0015Konut, ticari
PVC0.0015Soğuk su, drenaj
PEX0.0007Modern konut
Çelik (yeni)0.045Endüstriyel
Çelik (eski)0.15-0.3Yıllar sonra

2. Hazen-Williams Denklemi

Hazen-Williams denklemi daha basit ancak Darcy-Weisbach'tan daha az doğrudur:

ΔP=10.67×Q1.852C1.852×D4.871×L\Delta P = 10.67 \times \frac{Q^{1.852}}{C^{1.852} \times D^{4.871}} \times L

Burada:

  • ΔP = Basınç kaybı (mSS)
  • Q = Debi (m³/s)
  • C = Hazen-Williams katsayısı
  • D = Iletim hattı çapı (m)
  • L = Boru hattı uzunluğu (m)

Hazen-Williams Katsayıları

MalzemeC DeğeriTipik Kullanım
Bakır130Konut, ticari
PVC140Soğuk su sistemleri
PEX150Modern sistemler
Çelik (yeni)100Endüstriyel
Çelik (eski)60-80Korozyon sonrası

Yöntemlerin Karşılaştırılması

YönDarcy-WeisbachHazen-Williams
DoğrulukYüksekOrta
KarmaşıklıkYüksekDüşük
UygulanabilirlikTüm akış rejimleriTürbülanslı akış
StandartlarAvrupa'da tercih edilenABD'de yaygın
Sıcaklık değeri etkisiAçıkÖrtük

Bağlantı Kayıpları

Bağlantılar akış bozulmaları nedeniyle ek basınç kaybına neden olur. Kayıp katsayısı yöntemi kullanılır:

ΔP=K×ρ×v22\Delta P = K \times \frac{\rho \times v^2}{2}

Burada K = Kayıp katsayısı

Kayıp Katsayıları

Bağlantı TipiK Değeri
90^∘\circ Dirsek0.9
45^∘\circ Dirsek0.4
T (düz)0.2
T (dal)1.8
Sürgülü Valf (açık)0.2
Glob Valf (açık)10.0
Çekvalf2.5
Küresel Valf (açık)0.1

Birden fazla bağlantı için:

ΔP=∑(Ki×ni)×ρ×v22\Delta P = \sum (K_{i} \times n_i) \times \frac{\rho \times v^2}{2}

Burada nin_i = i tipindeki bağlantı sayısı

Çözümlü Örnek 1: Konut Su Temini

Problem

20°C'de 2.5 L/s su taşıyan, 50m uzunluğunda, 25mm bakır kondüit için basınç kaybını hesaplayın.

Çözüm

Adım 1: Akış hız değeriını hesaplayın

Hat alanı: A=π×(0.025/2)2=0.000491A = \pi \times (0.025/2)^2 = 0.000491 m²

Akış debiı: v=QA=0.00250.000491=5.09v = \frac{Q}{A} = \frac{0.0025}{0.000491} = 5.09 m/s

Adım 2: Reynolds sayısını belirleyin

Re=ρ×v×DμRe = \frac{\rho \times v \times D}{\mu} Re=998.2×5.09×0.0250.001002=126,800Re = \frac{998.2 \times 5.09 \times 0.025}{0.001002} = 126,800

Adım 3: Sürtünme faktörünü bulun

Akış türbülanslı (Re > 4000). Colebrook-White kullanarak:

ϵD=0.001525=0.00006\frac{\epsilon}{D} = \frac{0.0015}{25} = 0.00006

İteratif çözüm: f≈0.0185f \approx 0.0185

Adım 4: Basınç kaybını tespit edin (Darcy-Weisbach)

ΔP=f×LD×ρ×v22\Delta P = f \times \frac{L}{D} \times \frac{\rho \times v^2}{2} ΔP=0.0185×500.025×998.2×5.0922\Delta P = 0.0185 \times \frac{50}{0.025} \times \frac{998.2 \times 5.09^2}{2} ΔP=0.0185×2000×12,930=478,410 Pa=48.8 mSS\Delta P = 0.0185 \times 2000 \times 12,930 = 478,410 \text{ Pa} = 48.8 \text{ mSS}

Adım 5: mSS'ye dönüştürün

ΔPmSS=478,410998.2×9.81=48.8 mSS\Delta P_{\text{mSS}} = \frac{478,410}{998.2 \times 9.81} = 48.8 \text{ mSS}

Sonuç

Basınç kaybı = 48.8 mSS (478 kPa)

Bu çok yüksek! Düşünün:

  • Daha büyük çapta kanal kullanın (32mm veya 40mm)
  • Debuyu azaltın
  • Basınçlandırma pompası kullanın

Çözümlü Örnek 2: Bağlantılarla

Problem

Örnek 1'deki aynı tesisat, ancak:

  • 5 ×90°\times 90° dirsek
  • 2 ×\times sürgülü valf
  • 1 ×\times T (dal)

Çözüm

Adım 1: Bağlantı kayıplarını değerlendirin

Ktoplam=(5×0.9)+(2×0.2)+(1×1.8)=6.7K_{\text{toplam}} = (5 \times 0.9) + (2 \times 0.2) + (1 \times 1.8) = 6.7 ΔPbag˘lantılar=Ktoplam×ρ×v22\Delta P_{\text{bağlantılar}} = K_{\text{toplam}} \times \frac{\rho \times v^2}{2} ΔPbag˘lantılar=6.7×12,930=86,631 Pa=8.8 mSS\Delta P_{\text{bağlantılar}} = 6.7 \times 12,930 = 86,631 \text{ Pa} = 8.8 \text{ mSS}

Adım 2: Toplam basınç kaybı

ΔPtoplam=ΔPsu¨rtu¨nme+ΔPbag˘lantılar\Delta P_{\text{toplam}} = \Delta P_{\text{sürtünme}} + \Delta P_{\text{bağlantılar}} ΔPtoplam=48.8+8.8=57.6 mSS (565 kPa)\Delta P_{\text{toplam}} = 48.8 + 8.8 = 57.6 \text{ mSS} \text{ (565 kPa)}

Bağlantı kayıpları toplam basınç kaybına %18 ekler.

Tasarım Kılavuzları

Hız Limitleri

UygulamaÖnerilen OranMaksimum Seviye
Konut0.8-1.5 m/s2.0 m/s
Ticari1.5-2.5 m/s3.0 m/s
Endüstriyel2.0-3.0 m/s4.0 m/s
Yangın söndürme3.0-5.0 m/s6.0 m/s

Basınç Kaybı Limitleri

Sistem TipiMaksimum Basınç Kaybı
KonutKat başına 5 mSS
TicariKat başına 10 mSS
Yüksek yapıKat başına 15 mSS

Boru Boyutlandırma Kılavuzları

  1. Debi ile başlayın armatür birimlerinden
  2. İlk çapı seçin değer limitlerine göre
  3. Basınç kaybını ölçün Darcy-Weisbach kullanarak
  4. Limitler içinde mi kontrol edin sistem tipi için
  5. İterasyon yapın gerekirse daha büyük çap ile

Yaygın Hatalar

1. Bağlantı Kayıplarını Görmezden Gelmek

Bağlantı kayıpları toplam basınç kaybının %20-50'si olabilir. Her zaman dahil edin.

2. Yanlış Pürüzlülük Kullanmak

Eski çelik borular yeni borulardan önemli ölçüde daha yüksek pürüzlülüğe sahiptir.

3. Sıcaklık Etkileri

Su viskozitesi sıcaklıkla azalır, Reynolds sayısını ve sürtünme faktörünü etkiler.

4. Boruları Aşırı Büyütmek

Daha büyük borular basınç kaybını azaltırken, malzeme gereksinimlerini artırır ve akış miktarını azaltır (çökeltme riski).

5. Yükseklik Farkını Hesaba Katmamak

Yükseklik değişiklikleri basınç ekler/çıkarır: ΔP=ρ×g×h\Delta P = \rho \times g \times h

İleri Konular

Sıcaklık Düzeltmesi

Su özellikleri sıcaklıkla değişir:

Isıl değer (°C)Yoğunluk (kg/m³)Viskozite (Pa·s)
10999.70.001307
20998.20.001002
40992.20.000653
60983.20.000467

Sıcak su sistemleri için, çalışma sıcaklığındaki özellikleri kullanın.

Boru Yaşlanması

Çelik borular zamanla korozyona uğrar, pürüzlülüğü artırır:

YaşPürüzlülük Artışı
YeniTemel değer
10 yıl+%50
20 yıl+%100
30 yıl+%200

Su Darbesi

Hızlı valf kapanması su darbesine neden olur:

ΔP=ρ×c×v\Delta P = \rho \times c \times v

Burada c = Dalga hız değeriı ≈1400\approx 1400 m/s (su için)

Su darbesi 10 bar'ı aşabilir! Kullanın:

  • Yavaş kapanan valfler
  • Şok tankları
  • Hava odaları

Sorun Giderme

Armatürlerde Düşük Basınç

Nedenler:

  • Küçük çaplı borular
  • Çok fazla bağlantı
  • Yüksek yükseklik farkı
  • Tıkanmış borular

Çözümler:

  • Iletim hattı çapını artırın
  • Bağlantı sayısını azaltın
  • Basınçlandırma pompası kurun
  • Boruları temizleyin/değiştirin

Yüksek Basınç Kaybı

Nedenler:

  • Küçük çaplı borular
  • Yüksek akış debiı
  • Aşırı bağlantı
  • Pürüzlü boru hattı malzemesi

Çözümler:

  • Daha büyük çap kullanın
  • Debuyu azaltın
  • Düzeni optimize edin
  • Daha pürüzsüz malzeme kullanın (bakır, PEX)

Sonuç

Doğru su basınç kaybı hesaplamaları, su dağıtım sistemlerinde yeterli basınç sağlamak ve sistem performansını optimize etmek için kritik öneme sahiptir. Darcy-Weisbach ve Hazen-Williams denklemlerini kullanarak, mühendisler boru boyutlandırmasını ve pompa seçimini optimize edebilir.

Temel çıkarımlar: Sürtünme kayıplarını doğru hesaplayın, bağlantı kayıplarını hesaba katın, toplam sistem kaybını optimize edin, uygun boru boyutunu seçin, pompa basıncını doğru belirleyin ve düzenli bakım yapın.

Temel Çıkarımlar

  • Sürtünme kayıplarını doğru hesaplayın—Darcy-Weisbach veya Hazen-Williams denklemlerini kullanarak, boru çapı, uzunluk, debi ve malzeme özelliklerini hesaba katın
  • Bağlantı kayıplarını hesaba katın—dirsek, vana, geçiş ve diğer bağlantılar için K değerleri kullanın, toplam kayıp hesaplamasına dahil edin
  • Toplam sistem kaybını optimize edin—boru boyutunu artırarak, debiyi azaltarak, düzeni optimize ederek, daha pürüzsüz malzeme kullanarak
  • Uygun boru boyutunu seçin—hız limitlerini takip edin (1-3 m/s), basınç kaybını minimize edin, maliyet ve performans arasında denge kurun
  • Pompa basıncını doğru belirleyin—toplam sistem kaybına göre pompa basıncı seçin, güvenlik marjı ekleyin, enerji verimliliği için değişken hızlı pompalar düşünün
  • Düzenli bakım yapın—boru temizliği, bağlantı kontrolü, basınç izleme, sistem performansını koruyun

İleri Öğrenme

Referanslar ve Standartlar

Birincil Standartlar

TS 2164 Bina Tesisatı - Su Temin Sistemleri. Su dağıtım sistemleri için tasarım ve kurulum gereksinimlerini belirtir.

DIN 1988 Su Temin Sistemleri. Su temin sistemleri için tasarım ve kurulum gereksinimlerini belirtir.

Destekleyici Standartlar ve Kılavuzlar

ASHRAE El Kitabı - HVAC Uygulamaları Bölüm 22: Su Dağıtım Sistemleri. Su basınç kaybı hesaplamaları ve sistem tasarımı için kapsamlı rehberlik sağlar.

IAPMO Uluslararası Tesisat Kodu. Tesisat sistemleri için kod gereksinimlerini belirtir.

Crane Teknik Makale 410 Akışkanların Akışı. Boru sistemlerinde akış ve basınç kaybı hesaplamaları için detaylı bilgi sağlar.

İleri Okuma

Not: Standartlar ve kodlar düzenli olarak güncellenir. Her zaman projenizin konumuna uygun mevcut kabul edilmiş sürümü kullandığınızı doğrulayın. Özel gereksinimler için yargı yetkisine sahip yerel makamlara danışın.

Sorumluluk Reddi: Bu rehber, uluslararası tesisat standartlarına dayalı genel teknik bilgiler sağlar. Hesaplamaları her zaman geçerli yerel kodlarla doğrulayın ve gerçek kurulumlar için lisanslı profesyonellere danışın. Tesisat sistemi tasarımı yalnızca kalifiye profesyoneller tarafından yapılmalıdır. Bileşen derecelendirmeleri ve özellikleri üreticiye göre değişebilir.

Sonraki Adımlar: Belirli sisteminiz için basınç kaybını hesaplamak üzere Su Basınç Kaybı Hesaplayıcımızı kullanın.

Frequently Asked Questions

Su Basınç Kaybı Hesaplama | Enginist