Teknik Bilgi

Genleşme Hesabı

Sıcak akışkan kullanılan sistemlerde dikkat edilmesi gereken en önemli konulardan biri de borularda meydana gelen genleşmelerdir.

Servis borusunun içerisinden geçen akışkan ısısının etkisiyle servis borusunda ısıl genleşme meydana gelir. Isıtma hatlarının uygulamasında bu husus kesinlikle göz önünde bulundurulmalıdır. Aşağıda belirtilen hesaplamalar ile hattın genleşme durumu belirlenip, ön izolasyonlu kompansatör kullanılarak genleşmeler ve bundan dolayı oluşabilecek arızaların önüne geçilmelidir. Hesaplamalar çelik servis borusu varsayımı ile yapılmıştır ve uygulamanın yer altında veya yer üstünde olması esasına göre ikiye ayrılmıştır.

Yer üstünde montajı yapılacak olan ön izolasyonlu paket borular için genleşme hesabı aşağıdaki gibidir.

Bu formüldeki semboller ve birimleri şu şekildedir.

∆L (m)   : Borunun uzama miktarı

α (1/°C) : Genleşme katsayısı (Çelik için 1,2*10-5 alınır)

∆T (°C)   : Akışkan sıvının sıcaklığı ile hattın montajının yapıldığı andaki sıcaklığının farkı (Tsıvı – Tdış)

L (m)      : Genleşmeye maruz kalan hat uzunluğu


Yer altına montaj söz konusu ise toprak ile boru arasında meydana gelen sürtünme kuvvetini de göz önünde bulundurmak  gerekir.

Bu formüllerde yer alan sembollerin birim ve açıklamaları da şu şekildedir.

F (N/m)      : Tabii zeminin boruya uyguladığı sürtünme kuvveti

μ                : Sürtünme katsayısı (Toprak için 0,4 alınır)

D (m)         : Kılıf borusu dış çapı

z (m)         : Boru ekseninden yer yüzeyine olan mesafe

ρ (kg/m3)   : Tabii zemin yoğunluğu (Toprak için 1800 alınır)

g (m/sn2)   : Yer çekimi ivmesi (9,82 alınabilir)

E (N/mm2) : Elastisite modülü (Çelik için 2,1*105 alınabilir)

A (mm2)    : Taşıyıcı boru kesit alanı


Borularda meydana gelen genleşme kuvveti de(Newton) aşağıdaki formülden hesaplanabilir.

Burada dikkat edilmesi gereken nokta, St 37 kalitesinde çelik için müsade edilebilir çekme gerilmesinin 150 N/mm2  geçmemesi gerektiğidir. (St 37-2 için 183 N/mm2, St 52 için 277 N/mm2


Gömülü sistemlerde kompansatör kullanımını azaltmak amacı ile uzamanın sıfır olacağı boru uzunluğu belirlenip, bu noktada hattı ön izolasyonlu sabit mesnet kullanarak sabitleyip, kompansatör kullanmadan genleşme absorbe edilebilir. Aşağıdaki formülden hesaplanacak olan değer, sabitlemenin yapılacağı uzunluğu belirlemek için kullanılır.

Bu hesaplama yapılırken, hattın çok uzun olmaması ve düz bir hat olması gerekliliği de göz önünde bulundurulması gereken önemli bir husustur.

Kompasatör kullanımı dışında, alan olarak da uygun olan bölgelerde, aşağıda belirtilen ölçüler doğrultusunda Z veya U şeklinde montaj yapılarak borulardaki genleşme absorbe edilebilir.