Pompa
Pompa, sıvıları hareket ettirmeye yarayan makinelere denir. Havayı ve başka gazları pompalamak için kullanılan makinelere ise hava pompası denir; vakum pompaları ve kompresörler hava pompası türleridir.
İnsanların tarımla uğraşmaya başladıkları ilk dönemlerde karşılaştıkları en önemli sorunlardan biri, tarlaları sulayabilmek için ırmaktaki suyu yükseğe taşıyabilmekti. Önceleri, iplerin ucuna bağlanmış kovalardan yararlanmaya çalıştılar; ama bir süre sonra Çinliler ve Mısırlılar daha pratik bir yöntem geliştirdiler. Kovaları büyük bir çarkın çevresine yerleştirdiler; çark suyun akışıyla dönüyor, kovalar suya daldıkça doluyor, yukarı çıkan kova suyunu bir oluğa boşaltıyordu. Çark bazen eşek, deve ve hatta insan gücüyle döndürülüyor, bazen de bir yel değirmenine bağlanıyordu.
İster hava, ister su pompalamak için kullanılsın, pompalar genellikle iki sınıfa ayrılır: Alternatif hareketli (yani ileri geri hareketli, itmeli) pompalar ve dönel pompalar.
Alternatif Hareketli Pompalar
En eski alternatif hareketli pompa türlerinden biri emme tulumba'dır. Emme tulumbanın nasıl çalıştığını anlayabilmek için, örneğin meyve suyunun kamışla emilmesi olayını inceleyelim. Bilindiği gibi Dünya atmosferi vücudumuzun üzerinde santimetre kareye yaklaşık 1 kilogramlık bir basınç uygular. Biz bunun farkına varmayız; çünkü, dış hava basıncı içimizdeki basınçla dengelenir. Kamış emildiğinde içindeki hava boşalır, dolayısıyla bardaktaki meyve suyunun yüzeyinde etkili olan basınç artar ve meyve suyunu kamışın içine iter.
Tulumbalarda, bir silindir ile bu silindirin içinde tulumba kolu yardımıyla aşağı yukarı hareket ettirilebilen bir piston bulunur. Pistonun ortasındaki delik ile silindirin dibindeki delik supap'larla kapalıdır; “klape” denen bu supaplar suyun yalnızca bir yönde geçmesine izin verir. Silindirin altındaki emme borusu kuyudaki suya kadar uzanır; bu boru örneğimizdeki kamışa benzetilebilir. Piston kaldırıldığında, piston supabı kapanır ve atmosfer basıncı suyun emme borusunda yükselerek silindire dolmasını sağlar. Piston aşağı doğru hareket ettirildiğinde bu kez silindirin dibindeki supap kapanır, piston supabı açılır ve su, pistonun üstündeki boşluğa geçer. Piston yeniden kaldırıldığında, supabı kapanır ve üstündeki su tulumbanın ağzından dışarı boşalır. Emme tulumbalar suyu kuramsal olarak yaklaşık 10 metreden daha yükseğe çıkaramaz; çünkü, yaklaşık 10 metrelik bir su sütunu, deniz düzeyinde var olan atmosfer basıncına denk bir basınç doğurur (atmosfer basıncı, emme borusunda bundan daha yüksek bir su sütununu tutmaya yetmez). Uygulamada tulumba verimi yüzde 100 olamayacağı için bu yükseklik çok daha azdır.
Suyu bundan daha yükseğe çıkarmak için basma tulumba kullanılır. Basma tulumba kuyunun dibine yakın bir noktaya yerleştirilebilir. Piston tepedeki tulumba koluna uzun bir çubukla bağlanır. Çubuk, silindirin tepesinde yer alan ve su sızmasına izin vermeyen bir delikten geçer. Emme tulumbadan farklı olarak, basma tulumbada bir basma borusu ve suyun silindirden bu boruya geçişini sağlayan deliği tek yönde kapamaya yarayan fazladan bir supap vardır. Basma tulumba emme tulumbaya benzer biçimde çalışır; ama piston silindirin tepesine ulaşıp yeniden aşağı doğru hareket etmeye başladığı zaman, basma borusu supabı basma borusundaki suyun ağırlığıyla kapanır ve borudaki suyun silindire geri dönmesini önler.
Eski Romalılar alternatif piston hareketli pompalar kullanırlardı; 16. yüzyılda da Orta Avrupa’da, derin maden ocaklarından suyu dışarı pompalamak için bu tür pompalar yaygınlaştı. Bu pompaların silindirleri bazen içi boşalmış ağaç gövdelerinden yapılırdı. 18. yüzyılda Thomas Newcomen ve James Watt’ın bulduğu buhar makinelerinden pistonlu pompaları çalıştırmakta yararlanıldı.
Diyaframlı pompa, piston yerine deri, kauçuk ya da ince bir metalden yapılmış esnek bir diyaframın (yani zarın) bulunduğu alternatif hareketli bir pompa türüdür. Bu tür pompalar inşaatlarda suyun dışarı atılması için kullanılır. İnşaatlarda pistonlu pompalar kullanılırsa, suyun içindeki kum ve öbür katı parçacıklar pistonun ve silindirin kısa sürede yıpranmasına neden olur. Diyaframlı pompalarda diyaframdan herhangi bir kaçak olamayacağı için, bu tip pompalar otomobillerde yakıt deposundan karbüratöre benzin pompalamak için çok kullanılır. Ateşi körüklemek için kullanılan eski moda körükler gerçekte diyaframlı bir pompadır.
Bisiklet pompası, pistonu supap işlevi de gören basit bir aygıttır. Piston geriye doğru çekilirken yumuşak deriden ya da plastikten yapılmış conta biçimindeki piston ile silindir çeperi arasından geçen hava, pistonun önünde kalan silindir boşluğuna dolar. Piston ileri doğru giderken hava sıkışır ve contanın kenarını silindir çeperine bastırır; böylece havanın geri kaçması önlenir. Sıkışan hava esnek bağlantı borusundan bisiklet lastiğine geçer; tekerlek lastiğindeki supap, içeri dolan havanın geri kaçmasını önler.
Dönel Pompa
Makinelerin çalışan parçalarına basınçlı yağ basmak için çok kullanılan dişli pompa basit bir dönel pompa tipidir. Dişli pompanın karterinde iki dişli çark vardır; bunlardan biri motora bağlıdır ve kendisi döndükçe öbür dişli çarkı da döndürür. Bu dişli çarklar kartere öyle yerleştirilmiştir ki, basılacak yağ karterin bir yanından öbür yanma (ya da yağ giriş tarafından yağ çıkış tarafına) ancak dişlilerin dönmesiyle ve bu dönme sırasında birbiriyle temas eden dişlerin arasından taşınarak geçebilir. Birbirini iyi kavrayan dişler arasından geriye yağ dönüşü olamayacağından, bu tür pompalarda supaba gerek kalmaz. Uçakların hidrolik sistemlerinde, örneğin tekerlek kaldırma indirme donanımlarında dişli pompalar kullanılır.
Yarıdönel pompalar genellikle küçük teknelerde, dipte biriken suyu dışarı atmak için kullanılır. Bunlar aslında basma tulumba ilkesine göre çalışır. Ama bu pompaların tambur biçimindeki karterinde, piston yerine, bir kolun ileri geri hareketiyle önce bir yönde sonra buna ters yönde yarım dönüşler yapan bir pala ya da kanat bulunur.
Merkezkaç pompa ya da santrifüj pompa denen pompaların ortasında bir çark vardır. Pompalanacak su ya da sıvı çarkın göbeğinden geçip kıvrık pervane kanatlarının arasına girer ve bu kanatlarca pompa karterinin çeperlerine doğru savrulur. Suyun basıldığı pompa karteri salyangoz biçimindedir.
Türbokompresörler. Gaz türbinlerinde ya da jet uçaklarının motorlarında yanmanın tam olması için büyük miktarda havaya gerek vardır; bu hava genellikle türbokompresörle basılır. Türbokompresör en basit biçimiyle, bir karter ile bu karterin içinde hızla dönen bir vantilatörden oluşur. Vantilatörün kanatları genellikle birkaç sıra halindedir.
