wiczenie laboratoryjne 5 Charakterystyki pompy od rodkowej. Praca zespołu pomp (opracowała dr in. E. Kubrak)

Transkrypt

1 wiczenie laboraoryjne 5 Charakeryyki omy od rodkowej Praca zeołu om (oracowała dr in E Kubrak) Cel wiczenia Celem wiczenia je: wyznaczenie u yecznej wyoko ci odnozenia omy, mocy ilnika S oraz wółczynnika rawno ci inalacji omowej rzy ałej r dko ci obroowej ilnika n, orz dzenie wykreu charakeryyk = f(), S = f(), = f() dla om racuj cych amodzielnie, oł czonych zeregowo lub równolegle, wyznaczenie unku racy om racuj cych amodzielnie, oł czonych zeregowo lub równolegle Pom o urz dzenie mechaniczne, kóre wymuza rzeływ cieczy w rzewodzie Jej działanie olega na wywarzaniu ró nicy ci nie mi dzy rzewodem awnym (wloem do omy) i łocznym (wyloem z omy) oraz rzekazaniu energii ze ródła zewn rznego ilnika na dzaj cego om na ciecz manomeryczna wyoko łoczenia wakuomeryczna wyoko ania Wrowadzaj c oznaczenia: z z geomeryczna wyoko ania, g d wakuomeryczna wyoko ania wyznaczono: Podaw analiz wółracy omy z rzewodem anowi bilan energii mechanicznej cieczy Dla rzekroju w zbiorniku dolnym - i w rzewodzie awnym rzed om - zaiuje i go na uj co: zd z h () g a ci nienie amoferyczne, ci - nienie w rzewodzie awnym, r dko rzeływu w rzewodzie awnym, z d rz dna zwierciadła wody w zbiorniku dolnym, z rz dna rzewodu awnego, h ray energii w rzewodzie awnym Ry Wółraca omy z rzewodem g h h () g g Geomeryczna wyoko ania je wyoko ci wznieienia oi omy nad zwierciadłem cieczy w zbiorniku dolnym Je ona równa wakuomerycznej wyoko ci ania omniejzonej o wyoko r dko ci i ra w rzewodzie awnym Dla rzekroju - znajduj cego i w rzewodzie łocznym u za om i w zbiorniku górnym - bilan energii mechanicznej cieczy ma oa : z zg h () g ci nienie w rzewodzie łocznym, r dko rzeływu w rzewodzie łocznym, z g rz dna zwierciadła cieczy w zbiorniku górnym, z rz dna rzewodu łocznego, h ray energii w rzewodzie łocznym Wrowadzaj c oznaczenia: z z - geomeryczna wyoko łoczenia, g m m g z z d = g Linia energii Linia ci nie iezomerycznych - manomeryczna wyoko łoczenia, wyznaczono: z geomeryczna wyoko ania g g geomeryczna wyoko łoczenia g geomeryczna wyoko odnozenia h z g = h u yeczna wyoko odnozenia g a g h m g h (4)

2 Geomeryczna wyoko łoczenia je wyoko ci wznieienia zwierciadła cieczy w zbiorniku górnym nad oi rzewodu łocznego w rzekroju znajduj cym i u za om Je ona równa manomerycznej wyoko ci łoczenia omniejzonej o wyoko r dko ci i ra w ym rzewodzie Wyoko energii, kór ma doarczy om rzeływaj cej cieczy nazywa i u yeczn (całkowi ) wyoko ci odnozenia omy Wielko okre la i z równania Bernoullego zaianego dla rzekrojów - i -: zd zg h h (5) g g Ró nic rz dnych cieczy w zbiorniku górnym i dolnym okre la i jako geomeryczn wyoko odnozenia omy : z z (6) g d g g Geomeryczna wyoko odnozenia omy je um geomerycznej wyoko ci ania i łoczenia U yeczna (całkowia) wyoko odnozenia omy je um geomerycznej wyoko ci odnozenia i wyoko ci ra w rzewodzie cym i łocz cym: h h (7) Warunki racy omy charakeryzuj ramery: na enie rzeływu cieczy, całkowia wyoko odnozenia oraz moc omy ydrauliczne (eoreyczne) zaorzebowanie mocy omy wyra a i wzorem: W (8) oc ilnika S mui by wi kza od eoreycznej, oniewa mui dodakowo uwzgl dnia oory ruchu w omie oraz rawno urz dzenia omowego oc ilnika mui wi c by równa: [W] (9) gdzie je wółczynnikiem rawno ci inalacji omowej Pom wółracuje z rzewodem awnym i łocznym Wyoko energii doarczonej rzez om je równa u yecznej wyoko ci odnozenia Zale no () mi dzy u yeczn wyoko ci odnozenia omy i na eniem rzeływu nazywa i charakeryyk omy Zale no h () mi dzy wyoko ci ra ci nienia h i na eniem rzeływu nazywana je charakeryyk rzewodu Charakeryyka rzewodu owi kzona o geomeryczn wyoko odnozenia nazywa i rowadzon charakeryyk rzewodu Okre lenie warunków racy omy z rzewodem olega na wyznaczeniu wółrz dnych unku rzeci cia charakeryyki omy i rowadzonej charakeryyki rzewodu Punk en je nazywany unkem racy omy i okre la na enie rzeływu w rzewodzie rzy wyoko ci odnozenia omy Znajomo unku racy omy ozwala wyznaczy moc ilnika oraz wółczynnik rawno ci inalacji omowej Ry Podawowe charakeryyki racy omy rzy = con Wyznaczenie unku racy omy oc niezb dna do zailania omy ro nie wraz z na eniem rzeływu Waro wółczynnika rawno ci ocz kowo ro nie z na eniem rzeływu, oi ga makimum i na nie maleje Pom owinna racowa w obzarze makymalnych waro ci wółczynnika rawno ci Zmiana r dko ci k owej omy wirowej zmienia na enie rzeływu cieczy rzez om, jej wyoko odnozenia, a zaem równie moc niezb dn do zailania omy Zmiany e oiane zale no ciami:,,, charakeryyka mocy ilnika () rowadzona charakeryyka rzewodu, () charakeryyka rawno +h() ci inalacji Punk racy omy charakeryyka omy () ()

3 =f() =f() Równoległe oł czenie om P P =f() Pomy mog racowa w zeołach oł czonych zeregowo lub równolegle Poł czenie równoległe je oowane w celu zwi kzenia wydajno ci układu Ł czny wydaek zeołu om je równy umie na e ozczególnych om, naomia ka da w ych om doarcza ak am wyoko energii W celu okre lenia unku racy omy wyznacza i wydkow charakeryyk zeołu om rzez zumowanie na e rzeływu rzy akiej amej wyoko ci odnozenia Punk rzeci cia ej krzywej ze rowadzon charakeryyk rzewodu je unkem racy =+ Szeregowe oł czenie om P =f() = + =f() =f() P Ry Schema wyznaczania unku racy dla zeołu om oł czonych równolegle Poł czenie zeregowe om ozwala zwi kzy wyoko odnozenia układu, kóra je równa umie wyoko ci odnozenia ych om Wydaek zeołu odowiada wydakowi ojedynczej omy Wydkow charakeryyk zeołu om orzymuje i umuj c rz dne wyoko ci odnozenia rzy ym amym na eniu rzeływu Punk rzeci cia wydkowej charakeryyki ze rowadzon charakeryyk rzewodu je unkem racy układu Ry 4 Schema wyznaczania unku racy dla zeołu om oł czonych równolegle i zeregowo Oi anowika badawczego iernik momenu obroowego Silnik elekryczny Ołona rz gła z czujnikiem r dko ci 4 Przeływomierz mogneyczno-indukcyjny 5 Pomy od rodkowe (P-ylna, P-rzednia) 6 Zawory kulowe Z i 7 Czujniki ci nienia rzewodu łocz cego ( i ) 4 8 Czujniki ci nienia rzewodu cego ( i ) 9 Zawór odcinaj cy na owrocie Zawór kulowy do oł czenia zeregowego Z Tablica eruj ca z wy wielaczami Zbiornik z wod Zawór uowy Ry 5 Widok anowika badawczego Dwie omy od rodkowe P i P (5) na dzone rzez ilniki elekryczne () na r d rzemienny omuj wod ze zbiornika () w układzie zamkni ym Czujniki ci nienia (7) i (8) rejeruj nadci nienie i 4 w rzewodzie łocz cym i odci nienie i w rzewodzie cym Pomiar r dko ci obroowej obu ilników elekrycznych je dokonywany rzez czujniki indukcyjno-zbli eniowe umiezczone na obudowie rz gła () omen obroowy wywarzany rzez ilnik je równowa ony rzez ło yka i mierzony rzy omocy d wigni i dynamomeru Regulacja r dko ci obroowej odbywa i rzy omocy oencjomeru odł czonego do ablicy eruj cej Trzy zawory kulowe Z, Z, umo liwiaj rozdział rzeływu wody Zawór zauwowy zamonowany na rzewodzie owronym łu y do regulacji na enia rzeływu a enie rzeływu wody mierzy rzeływomierz magneyczno-indukcyjny (4) Jednok cenraln urz dzenia je ablica eruj ca, na kórej znajduj i rzyciki eruj ce i wy wielacze cyfrowe czujników omiarowych obja nione na ryunku 6

4 wy wielacze cyfrowe odci nienia i [bar] wy wielacze cyfrowe nadci nienia i 4[bar] wy wielacze cyfrowe r dko ci obroowej n i n obr/min] wy wielacze cyfrowe momenu obroowego i [m] wy wielacze cyfrowe oboru mocy ilnika i [W] n 4 n wł cznik główny wył cznik awaryjny Ry 6 Schema ablicy eruj cej oencjomer eruj cy r dko ci obroow ilnika oencjomer eruj cy r dko ci obroow ilnika wł cznik omy wł cznik omy Charakeryyki om racuj cych ojedynczo oraz oł czonych zeregowo i równolegle Dla omy racuj cej ze ał r dko ci obroow wyoko odnozenia, zaorzebowanie na moc i rawno energeyczna zale od wielko ci na enia rzeływu Zale no omi dzy ymi wielko ciami rzedawia wykre charakeryyk omy a racuje om - zawory Z i zamkni e zawory Z i oware Z P Z P b racuje om - zawory Z i Z zamkni e zawory i oware Z P Z P P, P - omy, - czujniki odci nienia, - czujniki nadci nienia 4 Z, Z, - zawory kulowe, - zawór zauwowy do regulacji rzeływu - zawór uowy, Z6, Z7 - klay zwrone z filrem - rzeływomierz magneyczno-indukcyjny Wyoko odnozenia omy oblicza i z zale no ci: z () g gdzie: ci nienie w rzewodzie cym ci nienie lub ci nienie w rzewodzie łocz cym ci nienie lub 4 r dko rzeływu wody w rzewodzie cym o rednicy d = 5 mm r dko rzeływu wody w rzewodzie łocz cym o rednicy d = mm z =, m ała ró nica wyoko ci omi dzy rzewodem awnym i łocznym ydrauliczna (eoreyczna) moc omy zale y od ci aru obj o ciowego omowanej wody, na enia rzeływu i wyoko ci odnozenia Oblicza i j ze wzoru: () Ze wzgl du na oory rzeływu w omie oraz na rawno zeołu omowego moc mechaniczna ilnika mui by wi kza od zaorzebowania hydraulicznego echaniczn moc ilnika oblicza i z zale no ci: n () momen obroowy ilnika [m] n r dko obroowa ilnika [obr/] Wółczynnik rawno ci inalacji omowej je ounkiem hydraulicznego zaorzebowania mocy do mechanicznej mocy omy: (4) Ryunek 7 Schema racy om (rzewody z rzeływaj c wod zaznaczone ciemnym kolorem): a racuj ca om, b racuj ca om 4

5 Z P Z P a omy oł czone zeregowo - zamkni y zawór Z - owary zawór Z,, Ryunek 8 Schema racy om: a omy oł czone zeregowo, b omy oł czone równolegle (rzewody z rzeływaj c wod zaznaczono ciemnym kolorem) Przy oł czeniu zeregowym om, woda omowana je najierw rzez ierwz om P a oem rzez drug P Pom P wywarza odci nienie i zaan wod omuje rzez owary zawór Z do rzewodu cego omy P Ci nieniem ania je wedy ci nienie, a ci nieniem łoczenia ci nienie 4 Przy dwóch omch oł czonych równolegle obie omy doarczaj wod do wólnego rzewodu Ci nieniem ania je wedy ci nienie lub a ci nieniem łoczenia ci nienie lub 4 4 Oi do wiadczenia Przed uruchomieniem omy muz zoa zalane wod Trzeba rawdzi, czy rzycik EERGECY STOP (wył czenie awaryjne) je wył czony ie nale y uruchamia omy, je li zawory zamkni e Wł czy zailanie wł cznikiem głównym, oworzy wzykie zawory, uawi r dko om na wielko oraz wyzerowa wy wielacz momenu obroowego Wł czy omy i owoli zwi kza r dko a) Wyznaczenie charakeryyki omy P : - uawi r dko obroow omy P w zakreie n 5 obr/min - uawi zawory w ozycjach okazanych na ryunku 7a - zmierzy odci nienie w rzewodzie cym, nadci nienie w rzewodzie łocz cym, na enie rzeływu wody i momen obroowy omy, - reguluj c zaworem zauwowym zmieni na enie rzeływu wody i owórzy omiary, - rzy ej amej r dko ci obroowej omy n wykona omiary, i dla 8 na e rzeływu b) Wyznaczenie charakeryyki omy P: - uawi zawory w ozycjach okazanych na ryunku 7b, - uawi r dko n obroow omy P ak jak dla omy P, - dla 8 na e rzeływu wody zmierzy odci nienie na rzewodzie cym, nadci nienie 4 na rzewodzie łocz cym oraz momen obroowy omy Charakeryyka rzewodu zale y od ra ci nienia w rzewodach rzy danym na eniu rzeływu wody Zwi kzaj c r dko obroow ilnika ak, aby na ował wzro na enia rzeływu co około m /h orz dzono charakeryyk rzewodu a jej ramery zaiano w abeli Geomeryczna wyoko odnozenia omy wynoi =, m Tabela Charakeryyka rzewodu Z P [m /h],55 4, 5, 6,4 6,98 8, 9,,,,, 4, P h [m],8,99,448,94,587,75 4,78 4,887 5,9 6,944 8,9,6 5 Zakre do wiadczenia Oia rzebieg do wiadczenia Dla omiarów oianych w unkcie 4a obliczy dla omy P wyoko odnozenia, mechaniczn moc ilnika oraz wółczynnik rawno ci inalacji omowej aryowa wykre charakeryyk racy omy P: = f(), = f(), = f() rzy danej r dko ci obroowej ilnika n Wyznaczy unk racy omy P Dla omiarów oianych w unkcie 4b obliczy dla omy P wyoko odnozenia, mechaniczn moc ilnika oraz wółczynnik rawno ci inalacji omowej aryowa wykre charakeryyk racy omy P: = f(), = f(), = f() rzy danej r dko ci obroowej ilnika n Wyznaczy unk racy omy P Skonruowa graficznie wydkow charakeryyk (+) = f() dla zeołu om oł czonych zeregowo umuj c wyoko ci odnozenia rzy ym amym na eniu rzeływu Wyznaczy unk racy om oł czonych zeregowo Skonruowa graficznie wydkow charakeryyk = f( + ) dla zeołu om oł czonych równolegle rzez zumowanie na e rzeływu om rzy akiej amej wyoko ci odnozenia Wyznaczy unk racy om oł czonych równolegle Przedawi wnioki ko cowe 5 Z b omy oł czone równolegle - zamkni y zawór Z - owary zawór Z,,