WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK POMP WIROWYCH POŁĄCZONYCH SZEREGOWO LUB RÓWNOLEGLE

Transkrypt

1 Ćwiczenie 3 WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK POMP WIROWYCH POŁĄCZONYCH SZEREGOWO LUB RÓWNOLEGLE Wykaz ważniejszych oznaczeń H gs geometryczna wysokość ssania, m H gt geometryczna wysokość tłoczenia, m geometryczna wysokość podnoszenia, m H ms manometryczna wysokość ssania, m H mt manometryczna wysokość tłoczenia, m H mp manometryczna wysokość podnoszenia, m H p max maksymalna, teoretyczna wysokość podnoszenia pompy dla wydatk 0, m H żyteczna wysokość podnoszenia, m h ss wysokość strat ciśnienia w kładzie ssawnym, m h st wysokość strat ciśnienia w kładzie tłocznym, m h r wysokość straty ciśnienia wywołanej oporami rch cieczy, m m różnica poziomów pomiędzy manometrami mierzącymi ciśnienie na rrociąg tłocznym i ssawnym, m N s moc silnika elektrycznego, kw n p liczba pomp c t średnia prędkość cieczy na wylocie pompy, m/s c s średnia prędkość cieczy na wlocie pompy, m/s p s ciśnienie mierzone na wlocie do króćca ssawnego pompy, N/m 2 p t ciśnienie mierzone na wylocie z króćca tłocznego pompy, N/m 2 max maksymalny, teoretyczny wydatek pompy dla zerowej wysokości podnoszenia, dm 3 /s η sprawność całkowita pompy sprawność hydraliczna pompy (względnienie tarcia i oporów miejscowych przy rch η h η m η s η v cieczy wewnątrz pompy) sprawność mechaniczna (względnienie tarcia między powierzchnią wirnika a cieczą wypełniającą wnętrze pompy) sprawność silnika elektrycznego stalona przez prodcenta pomp sprawność objętościowa pompy (względnienie wyciekania cieczy przez nieszczelności, dławiki, itp.) 1. Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z praktycznym wyznaczaniem charakterystyk roboczych pomp wirowych połączonych szeregowo lb równolegle. 2. Wprowadzenie teoretyczne 2.1. Określenia podstawowe Pompy są maszynami słżącymi do podnoszenia cieczy z poziom niższego na poziom wyższy lb do przetłaczania cieczy z obszar o ciśnieni niższym do obszar o ciśnieni wyższym. Działanie pomp polega na wytwarzani różnicy ciśnień pomiędzy jej stroną ssawną i tłoczną. Istotna różnica między pompami a wszystkimi innymi przenośnikami cieczy (np. strmienicami) polega na istnieni organ roboczego, który oddziela obszar ssawny od obszar tłocznego. Pompy przenoszą energię mechaniczną z jakiegokolwiek zewnętrznego źródła energii na przepływające przez nie ciecze, powodją zatem wzrost energii strmienia cieczy. Energia na wylocie z pompy jest zżywana na podniesienie cieczy i pokonanie oporów hydralicznych w przewodzie tłocznym.

2 Układ złożony z przewod ssawnego, pompy i przewod tłocznego nazywamy kładem pompowym. Pompami wirowymi nazywamy pompy, których organem roboczym jest osadzony na obracającym się wale wirnik, powodjący zwiększenie kręt lb krążenia cieczy przepływającej przez jego wnętrze. Pracę pompy charakteryzją następjące wielkości podstawowe: wysokość ssania, tłoczenia i podnoszenia, wydajność oraz moc i sprawność. Na rys. 3.1 pokazano schemat kład pompowego, na którym pokazano geometryczną wysokość ssania (H gs ), tłoczenia (H gt ) i podnoszenia ( ). pompa H gs H gt Rys Schemat kład pompowego Całkowita geometryczna wysokość podnoszenia Całkowita geometryczna (niwelacyjna) wysokość podnoszenia jest to różnica poziomów zwierciadeł cieczy w zbiornik górnym i dolnym, bez względ na to, czy zwierciadła te są swobodne czy też znajdją się pod ciśnieniem różnym od atmosferycznego. H gs + H gt (3.1) Użyteczna (całkowita manometryczna) wysokość podnoszenia H lb H mp Jest ona równa całkowitej geometrycznej wysokości podnoszenia z względnieniem strat hydralicznych na odcinkach ssawnym i tłocznym, czyli: H H mp H ms + H mt + h ss + h st (3.2) Wartość żytecznej wysokości podnoszenia można obliczyć wzorem: H 2 2 c t cs p t p s + + 2g γ m (3.3) Wydajność rzeczywista pompy r

3 Jest to przeciętne natężenie przepływ przez przekrój króćca tłocznego pompy, zwiększone o natężenie wypływ cieczy niezbędne do chłodzenia łożysk i dławnic, jeżeli pobieranie cieczy do tego cel następje przed króćcem tłocznym. Wydajność nominalna pompy n Jest to przeciętne natężenie przepływ przez pompę podnoszącą ciecz na wysokość nominalną H n przy nominalnej szybkości obrotowej wirnika pompy n n. Moc pobierana przez pompę N w Jest to moc pobierana na wale pompy. W przypadk bezpośredniego sprzężenia pompy z silnikiem elektrycznym otrzymamy: N N (3.4) w s η s Moc żyteczna pompy N Moc żyteczna N pompy o wydajności rzeczywistej r [m 3 /s] i żytecznej wysokości podnoszenia H [m], wynosi: lb N N γ r H 75, KM (3.5) γ r H 102,kW (3.6) gdzie: γ c - ciężar właściwy pompowanej cieczy w [kg/m 3 ]. Sprawność całkowita pompy η Pojęcie to względnia wszystkie straty związane z przekazywaniem energii pompowanej cieczy. η η η (3.7) h v η m Sprawność całkowita pompy określona jest stosnkiem mocy żytecznej N do mocy pobranej na wale pompy N w : N η 100, % (3.8) N w 2.2. Zasada działania pompy wirowej odśrodkowej Głównym elementem pompy, której schemat pokazano na rys. 3.2, jest wirnik W osadzony na wale. Wirnik posiada łopatki Ł osadzone na tarczy T. Łopatki obracając się wraz z wirnikiem wprawiają ciecz w rch obrotowy. Ciecz dopływa przez otwór wlotowy w tarczy wirnika. Cząstki wody mające odpowiednią prędkość odrzcane są do spiralnej i rozszerzającej się kierownicy K. Wyhamowanie rozpędzonej cieczy następje w kierownicy K i zamykającym ją dyfzorze D, gdzie energia kinetyczna cieczy zostaje w znacznej części zamieniona na energię ciśnienia. Napór łopatek na ciecz powodje wzrost ciśnienia po stronie czynnej (napierającej), a spadek po stronie biernej. Gdy ciśnienie po stronie biernej spadnie poniżej ciśnienia atmosferycznego, w zbiornik czerpalnym następje zassanie cieczy. Warnkiem zasysania jest taki spadek ciśnienia po stronie biernej łopatek,

4 aby ciśnienie w zbiornik czerpalnym mogło pokonać wysokość ssania i opory przepływ przez rrę ssawną. t s Rys Schemat odśrodkowej pompy wirowej 2.3. Warnki pracy pomp W zależności od wzajemnego sytowania zbiorników dolnego (z którego pompa zasysa ciecz) i górnego (do którego pompa tłoczy ciecz) oraz pompy, wyróżniamy trzy rodzaje kładów pracy pomp: a) ssąco-tłoczący pokazany na rys. 3.1 (p s < p a, H gs > 0, H gt > 0), b) tłoczący (przetłaczający) pokazany na rys. 3.3 (p s > p a, H gs < 0, H gt > 0), c) ssący (lewarowy) pokazany na rys. 3.4 (p s < p a, H gs > 0, H gt < 0). H gs H gt pompa Rys Układ pompowy pracjący w warnkach tłoczących.

5 pompa H gs H gt Rys Układ pompowy pracjący w warnkach ssących 2.4. Charakterystyki pomp Charakterystykami hydralicznymi pomp nazywamy krzywe Hf 1 (), Nf 2 (), ηf 3 (). Obrazją one zależności odpowiednio: wysokości podnoszenia, mocy i sprawności pompy od natężenia przepływ (wydatk). Znajomość wymienionych charakterystyk jest konieczna do właściwego żytkowania pompy oraz do badania kładów pomp z sobą współpracjących. Charakterystyki pomp są wyznaczane najczęściej doświadczalnie. Na podstawie charakterystyki danej pompy można wyznaczyć charakterystykę innej, geometrycznie podobnej pompy. Istnieją dwa sposoby przedstawienia indywidalnych charakterystyk. 1. Na osi odciętych podajemy wartości natężenia przepływ w [m 3 /s], a na osi rzędnych wartości wysokości podnoszenia H w m, mocy w kw i sprawności w %. Są to indywidalne charakterystyki wymiarowe. 1. Na osi odciętych podajemy wartości iloraz / n, a na osi rzędnych wartości H/H n, N/N n lb η/η n w procentach. Są to indywidalne charakterystyki bezwymiarowe. Indeks n oznacza wartość nominalną. Prócz przedstawionych powyżej charakterystyk indywidalnych stosowane są często charakterystyki niwersalne, odnoszące się do wszystkich pomp danego typ. Krzywa zależności wysokości podnoszenia od wydajności pompy H p f() ma charakter 2 krzywej obwiedniowej, którą można w przybliżeni opisać równaniem H a b, gdzie a H p max, b H p max /( max ) 2 Charakterystyki pompy odśrodkowej pokazano na rys p

6 H p N h η H p f() N h f() η f() Rys Przykładowy przebieg podstawowych charakterystyk pompy wirowej odśrodkowej Współpraca pomp z przewodem Pokazana na rys. 3.6 krzywa + h r f(), obrazjąca zależność wysokości strat energetycznych (hydralicznych) w przewodzie od natężenia przepływ, nazywa się charakterystyką przewod. Oprócz geometrycznej wysokości podnoszenia pompa msi pokonać opory rch h r wzrastające wraz ze wzrostem wydatk. Pnkt przecięcia się charakterystyki przewod + h r f() z charakterystyką pompy H p f() nosi nazwę pnkt pracy pompy (P). Jego współrzędne określają podstawowe parametry pracy pompy, takie jak wydatek rzeczywisty r i żyteczną wysokość podno-szenia H. H p + h r f () Hp max H p f () P h r H r max Rys Charakterystyka przewod na tle charakterystyki wysokości podnoszenia dla pompy wirowej

7 Pompy możemy łączyć ze sobą równolegle lb szeregowo. Sposób pierwszy stosjemy wtedy, kiedy chcemy zwiększyć wydajność kład pompowego, natomiast drgi wówczas, gdy chcemy zwiększyć jego wysokość podnoszenia. Schematy połączeń wraz z odpowiednimi charakterystykami zostały pokazane na rys. 3.7 i 3.8. Równoległa współpraca pomp Charakterystykę wypadkową kład pompowego, w którym ma miejsce równoległa współpraca dwóch pomp, wyznaczamy poprzez geometryczne zsmowanie współrzędnych odpowiadających sobie pnktów ob charakterystyk. Rys. 3.7 obrazje sposób postępowania w przypadk pomp o jednakowych charakterystykach. Pnkt przecięcia się otrzymanej charakterystyki wypadkowej z charakterystyką przewod jest pnktem pracy kład pompowego. Ponieważ straty hydraliczne w przewodzie wzrastają wraz ze wzrostem wydatk przepływ, smaryczna wydajność dwóch pomp połączonych równolegle jest zawsze mniejsza od podwojonej wydajności jednej pompy. Jeżeli zachodzi potrzeba reglacji wydajności przez dławienie, to ze względ na oszczędność energii należy dławić tylko jedną pompę. Współczynniki równania wypadkowej charakterystyki kład H p a r b r 2 (przy połączeni dwóch pomp o jednakowych parametrach H max i max ) są równe : a r H max, b r ( ) 2 n p a r max (3.9) H + Δh r f() H A A A A A P P f( ) H p P1 + P2 P1 H p f () P2 P1 lb P2 0 r r Rys Współpraca równoległa pomp Szeregowa współpraca pomp Wypadkową charakterystykę kład pompowego z szeregową współpracą dwóch pomp wyznaczamy poprzez geometryczne zsmowanie współrzędnych H odpowiadających sobie pnktów ob charakterystyk (zob. rys. 3.8). Pnkt przecięcia charakterystyki wypadkowej i charakterystyki przewod jest pnktem pracy kład. Smaryczna wysokość podnoszenia pomp połączonych szeregowo jest na sktek zwiększenia się strat w przewodzie zawsze mniejsza od podwojonej wysokości podnoszenia jednej pompy. Współczynniki równania wypadkowej charakterystyki kład H p a s b s 2, tworzonego przez połączone szeregowo pompy o jednakowych parametrach, są równe: a s a s n p H max, b s 2 max (3.10)

8 H A + Δh r f() H A A P P f( ) H p P1 + P2 P1 P2 H A H p f () P1 lb P2 A r 0 r Rys Współpraca szeregowa pomp 2.6. Reglacja pomp Aby dostosować się do zmiennego zapotrzebowania na ciecz odpowiednio reglje się wydajność pomp. Reglacji takiej można dokonać zachowjąc lb nie liczbę obrotów wirnika pompy. Reglacja przy stałej liczbie obrotów Reglacja przy stałej liczbie obrotów wirnika odbywa się z regły przez przymykanie lb otwieranie zawor na przewodzie tłocznym. Rys. 3.9 ilstrje proces reglacji wydajności pompy przez dławienie przepływ w przewodzie tłocznym. H + Δh r f() H H A ΔH A P P H p f () + Δh r f() 0 r r Rys Efekt reglacji wydajności pompy dławieniem przepływ Przy całkowicie otwartym zaworze reglacyjnym pnktem pracy pompy jest pnkt P przecięcia krzywych H p f() i + h r f(). Pnktowi tem odpowiada wydajność r. Jeśli zapotrzebowanie wody jest mniejsze niż r i wynosi np. r', to zawór należy przymknąć. Wydajności ' r odpowiada na krzywej H p f() wysokość podnoszenia H '. Różnica H ' -H A odpowiada stracie wysokości ciśnienia na zaworze. Przy dalszym zmniejszani przepływ przez zamykanie zawor straty na zaworze rosną, zaś sprawność hydraliczna η h spada. Reglacja za pomocą dławienia charakteryzje się znacznymi stratami energii. Jest to wprawdzie najprostszy, lecz zarazem najmniej ekonomiczny rodzaj reglacji.

9 Rzadziej stosowaną metodą reglacji przy stałej szybkości obrotowej wirnika pompy jest reglacja pstowa; polega ona na odprowadzeni części wody z przewod tłocznego przez przewód pstowy do innego rządzenia lb do przewod ssawnego tej samej pompy. Reglacja przy zmiennej liczbie obrotów wirnika pompy Na rys zobrazowano proces reglacji wydajności pompy poprzez zmianę liczby obrotów jej wirnika. Ten sposób reglacji możliwia w pewnym zakresie zmianę wydajności pompy w górę lb w dół w stosnk do wydajności nominalnej. Straty mocy powstałe podczas takiej reglacji są znacznie mniejsze niż w przypadk reglacji dławieniem. W nominalnych warnkach pnktem pracy pompy jest pnkt P, którem odpowiada przepływ r i żyteczna wysokość podnoszenia H. Jest to pnkt przecięcia się charakterystyki pompy H p f() odpowiadającej obrotom nominalnym n 2 z charakterystyką przewod +Δh r f(). W wynik zmiany obrotów wirnika na większe, np. na n 3, pnkt pracy przesnie się do pnkt P' określającego wydajność pompy r ' i żyteczną wysokość podnoszenia H '. Gdy zmieni się obroty na mniejsze, np. na n 1, pnkt pracy pompy przesnie się do pnkt P (wydajność r, żyteczna wysokość podnoszenia H ). H H p f () > n3 n2 n nom > n1 H H H H p f () n2 P n3 P P + Δh r ΔH ΔH f() r 0 r r n1 H p f () Rys Reglacja wydajności pompy przez zmianę liczby obrotów jej wirnika 2.7. Kawitacja Zjawiskiem niepożądanym, często występjącym przy przepływie cieczy przez pompę, jest kawitacja. Zjawisko to polega na tworzeni się w obszarze ciekłym przestrzeni wypełnionych parą wodną. Jeżeli w dowolnym miejsc wewnątrz pompy ciśnienie w cieczy spadnie poniżej ciśnienia pary nasyconej przy danej temperatrze, wówczas zaczynają powstawać drobne pęcherzyki pary tej cieczy, a także wydzielają się rozpszczone w niej gazy. Pęcherzyki pary porywane są przez przepływającą ciecz i przenoszone do obszar wyższego ciśnienia, gdzie para lega skropleni. Odbywa się to gwałtownie, wsktek czego towarzyszący tem miejscowy wzrost ciśnienia ma charakter derzenia hydralicznego. Szybko po sobie następjące derzenia cząstek cieczy powodją nadżerki powierzchni ścian kanałów przepływowych pompy. Kawitacji towarzyszy, zależnie od jej natężenia, lekki szm, trzaski, wreszcie silny hałas i wibracje. Spada wydajność pompy, wysokość podnoszenia i sprawność. Miejsca najczęściej atakowane przez kawitację to łopatki wirnika i kierownicy oraz powierzchnie wewnętrzne ścian ograniczających ciecz przepływającą przez wnętrze pompy. Na rys pokazano wywołane kawitacją załamanie charakterystyki przepływowej pompy wirowej odśrodkowej.

10 H p - charakterystyka pompy poddanej działani kawitacji Rys Zmiana charakterystyki jednostopniowej pompy odśrodkowej na sktek kawitacji 3. Opis stanowiska laboratoryjnego Schemat stanowiska pomiarowego przedstawiono na rys Obiektami badanymi są dwie pompy wirowe odśrodkowe (P1 i P2). Stanowisko możliwia określenie charakterystyk każdej z pomp pracjących pojedynczo, charakterystyki zastępczej przy współpracy równoległej pomp oraz charakterystyki zastępczej przy ich współpracy szeregowej, przy czym możliwa jest zmiana kolejności sytowania pomp. Pompy pracją z niewielkim napływem, co oznacza, że poziom cieczy w zbiornik znajdje się powyżej wirników pomp. Woda z tego zbiornika może być pobierana przez jedną lb przez drgą pompę, albo też przy współpracy równoległej przez obie pompy jednocześnie. Każda z pomp posiada własny przewód ssawny, oba zakończone smokiem ssawnym (SS1 i SS2). Na każdym przewodzie ssawnym zainstalowano dodatkowo zawór zwrotny (ZZ1 i ZZ2). Do każdego z przewodów ssawnych podłączono wakometr (M1 i M3) przeznaczony do pomiar ciśnienia ssania danej pompy (p s1 i p s2 ). Po stronie tłocznej każdej z pomp zainstalowano zawory klowe (ZK1 I ZK2) oraz manometry z rrką Bordona (M2 i M4) przeznaczone do pomiar ciśnienia tłoczenia danej pompy (p t1 i p t2 ). Przewód tłoczny każdej z pomp połączono z przewodem ssawnym drgiej pompy; na połączeni mieszczono zawory klowe (ZK3 i ZK4). Odpowiednie stawienie zaworów ZK1, ZK2, ZK3 i ZK4 możliwia pracę jednej pompy bądź też równoległą lb szeregową ob pomp. Możliwe są następjące kombinacje: a) praca pojedynczej pompy P1 zawory ZK3, ZK2 i ZK4 zamknięte, zawór ZK1 otwarty, b) praca pojedynczej pompy P2 - zawory ZK3, ZK4 i ZK1 zamknięte, zawór ZK2 otwarty, c) praca równoległa pomp P1 i P2 zawory ZK3 i ZK4 zamknięte, zawory ZK1 i ZK2 otwarte, d) praca szeregowa pomp P1 i P2 (pompa P1 jako pierwsza) zawory ZK1 i ZK3 zamknięte, zawory ZK4 i ZK2 otwarte, e) praca szeregowa pomp P1 i P2 (pompa P2 jako pierwsza) zawory ZK4 i ZK2 zamknięte, zawory ZK3 i ZK1 otwarte.

11 ZK5 Przepływomierz M 5 00,0 ZK2 M 4 ZK4 ZK1 ZR M 2 P2 P1 W M 3 ZK3 Zbiornik wody ZZ2 ZZ1 M 1 SS2 SS1 Rys Schemat stanowiska pomiarowego Przewody tłoczne pomp łączą się w jeden wspólny, na którym zainstalowano dodatkowy manometr M5 z rrką Bordona (pomiar ciśnienia tłoczenia p t2 dwóch pomp połączonych równolegle lb szeregowo) oraz przepływomierz elektromagnetyczny, nie powodjący praktycznie żadnych zakłóceń przepływ. Na końc tego wspólnego przewod zainstalowano zawór zaswowy ZR przeznaczony do reglacji wydatk cieczy płynącej przez kład pompowy. Do pomiar mocy prąd elektrycznego pobieranego przez jedną lb dwie pompy słży watomierz W. Manometr z rrką Bordona Manometr z rrką Bordona należy do grpy manometrów sprężynowych. Został on schematycznie przedstawiony na rys Jest to manometr, w którym wykorzystane jest sprężyste odkształcenie ciała pod wpływem działającego ciśnienia rzęd kilkset atmosfer. Elementem sprężystym jest wygięta łkowo rrka mosiężna lb stalowa (3) połączona sztywno jednym końcem z obsadą (2) zakończoną złączką z gwintem (1), a na drgim końc zamknięta i zaopatrzona w przekładnię (4) porszająca wskazówką (5) po skali (6). Na osi obrot wskazówki zamocowano element sprężysty 8. Całość mechanizm mieszczona jest w osłonie metalowej (7). Odczyt ciśnienia dokonje się bezpośrednio ze skali.

12 Rys Schemat bdowy manometr sprężynowego z rrką Bordona 4. Przebieg ćwiczenia Wykonanie ćwiczenia składa się z niżej podanych etapów. 1. Określenie charakterystyk pojedynczej pompy. a) otworzyć zawór ZK1 oraz zamknąć zawory ZK3, ZK2 i ZK4, b) włączyć pompę P1 przy całkowicie otwartym zaworze ZR, naciskając przycisk zielony START, c) dla kilknast różnych położeń zawor ZR (różnych wydajności) w zakresie od całkowitego otwarcia do pełnego zamknięcia odczytać wartości podciśnienia na ssani p s (manometr M1), ciśnienia na tłoczeni p t2 (manometr M2), wydatk (przepływomierz) oraz mocy N e (watomierz) prąd elektrycznego pobieranego przez silnik, d) odczytane wartości zapisać w tabeli pomiarowej (zob. tab. 3.1), e) wyłączyć pompę naciskając przycisk czerwony STOP. 2. Badanie współpracy równoległej pomp. a) otworzyć zawory ZK1 i ZK2 oraz zamknąć zawory ZK3 i ZK4, b) włączyć obie pompy P1 i P2 przy całkowicie otwartym zaworze ZR naciskając dwa przyciski zielone START, c) dla kilknast różnych położeń zawor ZR (różnych wydajności) w zakresie od całkowitego otwarcia do pełnego zamknięcia odczytać wartości podciśnienia na ssani p s (manometr M1), ciśnienia na tłoczeni p t2 (manometr M5), wydatk (przepływomierz) oraz mocy N e (watomierz) prąd elektrycznego pobieranego przez silnik, d) odczytane wartości zapisać w tabeli pomiarowej (zob. tab. 3.1), e) wyłączyć pompy P1 i P2 naciskając obydwa przyciski czerwone STOP. 3. Badanie współpracy szeregowej pomp w wybranym wariancie. a) zamknąć zawory ZK1 i ZK3 oraz otworzyć zawory ZK4 i ZK2 w pierwszym wariancie lb zamknąć zawory ZK2 i ZK4 oraz otworzyć zawory ZK1 i ZK3,

13 b) przy całkowicie otwartym zaworze ZR włączyć pompy P1 i P2 przyciskając obydwa przyciski zielone START, c) dla kilknast różnych położeń zawor ZR (różnych wydajności) w zakresie od całkowitego otwarcia do pełnego zamknięcia odczytać wartości podciśnienia na ssani p s (manometr M1), ciśnienia na tłoczeni za pierwszą pompą p t1 ( manometr M2) i za drgą pompą p t2 (manometr M4), wydatk (przepływomierz) oraz mocy N e (watomierz) prąd elektrycznego pobieranego przez silnik, d) odczytane wartości zapisać w tabeli pomiarowej (zob. tab. 3.2), e) wyłączyć pompy P1 i P2 naciskając obydwa przyciski czerwone STOP. UWAGA: 1. Aby zyskane wyniki możliwiały poprawne wykonanie sprawozdania, wskazane jest dokonywanie pomiarów w zakresie od pełnego otwarcia zawor 7 do pełnego jego zamknięcia, ze stałym krokiem, tzn. poprzez stopniowe zmniejszanie wydatk np. o 10 % wartości maksymalnej. 2. Wartość wyświetlana na przepływomierz oznaczana dalej przez k wyraża w procentach wartość stosnk bieżącego wydatk i wydatk maksymalnego max 4,4 dm 3 /s. 3. Moc pobieraną przez silniki pomp N s należy odczytać z watomierza. Wskazanie watomierza W w trzeba pomnożyć przez 30 (miernik mierzy napięcie fazowe) w przypadk badania pojedynczej pompy, albo przez 60 w przypadk badania dwóch pomp połączonych równolegle lb szeregowo : N e 30 W w, (pojedyncza pompa) N e 60 W w, (dwie pompy) gdzie W w wskazanie watomierza. 5. Różnica wysokości pomiędzy manometrami M1 (p s ) i M5 (p t ) wynosi m 0,8 m. Tabela 3.1. Wzór tabeli pomiarowej dla pojedynczej pompy i pomp połączonych równolegle L.p. k [%] p s, [MPa] p t2 [MPa] N e [W] Uwagi Tabela 3.2. Wzór tabeli pomiarowej dla pomp połączonych szeregowo L.p. k [%] p s [MPa] p t1 [MPa] p t2 [MPa] N e [W] Uwagi 5. Wykonanie sprawozdania Sprawozdanie obejmje następjące etapy obliczeniowe, które należy powtórzyć dla każdego przeprowadzonego badania pomp, czyli dla pojedynczej pompy, pomp połączonych szeregowo oraz pomp połączonych równolegle: a) obliczenie wydatk : k 4,4, dm 3 /s (3.11) 100

14 b) obliczenie wysokości żytecznej podnoszenia H wedłg następjącej zależności: H 2 ( p + p ) 10 m, m (3.12) s t2 + gdzie: m 0 dla pojedynczej pompy i pomp połączonych szeregowo lb m 0,8 m dla pomp połączonych równolegle c) obliczenie wysokości żytecznej pierwszej pompy H 1 (tylko dla przypadk współpracy szeregowej pomp) z zależności: H d) obliczenie mocy hydralicznej N h : gdzie: 2 ( p + p ), m (3.13) 1 s t1 10 N h 10 γ 10 4 N/m 3 ciężar właściwy wody, e) obliczenie sprawności całkowitej pompy η: 3 γ H, W (3.14) gdzie: η s 0,65. η N h 100, % (3.15) N η e s Uzyskane wyniki należy zamieścić w tabelach wynikowych sporządzonych wg podanego wzor (zob. tab. 3.3). Na ich podstawie należy wykreślić na papierze milimetrowym charakterystyki H f(), N f(), η f() dla pojedynczej pompy oraz dla pomp pracjących szeregowo i równolegle. Dla porównania na jednym rysnk należy zamieścić wszystkie trzy badane przypadki współpracy pomp. Na wykresach pokazjących doświadczalne charakterystyki robocze pomp H f(), otrzymane dla kład równoległego i szeregowego, należy korzystając z otrzymanej charakterystyki pojedynczej pompy skonstrować odpowiednie charakterystyki wypadkowe, a następnie porównać je z charakterystykami zyskanymi w ćwiczeni. Na końc sprawozdania należy podać analizę wyników oraz wnioski z badań. Tabela 3.3. Wzór tabeli wynikowej L.p. dm 6 s H 1 m * H m N h W η % Uwagi Uwaga: kolmna oznaczona gwiazdką ma zastosowanie tylko w przypadk współpracy szeregowej pomp.

15 6. Przykładowe pytania kontrolne 1. Wyjaśnij różnicę między manometrycznymi i geometrycznymi wysokościami ssania, tłoczenia i podnoszenia. 2. Wyjaśnij zasadę działania pompy wirowej. 3. Przedstaw wykreślnie krzywe charakterystyczne pompy odśrodkowej. 4. Podaj równanie charakterystyki zastępczej identycznych pomp pracjących równolegle, jeżeli charakterystyka pojedynczej pompy opisana jest równaniem H a 2 b. 5. Podaj równanie charakterystyki zastępczej identycznych pomp pracjących szeregowo, jeżeli charakterystyka pojedynczej pompy opisana jest równaniem H a 2 b. 6. Na wykresie H f() zaznaczyć pnkt pracy pompy. Od czego zależą współrzędne tego pnkt? 7. W jaki sposób można zmienić parametry pracy pompy? 8. Omówić i zilstrować graficznie najczęściej stosowane metody reglacji pomp wirowych. 9. Na czym polega zjawisko kawitacji?