OKREŚLENIE MAKSYMALNEJ WYSOKOŚCI SSANIA POMPY,



Podobne dokumenty
Parametry pracy pompy i zjawisko kawitacji

Teoretyczna i rzeczywista wydajność pompy wirowej

Wykład 5 WIELKOŚCI CHARAKTERYSTYCZNE POMP WIROWYCH SYMBOLE, NAZWY, OKREŚLENIA I ZALEŻNOŚCI PODSTAWOWYCH WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCYCH

WYKŁAD 11 POMPY I UKŁADY POMPOWE

PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO

J. Szantyr Wykład nr 26 Przepływy w przewodach zamkniętych II

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Akademia Górniczo- Hutnicza Im. Stanisława Staszica w Krakowie

J. Szantyr Wykład 26bis Podstawy działania pomp wirnikowych. a) Układ ssący b) Układ tłoczący c) Układ ssąco-tłoczący

PROJEKT NR 2 Współpraca pompy z rurociągiem

Zdolność ssania pompy. Konsekwencje pracy w warunkach kawitacji

Zasada działania maszyny przepływowej.

Pompy w górnictwie Grzegorz Pakuła, Marian Strączyński SPIS TREŚCI

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

BADANIE WYPŁYWU CIECZY ZE ZBIORNIKA

ĆWICZENIE WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK POMPY WIROWEJ

Podręcznik eksploatacji pomp w górnictwie

Akademia Górniczo- Hutnicza Im. Stanisława Staszica w Krakowie

BADANIE POMPY WIROWEJ

2. Zapoczątkowanie kawitacji. - formy przejściowe. - spadek sprawności maszyn przepływowych

W zależności od kierunku przepływu cieczy przez wirnik dzielimy pompy na:

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 7 BADANIE POMPY II

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

J. Szantyr Wykład 2 - Podstawy teorii wirnikowych maszyn przepływowych

Badania wentylatora. Politechnika Lubelska. Katedra Termodynamiki, Mechaniki Płynów. i Napędów Lotniczych. Instrukcja laboratoryjna

BADANIE ZJAWISKA KAWITACJI

Parametry układu pompowego oraz jego bilans energetyczny

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

Porównanie strat ciśnienia w przewodach ssawnych układu chłodniczego.

Nazwa firmy: Autor: Telefon:

Art. P2000 DN50 - DN200

Zestawy pompowe PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE OBSZAR UŻYTKOWANIA KONCEPCJA BUDOWY ZALETY

Pomiar pompy wirowej

POMIAR STRUMIENIA PŁYNU ZA POMOCĄ ZWĘŻEK.

1. Klasyfi kacja i zasady działania pomp i innych przenośników cieczy 2. Parametry pracy pompy i układu pompowego

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA OSZACOWANIE DOPUSZCZALNEJ WYSOKOŚCI SSANIA POMP

K raków 26 ma rca 2011 r.

Aby pompować sprawnej - identyfikacja stanu pracy pompy

7. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej przed doborem pomp

Zadanie 1. Zadanie 2.

STUDIA PODYPLOMOWE Efektywne użytkowanie energii elektrycznej

Wydajne wentylatory promieniowe Fulltech o wysokim ciśnieniu statycznym

J. Szantyr - Wykład 12 Podstawy teoretyczne kawitacji

Pompy wielostopniowe pionowe

Wpływ struktury pompowni na niezawodność pomp pracujących w bloku energetycznym

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL FUNDACJA ROZWOJU KARDIOCHIRURGII IM. PROF. ZBIGNIEWA RELIGI, Zabrze, PL

Skraplanie czynnika chłodniczego R404A w obecności gazu inertnego. Autor: Tadeusz BOHDAL, Henryk CHARUN, Robert MATYSKO Środa, 06 Czerwiec :42

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY

Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych. Instytut Inżynierii Lotniczej, Procesowej i Maszyn Energetycznych. Politechnika Wrocławska

prędkości przy przepływie przez kanał

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK POMP WIROWYCH POŁĄCZONYCH SZEREGOWO LUB RÓWNOLEGLE

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 7

dn dt C= d ( pv ) = d dt dt (nrt )= kt Przepływ gazu Pompowanie przez przewód o przewodności G zbiornik przewód pompa C A , p 1 , S , p 2 , S E C B

Hydrostatyczne Układy Napędowe Laboratorium. Temat: Opory miejscowe w układach hydraulicznych. Zwężka jako opór miejscowy zjawisko kawitacji

Zdzisław Naziemiec Instytut Szkła Ceramiki Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych Oddział Mineralnych Materiałów Budowlanych w Krakowie

INSTRUKCJA DO PROJEKTOWANIA Z PRZEDMIOTU POMPY I WENTYLATORY

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

Rozruch pompy wirowej

Wymagania dotyczące ciśnień w instalacjach Dz. U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690, z późn. zm. PN-C-04753:2002 Bąkowski Konrad, Sieci i instalacje gazowe

n=1472 min -1 1 Stal

Wyszczególnienie parametrów Jedn. Wartości graniczne Temperatura odparowania t o C od 30 do +5 Temperatura skraplania t k C od +20 do +40

Grupa 1 1.1). Obliczyć średnicę zastępczą przewodu o przekroju prostokątnym o długości boków A i B=2A wypełnionego wodą w 75%. Przewód ułożony jest w

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

POMPY TYPU. Pompy H przeznaczone są do pompowania wody czystej lub zawierającej zanieczyszczenia mechaniczne o wielkości ziaren do 2 mm

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Układy rewersyjne

Wykres linii ciśnień i linii energii (wykres Ancony)

Zajęcia laboratoryjne

HYDROGEOLOGIA I UJĘCIA WODY. inż. Katarzyna Wartalska

09 - Dobór siłownika i zaworu. - Opór przepływu w przewodzie - Dobór rozmiaru zaworu - Dobór rozmiaru siłownika

Problemy pomiaru ciśnienia i temperatury gazu w warunkach dużych prędkości. Juliusz Makowski Common S.A.

SERIA MP POMPY WIELOSTOPNIOWE WIELKOŚCI DN 40 - DN 125

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 2

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

INSTRUKCJA DO PROJEKTOWANIA Z PRZEDMIOTU POMPY I WENTYLATORY

Szanowni Państwo, marca 2014 r. tel / biuro@idwe.pl /

J. Szantyr Wykład nr 19 Warstwy przyścienne i ślady 1

NPB. Pompy jednostopniowe normowe ZAOPATRZENIE W WODĘ POMPY JEDNOSTOPNIOWE PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE ZAKRES UŻYTKOWANIA CECHY KONSTRUKCYJNE

wrzenie - np.: kotły parowe, wytwornice pary, chłodziarki parowe, chłodzenie (np. reaktory jądrowe, silniki rakietowe, magnesy nadprzewodzące)

BADANIE SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ.

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

Rys.1. Zwężki znormalizowane: a) kryza, b) dysza, c) dysza Venturiego [2].

Regulacja pomp diagonalnych, pracujących jako pompy wody chłodzącej w blokach energetycznych dużej mocy

WYKŁAD 10 METODY POMIARU PRĘDKOŚCI, STRUMIENIA OBJĘTOŚCI I STRUMIENIA MASY W PŁYNACH

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYKI ANTYKAWITACYJNEJ NADWYŻKI WYSOKOŚCI CIŚNIENIA METODĄ DŁAWIENIOWĄ

Kanałowa nagrzewnica wodna NOW

odolejacz z układem samoczynnego powrotu oleju do sprężarki,

Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.

Zabezpieczenie sieci przed uderzeniem hydraulicznym

Instrukcja instalacji i obsługi. Pompy poziome typu CB(I), HBI(N)

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 4

CHŁODNICZE AGREGATY SPRĘŻARKOWE typu W92MARS

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Badanie wentylatora - 1 -

Aerodynamika i mechanika lotu

Nazwa firmy: Autor: Telefon: Dane:

I. Podział ze względu na zasadę pracy:

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN KATEDRA URZĄDZEŃ MECHATRONICZNYCH LABORATORIUM FIZYKI INSTRUKCJA

Laboratorium LAB3. Moduł pomp ciepła, kolektorów słonecznych i hybrydowych układów grzewczych

Badanie zależności temperatury wrzenia wody od ciśnienia

CIEPLNE MASZYNY PRZEPŁYWOWE 9 No. 144 TURBOMACHINERY 2013

Szkolenie doskonalące dla dowódców JRG Dostarczanie wody na duże odległości

Transkrypt:

OKREŚLENIE MAKSYMALNEJ WYSOKOŚCI SSANIA POMPY, ZJAWISKO KAWITACJI. Kawitacja jest to proces tworzenia się pęcherzyków parowo-gazowych nasyconej cieczy, w skutek miejscowego spadku ciśnienia poniżej wartości krytycznej, bliskiej ciśnieniu parowania tej cieczy przy danej temperaturze. Następnie pęcherzyki porywane przez płynącą ciecz trafiają do obszaru wyższego ciśnienia, gdzie para się skrapla, tam pęcherzyki znikają ( implodują ) w sposób bardzo gwałtowny, w czasie krótszym niż 0,001 sekundy. Ciecz napływająca z dużą prędkością w miejsce pęcherzyków może osiągnąć ciśnienie rzędu 350 500 MPa. Jeżeli miejsce zanikania odbywa się przy ściance następuje charakterystyczne niszczenie materiału konstrukcyjnego pompy, objawiające się w postaci kawern ( wżerów ) i porów o głębokości dochodzącej nawet do kilkunastu milimetrów. Oznakami kawitacji są : - hałas ( nieregularne trzaski i szumy ) - drgania kadłuba - wyraźne słyszalne odgłosy, jakby uderzenia Kawitacja towarzyszy spadkowi ciśnienia co jest związane ze wzrostem prędkości cieczy, który obserwujemy głównie w pompach wirowych a szczególnie w pompach o wyższych wartościach wyróżnika szybkobieżności W pompach wyporowych kawitacja występuje rzadko, ze względu na małe prędkości cieczy. WPŁYW KAWITACJI NA PRACĘ POMPY W pierwszym stadium, gdy tworzą się pęcherzyki parowo gazowe, kawitacja nie ma większego wpływu na pracę pompy. Według niektórych hipotez nawet zwiększa jej wydajność, zmniejszając tarcie cieczy w warstwie przyściennej. W drugim stadium, implozje pęcherzyków wywołują drgania całej pompy a jednocześnie manometry na ssaniu i tłoczeniu wykazują nadmierne wahania, towarzyszy temu spadek wysokości podnoszenia i sprawności pompy. Trzecie stadium, to bardzo silna kawitacja, następuje wtedy załamanie się charakterystyk przepływu, poboru mocy i sprawności. Powstanie kawitacji związane jest z : - dużą wysokością ssania,

- dużą prędkością obrotową wirnika, - przekroczeniem nominalnej wydajności, co wiąże się z nadmiernym wzrostem prędkości i spadkiem ciśnienia na ssaniu, - nieprawidłowym zasilaniem wirnika wynikającym ze złego kształtu kanału wlotowego. SPOSOBY ZAPOBIEGANIA KAWITACJI - ustawienie pompy z zapewnieniem możliwie małej wysokości ssania lub dużego napływu, - eksploatowanie w pobliżu nominalnej wydajności, - zabezpieczenie przed wzrostem temperatury pompowanej cieczy w sytuacji pracy w obiegu zamkniętym, - zabezpieczenie przed nieprzewidzianym wzrostem prędkości obrotowej pompy - zapewnienie jak najmniejszych oporów w przewodzie ssawnym powodem może być zanieczyszczenie smoka lub kosza ssawnego. OKREŚLENIE MAKSYMALNEJ WYSOKOŚCI SSANIA. Łopatki wirnika i kierownicy oraz powierzchnie wewnętrzne ścian pompy mogą być poddane działaniu korozji, erozji oraz kawitacji. Miejsca atakowane przez kawitację są nieco przesunięte w kierunku przepływu w stosunku do miejsca, w którym następuje implozja pęcherzyków parowo gazowych. Obszar o ciśnieniu, niższym niż ciśnienie parowania ( ) przy danej temperaturze, znajdują się najczęściej na tylnej ściance łopatki (a) w pobliżu krawędzi wlotowej (b) do wirnika rys.1. W miejscu tym następuje nagły wzrost prędkości, sprzyjający powstawaniu kawitacji. Rys.1 Miejsca występowania kawitacji w pompie. Aby nie wystąpiła kawitacja ciśnienie w każdym przekroju przepływowym pompy powinno być wyższe od ciśnienia parowania w danej temperaturze.

Ponieważ najłatwiej jest mierzyć ciśnienie na wlocie do króćca ssawnego pompy, dlatego wymagane nadwyżki ciśnienia odnosi się do tego właśnie przekroju. a.) b.) Rys. 2 Dla cieczy znajdującej się w rurociągu ssawnym ( rys. 2a ) można napisać równanie Bernoulliego + ( 1 ) gdzie: - prędkość w zbiorniku dolnym ( przyjmuje się równe 0 ) - ciśnienie w zbiorniku dolnym ( zazwyczaj równe - prędkość w króćcu ssawnym ciśnienie w króćcu ssawnym ( przed pompą ) wysokość ssania - wysokość strat na odcinku ssawnym gęstość cieczy przepływającej g - przyśpieszenie ziemskie

Zakładając,że ciśnienie przed pompą ( przekrój A A ) nie powinno spaść do ciśnienia wrzenia w danej temperaturze, łatwo wyznaczyć z powyższego równania wysokość ssania: gdzie: ciśnienie wrzenia cieczy w danej temperaturze Jest to jednak założenie uproszczone, gdyż jak już wspomniano, zjawisko kawitacji ma miejsce głównie na wejściu do wirnika i tam istnieje największe zagrożenie spadku ciśnienia. W związku z tym do tego miejsca należy odnieść tok rozumowania. Dla punktu A leżącego w przekroju wlotowym króćca ssawnego, i punktu B, znajdującego się w miejscu o najniższym ciśnieniu można napisać równanie, w którym = a = oraz po pominięciu różnic wysokości położenia obu punktów w celu uproszczenia, otrzymamy + = + Δ Początek kawitacji następuje kiedy = wtedy = = krytyczne ciśnienie na ssaniu + = + + Jak się okazuje, kawitacja występuje jednak przy ciśnieniu niższym niż a wielkości i decydującą o tym, kiedy to zjawisko zostanie zapoczątkowane, im wartość ich jest większa tym zagrożenie kawitacją jest oczywiście większe. Trudno dokładnie określić ile wynosi i Δ dlatego wygodniej jest traktować te wielkości łącznie jako funkcję parametrów zmierzonych w przekroju wlotowym króćca ssawnego. Sumę tą nazwano nadwyżką netto wysokości ssania ( skrót z ang. NPSH - Net Postive Section Head ) i jest ona wyznaczana doświadczalnie w przekroju wlotowym króćca ssawnego. + = (2) krytyczne, ponieważ mamy do czynienia z początkiem kawitacji = - + (3) Jeżeli pompa ma pracować poza obszarem kawitacji wartość nadwyżki być większa i wtedy mówimy o tzw. nadwyżce wymaganej, oznaczanej powinna

= k gdzie : k w zależności od typu pompy wynosi 1.1-1.3 Wstawiając do równania (1) wyrażenia (3) możemy wyliczyć maksymalną wysokość ssania przyjęto = + + gdzie: = - - - ( 4 ) lub = - - - lub (tzw. depresja dynamiczna ) to inne oznaczenia a to wyróżnik kawitacji, który przyjmuje różne wartości w zależności od rodzaju pompy. I tak G. Wislicenus, R.Watson i T. Karsassik na podstawie badań podali, że: - dla pomp odśrodkowych z wirnikiem jednostrumieniowych = 12.2 - dla pomp odśrodkowych z wirnikiem dwustrumieniowym 7.7 Wg. Andersona zaś, dla pompy jednostopniowej lub wysokości jednego stopnia wynosi б =

uwzględniając zależność że, to po przekształceniu otrzymamy = - jt. wyróżnik szybkobieżności pompy = Wstawiając tę wartość do równania (4) otrzymamy wzór określający wysokość ssania na granicy obszaru kawitacyjnego dla pomp odśrodkowych z wirnikiem jednostrumieniowym. ( 5 ) Przekształcając to równanie, otrzymamy zależność : 3.8 Z równania tego wynika, że każdej wartości wysokości ssania odpowiada wartość iloczynu po przekroczeniu której pompa wchodzi w obszar kawitacji. Im większa wartość iloczynu tym mniejsza może być wysokość ssania. Przykład. Obliczyć maksymalną wysokość ssania pompy odśrodkowej przy następujących warunkach pracy : = 0.25, n = 1450, = 0.8, = 980 hpa, = 2000 Pa, dł. przewodu ssącego l = 10 m, zawiera on kosz ssawny o ks = 8 oraz jeden łuk rurowy o kącie wygięcia 90 0 dla którego 90= 0.3, średnica przewodu wynosi d = 0.45 m. = stąd = 1.6 = =.

=. m Opracował : Wojciech Knapczyk Literatura : Instrukcja - Badanie pompy. Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych A G H. W. Jędral - Pompy wirowe. Sz. Łazarkiewicz - Pompy wirowe. A.T. Troskolański - Pompy wirowe