LABORATORIUM INŻYNIERII CHEMICZNEJ

CHARAKTERYSTYKA POMPY WIROWEJ I SIECI

Joanna Gogała

Anna Ochrymczuk-Sopata

Paulina Rybak

1. Wstęp teoretyczny

Pompy są maszynami przepływowymi służącymi do przemieszczania cieczy w różnych instalacjach. Umożliwiają one przetłaczanie cieczy w poziomie i na odpowiednie wysokości oraz pomiędzy przestrzeniami o innych wartościach ciśnienia.

Główną cechą pompy wirowej jest przede wszystkim równomierny przepływ cieczy, poza tym charakteryzuje się ona zwartą budową i bezpośrednim sprzężeniem z silnikiem napędowym oraz możliwością regulacji wydatku. Elementy budowy takiej pompy to korpus i umieszczony w jego wnętrzu wirnik z łopatkami.

Pracę pompy charakteryzują związki objętościowego natężenia przepływu tłoczonej cieczy z wytworzonym ciśnieniem, z zapotrzebowaniem mocy i ze sprawnością działania. Charakterystyka pompy wiąże wytworzone ciśnienie z objętościowym natężeniem przepływu, co z kolei jest łączone z charakterystyką sieci, czyli instalacji, w której przepływa medium.

Charakterystyka sieci to zależność sumy ciśnienia dynamicznego i oporów przepływu oraz hydrostatycznego ciśnienia słupa cieczy w instalacji i różnicy ciśnień w przestrzeni zbiornika czerpalnego i odbiorczego od objętościowego natężenia przepływu.

Wzór pozwalający obliczyć ciśnienie wytworzone przez pompę podczas przetłaczania cieczy z dolnego do górnego zbiornika, gdy w obydwu z nich wartość ciśnień nad lustrem wody są identyczne:

H_u= (∆ p_s+∆ p_t )/ ρ g +H_s,t

H_u – użyteczna wysokość podnoszenia [m],

H_s,t - różnica wysokości zamocowania ciśnieniomierzy [m],

∆ p_s - podciśnienie na ssaniu [Pa],

∆ p_t - nadciśnienie na tłoczeniu [Pa],

q – gęstość wody [kg/m³],

g – przyspieszenie ziemskie [m/s²].

1. Wyniki pomiarów.

Tabela 1. Zestawienie pomiarów wykonanych przy tworzeniu charakterystyki sieci.

L.p	Obroty/min.	U [V]	I [A]	t [s]	V[L]	V [m^3/s] x10^-8	Δpt [ kG/cm^2]	Δpt [Pa]	Hu [m]
1.	1000	205	0,40	23	2	8,70	1.05	103005	11,17
2.	900	180	0,35	26	2	7,70	0,82	80442	8,87
3.	800	155	0,27	31	2	6,45	0,65	63765	7,16
4.	700	140	0,25	37	2	5,41	0,50	49050	5,66
5.	600	120	0,20	45	2	4,44	0,36	35316	4,26
6.	500	100	0,17	58	2	3,45	0,25	24525	3,16
7.	400	80	0,15	92	2	2,17	0,16	15696	2,25

Tabela 2. Zestawienie pomiarów wykonanych przy tworzeniu charakterystyki pompy.

L.p.	Obroty/min.	U [V]	I [A]	t [s]	V[L]	V [m^3/s] x10^-8	Δpt [ kG/cm^2]	Δpt [Pa]	Hu [m]
1.	1000	200	0,40	22	2	9,09	1,05	103005	11,67
2.		210	0,40	14		14,29	0,9	88290	10,67
3		210	0,35	11		18,18	0,8	78480	9,67
4.		210	0,35	9		22,22	0,6	58860	8,67
5.		210	0,35	8		25,00	0,4	39240	7,66
6.		215	0,30	8		25,00	0,2	19620	6,66
7.		195	0,25	7		28,56	0,1	9810	5,66

Wartości współrzędne punktu pracy (punkt przecięcia się obu funkcji):

x=(8,545*10^-8) y=(11,045)

4. Wnioski.

Z przeprowadzonych doświadczeń wynika, że wraz ze zmniejszeniem ilości obrotów na minutę maleje też wartość objętościowego natężenia przepływu, rośnie czas potrzebny do napełnienia zbiornika dwoma litrami wody oraz maleje wartość użyteczna wysokości podnoszenia.

Na podstawie danych zestawionych w drugiej tabeli można stwierdzić, że w czasie gdy ilość obrotów na minutę pozostaje stała, a maleje wartość podciśnienia na ssaniu, maleje również całkowite zapotrzebowanie ciśnienia, niezbędne do uzyskania wymaganego przepływu w instalacji, natomiast rośnie wartość objętościowego natężenia przepływu.

Punktem przecięcia się prostej przedstawiającej charakterystykę sieci z prostą przedstawiającą charakterystykę pompy jest x=(8,545*10^-8) y=(11,045). Dzięki temu punktowi poznano natężenie przepływu i ciśnienie konieczne do uzyskania optymalnego punktu pracy pompy.