POLITECHNIKA WARSZAWSKA
WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

ODNOSZĘ WRAŻENIE, ZE JESTEŚCIE ZWOLENNIKAMI NASTĘPUJĄCEJ TEORII:

„JAK SIĘ WIĘCEJ NAPISZE TO KOMARZENIEC LEPSZĄ OCENĘ POSTAWI!”

DLATEGO ZAPEWNE DRUGIE SPRAWOZDANIE NAPISALIŚCIE DWUKROTNIE!!

PRZYKRO MI ALE POWYŻSZA TEORIA JEST FAŁSZYWA!!

ZALICZAM SPRAWOZDANIE. OCENA 4.0

Temat: CHARAKTERYSTYKI POMPY ODŚRODKOWEJ.

PRACA ZESPOŁU POMP ODŚRODKOWYCH.

Prowadzący: Wykonali:

Dr inż. Z. Komarzeniec

Grupa: COWiG 3

Zespół nr 6

Kamil Płudowski Kamil Świetnicki Paweł Stępień Michał Świętorzecki Maciek Szramowski

Ćwiczenie wykonano: 04.04.2007

1. CHARAKTERYSTYKI POMPY ODŚRODKOWEJ

Wstęp teoretyczny:

Pompa jest urządzeniem mechanicznym służącym do wymuszenia przepływu cieczy i zwiększającym energię mechaniczną przepływającego strumienia. Wg najogólniejszego podziału pompy można podzielić na wyporowe i wirowe (np. pompy odśrodkowe, z którymi mieliśmy do czynienia przy wykonywaniu tego ćwiczenia, w tej pompie różnica ciśnień wytwarzana jest przez szybki ruch obrotowy ruchomej części pompy, nazywanej wirnikiem).

• Dane z tabliczki umieszczonej na pokrywie pompy - wartości znamionowe użytej pompy:

Typ: CH2-50 A-A-CVBE

Model: H 43502105 P20045

Q = 2m³/h

N_p= 780W

H = 33m

H_max = 44m

Cel ćwiczenia:

Ćwiczenie polega na ustaleniu metodą doświadczalną związków pomiędzy parametrami hydraulicznymi, mechanicznymi i elektrycznymi pompy wirowej i ich przedstawieniu w postaci charakterystyk jej pracy:

1.1. charakterystyki podnoszenia pompy H₀(Q),

1.2. charakterystyki pobieranej mocy N_p(Q),

1.3. charakterystyki sprawności pompy η(Q).

Wykonanie ćwiczenia:

Przed uruchomieniem pompy otworzyliśmy całkowicie zawór na przewodzie ssącym Z_s i zamknęliśmy zawór na przewodzie tłocznym Z_t a następnie włączyliśmy zasilanie elektryczne pompy. Odczytów kolejnych potrzebnych do obliczeń parametrów dokonaliśmy dla 5 różnych wartości natężeń przepływów, zmienianych poprzez regulację zaworem regulacyjnym Z_t określonych przy pomocy zwężki Venturiego.

Obliczenia i wyniki:

• Wyniki pomiarów

Nr	Mt [kG/cm^2]	Mt [Pa]	Np [W*10^(-1)]	Δh1 [mHg]	Δh2 [mHg]
1	0,25	24516	49	0,125	0,097
2	0,55	53936	46	0,111	0,085
3	0,95	93163	46	0,099	0,075
4	1,15	112776	45	0,085	0,070
5	1,60	156906	45	0,068	0,055
6	1,85	181423	43	0,060	0,045
7	2,00	196133	43	0,055	0,045

• Metodę obliczeń przedstawiono na pojedynczym przykładzie, resztę wyników zestawiono w tabeli.

T = 24^°C ⇒ ρ_Hg = 13535 kg/m³

ρ_wody = 997,29 kg/m³

gdzie:

- Q [m³/s] -natężenie przepływu,

- αF -Stała doświadczalna we wzorze na Q

- Δh₁, Δh₂ [mHg] -różnica poziomów cieczy manometrycznej w manometrze różnicowym M₁ i M₂,

- ρ_m, ρ`, ρ [kg/m³] -gęstość cieczy manometrycznej, w manometrze i cieczy pompowanej ,

1.1.

gdzie:

- H₀ [m] -wysokość podnoszenia pompy,

- M_t [Pa] -ciśnienie wskazywane przez manometr mechaniczny,

- γ [N/m³] -iloczyn gęstości i przyśpieszenia ziemskiego (γ = g*ρ),

- h₀ = 54cm = 0,54m- wysokość wzniesienia manometru nad poziom osi pompy

1.2.

gdzie:

- N_u [W] -moc uzyskiwana przez strumień cieczy,

1.3.

gdzie:

- η [%] -sprawność,

- N_p [W] -moc pobierana przez pompę wg wskazań watomierza.

• Uzyskane wyniki przedstawia tabela:

nr	Q *10^-3 [m^3/s]	H0 [m]	Nu [W]	Np [W*10^(-1)]	η [%]
1	1,0716	3,142	32,92	49	6,70
2	1,0098	6,138	60,63	46	13,18
3	0,9537	10,137	94,58	46	21,01
4	0,8837	12,137	104,93	45	24,40
5	0,7904	16,632	128,61	45	28,58
6	0,7424	19,128	138,93	43	30,20
7	0,7108	20,632	143,47	43	33,36

Wnioski:

Pompa pracuje słabo ma małą wydajność. Może to być spowodowane tym, że jest to stary model. Wg obliczeń osiągaliśmy przepływy rzędu 0,00071-0,001072 m³/s, więc niewielkie - gdybyśmy zbadali pełny zakres przepływów tj. od 0 do 2 m³/s być może wtedy sprawność układu okazała by się większa. Reasumując, dla osiągniętych przepływów ta pompa nie jest najlepszym rozwiązaniem , ponieważ nie uzyskano nawet 35% sprawności.

Na podstawie wykresu można stwierdzić że jeżeli rośnie przepływ to maleje wysokość podnoszenia i spada sprawność pompy, a to wszystko powoduje zwiększenie kosztów - pobór energii wzrasta, tym samym rachunek z elektrowni.

Można się zastanowić, czy układ w którym pracuje pompa, czyli przewód ssawny i tłoczny oraz zbiornik, został wykonany w celach szkoleniowych ( laboratorium na uczelni ) i w związku z tym pompa nie może uzyskać max przepływu 2 m³/s. Jest to bardzo prawdopodobne - przy innym układzie przewodów, innych średnicach można by uzyskać lepsze parametry. Wysokość podnoszenia przy max sprawności wyniosła ok. 20,63 m, max wysokość podnoszenia pompy to 44 m.

Pompa dobrze dobrana do układu, w którym pracuje, powinna działać w warunkach hydraulicznych (Q i H₀), odpowiadających strefie największych wartości współczynnika sprawności. Ta pompa będzie więc najlepiej działała przy niewielkich przepływach.

2. PRACA ZESPOŁU POMP ODŚRODKOWYCH- CHARAKTERYSTYKA PIERWSZEJ POMPY

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było określenie charakterystyki H₀ = f(Q), N = f(Q), η = f(Q) pojedynczej pompy , w naszym przypadku pompy nr 1. Doświadczenie wykonywaliśmy dla prędkości obrotowej: 1850 obr/min. Wykonaliśmy 7 serii pomiarowych.

2. Pomiary :

nr serii	czas przepływu 1 litra wody [s]	ciśnienie pm1 [Mpa]	moc [W]
1	18,34	0,0225	42
2	21,37	0,0260	42
3	24,72	0,0300	40
4	30,21	0,0310	40
5	42,84	0,0345	39
6	64,46	0,0370	38
7	120,75	0,0380	38

Temperatura otoczenia : 26° C

Gęstość wody w tej temperaturze : ρ= 996,7840

2. Obliczenia:

Do przykładowych obliczeń wykorzystaliśmy wyniki z pierwszej serii pomiarowej.

a) Wysokość podnoszenia
obliczamy ze wzoru:

[ m
]

gdzie:

- wskazanie manometru M1 [MPa]

- gęstość wody

g - przyspieszenie ziemskie , g= 9,81

b) Do wyznaczenia natężenia przepływu Q skorzystaliśmy ze wzoru:

gdzie:

V- objętość kontrolna, w naszym przypadku V =

t - czas przepływu 1l przez przekrój kontrolny [s]

0,0000545

c) Moc użyteczna

gdzie:

γ- ciężar właściwy

Q - natężenie przepływu

- wysokość podnoszenia [m
]

[W]

d) Sprawność η

gdzie:

- moc użyteczna [W]

- moc pompy [W]

Zestawienie wyników:

nr serii	czas przepływu 1 litra wody [s]	ciśnienie pm1 [MPa]	moc [W]	Wysokość podnoszenia Hp [m sł. H2O]	Natężenie przepływu Q [m^3/s]	Moc użyteczna N [W]	Sprawność η [%]
1	18,34	0,0225	42	2,301	0,0000545	1,227	2,92
2	21,37	0,0260	42	2,659	0,0000468	1,217	2,90
3	24,72	0,0300	40	3,068	0,0000405	1,214	3,03
4	30,21	0,0310	40	3,170	0,0000331	1,026	2,57
5	42,84	0,0345	39	3,528	0,0000233	0,805	2,06
6	64,46	0,0370	38	3,784	0,0000155	0,574	1,51
7	120,75	0,0380	38	3,886	0,0000083	0,315	0,83

2. Wnioski

W naszym doświadczeniu zbadaliśmy charakterystyki pompy działającej pojedynczo .W czasie ćwiczenia najtrudniej było odczytać wartość ciśnienia z manometru i dlatego największy błąd występuje przy określenia wysokości podnoszenia pompy. Wraz ze wzrostem natężenia przepływu sprawność i moc użyteczna rosną a wysokość podnoszenia pompy maleje. Porównując nasz wykres z „modelową” charakterystyką pompy (skrypt M. Mitosek) możemy stwierdzić, że oba wykresy są podobne co oznacza, że ćwiczenie zostało wykonane poprawnie. Naszym zadniem optymalny zakres pracy pompy miesci się w okolicy maksymalnej wartości sprawności η.

===================================================================

3. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było określenie charakterystyki H₀ = f(Q), N = f(Q), η = f(Q) pojedynczej pompy , w naszym przypadku pompy nr 1. Doświadczenie wykonywaliśmy dla prędkości obrotowej: 1850 obr/min. Wykonaliśmy 7 serii pomiarowych.

2. Pomiary :

nr serii	czas przepływu 1 litra wody [s]	ciśnienie pm1 [Mpa]	moc [W]
1	18,34	0,0225	42
2	21,37	0,0260	42
3	24,72	0,0300	40
4	30,21	0,0310	40
5	42,84	0,0345	39
6	64,46	0,0370	38
7	120,75	0,0380	38

Temperatura otoczenia : 26° C

Gęstość wody w tej temperaturze : ρ= 996,7840

2. Obliczenia:

Do przykładowych obliczeń wykorzystaliśmy wyniki z pierwszej serii pomiarowej.

a) Wysokość podnoszenia
obliczamy ze wzoru:

[ m
]

gdzie:

- wskazanie manometru M1 [MPa]

- gęstość wody

g - przyspieszenie ziemskie , g= 9,81

b) Do wyznaczenia natężenia przepływu Q skorzystaliśmy ze wzoru:

gdzie:

V- objętość kontrolna, w naszym przypadku V =

t - czas przepływu 1l przez przekrój kontrolny [s]

0,0000545

c) Moc użyteczna

gdzie:

γ- ciężar właściwy

Q - natężenie przepływu

- wysokość podnoszenia [m
]

[W]

d) Sprawność η

gdzie:

- moc użyteczna [W]

- moc pompy [W]

Zestawienie wyników:

nr serii	czas przepływu 1 litra wody [s]	ciśnienie pm1 [MPa]	moc [W]	Wysokość podnoszenia Hp [m sł. H2O]	Natężenie przepływu Q [m^3/s]	Moc użyteczna N [W]	Sprawność η [%]
1	18,34	0,0225	42	2,301	0,0000545	1,227	2,92
2	21,37	0,0260	42	2,659	0,0000468	1,217	2,90
3	24,72	0,0300	40	3,068	0,0000405	1,214	3,03
4	30,21	0,0310	40	3,170	0,0000331	1,026	2,57
5	42,84	0,0345	39	3,528	0,0000233	0,805	2,06
6	64,46	0,0370	38	3,784	0,0000155	0,574	1,51
7	120,75	0,0380	38	3,886	0,0000083	0,315	0,83

4. Wnioski

W naszym doświadczeniu zbadaliśmy charakterystyki pompy działającej pojedynczo .W czasie ćwiczenia najtrudniej było odczytać wartość ciśnienia z manometru i dlatego największy błąd występuje przy określenia wysokości podnoszenia pompy. Wraz ze wzrostem natężenia przepływu sprawność i moc użyteczna rosną a wysokość podnoszenia pompy maleje. Porównując nasz wykres z „modelową” charakterystyką pompy (skrypt M. Mitosek) możemy stwierdzić, że oba wykresy są podobne co oznacza, że ćwiczenie zostało wykonane poprawnie. Naszym zadniem optymalny zakres pracy pompy miesci się w okolicy maksymalnej wartości sprawności η.

---