Laboratorium z Termodynamiki

Sprawozdanie z
wiczenia nr 1

TEMAT : Badanie wentylatora

Cel
wiczenia : Zapoznanie si
z budow
i zasad
dzia
ania wentylatorów oraz ustalenia w oparciu o wyniki pomiarów wielko
ci charakteryzuj
cych badany wentylator

Przyrz
dy pomiarowe :

1. Manometr cieczowy U-rurka :

zakres pomiarowy : 0-1200 mm

dzia
ka elementarna : 1 mm

2.Mikromanometr Recknagla :

zakres pomiarowy : 0-210 mm

dzia
ka elementarna : 1 mm

3. Mikromanometr Recknagla :

zakres pomiarowy : 0-210 mm

dzia
ka elementarna : 1 mm

4. Obrotomierz

zakres pomiarowy : 1200-4800 obr/min

dzia
ka elementarna : 50 obr/min

5. Waga

zakres pomiarowy : 0-1 kg

dzia
ka elementarna : 0,05kg

6. D
awnica

zakres pomiarowy : 0-90°

dzia
ka elementarna : 10°

7. Zw

ka

rednica zw

ki :164 mm

Krótki opis stanowiska badawczego :

Stanowisko badawcze sk
ada si
z ruroci
gu o
rednicy 250mm , w którym zostaje wymuszony przep
yw powietrza . Przep
yw powietrza wymuszany jest przez wentylator do

czony do ruroci
gu . W ruroci
gu zamontowane s
: zw

ka Venturiego , kryza pomiarowa , rurka Prandla , przy czym przed wentylatorem zamontowana jest kryza pomiarowa i rurka Prandtla , a za wentylatorem zw

ka Venturiego . Do tych przyrz
dów przy

czone manometry cieczowe Recnagla i U-rurka umo
liwiaj
ce pomiar ci
nienia w odpowiednich miejscach ruroci
gu . Ci
nienie strumienia powietrza w ruroci
gu mo
na regulowa
przez przymykanie lub otwieranie przys
ony . Wp
yw na strumie
powietrza ma tak
e pr
dko

obrotowa wentylatora . Spi
trzenie ci
nie
dokonuje si
za pomoc
manometru cieczowego o dok
adno
ci 2mm.

Podstawowe zale
no
ci matematyczne :

- stopie
rozwarcia zw

ki :

- liczba przep
ywu :

- sta
a gazowa :

- ci
nienie bezwzgl
dne :

- obj
to

w
a
ciwa :

- strumie
obj
to
ci :

- zredukowana obj
to

strumienia (parametry na ssaniu) :

- moc efektywna silnika :

- moc efektywna wentylatora :

- sprawno

energetyczna wentylatora :

Wyniki pomiarów i oblicze
:

- data : 19.03.96

- ci
nienie otoczenia :

99394 Pa

- temperatura otoczenia :

292 K

- wilgotno

powietrza: 62%

- rami
dzia
ania si
y :

l = 0,24m

- sprawno

mechaniczna przek
adni :

- sta
a gazowa : R= 287

- pozosta
e dane i warto
ci obliczone (pomocnicze) :

D1=250mm

D2=250mm

r = 0,430

d = 164mm

 = 1,305

K = 0,035

X = 0,001

-
rednia ilo

obrotów silnika : 2423 obr/min

-
rednia ilo

obrotów wentylatora : 2625 obr/min

rednie ilo
ci obrotów zosta
y obliczone na podstawie danych z poni
szych

tabeli.

[Pa]	p [Pa]				T [K]														 [Pa]
88.29	99483.21				292.7			0.842			0.883			0.883					637.65
137.34	99532.26				292.7			0.841			0.871			0.870					618.03
313.92	99708.84				292.7			0.840			0.814			0.812					539.55
637.65	100032.57				292.7			0.838			0.688			0.685					328.59
1000.62	100395.54				292.7			0.835			0.508			0.502					206.01
1206.63	100601.55				292.7			0.833			0.332			0.328					88.29
1275.33	100670.22				292.7			0.832			0.191			0.189					29.43
1285.11	100680.03				292.7			0.832			0.157			0.155					19.62
1287.16	100682.08				292.7			0.831			0.154			0.153					19.62
1294.95	100689.84				292.7			0.832			0.157			0.155					19.62
1285.11	100680.03				292.7			0.832			0.157			0.159					19.62
1265.49	100660.41				292.7			0.832			0.191			0.189					29.43
1216.44	100611.36				292.7			0.832			0.313			0.310					78.48
990.81	100385.73				292.7			0.834			0.507			0.502					206.01
637.65	100032.57				292.7			0.837			0.688			0.684					382.59
313.92	99708.84				292.7			0.840			0.807			0.805					529.74
137.34	99532.26				292.7			0.841			0.864			0.865					608.22
88.29	99483.21				292.7			0.842			0.883			0.883					637.65
p [Pa]		 [obr/min]				F [KG]				Nes[W]			Nen[W]				 [%]
412.02		2400				1.150				680.28			646.27				56.3
461.07		2400				1.140				674.36			640.65				62.6
647.46		2450				1.135				685.39			661.12				80.7
990.81		2400				1.125				665.49			632.22				107.1
1353.78		2400				1.035				612.25			581.64				116.8
1569.60		2450				0.840				507.25			481.89				106.8
1618.65		2450				0.645				389.50			370.02				82.6
1618.65		2450				0.535				316.48			300.65				83.7
1608.84		2450				0.495				298.91			283.97				87.8
1608.84		2400				0.490				289.86			275.36				90.5
1618.65		2400				0.535				316.48			300.65				83.4
1618.65		2400				0.645				381.55			362.47				84.4
1569.60		2450				0.825				498.19			473.28				102.8
1663.59		2450				1.000				603.87			573.68				119.3
990.81		2450				1.085				655.20			622.44				108.8
667.08		2400				1.105				653.66			620.98				86.5
470.88		2400				1.105				653.66			620.98				65.4
412.02		2450				1.105				667.28			633.91				57.4
				rednia
							Nen [W]									 [%]
0.883				412.02			640.09									56.8
0.867				465.97			630.81									64.0
0.810				657.27			636.05									83.6
0.688				990.81			627.33									107.9
0.507				1358.68			577.66									118.1
0.322				1569.60			477.58									104.8
0.191				1618.65			366.24									83.5
0.157				1618.65			300.65									83.5
0.157				1608.84			279.66									89.2
0.157				1608.84			279.66									89.2
0.157				16.18.65			300.65									83.5
0.191				1618.65			366.24									83.5
0.322				1569.60			477.58									104.8
0.507				1358.68			577.66									118.1
0.608				990.81			627.33									107.9
0.810				657.27			636.05									83.6
0.867				465.97			630.81									64.0
0.883				412.02			640.09									56.8

Wnioski :

Przy badaniu wentylatora mo
emy wyznaczy
jego charakterystyki : spi
trzenia , mocy efektywnej i sprawno
ci energetycznej . Wyznaczenie charakterystyk mo
e s
u
y
do lepszego doboru odpowiedniego wentylatora do warunków jego pracy , jak równie
doboru odpowiedniego silnika , ewentualnie przek
adni . Przeprowadzenie kilku prób danego wentylatora z ró
nymi silnikami i w ró
nych warunkach pracy mo
e pos
u
y
do optymalnego wyboru warunków w jakich powinien pracowa
dany wentylator . Ustalenie charakterystyk wentylatora pozwala tak
e przeanalizowa
w jakim zakresie wentylator ma najwi
ksz
sprawno

, a wi
c w jakim zakresie jest najbardziej sensowne jego wykorzystanie . W przypadku tych konkretnych warunków w jakich dokonano badania wentylatora mo
na stwierdzi
,
e najwi
ksz
sprawno

uzyskuje on w pobli
u warto
ci strumienia obj
to
ci 0,5
. Je
eli nie zale
y nam na uzyskaniu du
ego spr

u najodpowiedniejszy zakres pracy wentylatora znajduje si
w
a
nie w pobli
u tej warto
ci .

Badanie wentylatora przeprowadzono w oparciu o podan

rednic
ruroci
gu wynosz
c
250 mm . W wyniku przeprowadzenia oblicze
sprawno
ci wentylatora uzyskano warto

do

znacznie przekraczaj
c
100% (ma
sprawno

ok. 119%) co jest warto
ci
nierealn
(wentylator powodowa
by przep
yw pewnej ilo
ci powietrza , która wywo
ana by
aby zamian
pewnej energii dostarczonej przez inne
ród
o mocy nap
dowej ni
silnik elektryczny nap
dzaj
cy wentylator , a w uk
adzie nap
dowym brak jest dodatkowego
ród
a , które oddawa
oby swoj
moc nap
dow
wentylatorowi) . Wyt
umaczenie faktu otrzymania sprawno
ci wynosz
cej ponad 100 % mo
e by
dwojakie :

I : Obliczaj
c sprawno

wentylatora przyj
to podan

rednic
ruroci
gu 250 mm cho
w rzeczywisto
ci by
a ona mniejsza . Wprowadzono j
do wzoru na stopie
rozwarcia zw

ki . Uzyskan
za
warto

stopnia rozwarcia zw

ki podstawiono do wzoru na wspó
czynnik K , który to jest w dalszym ci
gu oblicze
wykorzystywany do obliczenia strumienia obj
to
ci strumienia przep
ywaj
cego powietrza . Za
strumie
powietrza podstawiany jest do wzoru ko
cowego na sprawno

wentylatora . Podstawiaj
c wi
c
rednic
wi
ksz
ni
rzeczywista zmniejszy
si
stopie
rozwarcia zw

ki co doprowadzi
o do zwi
kszenia liczby przep
ywu  , a dalej zwi
kszenia wspó
czynnika K , zwi
kszenia strumienia obj
to
ci przep
ywaj
cego powietrza oraz zwi
kszenia obliczeniowej sprawno
ci ponad 100 % .

II : Zmierzona warto

momentu obrotowego silnika obarczona by
a znacznym b

dem (ró
ne przyczyny trudne do ustalenia np. du
y opór na dodatkowych
o
yskach zwi
zanych z nieruchom
podstaw
umo
liwiaj
cych wahanie si
silnika i po
rednio pomiar momentu nap
dowego) . Wydaje si
jednak ,
e wyst
pienie tych b

dów ma mniejsze prawdopodobie
stwo ni
faktu rzeczywistej
rednicy ruroci
gu mniejszej ni
przyj
ta do oblicze
.

---