1

BADANIE POMP ODŚRODKOWYCH

-WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI H = f(V)

1.PODSTAWOWE WIADOMOŚCI

a) ZASADA DZIAŁANIA

Pompy odśrodkowe należą do najczęściej stosowanych pomp wirowych.Zasadę działania

pompy odśrodkowej pokazano na rys.1.W napełnionym cieczą kadłubie pompy (3) wiruje z

dużą prędkością kątową wirnik osadzony na wale uszczelnionym dławnicami (6).Osadzone

na wirniku odpowiednio ukształtowane łopatki udzielają przyśpieszenia cząsteczkom cieczy

wypełniającej przestrzeń między nimi .W wyniku tego ustala się ciągły przepływ cząstek

cieczy od strony ssawnej do strony tłocznej i pompa tłoczy ciecz ze zbiornika dolnego do

zbiornika górnego.

Rys.1

1-zawór stopowy z koszem sitowym, 2-rura ssawna, 3-kadłub pompy, 4-

wirnik, 5-łopatki wirnika, 6-dławnice, 7-wał

2

b) CHARAKTERYSTYKI POMP WIROWYCH

Podstawowymi charakterystykami pomp są:

-zależność wysokości podnoszenia cieczy H od wydatku V przy w=const. H=f(V)

-zapotrzebowanie mocy napędowej P od wydatku V przy

ω

=const. P=f(V)

- sprawność pompy od wydatku

η

=f(V) przy

ω

=const.

Przykład charakterystyki H=f(V) przy

ω

=const. pokazano na rys.2.

Rys.2

Przy biegu jałowym (V=0) tj. przy zamkniętym zaworze w rurociągu tłocznym , pompa wody

nie tłoczy , wytwarza natomiast ciśnienie odpowiadające wysokości podnoszenia

H=H

0

.Pompa pobiera moc P

0

,zużywaną na wytwarzanie wirów w cieczy i na tarcie wirnika

wirującego w obudowie pompy napełnionej cieczą.Moc napędu zamienia się na ciepło na

skutek którego ciecz w pompie silnie się nagrzewa co może spowodować uszkodzenie

pompy.Z tego powodu na biegu jałowym może ona pracować tylko przez krótki okres czasu.

Po uchyleniu zaworu w rurociągu tłocznym pompa zaczyna pompować ciecz.Wydajność zwię

ksza się w miarę otwierania zaworu i osiąga maximum w punkcie C charakterystyki.Wydajno

ść

nominalna pompy jest zwykle mniejsza od V

max

i leży w punkcie E charakterystyki.W tym

punkcie sprawność układu pompowania powinna być największa.

Na rys.3 pokazano w postaci krzywej 1 charakterystykę hydrauliczną pompy H=f(V),

a krzywa 2 przedstawia charakterystykę hydrauliczną rurociągu odbiorczego.W takim

przypadku praca pompy ustali się w punkcie przecięcia się obu charakterystyk C.

3

Zwiększenie pompowanego strumienia jest możliwe przez zmniejszenie oporów

hydraulicznych w układzie , a zmniejszenie strumienia -przez ich zwiększenie.

Może to być zrobione np. zaworem dławiącym w rurociągu tłocznym.Na skutek zwiększenia

oporu o

∆

h

dod

charakterystyka oporu hydraulicznego odbioru przebiega wg krzywej 3,a

zmieniony punkt pracy ustala się w punkcie C

1

.Dalsze zwiększanie oporu doprowadzi do

charakterystyk 5 i 4.Zmniejszanie oporu spowoduje przesunięcie charakterystyki w dół .

Rys.3

Regulowanie prędkości obrotowej wirnika wpływa na zmianę charakterystyki hydraulicznej

pompy.Wpływ ten pokazano na rys.4.Zwiększenie prędkości obrotowej z z

ω

0

do

ω

1

spowoduje ,że ustali się nowa charakterystyka hydrauliczna pompy 2,natomiast przy

ω

2

<

ω

0

powstanie charakterystyka 3.

Rys.4

1-charakterystyka przy

ω

0

2-charakterystyka przy

ω

1

>ω

0

3-charakterystyka przy

ω

2

<

ω

ο

4-charakterystyka hydrauliczna rurociągu

4

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA

2.1 WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK HYDRAULICZNYCH POMPY H=f(V)

2.1.1 W celu wyznaczenia charakterystyki hydraulicznej pompy H=f(V) należy:

-dla określonej wartości oporu hydraulicznego rurociągu,tj.położenia zaworu Z1 w rurociągu

tłocznym pomierzyć:

a) ciśnienie w rurociągu ssawnym i tłocznym (manometrami M1 i M2)

b) ilość przepływającego czynnika (wodomierzem P1) i czas przepływu tej ilości.

-zmienić położenie zaworu Z1 (czyli zmienić opory przepływu) i dla tego położenia

pomierzyć a) i b) jak poprzednio.

W ten sposób otrzymamy dwa punkty charakterystyki.Aby otrzymać następne należy zmienia

ć

wartość oporu hydraulicznego zaworem Z1 i dla każdej wartości oporu mierzyć a) i b) jak

poprzednio.

Wszystkie pomiary przeprowadzać przy

ω=

constans , czyli przy jednakowej częstotliwości

zasilania pompy f

1

=const.

2.1.2 Po dokonaniu pomiarów niezbędnych do wyznaczenia charakterystyki H=f(V) przy

f

1

=const. ,zmienić częstotliwość zasilania pompy i wyznaczyć charakterystykę H=f(V) przy

f

2

=const.postępując jak w punkcie 2.1.1

2.1.3 W ten sam sposób wyznaczyć kilka charakterystyk dla kilku częstotliwości z

przedziału od 40 do 60 Hz.

Wyniki pomiarów umieścić w tabeli:

5

Częstotliwość

zasilania

pompy

f [Hz]

lp.

Ciśnienie

w rurociągu

ssawnym

p

1

[Pa]

Ciśnienie

w rurociągu

tłocznym

p

2

[Pa]

Ilość przepływ.

czynnika

Q [m

3

]

Czas przepł.

t [s]

Przepływ

V=Q/t

[m

3

/s]

f

1

=...=const

.

1.

2.

.

.

n

Wysokość podnoszenia wyznacza się wg wzoru:

H=

γ

γ γ

γ

−1

−1

−1

−1

* (p

2

-p

1

)* g

-1

+ y + 0.5*g

-1

*(v

2

2

-v

1

2

)

gdzie:

H - wysokość podnoszenia [m]

p

1

- pod- lub nadciśnienie w kroćcu ssawnym pompy [Pa]

p

2

- nadciśnienie w kroćcu tłoczącym [Pa]

γ

γ γ

γ

- gęstość tłoczonej cieczy [kg/m

3

]

y - różnica poziomów punktów pomiarowych [m]

v

1

- średnia prędkość przepływu w przekroju kroćca ssącego [m/s]

v

2

- średnia prędkość przepływu w przekroju kroćca tłoczącego [m/s]

2.2 WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI HYDRAULICZNEJ RUROCIĄGU

ODBIORCZEGO.

Dla stałej wartości oporu hydraulicznego w układzie pomierzyć :

a) ciśnienie w rurociągu ssawnym i tłocznym (manometrami M1 i M2)

b) ilość przepływającego czynnika (wodomierzem P1) i czas przepływu tej ilości.

dla kilku częstotliwości zasilania pompy z przedziału od 40 do 60 Hz.

6

Wyniki pomiarów umieścić w tabeli :

lp.

Częstotliwość

zasilania

pompy

f [Hz]

Ciśnienie

w rurociągu

ssawnym

p

1

[Pa]

Ciśnienie

w rurociągu

tłocznym

p

2

[Pa]

Ilość przepływ.

czynnika

Q [m

3

]

Czas przepł.

t [s]

Przepływ

V=Q/t

[m

3

/s]

1.

2.

..

n

STANOWISKO POMIAROWE