Nazwisko i Imię …………………………………………………………….………….., Grupa: ………

Nazwisko i Imię …………………………………………………………………………., Grupa: ………

Studia magisterskie uzupełniające. Semestr 1 Ćwiczenie Laboratoryjne nr 3

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYKI PRZEPUSTNICY REGULACYJNEJ

1.

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z pracą przepustnicy regulacyjnej w instalacji wentylacyjnej. Tego typu

urządzenia wraz z siłownikami wykorzystywane są do regulacji przepływem w rzeczywistych układach wentylacji
ze zmiennym strumieniem powietrza. Przez sterowanie ręczne symulowane będą różne stany pracy przepustnicy.
W skład ćwiczenia wchodzą następujące elementy:
a) Pomiar spadku ciśnienia na przepustnicy regulacyjnej,
b) Pomiar ciśnienia bezpośrednio za przepustnicą,
c) Pomiar spadku ciśnienia na kryzie pomiarowej oraz wyznaczenie strumienia przepływu powietrza,
d) Wyznaczenie charakterystyk przepustnicy.

2.

Opis stanowiska

Badaniu wykonywane będą na stanowisku złożonym z wentylatora sterowanego autotransformatorem,

przepustnicy regulacyjnej ręcznej po stronie ssawnej oraz odcinka prostego kanału z kryzą pomiarową po stronie
tłocznej. Badania wykonywane są przy pomocy mikromanometru. Ćwiczenie to wykorzystuję przepustnicę regulacyjną
ze sterowaniem ręcznym i oznaczonymi stopniami otwarcia do badań strumienia przepływu przy stałym spadku
ciśnienia na przepustnicy oraz spadku ciśnienia przy stałym wydatku.

Rys.1 Schemat instalacji pomiarowej

Gdzie:

1) Przepustnica motylkowa o stopniu otwarcia od 0

o

(otwarta) do 90

o

(zamknięta),

2) Punkt pomiaru ciśnienia różnicowego Δp

2

(punkt 2 – otoczenie),

3) Punkt pomiaru ciśnienia różnicowego Δp

3

(punkt 3 – otoczenie),

4) Punkt pomiaru ciśnienia różnicowego Δp

4

(punkt 4 – otoczenie),

5) Punkt pomiaru ciśnienia różnicowego Δp

5

(punkt 5 – otoczenie),

6) Wentylator,
7) 8) Punkty pomiaru spadku ciśnienia na kryzie pomiarowej Δp

kryza

(punkt 7 – punkt 8),

9) Kryza pomiarowa.

3.

Procedura pomiarowa

a)

Charakterystyka spadku ciśnienia na przepustnicy przy zadanym, stałym strumieniu przepływu powietrza
Celem pomiarów jest wyznaczenie zależności oporów przepływu przepustnicy powietrza od stopnia jej otwarcia
(wyrażonego w % lub w stopniach kątowych) przy określonym (nie zmiennym) strumieniu powietrza.
Aby taką charakterystykę wyznaczyć należy wykonać kolejno:

1) Uruchomienie wentylatora i pozostawienie go na stałych obrotach (jedno położenie autotransformatora)

przy pełnym otwarciu przepustnicy (spadek ciśnienia na kryzie pomiarowej powinien wynosić 140-180 Pa),

2) Pomiar spadku ciśnienia na kryzie pomiarowej przy pomocy mikromanometru (p

8

–p

7

),

3) Obliczenie strumienia przepływu powietrza wg. normy PN-EN-5167:

̇ =

1 −

∗

4

2∆

∗ 3600

Należy założyć :

Gęstość powietrza :

ρ ≈ 1,2 kg/m

3

Liczba ekspansji :

ε ≈ 1-0,295*Δp*10

-5

Współczynnik przepływu :

C ≈ 0,6

Przewężenie zwężki :

β = D

k

/D (D

k

=90mm, D=315mm)

4) Ustawienie przepustnicy w wybranym położeniu i ustalenie przy pomocy autotransformatora

identycznego spadku ciśnienia na kryzie,

5) Odczytanie

- ciśnienia przed przepustnicą (p

1

– traktujemy jako ciśnienie atmosferyczne),

- różnicy ciśnienia między odcinkiem bezpośrednio za przepustnicą a otoczeniem – w trzech punktach
(Δp

2

, Δp

3

, Δp

4

),

- różnicy ciśnienia w kanale, w odległości 1,5 m od przepustnicy (Δp

5

),

6) Zmiana położenia przepustnicy i powtórzenie procedury dla 6 punktów.

Ciśnienie atmosferyczne:

………………… [mmHg] ………………… [hPa]

Spadek ciśnienia na kryzie Δp

kr

:

………………………………… [Pa]

Obliczony strumień przepływu powietrza:

………………………………… [m3/h]

Stopień

otwarcia

Δp

2

Δp

3

Δp

4

Δp

5

[%]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

7) Wykreślenie charakterystyki spadku ciśnienia w funkcji stopnia otwarcia przepustnicy przy zadanym

stałym przepływie (tabela i wykres w excelu),

8) Wnioski – m.in. :

o

Skąd biorą się różnice pomiędzy wartościami Δp

2

, Δp

3

, Δp

4

?

o

Kształt charakterystyki – wnioski i komentarze.

o

Dlaczego pomiar ciśnienia za przepustnicą wykonujemy w pewnej odległości ?

o

Jaka jest maksymalna wartość spadku ciśnienia na przepustnicy przy stałym strumieniu przepływu
powietrza i skąd możemy ją odczytać.

b)

Charakterystyki spadku ciśnienia na przepustnicy od strumienia przepływu powietrza
Celem pomiarów jest wyznaczenie zależności oporów przepływu przepustnicy powietrza od średniej prędkości
brutto powietrza w przekroju przewodu, przy zmiennym strumieniu powietrza oraz przy określonym (stałym)
stopniu jej otwarcia (wyrażonego w % lub w stopniach kątowych)
Aby taką charakterystykę wyznaczyć należy wykonać kolejno:

1) Ustawić przepustnicę w określonym położeniu
2) Uruchomienie wentylatora i ustawienie go na obrotach minimalnych (odpowiadających prędkości

powietrza ok. 1,5 m/s),

3) Pomiar spadku ciśnienia na przepustnicy regulacyjnej,
4) Pomiar spadku ciśnienia na kryzie pomiarowej przy pomocy mikromanometru,
5) Obliczenie strumienia przepływu powietrza wg. normy PN-EN-5167,
6) Obliczenie prędkości przepływu powietrza w przekroju brutto przepustnicy,
7) Odczytanie:
- ciśnienia przed przepustnicą (p

1

– można traktować jako ciśnienie atmosferyczne),

- różnicy ciśnienia w kanale, w odległości 1,5 m od przepustnicy (Δp

5

),

- spadku ciśnienia na kryzie pomiarowej przy pomocy mikromanometru (p

8

–p

7

).

8) Zmiana obrotów wentylatora na większe,
9) Powtórzenie procedury dla 6 punktów (strumieni przepływu),
10) Całość wykonać należy dla dwóch położeń przepustnicy,
11) Wykonanie wykresu w excelu oraz aproksymacja funkcją kwadratową w postaci y=ax

2

,

12) Komentarz do otrzymanego wyniku.

Ciśnienie atmosferyczne:

………………… [mmHg] ………………… [hPa]

Stopień otwarcia przepustnicy:

………………………………… [%]

Δp

kryza

V

w

Ø200

Δp

5

(p

1

-p

5

)

[Pa]

[m

3

/h]

[m/s]

[Pa]

Stopień otwarcia przepustnicy:

………………………………… [%]

Δp

kryza

V

w

Ø200

Δp

5

(p

1

-p

5

)

[Pa]

[m

3

/h]

[m/s]

[Pa]