30.03.2013r.

ZAJĘCIA LABORATORYJNE Z MECHANIKI PŁYNÓW

GRUPA 3

Sprawozdanie numer 4

Temat ćwiczenia: Wyznaczenie współczynnika przepływu dla zaworu regulacyjnego.

Cel ćwiczenia:



wyznaczenie współczynnika przepływu

Wykorzystywane wzory i przykładowe obliczenia:

- obliczanie przepływu (qv):

qv = Σ [Rot.1+Rot.2+Rot.3]

qv=500[

]+360[

]+500[

]=1360 [

]

- przeliczanie na [

]:

1l = 0.001 m

3

1360l x 0.001= 1.360 [

]

- obliczanie różnicy ciśnień (



p):



p = RÓŻNICA [pwlot - pwyl]



p = 730[bar] – 698[bar] = 32 [bar]

- przeliczenie na kPa:

1 bar = 100 kPa

32[bar] x 100 = 3200 kPa

- obliczanie współczynnika przepływu (kv):

√

 

3

3

1,360

0, 240

32

m

h

m

h

bar















 









kv =

- obliczanie zależności współczynników przepływu

kv

kvo













:

kvo – współczynnik przepływu dla całkowicie otwartego zaworu

0, 240

1

0, 240



;

0, 269

0, 240

1,118



- obliczanie zależności różnicy ciśnień

p

po

















:



po – różnica ciśnień dla całkowicie otwartego zaworu

32

32

1



;

26

0,813

32



- obliczanie zależności przepływów

qv

qvo













:

qvo– przepływ dla całkowicie otwartego zaworu

1, 360

1

1, 360



;

1,370

1, 007

1,360



Pomiary

Tabela pomiarowa 1

Tabela pomiarowa 2

Dla pompy z prędkością 2200 [obrót/min]

Lp

nastawa

Rot.1 Rot.2 Rot.3

qv

pwlot pwyl



p

kv

kv/kvo



p/



po qv/qvo

-

l/h

l/h

l/h

l/h

m

3

/h

bar

bar bar kPa

m

3

/h

-

-

-

1

pełne otwarcie

500

360

500 1360 1,360

730

698

32

3200 0,240

1

1

1

2

4

500

360

510 1370 1,370

726

700

26

2600 0,269

1,118

0,813

1,007

3

3,5

490

360

510 1360 1,360

732

698

34

3400 0,233

0,970

1,063

1,000

4

3

480

360

500 1340 1,340

733

695

38

3800 0,217

0,904

1,188

0,985

5

2,5

470

350

490 1310 1,310

749

689

60

6000 0,169

0,703

1,875

0,963

6

2

440

320

460 1220 1,220

780

620 160 16000 0,096

0,401

5,000

0,897

7

1,5

360

260

370

990 0,990

850

645 205 20500 0,069

0,288

6,406

0,728

8

1

210

160

230

600 0,600

940

606 334 33400 0,033

0,137

10,438

0,441

9

0,5

120

100

170

390 0,390

970

590 380 38000 0,020

0,083

11,875

0,287

Dla pompy z prędkością obrotową 2500 [obrót/min]

Lp

nastawa

Rot.1 Rot.2 Rot.3

qv

pwlot pwyl



p

kv

kv/kvo



p/



po qv/qvo

-

l/h

l/h

l/h

l/h m

3

/h

bar

bar bar

kPa

m

3

/h

-

-

-

1

pełne otwarcie

570

420

590 1580 1,580

770

730

40

4000

0,250

1

1

1

2

4

570

420

590 1580 1,580

770

735

35

3500

0,267

1,069

0,875

1

3

3,5

550

410

580 1540 1,540

770

730

40

4000

0,243

0,975

1,000

0,975

4

3

550

410

570 1530 1,530

780

730

50

5000

0,216

0,866

1,250

0,968

5

2,5

540

400

560 1500 1,500

800

722

78

7800

0,170

0,680

1,950

0,949

6

2

500

370

530 1400 1,400

840

700 140 14000

0,118

0,474

3,500

0,886

7

1,5

410

300

430 1140 1,140

935

665 270 27000

0,069

0,278

6,750

0,722

8

1

250

190

260

700 0,700

1047

615 432 43200

0,034

0,135

10,800

0,443

9

0,5

150

120

170

440 0,440

1086

596 490 49000

0,020

0,080

12,250

0,278

Tabela pomiarowa 3

Wykres 1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

kv

/kv

o

nastawa

Wykres zależności współczynników przepływu dla

każdej nastawy zaworu regulacyjnego

Dla prędkości obrotowej 2200

Dla prędkości obrotowej 2500

Dla prędkości obrotowej 2800

Dla pompy z prędkością obrotową 2800 [obrót/min]

Lp

nastawa

Rot.1 Rot.2 Rot.3

qv

pwlot pwyl



p

kv

kv/kvo



p/



po qv/qvo

-

l/h

l/h

l/h

l/h

m

3

/h

bar

bar

bar

kPa

m

3

/h

-

-

-

1

pełne otwarcie

610

445

635 1690 1,690

795

630 165 16500

0,132

1

1

1

2

4

605

445

630 1680 1,680

797

580 217 21700

0,114

0,867

1,315

0,994

3

3,5

600

440

630 1670 1,670

800

720

80

8000

0,187

1,419

0,485

0,988

4

3

600

440

620 1660 1,660

810

735

75

7500

0,192

1,457

0,455

0,982

5

2,5

580

425

605 1610 1,610

830

740

90

9000

0,170

1,290

0,545

0,953

6

2

550

390

570 1510 1,510

880

720 160 16000

0,119

0,907

0,970

0,893

7

1,5

445

325

460 1230 1,230

995

666 329 32900

0,068

0,515

1,994

0,728

8

1

280

205

295

780 0,780

1130

595 535 53500

0,034

0,256

3,242

0,462

9

0,5

165

135

185

485 0,485

1193

596 597 59700

0,020

0,151

3,618

0,287

Wykres 2

Wnioski
Przy najmniejszym otwarciu zaworów różnice ciśnień na wlocie i na wylocie zaworu są na tyle duże, że
istnieje ryzyko wystąpienia zjawiska kawitacji. Dlatego przy tych prędkościach obrotowych optymalne
warunki pracy zaworu to górne wartości otwarcia zaworu.

Najlepsze warunki pracy zaworu są dla nastawy „3” z uwagi na najmniejsze różnice ciśnień na wlocie i na
wylocie. Zarówno dla mniejszych jak i większych nastaw różnice ciśnień na wlocie i na wylocie są większe,
co może powodować powstanie zjawiska kawitacji.

Z drugiego wykresu można wnioskować fakt, że przy dużym przepływie różnica ciśnień jest mniejsza, zatem
bardziej korzystna. Może to prowadzić do wniosku, że każde wprowadzenie zaworu do układu powoduje
straty wydatku przepływu i wzrost możliwości powstania zużycia kawitacyjnego.

Dla trzeciej największej prędkości pompy występuje przepływ turbulentny z uwagi na nieregularny
charakter wykresów.

0

3

6

9

12

15

1

1

0,975

0,968

0,949

0,886

0,722

0,443

0,278



p/



po

qv/qvo

Wykres zależności ciśnienia przed i za zaworem od

przeływu wody

Dla prędkości obrotowej 2200

Dla prędkości obrotowej 2500

Dla prędkości obrotowej 2800