Laboratorium Maszyn i Urządzeń Energetycznych I

Temat: Badanie układu równoległego pomp

Nowak Marzena, gr. 5

221760

Politechnika Warszawska

Sem VI

1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia był pomiar i analiza charakterystyk układu równoległego pracy 2 pomp przy różnym wydatku ustalonym przy pomocy zaworu. Następnie po serii obliczeń należało sporządzić charakterystyki poszczególnych pomp oraz całego układu.

2.Stanowisko badawcze

Stanowisko badawcze zawiera dwie pompy o parametrach:

- pompa 1- KSB Multi Eco 34E o mocy 660 W i H_max=38m;

- pompa 2- Lowara P70 o mocach 1200 / 750 W i H_max=82m przy 0,48 m³/h, H_max=18m przy 2,1m³/h;

- rurociągi;

- przyrządy pomiarowe tj. ciśnieniomierze, watomierze, przepływomierze;

- zbiornik wody.

Najprostszy schemat przedstawia to tak :

3.Pomiary i wyniki

Do obliczenia wysokości podnoszenia i wysokości zredukowanych poszczególnych pomp skorzystano z następujących wzorów:

gdzie

a₁=0,00102 współczynnik strat pierwszej pompy

a₂=0,071 współczynnik strat drugiej pompy

Do policzenia całkowitego przepływu w układzie równoległym skorzystano z zależności:

H₁=H₂ Q=Q₁+Q₂

Obliczając kolejne sprawności pomp i całego układu posłużono się wzorem poniżej:

Wszelkie pomiary i obliczenia zostały wykonane w arkuszu Excel. Rezultaty:

1.Tabela dotycząca pompy 2 (pierwszy pomiar + odpowiednie obliczenia)

p s [Pa]	p t [Pa]	ps [bar]	pt [MPa]	Q [m^3/h]	P [kW]	H1 [m]	H1 zred [m]	eta1
90200	160000	0,902	0,160	2,326	0,476	7,115	6,731	0,095
91000	215000	0,910	0,215	2,146	0,528	12,640	12,313	0,140
92000	310000	0,920	0,310	1,852	0,628	22,222	21,979	0,179
92600	370000	0,926	0,370	1,681	0,682	28,277	28,077	0,190
92800	430000	0,928	0,430	1,500	0,749	34,373	34,213	0,188
93200	485000	0,932	0,485	1,333	0,805	39,939	39,813	0,180
94200	570000	0,942	0,570	1,070	0,900	48,502	48,420	0,157
94400	635000	0,944	0,635	0,882	0,967	55,107	55,052	0,137
95000	700000	0,950	0,700	0,699	1,030	61,672	61,637	0,114
95400	750000	0,954	0,750	0,535	1,081	66,728	66,708	0,090
95600	810000	0,956	0,810	0,362	1,194	72,824	72,814	0,060

2.Tabela dotycząca pompy 1 (drugi pomiar + odpowiednie obliczenia)

p róż [Pa]	próżn. [bar]	Q [m^3/h]	P [W]	H2 [m]	H2 zred [m]	eta2
40000	0,40	4,804	680	4,077	4,054	0,078497
56000	0,56	4,462	680	5,708	5,688	0,102072
82000	0,82	3,980	680	8,359	8,343	0,133317
182000	1,82	3,465	680	18,552	18,540	0,25761
212000	2,12	3,060	670	21,611	21,601	0,268955
249000	2,49	2,459	645	25,382	25,376	0,263691
275000	2,75	2,061	625	28,033	28,028	0,2519
304000	3,04	1,582	610	30,989	30,986	0,219002
337000	3,37	0,957	575	34,353	34,352	0,155801
350000	3,50	0,552	550	35,678	35,678	0,097576

3. Tabela dotycząca układu równoległego pomp (pomiar 3+obliczenia)

p wyj [Pa]	pwyjść. [MPa]	Q1 [m^3/h]	Q2 [m^3/h]	P1 [W]	P2 [kW]	Q cał [m3/h]	H układu [m]	eta
90000	0,09	3,757	2,495	680	0,412	6,252	8,174	0,12753
120000	0,12	3,817	2,425	675	0,436	6,242	11,232	0,171969
160000	0,16	3,325	2,287	670	0,478	5,612	15,310	0,203946
200000	0,20	2,865	2,168	660	0,511	5,033	19,387	0,227068
240000	0,24	2,289	2,052	630	0,547	4,341	23,465	0,235829
280000	0,28	1,662	1,925	605	0,589	3,587	27,542	0,225473
320000	0,32	0,903	1,803	570	0,630	2,706	31,620	0,1943

4.Wykresy charakterystyk pomp i układu równoległego pomp -porównanie

Podczas tworzenia charakterystyki dla równoległej pracy pomp dla podobnych wysokości zredukowanych dodawano wydajności pomp

5.Wnioski

- Niedokładność odwzorowania charakterystyk wynika z błędów odczytu wartości parametrów urządzeń pomiarowych oraz z pewnych uproszczeń stosowanych przy wyznaczaniu zredukowanej wysokości podnoszenia takich jak przyjęcie wartości średnich współczynników a.

- Jak widać na pierwszym zestawie wykresów wraz ze wzrostem wydatku pompy maleje jej wysokość podnoszenia. Straty hydrauliczne w przewodzie wzrastają wraz ze wzrostem wydatku przepływu, sumaryczna wydajność dwóch pomp połączonych równolegle jest zawsze mniejsza od sumy wydajności każdej z pomp. Stosowanie dwóch pomp o różnych charakterystykach w układzie równoległym okazuje się być niekorzystne.

- Po dodaniu analitycznym wydajności dwóch pomp otrzymujemy charakterystykę podobną do charakterystyki układu równoległego. Lekka różnica pomiędzy nimi wynika z niedokładnego dobrania współczynników strat pomp.

- Sprawność pompy 1 jest większa niż pompy 2, ponieważ wysokość podnoszenia nie jest zbyt duża. Sprawność całego układu jest na poziomie 23,5% i jest mniejsza od sprawności pompy 1, której sprawność wynosi około 27%. Z tego wynikać może fakt, iż czym więcej będziemy dodawać pomp tym mniejsza będzie sprawność układu. Pomimo tego, że wysokość podnoszenia dla układu równoległego pomp będzie mniejsza to sprawność nie wzrośnie.

- Pompy w układzie równoległym wyróżniają się większa sprawnością w stosunku do pracy pojedynczej pompy. Dodatkowo dowiedzieliśmy się, że w układzie równoległym trzeba staranie dobierać prędkość obrotową pomp, gdyż jej zły dobór prowadzi do powstania przepływu wstecznego w odniesieniu do jednej z pomp pracujących w tym układzie

---