Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Temat: Pomiar charakterystyki pompy.

Warzecha Tomasz

Szyjka Filip

Wieczorek Mateusz

Zajas Piotr

Zapora Michał

gr. 4 GIG III

EZSM 2011/2012

Wstęp

Pompami nazywa się maszyny do podnoszenia cieczy z poziomu niższego na poziom wyższy lub też do przetłaczania cieczy z obszaru o ciśnieniu niższym do obszaru o ciśnieniu wyższym. Pompa jest maszyną bierną (roboczą), która przenosi energię mechaniczną z jakiegokolwiek zewnętrznego źródła energii na ciecz przez nią przepływającą. Działanie pomp opiera się na wytwarzaniu różnicy ciśnień między stroną ssawną i stroną tłoczną ruchomego organu roboczego.

Pompy napędzane są w przeważającej części energią mechaniczną, wytwarzaną przez silniki mechaniczne lub spalinowe bądź też turbiny parowe. W przypadku niewielkich urządzeń (np. małych pomp wyporowych) stosowany bywa napęd ręczny.

Pompy pracują w środowisku wodnym, co oznacza, że w momencie uruchamiania zarówno przestrzeń robocza pompy jak i rurociąg ssawny muszą być zalane cieczą i odpowietrzone. Wyjątkiem są urządzenia samozasysające (mogą one znajdować się powyżej miejsca, z którego pobierają ciecz), a także – w określonych przypadkach – niektóre z pomp wyporowych, pracujące w układzie pompowym.

Charakterystyka dowolnej pompy jest to zależność całkowitych strat ciśnienia wskutek występowania przepływu na długości rurociągu od wydajności przepływu p_str=f(Q). Na całkowite straty ciśnienia składają się straty statyczne i dynamiczne. Starty statyczne mają związek z podnoszeniem cieczy na pewną wysokość. Straty dynamiczne związane są z oporami przepływu cieczy rzeczywistej (lepkiej i ściśliwej) przez rurociąg o stałej średnicy oraz oporami miejscowymi na zwężeniach, zaworach, kolankach, przy zmianie kierunku itp.

Podczas wykonywania ćwiczenia woda przepływała przez rurociąg niebieski (D=65mm) oraz zielony (D=40mm). Ze względu na różne średnice rurociągów średnie prędkości przepływu oraz jednostkowe opory liniowe dla zadanych wydatków objętościowych, zostały policzone osobno dla rurociągu niebieskiego i zielonego, a następnie uśrednione. Obliczenia całkowitych strat ciśnienia zostały przeprowadzone dla jedenastu wydatków przepływającej wody.

Przebieg ćwiczenia :

W celu uzyskania odpowiedniej wydajności pompowania jeden ze studentów kręcił zaworem. Wydajność pompowania wynosiła 3,6,9,12,15,18,21,24,27 m³/h. Następnie zdejmowano wydajność, ciśnienie na wlocie (czujnik 1) oraz ciśnienie na wylocie (czujnik 4) w programie SYNDIS.

Schemat wyrobiska:

Zastosowane wzory:

p_p= p₁+h*ρ*g

gdzie:

h- różnica wysokości między pompą a czujnikiem [m], h=8m

ρ- gęstość wody [kg/m³]

g- przyspieszenie ziemskie [m/s²]

p₁-ciśnienie na czujniku będącym na wlocie[Pa]

p₄-ciśnienie na czujniku będącym na wylocie [Pa]

p_str=p_p-p₄

p_str- straty ciśnienia [Pa]

Ciśnienie występujące w pompie jest większe o 0,0785 MPa. Spowodowane jest to różnicą wysokości pomiędzy pompą a czujnikiem.

Przykład obliczeń dla Q=2,8 m³/h:

Δp=h*ρ*g=8*1000*9,81=0,0785MPa

p_p= 0,6+0,0785=0,6785MPa

p_str=p_p-p₄=0,678-0,61=0,068MPa

Tabela z wynikami:

	Q [m^3/h]	p1 [MPa]	p4 [MPa]	pp [MPa]	pstr [MPa]
1	2,8	0,6	0,61	0,678	0,068
2	6,9	0,58	0,59	0,658	0,068
3	10	0,56	0,56	0,638	0,078
4	12,3	0,55	0,54	0,628	0,088
5	15	0,52	0,5	0,598	0,098
6	17,8	0,49	0,45	0,568	0,118
7	20,8	0,47	0,4	0,548	0,148
8	23,7	0,44	0,35	0,518	0,168
9	26,9	0,39	0,27	0,468	0,198
10	28,9	0,34	0,2	0,418	0,218

Wnioski:

Największe ciśnienie występuje, gdy obieg jest zamknięty. Wtedy przepływ jest równy 0 m³/h, a ciśnienie p jest maksymalne. Różnica ciśnień na wlocie i wylocie to strata ciśnień. Wraz ze wzrostem natężenia przepływu straty ciśnienia rosną. Największe straty ciśnienia wynoszą 0,218 MPa .

Ciśnienie występujące w pompie jest większe o 0,0785 MPa. Spowodowane jest to różnicą wysokości pomiędzy pompą a czujnikiem., która wynosi 8m.