Mechanika i Budowa Maszyn 25.05.2013r.

St. stacjonarne

Rok II/ Sem IV

Gr. II

Sekcja II

Laboratorium z Mechaniki Płynów

Temat:

Badania przepływowe wyporowej pompy łopatkowej

Damian Krawczyk

Paweł Harężlak

Piotr Machaj

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, działaniem i zastosowaniem wyporowych pomp łopatkowych o zmiennej wydajności i nastawialnym ciśnieniu oraz pomiar i wykonanie następujących charakterystyk: charakterystyki przepływowej pompy, charakterystyki mocy pompy, charakterystyki sprawności ogólnej pompy.

Opis budowy i działania wyporowej pompy łopatkowej:

Pompy łopatkowe należą do grupy maszyn wyporowych, w których elementami wypierającymi ciecz są łopatki płaskie umieszczone w promieniowych przecięciach wirnika, a komory robocze zamykają się między dwoma sąsiednimi łopatkami a powierzchniami wirnika i korpusu pompy. Przedmiotem badań jest łopatkowa pompa wyporowa średniej wielkości typu PV2V3-30. Pompa łopatkowa tego typu jest pompą o zmiennej wydajności i nastawianym ciśnieniu, służącą do wytwarzania strumienia oleju w urządzeniach hydraulicznych.

1. korpus

2. wirnik

3. łopatki

4. stator

5. nastawnik ciśnienia

6. nastawnik wydatku

7. zawór do automatycznego odpowietrzania

8. komora robocza

9. tarcze sterujące

10. sprężyna

1. Schemat i opis stanowiska badawczego:

1 - Pompa hydrauliczna

2 - Silnik elektryczny

3 - Układ pomiaru momentu na kołysce

4 - Obrotomierz

5 - Manometr kontrolny

6 - Manometr precyzyjny

7 - Zawór dławiący regulowany

8 - Przepływomierz

9 - Zbiornik pomiarowy przecieków

10 - Zawór odcinający

11 - Zbiornik pomiarowy

12 - Termometr

13 - Chłodnica

14 - Nagrzewnica

1. Pomiary i obliczenia:

Pompa: PV2V3-30

Tabela pomiarowa

lp	ciśnienie p [Mpa]	natężenie przepływu Q [dm3/min]	nacisk ramienia F [kG]	prędkość obrotowa n [obr/ min]
1	2,00	30,84	2,860	1491
2	2,25	30,72	3,050	1491
3	2,50	30,60	3,245	1490
4	2,75	30,48	3,430	1489
5	3,00	30,36	3,630	1489
6	3,25	30,24	3,810	1488
7	3,50	30,12	4,015	1487
8	3,75	30,00	4,205	1486
9	4,00	29,76	4,390	1485
10	4,25	29,64	4,570	1484
11	4,50	29,52	4,760	1483
12	4,75	29,28	4,945	1482
13	5,00	29,16	5,130	1481
14	5,25	28,92	5,320	1480
15	5,50	28,80	5,500	1479
16	5,75	28,56	5,690	1479
17	6,00	28,44	5,870	1478
18	6,25	28,20	6,055	1477
19	6,50	27,96	6,240	1476
20	6,75	27,72	6,450	1475
21	7,00	27,48	6,625	1474
22	7,25	27,24	6,815	1473
23	7,50	27,00	7,010	1472
24	7,75	26,76	7,185	1471
25	8,00	26,52	7,365	1470
26	8,25	26,16	7,530	1469
27	8,50	25,56	7,650	1469
28	8,75	23,28	7,390	1470
29	9,00	19,32	6,725	1473
30	9,25	14,04	5,755	1478

Długość ramienia L= 0,45m

Przykładowe obliczenia dla lp.1

1. Moment reakcyjny stojana silnika elektrycznego:

M = F * L 

M = 28, 0566 * 0, 45 = 12, 63 Nm

1. Moc silnika elektrycznego:

N = M * ω

Gdzie:

$$\omega = \frac{\pi*n}{30} = \frac{\pi*1491}{30} = 156,14$$

 N = 12, 63 * 156, 14 = 1970 W = 1, 97 kW

1. Moc przekazana strudze oleju przez pompę:

N_s = Q * p

N_s = 0, 000514 * 2 * 10⁶ = 1028 W = 1, 028 kW

1. Sprawność ogólna pompy:

$$\ = \frac{N_{s}}{N}*100\%$$

$$\ = \frac{1,028}{1,97}*100\% = 52,17\ \%$$

Tabela wyników

lp	ciśnienie p	natężenie przepływu Q	nacisk ramienia F	moment reakcyjny silnika M	moc silnika elektrycznego N	moc przekazywana strudze Ns	sprawność η
-	Pa	m3/s	N	Nm	kW	kW	%
1	2000000	0,000514	28,057	12,625	1,970	1,028	52,175
2	2250000	0,000512	29,921	13,464	2,101	1,152	54,826
3	2500000	0,000510	31,833	14,325	2,234	1,275	57,072
4	2750000	0,000508	33,648	15,142	2,360	1,397	59,199
5	3000000	0,000506	35,610	16,025	2,497	1,518	60,783
6	3250000	0,000504	37,376	16,819	2,619	1,638	62,531
7	3500000	0,000502	39,387	17,724	2,759	1,757	63,692
8	3750000	0,000500	41,251	18,563	2,887	1,875	64,942
9	4000000	0,000496	43,066	19,380	3,012	1,984	65,866
10	4250000	0,000494	44,832	20,174	3,134	2,100	67,000
11	4500000	0,000492	46,696	21,013	3,262	2,214	67,880
12	4750000	0,000488	48,510	21,830	3,386	2,318	68,456
13	5000000	0,000486	50,325	22,646	3,510	2,430	69,222
14	5250000	0,000482	52,189	23,485	3,638	2,531	69,557
15	5500000	0,000480	53,955	24,280	3,759	2,640	70,240
16	5750000	0,000476	55,819	25,119	3,888	2,737	70,389
17	6000000	0,000474	57,585	25,913	4,009	2,844	70,946
18	6250000	0,000470	59,400	26,730	4,132	2,938	71,088
19	6500000	0,000466	61,214	27,546	4,256	3,029	71,177
20	6750000	0,000462	63,275	28,474	4,396	3,119	70,942
21	7000000	0,000458	64,991	29,246	4,512	3,206	71,054
22	7250000	0,000454	66,855	30,085	4,638	3,292	70,964
23	7500000	0,000450	68,768	30,946	4,768	3,375	70,788
24	7750000	0,000446	70,485	31,718	4,883	3,457	70,779
25	8000000	0,000442	72,251	32,513	5,002	3,536	70,686
26	8250000	0,000436	73,869	33,241	5,111	3,597	70,377
27	8500000	0,000426	75,047	33,771	5,192	3,621	69,736
28	8750000	0,000388	72,496	32,623	5,019	3,395	67,638
29	9000000	0,000322	65,972	29,688	4,577	2,898	63,316
30	9250000	0,000234	56,457	25,405	3,930	2,165	55,074

1. Wykresy:

2. Wnioski:

Z praktycznego punktu widzenia konieczna jest znajomość zmian wartości parametrów pompy w warunkach odbiegających od parametrów nominalnych. Pompa rzadko pracuje przy parametrach nominalnych. Można stwierdzić wyraźny wzrost sprawności pompy wraz ze wzrostem ciśnienia ale tylko do pewnej granicy, potem następuje nagły spadek. Natężenie przepływu spada wraz ze wzrostem ciśnienia, moc wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia. Dla pompy można określić optymalny zakres jej pracy.