POLITECHNIKAKOSZALIŃSKA ROK AKADEMICKI 2010/2011	LABORATORIUM Z PRZEDMIOTU Gospodarka Energetyczna
Wydział Mechaniczny MiBM grupa M01	Nazwisko i imię : BAJSICKI JAROSŁAW
Wyznaczanie indywidualnych charakterystyk wymiarowych pomp wirowych
Data ćwiczenia : 15.04.2011	Podpis:

1. Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie indywidualnych charakterystyk wymiarowych pomp samozasysających typu PS.

Charakterystykami indywidualnymi nazywamy zależności $H = f\dot{\left( V \right),\ }\ P_{u} = f\dot{\left( V \right),\ } = f\dot{\left( V \right),\ }$ wyznaczone przy stałej prędkości obrotowej n wirnika pompy.

1. Stanowisko pomiarowe i sposób prowadzenia pomiarów

Opis schematu stanowiska pomiarowego pomp wirowych

- 1,4 silnik elektryczny

- 2,3 pompa

- 5 zbiornik dolny

- 6 zbiornik górny

- 7,8 przepływomierze

- 9,11 manometr ssawny

- 10,12 manometr na tłoczeniu

- 13,28 zawory

W celu wyznaczenia indywidualnej charakterystyki pompy należy wykorzystując uzyskane pomiary P_tn , P_sn , τ, P_el obliczyć następujące wielkości:

- ciśnienia w króćcu ssawnym pompy p_s

- ciśnienia w króćcu tłocznym pompy p_t

- objętościowego natężenia przepływu pompowanej cieczy $\dot{\mathbf{V}}$

- użyteczną wysokość podnoszenia H_u

- mocy użytecznej na wale pompy P_u

- sprawność ogólną η

Wartości niezbędne do pomiarów wynikające z własności stanowiska pomiarowego i warunków atmosferycznych w trakcie badań

P_b – ciśnienie barometryczne zmierzone w trakcie zajęć

P _b = 1020 hPa = 1, 02 bar

D – średnica zbiornika pomiarowego

D = 0, 44 m

L – wysokość słupa cieczy w zbiorniku pomiarowym

L = 0, 1 m

Wszystkie zebrane i obliczone wartości niezbędne do wyznaczenia indywidualnych charakterystyk badanych pomp zostały zebrane w tabeli zamieszczonej na następnej stronie.

1. Przykładowe obliczenia (dla pomiaru nr 3 pompy nr 1)

1. Obliczenie mocy pobieranej przez silnik napędowy pompy

P_el = P_elL₁ + P_elL₂ + P_elL₃

gdzie:

P_elL₁ ÷ P_elL₃ – obciążenie poszczególnych faz silnika pompy

1. Obliczenie objętościowego natężenia przepływu

$$\dot{V} = \frac{\frac{\bullet D^{2}}{4} \bullet L}{}$$

gdzie:

D – średnica zbiornika pomiarowego

D = 0, 44 m

L – wysokość słupa cieczy w zbiorniku pomiarowym

L = 0, 1 m

τ - czas przepompowywania cieczy do zbiornika pomiarowego

$$\dot{V} = \frac{\frac{3,14 \bullet \left( 0,44 \right)^{2}}{4} \bullet 0,1}{16} = \frac{\frac{3,14 \bullet 0,1936}{4} \bullet 0,1}{16} = \frac{\frac{3,14 \bullet 0,1936}{4} \bullet 0,1}{16}$$

$$\dot{V} = \frac{0,15198 \bullet 0,1}{16} = \frac{0,015198}{16} \approx 0,00095\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$$

1. Użyteczna wysokość podnoszenia

$$H_{u} = \frac{P_{t} - P_{s}}{}$$

gdzie:

P_t- ciśnienie w króćcu tłocznym pompy

P_t = P_tn + P_b

P_t = 1, 7652 + 1, 02 ≈ 2, 785 [bar]

P_t = 278500 [Pa]

P_s - ciśnienia w króćcu ssawnym pompy

P_s = P_b − |P_sn|

P_s = 1, 02 − 0, 0981 = 0, 9219 [bar]

P_s = 92190 [Pa]

- ciężar właściwy wody

$$= 9810\ \left\lbrack \frac{N}{m^{3}} \right\rbrack$$

$$H_{u} = \frac{278500 - 92190}{9810} = \frac{186310}{9810} = 18,9918\ \left\lbrack m \right\rbrack$$

1. Moc użyteczna

$$P_{u} = H_{u} \bullet \gamma \bullet \dot{V}$$

gdzie:

H_u – użyteczna wysokość podnoszenia

H_u = 18, 9918 [m]

- ciężar właściwy wody

$$= 9810\ \left\lbrack \frac{N}{m^{3}} \right\rbrack$$

$\dot{\mathbf{V}}$ - objętościowego natężenia przepływu pompowanej cieczy

$$\dot{V} = 0,00095\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$$

P_u = 18, 9918 • 9810 • 0, 00095 ≈ 177, 0 [W]

1. Sprawność ogólna

$= \frac{P_{u}}{P_{\text{el}}} \bullet 100\%$

gdzie:

P_u - moc użyteczna pompy

P_el - mocy pobierana przez silnik napędowy pompy

$= \frac{177,0}{977,0} \bullet 100\% \approx 18,24\ \%$

1. Analiza i wnioski

Po przeprowadzonych badaniach pomp wirowych uwidoczniła się bardzo niska sprawność ogólna obu badanych pomp, która mieściła się w granicach 11 do 23%. Prawdopodobnie wynika to z czasu eksploatacji badanych pomp i znacznego już zużycia ich wirników.

Z wykonanych obliczeń i sporządzonych wykresów jasno wynika że wraz ze wzrostem użytecznej wysokości podnoszenia wzrasta moc użyteczna pompy jak i sprawność ogólna.

Ze wzrostem ciśnienia w króccu tłocznym P_t maleje objętościowe natężenie przepływu lecz gdyż rośnie sprawność ogólna trzeba uznać iż użytkowanie tych pomp jest bardziej korzystne przy wyższych ciśnieniach na króćcu tłocznym.