CHARAKTERYSTYKA POMPY WIROWEJ I SIECI

Termin zajęć:

Środa 14:15 – 16:55

Grupa 2:

• Sylwia Gaik

• Katarzyna Przeździęk

• Karol Kameduła

1. Spis symboli i jednostek:

g – przyspieszenie ziemskie [m/s²]

H_g - geometryczna wysokość podnoszenia [m]

H­­­­­­­­_s,t - różnica wysokości zamocowania ciśnieniomierzy [m]

H_u – użyteczna wysokość podnoszenia [m]

n – prędkość obrotowa [obroty/min]

p_s – podciśnienie na ssaniu [Pa]

p_t – nadciśnienie na tłoczeniu [Pa]

t – czas

V – objętość

- objętościowe natężenie przepływu [m³/s]

ξ – współczynnik oporów sieci [s²/m⁵]

ρ – gęstość [kg/m³]

1. Cel ćwiczenia:

Celem było doświadczalne wyznaczenie charakterystyki sieci i pompy wirowej oraz określenie punktu pracy tego zespołu.

1. Przebieg doświadczenia:

Wykonano dwie serie pomiarowe. Pierwsza seria dotyczyła charakterystyki sieci. Wyniki uzyskano przy różnej wartości objętościowego natężenia przepływu wody. Zawór trójdrożny ustawiono w pozycji umożliwiającej dopływ wody do jednego ze zbiorników odbiorczych. Ustawiono za pomocą autotransformatora maksymalną liczbę obrotów (1100 obrotów/min.). Pomiar dokonano mierząc czas napełniania określonej objętości (5 litrów) oraz odczytując wskazania manometru w wakuometru (wartość stała). Następnie zmniejszono o 100 jednostek liczbę obrotów i wyznaczono natężenie przepływu jak poprzednio przestawiając zawór tak aby napełniał się drugi ze zbiorników.

Druga seria dotyczyła charakterystyki pompy. Pomiary wykonano w podobny sposób do serii poprzedniej. Zawór trójdrożny ustawiono w pozycję umożliwiającą napełnianie jednego ze zbiorników odbiorczych, za pomocą autotransformatora ustalono stałą wartość obrotów (1050 obrotów/min.), zaworami na ssaniu i tłoczeniu ustalono początkowe wskazania ciśnieniomierzy (manometr 0,9 kG/cm²) i wyznaczono natężenie przepływu wody, mierząc czas napełniania zbiornika do 5l. Kolejne pomiary uzyskano zmieniając wartość ciśnienia na manometrze o 0,1 jednostek.

Rys.1. Schemat aparatury doświadczalnej:

1-pompa wirowa, 2-zmiennobrotowy silnik prądu stałego, 3- zbiornik czerpalny, 4-zbiornik

odbiorcze, 5-przewód ssący, 6-przewód tłoczący, 7-zawór ssący, 8-zawór tłoczący, 9-

wakuometr, 10-manometr, 11-zawór trójdrożny, 12-zawór spustowy, 13-blok zasilania, 14-

autotransformator.

1. Tabele z wynikami pomiarowymi:

Charakterystyka sieci
natężenie, n
[obroty/min]
1100
1000
900
800
700
600
500

Charakterystyka pompy
natężenie, n
[obroty/min]
1050

1. Przykład obliczeniowy:

1. Przeliczenie wartości ∆p_s­ i ∆p_t w [Kg/cm²] na wartości w [Pa]

1kG/cm² = 98066,5 Pa

np. 0,79 kG/cm² = 77472 Pa

1. Obliczenie wartości użytecznej wysokości podnoszenia H_u:

$$H_{u} = \ \frac{\left( p_{s} + \ p_{t} \right)}{\text{ρg}} + \ H_{s,t}$$

gdzie: H_s,t = 0,65m

g = 9,81 m/s²

ρ_H20 = 1000 kg/m³

$$H_{u} = \frac{0 + 77472}{1000 \times 9,81} + \ 0,65 = 8,55\ \lbrack m\rbrack$$

1. Obliczenie wartości objętościowego natężenia przepływu:

$$\ = \ \frac{V}{1000\ \times t}$$

• $= \ \frac{5 \times 10^{- 3}}{1000\ \times 29,3} = 1,71\ \times 10^{- 7}\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$

1. Tabele z przeliczonymi wynikami wszystkich pomiarów:

Charakterystyka sieci
natężenie, n
[obroty/min]
1100
1000
900
800
700
600
500

Charakterystyka pompy
natężenie, n
[obroty/min]
1050

1. Wykresy dla poszczególnych charakterystyk:

2. Wykres punktu pracy tego zespołu:

3. Wyznaczanie współrzędnych punktu pracy:

y = 1E+14x² - 9E+07x + 20,01 charakterystyka pompy

y = 3E+14x² - 8E+06x + 1,845 charakterystyka sieci

3E+14x² - 8E+06x + 1,845 = 1E+14x² - 9E+07x + 20,01

H_u = 8,17 m

= 1,6 x 10^-7m³/s

1. Wnioski:

Charakterystyki zarówno pompy jak i sieci mają charakter paraboliczny. Określenie ich punktu przecięcia jest tzw. punktem pracy pompy i jego współrzędne wynoszą w naszym przypadku H_u = 8,17 m i = 1,6 x 10^-7m³/s. Pozwala on na określenie optymalnych warunków pracy pompy.

W przypadku charakterystyki sieci gdzie maleją zarówno obroty jak i nadciśnienie na tłoczeniu obserwujemy szybki wzrost czasu napełniania się zbiornika oraz szybki spadek wartości użytecznej wysokości podnoszenia. W przypadku charakterystyki pompy przy stałych obrotach i malejącym nadciśnieniu na tłoczeniu czas jak i wartość użytecznej wysokości podnoszenia powoli maleją.