Politechnika Wrocławska Wrocław, 11 XII 2003r.

Wydział Mechaniczno-Energetyczny

Specjalność: Termoenergetyka

Damian Bil

Nr 111150

Gr. 1

LABORATORIUM BADANIA MASZYN

ĆWICZENIE NR 21

Temat: Pomiar Energetyczny Wentylatora

● Przykładowe obliczenia (dla obciążenia nr 1)

- Ciśnienie bezwzględne p_z w rurociągu wlotowym w miejscu pomiaru wydajności V:

ponieważ
, różnica wysokości słupa powietrza między osią rurociągu a

manometrem została pominięta.

- Stopień zawilżenia powietrza X w miejscu pomiaru wydajności V_z (na kryzie):

Pa dla t = 15 ˚C

- Gęstość powietrza ρ_z w miejscu pomiaru wydajności V_z:

- Ciśnienie różnicowe na kryzie Δp_z:

Pa

- Wydajność powietrza V_z w miejscu pomiaru:

=

-Ciśnienie bezwzględne na wlocie do wentylatora p₁:

Pa

-Stopień zawilżenia powietrza X₁ na wlocie do wentylatora:

Przy założeniu: t_z = t₁ = 15 ˚C oraz Φ₁ = Φ_z = 69 %:

- Gęstość powietrza ρ₁ na wlocie do wentylatora:

- Wydajność V₁ powietrza na wlocie do wentylatora:

= 5581,087

- Spiętrzenie Δp_s:

Pa

- Ciśnienie bezwzględne powietrza p₂ na wylocie z wentylatora:

Pa

- Stopień zawilżenia X₂ powietrza p₂ na wylocie z wentylatora:

Przy założeniu, że temperatura powietrza w rurociągu wylotowym jest równa

temperaturze powietrza na wylocie z wentylatora i wynosi t₂ = 17 ˚C, natomiast

wilgotność względna na wylocie z wentylatora Φ₂ = Φ₁ = Φ = 69%

p_n = 2063 Pa

- Gęstość powietrza ρ₂ na wylocie z wentylatora:

- Wydajność V₂ powietrza na wylocie z wentylatora:

= 5610,116

- Przyrost ciśnienia całkowitego Δp_c:

pole przekroju rurociągu wlotowego:
m

pole przekroju rurociągu wylotowego:
m

Pa

- Moc użyteczna N_u wentylatora:

W

- Moc N_d wentylatora:

przy założeniu, że straty w silniku nie istnieją:

W

- Sprawność całkowita ŋ_c wentylatora:

%

● Wnioski

Pomiary wentylatora wykonywane w powyższym ćwiczeniu przeprowadzone zostały dla trzech położeń przesłony. Każda z wielkości była mierzona dla różnych prędkości obrotowych, malejących od wartości 3000 do 800 obr/min. Przeprowadzone pomiary oraz obliczenia pozwoliły na wyznaczenie wykresów zależności sprawności η , mocy dostarczonej N_d i prędkości obrotowej n od strumienia objętości V₁ na wlocie wentylatora. Każdą z wymienionych wielkości charakteryzował wzrost przy rosnącej wydajności V₁. Na podstawie trzech wykresów wymienionych powyżej została utworzona charakterystyka zbiorowa, zwana także wykresem muszlowym. Odbiega ona jednak od wzorcowego kształtu, czego powodem jest nieregularny przebieg charakterystyki przedstawionej na wykresie nr 2 (obrazującej zmiany sprawności η przy zmieniającej się wartości V₁).

Sprawność wentylatora nie jest wysoka, jej maksymalna wartość została osiągnięta przy drugim ustawieniu przesłony i wyniosła 32%. Powodem tak niskich wyników są najprawdopodobniej nieszczelności występujące w badanej maszynie.

Przeprowadzone obliczenia wykazały, że różnice między strumieniami objętości na zwężce, na wlocie oraz wylocie wentylatora są stosunkowo niewielkie, zatem przepływ czynnika można określić jako bardzo bliski nieściśliwemu, pomimo że liczba ekspansji ε jest mniejsza od 1.

● Tabela obliczeń 1

n	pz	ρz	Xz	pz	Vz	p1	ρ	X1	V1	p2	ρ2	X2	V2
obr/ min	Pa	kg/m^3	kgH2O/ kg pow. such.	Pa	m^3/h	Pa	kg/m^3	kgH2O/ kg pow. such.	m^3/h	Pa	kg/m^3	kgH2O/ kg pow. such.	m^3/h
3000	99345	1,196	0,008	1815	5581,077	98227	1,182	0,008	5644,927	99580	1,190	0,009	5610,116
2800	99335	1,196	0,008	1521	5108,807	98403	1,185	0,008	5157,426	99541	1,189	0,009	5136,915
2600	99374	1,196	0,008	1324	4766,882	98541	1,186	0,008	4807,414	99541	1,185	0,009	4811,545
2400	99404	1,193	0,008	1128	4406,609	98717	1,184	0,008	4437,410	99571	1,186	0,009	4432,507
2200	99433	1,193	0,008	1030	4210,034	98825	1,186	0,008	4236,070	99561	1,185	0,009	4236,457
2000	99453	1,193	0,008	785	3674,455	98982	1,187	0,008	3692,019	99590	1,190	0,009	3684,446
1800	99482	1,194	0,008	638	3311,617	99080	1,189	0,008	3325,125	99580	1,190	0,009	3321,937
1600	99502	1,194	0,008	540	3045,942	99217	1,190	0,008	3054,718	99610	1,190	0,009	3055,133
1400	99541	1,194	0,008	441	2754,613	99276	1,191	0,008	2761,997	99590	1,190	0,009	2764,566
1200	99551	1,194	0,008	245	2053,066	99384	1,192	0,008	2056,527	99610	1,190	0,009	2060,280
1000	99561	1,194	0,008	226	1969,134	99423	1,193	0,008	1971,867	99600	1,190	0,009	1976,445
800	99551	1,194	0,008	167	1693,001	99492	1,194	0,008	1694,008	99600	1,190	0,009	1699,119
3000	98756	1,185	0,008	1324	4790,141	97942	1,175	0,008	4830,157	99561	1,190	0,009	4770,783
2800	98864	1,186	0,008	1128	4418,675	98158	1,178	0,008	4450,625	99580	1,190	0,009	4404,777
2600	98972	1,187	0,008	932	4013,903	98364	1,180	0,008	4038,843	99580	1,186	0,009	4019,479
2400	99070	1,189	0,008	834	3794,883	98541	1,182	0,008	3815,382	99580	1,186	0,009	3803,940
2200	99149	1,190	0,008	687	3442,430	98707	1,184	0,008	3457,900	99571	1,186	0,009	3453,735
2000	99208	1,190	0,008	589	3186,121	98845	1,186	0,008	3197,877	99610	1,186	0,009	3197,224
1800	99266	1,191	0,008	491	2907,651	98972	1,187	0,008	2916,338	99580	1,186	0,009	2920,390
1600	99355	1,192	0,008	441	2757,208	99110	1,189	0,008	2764,063	99590	1,190	0,009	2761,964
1400	99404	1,193	0,008	314	2324,505	99227	1,190	0,008	2328,662	99600	1,190	0,009	2329,440
1200	99443	1,193	0,008	226	1970,305	99325	1,192	0,008	1972,651	99610	1,190	0,009	1975,075
1000	99482	1,194	0,008	196	1836,954	99404	1,193	0,008	1838,412	99600	1,190	0,009	1842,314
800	99531	1,194	0,008	118	1422,546	99463	1,193	0,008	1423,533	99600	1,190	0,009	1427,404
3000	98266	1,179	0,008	834	3810,459	97687	1,172	0,008	3833,146	99522	1,189	0,009	3777,617
2800	98462	1,181	0,008	736	3575,718	97981	1,175	0,008	3593,345	99541	1,185	0,009	3563,553
2600	98580	1,183	0,008	638	3326,814	98148	1,177	0,008	3341,516	99561	1,185	0,009	3318,822
2400	98747	1,185	0,008	540	3057,626	98393	1,180	0,008	3068,654	99561	1,185	0,009	3055,466
2200	98884	1,186	0,008	451	2794,337	98580	1,183	0,008	2802,998	99561	1,185	0,009	2796,264
2000	98992	1,188	0,008	373	2538,362	98737	1,185	0,008	2544,951	99571	1,186	0,009	2542,647
1800	99090	1,189	0,008	304	2291,535	98845	1,186	0,008	2297,248	99551	1,185	0,009	2298,144
1600	99208	1,190	0,008	235	2015,080	99051	1,188	0,008	2018,288	99590	1,186	0,009	2022,502
1400	99286	1,191	0,008	196	1838,777	99139	1,189	0,008	1841,520	99571	1,186	0,009	1847,383
1200	99365	1,192	0,008	147	1591,796	99296	1,191	0,008	1592,902	99600	1,186	0,009	1600,040
1000	99423	1,193	0,008	118	1423,322	99365	1,192	0,008	1424,169	99600	1,190	0,009	1426,626
800	99482	1,194	0,008	78	1161,792	99453	1,193	0,008	1162,137	99610	1,190	0,009	1165,066

● Tabela obliczeń 2

w1	w2	pd	ps	pc	Nu	Nd	c
m/s	m/s	Pa	Pa	Pa	W	W	%
21,901	22,086	7	1354	1360	2133,1	7000	30
20,010	20,223	6	1138	1144	1638,9	5510	30
18,652	18,942	6	1001	1007	1344,6	4375	31
17,216	17,450	5	853	858	1058,1	3600	29
16,435	16,678	5	736	740	871,3	3000	29
14,324	14,505	3	608	612	627,2	2310	27
12,901	13,078	3	500	503	464,7	1812,5	26
11,852	12,027	2	392	395	335,1	1210	28
10,716	10,883	2	314	316	242,4	1000	24
7,979	8,111	1	226	227	129,6	600	22
7,651	7,781	1	177	178	97,3	455	21
6,572	6,689	1	108	109	51,2	300	17
18,740	18,781	3	1619	1622	2176,4	6800	32
17,268	17,341	3	1422	1426	1762,7	5700	31
15,670	15,824	4	1216	1220	1368,7	4550	30
14,803	14,975	3	1040	1043	1105,7	3840	29
13,416	13,597	3	863	866	832,1	2850	29
12,407	12,587	3	765	768	682,1	2295	30
11,315	11,497	2	608	611	494,6	1680	29
10,724	10,873	2	481	483	370,6	1210	31
9,035	9,170	1	373	374	242,1	900	27
7,654	7,775	1	284	286	156,5	600	26
7,133	7,253	1	196	197	100,7	420	24
5,523	5,619	1	137	138	54,5	275	20
14,872	14,872	2	1834	1836	1955,3	6600	30
13,942	14,029	2	1560	1562	1559,3	5510	28
12,965	13,065	2	1413	1415	1313,3	4550	29
11,906	12,029	2	1167	1169	996,9	3520	28
10,875	11,008	2	981	983	765,3	2682,5	29
9,874	10,010	2	834	836	590,6	2160	27
8,913	9,047	1	706	708	451,6	1680	27
7,831	7,962	1	540	541	303,1	1210	25
7,145	7,273	1	432	433	221,3	900	25
6,180	6,299	1	304	305	134,9	560	24
5,526	5,616	1	235	236	93,4	420	22
4,509	4,587	0	157	157	50,8	247,5	21

9

---