Politechnika Wrocławska	Temat: Pomiar wentylatora.
Uwagi prowadzącego :

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami badań wentylatora jako maszyny roboczej, określenia podstawowych wielkości charakterystycznych wentylatora oraz wykreśle jego charakterystyk.

2.Schemat stanowiska pomiarowego w załączeniu.

3.Tabele pomiarowe.

3.1 Tabela pomiarowa dla pierwszego ustawienia przesłony

n	U	I		t1	t2	hz	hz	hs	h1
obr/min	V	A	%	°C	°C	mmH2O	mmH2O	mmH2O	mmH2O
3000	200	15,5	70,2	21,5	22,9	175	30	135	140
2800	190	14	70,2	21,5	23,8	170	28	118	120
2600	180	12,5	70,2	21,5	23,8	135	25	102	105
2400	160	11	70,5	21,5	23,7	110	20	85	90
2200	150	9	70,5	21,5	23,6	975	15	72	75
2000	140	8	70,5	21,5	23,4	80	15	62	62
1800	130	7	70,5	21,5	23,3	65	12	50	52
1600	110	5	70,6	21,5	23,1	50	11	40	41
1400	100	4,5	70,6	21,5	23	40	0,95	32	32
1200	82	3,5	70,6	21,5	22,8	30	0,7	22	22
1000	70	3	70,4	21,5	22,6	21	0,5	19	17
800	60	2,5	70,7	21,5	22,5	14	0,4	14	10

3.2 Tabela pomiarowa dla drugiego ustawienia przesłony

n	U	I		t1	t2	hz	hz	hs	h1
obr/min	V	A	%	°C	°C	mmH2O	mmH2O	mmH2O	mmH2O
3000	200	15,5	71	21,5	23,6	127	90	165	167
2800	190	15	71,1	21,5	23,4	110	80	140	145
2600	180	13,5	71	21,5	23,1	102	70	132	131
2400	165	11,5	71,3	21,5	22,9	82	60	102	107
2200	150	10	71,4	21,5	22,8	70	50	90	91
2000	140	8,5	71,3	21,5	22,7	60	21	79	79
1800	125	7,5	71,3	21,5	22,6	50	30	60	62
1600	110	6	71,6	21,5	22,5	39	25	50	50
1400	100	4,5	71,4	21,5	22,5	30	20	39	40
1200	85	3,5	71,5	21,5	22,5	20	13	13	14
1000	70	3	71,5	21,5	22,5	15	0,9	20	20
800	55	2,25	71,8	21,5	22,5	12	0,5	14	13

3.3 Tabela pomiarowa dla trzeciego ustawienia przesłony

n	U	I		t1	t2	hz	hz	hs	h1
obr/min	V	A	%	°C	°C	mmH2O	mmH2O	mmH2O	mmH2O
3000	200	16,5	71	21,5	23,6	82	137	178	190
2800	185	14	71,2	21,5	24,1	70	120	155	160
2600	180	12,5	70	21,5	24	62	102	139	140
2400	165	11	71,2	21,5	23,9	52	90	119	121
2200	150	9	71,2	21,5	23,8	45	80	100	100
2000	135	8	71,3	21,5	23,7	40	65	82	85
1800	120	7	71,3	21,5	23,6	36	50	70	70
1600	110	5,5	71,3	21,5	23,4	25	40	57	57
1400	95	4,5	71,1	21,5	23,2	20	35	42	42
1200	80	3,5	71,2	21,5	23,1	15	25	31	31
1000	70	3	71	21,5	23	12	20	25	25
800	60	2,5	71,3	21,5	22,9	10	12	19	17

4. Przykładowe obliczenia

1) ciśnienie bezwzględne na wlocie do wentylatora (po stronie ssawnej)

dla n=3000 [obr/min]

p_z = p_b-
*g*h_z p_b=99991,5Pa p_b=750mmHg

p_z=99991,5-998,15*9,81*30*10^-3=99697Pa

2) stopień suchości powietrza na wlocie do wentylatora (po stronie ssawnej)

X_s = (0,622⋅ϕ⋅p_nas)/(p_s-ϕ⋅p_nas) = (0,622⋅0,71⋅2450)/( 99987,6-0,71⋅2450) =0,01114

p_n=2450Pa dla t=21,5⁰C

3) gęstość powietrza na wlocie do wentylatora (po stronie ssawnej)

ρ_z = p_z⋅(1+X_s)/[(287,04+461,5⋅X_s)⋅T_s]

ρ_z=99987,6*⋅(1+0,01114)/[(287,04+461,5⋅ 0,01114)⋅294=1,1735

gdzie

T_s - temperatura powietrza po stronie ssawnej (T_s =294 K)

4) różnica ciśnień na kryzie

Δp_z =
g⋅Δh_z

gdzie

Δh_z - wysokość spadku ciśnienia na kryzie pomiarowej

Δp_z=(998,15-1,1735)*9,81*175*10^-3=1711,56 Pa

5)Wydajność powietrza Vz w miejscu pomiaru

6)ciśnienie bezwzględne na wlocie do wentylatora p1

p₁=

p₁=99991,5-998,15*9,81*140*10^-3=98620,64Pa

7)Stopień zawilżenia X1powietrza na wlocie do wentylatora

X₁ = (0,622⋅ϕ⋅p_nas)/(p₁-ϕ⋅p_nas)

X₁ = (0,622*0,71*2450)/( 98620- 0,71*2450)= 0,01126

8)gęstość powietrza na wylocie z wentylatora (po stronie tłocznej)

ρ₁ = p₁⋅(1+X₁)/[(287,04+461,5⋅X₁)⋅T₁]

ρ₁ =98620(1+0,01126)/[287,04+461,5*0,01126)*294=1,1608

9)Wydajność powietrza V1 na wlocie do wentylatora

10)Spiętrzenie

11)Ciśnienie bezwzględne powietrza p2na wylocie z wentylatora

p₂=

p₂=
+98620=99940 Pa

12)Stopień zawilżenia X2 powietrza na wylocie z wentylatora

X₂ = (0,622⋅ϕ⋅p_nas)/(p₂-ϕ⋅p_nas)

X₂ = (0,622*0,71*2560)/( 99940-0,71*2560)= 0,0222

13)Gęstość powietrza na wylocie z wentylatora

ρ₂ = p₂⋅(1+X₂)/[(287,04+461,5⋅X₂)⋅T₂]

ρ₂ = 99940⋅(1+0,0222)/[(287,04+461,5⋅0,0222)⋅296]= 1,1609

14) Wydajność V2 powietrza na wylocie z wentylatora

15)Przyrost ciśnienia całkowitego

Δp_c =

Δp_c =

Δp_c =

16)Moc użyteczna wentylatora Nu

N_u = Δp_c·V₁ = 1326,33*1,3357=1771,62 W

17)Moc wentylatora Nd

N_d = U·I =200 14 =2800 W

18)Sprawność całkowita wentylatora

5) WYKRESY

6. Wnioski.

Na podstawie otrzymanych wyników zawartych w tabelach sporządzone zostały charakterystyki obrazujące zależności między charakterystycznymi wielkościami badanego wentylatora. Zakres pomiarowy nie obejmuje wartości od zera stąd nasze wykresy są fragmentami charakterystyk wzorcowych. Nie został przeprowadzony pomiar dla zamkniętego rurociągu co oznacza brak charakterystyki zbiorczej. Po przeanalizowaniu otrzymanych wyników i wykresów można wyciągnąć następujące wnioski:

• Przy zachowaniu stałej mocy doprowadzonej na wał wentylatora, ze wzrostem strumienia objętości przetłaczanego powietrza, spiętrzenie całkowite wentylatora będzie maleć.

• Przy stałej liczbie obrotów wentylatora, wzrost strumienia objętości tłoczonego powietrza będzie powodował spadek spiętrzenia całkowitego.

Ogólnie, sprawność wentylatora średnio wyniosła 50%. Maksymalną sprawność (η=63%) wentylator osiągnął dla V = 1,3212 [m³/s] i Δp_c = 1326,33 [kPa] (dla pierwszego uchylenia klapy) zaś minimalną (η=48%) dla V = 0,909 [m³/s] i Δp_c = 1743,71 [Pa] (trzecie położenie klapy).

Należy pamiętać iż wszystkie wartości zostały obarczone błędami pomiaru wynikającym z bardzo krótkiego czasu stabilizacji wskazań przyrządów pomiarowych.

l.p.	n	pz	X	ρz	pz	Vz	p1	X1	ρ	V1	ps	p2	X2	ρ	V2	pc	Nu	Nd	c
		obr/min	Pa	kgH2O/kgpow.such	kg/m^3	Pa	m3/s	Pa	kgH2O/kgpow .such	kg/m^3	m3/s	Pa	Pa	kgH2O/kgpow. such	kg/m^3	m3/s	Pa	W	W	%
1	3000	99697,74	0,01114	1,1735	1711,56	1,3212	98620,64	0,01126	1,1608	1,3357	1320,36	99941	0,0222	1,1609	1,3356	1326,33	1771,62	2800	63,27
2	2800	99717,33	0,01112	1,1738	1662,66	1,3021	98816,48	0,01123	1,1631	1,3140	1154,09	99970,57	0,0194	1,1632	1,3139	1159,89	1524,10	2755	55,32
3	2600	99746,7	0,01113	1,1741	1320,35	1,1601	98963,36	0,01122	1,1648	1,1694	997,60	99960,96	0,0167	1,1649	1,1693	1002,21	1171,96	2340	50,08
4	2400	99795,66	0,01111	1,1747	1075,84	1,0470	99110,23	0,01119	1,1666	1,0542	831,33	99941,57	0,0138	1,1666	1,0542	835,09	880,39	1815	48,51
5	2200	99844,62	0,01109	1,1753	953,58	0,9854	99257,11	0,01116	1,1683	0,9913	704,19	99961,3	0,0117	1,1683	0,9913	707,51	701,36	1350	51,95
6	2000	99844,62	0,01111	1,1753	782,43	0,8926	99384,41	0,01116	1,1698	0,8968	606,38	99990,79	0,0100	1,1698	0,8968	609,11	546,24	1080	50,58
7	1800	99874	0,01112	1,1756	635,72	0,8045	99482,32	0,01116	1,1710	0,8077	489,02	99971,34	0,0081	1,1709	0,8077	491,23	396,76	875	45,34
8	1600	99883,79	0,01110	1,1758	489,02	0,7055	99590,03	0,01114	1,1723	0,7076	391,21	99981,25	0,0064	1,1722	0,7077	392,92	278,04	605	45,96
9	1400	99982,2	0,01111	1,1769	391,21	0,6307	99678,16	0,01114	1,1733	0,6327	312,97	99991,13	0,0051	1,1732	0,6327	314,33	198,87	427,5	46,52
10	1200	99984,65	0,01111	1,1769	293,41	0,5462	99776,08	0,01113	1,1745	0,5474	215,17	99991,25	0,0035	1,1744	0,5474	216,19	118,34	280	42,26
11	1000	99986,6	0,01112	1,1769	205,39	0,4570	99825,04	0,01114	1,1750	0,4578	185,83	100010,9	0,0030	1,1749	0,4578	186,54	85,39	210	40,66
12	800	99987,58	0,01114	1,1770	136,92	0,3731	99893,58	0,01115	1,1758	0,3735	136,92	100030,5	0,0022	1,1757	0,3735	137,40	51,32	123,75	41,47

---