Nowak Marzena

221760

Gr. 5

Sprawozdanie

Laboratorium Maszyn i Urządzeń Energetycznych I

Badanie strumienicy wodno-powietrznej

1. Strumienica

Strumienica jest przenośnikiem cieczy, a więc urządzeniem roboczym służącym do transportu cieczy kosztem doprowadzanej z zewnątrz energii. Ciecz robocza zostaje przyspieszona przez dysze (zarazem następuje spadek ciśnienia statycznego). Niskie ciśnienie w komorze ssawnej skutkuje podniesieniem cieczy z obszaru ssawnego. Strumień roboczy i ssawny mieszają się w komorze mieszania, gdzie następuje wymiana pędu, a więc i wzrost ciśnienia. Gdy nastąpi wyrównanie prędkości czynnik jednorodny przemieszcza się dyfuzorem w kierunku wylotu. Następuje dalszy wzrost ciśnienia.

Schemat:

1 - strumień dolotowy

2 - komora mieszania

3 - komora ssawna

Zalety:

• Brak ruchomych elementów

• Duża niezawodność

• Prosta konstrukcja i łatwość wykonania

• Niska wrażliwość na zanieczyszczenia

• Duża rozpiętość natężeń przepływów

• Szybkość uruchomienia

Wady:

• Niska sprawność ( 30-40%)

Wykorzystanie:

• w elektrowniach- np. w urządzeniach palnikowych (strumieniowe palniki gazowe), w układach zasilania kotłów parowych, w układach regulacji turbin parowych (strumienice olejowe), przy podwyższaniu ciśnienia pary z upustów turbin (sprężarki strumieniowe), przy odpowietrzaniu skraplaczy (parowe i wodne strumienice ssące, do transportu żużla (odżużlanie hydrauliczne)

• w urządzeniach ciepłowniczych - np. w urządzeniach mieszających na wejściu grzejników u odbiorców (hydroelewatory), podwyższanie ciśnienia pary odlotowej z urządzeń produkcyjnych (sprężarki strumieniowe)

• w urządzeniach wentylacyjnych- dla uzyskania ciągłego przepływu powietrza w kanałach i pomieszczeniach, w kopalniach do odsysania metanu lub do tworzenia `kurtyn wodnych'

• transport materiałów sypkich i cieczy- w np. żwirowniach, piaskarniach

• chłodnictwo- jako agregaty w strumienicowych urządzeniach chłodniczych

• w urządzeniach wodociągowych- podnoszenie wody z głębokich zbiorników, natlenianie wody

• w przemyśle chemicznym- mieszanie różnych składników w jednorodną mieszaninę

• w układach transportu paliwa, spalania i przesyłania powietrza do pieców

• w oczyszczalniach ścieków- napowietrzanie ścieków

2. Badanie strumienicy wodno- powietrznej

Strumienice wodno-powietrzne są szczególnym przypadkiem strumienic cieczowo-gazowych w której czynnikiem roboczym jest woda, a czynnikiem zasysanym jest powietrze. Często są one stosowane do usuwania powietrza. Innym przykładem są strumienice napowietrzające służące do transportu powietrza atmosferycznego do dolnych warstw np. ścieków.

1. Opis zadania

Naszym zadaniem było stworzenie charakterystyk wskaźnika wyróżnika ssawnego i sprawności strumienicy wodno-powietrznej.

Aby przystąpić do badań musimy najpierw zmierzyć średnicę przewodu ssawnego ds., wylotową dyszy d_e0 oraz komory mieszania d_m.

Kolejno powinniśmy otworzyć teraz zawory Z_r, Z_c, Z_t i uruchomić pompę P.

Przy pomiarach obserwujemy następujące parametry:

• Ciśnienie wody zasilającej u wylotu strumienicy p_e

• Ciśnienie zasysanego powietrza w komorze ssawnej p_c

• Przeciwciśnienia u wylotu za strumienicy p_t

• Natężenia przepływu wody Q_e

• Prędkości powietrza v_s

2.2 Zależności potrzebne do stworzenia charakterystyk:

-
- wyróżnik ssawny

-

-
, gdzie Q_s=A_s*v_s ,
- współczynnik eżekcji

-
- sprawność strumienicy

-
- wyróżnik konstrukcyjny strumienicy

-
- wyróżnik ssawny wzór 5.3

-
- wyróżnik tłoczny

- współczynniki : prędkości w dyszy, prędkości w komorze mieszania, prędkości w dyfuzorze przyjmuję odpowiednio

2.3 Dane pomiarowe i obliczenia :

(wszelkie wyliczenia były prowadzone w programie Excel)

d_s -54 mm

d_m- 51 mm

d_e0 - 25 mm

ϕ_m- 0,975

ϕ_e - 0,95

ϕ_d - 0,9

A_s - 0,00228906 m²

A_m- 0,00204179 m²

A_e0 - 0,00049063 m²

p_at -1,013 bar

Manometr p_t posiada błąd statystyczny - 0,02 bar

α_m = 4,1616

Poziom 0

Poziom 1

Poziom 2

2.4 Charakterystyki strumienicy wodno powietrznej

2.4.1 W ujęciu głębokości

2.4.2 Porównując sprawność, współczynnik ssawny i współczynnik tłoczenia

Przy każdym pomiarze zwiększaliśmy zanurzenie. Zatem:

głębokość zanurzenia opcji 1 < głębokość zanurzenia opcji 2< głębokość zanurzenia opcji 3

3. Wnioski

Wyróżnik ssawny i tłoczny ciśnienia oraz sprawność rosną wraz ze wzrostem głębokości zanurzenia.

Wraz ze wzrostem eżekcji rośnie sprawność, jednak do pewnego momentu. Od tego punktu wraz ze wzrostem współczynnika eżekcji sprawność spada.

Wyróżniki ssawny i tłoczny natomiast maleją wraz ze wzrostem współczynnika eżekcji (czytaj w naszym przypadku: wraz ze wzrostem ilorazu objętościowego natężenia przepływu powietrza do natężenia przepływu wody wyróżniki maleją).

Ponadto widzimy, że strumienica jest urządzeniem osiągającym niskie sprawności, podczas naszych doświadczeń wahające się w przedziale 7-26%.

---