SZKOŁA GŁOWNA SŁUŻBY POŻARNICZEJ
KATEDRA TECHNIKI POŻARNICZEJ		LABORATORIUM HYDROMECHANIKI
Ćwiczenie nr 8 Temat: Badanie charakterystyk pomp wirowych odśrodkowych i ich współpracy szeregowej i równoległej.	Pluton 1	wykonał: asp.sztab. Andrzej Rogalski
				Grupa: A
Prowadzący: kpt. mgr inż. E. Pawlak	Data wykonania: 13.04.2003r	Data złożenia: .05.2003 r	Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest określenie charakterystyk pomp wirowych odśrodkowych pracujących pojedynczo oraz współpracujących szeregowo.

2. Schemat stanowiska pomiarowego

1 - pompa, 2 - zawór zwrotny, 3 - zawór kulowy, 4 - zawór kulowy, 5 - smok ssawny, 6 - przepływomierz magnetyczny, 7 - zawór regulacyjny, 8 - zawór odcinający, 9 - wakuometr, 10, 11 - manometry sprężynowe, 12 - tensometryczny czujnik ciśnienia, 13 - miernik ciśnienia, 14 zbiornik wody.

3. Wyniki pomiarów:

1. Dla pojedynczej pompy

Lp.	k[%]	Hs, [Mpa]	Ht, [Mpa]	Ns [ W]
1.	54	-0,02	0,05	1080
2.	52	-0,02	0,08	1080
3.	49	-0,02	0,12	1110
4.	45	-0,01	0,18	1140
5.	36	0	0,3	1140
6.	21	0,01	0,4	1020
7.	16	0,01	0,42	930
8.	11	0,01	0,44	810
9.	8	0,01	0,46	750
10.	5	0,01	0,46	660

2. Połączenie szeregowe

Lp.	Qodczytu[%]	Hs1, [MPa]	Ht1, [MPa]	Ht2, [MPa]	Ns [W]
1.	56	-0,01	0	0,02	2040
2.	52	-0,01	0,1	0,16	2100
3.	48	-0,01	0,15	0,28	2220
4.	37	0	0,28	0,52	2280
5.	30	0	0,34	0,64	2160
6.	26	0	0,36	0,7	2100
7.	20	0	0,4	0,78	1920
8.	15	0	0,44	0,84	1800
9.	9	0	0,46	0,9	1500
10.	5	0	0,48	0,92	1260

3. Połączenie równoległe

Lp.	k[%]	Hs1, [MPa]	Hs2, [MPa]	Ht, [MPa]	Ns [W]
1.	96	-0,01	-0,01	0,12	2220
2.	90	-0,01	-0,01	0,15	2220
3.	80	0	0	0,22	2280
4.	70	0	0	0,28	2280
5.	60	0	0	0,32	2220
6.	50	0	0	0,36	2100
7.	40	0	0	0,40	1980
8.	30	0	0	0,42	1800
9.	20	0	0,01	0,44	1620
10.	10	0	0,02	0,46	1320

4. Obliczenia (dane z pozycji 2):

POJEDYNCZA POMPA

1. obliczenie wydatku Q rzeczywistego( tab. 1 dla poz. 2)

Q_rz = k Q_odczytu = (52 x 4,4)/100 = 2,29 dm³/s

2. zamiana ciśnienia z MPa na metry słupa wody:

0,02MPa = 2msw

0,42Mpa = 42msw

3. obliczanie wysokości podnoszenia
   

H_t = 8_msw

H_s = -2_msw

Hp = Ht + Hs = 8 + (-2 ) = 6 _msw

4. przeliczenie mocy silnika

1080 W = 1,08 kW

5. obliczenie mocy pojedynczej pompy:

gęstość wody γ = 1kg/l

wydajność Q = 2,29 l/s

wysokość podnoszenia H_p = 6_msw

N_H = (γ x Q x Hp)/102 [kW] = (1 x 2,29 x 6 )102 = 0,13 kW

6. obliczenie sprawności pojedynczej pompy:

sprawność silnika η_s = 0,95

moc silnika N­_s = 1,08 kW

moc pompy N_H = 0,13 kW

η_H = N_H/η_sN_s = 0,13/0,95 x 1,08 = 0,127

Dla pojedynczej pompy

Lp.	Q rz[l/s]	Hs [m]	Ht [m]	Ns [kW]	Hp [m]	NH [kW]	ηh
1	2,38	-0,02	0,05	1,08	3	0,07	0,07
2	2,29	-0,02	0,08	1,08	6	0,13	0,13
3	2,16	-0,02	0,12	1,11	10	0,21	0,2
4	1,98	-0,01	0,18	1,14	17	0,33	0,30
5	1,58	0	0,30	1,14	30	0,46	0,42
6	0,92	0,01	0,4	1,02	39	0,35	0,36
7	0,70	0,01	0,42	0,93	41	0,28	0,32
8	0,48	0,01	0,44	0,81	43	0,20	0,26
9	0,35	0,01	0,46	0,75	45	0,15	0,21
10	0,22	0,01	0,46	0,66	45	0,09	0,14

POMPY POŁĄCZONE SZEREGOWO

1. obliczenie mocy pomp:

gęstość wody γ = 1kg/l

wydajność Q = 2,29 l/s

N_H = (γ x Q x Hp)/102 [kW] = (1 x 2,29 x 25 )102 = 0,56 kW

wysokość podnoszenia H_p = 25 _msw

b) obliczenie sprawności pomp:

sprawność silnika η_s = 0,95

moc silnika N­_s = 2,1 kW

moc pompy N_H = 0,56 kW

η_H = N_H/η_sN_s = 0,56/0,95 x 2,291 = 0,28

Wyniki obliczeń:

Lp.	Q rz[l/s]	Hs [m]	Ht [m]	Ns [kW]	Hp [m]	NH [kW]	ηH
1	2,46	-0,01	0	2,04	3	0,02	0,01
2	2,29	-0,01	0,1	2,1	25	0,56	0,28
3	2,11	-0,01	0,15	2,22	34	0,66	0,32
4	1,5	0	0,28	2,28	80	1,18	0,54
5	1,32	0	0,34	2,16	98	1,27	0,62
6	1,14	0	0,36	2,10	106	1,18	0,59
7	0,88	0	0,4	1,92	118	1,02	0,56
8	0,66	0	0,44	1,8	128	0,83	0,48
9	0,39	0	0,46	1,5	136	0,52	0,36
10	0,22	0	0,48	1,26	140	0,3	0,25

POMPY POŁACZONE RÓWNOLEGLE

a) obliczenie mocy pomp:

gęstość wody γ = 1kg/l

wydajność Q_rz = k Q_odczytu = (90 x 4,4)/100 = 3,96 l/s

wysokość podnoszenia Hp

Hp = Ht + Hs = 15 + (-1 - 1 ) = 13 _msw

H_p = 13 _msw

b) obliczenie sprawności pomp:

sprawność silnika η_s = 0,95

moc silnika N­_s = 2,22 kW

moc pompy N_H = 0,5 kW

η_H = N_H/η_sN_s = 0,5/0,95 x 2,2 = 0,24

Dla połączenia równoległego

Lp.	Q rz[l/s]	Ns [kW]	Hp [m]	NH [kW]	ηH
1	4,22	2,22	10	0,41	0,26
2	3,96	2,22	13	0,50	0,24
3	3,52	2,28	22	0,76	0,35
4	3,08	2,28	28	0,84	0,39
5	2,64	2,22	32	0,83	0,39
6	2,2	2,1	36	0,78	0,39
7	1,76	1,98	40	0,69	0,37
8	1,32	1,8	42	0,54	0,32
9	0,88	1,62	44	0,37	0,24
10	0,44	1,32	46	0,18	0,14

6. Wnioski

Na otrzymanych wykresach charakterystyk widzimy, jaka ścisła zależność zachodzi pomiędzy wydajnością, ciśnieniem i mocą pompy a jej sprawnością.

Jeżeli w czasie pracy pompy dobrze dobierzemy parametry wydajności i ciśnienia wykorzystamy jej najlepsza sprawność a zarazem uzyskamy największe oszczędności w czasie eksploatacji.

Podczas współpracy równoległej pomp wysokość podnoszenia jest równa wysokości podnoszenia jednej pompy, natomiast wydajność wzrasta prawie dwukrotnie (wzrost wydajności powoduje wzrost współczynnika oporów przepływu).

W przypadku współpracy szeregowej dwóch pomp wydajność ich jest równa wydajności jednej pompy, natomiast wysokość podnoszenia prawie dwukrotnie wzrasta.

Wiemy jednak, że w rzeczywistości występują straty wynikające ze wzrost współczynnika oporów przepływu, co pociąga za sobą straty w wysokości podnoszenia.

Znając te zależności możemy dokonać prawidłowego wyboru połączenia pomp o jednakowej charakterystyce w czasie trwania akcji gaśniczej. I tak, gdy musimy podać wodę na dużą odległość stosujemy połączenie szeregowe, a jeżeli potrzebujemy dużą ilość wody na krótkich odcinkach, wykorzystujemy połączenie równoległe.