SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Temat 14 : Praca zespołu pomp odśrodkowych

Skład zespołu:

Magdalena Kozak

Marzena Daśko

Magdalena Ferenc

Radosław Kalinowski

Sergiusz Goławski

1.Temat ćwiczenia:

Nasze zadanie polega na doświadczalnym wyznaczeniu charakterystyki pompy GRUNDFOS UPS 25-40. Aby tego dokonać, musimy wyznaczyć:

1. charakterystykę wysokości podnoszenia H₀ = H₀(Q)

2. charakterystykę pobieranej mocy N_p = N_p(Q)

3. charakterystykę sprawności η = η(Q)

2.Opis stanowiska pomiarowego:

Stanowisko składało się z:

1. pompy odśrodkowej P1 oraz P2

2. dwóch manometrów pudełkowych M1 i M3

3. wodomierza W1 i W2

4. zaworów Z3, Z2, Z4 i Z5

5. miernika mocy

6. zbiornika wyrównawczego

7. 2 stoperów

3.Sposób wykonania doświadczenia:

Wykonaliśmy 10 serii pomiarowych dla różnych natężeń przepływów, przy prędkości obrotowej pompy 1200 obr/min dla 1 i 2 pompy

Doświadczenie przeprowadziliśmy według następującego planu:

1. Zakręcić zawory odpowiednie zawory dla każdej z pomp osobno.

2. Włączyć zasilanie w sieci oraz uruchomić pompę P1 lub P2 (wówczas zauważamy wzrost ciśnienia na manometrze M1 bądź M3 oraz reakcje watomierza)

3. Otworzyć zawór Z3 oraz zawór Z5. Zaworem Z5 będziemy regulować wydatek.

4. Dla każdego, określonego ustawienia zaworu Z5, odczytujemy kolejno: wskazanie watomierza, wskazanie manometrów pudełkowych M1 bądź M3 oraz dzięki wodomierzowi i stoperowi odczytujemy czas przepływu 10l wody.

5. Powtarzamy czynności z punktu d) dla 8 różnych ustawień zaworu Z5.

6. Po skończonych pomiarach zakręcamy zawory Z3 i Z5, wyłączamy pompę, odłączamy zasilanie z sieci.

Podobnie postąpiliśmy badając połączenie równoległe pomp w celu wyznaczenia ich charakterystyk.

4.Wyniki przeprowadzonego doświadczenia:

Dokonane pomiary umieściliśmy w tabelach zbiorczych:

Dla pompy P1.

P1
Lp	P M1 [MPa]	tW1[s] 1	tW1[s] 2	tW1[s] śr	Np[W] odczyt	Np[W] fakt.
1	0,012	24,12	23,67	23,895	28,5	57,0
2	0,012	25,11	24,78	24,945	28,5	57,0
3	0,012	25,37	25,56	25,465	28,2	56,4
4	0,013	26,32	26,65	26,485	28,0	56,0
5	0,014	28,30	28,13	28,215	27,9	55,8
6	0,015	29,81	29,90	29,855	27,9	55,8
7	0,016	32,00	32,15	32,075	27,5	55,0
8	0,017	35,18	35,08	35,130	27,3	54,6
9	0,018	38,75	39,00	38,875	27,0	54,0
10	0,022	53,71	54,09	53,900	26,5	53,0

Dla pompy P2

P1
Lp	P M3[MPa]	tW2[s] 1	tW2[s] 2	tW2[s] śr	Np[W] odczyt	Np[W] fakt.
1	0,012	23,62	23,75	23,685	29,0	58,0
2	0,012	24,57	24,99	24,780	28,7	57,4
3	0,013	27,04	26,65	26,845	28,5	57,0
4	0,014	28,12	28,43	28,275	28,2	56,4
5	0,016	29,92	30,68	30,300	28,0	56,0
6	0,018	33,70	33,24	33,470	27,9	55,8
7	0,018	35,12	35,20	35,160	27,5	55,0
8	0,019	38,47	36,46	37,465	27,2	54,4
9	0,020	43,15	42,21	42,680	27,0	54,0
10	0,022	49,86	49,03	49,445	26,8	53,6

Dla połączenia równoległego pompy P1 i P2.

Połączenie równoległe P1 i P2
Lp	PM1[MPa]	tW1[s] 1	tW1[s] 2	tW1[s] śr	PM3[MPa]	tW2[s] 1	tW2[s] 2	tW2[s] śr	Np[W] odczyt	Np[W] fakt.
1	0,013	25,99	25,99	25,990	0,012	26,12	26,12	26,120	57,1	114,2
2	0,014	28,21	28,21	28,210	0,014	27,99	27,99	27,990	56,5	113,0
3	0,015	30,15	30,15	30,150	0,014	30,78	30,78	30,780	56,1	112,2
4	0,016	32,93	32,87	32,900	0,016	33,80	33,80	33,800	55,5	111,0
5	0,017	35,50	35,50	35,500	0,017	35,32	35,32	35,320	55,0	110,0
6	0,018	39,12	39,12	39,120	0,018	39,73	39,73	39,730	54,5	109,0
7	0,020	42,87	42,87	42,870	0,020	42,60	42,60	42,600	54,0	108,0
8	0,021	50,52	50,52	50,520	0,022	48,82	48,08	48,451	53,5	107,0
9	0,022	62,34	62,34	62,340	0,024	59,94	59,94	59,940	52,8	105,6
10	0,024	89,68	89,68	89,680	0,028	76,28	76,28	76,280	51,5	103,0

Doświadczenie zostało przeprowadzone w następujących warunkach:

Temperatura wody t = 22 ^oC oraz gęstość dla wody w tej temp ρ  997,77 kg/m³.

Wysokość manometrów od osi rur [m]
M1	0,210
M2	0,204
M3	0,202

Charakterystyka pompy
Ozn.	I [A]	P1 [W]	n [min^-1]
3	0,36	80	1850
2	0,28	55	1200
1	0,17	30	750

5.Obliczenia

Obliczeń dokonaliśmy wykorzystując poniższe wzory:

Wysokość podnoszenia (H_p):
[m H₂O] - 0,6 [m] + wysokość osi manometru ponad oś przewodu [ m ]

Gdzie: P_t - wskazanie manometru M1, M3 [MPa]

_w - gęstość wody dla temperatury 22⁰C [
]

g - przyspieszenie ziemskie [
]

Przykładowe obliczenie:

Natężenie przepływu (Q):
[
]

Gdzie: V - objętość kontrolna, przyjęliśmy 1 dm³ (10 dm³ = 0.01m³)

t - czas pomierzony, w którym przepłynie zadana objętość V przez przekrój kontrolny [s]

Przykładowe obliczenie:

Moc użyteczna (N_u):

Gdzie:
- ciężar właściwy [
]

Q - natężenie przepływu [
]

- wysokość podnoszenia

Przykładowe obliczenie:

Sprawność (
):

Gdzie: N_u - moc użyteczna [W]

N_p - moc pompy [W]

Przykładowe obliczenie:

Wyniki obliczeń umieściliśmy w tabeli zbiorczej:

Dla pompy P1:

Lp.	Ho[m]	Q[m^3/s]	Nu[W]	η[%]	Np/20[W]	ΔPM1[Pa]	ΔHo[m]	ΔQ[m^3/s]	ΔNu[W]	ΔNp[W]	Δη[%]
1	0,836	0,000418	3,42	6,01	2,85	1600	0,163	0,0000829	1,35	0,5
2	0,836	0,000401	3,28	5,75	2,85					0,0000796	0,65
3	0,856	0,000393	3,29	5,84	2,82					0,0000788	0,66
4	0,938	0,000378	3,47	6,19	2,80					0,0000760	0,70
5	1,040	0,000354	3,61	6,47	2,79					0,0000707	0,72
6	1,142	0,000335	3,75	6,71	2,79					0,0000671	0,75
7	1,245	0,000312	3,80	6,91	2,75					0,0000625	0,76
8	1,347	0,000285	3,75	6,87	2,73					0,0000569	0,75
9	1,449	0,000257	3,65	6,76	2,70					0,0000516	0,73
10	1,858	0,000186	3,37	6,36	2,65					0,0000372	0,68

Dla pompy P2

Lp.	Ho[m]	Q[m^3/s]	Nu[W]	η[%]	Np/20[W]	ΔPM1[Pa]	ΔHo[m]	ΔQ[m^3/s]	ΔNu[W]	ΔNp[W]	Δη[%]
1	0,789	0,000422	3,26	5,62	2,90	1600	0,163	0,0000842	1,33	0,5	#ADR!
2	0,830	0,000404	3,28	5,71	2,87					0,0000800	0,65		#ADR!
3	0,932	0,000373	3,40	5,96	2,85					0,0000750	0,68		#ADR!
4	1,055	0,000354	3,65	6,47	2,82					0,0000703	0,73		#ADR!
5	1,239	0,000330	4,00	7,15	2,80					0,0000652	0,79		#ADR!
6	1,402	0,000299	4,10	7,35	2,79					0,0000602	0,83		#ADR!
7	1,463	0,000284	4,07	7,41	2,75					0,0000568	0,81		#ADR!
8	1,586	0,000267	4,14	7,62	2,72					0,0000549	0,85		#ADR!
9	1,688	0,000234	3,87	7,17	2,70					0,0000474	0,78		#ADR!
10	1,852	0,000202	3,67	6,84	2,68					0,0000408	0,74		#ADR!

Dla połączenia równoległego pompy P1 i P2

Lp.	Ho1[m]	Q1[m^3/s]	Nu1[W]	η1[%]	Ho2[m]	Q2[m^3/s]	Nu2[W]	η2[%]	Q całkowite	ΔPM1[Pa]	ΔHo[m]	ΔQ[m^3/s]	ΔNu[W]	ΔNp[W]	Δη[%]
1	0,938	0,000385	3,53	3,09	0,828	0,000383	3,53	3,09	0,000768	1600	0,163
2	1,040	0,000354	3,61	3,19	0,991	0,000357	3,61	3,19	0,000712
3	1,142	0,000332	3,71	3,31	1,073	0,000325	3,71	3,31	0,000657
4	1,245	0,000304	3,70	3,34	1,237	0,000296	3,70	3,34	0,000600
5	1,367	0,000282	3,77	3,43	1,339	0,000283	3,77	3,43	0,000565
6	1,469	0,000256	3,68	3,37	1,482	0,000252	3,68	3,37	0,000507
7	1,612	0,000233	3,68	3,41	1,645	0,000235	3,68	3,41	0,000468
8	1,755	0,000198	3,40	3,18	1,829	0,000206	3,40	3,18	0,000404
9	1,898	0,000160	2,98	2,82	2,013	0,000167	2,98	2,82	0,000327
10	2,103	0,000112	2,30	2,23	2,463	0,000131	2,30	2,23	0,000243

6.Obliczanie błędu

Błąd watomierza :
1 W

Błąd termometru
1°C

Błąd odczytu z wodomierza

0,0001 l

Błąd pomiaru czasu

0,2 s

Błąd odczytu z manometru

0,001 MPa

[m H₂O]
[m H₂O]

[
]
[
]

[W]

[W]

[%]
[%]

H0 [m H2O]	Q [ ]	 Nu [W]	  [%]

Wnioski

---