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:
st.asp.Jarosław Maksymczuk |
||
|
Grupa: B |
|
||
Prowadzący: kpt. mgr inż. E. Pawlak
|
Data wykonania: 13.04.2003r. |
Data złożenia: 31.05.2003r |
Ocena:
|
|
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest określenie charakterystyk pomp wirowych odśrodkowych pracujących pojedynczo, współpracujących szeregowo i równolegle.
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.
Wykonaliśmy pomiary dla trzech wariantów połączeń pompowych:
-dla układu pompowego składającego się z jednej pompy
-dla układu pompowego składającego się z pomp połączonych szeregowo
-dla układu pompowego składającego się z pomp połączonych równolegle
Wyniki pomiarów zestawiono w poszczególnych talach
Wyniki pomiarów:
Tabela nr1 dla układu składającego się z pojedynczej pompy:
Lp. |
k % |
Hs [MPa] |
Ht [MPa] |
Ns [W] |
Uwagi |
1. |
54 |
- 0,02 |
0,05 |
1080 |
|
2. |
52 |
- 0,02 |
0,08 |
1080 |
|
3. |
49 |
- 0,02 |
0,12 |
1110 |
|
4. |
45 |
- 0,02 |
0,18 |
1140 |
|
5. |
36 |
0,00 |
0,31 |
1140 |
|
6. |
21 |
0,01 |
0,40 |
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 |
|
Tabela nr2dla układu składającego się z pomp połączonych szeregowo:
Lp. |
k % |
Hs1 [MPa] |
Ht1 [MPa] |
Ht2 [MPa] |
Ns [W] |
1. |
56 |
- 0,01 |
0,00 |
0,02 |
2040 |
2. |
52 |
- 0,01 |
0,10 |
0,16 |
2100 |
3. |
48 |
- 0,01 |
0,15 |
0,28 |
2220 |
4. |
37 |
0,00 |
0,28 |
0,52 |
2280 |
5. |
30 |
0,00 |
0,34 |
0,64 |
2160 |
6. |
26 |
0,00 |
0,36 |
0,70 |
2100 |
7. |
20 |
0,00 |
0,40 |
0,78 |
1920 |
8. |
15 |
0,00 |
0,44 |
0,84 |
1800 |
9. |
9 |
0,00 |
0,46 |
0,90 |
1500 |
10. |
5 |
0,00 |
0,48 |
0,92 |
1260 |
Tabela nr3 dla układu składającego się z pomp połączonych równolegle:
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 |
0,16 |
2220 |
3. |
80 |
0,00 |
0,00 |
0,22 |
2280 |
4. |
70 |
0,00 |
0,00 |
0,28 |
2280 |
5. |
60 |
0,00 |
0,00 |
0,32 |
2220 |
6. |
50 |
0,00 |
0,00 |
0,36 |
2100 |
7. |
40 |
0,00 |
0,00 |
0,40 |
1980 |
8. |
30 |
0,00 |
0,00 |
0,42 |
1800 |
9. |
20 |
0,00 |
0,01 |
0,44 |
1620 |
10. |
10 |
0,00 |
0,02 |
0,46 |
1320 |
Obliczenia:
Dla pojedynczej pompy:
obliczenie wydatku Q rzeczywistego( tab. 1 dla poz. 3)
zamiana ciśnienia z MPa na metry słupa wody:
0,02MPa= 2msw
0,12MPa= 12msw
obliczanie wysokości podnoszenia
Ht = 12msw
Hs = -2msw
przeliczenie mocy silnika
1110 W = 1,11 kW
obliczenie mocy pojedynczej pompy:
gęstość wody γ = 1kg/l
wydajność Q = 2,16 l/s
wysokość podnoszenia Hp = 10msw
obliczenie sprawności pojedynczej pompy:
sprawność silnika ηs = 0,95
moc silnika Ns = 1,11 kW
moc pompy NH = 0,21 kW
Tabela nr 4 - zestawienie obliczeń dla układu pompowego składającego się z 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 |
0,20 |
4 |
1,98 |
-0,01 |
0,18 |
1,14 |
17 |
0,33 |
0,30 |
5 |
1,58 |
0,00 |
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 |
Dla pomp połączonych szeregowo:
a)obliczenie mocy pomp:
gęstość wody γ = 1 kg/l
wydajność Q = 2,11 l/s
NH = (γ x Q x Hp)/102 [kW] = (1 x 2,11 x 34 )/102 = 0,70 kW
wysokość podnoszenia Hp= 14msw
b) obliczenie sprawności pomp:
sprawność silnika ηs = 0,95
moc silnika Ns = 2,22 kW
moc pompy NH = 0,70 kW
ηH = NH/ηsNs = 0,70/0,95 x 2,22= 0,33
Tabela nr 5-zestawienie obliczeń dla układu pompowego składającego się z pomp połączonych szeregowo:
Lp. |
Q rz[l/s] |
Hs [m] |
Ht [m] |
Ns [kW] |
Hp [m] |
NH [kW] |
ηH |
1 |
2,46 |
-0,01 |
0,00 |
2,04 |
3 |
0,02 |
0,01 |
2 |
2,29 |
-0,01 |
0,10 |
2,10 |
25 |
0,56 |
0,26 |
3 |
2,11 |
-0,01 |
0,15 |
2,22 |
34 |
0,70 |
0,33 |
4 |
1,50 |
0,00 |
0,28 |
2,28 |
80 |
1,18 |
0,54 |
5 |
1,32 |
0,00 |
0,34 |
2,16 |
98 |
1,27 |
0,62 |
6 |
1,14 |
0,00 |
0,36 |
2,10 |
106 |
1,18 |
0,59 |
7 |
0,88 |
0,00 |
0,40 |
1,92 |
118 |
1,02 |
0,56 |
8 |
0,66 |
0,00 |
0,44 |
1,80 |
128 |
0,83 |
0,48 |
9 |
0,39 |
0,00 |
0,46 |
1,50 |
136 |
0,52 |
0,36 |
10 |
0,22 |
0,00 |
0,48 |
1,26 |
140 |
0,3 |
0,25 |
Dla pomp połączonych równolegle
a) obliczenie mocy pompy:
gęstość wody γ = 1 kg/l
wydajność Q = 3,52 l/s
wysokość podnoszenia Hp
Hp = Ht + Hs = 22 + (0 + 0) = 22 msw
Hp = 22 msw
b) obliczenie sprawności pomp:
sprawność silnika ηs = 0,95
moc silnika Ns = 2,28 kW
moc pompy NH = 0,76 kW
ηH = NH/ηsNs = 0,76/0,95 x 2,28 = 0,35
Tabela nr 6- zestawienie obliczeń dla układu pompowego składającego się z pomp połączonych równolegle:
Lp. |
Q rz[l/s] |
Ns [kW] |
Hp [m] |
NH [kW] |
ηH |
1 |
4,22 |
2,22 |
10 |
0,41 |
0,19 |
2 |
3,86 |
2,22 |
13 |
0,49 |
0,23 |
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 |
0,31 |
9 |
0,88 |
1,62 |
44 |
0,38 |
0,25 |
10 |
0,44 |
1,32 |
46 |
0,20 |
0,16 |
5. Wnioski:
Wysokość podnoszenia wzrasta około 2-krotnie w przypadku połączenia szeregowego pomp w porównaniu z pompą pojedynczą.
Wysokość podnoszenia w przypadku połączenia równoległego pomp nie zmienia się.
Wydajność pomp przy połączeniu szeregowym w porównaniu z pojedynczą pompą nie zmienia się w przeciwieństwie do sytuacji, gdy pompy połączone są równolegle, wtedy wydajność układu wzrasta około 2-krotnie.
Sprawność układu pomp połączonych równolegle osiąga najwyższą wartość przy wydajności ponad 2-krotnie większej niż w sytuacji pojedynczej pompy oraz układzie pomp połączonych szeregowo.
Zarówno układy pomp połączonych równolegle jak i szeregowo zyskują na wielkości mocy w porównaniu z pompą pojedynczą wzrost około 2-krotnie.
W układach równoległych pomp moc osiągnięta jest przy 2-krotnie większej wydajności niż w pozostałych przypadkach.
Układ pomp połączonych szeregowo posiada większą wysokość ssania od pomp połączonych równolegle.
Wyniki pomiarów zgodne są z teoretycznymi charakterystykami pomp i ich układów. Niewielkie odstępstwa spowodowane są niedokładnością przyrządów pomiarowych.
W związku z powyższym możemy stwierdzić, że podczas akcji gaśniczej, gdy musimy podać wodę na dużą odległość stosujemy połączenie szeregowe, a jeżeli potrzebujemy dużą ilość wody na krótkich odcinkach, wykorzystujemy połączenia równoległe.
5
