1. Cel ćwiczenia.

Wyznaczenie wielkości charakteryzujących pracę pompy wirowej i sporządzenie jej krzywych charakterystycznych:

1. H= f(q_v),

2. P= f(q_v),

3. η₀= f(q_v),

2. Schemat stanowiska.
   

3. Wzory wykorzystane do obliczeń.

1) ciśnienie absolutne na ssaniu:

, Pa;

gdzie:

ciśnienie otoczenia, Pa;

różnica poziomów cieczy w zbiorniku i króćca ssawnego, m;

gęstość wody w warunkach pomiaru,
;

gęstość rtęci w warunkach pomiaru,
;

różnica poziomów cieczy manometrycznej w manometrze hydrostatycznym przy króćcu ssawnym, m;

przyspieszenie ziemskie,
;

2) ciśnienie absolutne na tłoczeniu:

, Pa;

gdzie:

ciśnienie otoczenia, Pa;

różnica poziomów między króćcem tłocznym a manometrem sprężynowym, m;

gęstość wody w warunkach pomiaru,
;

przyspieszenie ziemskie,
;

ciśnienie wskazane przez manometr w króćcu tłocznym, Pa;

3) efektywna wysokość podnoszenia:

, m;

gdzie:

efektywna wysokość podnoszenia, m;

ciśnienie absolutne na tłoczeniu, Pa;

ciśnienie absolutne na tłoczeniu, Pa;

gęstość wody w warunkach pomiaru,
;

przyspieszenie ziemskie,
;

różnica poziomów pomiędzy króćcem wlotowym a króćcem wylotowym pompy, m;

4) natężenie przepływu:

,
;

gdzie:

współczynnik przepływu,

przewężenie;
, gdzie: d_k- średnia otworu kryzy, D - średnica rurociągu;

liczba ekspansji, dla wody
;

pole przekroju otworu, m²;

różnica ciśnień statycznych na zwężce, Pa;

gęstość wody w warunkach pomiaru,
;

5) moc dostarczona:

, W;

gdzie:

U - napięcie na zaciskach twornika silnika elektrycznego, V;

I - natężenie prądu pobieranego przez silnik, A;

ΔP_o(n) -straty biegu jałowego w zależności od obrotów silnika ,W; strata wyznaczona na

podstawie wykresu

6) moc użyteczna:

, W;

gdzie:

gęstość wody w warunkach pomiaru,
;

przyspieszenie ziemskie,
;

natężenie przepływu,
;

H - efektywna wysokość podnoszenia, m;

4. Tabela pomiarowa i przykład obliczeń.

p1	p2	H	dp	qv	Pu	P	sprawność	H
Pa	Pa	m	Pa	m^3/s	W	W	%	m
60744	287316	23,29	88381,43	0,0068	1541	3600	42,81	23,29
68130	267316	20,49	75702,76	0,0063	1255	3080	40,75	20,49
75515	247316	17,69	66224,53	0,0059	1014	2500	40,55	17,69
82286	227316	14,96	55638,45	0,0054	786	2048	38,37	14,96
89425	207316	12,19	45790,94	0,0049	581	1530	37,95	12,19
93980	192316	10,19	38036,02	0,0044	443	1125	39,33	10,19
98903	180316	8,46	31019,67	0,0040	332	910	36,47	8,46
102596	167316	6,76	24618,78	0,0036	236	660	35,77	6,76
106289	157316	5,36	19571,93	0,0032	167	495	33,73	5,36
109982	147316	3,96	14155,80	0,0027	105	315	33,32	3,96
113059	139316	2,83	9970,61	0,0023	63	188	33,57	2,83
114905	132316	1,93	6277,79	0,0018	34	120	28,34	1,93
116752	126316	1,13	3446,63	0,0013	15	68	21,82	1,13
85978	377316	29,90	49729,94	0,0051	1484	3220	46,10	29,90
90287	347316	26,40	43452,15	0,0047	1225	2795	43,83	26,40
93980	312316	22,45	37666,74	0,0044	970	2300	42,17	22,45
98903	282316	18,88	31512,04	0,0040	746	1850	40,33	18,88
101365	252316	15,57	25972,82	0,0037	558	1403	39,82	15,57
105058	229316	12,84	21541,44	0,0033	420	1050	39,95	12,84
108751	207316	10,22	17110,05	0,0030	297	810	36,73	10,22
109982	192316	8,56	13663,42	0,0027	223	600	37,12	8,56
111828	177316	6,84	11078,45	0,0024	160	440	36,41	6,84
114290	159316	4,75	7878,01	0,0020	94	270	34,75	4,75
114905	147316	3,46	4923,76	0,0016	54	188	28,82	3,46
116752	137316	2,25	3569,72	0,0014	30	120	24,94	2,25
117983	128316	1,21	1969,50	0,0010	12	60	19,85	1,21
104442	432316	33,63	22403,09	0,0034	1121	2875	38,98	33,63
105673	387316	28,91	20064,31	0,0032	912	2365	38,55	28,91
106904	352316	25,21	17602,43	0,0030	745	2000	37,23	25,21
109366	312316	20,88	15140,55	0,0028	572	1530	37,37	20,88
110597	277316	17,18	12555,58	0,0025	428	1238	34,62	17,18
111828	252316	14,50	10339,89	0,0023	328	900	36,46	14,50
113675	227316	11,76	8493,48	0,0021	241	675	35,73	11,76
114290	205316	9,45	6770,17	0,0019	173	540	32,04	9,45
114905	187316	7,54	5293,04	0,0017	122	385	31,74	7,54
116752	170316	5,62	3939,01	0,0014	79	270	29,08	5,62
117983	152316	3,66	2708,07	0,0012	42	188	22,59	3,66
118229	142316	2,61	1846,41	0,0010	25	120	20,80	2,61
118598	132316	1,55	984,75	0,0007	11	60	18,06	1,55

Wielkości stałe wykorzystane podczas obliczeń:

- ciśnienie otoczenia,

- różnica poziomów pomiędzy króćcem wlotowym a króćcem wylotowym pompy,

- średnica otworu kryzy,

- średnica rurociągu,

- współczynnik przepływu dla kryzy zainstalowanej w rurociągu,

- współczynnik ściśliwości dla wody,

- różnica poziomów między króćcem tłocznym a manometrem sprężynowym,

- różnica poziomów cieczy w zbiorniku i króćcu ssawnym,

- gęstość wody w warunkach pomiaru,

- gęstość rtęci w warunkach pomiaru,

- przyspieszenie ziemskie,

Przykład obliczeń dla pomiaru zaznaczonego w tabeli:

1) ciśnienie absolutne na ssaniu:

2) ciśnienie absolutne na tłoczeniu:

3) efektywna wysokość podnoszenia:

4) natężenie przepływu:

5) moc dostarczona:

6) moc użyteczna:

5. Wykresy (dołączone na osobnej kartce).

6. Wnioski.

Celem ćwiczenia było wyznaczenie wielkości charakteryzujących pracę pompy wirowej, a następnie przeprowadzenie toku obliczeń potrzebnych do sporządzenia charakterystyk danej pompy. Na podstawie pomiarów i sporządzonych wykresów można wyciągnąć następujące wnioski:

• jak widać na wykresie zbiorczym tj. H=f(q_v) zarówno przy stałej mocy P=const jak również stałych obrotach n=const ze wzrostem strumienia objętości maleje efektywna wysokość podnoszenia pompy H,

• za pomocą zaworu dławiącego uzyskano odpowiednio maksimum, ¾ i ½ wydatku maksymalnego q_v, przy różnych prędkościach obrotowych wału. Największą sprawność pompa osiągnęła dla drugiego położenia zaworu i wyniosła
  dla strumienia objętości
  jednakże nie uwzględniono jej ze względu na to ,że znacznie odbiega od rzeczywistych sprawności ,

• nie zostały uwzględnione straty biegu jałowego w zależności od obrotów silnika

---