Marek Rokita

[e-mail]

grupa 3(III)

St: 204837

Sprawozdanie

Laboratorium Maszyn i Urządzeń energetycznych

Badanie strumienicy

wodno-powietrznej

12.05.2009

1. Zasada działania strumienicy wodno-powietrznej

Zasada działania strumienic cieczowo-gazowych wykorzystuje zjawisko spadku ciśnienia strumienia cieczy związanego ze wzrostem prędkości spowodowanym przepływem przez zwężkę zgodnie prawem Bernoulliego.

Pompa zatapialna współpracująca z układem strumienicy pompuje ciecz ze zbiornika procesowego przetłaczając ją przez specjalną zwężkę w wyniku czego prędkość strumienia wzrasta i powstaje strefa podciśnienia zasysająca powietrze z otoczenia do komory ssącej. W dalszej części strumienicy następuje dynamiczne wymieszanie cieczy i powietrza tworząc pianę powietrzno-wodną.

2. Zastosowanie strumienicy

a) 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)

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

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

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

e) chłodnictwo- jako agregaty w strumienicowych urządzeniach chłodniczych

f) w urządzeniach wodociągowych- podnoszenie wody z głębokich zbiorników, natlenianie wody

g) w przemyśle chemicznym- mieszanie różnych składników w jednorodną mieszaninę

h) w układach transportu paliwa, spalania i przesyłania powietrza do pieców

i) w oczyszczalniach ścieków- napowietrzanie ścieków

3. Zalety & Wady strumienic

Zalety:

-prosta konstrukcja i łatwość wykonania

-mała wrażliwość na zanieczyszczenia

-szybkość uruchomienia

-brak ruchomych elementów

Wady:

-niskie sprawności: 30%- 40%

3. Podstawowe parametry strumienic.

a) objętościowy współczynnik eżekcji

χ = Qs/Qe

b) ssawny wyróżnik ciśnienia

∏_s = (p_t-p_s)/(p_e-p_s)

c) tłoczny wyróżnik ciśnienia

∏_t = (p_t-p_s)/(p_e-p_t)

d) sprawność strumienicy

η= χ•p_s•ln(p_t/p_s)/(p_e-p_t)

Qs - objętościowe natężenie przepływu czynnika zasysanego przez strumienicę

Qe - objętościowe natężenie przepływu czynnika roboczego

p_t - ciśnienie statyczne w przekroju wylotowym strumienicy

p_s - ciśnienie statyczne w komorze ssawnej

p_e - ciśnienie zasilania

4. Pomiary

Pomiary zostały wykonane przy zmiennej głębokości zanurzenia strumienicy (tu zasymulowane dławieniem zaworem)

Dla h=2,5m

Pe[bar]	Ps[bar]	Pt[bar]	Qe[m3/h]	Vs[m/s]	As[m2]	Qs[m3/h]	א	πs	πt	η
2,249	1,037	1,263	30,8	3,2	0,003318	38,22336	1,24102	0,1865	0,2292	0,2573
2,233	1,025	1,253	31,2	2,7	0,003318	32,25096	1,03368	0,1887	0,2327	0,2171
2,217	0,963	1,243	31,5	2,2	0,003318	26,27856	0,83424	0,2233	0,2875	0,2105
2,193	0,895	1,223	31,9	1,4	0,003318	16,72272	0,52422	0,2527	0,3381	0,151
2,163	0,793	1,163	32,8	0,7	0,003318	8,36136	0,25492	0,2701	0,37	0,0774

Dla h=1,8m

Pe[bar]	Ps[bar]	Pt[bar]	Qe[m3/h]	Vs[m/s]	As[m2]	Qs[m3/h]	א	πs	πt	η
2,225	1,023	1,188	30,6	4,4	0,003318	52,55712	1,71755	0,1373	0,1591	0,2534
2,223	1,015	1,193	30,7	4,2	0,003318	50,16816	1,63414	0,1474	0,1728	0,2602
2,211	0,993	1,188	30,85	3,8	0,003318	45,39024	1,47132	0,1601	0,1906	0,2561
2,183	0,913	1,173	31,6	2,6	0,003318	31,05648	0,9828	0,2047	0,2574	0,2226
2,153	0,833	1,158	32,3	1,5	0,003318	17,9172	0,55471	0,2462	0,3266	0,153
2,123	0,723	1,103	33,2	0,7	0,003318	8,36136	0,25185	0,2714	0,3725	0,0754

Dla h=0,9m

Pe[bar]	Ps[bar]	Pt[bar]	Qe[m3/h]	Vs[m/s]	As[m2]	Qs[m3/h]	א	πs	πt	η
2,199	1,015	1,093	30,4	6,4	0,003318	76,44672	2,51469	0,0659	0,0705	0,1709
2,197	1,001	1,093	30,6	6	0,003318	71,6688	2,34212	0,0769	0,0833	0,1867
2,185	0,963	1,103	30,92	5	0,003318	59,724	1,93157	0,1146	0,1294	0,2333
2,163	0,893	1,093	31,5	3,6	0,003318	43,00128	1,36512	0,1575	0,1869	0,2302
2,123	0,783	1,083	32,6	1,7	0,003318	20,30616	0,62289	0,2239	0,2885	0,1521
2,097	0,703	1,068	33,3	0,7	0,003318	8,36136	0,25109	0,2618	0,3547	0,0717

5. Wykresy

5. Wnioski

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

Co łatwo zaobserwować na wykresach, 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%.

---