��ZAKRES EGZAMINU DYPLOMOWEGO
dla kierunku studi�w
ENERGETYKA
studia I stopnia in|ynierskie
specjalno[ energetyka cieplna i jdrowa
3. Zagadnienia eksploatacyjne
3.2 Charakterystyki wentylatora, punkt pracy, metody regulacji
parametr�w pracy wentylatora
Wentylator mo|e pracowa w r�|nych punktach swojej charakterystyki ci[nienia, w
dopuszczalnym z ekonomicznego i eksploatacyjnego punktu widzenia jej zakresie. To w kt�rym
punkcie roboczego zakresu charakterystyki pracuje, zale|y od opor�w instalacji podBczonej do
wentylatora. Najlepiej jest gdy opory instalacji "pr s r�wne optymalnemu przyrostowi ci[nienia
wentylatora "popt . Opr�cz r�wno[ci "pr = "popt warunkiem prawidBowego doboru wentylatora do
eksploatowanej instalacji jest, aby wentylator w punkcie optymalnym miaB jak najwy|sz sprawno[,
m�wimy w�wczas o optymalnym doborze optymalnego wentylatora.
Rzeczywisty punkt pracy wentylatora le|y na przeciciu charakterystyki przyrostu ci[nienia
wentylatora z charakterystyk instalacji. Punk ten ustalany jest samoistnie w czasie pracy
wentylatora, gdy wentylator wytworzy przyrost ci[nienia r�wny oporowi instalacji wymuszajcy w
niej przepByw. Zatem wentylator musi mie geometryczne i kinematyczne mo|liwo[ci wynikajce z
rodzaju konstrukcji wirnika, aby m�gB spowodowa oczekiwany przepByw. Punkt pracy (rys. 11.1)
zaznaczono liter B. Punkty M i E okre[laj dopuszczalny zakres eksploatacji wentylatora.
Ograniczenie od g�ry liter M podyktowane jest granic pompa|u, kt�ra przebiega w okolicy
maksymalnego przyrostu ci[nienia. Na lewo od punktu M praca wentylatora jest zabroniona, gdy|
wystpuj tam drgania powietrza w instalacji, du|y haBas, niska sprawno[.
Charakterystyki wentylatora
Podobnie jak dla pomp charakterystyki wymiarowe wentylatora przedstawiane s w ukBadach:
n = f (V&w ) Nd = f (V&w ) �o = f (V&w ) "Pc = f (V&w )
Tok postpowania pomiarowego jest r�wnie| jak przy pomiarze pomp wirowych z t tylko
r�|nic, |e regulacj wydajno[ci dokonuje si dBawieniem na wlocie do rurocigu ssawnego lub na
wylocie z rurocigu tBocznego.
Charakterystyki bezwymiarowe
Charakterystyki bezwymiarowe wentylator�w przedstawiaj zale|no[ � = f (�) , � = f (�) ,
�o = f (�) , znajduj one zastosowanie przy projektowaniu wentylator�w geometrycznie
podobnych.
Regulacja:
Regulacja parametr�w wentylatora jest konieczna w�wczas, kiedy punk pracy nie pokrywa si z
punktem optymalnym lub gdy proces technologiczny obsBugiwany przez wentylator wymaga zmian
ci[nienia i wydajno[ci.
Regulacji parametr�w dokonuje si przez zmian charakterystyki wentylatora przy staBej
charakterystyce instalacji lub powodujc zmian charakterystyki sieci. Mo|na wyr�|ni nastpujce
sposoby sBu|ce regulacji:
1) zmiana obrot�w wirnika
2) zmiana kt�w ustawienia Bopatek wirnika
3) zmiana krtu na wlocie do wirnika za pomoc kierownic
4) Bczenie pojedynczych maszyn w ukBady szeregowe lub r�wnolegBe, czyli wsp�Bpraca
wentylator�w
5) zastosowanie metod specjalnych, kt�re powoduj zmian charakterystyki wentylatora
6) dBawienie rurocigu
7) obej[cie strumienia powodujce zmian charakterystyki sieci
Wymienione sposoby regulacji mog by zastosowane zar�wno w maszynach osiowych i
promieniowych. Jedynie zmian kt�w ustawienia Bopatek wirnika mo|na stosowa tylko w
maszynach osiowych.
Najlepszym sposobem regulacji jest (rys. 11.13) :
1. zmiana liczby obrot�w
2. zmiana kt�w Bopatek wirnik�w osiowych
3. kierownicami (najlepsza to kierownica promieniowa)
4. kierownica osiowa
5. |aluzyjna
Najgorszym sposobem regulacji ze wzgldu na straty mocy powodowane oddziaBywaniem
organu na przepByw jest dBawienie (nr 6 - rys.11.13).
Regulacja przez zmian obrot�w wirnika:
Charakterystyka wentylatora wraz ze zwikszeniem obrot�w z n na n1 podnosi si do g�ry,
dlatego punkt pracy B przesuwa si po charakterystyce sieci do punktu B1, w kt�rym uzyskuje si
wiksz wydajno[ i przyrost ci[nienia, jak to wynika z wykresu (rys. 11.14).
Zmienne obroty realizuje si za pomoc ukBad�w tyrystorowych, przetwornic czstotliwo[ci lub
rozmaitych przekBadni mechanicznych.
Regulacja przez zmian kta ustawienia Bopatek wirnika:
Ten rodzaj regulacji znajduje zastosowanie w wentylatorach osiowych. Teoretyczne
uzasadnienie tego sposobu regulacji r�wnie| wynika z r�wnania Eulera
�� ��
V&n �"�
2
�� ��
"pu = � �"� �" � �"u2 �"��u2 -
p
� �" D2 �"b2 �"tg�2 ��
�� ��
widoczna jest zale|no[ pomidzy przyrostem ci[nienia, a przyrostem kta Bopatki b2 po[rednio bm.
Zmiany kta ustawienia Bopatek bm dokonuje si w czasie postoju lub za pomoc
mechanizm�w regulacyjnych podczas ruchu wirnika. Na rys. 11.15 przedstawione jest pneumatyczne
urzdzenie do pBynnej regulacji kt�w Bopatek w ruchu. Na skutek stopniowej zmiany kt�w uzyskuje
si rodzin krzywych dBawienia, jak na rys. 11.16. Dziki temu mo|liwe SA do uzyskania rozmaite
wydajno[ci i przyrosty ci[nieD na przeciciu z charakterystyk doBczonego rurocigu. Na tle
krzywych dBawienia naniesione s muszlowe krzywe sprawno[ci w celu przeprowadzenia optymalnej
regulacji parametr�w lub doboru odpowiedniego kta do przeprowadzania zmiany ustawienia
Bopatek w czasie postoju wentylatora.
Regulacja przez zmian krtu na wlocie wirnika:
Gdy na wlocie do wirnika czynnik zostaje zawirowany, to do obliczenia teoretycznego przyrostu
ci[nienia nale|y wzi r�wnanie Eulera postaci
"put " = � �"(u2 �"c2u - u1 �"c1u )
Wynika z niego wniosek, |e za pomoc krtu na wlocie c1u mo|na regulowa przyrost ci[nienia w
wentylatorze. Krt mo|e by dodatni c1u , gdy zawirowanie na wlocie zgodne jest z kierunkiem
wirowania wirnika, albo ujemne -c1u dla zawirowania przeciwnego do obrot�w . Krt mo|e by r�wny
zero, ale nie ma wtedy wBasno[ci regulacyjnych. Tr�jkty u wlotu ujmujce krt dla omawianych
trzech przypadk�w wykre[lone na rys 11.17.
3.3 Charakterystyki pomp wirowych, metody regulacji i zasady doboru
Charakterystyki pomp wirowych, metody regulacji i zasady doboru
Charakterystyki pomp wirowych, metody regulacji i zasady doboru
pomp do ukBadu pompowego
pomp do ukBadu pompowego
CHARAKTERYSTYKI POMP
CHARAKTERYSTYKI
Charakterystyk nazywamy krzyw przedstawiajc zale|no[ midzy dwiema
Charakterystyk nazywamy krzyw przedstawiajc zale|no[ midzy dwiema
Charakterystyk nazywamy krzyw przedstawiajc zale|no[ midzy dwiema
charakterystycznymi wielko[ciami, tak|e w warunkach odbiegajcych od normalnego ruchu.
charakterystycznymi wielko[ciami, tak|e w warunkach odbiegajcych od normalnego ruchu.
Graficznym obrazem charakterystyki s krzywe bdce wykresem funkcji, wi|ce dane wielko[ci w
Graficznym obrazem charakterystyki s krzywe bdce wykresem funkcji, wi|ce dane wielko[ci w
Graficznym obrazem charakterystyki s krzywe bdce wykresem funkcji, wi|ce dane wielko[ci w
odpowiednim ukBadzie wsp�Brzdnych. Dla pomp wyr�|nia si nastpujce charakterystyki:
odpowiednim ukBadzie wsp�Brzdnych. Dla pomp wyr�|nia si nastpujce charakterystyki:
odpowiednim ukBadzie wsp�Brzdnych. Dla pomp wyr�|nia si nastpujce charakterystyki:
a) charakterystyka pompy dl
y dla staBej liczby obrot�w
Tworzy je charakterystyka:
- u|ytecznej wysoko[ci podnoszenia H
u|ytecznejwysoko[cipodnoszeniaH
- mocy dostarczonej P
- sprawno[ci h
w zale|no[ci od wydajno[ci V&, przedstawione na jednym wykresie.
, przedstawione na jednym wykresie.
PrzykBad charakterystyki dla staBej liczby obrot�w pompy wirowej wielostopniowej typu
PrzykBad charakterystyki dla staBej liczby obrot�w pompy wirowej wielostopniowej typu
25YNL2 zostaB przedstawiony na rys
25YNL2 zostaB przedstawiony na rys.5.
Charakterystyki dla swej liczby obrot�w okre[laj typ i spos�b pracy pompy. Ich znajomo[ jest
Charakterystyki dla swej liczby obrot�w okre[laj typ i spos�b pracy pompy. Ich znajomo[ jest
Charakterystyki dla swej liczby obrot�w okre[laj typ i spos�b pracy pompy. Ich znajomo[ jest
niezbdna do wBa[ciwej eksploatacji pompy oraz do oceny mo|liwo[ci ich wsp�Bpracy.
niezbdna do wBa[ciwej eksploatacji pompy oraz do oceny mo|liwo[ci ich wsp�Bpracy.
niezbdna do wBa[ciwej eksploatacji pompy oraz do oceny mo|liwo[ci ich wsp�Bpracy.
Charakterystyki te wyznacza si do[wiadczalnie przez przeprowadzanie badaD po
harakterystyki te wyznacza si do[wiadczalnie przez przeprowadzanie badaD po
harakterystyki te wyznacza si do[wiadczalnie przez przeprowadzanie badaD pompy.
b) charakterystyka zbiorcza wykres muszlowy
Jest to zale|no[ w ukBadzie H - V& z naniesionymi krzywymi n = const, h = const.
Na rys. 6 zostaBa przedstawiona przykBadowa charakterystyka zbiorcza dla pompy wirowej gumowej
typu PG-100.
Czsto charakterystyki podaje si w ukBadach bezwymiarowych. Ka|dy z parametr�w
charakterystycznych wyra|any jest wtedy stosunkiem rzeczywistej warto[ci wymiarowej do warto[ci
nominalnej tego parametru:
H V& P V& V&
= f ( ) = f ( ) � = f ( )
Hn Vn Pn Vn Vn
Warto[ obrot�w czsto okre[la si jako mniejsz, r�wn lub wiksz od nominalnej, np. ni =0,6 nn &
0,8 nn & 1 nn & 1,2 nn & 1,4 nn itp.
Tworzenie wykresu muszlowego:
Na podstawie pomiar�w i przeprowadzonych obliczeD wykre[lone s krzywe H = f (V&) dla
ka|dego poBo|enia zaworu Z2. Aby w ukBadzie wsp�Brzdnych (H ,V&) mo|na byBo wkre[li linie staBej
sprawno[ci � , obrot�w n, mocy P, nale|y zbudowa wykresy pomocnicze � = f (V&) , n = f (V&) ,
P = f (V&) zawierajce krzywe dla Z2= idem. Dodatkowo nale|y wykre[li krzywe H=f(n) i H=f(P) dla
peBnego zamknicia zaworu tzn. gdy V&= 0; bd to charakterystyczne punkty na osi rzdnych
okre[lajce pocztki poszczeg�lnych krzywych.
Dalszy tok postpowania przy sporzdzaniu charakterystyki pompy zostaB przedstawiony na
RYS, na przykBadzie wykre[lania krzywej staBej sprawno[ci. ZakBadamy, |e chcemy wykre[li krzyw �
np. dla � = 50%. Na osi rzdnej wykresu � = f (V&) znajdujemy punkt � = 50%, z kt�rego
wykre[lamy r�wnolegB do osi odcitych i oznaczamy punkty przecicia prostej z krzywymi Z2=idem
(krzywe 1,2,3,4). Tak okre[lone punkty przenosimy prostopadle do osi odcitych na krzywe
H = f (V&) . W spos�b pokazany na rysunku otrzymane punkty Bczymy wsp�ln linia , kt�ra jest lini
staBej sprawno[ci � = 50%. Analogicznie wykre[lamy krzywe dla innych sprawno[ci np. 30%, a
nastpnie w podany spos�b krzywe obrot�w i mocy pompy P. Na rysunku pokazano r�wnie|
przykBadowo kre[lenie linii P=3kW i n= 2000obr/min. Zasad sporzdzania wykres�w jest staBo[
podziaBki na osi V&wszystkich wykres�w.
c) charakterystyki bezwymiarowe uniwersalne
Jest to graficzne przedstawienie wyr�|nik�w mocy i wysoko[ci podnoszenia od wyr�|nika
wydajno[ci pompy. Warto[ci wyr�|nik�w wyznacza si do[wiadczalnie przeprowadzajc badania na
pompie modelowej. Wyniki badaD uzyskane t drog mog by przenoszone na pompy o innych
wymiarach, lecz geometrycznie podobne. Spos�b korzystania z tych charakterystyk przedstawia rys:
Dla danych warto[ci d, n, V&oblicza si:
V&
�V& = ,
3
d n
A nastpnie z wykresu znajduje si �H ,�P . Std z poni|szych r�wnaD:
2
d n2
H = �H ,
g
5
P = � �" d �" n3 �"�
p
oblicza si u|yteczn wysoko[ pompowania i moc jak nale|y odczyta aby zaBo|one warunki mogBy
by speBnione.
REGULACJA POMP
Regulacja pompy wirowej jest to proces zamierzonego dostosowywania parametr�w pracy pompy
do zmieniajcych si w czasie wymagaD ukBadu pompowego.
Zasadniczo pojcie regulacji odnosi si do zmian parametr�w dokonywanych podczas pracy pompy.
Do dziedziny regulacji zalicza si zwyczajowo i omawia w jej ramach tak|e sposoby jednorazowego
dostosowania parametr�w pompy do zmienionych wymagaD ukBadu. Taka zmiana, dokonywana po
uprzednim zatrzymaniu i cz[ciowym demonta|u pompy, mo|e by przy tym odwracalna (np. rczna
zmiana kta ustawienia Bopatek wirnika pompy [migBowej) lub nieodwracalna (np. zmniejszenie
[rednicy zewntrznej Bopatek wirnika pompy od[rodkowej, helikoidalnej lub diagonalnej).
W zale|no[ci od wymagaD stawianych przez odbiorc cieczy mo|na wyr�|ni:
" regulacj wydajno[ci pompy
" regulacj wysoko[ci podnoszenia pompy
Parametrem regulacji R pompy nazywa si wielko[, kt�rej zmiana w procesie regulacji
powoduje zmian jej charakterystyk, zwBaszcza charakterystyki przepBywu H(Q).
Parametrami regulacji mog by nastpujce wielko[ci:
a) prdko[ obrotowa pompy
b) kt ustawienia Bopatek kierownicy wlotowej
c) kt ustawienia Bopatek wirnika pompy diagonalnej Deriaza lub pompy [migBowej
d) liczba wBczonych pomp w grupie zBo|onej z poBczonych r�wnolegle zespoB�w
pompowych
e) wysoko[ napBywu w pompie do kondensatu, wpBywajca na prac pompy w obszarze
kawitacji lub poza nim i zmieniajca wskutek tego charakterystyk H(Q)
f) objto[ wzgldna doprowadzonego powietrza (przy regulacji napowietrzajcej)
g) [rednica zewntrzna wirnika (lub Bopatek wirnika) zmieniana przez obtoczenie wirnika lub
wytoczenie samych Bopatek
Do oddzielnej grupy zalicza si te wielko[ci, kt�rych zmiana powoduje zmian charakterystyki
ukBadu pompowego. Nale|y do nich stopieD otwarcia zaworu regulacyjnego w rurocigu tBocznym, jak
r�wnie| stopieD otwarcia zaworu w rurocigu upustowym. Wielko[ci te, zwizane z regulacj dBawieniow i
upustow, mo|na nazwa parametrami regulacji ukBadu pompowego.
Regulacja dBawieniowa
Najpowszechniej stosowana jest regulacja wydajno[ci przez zmian otwarcia zaworu
umieszczonego w rurocigu tBocznym, za pomp. Podczas przymykania wystpuje dBawienie przepBywu,
std nazwa: regulacja dBawieniowa. Najcz[ciej charakterystyka r1 w znamionowych warunkach pracy (rys.
13.2) la caBkowicie otwartemu zaworowi regulacyjnemu, std regulacja dBawieniowa tylko na zmniejszenie
wydajno[ci (Q2 <� Q}).
Przymykajc zaw�r regulacyjny, zmienia si charakterystyk rurocigu z r, na r2 daje nowy
punkt pracy W2 przy, zmniejszonej wydajno[ci Q2.Przy tej wydajno[ci zapotrzebowanie energii ze
strony ukBadu pompowego wynosi Y* = gH* i tyle tylko jest wykorzystane u|ytecznie. PozostaBa cz[,
tj. AFdt = gHM, jest tracona w zaworze regulacyjnym wskutek dBawienia i oddawana przetBaczanej
cieczy w postaci kt�re tylko w nielicznych przypadkach mo|e by w pewnym stopniu wykorzystane
u|ytecznie. Efekt energetyczny regulacji dBawieniowej jest wic taki sam jak przy zastosowaniu innej
pompy p*, pracujcej przy caBkowicie otwartym zaworze tBocznym, kt�rej punktem pracy jest W*,
sprawno[ za[ wynosi tylko Tj zast. Obszar zakreskowany, zawarty midzy krzywymi rj i Tj zast na rys.
13.2 jest miar strat energii w regulacji dBawieniowej.
Dodatkowym niekorzystnym efektem regulacji dBawieniowej jest wzrost warto[ci siB hydraulicznych,
zar�wno wzdBu|nej jak i poprzecznej, podczas zmniejszania wydajno[ci za pomoc zaworu
regulacyjnego.
Regulacja upustowa
Regulacja dBawieniowa jest szczeg�lnie niekorzystna w pompach [migBowych i diagonalnych, dla
kt�rych zapotrzebowanie mocy P (Q) ro[nie wraz ze zmniejszeniem wydajno[ci. W tego rodzaju
pompach, je[li nie s one wyposa|one w regulowane Bopatki wirnika lub kierownicy i nie jest mo|liwe
zastosowanie napdu o zmiennej prdko[ci obrotowej, zamiast regulacji dBawieniowej lepiej
zastosowa regulacj upustow. Fragment ukBadu pompowego z regulacj upustow pokazano
schematycznie na rys. 13.3a.
W ukBad wBczony jest przew�d upustowy 2, Bczcy obszar odpBywowy pompy (za kr�cem tBocznym) z
obszarem dopBywowym (przed kr�cem ssawnym). W przewodzie 2 znajduje si zaw�r regulacyjny zr.
Zasada dziaBania regulacji upustowej wynika z rys. 13.3b. Przy zamknitym zaworze zr punktem
Zasada dziaBania regulacji upustowej wynika z rys. 13.3b. Przy zamknitym zaworze
Zasada dziaBania regulacji upustowej wynika z rys. 13.3b. Przy zamknitym zaworze
pracy pompy w ukBadzie o charakterystyce r jest W. Nat|enie przepBywu Q = Qw w gB�wnym rurocigu
pracy pompy w ukBadzie o charakterystyce w gB�wnym rurocigu
l pokrywa si w�wczas z wydajno[ci pompy, natomiast Q7 = 0. Je[li zaw�r zr zostanie otworzony,
l pokrywa si w�wczas z wydajno[ci pompy, natomiast zostanie otworzony,
w�wczas pompa bdzie zasilaBa dwa r�wnolegle poBczone przewody l i 2. Charakterystyk przewodu l jest
w�wczas pompa bdzie zasilaBa dwa r�wnolegle poBczone przewody l i 2. Charakterystyk przewodu l jest
krzywa r, a przewodu 2 pk parabol h o wierzchoBku (0, 0), odpowiadajcych odpowiednim otwarciom
rabol wierzchoBku (0, 0), odpowiadajcych odpowiednim otwarciom
zaworu zr. Ka|da parabola przedstawia straty ci[nienia A w przewodzie 2, kt�rych gB�wnym skBadnikiem s
da parabola przedstawia straty ci[nienia A z 0 w przewodzie 2, kt�rych gB�wnym skBadni
zmienne opory przepBywu przez zaw�r zr. Przy zaworze zamknitym parabola h = hmm redukuje si do
zmienne opory przepBywu przez zaw�r
mm
p�Bprostej pokrywajcej si z dodatni p�Bosi zaworu caBkowicie otwartego,
p�Bprostej pokrywajcej si z dodatni p�Bosi H. W przypadku zaworu caBkowicie otwartego,
charakterystyka staje si najbardziej pBaska. Dowolnemu po[redniemu otwarciu zaworu
charakterystyka staje si najbardziej pBaska. Dowolnemu po[redniemu otwarciu zaworu zr odpowiada
krzywa h = h' przechodzca przez punkt L'. Aczn charakterystyk przewod�w 1 i 2 jest krzywa
dzca przez punkt i 2 jest krzywa r' = (r + h')r,
otrzymana przez r�wnolegBe zsumowanie charakterystyk r oraz h'. Punktem pracy pompy w ukBadzie
otrzymana przez r�wnolegBe zsumowanie charakterystyk Punktem pracy pompy
jest punkt W' przecicia charakterystyk p i r'. W por�wnaniu do pracy przy zamknitym zaworze zr
przecicia charakterystyk por�wnaniu do pracy przy zamknitym zaworze
(punkt W), wydajno[ pompy wskutek cz[ciowego otwarcia zaworu wzrosBa z warto[ci Qw do Q' ..
unkt W), wydajno[ pompy wskutek cz[ciowego otwarcia zaworu wzrosBa z warto[ci
w
Jednak w rurocigu 1 pBynie mniejszy ni| po PozostaBy strumieD, tj.
pBynie mniejszy ni| poprzednio strumieD objto[ci cieczy Q. PozostaBy strumieD, tj.
Q' = Q' - Q tj. pBynie przez upust 2 z powrotem do obszaru dopBywowego (ssawnego).
przez upust 2 z powrotem do obszaru dopBywowego (ssawnego). Je[li zaw�r
przez upust 2 z powrotem do obszaru dopBywowego (ssawnego).
2 w
zostanie otwarty w mniejszym stopniu ni| poprzednio, wskutek czego charakterystyk przewodu
zostanie otwarty w mniejszym stopniu ni| poprzednio, wskutek czego charakterystyk przewodu
zostanie otwarty w mniejszym stopniu ni| poprzednio, wskutek czego charakterystyk przewodu
upustowego 2 bdzie np. krzywa h", to punkt pracy pompy przesunie si do W", a w rurocigu
upustowego 2 bdzie np. krzywa a w rurocigu 1 popBynie
wikszy strumieD cieczy (Q" > Q'). Je[li natomiast zaw�r zostanie otwarty w stopniu wikszym, to w
Q'). natomiast zaw�r zostanie otwarty w stopniu wikszym, to w
przewodzie 1 popBynie mniejszy strumieD (Q" <� Q, mimo wzrostu wydajno[ci pompy (punkt
mniejszy strumieD mimo wzrostu wydajno[ci pompy (punkt W"),
wzro[nie bowiem strumieD cieczy pByncej przez upust.
bowiem strumieD cieczy pByncej przez upust.
Rys. 10.3 - Regulacja upustowa: a) schemat ukBadu, b) charakterystyki przepBywu, c) zapotrzebowanie
Regulacja upustowa: a) schemat ukBadu, b) charakterystyki przepBywu, c) zapotrzebowanie mocy
Regulacja upustowa: a) schemat ukBadu, b) charakterystyki przepBywu, c) zapotrzebowanie
Straty powstajce w procesie regulacji upustowej mog niekiedy by mniejsze ni| przy
Straty powstajce w procesie regulacji upustowej mog niekiedy by mniejsze ni| przy regulacji
Straty powstajce w procesie regulacji upustowej mog niekiedy by mniejsze ni| przy
dBawieniowej, w kt�rej strumieD Ql uzyskuje si dBawic przepByw zaworem umieszczonym w cz[ci
Q umieszczonym w cz[ci
tBocznej rurocigu l (charakterystyka rdl ukBadu i punkt pracy WdB). Je[li regulacja parametr�w dotyczy pompy o
tBocznej rurocigu l (charakterystyka r Je[li regulacja parametr�w dotyczy pompy o
warto[ci wyr�|nika szybkobie|no[ci nq <� 40 -5- 50, dla kt�rej charakterystyka mocy jest krzyw rosnc, to
warto[ci wyr�|nika szybkobie|no[ci 50, dla kt�rej charakterystyka mocy jest krzyw rosnc, to
dBawic przepByw (W > WdB) zmniejsza si pob�r mocy (rys. 10.3c). Korzystniejsza jest tu regulacja
) zmniejsza si pob�r mocy (rys. 10.3c). Korzystniejsza jest tu regulacja
) zmniejsza si pob�r mocy (rys. 10.3c). Korzystniejsza jest tu regulacja
dBawieniowa, a stosowanie upustu okazuje si niecelowe.
dBawieniowa, a stosowanie upustu okazuje si niecelowe.
Je[li natomiast regulowane s parametry pracy pompy o du|ym wyr�|niku szybkobie|no[ci nq, rzdu
90 i wicej, dla kt�rej charakterystyka mocy jest krzyw malejc, to dBawic przepByw powoduje si
zwikszenie poboru mocy, natomiast stosujc upust zmniejszenie poboru mocy. W takim przypadku
regulacja upustowa jest korzystniejsza. Poniewa| regulacja upustowa wi|e si ze wzrostem wydajno[ci
pompy, nale|y zawsze sprawdzi, czy bdzie zachowany warunek pracy pompy poza stref kawitacji.
Niekiedy regulacja upustowa mo|e by jednak zastosowana jako wspomagajca
w du|ych pompach od[rodkowych, w kt�rych nie mo|na nadmiernie dBawi przepBywu ze wzgldu na
ograniczenie Q > Qmin
Regulacja przez zmian prdko[ci obrotowej wirnika
W og�lnym przypadku wsp�Bpracy pompy z rurocigiem r, kiedy parabola jednakowych warunk�w
zasilania oraz charakterystyka rurocigu nie pokrywaj si (rys. 13.4). Przy zmianie prdko[ci obrotowej
z n1 na n2, punkty pracy W1 i W2 le| na r�|nych parabolach fc, k2.
Aby obliczy now prdko[ obrotow n2, przy kt�rej wydajno[ zmniejszy si z Q1 do Q2, nale|y
przez nowy punkt pracy W2 przeprowadzi parabol jednakowych warunk�w zasilania kc.
Przetnie ona krzyw charakterystyki pompy w pomocniczym punkcie K. Punkty W2 i K to punkty s to
punkty powinowate.
Je[li Wl jest punktem optymalnym, dla kt�rego � = �max, to przej[ciu z paraboli towarzyszy pewne
zmniejszenie si sprawno[ci pompy, za to nie wystpuj straty dBawienia.
Q, m3/h
Rys Por�wnanie energetyczne regulacji dBawieniowej z regulacj przez zmian prdko[ci
Por�wnanie energetyczne regulacji dBawieniowej z regulacj przez zmian prdko[ci obrotowej
Por�wnanie energetyczne regulacji dBawieniowej z regulacj przez zmian prdko[ci
Warto por�wna moc zu|ywan do napdu pompy przy regulacji zmiennoobroto
Warto por�wna moc zu|ywan do napdu pompy przy regulacji zmiennoobroto
Warto por�wna moc zu|ywan do napdu pompy przy regulacji zmiennoobrotowej i regulacji
dBawieniowej (odpowiednio punkty W* i W2 na rys. 13.5).
dBawieniowej (odpowiednio punkty
Warto[ wsp�Bczynnika zmniejszenia mocy a zale|y od ksztaBtu charakterystyki j rurocigu.
ka zmniejszenia mocy od ksztaBtu charakterystyki j
Dla rurocigu o typowej charakterystyce r (rys. 13.5) zmniejszenie wydajno[ci z
Dla rurocigu o typowej charakterystyce r (rys. 13.5) zmniejszenie wydajno[ci z Ql do Q2 wskutek
zmniejszenia prdko[ci obrotowej z n = nopt do n = 0,75 n spowoduje dwukrotne zmniejszenie pobieranej
zmniejszenia prdko[ci obrotowej spowoduje dwukrotne zmniejszenie pobieranej
mocy elektrycznej (a = 0,479), przy zwykBej dla wsp�Bczesnych ukBad�w tyrystorowych sprawno[ci
rzy zwykBej dla wsp�Bczesnych ukBad�w tyrystorowych sprawno[ci Tjur
= 0,975. Jest to skutek uniknicia straty dBawienia fd = 0,41 oraz wzrostu sprawno[ci pompy z 0,55 do
uniknicia straty dBawienia f = 0,41 oraz wzrostu sprawno[ci pompy z 0,55 do
0,70. Pominito tu niewielki spadek sprawno[ci silnika elektrycznego przy zmniejszeniu jego obci|enia.
nito tu niewielki spadek sprawno[ci silnika elektrycznego przy zmniejszeniu jego obci|enia.
nito tu niewielki spadek sprawno[ci silnika elektrycznego przy zmniejszeniu jego obci|enia.
Dla rurocigu o najbardziej stromej charakterystyce r" (przypadek r�wnie| czsto spotykany, np. w
Dla rurocigu o najbardziej stromej charakterystyce r�wnie| czsto spotykany, np. w
domowych instalacjach centralnego ogrzewania) zysk bdzie jeszcze wikszy. Dla tego samego
lacjach centralnego ogrzewania) e wikszy. Dla tego samego Q2 = 0,48 Ql i
rur = 0,95 (n = 0,5 nopt), otrzyma si a" = 0,209.
ma si
Tylko w przypadku pBaskiej charakterystyki rurocigu zysk z zastosowania regulacji
Tylko w przypadku pBaskiej charakterystyki rurocigu zysk z zastosowania regulacji
zmiennoobrotowej bdzie mniejszy. Dla granicznej charakterystyki r', tj. linii r�wnolegBej do osi Q,
zmiennoobrotowej bdzie mniejszy. Dla granicznej charakterystyki tj. linii r�wnolegBej do osi
otrzyma si a' = 0,826, przy rur = 0,975. W takim przypadku, przy r�wnocze[nie niewielkim zakresie
0,975. W takim przypadku, przy r�wnocze[nie niewielkim zakresie
regulacji (np. Q2/Q1 > 0,8), mo|e si opBaca pozostawienie regulacji dBawieniowej. Powinien o tym
> 0,8), mo|e si opBaca pozostawienie regulacji dBawieniowej. Powinien o tym
decydowa rachunek ekonomiczny. Zmniejszanie wydajno[ci pompy przez obni|anie prdko[ci
ekonomiczny. obni|anie prdko[ci
obrotowej powoduje spadek warto[ci siB hydraulicznych wzdBu|nej i poprzecznej, jak r�wnie| siBy od
spadek warto[ci siB hydraulicznych wzdBu|nej i poprzecznej, jak r�wnie| siBy od
spadek warto[ci siB hydraulicznych wzdBu|nej i poprzecznej, jak r�wnie| siBy od
niewyr�wnowa|enia; wszystkie z tych siB s proporcjonalne do kwadratu prdko[ci obrotowej.
niewyr�wnowa|enia; wszystkie z tych siB s proporcjonalne do kwadratu prdko[ci
niewyr�wnowa|enia; wszystkie z tych siB s proporcjonalne do kwadratu prdko[ci
Dodatkowym, korzystnym efektem regulacji zmiennoobrotowej powinno wic by zmniejszenie
Dodatkowym, korzystnym efektem regulacji zmiennoobrotowej powinno wic by zmniejszenie
Dodatkowym, korzystnym efektem regulacji zmiennoobrotowej powinno wic by zmniejszenie
napr|eD i ugicia waBu oraz zmniejszenie obci|enia Bo|ysk, w konsekwencji za[
napr|eD i ugicia waBu oraz zmniejszenie obci|enia zmniejszanie
poziomu drgaD oraz wzrost trwaBo[ci i niezawodno[ci pracy pompy.
poziomu drgaD oraz wzrost trwaBo[ci
Regulacja przez zmian liczby wB
liczby wBczonych pomp poBczonych r�wnolegle
Regulacja wydajno[ci ukBadu pompowego zBo|onego r�wnolegle wsp�Bpracujcych zespoB�w
Regulacja wydajno[ci ukBadu pompowego zBo|onego z m r�wnolegle wsp�Bpracuj
pompowych jest uBatwiona wskutek tego, |e dodany zostaB jeszcze jeden niezale|ny parametr regulacji:
pompowych jest uBatwiona wskutek tego, |e dodany zostaB jeszcze jeden niezale|ny parametr regulacji:
liczba r�wnocze[nie wBczonych (pracujcych) pomp. Jest to korzystne, zwBaszcza w przypadku pompowni
liczba r�wnocze[nie wBczonych (pracujcych) pomp. Jest to korzystne, zwBaszcza w przypadku pompowni
wodocigowych i ciepBowniczych oraz niekt�rych przepompowni [ciek�w, kiedy wymagana jest du|a
wodocigowych i ciepBowniczych oraz niekt�rych przepompowni [ciek�w, kiedy wymagana jest du|a
zmienno[ strumienia Qs przetBaczanej
Baczanej cieczy.
Omawiana regulacja jest skuteczna zwBaszcza w przypadku bardzo pBaskiej charak
Omawiana regulacja jest skuteczna zwBaszcza w przypadku bardzo pBaskiej charak
Omawiana regulacja jest skuteczna zwBaszcza w przypadku bardzo pBaskiej charakterystyki
rurocigu. Skokowe zwikszenie lub zmniejszenie wydajno[ci w wyniku wBczenia lub wyBczenia
Skokowe zwikszenie lub zmniejszenie wydajno[ci, w wyniku wBczenia lub wyBczenia
kolejnej pompy, nie spowoduje zmiany punkt�w pracy pozostaBych pomp. Mog one, je[li s tylko
pompy, nie spowoduje zmiany punkt�w pracy pozostaBych pomp. Mog one, je[li s tylko
odpowiednio dobrane, pracowa caBy czas z wydajno[ciami Q, = Q, = Qopt odpowia
odpowiednio dobrane, pracowa caBy czas z wydajno[ciami odpowiadajcymi
najwy|szym sprawno[ciom.
W celu uzyskania cigBej zmiany wydajno[ci , mo|na w niewielkim stopniu stosowa dBawienie
W celu uzyskania cigBej zmiany wydajno[ci mo|na w niewielkim stopniu stosowa dBawienie
wszystkich m pomp gB�wnym zaworem regulacyjnym zr (rys. 13.6 b) lub w wikszym stopniu -
pomp gB�wnym zaworem regulacyjnym zr (rys. 13.6 b) lub w wikszym stopniu
regulowa dBawieniowo lub przez zmian prdko[ci obrotowej tylko jedn z pomp.
regulowa dBawieniowo lub przez zmian prdko[ci obrotowej tylko jedn z pomp. W cz[ciej
spotykanym przypadku opor�w przepBywu Az por�wnywalnych z Hst (rys. 13.6c), wBczanie kolejnych
spotykanym przypadku opor�w przepBywu A 13.6c), wBczanie kole
pomp bdzie powodowaBo coraz mniejsze przyrosty wydajno[ci, przy r�wnoczesnym zmniejszaniu si
pomp bdzie powodowaBo coraz mniejsze przyrosty wydajno[ci, przy r�wnoczesnym zmniejszaniu si
wydajno[ci ka|dej z pomp (punkty A, B, C, D) i oddalaniu si ich w coraz wikszym stopniu od wydajno[ci
wydajno[ci ka|dej z pomp (punkty A, i oddalaniu si ich w coraz wikszym stopniu od wydajno[ci
optymalnych Qopt. Jest to racjonalne dla nie wicej ni| trzech pomp. Zamiast stosowa grupy czterech
racjonalne dla nie wicej ni| trzech pomp. Zamiast stosowa grupy czterech
racjonalne dla nie wicej ni| trzech pomp. Zamiast stosowa grupy czterech
lub wicej Pomp lepiej jest dobra dwie pompy o wikszych wydajno[ciach znamionowych.
Pomp lepiej jest dobra dwie pompy o wikszych wydajno[ciach znamionowych.
Pomp lepiej jest dobra dwie pompy o wikszych wydajno[ciach znamionowych.
DOB�R POMP
Ka|d pomp dobiera si tak, by miaBa odpowiednie do potrzeb parametry:
Wydajno[ - pompa musi dostarcza tyle wody by zaspokoi zapotrzebowanie. Warto[ ta jest
wyra|ana w m3/h (lub litrach na sek). Np. w przypadku gospodarstw domowych zale|y m.in. od
liczby domownik�w i punkt�w poboru wody, a tak|e od tego, czy wod ze studni podlewa si
bdzie jednocze[nie ogr�d. Dla uBatwienia doboru pomp do wody ich producenci podaj czsto
przybli|one warto[ci zapotrzebowania na wod:
- dla domu jednorodzinnego - 2-4 m3/h
- podlewanie trawnik�w - 1,5 m3/h na ka|dy zraszacz
- uprawy przydomowe, szklarnie - 4-6 m3/h
Wydajno[ nie powinna by wiksza od ilo[ci wody napBywajcej do studni, czyli wydajno[ci
studni. Je[li dobrana zostanie pompa o wikszej wydajno[ci, to dynamiczne zwierciadBo wody w
studni mo|e opa[ poni|ej warto[ci dopuszczalnej, a to mogBoby spowodowa wynurzenie si
pompy, czyli prac na sucho, do czego nie mo|na dopu[ci.
W przypadku systemu ciepBowniczego powy|sze utrudnienie nie wystpuje, gdy| jest to ukBad
zamknity, a niedobory uzupeBniane s z sieci wodocigowej (woda jest uprzednio uzdatniana).
Wymagana wydajno[ jest zwizana z zapotrzebowaniem odbiorc�w na ciepBo.
Wysoko[ podnoszenia - pompa musi dostarcza wod pod takim ci[nieniem, by z punktu
poboru wody na najwy|szym pitrze domu wypBywaBa woda pod odpowiednim ci[nieniem. Ci[nienie
to wyra|ane jest w metrach sBupa wody. Zale|y ono od gBboko[ci studni, jej odlegBo[ci od domu,
wysoko[ci na jak ma by pompowana woda, wymaganego ci[nienia w punktach poboru wody oraz
strat ci[nienia na drodze pompowania. Straty ci[nienia wystpuj na caBej dBugo[ci przewod�w, a
tak|e w miejscach, gdzie zmieniaj si [rednice lub kierunek prowadzenia przewod�w, lub tam, gdzie
na przewodzie zamontowane s zawory, wodomierze czy urzdzenia do uzdatniania wody (filtry,
od|elaziacze).
Moc pompy musi by tym wiksza, im wiksze s wydajno[ i wysoko[ podnoszenia. Ka|da
pompa ma pewien przedziaB wydajno[ci i wysoko[ci podnoszenia, w kt�rym mo|e pracowa. Je[li
pompuje wod na maksymaln wysoko[, to jej wydajno[ spadnie i na odwr�t.
Pompy wykorzystuje si nie tylko do poboru wody, ale r�wnie| do podwy|szania ci[nienia w
instalacji, zwBaszcza w budynkach wysokich. Elementem roboczym w pompie jest tBok lub wirnik
Bopatkowy. Pompy tBokowe charakteryzuj si staB, niezale|n od wysoko[ci podnoszenia,
wydajno[ci. Nie s jednak powszechnie stosowane, poniewa| s do[ du|e, ci|kie i stosunkowo
drogie. Najcz[ciej u|ywa si ich w ukBadach bardzo wysokiego ci[nienia lub w stacjach uzdatniania
wody do dozowania na przykBad chloru. Wydajno[ pomp wirowych jest zale|na od wysoko[ci
podnoszenia. ObsBuguj przepompownie I stopnia transportujce wod z ujcia do zbiornik�w, w
kt�rych jest gromadzona, przepompownie II stopnia pompujce wod ze zbiornik�w do obszar�w
poboru wody i III stopnia z obszar�w poboru wody do miejsc czerpania wody. S powszechnie
stosowane r�wnie| w ujciach wody podziemnej i powierzchniowej, a tak|e do przepompowywania
wody ze zbiornik�w. W zale|no[ci od ksztaBtu wirnika spotyka si pompy: od[rodkowe, diagonalne i
[migBowe. Pompy wirowe mog mie jeden wirnik (jednostopniowe) lub kilka czy kilkana[cie
poBczonych szeregowo (wielostopniowe).
Krzywa pompy i charakterystyka sieci
Dob�r pompy powinien by dokonywany na podstawie przewidywanych warunk�w jej pracy
(zu|ycia wody oraz wysoko[ci, na jak woda bdzie pompowana). SBu| do tego krzywe
charakterystyczne pompy, kt�re opisuj parametry urzdzenia i charakterystyka.
Krzywa wysoko[ci podnoszenia pompy okre[la zale|no[ midzy wysoko[ci podnoszenia, a
nat|eniem przepBywu wody. Im wiksze nat|enie, tym mniejsza wysoko[ podnoszenia cieczy.
Charakterystyk t odczytuje si z katalogu dla danego modelu pompy. Wraz z hydrauliczn
charakterystyk sieci s podstaw doboru pompy.
Na podstawie krzywej zapotrzebowania na moc mo|na wyznaczy orientacyjny pob�r mocy w
ka|dym punkcie pracy pompy.
Krzywa sprawno[ci przedstawia zale|no[ sprawno[ci w funkcji wydajno[ci pompy.
Uwzgldniana jest przede wszystkim w przypadku du|ych agregat�w pompowych stosowanych na
przykBad w instalacjach przemysBowych i budowlanych. Przy wyborze pompy du|e znaczenie ma
hydrauliczna charakterystyka sieci, okre[lajca zale|no[ pomidzy nat|eniem przepBywu cieczy w
instalacji, a ci[nieniem potrzebnym na pokonanie miejscowych i liniowych opor�w.
Charakterystyk sieci mo|na wyznaczy na podstawie projektu instalacji (rodzaju i [rednicy rur
w instalacji, przybli|onej liczby kolanek, zawor�w oraz strat spowodowanych urzdzeniami np. do
uzdatnienia wody) lub za pomoc pompy pomiarowej z wbudowanym manometrem r�|nicowym
wskazujcym zmiany ci[nienia w sieci. Ten drugi spos�b ma zastosowanie w maBych, zwBaszcza
remontowanych lub modernizowanych instalacjach, kt�re dodatkowo mog by pokryte osadem
kamiennym, zwikszajcym opory w caBym przewodzie. Punkt przecicia si charakterystyki
wysoko[ci podnoszenia pompy z charakterystyk sieci nazywa si punktem pracy i na jego podstawie
dobiera si pomp.
Pompy mog wsp�Bpracowa ze sob. W tym celu mog by Bczone szeregowo lub r�wnolegle.
PoBczenie szeregowe (np. pompa tBoczy przewodem do drugiej pompy), powoduje zwikszenie
wysoko[ci podnoszenia ukBadu. Charakterystyka poBczenia szeregowego jest sum wysoko[ci
podnoszenia dla tych samych nat|eD. Najcz[ciej taki ukBad stosuje si w przypadku wirnik�w w
pompach gBbinowych. PoBczenie r�wnolegBe (np. dwie pompy tBocz wod do jednego przewodu)
zapewnia zwikszenie wydajno[ci ukBadu. Jego charakterystyk jest suma odcink�w poziomych na
wykresie - nat|eD przepBywu dla tej samej wysoko[ci podnoszenia. Nale|y r�wnie| pamita, |e
wydajno[ dwu jednakowych pomp pracujcych r�wnolegle jest mniejsza od podw�jnej wydajno[ci
ka|dej z nich ze wzgldu na straty hydrauliczne w przewodzie. PoBczenie r�wnolegBe pracujcych
pomp znajduje zastosowanie w przepompowniach wody z sieci lub zbiornik�w retencyjnych, a tak|e
w zestawach do podnoszenia ci[nienia, gdzie mog by jeszcze dodatkowo Bczone ze sob
szeregowo (ukBady szeregowo-r�wnolegBe). Wsp�Bpraca kilku pomp powoduje zwikszenie obszaru
zmienno[ci wydajno[ci caBego ukBadu i jego wysoko[ci podnoszenia, przez co, w por�wnaniu z jedn
pomp, lepiej dostosowuje si on do zmiennych warunk�w pracy (pompowanie wody na r�|ne
pitra, w r�|nych ilo[ciach). Ma jeszcze t zalet, |e w przypadku awarii jednej pompy nie przestaje
caBkowicie dziaBa. W maBych pompowniach i domach jednorodzinnych najcz[ciej wystarcza pompa
pojedyncza.
NPSH (Net Positive Suction Head):
Przy doborze pompy nale|y pamita aby pompa pracowaBa w obszarze powy|ej
rozporzdzalnej nadwy|ki NPSH. W przeciwnym wypadku pompa jest zagro|ona mo|liwo[ci
wystpienia kawitacji, co prowadzi do erozji Bopatek wirnika i znacznego skr�cenia |ycia
technicznego pompy.
DORB�R POMP DLA UKAAD�W ENERGETYCZNYCH:
W ukBadach kolektorowych pompy dobiera si tak, aby byBo mo|liwe przybli|one
dostosowanie sumarycznej wydajno[ci pomp do sumarycznego obci|enia kotBowni przez
wBczanie i wyBczanie poszczeg�lnych pomp, pracujcych przy obci|eniach bliskich
znamionowemu. Natomiast w ukBadach blokowych ka|dy blok ma sw�j zesp�B pomp
zasilajcych podstawowych i rezerwowych.
Warunki pracy pomp wody zasilajcej okre[laj:
" ci[nienie:
"
"
"
warto[ u|ytecznego ci[nienia pompowania powinna by wy|sza o 10-40% od
ci[nienia znamionowego pary w kotle
" wydajno[:
"
"
"
25% wiksza od wydajno[ci kotBa walczakowego
100% wiksza od wydajno[ci kotBa przepBywowego
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
ED Zagadnienia eksploatacyjne SrodowiskoweED Zagadnienia ZakresMechanikiPlynowED Zagadnienia konstrukcje Reaktory3 2 LN Energetyka ECiJ EgzaminDyplomowy OpracowaneZagadnienia eksploatacyjne WentylatorIPompy(1)3 Zagadnienia eksploatecyjne3 Zagadnienia eksploatacyjneEksploatacja systemów technicznych zagadnienia egzaminacyjneWentyleVentureCRDVnotatki zagadnieniaWentyleProstokatneTR7vWentyleSmay SilownikiDoKlapKTSWentyleMercorWIP OWentyleDospelWWO[W] Badania Operacyjne Zagadnienia transportowe (2009 04 19)Dziecko chore zagadnienia biopsychiczne i pedagogicznewięcej podobnych podstron