Szkoła Główna Służby Pożarniczej

w Warszawie

Zaoczne Studia Inżynierskie

LABORATORIUM

z hydromechaniki

Temat ćwiczenia : „Pagórek sprawności pompy.”

Dane osobowe: Prowadzący ćwiczenie:

Roman Sularz kpt. mgr inż. Ilona Cybulska

ZSI 21 pl. III mł.kpt. mgr inż. Elżbieta Pawlak

Gr.II „A”

Data wykonania ćwiczenia:

1995-10-14

1.Cel ćwiczenia:

Celem wykonania ćwiczenia jest wykreślenie na podstawie pomiarów uzyskanych podczas przeprowadzania ćwiczenia i dokonania stosownych obliczeń charakterystyki uniwersalnej pompy nazywanej pagórkiem sprawności pompy

2. Schemat pomiarowy.

3. Tabele pomiarów i wyników

	Tabela pomiarów								Tabela wyników
n	f	Pss		Pt	U	M		Hs	Ht	Q	Hp	Nu	Nw	n
		L	P
obr/min	imp/sek	mmHg	mmHg	kg/cm2	mV	Nm		msw	msw	m3/s	msw	W	W	%
2300	315			0,04	810	0,65		0,63	0,40	0,00046	1,03	4,65	15,96	29,14
2300	315			0,04	851	0,68		0,63	0,40	0,00046	1,03	4,65	16,70	27,84
2300	300			0,04	809	0,64		0,63	0,40	0,00044	1,03	4,44	15,72	28,24
2300	270			0,06	818	0,66		0,63	0,60	0,0004	1,23	4,82	16,21	29,73
2300	250			0,08	804	0,62		0,63	0,80	0,00037	1,43	5,19	15,22	34,10
2300	220			0,12	839	0,67		0,63	1,20	0,00032	1,83	5,74	16,45	34,89
2300	200			0,14	779	0,60		0,63	1,40	0,00029	2,03	5,77	14,73	39,17
2300	180			0,18	870	0,70		0,63	1,80	0,00026	2,43	6,19	17,19	36,01
2300	160			0,20	820	0,66		0,63	2,00	0,00024	2,63	6,19	16,21	38,19
2300	140			0,22	807	0,63		0,63	2,20	0,00021	2,83	5,83	15,47	37,69
2700	440			0,08	889	0,72		0,63	0,80	0,00065	1,43	9,11	20,75	43,90
2700	360			0,08	876	0,71		0,63	0,80	0,00053	1,43	7,43	20,47	36,30
2700	330			0,08	864	0,69		0,63	0,80	0,00049	1,43	6,87	19,89	34,54
2700	310			0,08	825	0,65		0,63	0,80	0,00046	1,43	6,45	18,74	34,42
2700	290			0,10	799	0,61		0,63	1,00	0,00043	1,63	6,87	17,58	39,08
2700	260			0,18	792	0,62		0,63	1,80	0,00038	2,43	9,05	17,87	50,64
2700	240			0,22	839	0,67		0,63	2,20	0,00035	2,83	9,71	19,31	50,28
2700	220			0,24	852	0,68		0,63	2,40	0,00032	3,03	9,51	19,60	48,52
2700	200			0,27	876	0,71		0,63	2,70	0,00029	3,33	9,47	20,47	46,26
2700	180			0,30	890	0,72		0,63	3,00	0,00026	3,63	9,25	20,75	44,58
2700	150			0,33	918	0,73		0,63	3,30	0,00022	3,93	8,48	21,04	40,30
3250	450			0,18	830	0,65		0,63	1,80	0,00066	2,43	15,72	22,55	69,71
3250	420			0,18	800	0,60		0,63	1,80	0,00062	2,43	14,77	20,82	70,94
3250	400			0,19	819	0,67		0,63	1,90	0,00059	2,53	14,63	23,25	62,92
3250	380			0,24	809	0,64		0,63	2,40	0,00056	3,03	16,64	22,21	74,92
3250	360			0,31	823	0,67		0,63	3,10	0,00053	3,73	19,38	23,25	83,35
3250	340			0,40	880	0,70		0,63	4,00	0,0005	4,63	22,70	24,29	93,45
3250	320			0,42	891	0,73		0,63	4,20	0,00047	4,83	22,26	25,33	87,88
3250	300			0,46	883	0,69		0,63	4,60	0,00044	5,23	22,56	23,94	94,24

4.Obliczenie dla zaznaczonego przykładu.

5. Kawitacja.

Kawitacja występuje w kanałach przepływowych maszyn i urządzeń hydraulicznych, głownie pomp, turbin wodnych oraz armatury. Stanowi ona złożone zjawisko, wywołane miejscowym spadkiem ciśnienia przepływającej cieczy poniżej ciśnienia krytycznego, bliskiego ciśnieniu parowania cieczy, i polegające na tworzeniu się tam pęcherzyków parowo-gazowych, a następnie ich implozyjnemu zanikaniu w strefie wyższego ciśnienia. Zanikaniu pęcherzyków w czasie krótszym od 0,001 s towarzyszy wzrost ciśnienia napływającej na to miejsce cieczy do ok. 350 Mpa oraz niszczenie materiału ścianki, przy której występuje implozja pęcherzyka (implozja - gwałtowne zgniecenie pęcherzyka wskutek ciśnienia zewnętrznego przewyższającego ciśnienie panujące wewnątrz pęcherzyka). Niszczenie ma charakter mechaniczny, czemu towarzyszy korozja elektrochemiczna.

Kawitacja towarzyszy spadkowi ciśnienia, a więc wyższym prędkościom cieczy, co ma miejsce głownie w pompach wirowych. Zjawisku kawitacji towarzyszą słyszalne szmery i trzaski w pompie, następnie drgania kadłuba i nawet głośne jakby uderzenia. Jednocześnie ciśnieniomierze na ssaniu i tłoczeniu wykazują nadmierne nieregularne wahania, w przypadku zwiększającej się kawitacji spadek ciśnienia tłczenia aż do 0.

6. Wykresy H_p = f(Q) i η = f(Q)

7. Wnioski do wykresów.

Na podstawie powyższych wykresów określenie pagórka sprawności pompy jest bardzo trudne ponieważ krzywe są bardzo nierególarne. Wykresy tworzone za pomocą programu Excel są proksymowane w bardzo minimalnym zakresie i dlatego wykonano następne wykresy techniką tradycyjną.

8. Przeliczenie 10⁶ KG/m² na inne jednostki.

9. Wnioski końcowe.

Wykresy H_p = f(Q) i η = (Q) wykreślone w wyniku dokonanych pomiarów i obliczeń przedstawiają charakterystyki uniwersalne pompy zwane inaczej pagórkami sprawności pompy. Z wykresów wynika, że:

a) Dla n=3250 obr/min pompa osiąga max. sprawność ok. 94 % przy wysokości podnoszenia ok. 5 msw i wydajności 44 * 10^-5 m³/s,

b) Dla n=2700 obr/min pompa osiąga max. sprawność ok. 50 % przy wysokości podnoszenia ok. 2,7 msw i wydajności 37 * 10^-5 m³/s,

c) Dla n=2300 obr/min pompa osiąga max. sprawność ok. 38 % przy wysokości podnoszenia ok. 5 msw i wydajności 28 * 10^-5 m³/s,

Na wykresie tym możnaby również zakładając minimalną sprawność pompy, określić pole stosowalności pompy dla danych obrotów tej pompy.

Manometr

Układ

regul.

Przepływomierz

f

x,y

V

∼

P

n=2300 obr/min

n=2300 obr/min

n=2700 obr/min

n=3250 obr/min

n=2700 obr/min

n=3250 obr/min

---