background image

 

1

BADANIE  POMP  ODŚRODKOWYCH 

 -WYZNACZANIE  CHARAKTERYSTYKI  H = f(V) 

 

 

1.PODSTAWOWE  WIADOMOŚCI 

 

a) ZASADA DZIAŁANIA 

Pompy  odśrodkowe  należą  do  najczęściej  stosowanych  pomp  wirowych.Zasadę  działania 

pompy  odśrodkowej  pokazano  na  rys.1.W  napełnionym  cieczą  kadłubie  pompy  (3)  wiruje  z 

dużą  prędkością  kątową  wirnik  osadzony  na  wale  uszczelnionym  dławnicami  (6).Osadzone 

na  wirniku  odpowiednio  ukształtowane  łopatki  udzielają  przyśpieszenia  cząsteczkom  cieczy 

wypełniającej  przestrzeń  między  nimi  .W  wyniku  tego  ustala  się  ciągły  przepływ  cząstek  

cieczy  od  strony  ssawnej  do  strony  tłocznej  i  pompa  tłoczy  ciecz  ze  zbiornika  dolnego  do 

zbiornika górnego. 

 

Rys.1

 

 

1-zawór stopowy z koszem sitowym, 2-rura ssawna, 3-kadłub pompy, 4-

wirnik, 5-łopatki wirnika, 6-dławnice, 7-wał 

 

background image

 

2

b) CHARAKTERYSTYKI POMP WIROWYCH

 

 

Podstawowymi charakterystykami pomp są: 

-zależność wysokości podnoszenia cieczy H od wydatku V przy w=const. H=f(V) 

-zapotrzebowanie mocy napędowej P od wydatku V przy 

ω

=const. P=f(V) 

- sprawność pompy od wydatku 

η

=f(V) przy 

ω

=const. 

Przykład charakterystyki H=f(V) przy 

ω

=const. pokazano na rys.2. 

 

Rys.2

 

 

 

Przy biegu jałowym (V=0) tj. przy zamkniętym zaworze w rurociągu tłocznym , pompa wody 

nie  tłoczy  ,  wytwarza  natomiast  ciśnienie  odpowiadające  wysokości  podnoszenia  

H=H

0

.Pompa  pobiera  moc  P

0

,zużywaną  na  wytwarzanie  wirów  w  cieczy  i  na  tarcie  wirnika 

wirującego  w  obudowie  pompy  napełnionej  cieczą.Moc  napędu  zamienia  się  na  ciepło  na 

skutek  którego  ciecz  w  pompie  silnie  się  nagrzewa  co  może  spowodować  uszkodzenie 

pompy.Z tego powodu na biegu jałowym może ona pracować tylko przez krótki okres czasu. 

Po uchyleniu zaworu w rurociągu tłocznym pompa zaczyna pompować ciecz.Wydajność zwię

ksza się w miarę otwierania zaworu i osiąga maximum w punkcie C charakterystyki.Wydajno

ść

 nominalna pompy jest zwykle mniejsza od V

max

 i leży w punkcie E charakterystyki.W tym 

punkcie sprawność układu pompowania powinna być największa. 

Na rys.3 pokazano w postaci krzywej 1 charakterystykę hydrauliczną pompy H=f(V), 

a  krzywa  2  przedstawia  charakterystykę  hydrauliczną  rurociągu  odbiorczego.W  takim 

przypadku praca pompy ustali się w punkcie przecięcia się obu charakterystyk C. 

background image

 

3

Zwiększenie  pompowanego  strumienia  jest  możliwe  przez  zmniejszenie  oporów 

hydraulicznych w układzie , a zmniejszenie strumienia -przez ich zwiększenie. 

Może to być zrobione np. zaworem dławiącym w rurociągu tłocznym.Na skutek zwiększenia 

oporu  o 

h

dod

  charakterystyka  oporu  hydraulicznego  odbioru  przebiega  wg  krzywej  3,a 

zmieniony  punkt  pracy  ustala  się  w  punkcie  C

1

.Dalsze  zwiększanie  oporu  doprowadzi  do 

charakterystyk 5 i 4.Zmniejszanie oporu spowoduje przesunięcie charakterystyki w dół . 

 

Rys.3 

 

 

Regulowanie prędkości  obrotowej wirnika wpływa na zmianę charakterystyki hydraulicznej 

pompy.Wpływ  ten  pokazano  na  rys.4.Zwiększenie  prędkości  obrotowej  z  z 

ω

0

 

do 

ω

1

 

spowoduje ,że ustali się nowa charakterystyka hydrauliczna pompy 2,natomiast przy 

ω

2

 < 

ω

0

 powstanie charakterystyka 3.  

 

Rys.4

 

 

1-charakterystyka przy 

ω

0

 

2-charakterystyka przy 

ω

1

3-charakterystyka przy 

ω

2

<

ω

ο

 

4-charakterystyka hydrauliczna rurociągu

 

 

 

background image

 

4

2.  PRZEBIEG  ĆWICZENIA  

 

2.1 WYZNACZANIE  CHARAKTERYSTYK  HYDRAULICZNYCH POMPY  H=f(V) 

 

2.1.1  W celu wyznaczenia charakterystyki hydraulicznej pompy H=f(V) należy: 

-dla określonej wartości oporu hydraulicznego rurociągu,tj.położenia zaworu Z1 w rurociągu 

tłocznym pomierzyć: 

   a) ciśnienie w rurociągu ssawnym i tłocznym (manometrami M1 i M2)  

   b) ilość przepływającego czynnika (wodomierzem P1) i czas przepływu tej ilości.  

-zmienić  położenie  zaworu  Z1  (czyli  zmienić  opory  przepływu)  i  dla  tego  położenia  

pomierzyć a) i b) jak poprzednio. 

 

W ten sposób otrzymamy dwa punkty charakterystyki.Aby otrzymać następne należy zmienia

ć

 wartość oporu hydraulicznego zaworem Z1 i dla każdej wartości oporu mierzyć a) i b) jak 

poprzednio. 

Wszystkie  pomiary  przeprowadzać  przy 

ω=

constans  ,  czyli  przy  jednakowej  częstotliwości 

zasilania pompy f

1

=const. 

 

2.1.2     Po dokonaniu pomiarów niezbędnych do wyznaczenia charakterystyki  H=f(V) przy 

f

1

=const.  ,zmienić  częstotliwość  zasilania  pompy  i  wyznaczyć  charakterystykę  H=f(V)  przy 

f

2

=const.postępując jak w punkcie 2.1.1  

 

2.1.3     W ten sam sposób wyznaczyć kilka charakterystyk dla kilku  częstotliwości z 

przedziału od 40 do 60 Hz. 

 

Wyniki pomiarów umieścić w tabeli: 

  

background image

 

5

 

Częstotliwość 

zasilania 

pompy 

f [Hz]

 

lp. 

Ciśnienie 

w rurociągu 

ssawnym 

p

1

 [Pa] 

 

Ciśnienie 

w rurociągu 

tłocznym 

p

[Pa] 

 

Ilość przepływ. 

czynnika 

Q [m

3

Czas przepł. 

t [s] 

Przepływ 

V=Q/t 

[m

3

/s] 

f

1

=...=const

1. 

2. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wysokość podnoszenia wyznacza się wg wzoru: 

 

H=

 γ

 γ γ

 γ

−1

−1

−1

−1

* (p

2

-p

1

)* g

-1  

+  y  +  0.5*g

-1

*(v

2

2

-v

1

2

 

gdzie: 

H - wysokość podnoszenia [m] 

p

1

 - pod- lub nadciśnienie w kroćcu ssawnym pompy [Pa]

 

p

2

 - nadciśnienie w kroćcu tłoczącym   [Pa]

 

γ 

γ γ 

γ 

- gęstość tłoczonej cieczy [kg/m

3

y -  różnica poziomów punktów pomiarowych [m] 

v

1

- średnia prędkość przepływu w przekroju kroćca ssącego [m/s]

 

v

2

- średnia prędkość przepływu w przekroju kroćca tłoczącego [m/s]

 

 

2.2  WYZNACZANIE  CHARAKTERYSTYKI  HYDRAULICZNEJ  RUROCIĄGU 

ODBIORCZEGO. 

 

Dla stałej wartości oporu hydraulicznego w układzie pomierzyć : 

 a) ciśnienie w rurociągu ssawnym i tłocznym (manometrami M1 i M2)  

 b) ilość przepływającego czynnika (wodomierzem P1) i czas przepływu tej ilości. 

dla kilku częstotliwości zasilania pompy z przedziału od 40 do 60 Hz. 

background image

 

6

 

Wyniki pomiarów umieścić w tabeli : 

 

lp.

 

Częstotliwość 

zasilania 

pompy 

f [Hz] 

Ciśnienie 

w rurociągu 

ssawnym 

p

1

 [Pa] 

 

Ciśnienie 

w rurociągu 

tłocznym 

p

[Pa] 

 

Ilość przepływ. 

czynnika 

Q [m

3

Czas przepł. 

t [s] 

Przepływ 

V=Q/t 

[m

3

/s] 

1. 

2. 

.. 

 

 

 

 

 

 

 

 

STANOWISKO POMIAROWE