LABORATORIUM MASZYN ENERGETYCZNYCH

Ćwiczenie nr 1

Mateusz Zając Energetyka III rok, gr. 2

1. Cel ćwiczenia:

   Zapoznanie się z budową i zasadą działania pompy wirowej. Zapoznanie się z charakterystyką pomiarów i obliczeń pompy wirowej.

2. Schemat stanowiska pomiarowego:

   

Objaśnienie symboli użytych na schemacie oraz w dalszych obliczeniach:

N_el - moc silnika elektrycznego;

D_s - średnica przewodu ssącego;

D_t - średnica przewodu tłoczącego

P_nt - ciśnienie na przewodzie tłoczącym;

P_ps - ciśnienie na przewodzie ssącym;

ΔH - spadek ciśnienia na kryzie [mmHg];

V - wydajność pompy;

H_u - użyteczna wysokość podnoszenia pompy;

N_u - moc użyteczna pompy;

η - sprawność pompy;

ρ - gęstość wody;

g - przyspieszenie ziemskie 9.81 m/s^2;

e_m - odległość między manometrami na przewodzie tłoczącym i ssawnym.

1. Tabela pomiarowa:

Lp.	Pps [MPa]	Pnt [MPa]	Nel [W]	ΔH [mmHg]
1	0,01	0,02	4200	89
2	0,01	0,12	4800	81
3	0,008	0,22	6000	69
4	0,007	0,32	7200	55
5	0,005	0,42	8600	47
6	0,005	0,52	9000	36
7	0,004	0,62	10500	29
8	0,003	0,72	12000	24
9	0,003	0,82	13500	15

1. Tabela obliczeniowa

Lp.	Pps[Pa]	Pnt [Pa]	V[m^3/h]	V[m^3/s]	Hu[m]	Nu[W]	η[%]
1	10000	20000	29,25	0,0081	3,6	284	7,0
2	10000	120000	27,90	0,0078	13,8	1046	22,5
3	8000	220000	25,75	0,0072	23,7	1666	28,6
4	7000	320000	22,99	0,0064	33,8	2120	30,3
5	5000	420000	21,25	0,0059	43,8	2538	30,4
6	5000	520000	18,60	0,0052	54,0	2738	31,4
7	4000	620000	16,69	0,0046	64,1	2916	28,6
8	3000	720000	15,19	0,0042	74,2	3071	26,4
9	3000	820000	12,01	0,0033	84,4	2761	2,1

Obliczenia dla jednego pomiaru:

Pomiar nr 6 ( o najwyższej sprawności ):

• Podciśnienie na ssaniu

P_ps[Pa] = P_ps[MPa] • 10⁶ = 0, 005 • 10⁶ = 5 000 [Pa]

• Nadciśnienie na tłoczeniu

P_nt[Pa] = P_nt[MPa] • 10⁶ = 0, 52 • 10⁶ = 520 000 [Pa]

• Użyteczna wysokość podnoszenia pompy

$$H_{u} = \frac{P_{\text{nt}} + P_{\text{ps}}}{\text{ρg}} + e_{m} = \frac{520\ 000 + 5\ 000}{1000 \bullet 9,81} + 0,5 = \mathbf{54,0}\ \mathbf{\lbrack m\rbrack}$$

• Wydajność

$$\dot{V} = 3,1\sqrt{H} = 3,1 \bullet \sqrt{36} = \mathbf{18,6}\ \mathbf{\lbrack}\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{h}}\mathbf{\rbrack}$$

• Moc użyteczna pompy

$$N_{\mathbf{u}}\mathbf{=}H_{u} \bullet \rho \bullet g \bullet \dot{V} = 54 \bullet 1000 \bullet 9,81 \bullet \frac{18,6}{3600} = \mathbf{2738\ \lbrack W\rbrack}$$

• Sprawność pompy

$$\eta = \frac{N_{u}}{\eta_{s} \bullet N_{\text{el}}} = \frac{2738}{0,97 \bullet 9000} \bullet 100 = \mathbf{31,4\lbrack\%\rbrack}$$

1. Charakterystyki robocze pompy:

• Krzywa dławienia:

  Krzywa dławienia jest to zależność użytecznej wysokości podnoszenia pompy w funkcji wydajności H_u=f(V):

• Krzywa mocy:

  Krzywa mocy jest to zależność mocy użytecznej pompy w funkcji wydajności N_u=f(V):

• Krzywa sprawności:

  Krzywa sprawności przedstawia zależność sprawności pompy w funkcji wydajności

  𝛈=f(V):

6. Wnioski:

Sprawność maksymalną uzyskujemy przy wydajności pompy ok. 19 m³/h, a wynosi ona 0,314. W miarę dławienia wydajność pompy maleje, zwiększa się użyteczna wysokość podnoszenia oraz moc użyteczna.