obr. 3.1 Pohled na mící tra

Transkript

1 3. Mení tecích ztrát na vzduchové trati 3.1. Úvod Problematika urení tecích ztrát je hodná pro vodu nebo vzduch jako proudící médium (viz kap..1). Micí tra e liší použitými hydraulickými prvky a midly. Zkoumání a vyhodnocování tecích ztrát potrubí je záadní pro právný návrh jak amotného potrubního ytému, tak ventilátoru, který vhání do ytému vzduch uritou omezenou rychlotí a tlakem, na který je dimenzován. V extrémním pípad by e mohlo tát, že tecí odpory potrubního ytému budou natolik veliké, že ventilátor neprotlaí vzduch až do zvoleného míta. Pro experimentální tanovení velikoti tecí ztráty byla vytvoena zkušební tra, viz obr Popi micího zaízení obr. 3.1 Pohled na mící tra Mící tra e kládá z ventilátoru V, na který je pipojeno platové potrubí 46 mm. Ventilátor je pohánný elektromotorem M, který je ovládán frekvenním mniem FM, pomocí kterého lze mnit otáky a tím i prtok. Za výtupem z ventilátoru náleduje pímý úek platového potrubí o délce 1 m. Uproted tohoto úeku je umítna clona C jako prezové midlo k urení velikoti prtoku vzduchu. Dále náleduje pímý úek potrubí o délce 3.89 m, kde probhne mení tecího ouinitele po délce. Odbry tlak k mení tlakové ztráty po délce jou realizovány pomocí ilonových kroužk K, které pojují dva úeky potrubí. Odbrné kroužky mají po obvod ymetricky umítná ti odbrná míta z dvodu mení tední hodnoty tatického tlaku v daném prezu. K mení diference tlaku e používají diferenní manometry DM, které mají analogové výtupy. Rozah níma tlakové diference je 0 až 500 Pa. K vyhodnocení

2 analogového výtupu ze nímae diferenního tlaku je použito zaízení ALMEMO 90-3 A. Tlaková diference je mena na clon a pímém úeku délky 3.89 mm. Hodnota tední rychloti proudu vzduchu e odete z cejchovní kivky clony. V + M K C K A DM obr. 3. Pohled na mící zaízení (vzduchová tra) pro mení tecí ztráty obr. 3.3 Schéma mící trat

3 3. M ení t ecích ztrát na vzduchové trati Odb rný kroužek tatického tlaku Pr ezové m idlo pr toku (clona) obr. 3.4 Pohled na odb rné míto tatického tlaku a na pr ezové m idlo pr toku (clona) 3.3. Specifikace použitých prvk P i realizaci obvodu, viz obr. 3., byly použity tyto prvky (pokud nejou na prvku pot ebné údaje, prvek nebude dotate n pecifikován): Clona (C) Výrobce: VŠB Materiál: ilon Sníma tlakové diference (DM) typ FD861DPS M ící rozah: Pa Výtup: analogový (0-10 V) Napájecí nap tí: 6V P enot: +-1% P etížitelnot: p ti náobná

4 3. M ení t ecích ztrát na vzduchové trati Elektromotor + ventilátor (M+V) Typ: HRD 1T/FU-105/0,75 11 M3/MIN VÝKON: Maximální otá ky: 600 min-1 Nap tí: 3 x 400V Frekvence: 105Hz Výkon motoru: 0,9KW Proud: 4,3/,5A Výrobce: Energoekonom pol.. r. o. Frekven ní m ni (FM) Typ: Combivert F5-B (Baic) Napájení: 3 x 400V Výkon: 0,75kW Jmenovitý proud:,6a MAXIMÁLNÍ PROUD: 5,6A Max. výtupní frekvence: 1600Hz Stupe ochrany: IP 0/VBG 4 Provozní teplota C Výrobce: Karl E. Brinkmann GmbH Vyhodnocovací za ízení (A) Typ: ALMEMO 90-3 Napájení: 9V Vtup: analogové vtupy Výtup: analogové výtupy Výrobce: Gmbh AHLBOR Me-und Regelungtechnik

5 Platové potrubí (T) Typ: plat CD-ROM 3-Tecí_ztráty_vzduch_popi.wmv 3.4. Cejchovní kivka clony Pi mení prtoku vzduchu pomocí clony (Chyba! Nenalezen zdroj odkaz.) je nutné znát tzv. cejchovní kivku clony, pomocí které lze z tlakového pádu na clon urit prtok vzduchu v potrubí. Rychlot proudní je úmrná tlakovému pádu na clon v [m -1 ] 5 0 y = x R = p c [Pa] obr. 3.5 Cejchovní kivka clony 3.5. Potup mení a vyhodnocení výpotu tecích ztrát Potup mení Ventilátor V e nataví na maximální otáky pomocí frekvenního mnie FM a potupným nižováním frekvence na FM e nižují otáky ventilátoru V a zárove prtok. Pro každou hodnotu prtoku e odetou hodnoty tlakové diference na prezovém midle

6 (clon) a na meném úeku potrubí. Závilot prtoku na tlakové diferenci pro mený úeku e zobrazí graficky. Závrem vyhodnotíme závilot ztrátového ouinitele na Reynoldov íle pro mený úek potrubí. 1. Pipojíme pomocí hadiek níma tlakové diference na odbr tlaku ped a za meným prvkem (clona a zaátek a konec potrubí).. Sníma tlakové diference zapojíme do vyhodnocovacího zaízení ALMEMO Zkontrolujeme, zda jou všechny otatní odbry tlaku zatnné pokud ano putíme ventilátor. 4. Na frekvenním mnii natavíme maximální frekvenci. (omezení z hledika ventilátoru je 100H). 5. Odeteme hodnoty tlakové diference na clon ( p c ) a meném úeku potrubí ( p t ). Namené hodnoty je vhodné zapiovat do níže uvedené tab. 3.1 Namené hodnoty Vypotené hodnoty Mení p c [Pa] p t [Pa] v [m -1 ] Q v [m 3-1 ] Re [1] λ [1] λ B [1] 1 3. tab. 3.1 Vzorová tabulka pro namené a vypotené hodnoty 6. Snížíme hodnotu frekvence a opt odeteme hodnoty tlakových diferencí. Tento potup opakujeme nejmén 10x až do doažení minimálního prtoku. Vyhodnocení mení 1. Stední rychlot [ m ] 1 v uríme z rovnice cejchovací kivky clony ( v f ( ) = ) p c y=0,9045x 0,531 (R =0,9943). Za promnnou x doadíme pc [Pa] a výpotem této rovnice zíkáme hodnotu v.. Objemový prtok je dán rovnicí kontinuity Q v = v π d 4 3. Reynoldovo ílo e vypote ze vztahu v d Re = ν

7 4. Tecí ouinitel e urí ze vztahu 5. Tecí ouinitel podle Blaia je definován vztahem λl v d pt p t = ρ λ = d lv ρ λ B = 4 Re 6. Celý výpoet, tj. bod 1. až 5. je nutné opakovat pro všechny namené hodnoty. 7. Setrojí e závilot tlakové ztráty tením na objemovém prtoku p = f Q ), pomocí regree e tanoví typ a koeficienty funkní záviloti 8. Namené hodnoty λ e zakrelí do grafu λ = f (Re) a pro rovnání e vyhodnotí ouinitel tení ( Re) λ B = f pro hydraulicky hladké potrubí dle Blaia. 9. V závru e uvedou poznatky plynoucí z mení a vlatní komentá k doaženým výledkm. Parametry užité ve vzorcích jou: ρ - hutota vzduchu, ν - kinematická vikozita vzduchu l - délka meného úeku, d - prmr meného potrubí. CD-ROM 3-Tecí_ztráty_vzduch.wmv 3.6. Píklad mení pro daný úek potrubí Prezentování namených a vypotených hodnot je vhodné pomocí programu Excel. Závilot tlakové ztráty na objemovém prtoku je na obr. 3.6 a závilot ouinitele tení na Reynoldov íle je na obr t ( V

8 y = x x x R = 1 p t [Pa] Q v [m 3-1 ] 0,03 obr. 3.6 Závilot tlakové ztráty na prtoku 0,05 0,0 λ [1] 0,015 0,01 0,005 Souinitel tení - Blaiu Souinitel tení - mení Re [1] obr. 3.7 Závilot ouinitele tení na Reynoldov íle