LS2007 VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ-TU OSTRAVA MĚŘENÍ Č.1 ČERPACÍ TECHNIKA A POTRUBÍ Stanoení záislosti měrné energie čerpadla Y s na objemoém průtoku Q Skupina G442 Jan Noák
Zadání: Stanote měřením záislost měrné energie čerpadla Y s na objemoém průtoku Q. Měření proeďte pro tyto případy 1. jedno čerpadlo, při otáčkách n = 2000 min -1 2. jedno čerpadlo, při otáčkách n = 1300 min -1 3. sérioé řazení čerpadel, obě čerpadla při otáčkách n = 2000 min -1 4. paralelní řazen čerpadel, obě čerpadla při otáčkách n = 2000 min -1 Schéma měření: Č 1 -Č 2 čerpadlo Wilo EA 60/1 V 1 -V 6 kuloé entily P 1 -P 2 piezometrické trubice pro měření tlaku na sání čerpadla P 3 u-trubice pro měření tlaku na ýstupu P 3 obrácená u-trubice pro měření tlakoého spádu na cloně C - clona N - nádrž Parametry čerpadla Wilo EA 60/1: Proozní napětí: 230 V; 50 Hz Příkon: 42; 55; 70; 86W Otáčky: 1300, 1500, 1800, 2000 min -1
Postup měření: 1) Před začátkem měření se odečte teplota zduchu a barometrický tlak laboratoři. Pro zjištěné hodnoty se odečtou z tabulek hustota ody ρ a rtuti ρ Hg. 2) Pomocí spínače zapneme čerpadlo, Kuloým entilem V6 na ýtlaku nastaíme průtok. 3) Pro nastaenou hodnotu odečteme parametry na měřících elementech, tlak na sáni h s1 respektie h s2, tlak na ýtlaku h 1 a h 2, a hodnotu h c 4) Měření proedeme pro 7 hodnot nastaení entilu (průtoku) 5) Stejný postup opakujeme pro otáčky čerpadla n = 1300, a dále pro sérioé a paralelní řazení čerpadel. Cejchoací diagram clony: Cejchoací diagram slouží pro určení průtoku ze změřeného tlakoého spádu na cloně 0.9 0.8 Q =f( h) Q [l s -1 ] 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 Q(l/s) Mocninný (Q(l/s)) Q = 0.0289 h 0.5237 R 2 = 0.9967 0.2 0.1 Q 0 0 100 200 300 400 500 600 0.5237 0.0289 hc h [mm] = regresní ztah platí pro tyto jednotky Q [ l s -1 ] a h c [mm] Materiáloé konstanty: hustota ody ρ = 998 kg m -3 hustota rtuti ρ Hg = 13546 kg m -3 Podmínky laboratoři: teplota t = 24 C tlak p = 101375 Pa
Charakteristiky čerpadla Wilo EA 60/1 Charakteristiky čerpadla pro otáčky n = 2000 min -1 a n = 1300 min -1 byly měřeny pro čerpadlo č.1. Schéma měření pro jedno čerpadlo, Č1 Tabulka naměřených a ypočtených hodnot pro n= 2000 min -1 h s h 1 h 2 h c Q p s h p Y s [mm] [mm] [mm] [mm] [l s -1 ] [Pa] [mm] [Pa] [J kg -1 ] 1 330 220 505 0 0 3230,825 285 40026,47 36,86938 2 335 230 487 5 0,067135 3279,777 257 36403,56 33,19016 3 338 242 490 15 0,119348 3309,148 248 35325,06 32,08008 4 330 252 480 30 0,17158 3230,825 228 32765,24 29,5936 5 320 265 465 75 0,277247 3132,922 200 29171,7 26,09096 6 268 295 443 190 0,451109 2623,822 148 22555,33 19,97145 7 135 335 400 445 0,70444 1321,701 65 11917,38 10,61692 Tabulka naměřených a ypočtených hodnot pro n= 1300 min -1 h s h 1 h 2 h c Q p s h p Y s [mm] [mm] [mm] [mm] [l s -1 ] [Pa] [mm] [Pa] [J kg -1 ] 1 340 305 430 0 0 3328,729 125 19596,85 16,30072 2 340 320 420 6 0,073861 3328,729 100 16421,55 13,11906 3 335 320 413 12 0,106185 3279,777 93 15491,34 12,23604 4 335 328 405 25 0,155955 3279,777 77 13443,49 10,18408 5 330 335 400 47 0,217058 3230,825 65 11917,38 8,703967 6 320 345 392 70 0,267409 3132,922 47 9623,335 6,503421 7 310 353 385 100 0,322328 3035,018 32 7708,364 4,682712
Příklad ýpočtu Q = 0.5237 0.0289 hc 0.5237 Q = 0,0289 5 = 0,067135 l s -1 p p s s = ρ g h s = 998 9,81 0,335 = 3279,777 Pa h h = h h 2 1 = 487 230 = 257 mm p p = ρ g h + ρ g h Hg 1 = 13546 9281 02257 + 998 9281 02230 = 36403,56 Pa p ps Ys = ρ 36403,56 3279,777 Y s = = 33,19016 J kg -1 998 Přepočet charakteristiky čerpadla afinitními ztahy Přepočet změřené charakteristiky čerpadla dle afinitních ztahu z otáček n 1 = 2000 min -1 na n 2 = 1300 min -1. Q Y s Q / Y s / [l s -1 ] [J kg -1 ] [l s -1 ] [J kg -1 ] 0 36,86938 0 15,57731 0,067135 33,19016 0,043638 14,02284 0,119348 32,08008 0,077577 13,55383 0,17158 29,5936 0,111527 12,5033 0,277247 26,09096 0,180211 11,02343 0,451109 19,97145 0,293221 8,437937 0,70444 10,61692 0,457886 4,485647 Příklad ýpočtu / / n Q = Q n / 1300 Q = 0,067135 = 0,043638 l s -1 2000 Y / 2 / n s = Y s n 1300 2 / Y s = 33,19016 = 14,02284 J kg -1 2000
Sérioé zapojení dou čerpadel Wilo EA 60/1 Měření bylo proáděno při otáčkách obou čerpadel n = 2000 min -1 Schéma měření pro sérioé zapojení čerpadel Tabulka naměřených a ypočtených hodnot pro sérioé zapojení čerpadel a otáčky n = 2000 min -1 h s h 1 h 2 h c Q p s h p Y s [mm] [mm] [mm] [mm] [l s -1 ] [Pa] [mm] [Pa] [J kg -1 ] 1 340 80 640 0 0 3328,729 560 75199,54 72,01484 2 340 100 630 15 0,119348 3328,729 530 71408,76 68,21646 3 340 110 615 25 0,155955 3328,729 505 68184,5 64,98575 4 330 145 585 45 0,212171 3230,825 440 59889,56 56,77228 5 325 170 565 75 0,277247 3181,874 395 54154,44 51,07471 6 270 215 520 167 0,421633 2643,403 305 42635,24 40,07198 7 190 333 403 510 0,756576 1860,172 70 12562,23 10,72351 Výpočet teoretické charakteristiky při sérioém zapojení čerpadel Teoretická charakteristika při sérioém zapojení dou čerpadel je ypočtena ze změřené charakteristiky jednoho čerpadla Q Y s Q t Y st [l s -1 ] [J kg -1 ] [l s -1 ] [J kg -1 ] 0 36,86938 0 73,73876 0,067135 33,19016 0,067135 66,38032 0,119348 32,08008 0,119348 64,16015 0,17158 29,5936 0,17158 59,18721 0,277247 26,09096 0,277247 52,18193 0,451109 19,97145 0,451109 39,9429 0,70444 10,61692 0,70444 21,23383
Příklad ýpočtu Q t = Q Q = 0.067135 l s -1 t Y = 2 st Y s Y = 2 33.19016 = 66.38032 J kg -1 st
Paralelní zapojení dou čerpadel Wilo EA 60/1 Měření bylo proáděno při otáčkách obou čerpadel n = 2000 min -1 Schéma měření pro paralelní zapojení čerpadel Tabulka naměřených a ypočtených hodnot pro paralelní zapojení čerpadel a otáčky n = 2000 min -1 h s h 1 h 2 h c Q p s h p Y s [mm] [mm] [mm] [mm] [l s -1 ] [Pa] [mm] [Pa] [J kg -1 ] 1 340 228 505 0 0 3328,729 277 39041,7 35,78454 2 340 233 500 4 0,059731 3328,729 267 37761,79 34,50206 3 340 238 497 15 0,119348 3328,729 259 36747,65 33,48589 4 340 240 495 29 0,16856 3328,729 255 36235,69 32,9729 5 335 245 490 63 0,253054 3279,777 245 34955,78 31,73948 6 330 250 480 130 0,369803 3230,825 230 33011,43 29,84029 7 300 265 465 304 0,577004 2937,114 200 29171,7 26,28716 Výpočet teoretické charakteristiky při paralelním zapojení čerpadel Teoretická charakteristika při paralelním zapojení dou čerpadel je ypočtena ze změřené charakteristiky jednoho čerpadla Q Y s Q t Y st [l s -1 ] [J kg -1 ] [l s -1 ] [J kg -1 ] 0 36,86938 0 36,86938 0,067135 33,19016 0,13427 33,19016 0,119348 32,08008 0,238697 32,08008 0,17158 29,5936 0,34316 29,5936 0,277247 26,09096 0,554495 26,09096 0,451109 19,97145 0,902217 19,97145 0,70444 10,61692 1,40888 10,61692
Příklad ýpočtu Q = 2* t Q Q = 2 *0.067135 = 0,13427 l s -1 t Y st = Y s Y = 33.19016 J kg -1 st
Záěr: Měřením jsme stanoili záislost měrné energie čerpadla Y s na objemoém průtoku Q pro čerpadlo Wilo EA 60/1. Charakteristiku čerpadla jsme změřili při otáčkách n = 2000 min -1 a n = 1300 min -1. Dále jsme proedli přepočet charakteristiky pomocí afinitních ztahů z otáček n = 2000 min -1 na n = 1300 min -1. Ze sronání charakteristiky získané přepočtem a skutečně změřené charakteristiky je zřejmá ýrazná odchylka teoretického ýpočtu případě yšších hodnot průtoku. Dalším části měření jsme proedli měření charakteristik při sérioém a paralelním zapojení dou čerpadel Wilo EA 60/1. V obou případech jsme měření proedli pro otáčky obou čerpadel n = 2000 min -1. Charakteristiku sérioého i paralelního zapojení jsme sronali s teoretickou charakteristikou, která byla získaná přepočtem změřené charakteristiky jednoho čerpadla při stejných otáčkách. V obou případech se yskytoala ždy odchylka teoretické charakteristiky od skutečně změřené. V případě sérioého zapojení byla odchylka ýraznější a se stoupajícím průtokem rostla. V případě paralelního zapojení byla odchylka nižší a nárůst odchylky se stoupajícím průtokem se tomto případě neprojeil. Odchylky teoretických charakteristik od skutečně změřených jsou způsobeny samotnou metodikou přepočtu charakteristik. V přepočtoých ztazích není zahrnut nárůst tlakoých ztrát s rostoucím průtokem a klesající účinnost atd. z tohoto důodu byly ždy teoreticky ypočtené charakteristiky nadhodnocené ůči charakteristikám skutečně změřeným.