U OSIJEKU Osijek, 15.09.2015. godine Ivica Zgrebec
U OSIJEKU TEMA: ISPITIVANJE KARAKTERISTIKA CRPKE Osijek, 15.09.2015. godine Ivica Zgrebec
Q- stra potencijalnu energiju (tlak ili visinu stupca fluida) u impeleru i u difuzoru. Metode Osnove hidromehanike i Analysis and Modelling of non-steady flow in pipe and channel networks. Koristili su se i U praksi, crpku se ispituje tako da se pri konstantnoj brzini rotacije mijenja protok po Na kraju rada nalazi se popis literature.
1. UVOD... 2 2. OSNOVNE KARAKTERISTIKE CRPKE... 6 2.1. Ispitivanje karakteristika crpke... 6 2.2. Usisna visina... 12 2.3. Paralelne crpke i crpke u seriji... 13 2.4. Problem kavitacije... 13 VANJA... 14 4... 17 5. LITERATURA... 19
1. Uvod Crpke (engl. pumps) rad pogonskog stroja. prijenosom energije Prve crpke su vjerojatno nastale u Mezopotamiji i starom Egiptu za potrebe navodnjavanja. anje okretani, ili samom snagom vodotoka. pr.krista.osnovni element. III st. Slika 1.2. Arhimedov vijak Slika 1.1. Prema nekim pisanim povijesnim tragovima smatra se da je negdje oko I materijale za prijenos. Slika 1.3. K
Razvoj crpki tekao je paralelno sa razvojem energije za pogon, prvo izum parnog ( p bila je ona Thomasa Saveryja iz 1698. godine). Slika 1.4. Crpka na parni pogon (za izbacivanje vode iz rudnika) bitno smanjivale, jednostavne, malih dimenzija, Slika 1.5. M (a) i kapaciteta; (b) ; (c) Crpka manjeg kapaciteta, za potrebe centralno grijanje); (d) potopljena crpka
kinetic energy pumps) i volumenskih (engl. positive-displacement pumps prenose djelovanjem sila koje na njih djeluju u prostoru koji je neprekidno povezan sa dok su mlazne crpke poseban tip za postizanje velikih ususnih visina. U ovome radu. Osnovni konstrukcijski dijelovi centrifugalne crpke prikazani su na slici ispod. a) b) Slika 1.6. Radno kolo s lopaticama ili rotor radni je dio centrifugalne pumpe koji svojom vezano je na ulazni i izlazni cjevovod pumpe. Oblik biti tako izveden da pridonosi promjeni tlaka i kroz pumpu. Slika 1.7. Centrifugalna crpka sa ulaznim i izlaznim cjevovodom
Upo uvelike doprinose komforu suvremenog Op crpke se koriste u vodovodnim sustavima za grijanje poljeprivre Slika 1.8. Suvremena upotreba crpki
2. Osnovne karakteristike crpke 2.1. Ispitivanje karakteristika crpke oblikovanim lopaticama i stavlja njihova energija se zatim dijelom pretvara u potencijalnu energiju (tlak ili visinu stupca fluida) u impeleru i u difuzoru. Slika 2.1. Kretanje fluida unutar centrifugalne crpke Moment na osovini jednak je promjeni kutnog momenta na impeleru kod ulaza i izlaza : (2.1) Gdje je protok mase, a i su tangencijalne komponente brzine na ulazu i izlazu impelera. (2.2) Snaga motora je definirana momentom i kutnom brzinom. (2.3) Ako u 3.3. ubacimo izraz za moment iz 3.2., dobivamo: (2.4) Ako je obodna brzina: (2.5) (2.6)
dijeljenja s gh) ovako: (2.7) Gdje je H razlika energija na ulazu i izlazu impelera: H= H 2 -H 1. Stoga : A je: (2.8) (2.9) Dijagram brzina A impeler, v dvije komponente: obodnu brzinu impelera, u, i relativnu brzinu, w. metodom trokuta brzina kako je prikazano na slici (slika 2.2.). Slika 2.2. Komponente brzina u impeleru Iz dijagrama brzina dobivamo da je: (2.10) Kada ponovno zapi, : (2.11), : (2.12)
Lopatice jednak 0 pa apsolutna brzina ima samo radijalan smjer. (2.13) crpki Pos (a) lopatice oblikovane prema unatrag (B) (b) ravan oblik lopatica (R) (c) lopatice oblikovane prema naprijed (F) Slika 2.3. Oblici lopatica impelera i snage (P), ovisno o oblikovanju lopatica
Karakteristike crpki U praksi, crpku se ispituje tako da se pri konstantnoj brzini rotacije mijenja protok Za vrijeme ispitivanja mjeri se protok (q), porast tlaka kroz crpku (razlika izme u potisnog i usisnog tlaka)( )i pogonska snaga (P pretvara u visinu stupca fluida, H= p/ g rpke kao = q x p/p. Temeljem ovih podataka, crtaju se krivulje visine, pogonske snage i ukupne djelotvornosti u funkciji protoka. Ove krivulje opisuju radnu karakteristiku crpke u ispitanim uvjetima. Slika 2.5. Testiranje Q-H karakteristika crpke Protok Q se mjeri na kraju cjevovoda. Za svako otvaranje zasuna Z, mjere se Q i H koju pumpa unese u vodotok: (2.14) Pa je koeficijent crpke: (2.15) Gdje su: P pogonska snaga, W; g-gravitacija, m/s2; Q protok, m3/s; H-ukupna visina stupca fluida,m; - crpke
Normalne karakteristike crpke prikazuju se u dijagramu; uz prikazane podatke dijagram pokazuje i broj okretaja za dane podatke. Radna 0,H 0,P 0, max). Slika 2.6. Normalne karakteristike crpke Stvarna visina podizanja fluida radom crpke. Stvarna visina (tlak) koji ostvaruje crpka uvijek je manja od teoretske, a nastala razlika je zbog odstupanja od idealnih uvjeta Uzrok gubitaka: 1. Relativna cirkulacija - lopatica 3. Gubitci curenja diska trenje Ukupna djelotvornost crpke predsta Slika 2.7. Idealna i realna
Otpor (gubici) na ulaznom cjevovodu i izlaznom cjevovodu. Slika 2.8. Sistem crpke Gubici na ulaznom cjevovodu: Gubici na izlaznom cjevovodu: (2.16) Ukupni gubici : Krivulja otpora: (2.17) H= Hs+ (2.18) rad ili duty point. -H Slika 2.9. O
2.2. Visina usisa Slika 2.10. Prikaz Na (2.19) - (2.20) Neto pozitivna usisna visina: (2.21)
2.3. Paralelne crpke i crpke u seriji seriji. Q-H dijagram sa linijom za dvije paralelno spojene crpke i dvije crpke spojene u blok crpki, dok crpke 2.4. Problem kavitacije Slika 2.11. (a) crpke spojene paralelno i (b) crpke spojene u seriju padne ispod tlaka se velikom snagom djeluje na materijal impelera. Takvi udari mogu impeler ispuniti apsolutnu pozitivnu visinu usisa (NPSH R A) koja predstavlja ukupnu i razine donje vode, i potrebnu neto R NPSH A Slika 2.12. Tragovi kavitacije na radijalnom i aksijalnom radnom kolu
3.REZULTATI osnovnih karakteristika Q- Bilo je odradi u laboratoriju Gr kako je prikazano u poglavlju 2 (slika 2.5.), ali zbog
Podaci Snaga koju crpka unosi u vodotok aga crpke): (3.1) (3.2) (3.3) Slika 3.4. Spe : Hmax=0,9 m Qmax= 167 l/min
Q- Slika 3.5. Q- iz dijagrama: za H= 0,8 m Q= 55 l/min= 0,00092 m 3 /s Pa je snaga koju crpka unosi u vodotok prema izrazu (3.1) jednaka: (3.4) izrazu (3.2): (3.5) Prema prethodnim izrazima (3.4) i (3.5 H= 0,9 m Q= 0 l/min (0,0 m 3 /s) P= 0,00 W H= 0,6 m Q= 95 l/min (0,00158 m 3 /s) P=9,3 W H= 0,1 m Q= 160 l/min (0,00267 m 3 /s) P= 2,62W H= 0,4 m Q= 125 l/min (0,002083 m 3 /s) P= 8,17W H=0,0 m Q=167 l/min (0,00278m 3 /s) P=0,00 W
Literatura pojave, U ovom radu analiziran je rad crpke i bio onda analizirali pa se analiza obavila uz p. Q-H izvori, popisani u poglavlju 5, ji bi se dobiveni podaci, Q-H krivulja gdje se sjeku linija otpora vodotoka i Q-H linija crpke, a ako na tome mjestu S obzirom na zastupljenost dimenzioniranje istih je imerativ P ioniranja crpki, tako na mjestu ovitosti sa
Popis slika Slika 1.1...2 Slika 1.2.Arhimedov vijak...2 Slika 1.3....2 Slika 1.4.Crpka na parni pogon...3...3...4 Slika 1.7.Centrifugalna crpka sa ulaznim i izlaznim cjevovodom...4 Slika 1.8.Suvremena upotreba crpki...5 Slika 2.1.Kretanje fluida unutar centrifugalne crpke...6 Slika 2.2.Komponente brzina u impeleru...7 Slika 2.3.Oblici lopatica impelera...8...8 Slika 2.5.Testiranje Q-H karakteristika crpke...9 Slika 2.6.Normalne karakteristike crpke...10...10 Slika 2.8.Sistem crpke...11...11 Slika 2.10.Prikaz energetske visine...12 Slika 2.11.Crpke spojene paralelno i crpke spojene u seriju...13 Slika 2.12.Tragovi kavitacije...13 Slika...14 Slika...14 Slika...14 Slika 3.4...15 Slika 3.5. Q-...16
5. LITERATURA networks Modelling of non-steady flow in pipe and channel 3. Prof.dr sc., Proizvodnja nafte i plina II, Uronjive centrifugalne crpke 4. www.grad.hr (autor nepoznat), Crpne stanice 5. www. youtube. com, predavanja stranih profesora, te video prikazi funkcioniranja crpki