Ridicarea curbelor caracteristice ale unei pompe centrifuge

Ridicarea curbelor caracteristice ale unei pompe centrifuge

Scopul lucrarii si notiuni teoretice

O pompa centrifuga antrenata la o turatie n de un motor, poate functiona intr-o instalatie de pompare cu debite diferite si inaltimi de pompare corespunzatoare, in functie de care se modifica si puterea absorbita si randamentul.

Inaltimea de pompare H reprezinta energia transmisa de pompa unitatii de greutate de lichid (1 newton) intre intrare si iesire. Inaltimea de pompare H se calculeaza ca diferenta intre sarcina hidrodinamica (energia unitatii de greutate) la iesire si sarcina hidrodinamica la intrare

(1)

Inaltimea de pompare depinde de debit iar curba H=H(Q) este caracteristica de sarcina a pompei sau caracteristica interna. Pentru pompa centrifuga ea are aspectul din figura 1.

Daca se masoara debitul Q, din el se deduc vitezele respectiv .

In cazul ariilor egale la intrare si iesire, si termenul cinetic din (1) lipseste. Se masoara diferenta de presiune intre intrare si iesire (cu 2 manometre sau cu un manometru diferential) si diferenta de inaltime .Cu aceste valori, din (1) se calculeaza H pentru un Q. Cele 2 valori determina un punct in planul .

Se modifica debitul si se calculeaza H. In felul acesta se obtin mai multe puncte prin care se traseaza curba caracteristica de sarcina.

Puterea hidraulica transmisa lichidului se calculeaza cu formula

(2)

Puterea mecanica P, necesara la arbore, este mai mare, trebuind sa acopere atat puterea hidraulica cat si pierderile. Randamentul pompei este:

(3)

Randamentul depinde si el de debit. Reprezentarea functiilor P=(Q) si (Q) conduce la curba caracteristica a puterii, respectiv curba caracteristica a randamentului (fig.1)

Daca nu se poate masura puterea mecanica atunci se masoara puterea electricaabsorbita de motorul de antrenare ( mai mare ca P cu pierderile din motor ). Raportul reprezinta randamentul ansamblului motor+pompa si este egal cu produsul randamentelor celor 2 masini. Astfel, randamentul agregatului este

(4)

In lucrarea de laborator se traseaza curbele si .

Curbele caracteristice permit alegerea pompei care sa functioneze in conditii optime pentru H si Q impuse de o situatie concreta sau intr-o instalatie data si permit alegerea regimului optim de functionare.

Daca pe diagrama caracteristicii de sarcina a pompei (caracteristica interna ) se traseaza si caracteristica instalatiei H=f(Q) (caracteristica externa), atunci la intersectia celor 2 curbe se afla punctul de functionare F (fig.2).

Prin modificarea caracteristicii instalatiei ( de exemplu prin actionarea unei vane) punctul de functionare F se muta in F' si pompa lucreaza la alti parametri: Q', H', P','.

Descrierea instalatiei

Pentru ridicarea curbelor caracteristice ale unei pompe centrifuge, in laborator se foloseste o instalatie in circuit inchis (fig.3).Ea este compusa din rezervorul 1 cu capacitatea utila 100 l conducta de aspiratie 2, pompa centrifuga 3 (P=350 W, l/min, =23 m, la U=220 V), conducta de refulare 4, venturimetrul 5, variametrul 6 si robinetul pentru reglarea debitului 7.

Legaturile sunt realizate cu teava de '.

Presiunea la aspiratie, notata, se masoara cu manovacumetrul 8 in timp ce presiunea la refulare, notata , se masoara cu manometrul 9. Diferenta de cote intre cele 2 prize de presiune este . Motorul electric monofazic este alimentat de la retea U=220 V.

Modul de lucru

Pornirea instalatiei.

- se verifica daca robinetul 7 este inchis;

Pompele centrifuge se pornesc cu vana pe refulare inchisa (debit 0) pentru ca astfel ele absorb cea mai mica putere si nu suprasolicita instalatia electrica.

- se porneste motorul electric prin cuplare la retea;

- se deschide robinetul 7 pentru ca pompa sa nu lucreze in gol si debitul de lichid sa-i asigure racirea.

Masurarea marimilor caracteristice

Debitul Q al pompei este debitul refulat sau debitul prin orice sectiune de pe conducta de refulare. El se masoara cu tubul Venturi 5, care reduce diametrul de curgere de la 19 mm la 10 mm, producand o diferenta de presiune, care se masoara cu manometrul diferential cu mercur racordat la prize.

Denivelarea mercurului se inscrie in tabel.

Se citesc indicatiile manovacuumetrului 7 si manometrului 8 si se inscriu in tabel la

si .

Se citeste indicatia wattmetrului montat pe alimentarea electromotorului si se inscrie in tabel.

Se inchide partial robinetul si se refac citirile. Se fac minim 8 masurari de la robinet complet deschis pana la robit inchis (mers in gol).

Prelucrarea datelor

Debitul Q se ia din curba de etalonare a tubului Venturi in functie de citit la manometrul diferential.

Vitezele si sunt egale, deoarece sectiunile de intrare si iesire ale pompei sunt egale.

Inaltimea de pompare H se calculeaza din formula (1). Deoarece manometrele se gasesc la acelasi nivel, diferenta indicatiilor lor reprezinta chiar inaltimea de pompare.

Puterea hidraulica se calculeaza cu formula (2).

Puterea electrica se determina prin inmultirea indicatiei wattmetrului cu constanta K (pentru conexiuni la U=240V si I=5 A, puterea este 1200 W, iar indicatia wattmetrului la capat de scala este 120 diviziuni; rezulta k=1200/120=10)

Se traseaza prin puncte curbele si