Caracteristica complexa a pompelor centrifuge

CARACTERISTICA COMPLEXA A POMPELOR CENTRIFUGE

1 Generalitati

Pentru o evaluare completa a performantelor unei pompe centrifuge, in afara de caracteristica ei interioara este necesar a cunoaste si modul de corelare al altor parametrii functionali de baza.

Evolutia parametrilor functionali in functie de debit este puternic influentata de forma rotorului pompei centrifuge, deci de turatia specifica ce se poate exprima cu relatiile:

Numita turatia specifica la putere unitara, sau numita turatie specifica la debit unitar.

Sau:

Dar in relatia (2) se inlocuiesc debitul si inaltimea cu expresiile cunoscute:

si

se obtine expresia:

Asadar turatia specifica a unei masini hidraulice depinde de doua grupe de factori: o prima grupa o formeaza randamentele volumetric si hidraulic, parametrii functionali care depind de geometria rotorului, o a doua grupa cuprinde elementele constructive de baza ale rotorului care intervin sub forma de rapoarte. Dintre acestea un rol important il detine raportul diametrelor

In tabelul 1 se prezinta clasificarea motoarelor pentru pompe si evolutia puterii consumate si a inaltimii de pompare in functie de debit.

Raportul dimensiunilor principale ale rotorului (diametrul de iesire si cel de intrareD₂/D₁) se micsoreaza pe masura ce creste turatia specifica, asadar pentru obtinerea aceleiasi marimi a unei inaltimi H, rotoarele cu rapoarte D₂/D₁ mici necesita turatia de functionare din ce in ce mai mare. Cum vitezele de transport u₂ sunt limitate de rezistenta materialelor folosite, rezulta ca fiecarei categorii de rotoare ii corespunde o inaltime limita (fig. 1,I). Pe de alta parte cresterea diametrului D₁ precum si a dimensiunilor b1, b2, face ca debitul sa creasca , o data cu cresterea turatiei specifice corespunde unor masini cu deb,0 data cu cresterea turatiei specifice. In concluzie, cresterea turatiei specifice corespunde unor masini ca debite din ce in ce mai mari dar cu inaltimea de proportii din ce in ce mai mari. Odata cu sporirea turatiei specifice, formele consmetrice ale rotoarelor se modifica: astfel rotoarele de tip rodiul devine treptat diagonale si in final axiale.

Turatia specifica a masinilor tursionoase reprezinta o marime simetrica deosebit de pretioasa in studiul compatarii acestora.

In figura 1,II este reprezentata variatia randamentului in functie de modificarea debitului pentru cele patru tipuri de rotoare. In figura 1,III este prezentata variatia randamentului in functie de turatia specifica n_h

a)  II)

b)

c)

d)  III)

I)

Fig. 1 Variatia parametrilor pompelor clasificate in functie de n_h

Evaluarea exacta a performantelor functionale ale unei pompe centrifuge se face de catre firma constructoare si este prezenta in catalogul pompei respective.

In general firma constructoare prezinta obligatoriu caracteristica intens a pompei centrifuge sau cu puterea consumata de acesta.

2 Obiectivele lucrarii.

a) Determinarea experimentala a dependentei parametrilor:H, P_n , P_a , h_pc in functie de debitul pompei.

b)Evaluarea debitului cu diafragma.

3 Descrierea standului.

Schema principala a standului este prezentata in figura 2. Standul este in circuit inchis.

Cu ajutorul ventilulV₂ refularea pompei este dirijata in rezervorul R. Prin inchiderea ventilului V₂ si deschiderea ventiluluiV₁apa din rezervorul R este evacuata si se pateu face etalonarea diafragmei.

Pompa centrifuga din componenta standului, este o pompa centrifuga tip Sadu, cu 7 etaje si statori pale.

4 Modul de efectuare a lucrarii.

La pornirea motorului electric, puntea wattmetrica trebuie sa se afle pe o treapta de sensibilitate scazuta pentru a fi protejata la curentii de pornire (comutatorul ampermetrului se aseza pe 100A).

a)      Determinarea experimentala a curbelor:H(Q); P_n(Q); P_a(Q) h_pc(Q).

Figura 2. Schema standului pentru trasarea caracteristicii complexe a unei pompe centrifuge:

PC- pompa centrifuga  tip Sadu

ME- motor electric asincron Pw- punte watmetrica

M- mamometru; Mv- manocvacumetru; D- diafragma

MD- moment diferential; R- rezervor; V₁, V₂, V₃- ventile

N- indicator de nivel

Se inchide ventilulV₁si se inchide V₂. Se porneste pompa centrifuga.

Pentru deschiderea totala a cavei de refulare precum si pentru diferite obtineri partiale ale acesteia se fac urmatoarele criterii:

P_a - puterea activa, citita la puterea watmetrica cumulata pe o scara convenabila pentru afectarea citirilor;

Dh - denivelarea coloanei de mercur la momentul diferential al debitmetrului cu diafragma;

p_a - presiunea la aspiratia pompei(monomacvmetru M_v)

p_r - presiunea la refularea pompei(monometruM)

z - diferenta de cota intre punctele de masurare pentru p_a, p_r

b)Etalonarea debitului cu diafragma.

Se inchide ventilul V₂ si se deschide V₁.

Pentru  de refulare complet deschisa si apoi pentru diferite obturari partiale ale acesteia se fac urmatoarele criterii:

Dh - denivelarea coloanei de mercur la momentul diferential

DH - denivelarea la rezervorul ( R ), citata la sticla de nivel ( N )

t - timpul (cronometrat) in care se produce denivelarea DH.

5 Prelucrarea datelor experimentale

Se completeaza tabelul 2 cu marimile masurate la punctul 4. si cele calculate.

Tabelul 2 .Valorile masurate si calculate pentru trecerea caracteristicii complexe

Debitul se calculeaza cu relatia( 6)

Puterea utila a pompei centrifuge se determina cu expresia:

P gHQ (7)

Inaltimea de pompare se calculeaza cu expresia:

(8)

Randamentul pompei centrifuge se calculeaza astfel:

unde h_ME este randamentul motorului electric asincron.

Prin determinarea corecta a puterii  P_n se recomanda prelucrarea matematica a datelor experimentale pentru constructia caracteristicii interne H f(Q) si numai dupa aceea se determina P_n.

Pentru determinarea constantei diafragmei se completeaza tabelul 8,3.

Tabelul 3 Determinarea constantei diafragmei.

Constanta diafragmei la cateva"I" se determina cu relatia

(10)

in care debitul Q_i se calculeaza cu relatia

(11)

unde A_r este aria suprafetei sectiunii transversale a rezervorului ( R ),

(12)

Constanta diafragmei se determina cu media aritmetica a valorilor din tabelul 3:

(13)

Se traseaza intr-o singura diagrama dependentele:H(Q), P_n(Q), P_a(Q), h_pc(Q) si se interpreteaza rezultatele.