SZIVATTYÚK (Ha a feladatoknál nincs külön megjelölve a légköri nyomást mindenkor 1 bar-nak lehet venni)

Átírás

1 Szivattyúk és ventilátorok - ok SZIVATTYÚK (a a oknál nincs külön egjelölve a légköri nyoá indenkor 1 bar-nak lehet venni) I. atározzuk eg annak a ivattyúnak a atikus állítóagasságát, ely 5 -es hozzáfolyással üzeel, a nyoócső legagasabb pontja a ivattyú középvonala felett 1 -el van és a ivattyú egy nyitott tároló tartályból egy bar túlnyoású zárt tartályba állítja a vizet! A hozzáfolyás azt jelenti, hogy a ivattyú középvonala a ívótartály vízintje alatt található, azaz a ívóagasság negatív. A atikus állítóagasság: p z g ny p p g II. 1,6 bar túlnyoás 1,1 bar, 7, Az ábrán látható elrendezésű ivattyú-berendezés 900 liter vizet állít percenként. atározza eg a ivattyú teljesítényfelvételét arra az esetre, ha a állított víz ennyisége 5%-al egnő! Tételezze fel, hogy a ivattyú öshatásfoka indkét üzeállapotban 65%. A atikus állítóagasság: 5 p,6 110 ny 7,, 1 9,7 g g Ez az érték akkor is ugyanennyi, aikor a térfogatára 5%-al egnő. A veteségagasság azonban változni fog, égpedig a térfogatára növekedésének négyzetével arányosan. Ki kell tehát áítani a veteségagasságot a közölt 900 liter/in térfogatárara! 1/

2 Szivattyúk és ventilátorok - ok A ivattyú nyoó- és ívócsonkja között ért nyoáskülönbség ne ás, int a állítóagasság. A állítóagasság eghatározásához ki kell áítani a veteségagasságot. Ennek a 900 liter/in térfogatárara érvényes értéke a közölt adatokból kiáítható, hien : 5 p,1 10 h 900 9,7 1,5 g g Ebből a csővezeték állandója: h 900 1,5 7 B 1,7810 V 900 l in A veteségagasság a egnövelt térfogatára esetén: 7 h B V 1, ,7 915 Így a állítóagasság: h 915 9,7,7, A teljesítényükséglet pedig: V g, g P ,65 W III. Az alábbi ábra alapján határozza eg a atikus állítóagasságot, a veteségagasságot és a ivattyú hajtásához ükséges teljesítényt. A térfogatára 7, liter ásodpercenként. A ivattyú öshatásfoka 58%.,15 bar túlnyoás 0, bar vákuu 7,,1 bar 6,5, A ivattyú ezúttal hozzáfolyással üzeel: p ny, 6,5 7, g,15 0, g 5 7,6 /

3 Szivattyúk és ventilátorok - ok A veteségagasság: p h g 1, 7,6,6 A teljesítényükséglet: V g 1, 7, 10 g P ,58 W IV. Mekkora a teljesítényükséglete annak a ivattyúnak, ely, -es ívóagassággal, 6 -es nyoóagassággal és 16 bar nyoáskülönbség ellenében dolgozik? Vegye figyelebe, hogy a ivattyú 50 l/in térfogatáraot produkál, hatásfoka pedig kb. 57%. A csővezetéki jelleggörbe enetére az jellező, hogy 100 l/in térfogatára esetén a veteségagasság. A ivattyú terhelését eghatározó állítóagasság: z Ezen belül: z ívó nyoó, 6 8, p h g 5 p g A veteségagasság változását egy ásodfokú függvény írja le. Tudva, hogy 100 l/in-nél, a h csővezetéki jelleggörbe egyenletének állandója: B 10 V 100 liter perc h BV Ezzel a egadott térfogatáranál a veteségagasság: 5 p g A ivattyú teljesítényükséglete: 50 7, V g P W, 0,57 A állítóagasság tehát: z h, 9 7, ivattyú V. kw Egy ivattyú két nyitott tartály között állít folyadékot. A ívóagasság 5 c, a nyoóagasság 1,6. A ivattyú ívócsonkjára kötött anoéter 8 bar vákuuot a nyoócsonkra kötött anoéter pedig 186 bar túlnyoá jelez. A ivattyú-villaosotor egység hatásfoka 6%, a hálózatból felvett teljesítény 7, W és a folyadék sűrűsége 0,95 kg/l. atározza eg a csővezeték állandójának értékét Pa/(l/perc) értékegységben! A atikus állítóagasság könnyen eghatározható: Δp Δz, 5 1, 6 15, 85 ρ g /

4 Szivattyúk és ventilátorok - ok A állítóagasság a két nyoásérő által jelzett értékek különbsége: pny p,86 0, ,78 g 9510 A veteségagasság nyilván e két érték különbsége tehát 6,9. A csővezetéki állandó eghatározásához tudnunk kell, hogy ez az érték ekkora térfogatárahoz tartozik, azaz ekkora ivattyú folyadékállítása? Ezt a hálózatból felvett teljesítényből kiindulva határozhatjuk eg: P 7, 0,6 l V ivattyú 0, ,1 g, s in Így a csővezetéki állandó a kért értékegységben: h 6, 9 B 0, , 56 V, 1 liter / perc Pa liter/perc VI. atározzuk eg egy tehergépkocsi dugattyús renderű (egy hengeres és egyeres űködésű) adagolóivattyújának és fogaskerék hűtővíz keringető ivattyújának fő geoetriai éreteit a következő adatok alapján: a otor hengereinek áa: az effektív teljesítény: P e=80 kw (n=00 f/in) a fajlagos üzeanyag-fogyatás: 75 g/kwh (n=00 f/in) az üzeanyag fűtőértéke: i=.10 kj/kg az egyhengeres egyeres űködésűnek feltételezett adagolóivattyú fordulatáa: zh n n n n z 1 h adagolóivattyú löket/furat aránya: 1, a hűtőnél a hűtővíz hőérséklet változását 0 o C-ra becsülhető a otornál ába veendő hűtési teljesíténye: P h=q h = 1/ P ö (becslés) a gázolaj sűrűsége: 0,85 kg/d a hűtővízivattyú két külső, egyenes fogazású hengeres fogaskerékkel kéül, ahol a fogaskerekek o odulja:10 o fogélessége 0 a hajtó kerék fordulatáa egegyezik a indenkori otor fordulatáal, a voluetrikus hatásfok becsült értéke 80%. Adagolóivattyú éretezése: Előör eg kell határozni, hogy az adagolóivattyúnak ennyi üzeanyagot kell állítani. Ezt az üzeanyag fogyatás alapján lehet elvégezni. g kg A otor üzeanyag-fogyatása: b Pe ,11 10 h s /

5 Szivattyúk és ventilátorok - ok Az adagolóivattyú által állítandó névleges térfogatára: d V 6, , ,85 s Az adagolóivattyú hengerátérőjének és lökethosának felvett arányával kiáítható előör pl. a hengerátérő: n d π n d π n d π V Vltf vol s vol 1, d 0,8 0, 8 n, ahonnan V , 10 d 0,1 10 0, d 5,07 0, 8 π n 0, 8 π 00 Végül az adagolóivattyú lökethosa 6,08. A hűtővízivattyú éretezése: (állítóteljesíténye) A hűtési teljesítény (elvezetendő hőennyiség): kj Q 1 1 h i 6, , 5 s A hűtővízivattyú a 0 o C-os hőérséklet-különbséggel áított vízennyiséget kell állítsa: Q h 85, 5 kg v 1, 01 Δt c 0 189, s víz Figyelebe véve, hogy a víz sűrűsége 1000 kg/, a hűtővíz térfogatáraa kb. 1,01 l/s. A hűtővíz térfogatáraa és a jellező geoetriai éretek közötti közelítő ösefüggés: n n V v k z v do b v, ahol az egyerű egyenes fogazású fogaskerekek geoetriai törvényei erint a k.z. orzat a fogélesség (b), a z. orzat pedig az otókör átérője (d o). Így az ösefüggésben egyetlen iseretlen arad, égpedig az otókör átérője, aiből pedig kiáítható a fogaskerék-ivattyú befoglaló éreteit eghatározó fejkörök átérője. Az otókör átérő: V 6 v , do 7, 7 π b n η π , 8 v A fejkör átérő pedig: d d 7, , f o 7 a fogak áa pedig: do 7, 7 z, VII. Méretezzük egy dízelotor egy hengeres, egyeres űködésű dugattyús adagolóivattyúját a következő adatok alapján: a otor hengereinek áa: 6 az effektív teljesítény: P e = 195 LE 5/

6 Szivattyúk és ventilátorok - ok az ehhez tartozó fordulatá: 000 f/in a fajlagos üzeanyag-fogyatás: g/kwh az üzeanyag sűrűsége: 0,85 kg/d az adagolóivattyú fordulatáa a otor fordulatáának a hároorosa, az adagolóivattyú löket/furat aránya 0,8, a voluetrikus hatásfok becsült értéke 85%. 759,81 g kg A otor üzeanyag-fogyatása: b Pe , h s d Az adagolóivattyú által állítandó térfogatára: V 9,6 10 1, ,85 s A kiáított névleges folyadékállítás iseretében: d π n d π n d π V s v 0, 8 d 0,85 0, 51 n, ahonnan V 60 1, d , 059 d 5, 9 0, 51 π n 0, 51π 000 Végül az adagolóivattyú lökethosa,7. VIII. Válasuk ki a következő adatokkal jellezett, négy hengeres dugattyús ivattyúhoz beépítendő ainkronotort! Adatok: dugattyúátérők: 100, löket: 80 ivattyúhatásfok: 80% atikus állító agasság: 0 a csővezeték hosa: 100 a csővezeték átérője: 100 a fordulatá: 180 f/in a állított víz kineatikai vikozitása: 1, /s A csővezetéket tekintse hidraulikailag siának! A állítóteljesítény: n d s n V h 0,1 0, V 0, s Az áralás névleges sebessége a csővezetékben: V 0,0075 c 0,96 Acső 0,1 s A csővezeték veteségagasságának kiáításához isernünk kell a csősúrlódási tényezőt, ai a Reynolds-á függvényben határozható eg: 6/

7 Szivattyúk és ventilátorok - ok c d 0,96 0,1 Re 7, az áralás turbulens! 6 1, 10 0,16 0,16 0,019 0,5 0,5 Re 7, , l c 1, 100 0,96 h 1 0, , d cső g 0,1 g Megjegyzés: a gyakorlatban, ha ne áll rendelkezésre adat a csővezetékbe beépített erelvényekről és csőívekről, akkor az egyenes csőhosat kb. 0%-al okták egnövelni ezek ellenállásának közelítő figyelebe vétele céljából. Ezt alkalaztuk i is a fenti áítás során. Szivattyú állítóagassága: h 01, 1, A ivattyú hajtásához ükséges átlagos teljesítény: V g 1, 0, P 007W 0,8 A kiválatásra kerülő villaos otor teljesíténye ennél legyen nagyobb, hogy a tervezett üzei teljesítény lehetőleg a legjobb hatásfokú ponthoz közel legyen, Ez, a tapatalatok erint, a villaos otorok esetében a teljes terhelés ¾-ének közelében van többnyire. Tehát a villaosotor névleges teljesíténye: Pot P W Az ainkron otorok okásos fordulatáai közül több lehetséges is van. Ezek közül a egfelelő az lehet, elynek a nyoatéka elégséges a hajtáshoz. Tekintettel a hengerek áára, a csővezetékben nagy értékben egyenletes az áralási sebesség és így a dugattyúra átadódó erő kiáításánál a folyadékolop gyorsítását figyelen kívül lehet hagyni. A dugattyút terhelő erő axiális értékére a állítóagasságból következtethetünk, ivel ás adat ne áll rendelkezésre: dh 0,1 Fd p A g 1, N A ivattyú tengelyén a axiálisan ükséges nyoaték: s 0,08 M Fd ,9 N A villaosotor és a ivattyú tengelye között indenképpen ükség van egy hajtóűre, elynek áttétele a villaosotor fordulatáától függ az alábbi táblázat erint: otor fordulatá ivattyú fordulatá áttétel 16 8 Tekintettel arra, hogy a kisebb ódosítású hajtóű inden bizonnyal olcsóbb, válasuk a 70-as fordulatáot. Ezzel a otor nyoatéka: P 007 M ot 6,6 N 70 ot 9,55 Figyeleel a hajtóű -es áttételére, annak kihajtó, a ivattyút űködtető tengelyén a nyoaték a kiáítottnak a négyerese le (lassító áttétel esetén a nyoaték nő!), tehát kb. 106 N, ai biztonsággal elégséges a ivattyú hajtásához, hien a ükséges értéknek kb. 159 %-a. 7/

8 Szivattyúk és ventilátorok - ok A ükséges otor tehát 70 f/in fordulatáú és kb.,7 kw teljesítényű legyen. IX. Válasuk ki a egfelelő ainkronotort és a egfelelő áttételű hajtóűvet a következő adatokkal jellezett dugattyús kazán tápivattyúhoz: kazán teljesíténye: 18 t/h üzei nyoása: 8 bar ivattyú hengerátérője: 100 lökethosa: 150 csővezetékek teljes hosa: 0 a csővezeték átérője: 50 a ivattyú voluetrikus hatásfoka: 90% a ivattyú echanikai hatásfoka: 75% az ainkronotor becsült lipje: 0,0 Tápivattyú ükséges állítóteljesíténye: V , s Szivattyú eléleti állító teljesíténye: V V, e ηv s A ivattyú ükséges fordulatáa: V e 60 5, f n 8, dh 0,1 in s 0,15 Figyeleel a eghajtó otor lipjére a otor névleges pl. percenkénti 750-es fordulatáa helyett csak ennek 96%-ával áolhatunk, azaz n 1 s ,0 70 le a percenkénti fordulatáa. Így a ivattyú hajtásához a hajtóű ükséges áttétele kb.,5 kell legyen. A csővezetékekben az áralás sebessége: V 0,005 c,55 Acső 0,05 s Csővezeték veteségagassága: 1, l c 1, 0,55 h 1 0,0 1,97 d cső g 0,05 g Tekintettel arra, hogy az adatok között ne volt konkrét utalás a közeg kineatikai vikozitására a Dupuit-féle állandót hanáltuk a csősúrlódási tényezőre. A atikus állító agasság: 8/

9 Szivattyúk és ventilátorok - ok 5 Δp 810 Δz 0 80 ρ g A állító agasság pedig: h 80,97 8 Szivattyú ükséges átlagos teljesíténye: V g 0, P 6 W v 0,9 0,75 Az ehhez ükséges otor hanos teljesíténye: Pot P 6, 8, kw A otor nyoatéka: P 6 M ot 8,5 N 70 ot 9,55 ai a ivattyú tengelyén az áttétellel 09,6 N átlagos nyoatékot eredényez. a feltételezzük, hogy a folyadékolop gyorsítása ne terheli a ivattyút (pl. légüöt alkalazunk), akkor a ükséges nyoaték axiua d h 0,1 Fd g N A ivattyú tengelyén a ükséges nyoaték axiua: s 0,15 M Fd N Ez lényegesen nagyobb a otorhoz kapcsolt hajtóű kieneti tengelyén rendelkezésre álló nyoatéknál, tehát egyhengeres, egyeres űködésű ivattyúval a ne oldható eg, ill. lényegesen nagyobb teljesítényű villaos otorra lenne ükség, ai nyilván ne gazdaságos. lehet, ha két kéteres űködésű hengert képzelünk el. Ebben az esetben egy henger helyett valójában -et alkalazunk, azaz egotjuk a teljes, ükséges lökettérfogatot az alábbiak erint: dh d h dh dh s s, ahonnan az új hengerátérő: d h 50 Ezzel pedig a dugattyúerő a korábbi ¼-e, azaz 169 N, a nyoaték axiua pedig 1,7 N. Ez ne úlja felül a hajtóű kienő tengelyén a ivattyú hajtásához ükséges 09,6 N nyoatékot. Mellesleg ebben az esetben ne ükséges légüben se gondolkodni, ert ha a két kéteres űködésű hengert egyáshoz képe 90 o -kal elékeljük, akkor nagyértékben csökkenthető a csővezetékben a sebesség ingadozása (lásd az alábbi ábrát!). 9/

10 Szivattyúk és ventilátorok - ok 1,0 0,5 0,0-0, henger. henger. henger. henger -1,0 a égis a nagyobb teljesítényű otor ellett döntünk, akkor annak hanos teljesíténye axiális értéken M P ot 1,69 kw i 9,55,5 9,55 Mivel ez a otor norál körülények között átlagosan a 6, kw hanos teljesítényt adja le, így 6, terhelési tényezőjének névleges értéke x 0,, azaz, %. a feltesük, hogy ez a 1,69 otor is a kb. 75%-os terhelésnél a legjobb hatásfokú és ez a hatásfok kb. 80%, akkor kiáíthatjuk, hogy ilyen hatásfokkal fog űködni egyenletes üzeben. A legjobb hatásfokhoz tartozó terhelés és hatásfok egyenletéből 1 P ot x 1 P vo, ax 1 1, ,8 P vo 1,77 kw, ai pere egyenlő P vx1-el. Ezekkel pedig a nagyobb otor hatásfoka az egyenletes üzeben P ot x 1,69 0,, 0,79 P ot x Pvo x Pvx 1 1,69 0, 1,77 0, 1,77 tehát a feltételezett 85% helyett 79,% le a hatásfok. X. A következő adatokkal jellezett dugattyús ivattyúhoz határozzuk eg a eghajtó ainkronotor teljesítényét és a hajtóű áttételi arányáát! hengerátérő: 80 löket: 60 csővezeték hosa: 9 csővezeték átérője: 50 ivattyú fordulatáa: 180 f/in atikus állítóagasság: 1 csősúrlódási tényező: 0,0 10/

11 Szivattyúk és ventilátorok - ok voluetrikus hatásfok: 98% echanikai hatásfok: 80% Átlagos vízállítás: V V h n 0, v 0,06 0,98 8, Áralási sebesség a csőben: V 8,8610 c 0,516 Acső 0,05 s Csővezeték veteségagassága: 1, l c 1, 9 0,516 h 1 0,0 1 d cső g 0,05 g Szivattyút terhelő állító agasság: h 1 0,57 1,57 s 0,57 Szivattyú átlagos teljesíténye: V g 8,8610 1, P 11,8 W v 0,98 0,8 a feltételezzük, hogy a folyadékolop gyorsítása ne terheli a ivattyút (pl. légüöt alkalazunk), akkor a holtpontban iniálisan ükséges nyoaték dh 0,08 Fd g 1, , N s 0,06 M Fd 60, 18,9 N A ükséges áttétel, ha a 70 f/in fordulatáú otort válatjuk, 70/180= le, azaz a villaos otor tengelyén legalább 18,9/=,75 N nyoaték ükséges a holtpontokban. A otor teljesíténye tehát iniálisan M 18,9 70 Pot 56, W i 9,55 Ez azt jelenti, hogy az előbb kiáítottnál nagyobb teljesítényű otorra van ükségünk, elynek névleges teljesíténye a okásos ódon áítva P ot Pot 56, 7,9 W Kelleetlen, de elkerülhetetlennek látik, hogy ha ragakodunk az egyhengeres egyeres űködési ódhoz, akkor a villaos otor átlagos terhelése ne a legkedvezőbb kb. 75%-os terhelésnél le, hane P 11,8 x 0,99 P ot 7,9 azaz 9,9 % terhelésnél. Az alábbiakban kiutatjuk, hogy becslés alapján ez it eredényez a hatásfok vonatkozásában. a továbbra is elfogadjuk azt a feltevé, hogy a villaosotor legjobb hatásfokú pontja 75%-os terhelésnél van, és ezt egtoldjuk azzal a feltételezéssel, hogy a hatásfoka ekkor 85%-os, akkor felírhatjuk az alábbi egyenletet: 11/

12 Szivattyúk és ventilátorok - ok P ot 0,75 P ot 0,75 Pvo Pvx1 0, 75 0,85 Ebből az a egyenletből eghatározhatjuk a válatott otor feltételezett üresjárási veteségét valaint a teljes terhelésnél fellépő változó veteségét. Ezek pedig P vo=1, W P vx1=111,75 W A otor 1,%-os terhelésénél a várható hatásfok: P ot 0,99 7,9 0,99 1,% 0,775 P ot 0,99 Pvo Pvx 1 0,99 7,9 0,99 1, 111,75 0,99 Tehát a otor hatásfoka várhatóan 77,5 % le, ai a korábban feltételezett 85%, hoz képe annak integy 91%-a. Ez röviden annyit jelent, hogy kb. 9 %-kal le nagyobb az energiafogyatás, int, a névleges, egyenletes terhelés alapján áított érték. XI. Egy voluetrikus ivattyú névleges folyadékállítása percenként 1 liter. Egy adott üzeállapotban a folyadékállítás 85 liter percenként, a teljesítényfelvétel 16 W, a becsült hatásfok 58 %. A atikus állító agasság 8,. A ivattyú térfogatáraát egy egkerülő ág egnyitásával 06 liter/perc-re csökkentjük. atározza eg a veteségteljesítényt és az óránként jelentkező többlet költséget, ha a villaos energia egységköltsége 8,5 Ft/kWh. A állított folyadék sűrűsége 0,966 kg/l. A ivattyú jelleggörbéje egyenessel közelíthető és a hatásfokot állandónak lehet venni. A abályozás előtt a állító agasság P ,58 15, 19 ρ g V A névleges folyadékállítás a zérus állítóagasság esetén utatkozik, azaz az egyenessel közelíthető jelleggörbe két pontja isert. A jelleggörbe egyenlete a következő egyenletrenderből határozható eg 0 1 B 15,19 85 B 1519, A keresett két állandó: 0, l in, ill. B=1,96. A ivattyú közelítő jelleggörbéjének egyenlete 0,56V 1,96 Szükség van a főág jelleggörbéjére is, ely a következő egyenletből eghatározható állandóval írható fel: 15,19 B , 8, 8,, B 0, l in A főág jelleggörbéje tehát 0,00007V 8, 1/

13 Szivattyúk és ventilátorok - ok 15,19 85 l/in V l/in 8, 1 l/in Vfág l/in Mivel a abályozás során a főág jelleggörbéje ne változik, csak a főágban áraló ennyiség, az új virtuális unkapont a főág jelleggörbéjén kell legyen! Ennek a virtuális unkapontnak a helyét a főág jelleggörbéjén a főágban áraló ennyiséghez (V fág) tartozó állítóagasság ( ) eti ki. A abályozás után a ivattyú által állított öses folyadék ennyisége (V ) a főágban állított ennyiség (V fág) és a egkerülő ágban áraló ennyiség (V ág) ösege, ait az iént elített érték eti ki a ivattyú változatlan jelleggörbéjén. Ez le a ivattyú új, valóságos unkapontja. A fenti ábra és a ár isert főági valaint a ivattyú jelleggörbe alapján 0, , 1, 6 1, 6 196, l V 89, 57 0, 56 in A egkerülő ágban folyó ennyiség l V V ág V fág 89, , 57 in A egkerülő ágban folyó ennyiséghez kapcsolódó teljesítény a veteség teljesítény: Vág ρ g 1, 6857, Pv 9, 98 W η 0, A veteség iatti költség Ft K Pv τ k 0, , 5 8, 5 h XII. Egy egyhengeres (i=1) dugattyús ivattyú lökettérfogata 1690 c, lökethosa 1 c és becsült voluetrikus hatásfoka 0,95. A állított közeg hőérsékletéhez tartozó telítési gőznyoás Pa, a közeg sűrűsége 0,95 kg/d. 1/

14 Szivattyúk és ventilátorok - ok atározza eg azt a lehetséges (legagasabb) fordulatáot, aivel a gép üzeeltetethető, ha a 80 belső átérőjű ívócső gyakorlatilag egyenesnek tekinthető,,5 hosú és a ívóagasság a lábelep ellenállással együtt se több -nél. ány l/in a ivattyú folyadékállítása? Mekkora a ivattyú teljesítényfogyatása, ha a csonkokon ért nyoások különbsége 1 bar és a echanikai hatásfok 80 %? A ivattyú egy olyan tartályból ív, ahol a folyadék felett 1,1 bar nyoás van. A axiális lehetséges ívóagasság ösefüggését átalakítva p p 1 g b ha g g Ebből eghatározható a gyorsító agasság egengedhető értéke: 5 p p 1 g 1, ha 8,1 g g 0, , A axiális gyorsulás ösefüggéséből ki lehet fejezni a keresett fordulatához tartozó ögsebességet: s d h h a l g dcső g ha 10 8,1 rad 11,7 azaz 11 f/in d 0,19 s h s l 0,1,5 dcső 0,08 Az ösefüggésben a hengerátérőt a lökettérfogatból és a löketből áítottuk ki: Vl 1690 dh 1, 9 c π s π 1 A ivattyú átlagos folyadékállítása: n c V 11 V l v , s A ivattyú csonkjai között ért nyoáskülönbség közvetlenül a ivattyút terhelő állító agasságot adja eg a veteségagassággal együtt. Ebből kiindulva 5 p V P 5,16 kw ,950,8 v XIII. Egy ivattyú egy nyitott tárolóedencéből egy agasan elhelyezett, ugyancsak nyitott tartályba óránként 1 vizet állít. A tervezett csővezeték legagasabban lévő pontja a tárolóedence vízintje felett 9 -el van. atározza eg a ivattyú teljesítény felvételét, ha tudja, hogy a ivattyúhatásfok becsült értéke 60% és a tervezett csővezeték állandója: 0,0 (h / 5 )! 1/

15 Szivattyúk és ventilátorok - ok A teljesítényükséglethez eg kell határozni a állítóagasságot: h Δz B V 9 0,0 1,76 A hanos teljesítény: 1 P h V g, W 600 A teljesítényfelvétel: Ph 1159 Pö 19 W 0,6 XIV. Legfeljebb ekkora ívóagasságot lehet tervezni azon egyhengeres (d h=10 ), egyeres űködésű dugattyús ivattyú esetében, elynek ívóvezetéke legfeljebb 0%-al hosabb, int a indenkori ívóagasság, gyakorlatilag egyenes és függőleges, átérője pedig 50. Vegye figyelebe, hogy a ivattyút hajtó otor fordulatáa 10 f/in, a lökethos 0, a állított víz hőérséklete 60 o C, a felívó üzeód esetén alkalazandó lábelep ellenállása 0,. p p 1 g A ívóagasság lehetséges axiális értéke: ha b g g A vízgőz entalpiadiagrajából vagy táblázatból a telítési gőznyoás: 199, bar A gyorsító agasság: ax. s n 1, d h 0,0 10 1, 10 ha 1,91 60 g d 60 g 50 Mivel nincs adat arról, hogy a ivattyú honnan ív, ezért feltételezzük, hogy p 1 1bar. Így a állítóagasság lehetséges értéke: , 10 ax 1,91 0, ax , 0, ax, 61, 91 XV. ogyan változik az előző ban ereplő ivattyú lehetséges ívóagassága, ha a ivattyú ívócsonkjára egy légüöt telepítünk. Mekkora legyen a légü hanos légtérfogata, ha az egyenlőtlenségi fok 0, lehet? d hl 1865 h A légü hanos légtérfogata a lökettérfogatból áítható ki: V s 0,55 0, liter 15/

16 Szivattyúk és ventilátorok - ok A ívóagasság lehetséges értékének kiáításakor ezúttal a gyorsító agasság helyett a ívócső p p veteségagasságát kell áításba venni: 1 g ax h b. g g Ennek kiáításához előör a ivattyú térfogatáraát kell eghatározni: d n liter V h s 0,68, ezzel a ívócsőben a sebesség: 60 sec V 0,6810 c 0, 6. A 0, 05 π s c 0,6 A ívócső veteségagassága: h 0,0 0, 00 d g 0,05 0 és ezután a ívóagasság: , 10 ax 0,00 0, ax , 0, ax 7, , A légü ükséges atikus légtérfogata: 01, π 0, 55 0, 0 υ A s 0,1865 V 0, liter l δ 0, 0, 95 Ezt a biztonság kedvéért eg kell növelni a rezonanciát adó légtérfogattal, ely abban az esetben, ha a axiális lehetséges ívóagassággal áolunk A pk d p1 g h g Vlr l ρ κ ω l ρ κ ω V lr 0, ,58 0,00 7,5810 g 0,05 9 5, 910 7, , , Vl Vls Vlr 0, 95 0, 09 0, 9717 A légtérfogat tehát legalább liter XVI. Állapítsuk eg, hogy történik-e folyadékolop elakadás az alábbi nyoó vezetékben, ha feltesük, hogy az az előző ban erepelt ivattyú nyoóvezetéke. A nyoóvezeték átérője egegyezik a ívóvezetékével. 16/

17 Szivattyúk és ventilátorok - ok Az ábra erint a ivattyú egy nyitott tartályba állít, így a csővezeték végén a nyoás 1 bar. A nyoócsőben a gyorsító agasság axiális értéke:,8. h () 16,5,8 6, ,5 l () A folyadékolop elakadásának helye a nyoócsőben,8 x 1,5,8 17,5 8 x 1,7 Azaz, a függőleges aka után 1,7 -el bekövetkezik be az elakadás, kigőzölög a folyadék a nyoóüte végén. XVII. Legfeljebb ekkora lehet a ívóagassága annak az egyhengeres és egyeres űködésű dugattyús ivattyúnak, elynek fordulatáa percenként 10? A ivattyú eleg vizet állít, elynek hőérsékletéhez tartozó telítési gőznyoás 5000 Pa. A ívócső gyakorlatilag egyenes és közel függőleges, hosa 0,5 -el nagyobb a ívóagasságnál, átérője 80, ai egegyezik ind a hengerátérővel, ind pedig a lökethosal. A ívóagasság lehetséges axiális értéke, ha külön tartalékot ne tervezünk: po ' h g ha g A gyorsító agasság a egadott paraéterekkel: s 0,08 1,6 ' ha 0,5 0,5 0,5 0,6 g g 17/

18 Szivattyúk és ventilátorok - ok Behelyettesítve a ívóagasság ösefüggésébe: ,5 0,6 10 g 10 g Innen rendezés után a lehetséges axiális ívóagasság,77. XVIII. Mekkora a axiális folyadékállítása annak az axiáldugattyús ivattyúnak, ely hengeres, a hengerek átérője 0, a lökethos axiua 0 és a percenkénti fordulatá 00? A voluetrikus hatásfok becsült értéke 85%. A térfogatára: d n V 0,0 00 s v 0,0 0,85, azaz percenként 1, liter a folyadékállítás. s XIX. Száítsa ki annak a forgólaellás ivattyúnak a hajtásához ükséges villaosotor teljesítényét, elyről a következőket tudja: a furat 15, a forgóré átérője 100, a laellák áa 1, a laellák vaagsága a laellák hosa 50 a percenkénti fordulatá 750. A laellás ivattyú állítóagassága 50. A voluetrikus hatásfok becsült értéke 80%, a echanikai hatások 60%. A térfogatára: D π d π D d n V z s b η 60 V 0,15 0,1 0,15 0,1 1 0,00 0,5 A hajtó villaosotor teljesíténye iniálisan V g 50 1, g P 105,79 0,8 0,6 v v D k π z s b e ηv 60 s W n 0,8 1, s XX. Egy áraláani ivattyú liter vizet állít ásodpercenként. Ebben az üzeállapotban a eghajtó villaos otor felvett teljesíténye,5 kw. 18/

19 Szivattyúk és ventilátorok - ok Mekkora le a teljesítényfelvétel, ha a térfogatáraot fojtással /-ára csökkentjük? Mekkora a fojtásos abályozással keletkező anyagi veteség, havonta, ha a ivattyú a fojtásos üzeállapotban havonta 00 órát üzeel. Tételezzük fel, hogy a ivattyú jelleggörbéje ásodfokú függvénnyel közelíthető és további két pontjának koordinátái (0;9), (0;), a villaosotor-ivattyú együttes hatásfoka 5% és közelítőleg állandónak vehető, a atikus állítóagasság,5, a villaos ára egységköltsége 1 Ft/kWh. Előör elő kell állítani a ivattyú jelleggörbéjét egközelítő egyenletet, elynek forája a( V b) c. A háro állandó eghatározásához a görbe háro pontjának koordinátái ükségesek. Ezek közül kettő adott, a haradiknak közvetlenül csak a térfogatára koordinátája adott, a ásikat a teljesítény iseretében lehet eghatározni P 500 η 0, 5 7, 7 V ρ g a 0 b c a 0 7,7 a b c b c sec l A fenti háro egyenletből az állandók: a= 0, 005 ; b, 8 l s Tehát a ivattyú jelleggörbéjének egyenlete: 0,005 ( V 16,8) 9,1 16 ; c 9, 1. Ezután a csővezeték jelleggörbéjének egyenletét kell eghatározni, elynek forája BV. Behelyettesítve az isert unkapont koordinátáit: 7,7,5 B 0,007 l s A fojtással beállított unkapontban a állító agasságot az eredeti térfogatára / réének egfelelő 16 l/s értéknek a ivattyú jelleggörbéjében történő behelyettesítésével kapjuk eg: B 0,005 (16 16,8) 9,1 9,1. koordinátái, a kívánt térfogatáranak a ivattyú jelleggörbéjének egyenletébe való helyettesítéssel: (16;9,1). A teljesítény felvétel ebben az új unkapontban: B V B g 9, g PB 811 W 0,5 Ugyanezen térfogatárahoz a csővezetéki jelleggörbén tartozó pontban a állítóagasság 0,007 V,5 0, ,8 C 19/

20 Szivattyúk és ventilátorok - ok A fojtásos abályozás veteség-teljesíténye: B c V B g 9,1 5, g Pvet 0,5 A keletkező anyagi veteség: K P v źze teljesíténnyel áolt üzeköltség 7871 Ft/hó,%-a W k 1, Ft hó. Ez a,811 kw XXI. atározzuk eg, hogy ilyen értékre kell csökkenteni az előző ban ereplő ivattyú eredeti, percenkénti 1500-as fordulatáát, hogy a kívánt térfogatára legyen elérhető? A kívánatos unkapont a változatlan csővezetéki jelleggörbén lévő pont, elynek koordinátái (16 (l/s);5,8 ()). Meg kell határozni az ezen a ponton átenő affin parabola és a ivattyú jelleggörbéjének etéspontját. Az affin parabola egyenletében lévő állandó c 5,8 B ap 0,01 V 16 C l s Ezzel az affin parabola egyenlete 0,01V. A ivattyú jelleggörbéjével adódó etéspont a 0,01V 0,005 V 16,8 9, 1 ásodfokú egyenletnek csak egy értelezhető gyöke van, ai 0,99 l/s térfogatára. Az ehhez tartozó állító agasság pedig 9,5. Az affinitási törvények erint n V n V 1500 ahonnan a abályozott fordulatá V 16 f n n V ,99 in Ellenőrzésként ugyanezt a állító agasságokból is eghatározzuk: n n ,5 0,5 5,8 f n n ,5 in A kapott fordulatá az eredetinek ne a kétharada, hane kb. a 76%-a. 0/

21 Szivattyúk és ventilátorok - ok XXII. Egy áraláani ivattyú percenként 5 liter vizet állít. A állító agasság ekkor 18,7. Milyen értékre kell csökkenteni a ivattyú eredeti, percenkénti 10-es fordulatáát, ha azt akarjuk, hogy a térfogatára 80 liter legyen percenként. Tételezze fel, hogy a ivattyú jelleggörbéje az eredeti unkapont közelében egy olyan egyenessel közelíthető eg, elynek iránytangense -0,06 /liter/perc, a csővezetéki jelleggörbe ne változik és a atikus állító agasság 7,8, az affinitási törvények alkalazhatók! Meg kell határoznunk a ivattyú és a csővezeték jelleggörbéjét! 18,7 7,8 A csővezetéké: V 7,8 1,0 10 V cs 7, 8 ha a térfogatára liter/perc 5 A ivattyúé: 0,06 V 18,7 0,06 5 0,06V 9, () Csővezeték Ap Szivattyú 15,89 7, (l/perc) Az állandók indkét esetben liter/perc értékegységben helyettesített térfogatáraokra érvényesek. Ezután eghatározzuk, hogy az eredeti és változatlan csővezetéki jelleggörbén kialakuló új unkaponthoz ilyen állítóagasság tartozik. Behelyettesítve az új térfogatáraot a csővezeték jelleggörbéjének egyenletébe ez 15,89 le. Az origóból kiinduló affin parabola ezen az új unkaponton egy át. Ennek egyenlete:,0710 V ap Már nincs ás hátra, int egkeresni az affin parabola és a közelítő ivattyú jelleggörbe etéspontjának valaelyik koordinátáját. 1/

22 Szivattyúk és ventilátorok - ok,0710 V 0,06V 9, Az egyenletből a epontjából csak egyetlen értelezhető gyököt kapunk, ai kb. 11 liter/perc. Az affinitási törvények erint az ugyanazon affin parabolán lévő pontok között igaz, hogy a térfogatáraok aránya a fordulatáok arányával egyezik eg, tehát 80 ford n , perc Tehát az eredeti érték 90%-ára kell csökkenteni a fordulatáot. Ugyanerre az eredényre juthatunk, ha azt a törvényt alkalazzuk, hogy a állítóagasságok arány a fordulatáok négyzeteinek arányával egyezik eg. XXIII. Vizsgálja eg a XX. ban tárgyalt abályozási probléát, ha azt egkerülő vezetékes abályozással oldja eg! Mekkora le a abályozási veteség. Mivel a főágnál ne avatkozunk be, ezért a abályozás utáni állapot esetében a főág unkapontja a főág jelleggörbéjén van, tehát a főágban a térfogatára 16 l/s, a állítóagasság pedig 5,8. A ivattyú ekkor azt a térfogatáraot állítja ösesen, elyet az előbbi unkaponton átenő vízintes a jelleggörbéjén kiet, hien a egkerülő vezeték leágazásánál a egkerülő vezetékre vonatkozó állítóagasság ugyanez. Tehát 5,8 0,005( V 16,8) 9,1 ahonnan,, V , 8 18,85 16, 8 11,5 16, 8 8, 15 l/s 0, 005 A egkerülő vezetéken át tehát 8,15-16=1,15 liter folyadék áralik át ásodpercenként. Mivel ennek a folyadéknak a állítása ne hanosul ezért az erre fordított teljesítény a veteségteljesítény C V g 5,8 1, g Pvet 1, W ,5 Ft A keletkező anyagi veteség: K Pv źze k 1, ,. Ez a,811 kw hó teljesíténnyel áolt üzeköltség, 7871 Ft/hó,,87 %-a. Tehát a egkerülő vezetékes abályozás ezúttal gazdaságosabb, int a fojtásos abályozás. XXIV. Száítsa ki annak a vizet állító áraláani ivattyúnak az öeljesítényét, eléleti állítóagasságát, voluetrikus, echanikai és hidraulikai hatásfokát, elynek térfogatáraa 5 d /s, állító agassága 0, voluetrikus vetesége 1,8 d /s, hidraulikai vetesége és echanikai teljesítényvetesége 0, kw.! /

23 Szivattyúk és ventilátorok - ok Az eléleti állító agasság a tényleges érték és a egadott hidraulikai veteség ösege, azaz. A hidraulikai hatások a tényleges és az eléleti állító agasság közötti ösefüggé fejezi ki: 0 0,869 h e 0 A voluetrikus hatásfok a járókerék által állított tényleges folyadék ennyiségét és a ivattyú állítóteljesítényét hasonlítja öse: V V 5 v 0,9 V V V 5 1,8 h e r A echanikai hatásfok a ivattyú tengelyének hajtására felhanált teljesítény és az ún. belső teljesítény vionyáa. Ez utóbbi tehát az öses teljesíténynek az a rée, ai a echanikai veteséget ne vei figyelebe, tehát Ph V g g Pb 6167 W h v h v 0,8960,9 Pb ,965 Pb Pv Az öeljesítény a belső teljesítény és a echanikai veteség ösege, azaz 687 W. Végezetül a ivattyú öshatásfoka a háro kiáított hatásfok orzata, azaz 0,78. XXV. Egy ivattyú járókerék idealizált jelleggörbéjének egyenlete V e e. A járókerék külső átérője 50, kilépő élessége 1. atározza eg a kilépő lapátög értékét! A járókerékre a folyadék perdület entesen érkezik! A járókerék kerületi sebessége: u e g ,1 s Ezzel a fordulatá u 8,1 rad 0,8, azaz a fordulatá kb. 911 f/in. r 0,15 s A axiális eléleti térfogatára esetén a állító agasság éppen zérus, azaz a jelleggörbéből: V 15 e ax 0, s Másfelől ez a térfogatára a járókerék geoetriai éreteivel V e ax u d b tg, ahonnan V eax 0,09 o arctg arctg 1, u d b 8,1 0,5 0,01 /

24 Szivattyúk és ventilátorok - ok XXVI. Egy ivattyú 8 -es atikus állítóagasság ellett az (500 l/in;19 ) értékekkel jellezett unkapontban üzeel. Fojtásos abályozással a ivattyú unkapontját a (50 l/in; 1 ) értékekkel jellezett új unkapontba visük át. atározza eg a abályozási veteség nagyságát kw-ban és az éves költségvonzatot, ha tudja, hogy a ivattyú abályozott üzeben évente 1000 órát üzeel és a villaos energia egységköltsége Ft/kWh! Meg kell határoznunk, hogy változatlan csővezetéki jelleggörbe esetén a 50 liter/in térfogatárahoz ilyen állítóagasság tartozna, ivel ez a eghatározója a abályozási veteségnek. h A csővezetéki jelleggörbe állandója: B,10 V 500 liter perc 5 A 50 liter/in-hez tartozó veteségagasság: h BV, ,9 A állítóagasság a változatlan csővezetéki jelleggörbén: h 8 5,9 1,9 in A abályozási veteség: P v g V 11, ,9 W in A többletköltség a fojtásos abályozás iatt, évente Ft K tüze Pv k , 9768 év XXVII. Egy ivattyú névleges állító agassága 1,5, névleges térfogatáraa 88 d /in és fordulatáa 10 f/in. Milyen alapvető tulajdonságai vannak a ivattyúnak a névleges térfogatáranál kisebb térfogatáraok esetén a teljesítény, a hatásfok és a állító agasság tekintetében? Meg kell határoznunk a ivattyú jellező fordulatáát: n n V q 10 1, Egy kis jellező fordulatáú járókerékről van ó. A folyadék radiálisan érkezik a lapátozásra és radiálisan távozik. A névlegesnél kisebb folyadékállítás esetén a állítóagasság alig le nagyobb a névlegesnél. A hatásfok csökken, de a csökkenés értéke csak nagyobb térfogatára-csökkenésnél le jelentős. A ivattyú teljesítényfelvétele a térfogatára csökkenésével intén csökken. XXVIII. Egy áraláani ivattyú járókerékének külső átérője 8 c, kilépő élessége 5,6 c, a járókerék lapátozásának kilépő érintője a kerületi érintővel 0 fokos öget zár be, fordulatáa 70 f/in. /

25 Szivattyúk és ventilátorok - ok atározza eg a járókerék eléleti jelleggörbéjének egyenletét. Tételezze fel, hogy a járókerék végtelen sűrű lapátozású és ne kell áolni seiféle veteséggel. A járókerék jelleggörbéje végtelen sűrű lapátozás és veteségentes esetben egy egyenes. Az eléleti végtelen állítóagasság axiua csak a kerületi sebességtől függ, ha a belépés perdület entes d 0,8 70 u 1, 9,55 s u 1, e 0,5 g g A térfogatára eléleti axiua akkor adódik, aikor az eléleti végtelen állító agasság zérus u V e u g g d b tg Innen pedig a keresett eléleti axiu V o u d b tg tg e ax 1, 0,8 0, ,80 s Az eléleti jelleggörbe egyenlete pedig e V 0,5 5, 586 XXIX. Egy áraláani ivattyú éretezési pontjában a állító agasság 1,5, a térfogatára 96 l/s, a hatásfok 6,5%. A járókerék külső átérője 8 c, kilépő élessége 0 és fordulatáa 10 f/in. atározza eg a kilépő sebességi hároög valóínű alakját, ha feltételezheti a következőket: voluetrikus hatásfok 80% echanikai hatásfok 95% perdület apadási tényező 0,8 A tervezési pontban az eléleti végtelen állító agasság: 1,5 1,5 e 19 0,65 h 0,8 0,8 0,8157 0,8 0,95 Az eléleti végtelen állító agasság axiua e ax u g 0,8 10 9,55 g 1,11 g,56 Figyeleel arra, hogy az adott 96 l/s térfogatára a voluetrikus hatásfok iatt eléletileg 96/08=10 l/s-nak felel eg, felírható az eléleti jelleggörbe egyenlete, aiből az eléletileg lehetséges legnagyobb térfogatára kiáítható:,56 19 e V V,56,56 0, /

26 Szivattyúk és ventilátorok - ok,56 l V e ax 09, 0,1 s Mivel ez a térfogatára a járókerék geoetriai éreteivel és a fordulatáal egyértelű ösefüggésben van kiáítható a kilépő lapátög értéke: V e ax 09, 10 o arctg arctg 0, 59 u d b 1,11 0,8 0,0 A éretezési pontban adott térfogatára lehetővé tei a kilépő eridián sebesség kiáítását V 9610 c,57 v d b 0,8 0,8 0,0 s e g 19 g c u 9 u 1,11 s u cu 1,11 9 w 1,9 cos cos 0,59 s c cu c 9,57 10,08 s c =10,08 /s w =1,9 /s c =,57 /s β =0,59 o c u =9 /s u =1,11 /s XXX. Egy vizet állító áraláani ivattyú jelleggörbéje a 15 6 /h térfogatára tartoányban értelezett. Ezen térfogatáraokhoz tartozó állítóagasság értékek, rendre, ill. 11. atározza eg, hogy ilyen két élső érték között fog változni a ivattyú járókerék hanos teljesíténye, ha az eredeti 880 ford/in fordulatáot a felére csökkentjük! A egoldásához az affinitási törvényt kell felhanálni. A fordulatá felére csökkentésével a legkisebb és a legnagyobb térfogatára egfeleződik, az ezekhez tartozó állítóagasságok pedig az eredeti értékek negyedére csökkennek. Tehát az új fordulatáon a jelleggörbe két élső pontjának koordinátái: (7,5 /h;5,75 ) ill. (1 /h;,75 ) Ezekkel az értékekkel a teljesítény iniua 119,8 W, axiua pedig 6,8 W. XXXI. Egy ivattyú járókerékhez geoetriailag tökéletesen hasonló, annál 1,-er nagyobb külső átérőjű járókereket kéítünk. atározzuk eg, hogy hányor le várhatóan nagyobb az új járókerék norálpontjában a térfogatára és a állítóagasság, ha a fordulatáot azonos értéken tartjuk! 6/

27 Szivattyúk és ventilátorok - ok Tekintettel arra, hogy a járókerék térfogatáraa a lineáris éretek haradik hatványával arányos, így az új járókerék norálpontjában a térfogatára várhatóan 1,, azaz kb.,-er le nagyobb az eredeti értéknél. Mivel a jellező fordulatá és a tényleges fordulatá is azonos, írható, hogy V 1 ahonnan x 1, 1,7 1 1, V x XXXII. Egy ivattyú járókerék norálpontjának paraéterei a következők: 7,5 /h; 6. atározzuk eg a ivattyú járókerékhez geoetriailag tökéletesen hasonló, annál 1,6-er nagyobb külső átérőjű járókerék norálpontjában történő üzeeltetés során a felvett teljesítény nagyságát, ha feltesük, hogy a hatásfok 61 %, és a fordulatá %-al csökken. Tekintettel arra, hogy a járókerék térfogatáraa a lineáris éretek haradik hatványával arányos, így az új járókerék norálpontjában a térfogatára várhatóan 1,6, azaz kb.,096-or le nagyobb az eredeti értéknél. A állítóagasság a lineáris éret ásodik hatványával arányos, azaz az új norálpontban,56-or le nagyobb. Az új járókerék norálpontjában, az eredetivel egegyező fordulatá esetén tehát a koordináták: 11, 6 /h; 9,16. A fordulatá csökkentése esetén a norálpont eléletileg a egfelelő affin parabolán ozdul el, azaz a térfogatára az előbb eghatározottnak 78 %-a le, tehát 87,86 /h, a állítóagasság pedig kb. 56,1 le. A keresett teljesítény: Ph V g 56,1 87,8610 Pö 600 0,61 g 5 W 7/

28 Szivattyúk és ventilátorok - ok VENTILÁTOROK XXXIII. Mekkora teljesítény ükséges annak a ventilátornak a hajtásához, ely egy olyan zárt térbe állít levegőt, ahol a nyoás 16 v.o. el nagyobb a környezeti nyoásnál? A ventilátor 600x600 éretű nyoócsövében a levegő sebessége 16 /sec. A ívó- és a nyoócső hosát tekintse elhanyagolhatónak! A levegő sűrűsége kb. 1, kg/, a ventilátor öshatásfoka 60%. A helyiségben uralkodó túlnyoás a ventilátor atikus nyoáskülönbsége. A ventilátor nyoócsövében isert a sebesség, ely a dinaikus nyoás kiáítását tei lehetővé: c 16 p din 1, 15,6 Pa Így az ösnyoás-növekedés: p p p 16*1015,6 1,6 Pa Figyele: ne feledjük, hogy 1 v.o. = 10 Pa. ö din A ventilátor teljesítényükségletének kiáításához ükségünk van a térfogatárara: V a b c 0,60,616 5,76 s V pö 5,761,6 Így a teljesítényükséglet: Pvent 010W kw 0,6 vent XXXIV. Egy ventilátor ívócsövében a depresió v.o.. A ventilátor nyoócsövében az ösnyoás a környezeti nyoásnál 5,81 v.o.-el nagyobb. atározzuk eg a ventilátor teljesítényfelvételét, ha a hatásfok kb. 65%, a ívócső 800 átérőjű és a nyoócső 1000x1000 -es! A levegő sűrűsége legyen 1,15 kg/. Mekkora a túlnyoás értéke a ellőztetett térben? A ívócsőben a depresió a levegő sebességével áítható dinaikus nyoás értékével egyezik eg, tehát a ívócsőben uralkodó sebesség áítható ki: c p1 10 din 1 lev 1,15 0 s A nyoócsőben az áralási sebesség a kontinuitás törvénye segítségével áítható ki: 0,8 c A c 10,05 A 11 s Ezzel a dinaikus nyoás a nyoócsőben: c 10,05 p din 1,15 58,08 Pa 8/

29 Szivattyúk és ventilátorok - ok Tekintettel arra, hogy ez éppen egegyezik a túlnyoás értékével, így kiegyenlített ellőztetésről van ó, hien abban a térben, ahová a ventilátor levegőt állít a nyoás gyakorlatilag éppen egyenlő a környezeti nyoással. Az ösnyoás-növekedés ilyen esetben éppen a p din nyoással egyezik eg, hien a atikus nyoásnövekedés zérus. pö V 58,0810,05 A teljesítényükséglet: Pvent 898W 0,65 vent XXXV. Egy centrifugál ventilátor adatai a következők: a járókerék kilépő kerületi sebessége: 0 /s a fordulatá: 880 f/in a lapát áttételi á: 0,7 a perdület apadási tényező: 0,8 a hidraulikai hatásfok: 0,85 A csatlakozó csővezeték adatai a következők: ax. áralási sebesség: 5 /s atikus nyoáskülönbség:, v.o. a teljes hos: 5 a erelvények ellenállás tényezőinek ösege: 5 a levegő kineatikai vikozitása:, /s a levegő sűrűsége: 0,96 kg/ atározza eg a ventilátorhoz csatlakozó derékögű légcsatorna keretetetének függőleges éretét, ha a élessége 0 c! Perdület entes belépés esetén az eléleti végtelen állító agasság: cu u u 0,7 0 e 6 g g g Az ösefüggésben ξ az ún. lapát áttételi á (röviden áttételi á), ely a kilépő sebességi hároögben egutatja, hogy a kilépő abolút sebesség a kilépő kerületi sebességnek hányad rée. Figyeleel a hidraulikai hatásfokra és a perdület apadási tényezőre 0,80,856 h e Ebből az ösnyoás-növekedés: Δp ö g 18Pa A csővezetékben érvényes sebességből kiáítható a nyoásveteség. Ehhez azonban előbb eg kell határozni a csővezetékre jellező csősúrlódási tényezőt. c d Az áralásra jellező Reynolds-á: Re Mivel az átérő ne isert ezért a csősúrlódási tényező konkrét értéke ne határozható eg, csak az átérő függvényében fejezhető ki: 9/

30 Szivattyúk és ventilátorok - ok 0,16 0,16 Re 0,5 d e c Az ösefüggés felírásánál feltételeztük, hogy a csővezeték hidraulikailag sia és így a Blasiusösefüggés hanálható. Ezt később le kell ellenőriznünk! 0,16 l c c c Δp 1 c l 1 1,5 d e d e A nyoásveteség és a kilépési veteség ösege éppen egyenlő kell legyen az ösnyoásnövekedésből a atikus nyoásnövekedés levonása után egaradt résel. A atikus nyoásnövekedés: Δp g, g 0,16 Δ p p 18 ö p d 5,1 Δ p , 5 d e 1 1,5 Pa, ,5 e 5,1 d e 0, Mivel az egyenértékű átérő a egadott élességi éretekkel: A 0, d e 0,77 K 0, Ebből a légcsatorna keresett agassági érete kb. 1, c ,96 XXXVI. Egy zárt térben a nyoás 55 Pa-al kisebb, int a környezeti nyoás. A zárt térből levegőt elívó ventilátoron végzett érések erint ekkor az ösnyoás-növekedés Pa, a eghajtó villaos otor teljesítényfelvétele 1,85 kw. atározzuk eg a ventilátorból és a otorból álló gépcsoport eredő hatásfokát és a ventilátor által óránként állított levegő térfogatát, ha tudjuk, hogy a ventilátor kilépő keretetete 80x80 bel éretű! A levegő sűrűsége kb. 1,1 kg/. A egadott Pa-ból levonva a depresió értékét egkapjuk a ventilátor nyoócsonkjában érvényes dinaikus nyoás értékét: p p p Pa d ö A dinaikus nyoás ösefüggéséből kiáítható a nyoócsonkban uralkodó átlagos sebesség: 0/

31 Szivattyúk és ventilátorok - ok pd 69 c 1,9 1,1 s Mivel iserjük a kilépő-keretetetet, a térfogatára: V c A 1,9 0,8 0,8,17 s azaz 111 /h. A ventilátor-otor gépcsoport hanos teljesíténye az ösnyoás-növekedésből és a térfogatáraból áítható ki és bizonyára kisebb, int az öses felvett teljesítény. A kettő hányadosa a keresett eredő hatásfok: Ph V pö,17 0,55 P 1,8510 ö Pö Tehát az eredő hatásfok 55%. XXXVII. Egy ventilátor ívócsonkjának belső átérője 00, nyoócsonkjának bel érete pedig 150x50. A ventilátor ívócsonkjában a depresió 75 Pa. atározzuk eg a ventilátor hanos teljesítényét, ha tudjuk, hogy az 6 Pa túlnyoással valósítja eg a ellőzteté! A levegő sűrűsége 1,1 kg/. A ívócsőben a depresió és a ívócső éretének iseretében kiáítható a ívócsőben uralkodó átlagos sebesség: p1 d 75 c1 11,1 1,1 s A térfogatára ezzel: V 0, c A ,1 0,5 s Az ösnyoás-növekedéshez ki kell áítani a nyoócsőben uralkodó dinaikus nyoá, elyhez előbb az itt érvényes átlagos sebességre van ükségünk: V 0,5 c 9, A 0,150,5 s aivel a dinaikus nyoás c 9, p d 1,1 5 Pa Az ösnyoás-növekedés pedig: p p p Pa ö d Ezzel pedig a hanos teljesítény: P p V 890,5 1 W h ö 1/

32 Szivattyúk és ventilátorok - ok XXXVIII. Egy ventilátor két olyan helyiség között állít levegőt, elyekben a nyoás azonos. A levegő térfogatáraa percenként 100. A ventilátor nyoócsonkja 00x00 belső éretű. Mekkora a ventilátor teljesítényükséglete, ha a becsült hatásfoka 56%? A levegő sűrűsége 1,05 kg/. A két helyiség azonos nyoása iatt az ösnyoás-növekedés éppen a nyoócsőben jelentkező dinaikus nyoással egyenlő. Ki kell tehát előbb áítanunk a nyoócsőben uralkodó átlagos áralási sebességet: V 100 c 10, A 600, 0, s Aivel az ösnyoás-növekedés: c 10, pö pd 1,05 Pa A ventilátor teljesítényükséglete: Ph pö V 56,8 100 Pö 169 W 600,56 XXXIX. Mekkora teljesítény ükséges annak a ventilátornak a hajtáshoz, ely egy olyan helyiségbe állít levegőt, ahol a nyoás 16 v.o.-el nagyobb a környezetinél? A ventilátor 600x600 éretű nyoócsövében a levegő sebessége 16 /sec. A ívó- és a nyoócső hosát tekintse elhanyagolhatónak! A levegő sűrűsége kb. 1, kg/, a ventilátor öshatásfoka 60%. A helyiségben uralkodó túlnyoás a ventilátor atikus nyoáskülönbsége. A ventilátor nyoócsövében isert a sebesség, ely a dinaikus nyoás kiáítását tei lehetővé: c 16 p din 1, 15,6 Pa Így az ösnyoás-növekedés: p p p ,6 1,6 Pa ö din Figyele: ne feledjük, hogy 1 v.o. az 1 agas vízolop nyoásával egyenértékű nyoás, tehát h g g 10 Pa. A ventilátor teljesítényükségletének kiáításához ükségünk van a térfogatárara: V a b c 0,6 0,6 16 5,76 s V pö 5,761,6 Így a teljesítényükséglet: Pö 010W kw 0,6 vent /