Sugárszivattyú H 1. h 3. sugárszivattyú. Q 3 h 2. A sugárszivattyú hatásfoka a hasznos és a bevezetett hidraulikai teljesítmény hányadosa..

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Sugárszivattyú H 1. h 3. sugárszivattyú. Q 3 h 2. A sugárszivattyú hatásfoka a hasznos és a bevezetett hidraulikai teljesítmény hányadosa.."

Klaudia Kisné
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Suárszivattyú suárszivattyúk működési elve ey nay eneriájú rimer folyadéksuár és ey kis eneriájú szekunder folyadéksuár imulzusseréje az ún. keverőtérben. rimer és szekunderköze lehet azonos vay eltérő összenyomható vay összenyomhatatlan. z alábbiakban sak azonos sűrűséű összenyomhatatlan folyadékokkal (sefolyós köze vay áz kis nyomásváltozás mellett) dolozó suárszivattyúkról lesz szó. rimer folyadéksuár eneriáját általában szivattyúval komresszorral hozzák létre. szekunder folyadéksuár általában ey tartályból jut be a suárszivattyúba sővezetéken keresztül. kevert folyadéksuár általában ey tartályba jut szintén sővezetéken át. szivattyú eneretikaila helyettesíthető ey tartállyal amiben a folyadékszint eleendően maas és amit ső köt össze a suárszivattyúval. Ennek mefelelően tekintsük az eneretikai vizsálat éljára szerkesztett alábbi ábra elrendezését és jelöléseit: h h 3 suárszivattyú 3 h suárszivattyú hatásfoka a hasznos és a bevezetett hidraulikai teljesítmény hányadosa. Ph. () P be z ábra jelöléseivel a hasznos hidraulikai teljesítmény a térfoatáramú rimer folyadék enerianövelése: P h bevezetett hidraulikai teljesítmény a térfoatáramú szekunder folyadék eneriasökkenése: P be Tehát úy tekintjük a suárszivattyú működését mint ami a rimer és a szekunder folyadékot eymástól füetlenül alasonyabb szintre leereszti ill. maasabb szintre felemeli. hatásfok a ravitáiós yorsulással és az azonos sűrűséel eyszerűsítve. ()

z alábbiakban sak azonos sűrűséű összenyomhatatlan folyadékokkal (sefolyós köze vay áz kis nyomásváltozás mellett) dolozó suárszivattyúkról lesz szó.

2 z eneretikai vizsálat után rátérünk az áramlástehnikai leírásra. Ehhez tekintsük az alábbi ábrán merajzolt suárszivattyú metszetet rimer fúvóka 3 3 keverőtér diffúzor szekunder fúvóka következő feltételeket tesszük: a folyadékok sűrűsée azonos és állandó a sebessé ey-ey keresztmetszetben állandó a nyomás a keverőtérbe való beléésnél állandó a keverőtér véén a rimer és a szekunder suár sebessékülönbsée kieyenlítődött áramlási vesztesé sak a satlakozó sövekben és a diffúzorban keletkezik az áramlás staionárius eometriai feltétel: + =. (3) suárszivattyú működését leíró eyenletek fentiek alaján a kontinuitási eyenlet azaz a térfoatáram állandósáa vesztesées Bernoulli-eyenlet a szekunder suár szívósövére a rimersuár nyomósövére a közös diffúzort is tartalmazó szállítósőre és imulzustétel a keverőtérre. z eyenletek sorjában: Kontinuitás: ; ;. (4) 3 ; ; Vesztesées Bernoulli-eyenlet a rimer suár nyomósövére: 0 h. (5) Vesztesées Bernoulli-eyenlet a szekunder suár szívósövére: 0 h. (6) Vesztesées Bernoulli-eyenlet a szállító sőre: 0 h3 3 D 3 0 h3 3 szs (7) ahol szs jelöli a kiléési vesztesé diffúzor vesztesé és a szállítósőbeli áramlási vesztesé eyüttes vesztesétényezőjét. Imulzus tétel a keverőtérre:. (8)

ey-ey keresztmetszetben állandó a nyomás a keverőtérbe való beléésnél állandó a keverőtér véén a rimer és a szekunder suár sebessékülönbsée kieyenlítődött áramlási vesztesé sak a satlakozó sövekben

3 fenti eyenletrendszer a korábban tett elhanyaolások mellett leírja a suárszivattyú működését. Vízsuárszivattyú tervezése a élunk a tervezés akkor első léésként további elhanyaolást teszünk az (5) (7) eyenletekben az összes vesztesétényezőt zérussal tesszük eyenlővé azaz súrlódásmentes állaotot tekintünk és a szállítóső véi kiléési veszteséet is elhanyaoljuk. Ezt követően az (5) eyenletből vonjuk ki a (6) eyenletet és veyük fiyelembe (ld. az általános elrendezési vázlatot) hoy h + h éen a + vízszintkülönbséel azonos. Ekkor írhatjuk hoy h h. (9) Most vonjuk ki a (6)-ból a (7) eyenletet uyansak a vázlat szerint h 3 + h =. Ezzel. jobb oldal második taja a (8) eyenletben is előfordul onnan kifejezve és szel osztva: amit az előző eyenletbe behelyettesítve azt kajuk hoy. (0) Osszuk el a (9) eyenletet a (0) eyenlettel:. () Ezek után vezessünk be két dimenzió nélküli jellemzőt ey sebessé-viszonyt és ey keresztmetszet-viszonyt. sebesé-viszony:. () keresztmetszet-viszony:. (3) Íy a tett eometriai mekötést is fiyelembe véve: nyilván továbbá. (4) asonlóan a kontinuitást fiyelembe véve. (5)

állaotot tekintünk és a szállítóső véi kiléési veszteséet is elhanyaoljuk. Ezt követően az (5) eyenletből vonjuk ki a (6) eyenletet és veyük fiyelembe (ld.

4 Ezek felhasználásával a () kélet átalakítható a jobb oldalon a számlálót is a nevezőt is -tel osztva: ami némi számolás után véül az alábbi alakban írható:. (6) Ebből a kéletből látszik hoy milyen szűk a vízsuárszivattyú alkalmazási tartománya. γ sebessé-viszony 0 és között változhat. a γ = 0 akkor a szekunder suár sebessée zérus azaz nem szállít a vízsuárszivattyú. a γ = akkor a szekunder suár sebessée meeyezik a rimer suár sebesséével a két suár között nem történik imulzussere tehát nins többé szó vízsuárszivattyúról. (6) kélet bal oldalán álló kifejezés értéke is 0 és között változhat = 0 esetén a szekunder suár hasznos hidraulikai teljesítménye és íy a hatásfok zérus. a a bal oldal értéke akkor = 0 azaz a bevezetett hidraulikai teljesítmény zérus a bevezető ábra szerint a két maasan lévő tartály vízszintje azonos ekkor mindkét tartály a suárszivattyún keresztül ürülne. Ábrázoljuk a (6) kélet rafikonját az α változó füvényében különféle γ araméterértékek mellett leyen rendre γ = 0; 05 ;. + γ=0 05 α Valóban könnyen belátható hoy γ = 0 esetén 4 / 3 ha 0 ha 05. ha z ábrából az is látszik hoy milyen szűk a vízsuárszivattyú működési tartománya ey adott fajlaos szállítómaassá iény esetén az α fajlaos keresztmetszet viszony viszonyla szűk tartományban változhat sak.

a γ = 0 akkor a szekunder suár sebessée zérus azaz nem szállít a vízsuárszivattyú.

5 Vizsáljuk me befejezésül hoy hoyan változik a () kélettel definiált hatásfok. elyettesítsük be a hatásfok kéletébe az α és γ változókat. némi átalakítás után a második törtből az első tört reiroka kiemelhető és azt kajuk hoy amiből behelyettesítés után azonnal látszik hoy (7) η(γ = 0) = 0 és η(γ =) =. (8) (7) kélet alaján belátható hoy γ rözített értéke esetén α növelésével a hatásfok nő a változás azonban nay γ értékeknél jelentéktelen éldául γ = 07 sebesséviszony esetén az ideális vízsuárszivattyú hatásfoka az α keresztmetszetviszony teljes tartományában nayobb mint η = 08. Természetesen a sősúrlódási vesztesé fiyelembe vétele esetén a hatásfok erősen sökken. Példa 0 bar abszolút nyomású térből léköri nyomású térbe l/s vizet kell kiszivattyúzni vízsuárszivattyúval lealább 80 % hidraulikai hatásfok mellett. Mehatározandók a suárszivattyú fő méretei. 0 bar abszolút nyomású tér h = 8 m szívómaassának felel me. léköri nyomású (0 bar abszolút nyomású) tér h 3 = 0 m maassának felel me. bevezető ábra szerint tehát írhatjuk hoy = h + h 3 = = 8 m. Mint láttuk γ = 07 esetén már bármilyen α-nál eléri a hatásfok a kívánt értéket. hatásfok definíiója szerint kontinuitásból valamint a () és (4) kéletekből Íy Ezzel számítható + és abból

(8) (7) kélet alaján belátható hoy γ rözített értéke esetén α növelésével a hatásfok nő a változás azonban nay γ értékeknél jelentéktelen éldául γ = 07 sebesséviszony esetén az ideális

6 (*) (6) kélet szerint edi. Rajzoljuk be a fenti ábrába a (*) kifejezés rafikonját uyansak a γ = 0; 05; araméterértékekre. Mí az első és az utolsó örbe árnak nins metszésontja addi éldául a γ = 05 értékű örbék metszik eymást és az α keresztmetszetviszony kiolvasható. Meválasztva a sebessé és a keresztmetszetviszonyt kiadódnak a fő méretek majd az áramlási veszteséek számíthatók azokból edi a ténylees hatásfok besülhető.

Mí az első és az utolsó örbe árnak nins metszésontja addi éldául a γ = 05 értékű örbék metszik eymást és az

Hasonló dokumentumok

Fizika 1X, pótzh (2010/11 őszi félév) Teszt

Fizika 1X, pótzh (2010/11 őszi félév) Teszt Fizika X, pótzh (00/ őszi félév) Teszt A sebessé abszolút értékének időszerinti interálja meadja az elmozdulást. H Az átlayorsulás a sebesséváltozás és az eltelt idő hányadosa. I 3 A harmonikus rező mozást