MISKOLCI EGYETEM Gépészmérnöki és Informatikai Kar Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszéke

Átírás

1 MISKOLCI EGYETEM Gépészmérnöki és Informatikai Kar Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszéke GÁZNEMŰ KÖZEGET SZÁLLÍTÓ ÁRAMLÁSTECHNIKAI GÉPEK VIZSGÁLATA ÉS MÉRÉSE SZAKDOLGOZAT Energetikai mérnök szak, gépészeti szakirány Készítette: SESZTÁK OTTÓ BENCE Neptun kód: IYQGR5 Miskolc Egyetemváros 2016

2 I. ÖSSZEFOGLALÁS Szakdolgozatom célja az volt, hogy különböző gáznemű közeget szállító áramlástechnikai gépeket vizsgáljak meg. Ezek az áramlástechnikai gépek turbó fúvók voltak. Vizsgálataim során segítségemre szolgált egy mérőberendezés, amely az Áramlás és Hőtechnikai Gépek Tanszékének C/2.-es műhelycsarnokában található. A mérőberendezés segítségével tudtam meghatározni a szakdolgozatomhoz szükséges mérési adatokat. Dolgozatomat először az áramlás- és hőtechnikai gépek bemutatásával, csoportosításával kezdem. Bemutatom a szállított közeget, majd az ezt szállító berendezéseket és ezeknek a felhasználási területeit. Ismertetem az aggregát fogalmát, majd szemléltetem ezeknek az általános felépítését és működési elvét. Kiemelten ismertetem a ventilátort, mint gázt szállító gépet. Vázolom az axiális, radiális szerkezetek tulajdonságait és különbségeit. Röviden leírom a különböző festékszórók és porszívók szerkezeti felépítését és működési elvét, amelyeket képekkel szemléltetek. Továbbá szó lesz a mérésem elrendezéséről és az ehhez felhasznált mérőberendezésekről. Ábrázolom a mért fúvók jelleghelyes energiadiagramjait a jellemző metszékek feltüntetésével. A számítási részben az áramlástani összefüggéseket felhasználva kiszámolom a mérésemhez nélkülözhetetlen értékeket. Ezeket az értékeket ismerve szerkesztem meg a különböző kagylódiagramokat, illetve osztályozom ezeket hatásfok tartományok szerint. Tovább meghatározok különféle jelleggörbéket. Összehasonlítom a gépeket energetikai, gazdasági, illetve környezetvédelmi szempontokból. Zárásként feltüntetem a függelékben a mért eredményeimet és egy rövid összegzésben fejtem ki tapasztalataimat. II

3 II. SUMMMARY The main purpose of my thesis was to observe and study fluid machinery engines which transport air. These fluid machinery engines were turbo blowers. During my researches, I was allowed to use a special measuring equipment which can be found at Áramlás és Hőtechnikai Gépek Department s C/2 workshop. With the help of this equipment I was able to define the datas which I needed for my thesis. I started my dissertation with the description and classification of the fluid and thermotechnical engines. I introduced the transported air, then the transporting equipments, even the application areas of these. I explained the word aggregate, then I described the general structure and the basic working principles of these. I particulary introduced the fan, as the transporting machine of the air. I explained the axial, radial, and then the cross-flow machineries features and differences. I shortly defined different kind of paint spraying equipments and vacuum cleaners structures and working principles, which I illustrated with several pictures. Moreover, the organization of my measurement and the applied installation can be found in my thesis as well. I described the measured fans energical diagrams with the intercepts of these. In the calculation part, with the help of the coherences of hydrodynamics I calculated the inevitable results. Knowing these results made me able to creat the shell-charts, then I rated them paying attention to their efficiency range. I compered the engines from the energetical, economical and environmental angles. Finally, my results can be found in the attechments, and I express my experiences in a short summery. III

4 Tartalomjegyzék 1. Jelölések és indexek Irodalomkutatás Áramlás- és hőtechnikai gépek A szállított közeg Levegőt szállító berendezések Vákuumszivattyúk Kompresszorok Fúvók Ventilátorok Az aggregát Fúvó ház Fúvó járókerék Villanymotor Ventilátor Turbó fúvók a háztartásban Porszívó Festékszóró A mérési rendszer struktúrája A mérőberendezés A mérésnél használt műszerek Mérésnél használt aggregátok Mérés során kapott eredmények Felkészülés a mérés elvégzésére Mérés menete Mért és átszámolt adatok Térfogatáram számítása

5 5.3.2 Hasznos teljesítmény számítása Hatásfok számítása Fordulatszám számítása Térfogatáram átszámítása Nyomás átszámítás Hasznos teljesítmény átszámítása Hatásfok-kagylódiagramok szerkesztése Szerkesztés menete A hatásfok-kagylódiagramok Jelleggörbék és jelleghelyes energiadiagram Teljesítmény változása a térfogatáram függvényébe Villamos teljesítmény változása a térfogatáram függvényében Kilépő közeg hőmérsékletének változása a térfogatáram függvényében Gépek összehasonlítása különböző szempontok szerint Energetikai szempont Gazdaságossági szempont Környezeti szempont Összegzés Köszönetnyilvánítás Irodalomjegyzék Mellékletek

6 1. JELÖLÉSEK ÉS INDEXEK Jelölések: A [m 2 ] keresztmetszet D [m] átmérő c [m/s] sebesség η [%] hatásfok g [m/s 2 ] nehézségi gyorsulás p [Pa] nyomás P [W] teljesítmény Q [m 3 /s] térfogatáram t [ C] hőmérséklet v [m/s] sebesség [kg/m 3 ] sűrűség m [kg/s] tömegáram I [A] áramerősség Indexek: 1 szivó oldalra vonatkozó jelölés 2 nyomó oldalra vonatkozó jelölés vill be ki körny st d h villamos belépő kilépő környezeti statikus dinamikus hasznos 3

7 2. IRODALOMKUTATÁS A szakdolgozatomhoz szükséges irodalmi kutatásom fő célja, hogy az áramlás és hőtechnikai gépekről, azon belül is a ventilátorokról egy bővebb, általános szakmai jellemzést leírjak. Ennek segítségével a méréseimhez elengedhetetlen képletek megértéséhez szükséges elméletek bemutatom. 2.1 Áramlás- és hőtechnikai gépek Gépről akkor beszélünk, ha az munkavégzésre, vagy energia átalakításra képes, és működése mechanikus. Áramlás- és hőtechnikai gép képes a szállított közeg energiatartalmának megváltoztatására. Ezek a gépek az ipari termelésnek szinte elengedhetetlen eszköze. A hőtechnikai (HG) gépek olyan gépek, amelyek hőenergiát alakítanak át mechanikai munkává. Más néven ezeket kalorikus gépeknek is nevezzük. Ezek a gépek működésük során termodinamikai körfolyamatokat hoznak létre. Általában az előállított körfolyamatokról kapják a gépek a nevüket. Magas hőmérsékletet vesznek fel, majd ezt alakítják át mechanikai munkává. Majd a maradék hőt leadja egy alacsonyabb hőmérsékletű hőnyelőnek. Az áramlástechnikai gépeknél (AG) nem lényeges a hőáramlás, a mechanikai energiatartalom változása a döntő. E gépekben a közös a jellemző a járókerék, amelynek lapátjai között történik megszakítás nélkül a közeg áramlása[1]. Működési elvük szerint megkülönböztetünk: Volumetrikus gépeket Turbógépeket E két csoporton belül is energiaváltozás irányai szerint kétféle gépet különböztetünk meg: Erőgép (EG): Ha a szállított közeg energiája csökken és ezzel mechanikai energiát nyerünk, akkor erőgépről beszélünk. Munkagép (MG): Ha a mechanikai energia által nő a szállított közeg energiája, akkor munkagépről beszélünk. 4

8 2.2 A szállított közeg A méréseim elvégzése során a szállított közeg a levegő volt. Tiszta állapotban színtelen, szagtalan. Egy normál literének súlya 1,293 g. Főbb alkotó részei a nitrogén, oxigén és az argon, de ezek mellett számos nyomgázokat is tartalmaz, A légköri levegőt mára már az ipar hasznosítja, felhasználják, mint megújuló energiaforrást is pl: szélenergiaként, hűtés fűtéstechnikában, és mint sűrített levegő. Gázoknak az állapotváltozását az állapotjelzők megváltoztatásával kapjuk meg. Ezen állapotjelzők közötti összefüggéseket gáztörvények fejezik ki. Állapotegyenlet, amely a tökéletes gázokra írható fel[2]: p V m R T (2.1) ahol: p [Pa] V [m 3 ] m [kg] R [J/kgK] T [ C] nyomás térfogat tömeg gázállandó hőmérséklet Gázoknál különböző állapot változásokat különböztetünk meg: Izotermikus állapotváltozás: ha az állapot állandó hőmérsékleten megy végbe. p V áll Izobár állapotváltozás: ha az állapot állandó nyomáson megy végbe. V / T áll Izochor állapotváltozás: ha az állapotváltozás állandó térfogat mellett megy végbe. p / T áll 5

9 2.3 Levegőt szállító berendezések A gázszállító berendezések levegőt vagy más gázt mechanikai munka befektetése árán egy térből nagyobb nyomáson egy másik térbe szállítanak. A gázhalmazállapotú közeget szállító gépeket nyomó és szívó oldali nyomásuk hányadosa (nyomásarány), és működési elveik alapján csoportosíthatjuk. A csoportosítást a 3.2-es táblázatban láthatjuk. 1.táblázat Légszállító berendezések Megnevezés Nyomásarány Vákuumszivattyú Kompresszor Fúvó Ventilátor Nem jellemző Vákuumszivattyúk A vákuumszivattyúk, amelynek egyik fajtáját (vízgyűrűs) a es ábra mutatja, más néven hívhatjuk légszivattyúknak is, amelyek légnyomáscsökkentésére szolgálnak. Zárt térből szívják ki a gázt és ott ezzel nyomáscsökkenést okoznak, a beszívott gázt a légkörinél nagyobb nyomásúvá alakítják és így jut tovább a légkörbe ábra Vízgyűrűs vákuumszivattyú, (1) excentrikusan elhelyezett lapátkerék; (2) ház; (3) szívónyílás; (4) kipufogónyílás; (5) kipufogócsőcson;, (6) szívócsőcsonk; (7) betétlemez; (8) tengely; (9) vízbevezető nyílás 6

10 A vákuumszivattyúk felhasználása nagyon elterjedt sok iparágban, mivel ezek az eszközök számos művelethez felhasználhatóak. Például szűrés, szárítás, kristályosítás[3] Kompresszorok Nagy nyomású gázok előállításához kompresszorokat alkalmaznak. A kompresszorok hasonló elven működnek, mint a szivattyúk. Mindkettő növeli a közeg nyomását. A fő cél a gáz térfogat csökkentése, ezzel együtt a nyomásnövelése. Ezeknél a gépeknél már a hűtést is figyelembe kell venni. A kompresszorokat a es ábra mutatja ábra Kompresszorok (a) kétfokozatú kompresszor közbenső hűtéssel; (b) membránkompresszor; (c) csúszólapátos kompresszor; (d) csavarkompresszor; (e) root fúvó. (f) axiális és radiális átömlésű kompresszor Mivel nagy nyomás előállítás, a gáz sűrítése a cél, így ezt az eszközt is sokféle területen alkalmazzák. Gyáregységekben elterjedt nagynyomású gépekben, Hűtéstechnikai gépekben, hűtőkben. Nemes gázok előállítását segítő berendezésekben. Kéziszerszámokba építve[4] Fúvók A fúvók olyan berendezések, amelyek a levegő szállítása közben ellenállásnak van kitéve, tehát nagyobb nyomás kifejtésre van szükség, mint a légköri. Ez a túlnyomás nem túl nagy, de nem elhanyagolható. Méretezéskor figyelembe kell 7

11 venni az állapotváltozásokat. Legelterjedtebb típusai a rotációs fúvók és a turbófúvók. Nagyobb nyomáskülönbséget képesek előállítani (hűtés nélkül), mint a ventilátorok. Sokoldalúan alkalmazhatóak. Általában gázok gazdaságos és olajmentes szállításához használják fel. Méretük sokféle lehet Ventilátorok A ventilátorok gáz áramoltatására alkalmas eszközök. Levegőt, vagy más légnemű közeget kisebb nyomású helyről nagyobb nyomású helyre szállítják. Az alacsonyabb nyomású hely a szívóoldal, azaz a ventilátor erről az oldalról szívja el a levegőt. A nagyobb nyomású hely elnevezése nyomóoldal, azaz a ventilátor ide nyomja a levegőt. Az áramlás során a szállított közeg sebessége megváltozhat, de a sűrűsége és a hőmérséklete szinte változatlan marad, ha a közeget összenyomhatatlannak tekintjük. A ventilátorok fajtáját és fő üzemi jellemzőjüket a es pontban részletezem. A szellőzőket legfőbb alkalmazási területe gyárakban, épületekben, laboratóriumokban a légcsere. Alkalmazásuk során nem a nyomásnövekedés a mérvadó, hanem az elhasznált levegő cseréje. Kisebb háztartási gépek hűtésére is felhasználjuk a ventilátorokat. 2.4 Az aggregát Az aggregát szó latin eredetű, az aggregare (összegyűjtés) szóból származik. Az aggregát, olyan áramlástechnikai gépcsoport, ami két gépből áll. Egyik egysége a turbófúvó, amely a működéshez szükséges nyomáskülönbséget biztosítja. A másik egység pedig az aszinkronmotor, amely a turbófúvó meghajtását biztosítja. A turbófúvó által szállított levegő gondoskodik a motor hűtéséről[5]. Méréseim során festékszóró és porszívó aggregátokat mérek amelyet a 2.4-es ábra mutat, amelyek fúvó házból (c), fúvó házon belül egy járókerékből (c), vezető és visszavezető kerékből (b) és egy villamos motorból (a) állnak[5]. 8

12 2.4. ábra Fúvó aggregát Fúvó ház A fúvó házat általában egy fémből készült burkolat és egy műanyagból készült vezetőkerék alkotja, amelyet a es ábra mutat. Az előbbi feladata, hogy a járókerékből kilépő szállított közeg kinetikai energiáját alakítsa át nyomásenergiává. Az utóbbi a ház szilárdságtani megtartásáért felelős[6] ábra Vezetőkerék Fúvó járókerék Járókerekeknek nevezzük azokat a szerkezeti komponenseket, amelyek valamilyen áramlástechnikai gépben energiaátalakítást végeznek. Ha a gépben a mechanikai munkát a közeg áramlása állítja elő, akkor turbináról, ha pedig a bevitt tengelyteljesítmény ébreszt mechanikai munkát a közegben, akkor szivattyúról beszélünk. Ezek a járókerekek többféle közeg áramoltatására alkalmazhatóak. A 9

13 mérésem során a választott közeg a levegő volt. A szívó hatást a járókerék generálja, amit a villanymotor hajt meg a tengelye mentén, a vezető és a visszavezető kerék segít a levegő irányát módosítani A levegő a forgó járókerékre tengely irányból érkezik. A járókereket elhagyva érkezik az álló vezetőkerékre majd a szintén álló visszavezető kerékre, majd a szállított közeg távozik a lapátrendszerből. A as ábra egy radiális járókereket mutat. Az ábrán a D 1 a belépő keresztmetszetet, a D 2 pedig a kilépő keresztmetszetet, valamint nyilak a közeg áramlási irányát jelölik [7] ábra Radiális járókerék Villanymotor A villanymotor, amit a as ábra ábrázol olyan villamos gép, amely villamos energiát mechanikus energiává alakítja, elektromágneses indukció elvén. Sokféle villanymotor létezik, ezeknek eltérő működési elvük és méretük lehetnek. A motorok két főcsoportra bonthatók: szinkron és aszinkron. Mára már szinte minden iparágban megtalálhatóak. Az aszinkron motorok, amely az általam választott aggregátokba is megtalálhatóak, terjedtek el jobban a mindennapi használatban. A villanymotorokban az a közös, hogy egy állórészből és egy forgórészből állnak. Az álló- illetve forgórész is elektromos tekercsekből állnak. Ha egy mágneses térben elhelyezett tekercsbe elektromos áramot vezetünk, a benne kialakuló mágneses mező kölcsönhatásba lép az állandó mágnesek közötti mágneses mezővel és elfordítja a tekercset (a motor forgórészét)[8]. 10

14 ábra Villamos motor elvi képe (1) forgórész; (2) állórész; (3) zárható kezelőnyílás; (4) kefeszerkezet; (5) csapágypajzs; (6) szellőzőnyílás rácsai; (7) ventilátorkerék Ventilátor Szerkezeti felépítés szerint megkülönböztetünk[1][9]: radiális ventilátort axiális ventilátort Axiális ventilátor Axiális ventilátorokról beszélünk, ha a ventilátor lapátjai a szállított közeget tengelyirányú áramlásra készteti. Ezt az áramlást a szárnyprofil alakúra készítik, jobb hatásfok elérése végett. Axiális gépeknél jellemző a nagy fordulatszám is. Fő részei a es ábrán látható. a ventilátor ház, ez egy hengeres burkolat, a jobb hatásfok elérése végett. A szívócsonk, amit a beszívó tölcsér jelöl és amin érkezik a szállított közeg, a járókerék lapátjai, amelyen egy kúpos agy és szárnylapátok helyezkednek el. Az ábrán feltüntetett két átmérő a belépő és a kilépő keresztmetszet. 11

15 2.4.4 ábra Axiális ventilátor Radiális ventilátor A radiális ventilátorok két fő részből állnak ( ábra) járókerék és csigaház. Az általam választott aggregátokban is radiális ventilátorok találhatóak. Így hát részletesebben mutatom be ezt a ventilátor típust. Radiális ventilátoroknál a szállított közeg a ventilátor tengelyével párhuzamosan érkezik a szívócsonkon keresztül a járókerékre, ahol irányt változtat és a járókerék irányába, vagyis tengelyre merőleges síkba érkezik a csigaházba. A csigaház által terelt közeg a kifúvónyíláson távozik ábra Radiális ventilátor 12

16 A radiális ventilátoroknál háromféle lapátozást különböztetünk meg: előrehajló lapátozás: a lapátok kilépő éle a forgás irányába mutat hátrahajló lapátozás: a forgásirányhoz képest hátrafelé hajlanak a lapátok kilépő élei radiális lapátozás: a járókerék lapátjainak kilépő éle pontosan sugárirányú A táblázatban szereplő mennyiségek kiszámítását a dimenzió nélküli jellemzőknél részletezem. Továbbá ezekhez a lapátozáshoz különböző sebességi háromszögek tartoznak, amelyek az ábrán láthatóak ábra Radiális ventilátorok sebességi háromszögei a, hátrahajló b, előrehajló c, radiális A belépési háromszög három sebességből áll: u 1 [m/s] kerületi sebesség. w 1 [m/s] relatív sebesség. c 1 [m/s] abszolút sebesség A kilépési sebesség szintén ezt a három sebességet tartalmazza: u 2 [m/s] kerületi sebesség. w 2 [m/s] relatív sebesség. c 2 [m/s] abszolút sebesség 13

17 Az ábrán látható sebességi háromszögek az átmérővel arányosan változnak, de ezek ismerete csak a be- és kilépésnél szükséges. A háromszögek alakjukat tartva növekedhetnek vagy zsugorodhatnak fordulatszám változás esetén vagy járókerék átmérő változásakor. Az u 2 sebesség kiszámítható a sugár: r [m] és a szögsebesség: ω [1/sec] szorzateként. A w 2 sebesség irányát a lapátkialakítás adja, ennek vektora párhuzamos a kilépési pontba rajzolt lapátérintővel. A c 2 sebességet pedig a kettő vektoriális összege adja meg. A lapát kialakítás hatással van az össznyomás-növekedésre, amit a ábrán látható. A legkisebb érték a hátrahajló lapátozásnál jelentkezik, a legmagasabb pedig az előrehajló lapátozásnál. Habár a legjobb hatásfoka a hátra hajló lapátozású járókerekeknek van, hiszen a sebbesség és annak négyzetével arányos veszteségek itt a legkisebbek. A két érték között található a radiális lapátozás ábra Össznyomás-növekedés különböző lapátozásoknál a térfogatáram függvényébe Teljesítmény felvétel szempontjából, amit a as ábra mutat előnyösnek mondható a hátrahajló lapátozás meghajtómotor kiválasztásnál, mert a jelleggörbének maximuma van az előrehajló és a radiális görbékkel szemben. 14

18 ábra Radiális ventilátor teljesítmény felvétele Euler turbinaegyenlet Az Euler turbinaegyenlet az axiális és radiális átömlésű áramlástechnikai gépekre egyaránt érvényes. A ventilátorok teljesítményének meghatározásához ezt az egyenletet alkalmazzuk[1]. P m Ye Q u2 c2u u1 c1 u (2.1) ahol: P [W] m [kg/s] Q [m 3 /s] [kg/m 3 ] teljesítmény tömegáram térfogatáram sűrűség Axiális ventilátoroknál ezt a képletet tovább tudjuk egyszerűsíteni a lapátok állandó átmérője miatt ( u 1 = u 2 ): P Q c2u c1 u (2.2) Ventilátorok fő üzemi jellemzői Fajlagos energianövekmény A szállított közeget tekintve a sűrűség állandó ( const. ), így a következő egyenletet kapjuk[1]: Y e 2 e 1 p 2 p 1 c 2 2 c g( z 2 p z ) 1 2 p 1 c 2 2 c (2.3)

19 ahol: Y [J/kg] e [J/kg] c [m/s] g [ m/s 2 ] z [m] fajlagos energianövekmény fajlagos mechanikai energia sebesség gravitációs gyorsulás geodetikus magasság Az előző egyenletet nyomásnövekedésre rendezve, kapjuk a következőt: ahol: p st [Pa] p d [Pa] p 2 c p p p 2 ö st d (2.4) statikus nyomásnövekedés dinamikus nyomásnövekedés Össznyomás növekedés A ventilátoron az össznyomás növekedést két nyomásnövekedés különbözetével számolhatjuk ki, vagyis a nyomó és szívócsonkban kialakuló össznyomások különbségével, amit az alábbi egyenlet leír: p ö 2 p2ö p1 ö ( p2 c2 ) ( p1 c ) (2.5) Statikus nyomásnövekedés A ventilátorok statikus nyomás növekedését a nyomócsonk statikus nyomása és a szívócsonk össznyomásának különbségével számíthatjuk ki: p st p ö 2 c2 p2 ( p1 c ) (2.6) Hasznos teljesítmény A ventilátorok hasznos teljesítménye az össznyomás növekedés és a szállított közeg térfogatáramának szorzata. P Q (2.7) h p ö 16

20 ahol: [W] teljesítmény (hasznos) A ventilátor a közeg össznyomását terheli adott térfogatáram mellett. Tömegáram A szállított közeg tömegáramát a térfogatának és sűrűségének szorzata adja meg. A térfogatáramot mindig szívócsonk állapotára számítjuk. m Q (2.8) 1 Hatásfok A ventilátorok hatásfokát a hasznos teljesítmény és a villamos teljesítmény hányadosa adja, itt is, mint a legtöbb gépnél. P h (2.9) P vill Dimenzió nélküli jellemzők Geometriailag hasonló, de különböző méretű, és fordulatszámú gépek, a közeg sűrűségétől és viszkozitásától függően, azonos dimenziótlan számokkal jellemezhetőek. A dimenziótlanításhoz a járókerék jellemző méretet és fordulatszámát használjuk fel[1][9]. Mennyiségi szám ahol: [m/s] [m] Q (2.10) D u höz tartozó kerületi sebesség járókerék átmérő 2 Nyomásszám Y 2 p u / 2 u 2 2 ö 2 2 (2.11) 17

21 Teljesítményszám 2 (2.12) D u P vill Típusszám ahol: Q K (2.13) 3 4 Y [/] szögsebesség Összhatásfok (2.14) 18

22 3. TURBÓ FÚVÓK A HÁZTARTÁSBAN Manapság a turbó fúvókat számos területen felhasználja az ipar, de mi is alkalmazzuk hétköznapjainkban, gépekbe szerelve. A fúvókat a szinte minden háztartásban lévő porszívóból és a kevésbé elterjedt, festékszórókból szereltem ki. Teljesítményük szerint több fajtát különböztetünk meg. Szerepük e két gépbe szerelve különböző. A porszívóknál a fúvó által beszívott, amíg festékszóróknál pedig a kifújt levegő játszik fontos szerepet. 3.1 Porszívó A porszívók olyan elektronikai eszközök, amelyek a felületi szennyeződéseket képesek eltávolítani. Működési elvük egyszerű. A gép által létrehozott vákuum segítségével képes a szennyezett levegőt szállítani. A vákuum nagysága szerint különböztetjük meg a porszívókat. A beszívott levegő egy gégecsövön keresztül jut egy úgynevezett szívó torkolatba, majd a porzsákba vagy a por és piszoknak kialakított tárolóba. Ezután a levegő egy szűrűberendezésen keresztül a fúvá ágban hagyja el a gépet. 3.2 Festékszóró A festékszóróknak két fő csoportja van. Az egyik a HVLP ( High Volume, Low pressure), amelyek alacsony nyomású és nagy térfogatáramú gépek csoportja. Ezekben a gépekben egy külső házban található kompresszorfelelős levegő nyomásának előállításáért. Másik fő csoport a Levegőnélküli ( AIRLESS ) gépek, amelyek elektromágneses elven működnek. A HVLP festékszórók manapság a legelterjedtebbek, leginkább a költségük, a festéktakarékosságuk és a szebb fújási kép miatt. Működésük lényege, hogy alacsony nyomáson (kb. 0,5-1 bar) dolgoznak. Az AIRLESS gépek viszont nagy nyomással működnek (kb.20 bar). A festéket egy dugattyú szívja fel majd továbbítja egy porlasztó fúvókához. Ezt a dugattyút egy elektromágneses működteti, melynek löket hosszát egy szabályzóval lehet állítani. 19

23 4. A MÉRÉSI RENDSZER STRUKTÚRÁJA 4.1 A mérőberendezés Mérésemet a Miskolci Egyetem Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszékének műhelyében létrehozott mérőberendezésen végeztem el. A berendezés kialakítása különböző vizsgálatokat tesz lehetővé, mint például: különféle fúvó motorok jelleghelyes jelleggörbéi szerkesztéséhez szükséges adatok mérésében, valamint fúvók hatásfok-kagylódiagram szerkesztéséhez nyújt segítséget. Mérés kialakítása és a műszerek segítségével mérhető a beáramló levegő sebessége, a légköri nyomás és tartálynyomás, majd ezeknek különbsége, az aggregát villamos teljesítménye, fordulatszáma és feszültsége, valamint három különböző hőmérsékleti érték is (belépő levegő, kilépő levegő, tartály levegő). A mérőberendezés elvi elrendezése a 4.1. ábrán látható. 4.1 ábra Mérőberendezés elvi struktúrája 20

24 A képen (2)-es számmal jelölt aggregát felel a levegő áramlásáért. A beszívott levegő a (4)-es számmal jelölt csövön keresztül érkezik a tartályba (1), közben áthalad egy tolózáron (3), amellyel az áramló tömegáramot szabályozhatjuk. A beszívott levegő a járókerék, vezető és visszavezető kerék lapátjain, illetve a villanymotoron keresztül halad át, majd távozik a környezetbe. A mérőberendezésről fényképet is készítettem, amit az 4.2. ábra mutat. Ezen a képen sorszámozva lettek a mérőeszközök, amelyeket a 2. táblázatba foglalva ismertetek és külön-külön részletezem azokat. 1.1 ábra Fénykép a mérőberendezésről 21

25 2. táblázat A mérőkörben alkalmazott elemek és műszerek Sorszám Jelölés Megnevezés Típus Mértékegység 1. c Sebességmérő Testo 445 [m/s] 2. p Nyomásmérő Druck, DPI 145 [bar] 2. p 0 Nyomásmérő Druck, DPI 145 [bar] 3. n Fordulatszám mérő Easy Viber [1/min] 4. t körny Hőmérsékletmérő Spider 8 [ C] 4. t ki Hőmérsékletmérő Spider 8 [ C] 4. t tartály Hőmérsékletmérő Spider 8 [ C] 5. U Feszültség mérő Voltcraft Plus [V] 5. I Áramerősség mérő Voltcraft Plus [A] 5. P vill Villamos teljesítménymérő Voltcraft Plus [W] 6. - Tanszéki laptop Lenovo A mérésnél használt műszerek Sebességmérés A 5.1-es ábrán C betűvel jelölt és az 5.2.-es ábrán az 1. sorszámmal jelölt műszer. Ennek a műszernek az érzékelője a beszívó csőben volt elhelyezve. Ez a műszer egy Testo 445 volt. A testo 445 klímatechnikai mérőműszerrel az alábbi paraméterek mérhetőek[10]: hőmérsékletet, relatív páratartalom, harmatpont, abszolút páratartalom, páratartalom, entalpia, az áramlás minden fajtája (csatornában, csatorna kimeneten vagy elszívó berendezéseken), térfogatáram, nyomás és beltéri levegő minősége. 22

26 Nyomásmérés A nyomás mérést egy Druck DPI 145 eszközzel végeztem. A műszerrel mérhető a légköri nyomás, differenciálnyomás és a statikus nyomás. A műszer segítségével én a tartályban lévő nyomást és a légköri nyomást mértem. Ez az eszköz a 4.1-es ábrán P betűvel jelölt mérő és a 4.2.-es ábrán pedig a 2. sorszámú. Fordulatszámmérés Az aggregát fordulatszám mérését egy Easy Viber nevű rezgésdiagnosztikai gép végezte. A 4.1-es ábrán az N jelű mérő jelöli és a 4.2.-es ábrán a 3. sorszám. A motor oldalára rögzítve, a rezgésekből létre hozott egy spektrumot, majd ebből határozta meg a fordulatszám értékét. 8 darab különböző spektrum átlagból hoz létre egy átlagfordulatszámot. Hőmérsékletmérés A tartály, környezeti, illetve a mérését egy Spider 8 nevezetű műszer végezte[11]. Ezt a műszert a 4.1-es ábrán a P jelű mérő jelöli, a 4.2-es ábrán pedig a 4. sorszámot kapta. A Spider 8 egy elektromos mérőrendszer számítógépek számára tervezve, olyan jelek mérésére, mint: nyúlás, erő, nyomás, gyorsulás, hőmérséklet. Magába foglalja az erősítő, A/D, PC interface, csatlakozó egységeket. Nyomtató porton keresztül kommunikál. 4 digitális erősítő 4.8 khz vívőfrekvenciával, passzív belső bélyegekkel. Mérhető jelek: hőmérséklet, feszültség ( 10V-ig), áramerősség (200mA-ig), ellenállás (4000Ω -ig). 23

27 Tulajdonságai: folyamatos adatgyűjtés nagy mintavételezési frekvencia, 16 bites felbontás digitális szűrés kalibrált bemenetek könnyű használat Feszültségmérés Mérésem során az aggregát motort egy toroid segítségével állítottam be az általam választott feszültségi értékekre. A toroidra rá volt kötve egy Voltcraft Plus digitális fogyasztómérő, amelynek kijelzőjén leolvasható volt a feszültség, az áramerősség és a villamos teljesítmény értéke. Ezt a mérőt a 4.1-es ábrán U mérőként és mérőként jelöltem. A 4.2.-es ábrán 5. sorszámmal szerepel. Tanszéki mobil számítógép USB csatlakozó segítségével csatlakoztattam a Spider 8-as mérőberendezést a számítógéphez, amelyet a 4.2-es ábrán a 6-os pont jelöl. Ezen telepített CATMAN nevű program futtatásával tudtam leolvasni a környezeti, tartály, és a kilépő hőmérsékletet. A program a mért adatok tárolásában is segített. A kapott adatokat egy excel táblázatba írtam be, majd a megfelelő műveletekkel számoltam ki a további szükséges értékeket. 4.3 Mérésnél használt aggregátok A vizsgált fúvó aggregátokat, mint korábban szakdolgozatomban említettem porszívókban és festékszórókban használják. Ezek az aggregátok többsége új volt, vagy csak keveset használt. Névleges feszültségük azonos volt, V. névleges teljesítményük viszont eltérő, 400 W-tól 1850 W-ig terjed. Működtetésük során, nagyon fontos volt a megfelelő szigetelés a pontos mérési adatok feldolgozása miatt. Ezt a szigetelést minden motornál sikeresen megoldottam, így a légveszteség elhanyagolható. Amit általánosságba el lehet még mondani ezekről a motorokról az az, hogy a járókerekük radiális, hátrahajló lapátozással rendelkezik. Az áramló levegő elsőnek a járókerékre érkezik, onnan áramlik át a vezetőkerékre, majd a visszavezető kereken áramlik át. Utóbbi kettő nem végez 24

28 forgó mozgást az aggregátba. A járókerék anyaga alumínium,a vezető- és visszavezető kerék anyaga pedig műanyag. Motorok egy részére egy műanyag burkolat került, amely segítette a kilépő közeg áramlását. Ez a burkolat elengedhetetlen a festékszórókban. Az aggregátokat a függelékben részletezem sorszámuk szerint: I. YDC08-04 (Festékszóró motor) II. PU (Festékszóró motor) III. PU (Festékszóró motor) IV. TYP-3985 (Porszív motor) V. PC7220 (Porszívó motor) VI. YDC01-3N (Porszívó motor) 25

29 5. MÉRÉS SORÁN KAPOTT EREDMÉNYEK Korábban a komplex tervezési feladatomban, már foglalkoztam aggregát motor mérésével. A kapott eredmények egy jó viszonyítási alapnak bizonyultak. A legelső mérésem egy próbamérés volt, amelyet én végeztem. A mérőberendezések és egy aggregát megfelelő működését ellenőriztem. A próbamérés sikeresnek mondható, mert az elvártnak megfelelően alakult. 5.1 Felkészülés a mérés elvégzésére Első mérést án kezdtem. A mérés összeállításában, műszerek kezelésében konzulensem, Fodor Béla, a motorok hálózatra kötésében Farkas László segített. Mérőműszerek beállítása és nullázása után, elhelyeztem az aggregátokat a tartály tetejére, majd két műanyag leszorítóval pozícionáltam azokat. Ellenőriztem a szigetelés megfelelőségét, a tolózárat, majd a motorok működését. Miután mindent rendben találtam elkezdtem munkámat. 5.2 Mérés menete A motorokat kétféleképpen tudtam szabályozni: feszültség állításával és a szívócső fojtásával, ami tolózár segítségével történt (4.1-es ábra). A feszültség értéket nyolc különböző értékre állítottam, 30 V-os léptékekkel a toroid segítségével. Ezek az értékek: 30 V, 60 V, 90 V, 120 V, 150 V, 180V, 210 V, 240 V voltak. A 30 V-on kapott eredményektől eltekintettem, mert a kapott értékek túl alacsonyak lettek volna, ahhoz, hogy a jelleggörbéken és a kagyló diagramon jól mutassanak. A szívócső fojtását egy tolózár segítette. Ezzel a tolózárral tudtam szabályozni a közeg térfogatáramát. Teljes nyitott állásból teljes zárt állásig 8 fokozatot különböztettem meg. Szerencsére a teljes fojtás nem jelentet gondot a motorok számára, így a motorok károsodást nem szenvedtek. 5.3 Mért és átszámolt adatok A kapott adatok felhasználásával kiszámoltam a térfogatáramot, hasznos teljesítményt, hatásfokot, majd ezeket az értékeket számoltam át kerek fordulatszám értékekre. Kerek fordulatszám érték számításnál, mivel mindig ugyanarra az aggregátra számoltam az eredményeket, a dimenzió nélküli 26

30 jellemzők segítségével és a kerékátmerők hányadosától, sűrűségtől, és a kerületi sebességtől eltekintve egyszerűsített képletek felhasználásával számoltam Térfogatáram számítása A térfogatáram kiszámításához a kontinuitási egyenletet használtam: Ahol: Q c A (5.1) A [m 2 ] a szívócső keresztmetszete, amely állandó: A=0, m Hasznos teljesítmény számítása A hasznos teljesítményt a térfogatáram és a nyomáskülönbség szorzatából kapjuk(2.7). P Q (5.2) h p ö Hatásfok számítása Az összhatásfokot, amely tartalmazza a volumetrikus, hidraulikus és a mechanikai veszteségeket is, a motor tengelyteljesítménye helyett a villamos teljesítménnyel és (2.9)-es egyenletet felhasználva a következőképpen számoltam: Ph 100% (5.3) P vill Fordulatszám számítása Fordulatszámot minden feszültségi szinten belül, minden állásban megmértem (nyitottól-zártig), majd ezt a 8 értéket átlagoltam. Minden aggregát feszültségi szintjén kapott átlagolt fordulatszámot ismét átlagoltam, majd egy bizonyos értékre kerekítve használtam fel a számításomhoz., ez hat fordulatszámot jelentet. Ezek az értékek: /min, /min, /min, /min, /min, /min, /min Térfogatáram átszámítása Ehhez a számításhoz a következő egyszerűsített egyenletet használtam fel: n Q Qmért (5.4) n mért 27

31 5.3.6 Nyomás átszámítás Nyomás érték átszámítására szintén egy egyszerűsített képletet alkalmaztam és a sűrűségtől eltekintve következőt írhatjuk le: 2 n p pmért (5.5) nmért Hasznos teljesítmény átszámítása A kerékátmérő hányadosától és a sűrűségtől eltekintve a következő egyenletet kaptam: 3 n P Pmért (5.6) nmért 28

32 6. HATÁSFOK-KAGYLÓDIAGRAMOK SZERKESZTÉSE 6.1 Szerkesztés menete 1. A hatásfokkagyló megszerkesztéséhez két diagramra van szükségünk: az egyik az össznyomás növekedés és a másik a hatásfok növekedése a térfogatáram függvényében. 2. Diagramokat egymás alá helyeztem. Fentre a p(q) diagram került, alá az (Q) 3. A két diagramon 7-7 görbét fogok feltüntetni, amelyeket a kerekített fordulatszám értékekről neveztem el. 4. Az alsó (Q) diagramon 3 különböző hatásfok értéket vettem fel, majd az x tengellyel párhuzamosan húztam egy egyenest, amely elmetszette a diagram görbéit. 5. A metszési pontokat felvetítettem a p(q) diagram megfelelő görbéire. 6. A p(q) diagram görbéin kapott felvetített pontokat összekötöttem, majd ezekből egy parabolát kaptam. 7. Befejezésül a hatásfokok maximum pontjait felvetítve megkaptam az affin parabolát, amely meghatározza, hogy egy adott fordulatszám értéken mekkora az a nyomáskülönbség és térfogatáram, amellyel a legnagyobb hatásfok érhető el. 29

33 6.2 A hatásfok-kagylódiagramok 30

34 A kapott diagramokat esztétikai szempontból egy oldalra rendeztem. Így áttekinthetővé vált mind a hat ábra. A nagyított hatásfok-kagylódiagramokat a függelékben csatoltam. A diagramokat kiértékelve a 3. táblázatban kapott eredmények mutatják, hogy milyen tartományra esik a legideálisabb működése a motoroknak. Motor Térfogatáram [m 3 /s] 3. táblázat Legideálisabb működések Össznyomás növekedés [Pa] I. 0,01-0, II. 0,01-0, III. 0,02-0, IV. 0,015-0, V. 0,01-0, VI. 0,01-0,

35 7. JELLEGGÖRBÉK ÉS JELLEGHELYES ENERGIADIAGRAM Ebben a fejezetben különböző jelleggörbéket szemléletetek, majd bemutatom az agreggátokra jellemző jelleghelyes energiadiagramot. Egyes diagramoknál a határértékek túl nagyok voltak, így ezeket csökkentenem kellett, hogy a diagramok esztétikailag megfelelőek legyenek. 7.1 Teljesítmény változása a térfogatáram függvényébe A diagramokon látható, hogy a különböző fordulatszám értékekhez tartozó teljesítmények egy adott maximális értékig növekednek, majd onnan pedig folyamatosan csökkennek. 32

36 7.2 Villamos teljesítmény változása a térfogatáram függvényében A diagramokon jól megfigyelhető, hogy a villamos teljesítmény egyenesen arányosan nő a térfogatáram és a fordulatszám növekedésével. 33

37 7.3 Kilépő közeg hőmérsékletének változása a térfogatáram függvényében A mérések során minél jobban fojtottam a szívóoldalt, annál nagyobb hőmérséklet távozott a nyomóoldalon. Ezeket a hőmérsékleti értékeket figyelhetjük meg a diagramokon. 34

38 8. GÉPEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA KÜLÖNBÖZŐ SZEMPONTOK SZERINT Ebben a fejezetben a motorokat hasonlítom össze energetikai, gazdaságossági és környezeti szempontok szerint. Majd kiválasztom ezek szempontok figyelembe vételével melyik a legjobb gép. A vizsgálat során U=240 V-on a tolózáron állított 5. állásban kapott értékekkel számoltam - amelyek a függelékben vannak feltüntetve -, mivel itt érték el a maximális hatásfokot a berendezések. Ezek az értékek a következők voltak: I. YDC08-04 (Festékszóró motor-bosch PFS 2000): 47,23% II. PU (Festékszóró motor-bosch PFS 3000): 43,73% III. PU (Festékszóró motor-bosch PFS 5000): 35,52% IV. TYP-3985 (Porszív motor-clatronic BS1292): 34,69% V. PC7220 (Porszívó motor-dirt Devil M5050 Infinity Excell): 41,1% VI. YDC01-3N (Porszívó motor-electrolux ZE320A): 41,51% 8.1 Energetikai szempont Az összehasonlítást két csoportra bontva végeztem. Külön vizsgáltam a festékszóró, külön a porszívó motorokat gépekbe építve. Festékszórók A festékszórók adataira a Bosch hivatalos internetes oldalán találtam rá[12]. Névleges teljesítményéből számoltam a gépek áramfogyasztását, majd ezeket az értékeket osztottam a szállítási teljesítménnyel, így kaptam meg az egységnyi közeg literének szállítására számolt felvett teljesítményt. Ennek mérték egysége: [W/l]. Gép Névleges teljesítmény [W] Szállítási teljesítmény [l/óra] Áramfogyasztás [kwh] [W/l] I ,416 34,6 II ,601 33,4 III ,206 40,2 35

39 Az adatok alapján, energetikai hatékonyságot tartva szem előtt, a II. sz géppel (Bosch PFS 3000) kell dolgoznunk. Hiszen Porszívók Porszívók kétféle teljesítménnyel rendelkeznek. Az egyik az elektromos teljesítmény, a másik pedig a szívóteljesítmény. A szívóteljesítményt a szívóerő értéke, amit a porszívó fejénél mérünk. A porszívók hatékonysága nem csak a szívóerőtől függ, figyelembe kell vennünk a légáramlást is. A porszívók adatait webáruházak honlapjait kutatva találtam[13][14][15]. A porszívók áramfogyasztását elosztva a légáramlásuk értékével kaptam meg az egységnyi levegő áramoltatására felvett teljesítményt, amely segített kiválasztani az ideális gépet. Gép Teljesítmény [W] Szívóteljesítmény [W] Légáramlás [l/óra] Áramfogyasztás [kwh] [W/l] IV ,937 8,67 V ,45 8,95 VI ,765 12,29 Az V. sz. gép Dirt Devil M5050 Infinity Excell -t választanám, mivel nagy szívóteljesítménye és nagy légáramlása mellett kedvező az áramfogyasztása egységnyi liter közeg áramlásra számolva. 8.2 Gazdaságossági szempont Az első gazdasági szempont a fogyasztás volt. A 2016-os adatok alapján 1 kw áram 37,33 Ft-ba kerül csúcsidőszakra nézve. A számításokat ez alapján végeztem egy óra működésre számolva és a következőket kaptam: 36

40 Gép Áramfogyasztás [kwh] Áramfogyasztás díja [Ft] I. 0,416 15,52 II. 0,601 22,43 III. 1,206 45,01 IV. 0,937 34,97 V. 1,45 54,12 VI. 1,765 65,88 Ezekből az értékekből kiderül, hogy leggazdaságosabb a festékszórók közül az I. sz. Bosch PFS 2000 használata, a porszívók közül pedig a Clatronic BS1292. De nem minden esetben használhatjuk ezeket a gépeket, hiszen az elvégezendő munkától is függ a gép kiválasztása. Döntést kell vállalnunk, hogy melyik gépet kell vállalnunk az adott feladathoz., ez lehet nem gazdasági előnyökkel jár. Második gazdasági szemszög a termékek árának és teljesítményének kapcsolata volt. A termékek árát osztottam a teljesítményükkel, majd a következőket kaptam: Gép Teljesítmény [W] Termék ára [Ft] Egységnyi Watt ára [Ft/W] I ,3 II ,19 III ,89 IV ,46 V ,61 VI , Környezeti szempont A kutatást a környezetvédelmi területen folytattam. A gépeket gyártó cégeket, illetve a motorok működését is. 37

41 Mára már alapvető felelősség, hogy a cégek megfeleljenek a környezetvédelmi jogszabályoknak. Többségük ISO szabványnak kell, hogy megfeleljenek. Ez a szabvány határozza meg a környezetre gyakorolt káros hatások csökkenését, mint például: szennyvíz kibocsájtást, hulladék felhalmozódást és a szennyező anyagok kibocsájtását. A gépeknek a környezetre gyakorolt káros hatását kutatva találtam a következő értéket: 1kWh áramfogyasztás 0,375 kg CO 2 kibocsátással jár[16]. Ezzel számolva kaptam meg a gépekre számolt CO 2 kibocsátási adatokat, amelyek a következők: Szén-dioxid Áramfogyasztás Gép kibocsátás [kwh] [kg] I. 0,416 0,156 II. 0,601 0,225 III. 1,206 0,452 IV. 0,937 0,351 V. 1,45 0,543 VI. 1,765 0,661 A gépek áramfogyasztása egyenesen arányos a szén-dioxid kibocsátással. Tehát ha a környezet védelemre törekszünk célszerű minél kisebb áramfogyasztasú gépet választanunk. 38

42 9. ÖSSZEGZÉS Szakdolgozatom elkészítése során sokat fejlődtem és sok ismeretet szereztem a festékszórók és porszívó motorok működésének témakörében. A mérések során kapott eredményeket sikeresen átszámolva helyes értékeket kaptam, a motor tengelyteljesítménye helyett a hatásfok szempontjából a villamos teljesítményt használtam, de a villamos teljesítményt nem tudtam átszámolni a motorok jelleggörbéjének hiánya miatt. Tehát az így kapott értékekből szerkesztett kagylódiagramok és jelleggörbék az elméleti görbékhez megfelelően hasonlítanak. A kagylódiagramokat kiértékelve és a 3. táblázat adatait felhasználva, arra a következtetésre jutottam, hogy a motorok legideálisabb működése átlagolva 0,01-0,035 m 3 /s levegőszállítás és Pa össznyomás növekedés tartományra esik. Energetikai vizsgálat során kapott értékek szerint a festékszórók közül a Bosch PFS 3000-re esett a választásom 0,0346 kwh/liter fogyasztással, amíg porszívóknál a Dirt Devil M5050 Infinity Excell-re esett a választásom 0,0089 kwh/liter fogyasztással, Gazdaságossági szempontok szerint törekednünk kell a kis áramfogyasztásra, ezt kis teljesítményű gépek használatával érhetjük el, illetve vásárlásnál figyelembe kell venni a az egységnyi teljesítmény vételárát. Környezeti védelmi szempontból a korábban említett kisebb teljesítményű gépekkel érjük el a legkevesebb káros anyag kibocsátást a környezetve nézve. Kutatásaim érdekesnek bizonyultak. Pontosabb átfogó képeket további motorok, illetve precízebb mérési környezetben érhetjük el. 39

43 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Ezúton szeretném kifejezni köszönetemet mindazoknak, akik segítséget nyújtottak szakdolgozatom elkészítése során. Köszönöm szépen Dr. Bencs Péter tanszékvezetőnek, hogy a méréseimet az Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Intézeti Tanszékének műhelycsarnokában végezhettem. Kiemelten köszönöm Fodor Bélának, hogy jó tanácsaival és ötleteivel segítette munkámat. Köszönöm még Farkas Lászlónak, hogy segített a mérési rendszerem felépítésében. Nem utolsó sorban hálás vagyok a Robert Bosch Power Tool Kft. MSE3-as osztályának, akik támogattak festékszóró motorokkal. 40

44 IRODALOMJEGYZÉK [1] Szabó, Sz.: Áramlás- és hőtechnikai gépek. Miskolci Egyetem (Előadásvázlat), Miskolc, [2] Gázok állapotváltozásai és állapotjelzői; letöltés dátuma: [3] tankonyvtar.hu: vákuumszivattyúk; technika/images/kep411.jpg letöltés dátuma: [4] tankonyvtar.hu: kompresszorok; letöltés dátuma: [5] Wikipédia: Aggregát; Robert Bosch Power Tool kft, cégen belüli adatbázis, letöltés dátuma: [6] Vezető kerék; f985415d47ef/1/5/b/normal/f095_1.jpg letöltés dátuma: [7] Radiális járókerék; letöltés dátuma: _mechatronika_alapjai/images/img_0705.gif letöltés dátuma: [9] Marschall, J.: Áramlástechnikai gépek: Ventilátorok. Budapest, [8] Villamos motor; II/ea/VENTIL%C1TOR.pdf letöltés dátuma:

45 [10] Testo Kft: Testo 445, Klimatechnikaiszervizmuszer, letöltés dátuma: [11] Schiffer, Á.: Mérésadatgyűjtés és Jelfeldolgozás, _Spider_8_-.pdf, letöltés dátuma: [12] Robert Bosch Power Tool Kft: Festékszórók; C3%B3r%C3%B3-rendszerek-fa-fest%C3%A9s%C3%A9hez jsp [13] Clatronic: Clatronic BS 1292; [14] arukereso.hu: Dirt-Devil M5050; [15] Euronics: Electrolux ZE320A; ZE320A-p15386 [16] Magyar Napelem Napkollektor Szövetség: Szédioxid kibocsájtás; 42

46 MELLÉKLETEK 43

47 1.1 YDC08-04 motor és az ahhoz tartozó eredmények Adatok: Származási hely: Kína Felhasználási terület: Festékszórókban Névleges feszültség: 230 V, 50/60 Hz Névleges teljesítmény: 400 W Járókerék Vezetőkerék Visszavezető kerék Belépő átmérő 30 mm 89 mm 89 mm Kilépő átmérő 72 mm 73 mm 60 mm Lapát vastagság 0,5 mm 1 mm 1,1 mm Lapátok száma 6 db 8 db 8 db

48 YDC08-04 motor hatásfok-kagylódiagramja

49 YDC08-04 motor mért adatai Sorszám U n I Δp Pvill c Tkörny Ttartály Tki [V] [1/min] [A] [Pa] [W] [m/s] [ C] [ C] [ C] 1 60, , ,8 6, , , ,7 6, , , , , , ,5 5, , ,6 4, , , , , ,9 0, , , , , , , , , , , ,7 8, , , , , , ,3 5, , , ,5 3, , , ,2 0, , , , , , ,3 11, , , ,8 10, , , ,2 9, , ,2 8, , , ,5 7, , , ,9 4, , , , , , , ,5 12, , , ,2 12, , , ,8 11, , , ,7 10, , , ,5 8, , , ,4 4, , , ,3 0, , , , , , ,2 14, , , , , , , , , ,2 11, , ,5 9, , , ,9 5, , ,9 1, , , ,

50 41 210, , ,3 16, , ,8 15, , ,1 14, , , ,1 12, , , ,5 10, , , ,7 6, , , ,2 1, , , , , , ,3 17, , , ,7 17, , , ,8 15, , , , , , , , ,4 4, , , ,8 1, , , , Kiszámolt eredmények: Sorszám Q P η [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0130 0,52 1,37 2 0,0126 1,51 4,00 3 0,0118 3,89 10,31 4 0,0110 7,14 19,05 5 0, ,11 27,63 6 0,0059 9,71 27,44 7 0,0010 2,37 7,68 8 0,0000 0,00 0,00 9 0,0177 1,24 1, ,0173 4,14 5, , ,97 14, , ,91 26, , ,18 37, , ,87 34,92

51 15 0,0016 7,19 12, ,0000 0,00 0, ,0218 2,61 2, ,0212 8,05 6, , ,85 18, , ,90 31, , ,66 40, , ,78 40, , ,97 14, ,0000 0,00 0, ,0253 3,54 1, , ,78 6, , ,88 19, , ,05 32, , ,39 40, , ,55 40, , ,43 9, ,0000 0,00 0, ,0287 5,44 2, , ,31 6, , ,16 17, , ,44 35, , ,98 44, , ,07 42, , ,95 16, ,0000 0,00 0, ,0324 7,45 2, , ,65 7, , ,13 21, , ,24 34, , ,68 43, , ,11 43,77

52 47 0, ,80 18, ,0000 0,00 0, ,0347 9,73 2, , ,95 7, , ,99 19, , ,51 35, , ,45 47, , ,96 35, , ,46 17, ,0000 0,00 0,00 Átszámolt eredmények: Sorszám Qátsz Pátsz Δpátsz [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0131 0,53 40, ,0127 1,56 122, ,0120 4,12 343, ,0114 7,87 693, , , , , , , ,0013 5, , ,0000 0, , , ,28 71, , ,29 245, , ,51 712, , , , , , , , , , , , ,980

53 16 0 0, , , ,69 122, , ,46 392, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,56 140, , ,99 485, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,51 191, , ,63 637, , , , , , , , , , , , , , , , , ,008

54 41 0, ,96 240, , ,43 838, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,77 280, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,297

55 1.2 PU motor és az ahhoz tartozó eredmények Adatok: Származási hely: Kína Felhasználási terület: Festékszórókban Névleges feszültség: 230 V, 50/60 Hz Névleges teljesítmény: 650 W Járókerék Vezetőkerék Visszavezető kerék Belépő átmérő 30 mm 107 mm 107 mm Kilépő átmérő 87 mm 90 mm 63 mm Lapát vastagság 0,6 mm 1,5 mm 1,4 mm Lapátok száma 7 db 8 db 8 db

56 PU motor hatásfok-kagylódiagramja

57 PU motor mért adatai Sorszám U n I Δp Pvill c Tkörny Ttartály Tki [V] [1/min] [A] [Pa] [W] [m/s] [ C] [ C] [ C] 1 60, , , , , ,8 8, , , ,6 7, , , ,5 7, , , ,8 5, , , ,2 3, , , ,9 0, , , , , , ,2 11, , , ,8 10, , , ,8 10, , , ,2 8, , , ,5 7, , , ,5 4, , , ,6 0, , , , , , ,2 14, , , ,2 13, , , ,1 12, , , ,5 10, , , ,2 8, , , ,6 5, , , ,8 1, , , , , ,4 16, , , ,5 15, , , ,7 13, , , ,4 12, , , ,3 10, , , ,2 6, , , ,6 1, , , , , , ,8 18, , , ,6 17, , , ,3 16, , ,5 14, , , ,4 11, , , , , , ,6 1, , , ,

58 41 210, , , , , , , ,6 17, , , ,3 15, , , ,7 12, , ,8 7, , ,6 1, , , , , ,2 23, , , ,8 21, , ,5 19, , , ,2 16, , , , , , ,2 7, , , ,8 1, , , , Kiszámolt eredmények Sorszám Q P η [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0161 0,80 1,55 2 0,0159 2,07 3,99 3 0,0151 4,53 8,79 4 0,0141 8,05 15,64 5 0, ,08 23,78 6 0, ,18 25,26 7 0,0018 4,38 9,98 8 0,0000 0,00 0,00 9 0,0222 2,00 1, ,0206 7,01 6, , ,08 12, , ,45 24, , ,52 33, , ,74 33, ,0018 8,69 10, ,0000 0,00 0,00

59 17 0,0279 4,46 2, , ,57 8, , ,08 19, , ,34 31, , ,22 39, , ,26 38, , ,24 13, ,0000 0,00 0, ,0318 6,68 2, , ,34 9, , ,75 24, , ,76 36, , ,52 43, , ,16 41, , ,39 11, ,0000 0,00 0, , ,3 2, , ,8 8, , ,0 24, , ,2 33, , ,7 43, , ,7 42, , ,9 16, ,0000 0,0 0, , ,1 2, , ,1 8, , ,3 25, , ,3 36, , ,9 45, , ,7 41, , ,2 11, ,0000 0,0 0,00

60 49 0, ,1 2, , ,1 7, , ,4 22, , ,4 36, , ,8 43, , ,2 40, , ,3 13, ,0000 0,0 0,00 Átszámolt eredmények Sorszám Qátsz Pátsz Δpátsz [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0151 0,67 44, ,0150 1,73 115, ,0143 3,83 268, ,0134 6,83 510, , , , , , , ,0020 6, , ,0000 0, , ,0210 1,69 80, ,0194 5,88 302, , ,00 588, , , , , , , , , , , , ,346

61 16 0,0000 0, , ,0268 3,98 148, , ,16 483, , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , ,0304 5,84 192, , ,38 733, , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , ,0357 9,39 262, , ,98 855, , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, ,798

62 41 0, ,57 330, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,17 390, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, ,855

63 1.3 PU motor és az ahhoz tartozó eredmények Adatok: Származási hely: Kína Felhasználási terület: Festékszórókban Névleges feszültség: 230 V, 50/60 Hz Névleges teljesítmény: 1200 W Járókerék Vezetőkerék Visszavezető kerék Belépő átmérő 32 mm 132 mm 132 mm Kilépő átmérő 106 mm 118 mm 82 mm Lapát vastagság 0,6 mm 1,5 mm 1,5 mm Lapátok száma 7 db 8 db 8 db

64 PU motor hatásfok-kagylódiagramja

65 PU motor mért adatai Sorszám U n I Δp Pvill c Tkörny Ttartály Tki [V] [1/min] [A] [Pa] [W] [m/s] [ C] [ C] [ C] 1 60, , ,5 11, , , ,1 10, , , ,2 9, , , , , , ,7 5, , , ,7 3, , , ,9 0, , , , , , ,9 16, , , ,7 15, , , ,6 13, , , , , , ,1 8, , , ,8 3, , , ,5 0, , , , , , ,6 20, , ,8 18, , , ,6 16, , , , , ,2 10, , , ,8 5, , , ,2 1, , , , , ,3 23, , , ,2 21, , ,8 17, , , ,5 15, , , ,9 10, , , ,4 5, , , , , , , , , ,9 27, , , ,7 24, , , , , , ,2 15, , ,2 9, , , ,2 4, , , ,7 0, , , ,

66 41 210, , , , , , , , , , , , ,9 11, , ,7 5, , , ,6 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Kiszámolt eredmények Sorszám Q P η [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0224 2,01 2,00 2 0,0214 8,56 8,55 3 0, ,89 17,85 4 0, ,93 21,93 5 0, ,99 23,29 6 0, ,26 16,99 7 0,0012 3,33 3,63 8 0,0000 0,00 0,00 9 0,0316 5,69 2, , ,37 10, , ,70 25, , ,56 32, , ,72 34, , ,94 17, ,0010 5,80 3, ,0000 0,00 0,00

67 17 0, ,67 3, , ,80 10, , ,89 24, , ,48 34, , ,77 37, , ,15 24, , ,63 6, ,0000 0,00 0, , ,13 3, , ,64 14, , ,35 30, , ,36 37, , ,34 36, , ,74 22, , ,88 5, ,0000 0,00 0, , ,60 3, , ,70 15, , ,48 34, , ,74 39, , ,90 31, , ,52 18, , ,74 2, ,0000 0,00 0, , ,05 3, , ,31 14, , ,69 30, , ,44 38, , ,86 34, , ,13 20, , ,52 3, ,0000 0,00 0,00

68 49 0, ,22 3, , ,89 14, , ,01 30, , ,76 35, , ,78 32, , ,07 18, , ,25 4, ,0000 0,00 0,00 Átszámolt eredmények Sorszám Qátsz Pátsz Δpátsz [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0205 1,55 75, ,0197 6,65 337, , ,11 836, , , , , , , , , , ,0014 6, , ,0000 0, , ,0287 4,27 148, , ,98 623, , , , , , , , , , , , , ,0011 9, ,662

69 16 0,0000 0, , ,0354 7,98 225, , ,02 802, , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , , ,14 306, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , , ,92 388, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , , ,90 477, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,566

70 48 0,0000 0, , , ,38 538, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, ,914

71 1.4 TYP-3985 motor és az ahhoz tartozó eredmények Adatok: Származási hely: Kína Felhasználási terület: Porszívókban Névleges feszültség: 230 V, 50/60 Hz Névleges teljesítmény: 900 W Járókerék Vezetőkerék Visszavezető kerék Belépő átmérő 40 mm 119 mm 119 mm Kilépő átmérő 110 mm 109 mm 90 mm Lapát vastagság 0,5 mm 1 mm 1,1 mm Lapátok száma 6 db 8 db 8 db

72 TYP-3985 motor hatásfok-kagylódiagramja

73 TYP-3985 motor mért adatai Sorszám U n I Δp Pvill c Tkörny Ttartály Tki [V] [1/min] [A] [Pa] [W] [m/s] [ C] [ C] [ C] 1 60, , ,2 8, , , ,7 8, , , ,6 7, , , ,1 6, , , ,3 4, , , , , , , , , , , , ,1 13, , , ,2 12, , , ,5 10, , , ,3 8, , , ,3 6, , , ,6 3, , , ,1 0, , , , , ,5 17, , , ,9 16, , ,5 13, , , ,5 10, , ,7 8, , , ,6 4, , , ,3 1, , , , , ,3 20, , , ,5 20, , , ,3 16, , , ,1 13, , , , , , ,1 6, , ,5 2, , , ,

74 33 180, , ,4 24, , , ,4 23, , , ,2 20, , , ,8 17, , , ,6 11, , , ,2 6, , , ,9 1, , , , , , ,4 27, , , ,9 25, , , ,5 19, , ,9 17, , , ,6 13, , , ,7 7, , , ,3 1, , , , , , ,8 29, , ,9 27, , , ,3 23, , , ,8 18, , , , , ,1 6, , , ,9 0, , , , Kiszámolt eredmények Sorszám Q P η [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0175 1,05 1,97 2 0,0167 2,67 5,06 3 0,0143 8,02 15,25 4 0, ,71 19,79 5 0, ,46 19,62 6 0,0059 9,89 18,80 7 0,0020 4,51 8,87 8 0,0000 0,00 0,00

75 9 0,0265 3,97 3, , ,88 8, , ,59 21, , ,15 27, , ,19 27, , ,84 21, ,0016 8,09 7, ,0000 0,00 0, ,0343 7,90 3, , ,63 10, , ,23 24, , ,34 30, , ,15 30, , ,70 26, , ,51 11, ,0000 0,00 0, , ,22 3, , ,04 10, , ,48 29, , ,02 34, , ,63 34, , ,18 31, , ,56 15, ,0000 0,00 0, , ,64 3, , ,93 11, , ,47 27, , ,62 35, , ,87 34, , ,32 30, , ,37 9, ,0000 0,00 0,00

76 41 0, ,53 4, , ,01 16, , ,77 33, , ,26 36, , ,80 38, , ,27 31, , ,02 10, ,0000 0,00 0, , ,90 4, , ,25 14, , ,47 28, , ,27 34, , ,04 34, , ,93 28, , ,08 5, ,0000 0,00 0,00 Átszámolt eredmények Sorszám Qátsz Pátsz Δpátsz [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0094 0,16 17, ,0090 0,42 46, ,0078 1,29 165, ,0059 1,25 210, ,0047 1,28 273, ,0034 1,93 565, ,0013 1, , ,0000 0, ,337

77 9 0,0154 0,78 50, ,0145 2,17 150, ,0125 5,54 442, ,0101 7,00 695, ,0077 7,45 970, ,0042 7, , ,0011 3, , ,0000 0, , ,0212 1,86 87, ,0199 5,89 296, , ,04 846, , , , , , , , , , ,0020 8, , ,0000 0, , ,0257 3,62 140, , ,31 404, , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , ,0313 5,98 190, , ,19 607, , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, ,881

78 41 0,0366 9,59 262, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , , ,28 326, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, ,516

79 1.5 PC7220 motor és az ahhoz tartozó eredmények Adatok: Származási hely: Kína Felhasználási terület: Porszívókban Névleges feszültség: 230 V, 50/60 Hz Névleges teljesítmény: 1600 W Járókerék Vezetőkerék Visszavezető kerék Belépő átmérő 33 mm 126 mm 126 mm Kilépő átmérő 113 mm 119 mm 86 mm Lapát vastagság 0,5 mm 1 mm 1,1 mm Lapátok száma 9 db 12 db 12 db

80 PC7220 motor hatásfok-kagylódiagramja

81 PC7220 motor mért adatai Sorszám U n I Δp Pvill c Tkörny Ttartály Tki [V] [1/min] [A] [Pa] [W] [m/s] [ C] [ C] [ C] , ,6 14, , ,9 13, ,5 3 59, , ,3 11, ,9 4 60, , , ,9 5 60, , ,2 6, , , ,5 4, ,5 7 60, , ,7 0, , , , , ,2 19,2 25, , , ,1 18, , , ,9 15, , , , ,5 11, , , , ,5 9, , , , ,9 5, , , , ,1 1, , , , , , , ,2 23, , , ,6 22, , , ,6 18, , , , ,5 14, , , , ,3 10, , , , ,6 6, , , , ,7 1, , , , , , , ,9 26, , , ,8 25, , , , ,6 21, , , ,7 18, , , , ,8 14, , , ,7 9, , , , ,8 1, , , , , ,6 31, , , ,8 28, , , , , , , , , , , , ,5 16, , , , ,4 8, , , , ,1 2, , , , ,

82 41 210, , , , , , , ,5 36, , , , ,5 37, , , , ,5 38, , , , , , ,7 9, , , , ,2 2, , , , , , , , ,5 25,1 24, , , ,1 24, , , ,5 25,1 24, , , ,2 25,1 24,5 57, , , ,9 25,1 24,5 61, , , ,8 25,1 24,5 74, , , ,3 25,1 24,5 79, , , ,1 24,5 85 Kiszámolt eredmények Sorszám Q P η [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0279 4,18 3,38 2 0, ,65 9,48 3 0, ,99 20,43 4 0, ,47 31,45 5 0, ,27 32,94 6 0, ,00 29,69 7 0,0014 7,58 7,68 8 0,0000 0,00 0,00 9 0,0377 9,80 3, , ,07 12, , ,86 31, , ,60 37, , ,18 39, , ,22 33, , ,64 13, ,0000 0,00 0,00

83 17 0, ,68 4, , ,68 13, , ,51 33, , ,36 40, , ,93 42, , ,05 36, , ,78 15, ,0000 0,00 0, , ,45 4, , ,32 12, , ,13 31, , ,66 39, , ,09 44, , ,52 41, , ,08 10, ,0000 0,00 0, , ,06 4, , ,99 13, , ,76 32, , ,36 41, , ,19 43, , ,57 36, , ,50 16, ,0000 0,00 0, , ,74 4, , ,04 12, , ,99 32, , ,59 42, , ,83 42, , ,30 36, , ,50 14,33

84 48 0,0000 0,00 0, , ,90 4, , ,13 12, , ,94 29, , ,44 41, , ,55 39, , ,13 34, , ,41 7, ,0000 0,00 0,00 Átszámolt eredmények Sorszám Qátsz Pátsz Δpátsz [m 3 /s] [W] [%] 1 0,0270 3,78 140, , ,62 404, , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , ,0350 7,87 224, , ,00 752, , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, ,921

85 17 0, ,15 336, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , , ,66 430, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , , ,82 534, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, , , ,88 666, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, ,417

86 49 0, ,79 732, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0000 0, ,431

87 1.6 YDC01-3N motor és az ahhoz tartozó eredmények Adatok: Származási hely: Kína Felhasználási terület: Porszívókban Névleges feszültség: 230 V, 50/60 Hz Névleges teljesítmény: 1850 W Járókerék Vezetőkerék Visszavezető kerék Belépő átmérő 35 mm 125 mm 125 mm Kilépő átmérő 106 mm 110 mm 85 mm Lapát vastagság 0,5 mm 1 mm 1,1 mm Lapátok száma 9 db 14 db 14 db