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



Hasonló dokumentumok
Volumetrikus elven működő gépek, hidraulikus hajtások (17. és 18. fejezet)

Egyfázisú aszinkron motor

Használati-melegvíz készítő napkollektoros rendszer méretezése

13. Román-Magyar Előolimpiai Fizika Verseny Pécs Kísérleti forduló május 21. péntek MÉRÉS NAPELEMMEL (Szász János, PTE TTK Fizikai Intézet)

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Q

2012 február 7. (EZ CSAK A VERSENY UTÁN LEGYEN LETÖLTHETŐ!!!)

Fluidizált halmaz jellemzőinek mérése

a) Az első esetben emelési és súrlódási munkát kell végeznünk: d A

BÉLYEGZŐK NYILVÁNTARTÁSA

1. A hőszigetelés elmélete

VEGYIPARI ALAPISMERETEK

Az Európai Unió Hivatalos Lapja

körsugár kapcsolata: 4 s R 8 m. Az egyenletből a B test pályakörének sugara:

VENTILÁTOROK KIVÁLASZTÁSA. Szempontok

Rugalmas megtámasztású merev test támaszreakcióinak meghatározása I. rész

MUNKAANYAG. Szabó László. Áramlástani alaptörvények. A követelménymodul megnevezése:

- III. 1- Az energiakarakterisztikájú gépek őse a kalapács, melynek elve a 3.1 ábrán látható. A kalapácsot egy m tömegű, v

Szemcsés szilárd anyag porozitásának mérése. A sűrűség ismert definíciója szerint meghatározásához az anyag tömegét és térfogatát kell ismernünk:

BEMUTATÓ FELADATOK (2) ÁLTALÁNOS GÉPTAN tárgyból

MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA. Szakma Kiváló Tanulója Verseny. Elődöntő KOMPLEX ÍRÁSBELI FELADATSOR

Oktatási Hivatal FIZIKA I. KATEGÓRIA. A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló. Javítási-értékelési útmutató

2. Rugalmas állandók mérése

A szinuszosan váltakozó feszültség és áram

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

Általános Kémia. Dr. Csonka Gábor 1. Gázok. Gázok. 2-1 Gáznyomás. Barométer. 6-2 Egyszerű gáztörvények. Manométer

Örvényszivattyú A feladat

I. t. Kalicz : Rézkori lelet Paszab községben

Mérnöki alapok 10. előadás

Mérnöki alapok 11. előadás

Mérési útmutató Az önindukciós és kölcsönös indukciós tényező meghatározása Az Elektrotechnika c. tárgy 7. sz. laboratóriumi gyakorlatához

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

TARTALOMJEGYZÉK ELŐSZÓ ÉVI III. TÖRVÉNY A POLGÁRI PERRENDTARTÁSRÓL ELSŐ RÉSZ ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK I.

XXIII. ÖVEGES JÓZSEF KÁRPÁT-MEDENCEI FIZIKAVERSENY M E G O L D Á S A I ELSŐ FORDULÓ. A TESZTFELADATOK MEGOLDÁSAI (64 pont) 1. H I I I 2.

Vegyipari géptan 3. Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék. 1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép. 3. em Tel: Fax:

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése. Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék

Kozármisleny Város Önkormányzata Képviselő-testületének 21/2009.(XII.01.) Ök. számú rendelete a Kozármisleny Város Helyi Építési Szabályzatáról

1. feladat Összesen 17 pont

Mérnöki alapok 10. előadás

Szabványos és nem szabványos beépített oltórendszerek, elméletgyakorlat

Egyszerű áramkörök árama, feszültsége, teljesítménye

Oktatási Hivatal. A 2015/2016. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló FIZIKA I. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Függvények Megoldások

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

KÚPKERÉKPÁR TERVEZÉSE

KOZÁRMISLENY VÁROS TELEPÜLÉSRENDEZÉSI TERVÉNEK MÓDOSÍTÁSA 2015/II. A HÉSZ - Vt-3 JELŰ ÉPÍTÉSI ÖVEZETI ELŐÍRÁSAIT ÉRINTŐ - HIBAJAVÍTÁS

SINCLAIR LÉGKONDICIONÁLÓ BERENDEZÉSEK 2013/2014 KATALÓGUS

3. 1 dimenziós mozgások, fázistér

28/2011. (IX. 6.) BM rendelet az Országos Tűzvédelmi Szabályzatról

A megnyúlás utáni végső hosszúság: - az anyagi minőségtől ( - lineáris hőtágulási együttható) l = l0 (1 + T)

Teljesítmény m /óra 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 egyfázisú kw HP l/perc XQm 60 0,37 0,5

Tiszta anyagok fázisátmenetei

1. feladat Összesen 25 pont

Figyelem! Csak belső és saját használatra! Terjesztése és másolása TILOS!

Ventilátorok. Átáramlás iránya a forgástengelyhez képest: radiális axiális félaxiális keresztáramú. Jelölése: Nyomásviszony:

NBI/B Nıi Keleti csoport bajnokság évi sorsolása

8. Egyenletek, egyenlőtlenségek, egyenletrendszerek II.

NYOMÁS ÉS NYOMÁSKÜLÖNBSÉG MÉRÉS. Mérési feladatok

Mérnöki alapok 4. előadás

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

Mágneses momentum, mágneses szuszceptibilitás

Szabványos és nem szabványos beépített oltórendszerek, elméletgyakorlat

A szállítócsigák néhány elméleti kérdése

Trigonometria Megoldások. 1) Igazolja, hogy ha egy háromszög szögeire érvényes az alábbi összefüggés: sin : sin = cos + : cos +, ( ) ( )

A hajlított fagerenda törőnyomatékának számításáról II. rész

Milyen erőtörvénnyel vehető figyelembe a folyadék belsejében a súrlódás?

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT Koordináta-geometria

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT. Koordináta-geometria

Teremtsen nyugalmat a városi forgatagban! Tökéletes választás otthona kényelméért megfizethető áron.

Propeller és axiális keverő működési elve

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK

Adatlapok összesítése Bíróság V. kérdés VI. kérdés VII. kérdés VIII. kérdés IX. kérdés. bírósági igen nem közjegyző igen nem igen nem igen nem npp

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

Üzembe helyezési útmutató pointek ULS 200

TARTALOMJEGYZÉK ELŐSZÓ ÉVI I. TÖRVÉNY A MUNKA TÖRVÉNYKÖNYVÉRŐL*.4 ELSŐ RÉSZ ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK.4 I. FEJEZET BEVEZETŐ RENDELKEZÉSEK.

NATRII HYALURONAS. Nátrium-hialuronát

A 2010/2011. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának. feladatai és megoldásai fizikából. II.

IM TÁJÉKOZTATÓ A NEMZETKÖZI VONATKOZÁSÚ BÜNTETŐÜGYEK INTÉZÉSÉRŐL

1. Ábrázolja az f(x)= x-4 függvényt a [ 2;10 ] intervallumon! (2 pont) 2. Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét!

Vegyipari géptan 2. Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék. 1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép. 3. em Tel: Fax:

Az egyenes vonalú egyenletes mozgás

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

EXIM INVEST BIOGÁZ KFT.

Néhány mozgás kvantummechanikai tárgyalása

MEGOLDÁSOK ÉS PONTOZÁSI ÚTMUTATÓ

1. feladat Összesen 21 pont

Épületgépész technikus Épületgépészeti technikus

ÁRJEGYZÉK Az árak az általános forgalmi adót (ÁFÁT) nem tartalmazzák! Érvényes: április 1-től. 1. oldal

Oktatási Hivatal. A 2007/2008. tanévi. Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny. első (iskolai) fordulójának. javítási-értékelési útmutatója

Szervezeti és Működési Szabályzat (SZMSZ)

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Paraméter

45 különbözô egyenest kapunk, ha q! R\{-35}. b) $ =- 1& = 0, nem felel meg a feladat feltételeinek.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Koordináta-geometria

6. Függvények. 1. Az alábbi függvények közül melyik szigorúan monoton növekvő a 0;1 intervallumban?

Bor Pál Fizikaverseny 2016/17. tanév DÖNTŐ április évfolyam. Versenyző neve:...

Abszolútértékes és gyökös kifejezések Megoldások

Koordinátageometria Megoldások

BÁCS-KISKUN MEGYEI KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA

Átírás:

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 5 1 10 5 1 10 10 1 7 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/

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 1,78 10 915,7 915 Így a állítóagasság: h 915 9,7,7, A teljesítényükséglet pedig: V g,915 10 g P 600 100060 0,65 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 0,8 10 10 g 5 7,6 /

Szivattyúk és ventilátorok - ok A veteségagasság: p h g 1, 7,6,6 A teljesítényükséglet: V g 1, 7, 10 g P 97 1000 0,58 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 1610 160 g 10 10 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 10 50 9. Ezzel a egadott térfogatáranál a veteségagasság: 5 p 1610 8 g 10 10 A ivattyú teljesítényükséglete: 50 7, 10 10 V g P 100060 75 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 /

Szivattyúk és ventilátorok - ok A állítóagasság a két nyoásérő által jelzett értékek különbsége: pny p,86 0,716 10 5,78 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 0,0007016,1 g,78 9510 s in Így a csővezetéki állandó a kért értékegységben: h 6, 9 B 0, 0091 6, 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 7580 000 6,11 10 h s /

Szivattyúk és ventilátorok - ok Az adagolóivattyú által állítandó névleges térfogatára: d V 6,11 10 7,188 10 0,85 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 60 60 60 60 60 V 60 7188, 10 d 0,1 10 0, 05069 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, 1110 10 85, 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, 60 60 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 60 101, 10 60 do 7, 7 π b n η π 0 10 00 0, 8 v A fejkör átérő pedig: d d 7, 7 10 7, f o 7 a fogak áa pedig: do 7, 7 z, 77 10 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/

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 195 57 9,6 10 1000 h s d Az adagolóivattyú által állítandó térfogatára: V 9,6 10 1,097 10 0,85 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 60 60 60 60V 60 1,097 10 d 0.055 10 0, 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: 1,6 10-6 /s A csővezetéket tekintse hidraulikailag siának! A állítóteljesítény: n d s n V h 0,1 0,08 180 V 0,0075 60 60 60 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/

Szivattyúk és ventilátorok - ok c d 0,96 0,1 Re 7,058810 az áralás turbulens! 6 1, 10 0,16 0,16 0,019 0,5 0,5 Re 7,058810 1, l c 1, 100 0,96 h 1 0,019 1 1, 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, 0,007510 10 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 007 676 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, 10 10 167 N A ivattyú tengelyén a axiálisan ükséges nyoaték: s 0,08 M Fd 167 66,9 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 880 10 70 ivattyú fordulatá 180 180 180 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/

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 18000 0,005 60010 s Szivattyú eléleti állító teljesíténye: V V, e 0 00556 ηv s A ivattyú ükséges fordulatáa: V e 60 5,56 10 60 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 750 1 0,0 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/

Szivattyúk és ventilátorok - ok 5 Δp 810 Δz 0 80 ρ g 10 10 A állító agasság pedig: h 80,97 8 Szivattyú ükséges átlagos teljesíténye: V g 0,005810 10 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 810 10 6597 N A ivattyú tengelyén a ükséges nyoaték axiua: s 0,15 M Fd 6597 95N 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/

Szivattyúk és ventilátorok - ok 1,0 0,5 0,0-0,5 0 90 180 70 60 1. henger. henger. henger. henger -1,0 a égis a nagyobb teljesítényű otor ellett döntünk, akkor annak hanos teljesíténye axiális értéken M 70 95 70 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 1,69 075 1 0,8 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/

Szivattyúk és ventilátorok - ok voluetrikus hatásfok: 98% echanikai hatásfok: 80% Átlagos vízállítás: V V h n 0,08 180 v 0,06 0,98 8,86 10 60 60 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 1,57 10 10 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 1,57 10 10 60, 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/

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 16601000 0,58 15, 19 ρ g V 9661085 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, 56 85 1 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 85 1519, 8, 8,, B 0, 00007 85 l in A főág jelleggörbéje tehát 0,00007V 8, 1/

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, 00007 06 8, 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 06 8, 57 in A egkerülő ágban folyó ennyiséghez kapcsolódó teljesítény a veteség teljesítény: Vág ρ g 1, 6857, 96610 Pv 9, 98 W η 0, 58601000 A veteség iatti költség Ft K Pv τ k 0, 9981 8, 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 1 700 Pa, a közeg sűrűsége 0,95 kg/d. 1/

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 1,1 10 1700 ha 8,1 g g 0,95 10 10 0,95 10 10 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 1690 0,95 997 60 60 s A ivattyú csonkjai között ért nyoáskülönbség közvetlenül a ivattyút terhelő állító agasságot adja eg a veteségagassággal együtt. Ebből kiindulva 5 p V 110 997 P 5,16 kw 6 10 0,950,8 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/

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,76 100010 1159W 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: 5 10 199, 10 ax 1,91 0, ax 10 10 10 10 10 199, 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/

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: 5 10 199, 10 ax 0,00 0, ax 10 10 10 10 10 199, 0, ax 7, 58 100, 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, 05 5 10 7,58 0,00 7,5810 g 0,05 9 5, 910 7, 581000 11, 57 6 1,1977 10 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/

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 8 5 1,5 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/

Szivattyúk és ventilátorok - ok Behelyettesítve a ívóagasság ösefüggésébe: 5 10 5000 0,5 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 0,85,10 60 60 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 1,0156 10 10 g P 105,79 0,8 0,6 v v D k π z s b e ηv 60 s 750 60 W n 0,8 1,0156 10 s XX. Egy áraláani ivattyú liter vizet állít ásodpercenként. Ebben az üzeállapotban a eghajtó villaos otor felvett teljesíténye,5 kw. 18/

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. 1000 10 1000 9 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 9,1 16 1000 g PB 811 W 0,5 Ugyanezen térfogatárahoz a csővezetéki jelleggörbén tartozó pontban a állítóagasság 0,007 V,5 0,007 16 5,8 C 19/

Szivattyúk és ventilátorok - ok A fojtásos abályozás veteség-teljesíténye: B c V B g 9,1 5,816 1000 g Pvet 0,5 A keletkező anyagi veteség: K P v źze teljesíténnyel áolt üzeköltség 7871 Ft/hó,%-a. 1187 W k 1,187 00 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 1500 11 V 1500 0,99 in Ellenőrzésként ugyanezt a állító agasságokból is eghatározzuk: n n 1500 0,5 0,5 5,8 f n n 1500 11 1500 9,5 in A kapott fordulatá az eredetinek ne a kétharada, hane kb. a 76%-a. 0/

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 7,8 80 11 5 (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/

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 10 100, 9 196 11 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 9 1 5 8 16, 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 1,15 1000 g Pvet 1, W 1000 0,5 Ft A keletkező anyagi veteség: K Pv źze k 1, 00 1 5,. 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.! /

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 0 510 10 g Pb 6167 W h v h v 0,8960,9 Pb 6167 0,965 Pb Pv 6167 0 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 15 1570 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 1510 8,1 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 0,09 1570 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 /

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 19 8 5 A csővezetéki jelleggörbe állandója: B,10 V 500 liter perc 5 A 50 liter/in-hez tartozó veteségagasság: h BV,10 50 5,9 A állítóagasság a változatlan csővezetéki jelleggörbén: h 8 5,9 1,9 in A abályozási veteség: P v g V 11,9 10 10,9 W in A többletköltség a fojtásos abályozás iatt, évente Ft K tüze Pv k 1000 0, 9768 év 50 1000 60 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: 1 1 88 n n V q 10 1,5 15 10 60 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. /

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 0,056 0 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, 1 10 5/

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/

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/

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 0 1 1 c 10,05 A 11 s Ezzel a dinaikus nyoás a nyoócsőben: c 10,05 p din 1,15 58,08 Pa 8/

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:,7 10-5 /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/

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, 10 10 g 0,16 Δ p p 18 ö p d 5,1 Δ p 76 6 1 1, 5 d e 1 1,5 Pa,7 10 5 1,5 e 5,1 d e 0,77 76 6 1 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. 5 5 5 5 1 0,96 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 55 69 Pa d ö A dinaikus nyoás ösefüggéséből kiáítható a nyoócsonkban uralkodó átlagos sebesség: 0/

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 1 11,1 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 65 89 Pa ö d Ezzel pedig a hanos teljesítény: P p V 890,5 1 W h ö 1/

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 1610 15,6 1,6 Pa ö din Figyele: ne feledjük, hogy 1 v.o. az 1 agas vízolop nyoásával egyenértékű nyoás, tehát h g 110 10 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 /