ÁRAMLÁS-ÉS HİTECHNIKAI MÉRÉSEK BMEGEÁTAG0 Dr. Vad János www.ara.bme.hu / oktatás / tantárgylista / BMEGEÁTAG0 Téma 1. Kérdıívek kitöltése. Problémafelvetés, iari géészeti fejlesztési feladat. Iari esettanulmányok. A feladat témája: Hőtés- és klímatechnikában alkalmazott axiális átömléső iari ventilátorok összehasonlító vizsgálata. Iari fejlesztési igény, mérési igények, kívánalmak, elıírások, kihívások, komromisszumok. Iari esettanulmány.. Feladatkörök meghatározása a kérdıívek alaján: X 6 fı: 1/ rojektvezetı, / tervezı-konstruktır + szerelési munkálatok felelıse, 3/ mőszertechnikai felelıs, 4/ mérı- és kiértékelı felelıs, 5/ mőszaki jelentés felelıse, 6/ rezentációs felelıs. Áramlásmérési módszerek és elvek összefoglalása. 3. Nyomás, hımérséklet, sebesség, fordulatszám mérése. Laboratóriumi bemutató.
4. Szőkítıelemes és sebességmérésre visszavezetett térfogatárammérés; összehasonlításuk. Seciális áramlásmérık. Laboratóriumi bemutató. 5. Brainstorming: A mérési konceció és a mérıberendezés részleteinek közös körvonalazása. Egyéni beszámolók, irodalom feldolgozása alaján. Érvek és ellenérvek megvitatása. Laboratóriumi bejárás és bemutató, elıkészületek. A részletek véglegesítése, döntéshozatal. 6. A berendezés kialakítása, róbaüzem. Mérések és kiértékelés 1. (Excel táblázat elıkészítve) 7. Mérések és kiértékelés. (Pótlólagos mérések). A mőszaki jelentés elsı verziójának bemutatása. 8. Kiértékelés, összefoglaló fejlesztımérnöki támontok megfogalmazása. Mőszaki jelentés beadása. Az eredmények PowerPoint rezentációja. A csoorttagok munkájának értékelése: oktató + rojektvezetı.
1. BEVEZETÉS: ÁRAMLÁSTECHNIKAI GÉPEK 1.1. Osztályozás, a tématerület korlátozása Munkaközeg: Gáz (Csefolyós közeg) (Többfázisú közeg) Teljesítmény bevitel / kivitel: Munkagéek (Erıgéek) Mőködési elv: Euler-elv (áramlástechnikai elv): FORGÓGÉPEK. (Térfogat-kiszorítási, volumetrikus elv)
1.. Áramlástechnikai forgó munkagéek osztályozása Átáramlás iránya a forgástengelyhez kéest: Nyomásnövekedés, nyomásviszony:
A/ /1 < 1.1 (1.) ventilátorok ρ állandó, T 0 B/ 1.1 < /1 < 3 fúvók ρ állandó, T > 0, de még elegendı a természetes hőlés. C/ 3 < /1 komresszorok ρ állandó, T >> 0, mesterséges hőtés szükséges.
1.3. Ventilátorok munkafolyamata Ideális (veszteségmentes) esetre: Ideális (veszteségmentes) esetre: 1 1 ö ö m m i i U gh v q Q q P = + + + = ρ Q = 0, U= 0, és gh általában nem játszik szereet öid V V m q v q v q P = + = + = 1 1 ρ ρ
Közegsúrlódási veszteségek: < ö öid Hasznos teljesítmény: P h = q V ö Összesített hatásfok: η összes = P P h vill
+ + = 1 1 v v ö ρ ρ Ahol v 1 = q V /A 1, v = q V /A Össznyomás-növekedés: Statikus nyomásnövekedés: 1 1 v v ö st ρ ρ = + =
1.4. Axiális ventilátorok alavetı konstrukciója
1.5. Ventilátor-elrendezések: technológia- és geometriafüggı! Pl. csıbıl szabadba ( ) 1 1 1 0 1 0 v v v v ö ρ ρ ρ ρ + = + + = 1 1 v v ö st ρ ρ = =
1.6. Jelleggörbe: élda Terhelı rsz. jelleggörbe
. IPARI PÉLDA A JELLEGGÖRBE ISMERETÉNEK FONTOSSÁGÁRA Erımővi kazán égésilevegı nyomóventilátorok áramlástechnikai, energetikai vizsgálata. Blokkonként db árhuzamosan üzemelı, elıerdítıs, 80 radiális ventilátor. Névleges üzemi adatok VENTILÁTOROK (adattáblázat): Térfogatáram: 107 m 3 /s Légsőrőség: 1. kg/m 3 Statikus ny. növ.: 9 960 Pa Tengelytelj.: 1330 kw ( 1800 LE!) (1 MW = 1360 LE) Fordulatszám: 990 1/min
Az elıerdület változtatása
Névleges munkaont Teljesen zárt elıerdítı: -90 Teljesen nyitott elıerdítı: 0 Névleges üzemi adatokból vent. hatásfok: 80 %
Névleges üzemi adatok HAJTÓ MOTOROK (adattáblázat): Áramfelvétel: Vonali fesz.: 10 A 6000 V Fázistényezı: cos ϕ = 0.89 Tengelytelj.: Ezekbıl számítva: Villamos telj.: 1940 kw Motor hatásfok: 93 % 1800 kw (ventilátor névleges igénye: 1330 kw) P vill = 3 U I cosϕ
Mért üzemi adatok 1. 1. Vent.. Vent. Névl. Térfogatáram 6 m 3 /s 35 m 3 /s 107 m 3 /s Statikus ny. növ..5 mbar 3.6 mbar 99,6 mbar
N 1..
Mért és számított üzemi adatok. 1. Vent.. Vent. Névl. Motor áramfelvétel 77.6 A 88.0 A 10 A Fordulatszám 998 1/min 996 1/min 990 1/min Számított vent. hatásfok Elıerdítı zártsági állaot 9 %! 11 %! 80 % -87! -84! -30
N 1.. 10 % Zártabb elıerdítı, kisebb hatásfok
Gazdasági számítás db ventilátorra: a jelenlegi állaot Térfogatáram: 65 m 3 /s Stat. nyomásnöv.: Hasznos légtechnikai telj.: 400 Pa 160 kw Hatásfok: 10 % Veszteségi teljesítmény: 1.4 MW A veszteségre fordított villamos energia ára, 4 üzemórára, 30 Ft/kWh árral közelítve: 1 millió Ft
ÖSSZEFOGLALÁS A erdületszabályozók teljesen zárthoz közeli állaota: fojtó zsaluzat Hatásfok 10 % Légtechnikai fejlesztés ventilátoráronként és naonta több 100 ezer Ft megtakarítás
Javaslattétel Üzemviteli módosítások ( 0 befektetés) Pl. csak egy gé üzemeljen Konstrukciós módosítások Pl. laátszám csökkentése Szabályzástechnikai módosítások Frekvenciaváltós fordulatszám-szabályzás ( 00 MFt) Az erımő ellenérvei: menetrendtartó erımő (teljesítmény változtatása fogyasztói igények követése), készenlét
3. IPARI FEJLESZTÉSI IGÉNY Hőtés- és klímatechnikában alkalmazott axiális átömléső iari ventilátorok összehasonlító vizsgálata Csıbıl szabadba szállító Kereskedelmi forgalomban: védırács félig burkolt konfiguráció
Félig burkolt: a légtechnikai teljesítmény kevésnek bizonyul A védırács áttervezése teljesen burkolt konfiguráció HOGYAN MÓDOSÍTJA A LÉGTECHNIKAI TELJESÍTMÉNYT? ELİNYÖK, HÁTRÁNYOK? Félig burkolt Teljesen burkolt ÖSSZEHASONLÍTÓ JELLEGGÖRBE- ÉS HATÁSFOKMÉRÉSEK ÁRAMLÁS-SZERKEZETI VIZSGÁLATOK AKUSZTIKAI VIZSGÁLATOK
Mérendı illetve számítandó: Térfogatáram q V Statikus nyomásnövekedés st Légsőrőség ρ Fordulatszám n Motor által felvett villamos teljesítmény P vill A-súlyozott hangnyomásszint L Egyszerő, gyors, költségkímélı mérés Megvalósíthatóság, komromisszumos megoldások Csak összehasonlító céllal (nem szükséges szabványos mérés) Belsı használatra
SZABVÁNYOS VENTILÁTOR-MÉRİBERENDEZÉSEK