Buaest Műsza és Gazasátuomány Eyetem zent István Eyetem Óbua Eyetem Tyotex Kaó TÁMOP-4..-08//KMR-009 Áramlástechna ée 7. olumetrus elven műöő ée, uattyús szvattyú nátor aramja, eáls és valós jelleörbé. zerző: r. Rusznó Enre ruszno.enre@b.un-obua.hu r. Kullmann László ullmann.laszlo@hs.bme.hu r. zlva Ferenc szlva.ferenc@e.sze.hu r. Kél Tbor el.tbor@b.un-obua.hu
7. Duattyús szvattyú műöése Nyomó szele H F h D x H zívó szele 7. ábra Duattyús szvattyú
7. Duattyús mechanzmus nematája B F x(α) E L l 0 (α) F D α R C s s = R 7. ábra Duattyús mechanzmus vázlata Duattyúút: xα L R l0α (7.) l0 Rcosα L R sn α (7.) (7.) (7.): x L R Rcosα L R sn α R cosα L R sn L α (7.3) Hajtórúvszony (λ): R L λ x α R cos α L λ sn α (7.4)
Duattyúút, (7.4): x α R cos α L λ sn α x R λ 0 cosα R cost cost x R (7.5) Hosszú hajtórú esetén a uattyúsebessé özel sznuszos lefutású, azaz: v x t x α α t x α R snα R snt (7.6) v R x R (ellszs) (7.6a) Duattyúyorsulás: a v t v α α t v α Rcost (7.7) 4 3 a R x R R R x (eyenes) (7.7a) 7.3 ábra v(x) és a(x) funcó
Térfoatáram: 7.3 szvattyú vízszállítása x v D 4 v D 4 Rsnt (7.8) x max snt max R (7.9) x max Nyomó ütem F / / F 3/ 4/ t = α/ Teljes örforulás eje zívó ütem 7.4 ábra Térfoatáram őbel változása (t) max mn F F T 7.4a ábra vízszállítás őbel változása t
NIMÁCIÓ Duattyús szvattyú műöése és vízszállítása
mn max δ Eyenlőtlensé fo: (7.0) Közees szállítás: T t, t T T 0 n n R max / (7.), t 0, t 0, t t, Rsn v(t) t n t cos 0t tt sn R 0 0 7.5 ábra vízszállítás őbel változása (7.) n (7.9): max max (7.3)
vol vol 60 n 4 D ' η η 7.6. ábra Háromheneres, eyszeres műöésű uattyús szvattyú folyaészállítása. z., a., a 3. hener folyaészállítása és az ereő folyaészállítás Eyszeres műöésű uattyús szvattyú eyenlőtlensé foa, (7.0), (7.) és (7.3) alaján : δ n 0 n mn max (7.4) ténylees átlaos, szállított mennysé [m 3 /s] δ 0,4 (7.5)
Ø D 7.7 ábra Kettős műöésű uattyús szvattyú 7.8 ábra ízszállítás változása ettős műöés esetén
NIMÁCIÓ Kettősműöésű uattyús szvattyú vízszállítása
7.4 Duattyús szvattyú eáls és valósáos nátor aramja zárt szívószelere felülről - amor a nyomóolal szele zárva van - nehezeő nyomás ( f ): f = h + ρz (7.6) z Nyomószele Uyaneora szelere alulról a nyomás hat a = ρz (7.7) z z z zívószele nytás llanatában status eyensúly esetén a ét nyomás eyenlő: f = a h + ρz = ρz h = ρ z + z = ρh (7.8) valósáos nyomás a szívó- és nyomóütemben: h,sz = ρ H + h a x + h x + h sz (7.9) 7.9 ábra Duattyús szvattyúval tálált berenezés műöés aramétere, melye a h henertérbel nyomást mehatározzá h,ny = + ρ H + h a x + h x + h ny (7.0)
csöveben az áramlás vesztesé: h' c l D x λ,, ξ (7.) ahol c a szívó/nyomó csőben mérhető llanatny sebessé Kontnutás tétel: v (7.) h' x c x folyaéoszloot yorsító nyomásmaassá: h a x a l /,, x v x c,, x l λ D (7.) eyenlet erválása: v (7.3) ξ (7.4) (7.5) 7.9 ábra Duattyús szvattyúval tálált berenezés műöés aramétere, melye a h henertérbel nyomást mehatározzá t t v x c a x a x (7.5) és (7.6) eyenletből : h a x a c t l x (7.6) (7.7)
alósáos Nyomó olal h h ny h h a ρh Ieáls = x ρh h a h h sz zívó olal 7.0. ábra Inátor aram. vonalázással jelölt metszée a h a, h a yorsító nyomásmaassáot, a h, h áramlás vesztesémaassáot, lletve a h sz, h ny szelevesztesé maassáot jelöl, a zöl vonal a szele nytásaor fellé tranzens nyomásváltozás
a) b) c) ) e) 7. ábra Duattyús szvattyú ülönböző aramja
FHP HP 7.5 Duattyús szvattyú avtácójána elemzése 0 x x 0 ρ H ha h' h ny ' B H h h ny H 0 - h + h a 7.a ábra zvattyú elrenezése áratlan eremény: ρh Ieáls 0 ρh B 0 ρh (7.8) 0 = x Kavtácó veszélye: mn,t (7.9) ρh + h a h h sz - B mn B h mn B h (7.30) x x 0 ρ H ha h' h sz ' (7.3) 7.b ábra Inátor aram avtácóveszély ontja ( és )
z eneratartalom a szívócsövön: c e z h' ha hsz ' áll ρ (7.3) z eneratartalom (e ) a szívócsövön a szívólöet elején (c =0): e z ha áll l0,l ρ (7.33) 7.3a ábra 7.a ábrán vázolt szvattyú szívócsőne az holtontra (a 7.b ábrából) vonatozó eneraaramja
Ha az alaszntet a vízsznt maassáában vesszü fel, és a szívócső x (m) mélyen merül a víztüör alá (l = 0 a 7.3a ábrán), aor Most a (7.33) eyenlet a -x maassában: 0 x (7.34) ρ ρ h 0 a l 0 e x h x 0 x 0 a ρ ρ ρ áll (7.35) Mnthoy e változatlan bármely maassában, aor a (7.33) és (7.35) eyenlet fyelembevételével aju, hoy: 0 z ha áll ρ ρ (7.36) fent eyenlet rafus szemlélettel azt jelent, hoy az e -l oornáta renszerben bármely ornátáján rafusan összezett z, /(ρ) és h a metszée véontja a 0 /(ρ) = áll. vízszntes eyenesre es (é színű eyenesre a 7.3a ábrán).
H maassában, a hener özévonalában mérhető nyomásmaassá a 7.3a ábra szernt: sz 0 h ' h H ρ ρ (7.37) mnmáls nyomásmaassá: f mn ρ ρ (7.38) f h ' h H sz 0 mn ρ ρ (7.39) mennyben, a henerben nncs avtácóveszély. mn ρ ρ avtácó határán fyelembevétellel a maxmáls meeneett szívómaassá: mn ρ ρ f h ' h H sz mn 0 max ρ ρ (7.40)
mennyben ρ mn ρ, nncs avtácóveszély 7.3b ábra 7. ábrán vázolt szvattyú szívócsőne az holtontra (a 7. ábrából) vonatozó eneraaramja
7.6 szvattyú léüstje Léüst 7.4 ábra zvattyú léüsttel
yorsítómaassá az l helyett a röv l -vel arányos. Nyomóléüst > 0 z z l nyomóléüst vízszntje z és z özt ütemesen naóz. z l hosszúsáú nyomócsőben az áramlás özelítőle eyenletes. l zívóléüst < 0 szívóléüst vízszntje z és z özt ütemesen naóz. l z l z 0 z l hosszúsáú szívócsőben az áramlás özelítőle eyenletes. yorsítómaassá az l helyett a röv l -vel arányos. 7.5 ábra Eyszeres műöésű uattyús szvattyú szívó- és nyomóléüsttel
0,55 t t cos t t sn L max α α α α Δ 6,44 és 8,56 t sn, α α h mn max h L ν özees szállítás felett többlet max mn L léüstben tárolanó folyaétérfoat: Térfoatarány (ν): L h ν ν L max L mn 7.6 ábra nyomóléüst folyaészntjéne naozása műöés özben (7.4) (7.4) (7.43) (7.44) (7.45) 0,55 ν (7.46) (7.47) α α α α α L
léüstből áramló víztérfoat: t t C (7.48) Ha C 0, aor t t R R h (7.49) léüstbe beáramló térfoat: be x t vt Rsn t t R cost áll Rcost C (7.50) Ha be t0 0 0 R C C R (7.5) be Rcos R cos t t R (7.5) 7.7 ábra Léüst alsó- ll. felső folyaésznteel
7.8 ábra folyaéfelszín a léüstben be t 4 t cost cost (7.53) be t0 4 (7.54) folyaéfelszín a léüstben: H folyaé be léüst léüst cos t t (7.55)
7.6. Leveő állaotváltozása a léüstben Boyle-Marott törvény: (7.56) eyenlet fferencáls méreteel: állanó 0 0 (7.56) (7.57) Δ Δ (7.58) max mn max Δ Δ mn (7.59) (7.60) Δ Δ Δ Δ ΔΔ (7.6) Δ Δ 0
δ δ max mn ν (7.6) léüst özees térfoat (status térfoat): max zívóléüstre: Nyomóléüstre: 0,55 s 0,05 ν δ (7.43) és (7.44) eyenletből övetez, hoy max 0,55 δ 0, 0,05 δ 0,05 0,0 ν Ha δ = 0,05 és ν = 0,55, aor a (7.63) és (7.65) eyenlet aja, hoy,75 (7.63) (7.64) (7.65) (7.66) (7.67)
7.7 uattyús szvattyú jelleörbéje n = áll. csővezeté jelleörbe munaont 7.9 ábra Duattyús szvattyú elmélet és valósáos jelleörbéje 7.0 ábra Duattyús szvattyú jelleörbéje, munaont
7.8 uattyús szvattyú szerezet eleme 7. ábra Ürees búváruattyú 7. ábra Duattyú yűrűs tömítéssel 7.3 ábra Duattyú fémyűrűs tömítéssel
7.4 ábra Golyós szele 7.5 ábra a./ tányérszele b./ úos szele c./ ruóterhelésű étyűrűs szele./ vsszacsaó szele
Kérése és fontosabb fejezése.. M az a szvattyú llanatny- és átlaos vízszállítása?. Mlyen életeel ey szvattyú forattyús mechanzmusána nematája írható le? 3. Hoy néz az eáls és valósáos uattyús vízszvattyú - nátor öraramja? 4. Mlyen hatással van léüst a szvattyú műöésére? 5. Mben ülönbözne a szvattyú elmélet és valósáos jelleörbéje? szvattyú llanatny és átlaos vízszállítás, eyenlőtlensé fo, volumetrus hatásfo. forattyús mechanzmus nematája. Ieáls és valósáos uattyús vízszvattyú - nátor aramja. szvattyú elmélet és valósáos jelleörbéje. Léüst, térfoatarány.