|
شیمیدانان جوان درباره وبلاگ به وبلاگ من خوش آمدید آخرین مطالب
نويسندگان دو شنبه 14 بهمن 1392برچسب:, :: 15:51 :: نويسنده : محمد مهدی محمودی وند
نام و نام خانوادگی: محمد مهدی محمودی وند آزمایش:23/10/1392 کلاس:2A3 شماره:3 عنوان:اندازه گیری توان پمپ ها هدف:اندازه گیری hp توان فرآیندی پمپ ها تئوری: راندمان پمپ(Efficiency) به طور کلی نسبت قدرت عملی بدست آمده توسط سیال به توان شافت می باشد. در فرآیند جریان سیال در پمپ و فن راندمان به سه صورت زیر محاسبه می شود - هیدرولیکی - مکانیکی - حجمی اتلاف هیدرولیکی و راندمان هیدرولیکی: اتلاف هیدرولیکی در پمپ و فن در اثر اصطکاک بین سیال و جداره دیوار، شتاب، عقب ماندگی سیال وتغییر جهت جریان سیال می باشد. راندمان هیدرولیکی طبق رابطه زیر قابل محاسبه می باشد ηh = w / (w + wl) (1 که در این رابطه ηh راندمان هیدرولیکی، w کار مخصوص از پمپ و یا فن و wl کار مخصوص هدر رفته با توجه به اثرات هیدرولیکی می باشد.
اتلاف مکانیکی و راندمان مکانیکی: راندمان مکانیکی طبق رابطه زیر بدست می آید ηm = (P - Pl) / P (2 که در این رابطه ηm راندمان مکانیکی، P قدرت انتقالی از موتور به شافت و Pl توان از دست رفته در اثر انتقال می باشد. اتلاف حجمی و راندمان حجمی با توجه به نشت مایع بین سطح پشت بشقاب پروانه توپی و یا از طریق دیگر اجزای پمپ،اتلافات حجمی که باعث کاهش راندمان پمپ می شود، وجود دارد. راندمان حجمی طبق رابطه زیر بدست می آید: ηv = q / (q + ql) (3 راندمان نهایی از حاصل ضرب سه رانمان هیدرولیکی، مکانیکی و حجمی حاصل می شود η = ηh ηm ηv (4 تلفات در پمپ یا فن تبدیل به گرما شده و به سیال و محیط اطراف منتقل می شوند. به عنوان یک قاعده کلی، افزایش دما در حمل و نقل هوا در فن حدود 1 درجه سانتیگراد است. مثال در ارتباط با راندمان هیدرولیکی پمپ یک پمپ آب خطی در فشار بین 1 bar (1 105 N/m2) و 10 bar (10 105 N/m2) کار می کند وچگالی آب 1000 kg/m3 می باشد و همچنین راندمان هیدرولیکی معادل ηh = 0.91 می باشد. حال هد عملی یا ستون آب را محاسبه کنید: h = (p2 - p1) / γ = (p2 - p1) / ρ g = ((10 105 N/m2) - (1 105 N/m2)) / (1,000 kg/m3) (9.81 m/s2) = 91.7 m
و کار مخصوص پمپ مطابق زیر بدست می آید wc = g h / ηh = (9.81 m/s2) (91.7 m) / 0.91 = 988.6 m2/s2 و همچنین ارتفاع طراحی به صورت زیر است h = wc / g = (988.6 m2/s2) / (9.81 m/s2) = 100.8 m توان و بازده پمپ امروز می خواهم مطلب بسیار مهمی در رابطه با پمپ ها برایتان بنویسم: توان و بازده پمپ در ادبیات پمپ انواع و اقسام توان و بازده داریم توان هیدرولیکی PH: به توان خروجی پمپ اتلاق می شود که باعث حرکت سیال می شود. برای محاسبه این توان کافی است فشار پمپ را در دبی ضرب کنید. توان خروجی پمپ: همان توان هیدرولیکی پمپ می باشد... اغلب سازندگان پمپای گریز از مرکز (سانتریفوژ) عملکرد پمپ را بر مبنای پمپاژآب با دمای 68 درجه فارنهایت تعیین می نمایند.مهمترین عوامل موثر روی راندمان پمپ گریز از مرکز عبارتند از : سرعت مخصوص ،اندازه پمپ ،ارتفاع مکش مثبت خالص موجود ومورد نیاز ،لزجت(ویسکوزیته)سیال ،درجه حرارت ،چگالی مخصوص ونوع پمپ.انیستیتوی هیدرولیک منحنی راندمان بسیاری از پمپها را به ازای تغییر سرعت مخصوص تهیه نموده است ...
(Pump performance): راندمان پمپ ها راندمان پمپ ها(Pump performance):بازده یک پمپ بطور کلی به میزان تلرانسها و دقت بکار رفته در ساخت ، وضعیت مکانیکی اجزاء و بالانس فشار بستگی دارد. در مورد پمپ ها سه نوع بازده محاسبه می شود:1- بازده حجمی که مشخص کننده میزان نشتی در پمپ است و از رابطه زیر بدست می آید( دبی تئوری كه پمپ باید تولید كند /میزان دبی حقیقی پمپ )=بازده حجمی 2- بازده مکانیکی که مشخص کننده میزان اتلاف انرژی در اثر عواملی مانند اصطکاک در یاتاقان ها و اجزای درگیر و همچنین اغتشاش در سیال می باشد.= بازده مکانیکی(قدرت حقیقی داده شده به پمپ /قدرت تئوری مورد نیاز جهت کار پمپ ) 3- بازده کلی که مشخص کننده کل اتلاف انرژی در یک پمپ بوده و برابر حاصضرب بازده مکانیکی در بازده حجمی می باشد توان اسب بخار (Horsepower) انگلیسی واحد قدرت است وهمچنین اسب بخار توانایی انجام کار در میزان 33000 ft.lb در هر دقیقه یا 550 ft.lbدر هر ثانیه می باشد. توجه داشته باشید که قدرت کار در واحد زمان است و کار نیز نیرو از راه دور می باشد. به عنوان مثال در سیستم گرانش ،نیروی اعمالی وزن (mg) است. :توان اسب بخار کل را می توان از رابطه زیر بدست آورد Php = mmin h g / 33000 (1 که در این رابطه Php توان بر حسب اسب بخار، mmin دبی جرمی جریان بر دقیقه بر حسب (پوند بر دقیقه)، hهد و یا ارتفاع بر حسب (ft) و gشتاب با مقدار 32 ft/s2 می باشد. رابطه (1) می تواند به رابطه زیر تبدیل شود: Php = msec h g / 550 (1b که در این رابطه msec دبی جرمی بر ثانیه می باشد که بر حسب (lbm/s) است. همچنین رابطه (1) می تواند به رابطه زیر تبدیل شود: Php = γ Q h / 33000 (1c که در این رابطه Q دبی حجمی بر حسب(ft3/min) و γ وزن مخصوص برحسب(lbf/ft3 ) می باشد. توان اسب بخار جریان آب بر حسب gal/min: توان اسب بخارجریان آب بر حسب gal/min را می توان از رابطه زیر بدست آورد: Pwhp = SG Qgal h / 3960 (1d که در این رابطه Q دبی حجمی بر حسب(جی پی ام)، SGوزن مخصوص و h هد بر حسب (ft) می باشد. SG برای آب در دمای 32oF معادل 1.001 و در دمای 240oF معادل 0.948 می باشد. برخی تبدیل واحد های مورد نیاز:
توان ترمزی یا توان شافت بر حسب اسب بخار برای پمپ یا فن: قدرت شافت بر حسب اسب بخار برای پمپ یا فن مطابق رابطه زیر محاسبه می شود: Pbhp = ( γ Q h / 33000 ) / η (2 که در این رابطه Pbhp توان بر حسب اسب بخار یا (hp)، دQدبی حجمی بر حسب (ft3/min, cfm) و η راندمان می باشد. توان ترمزی یا توان شافت بر حسب اسب بخار برای توربین: اسب بخار شافت برای توربین از رابطه زیر بدست می آید: Pbhp = η ( γ Q h / 33000 ) (2b
توان ورودی اسب بخار برای موتور الکتریکی توان ورودی اسب بخار برای موتور الکتریکی پمپ یا فن طبق دو رابطه زیر بدست می آید: Php_el = Pbhp / ηe (3 Php_el = (m h / 33000) / (η ηe) (3b که در این روابط Php_el توان ورودی برای موتور الکتریکی، ηe راندمان مکانیکی برای موتور الکتریکی می باشد. تبدیل توان اسب بخار به کیلو وات یا سایر واحد ها: توان بر حسب اسب بخار را می توان به واحد های رایجی همچون واحد های زیر تبدیل نماییم: 1 hp (English horse power) = 745.7 W = 0.746 kW = 550 ft.lb/s = 2545 Btu/h = 33000 ft.lb/m = 1.0139 metric horse power تبدیل اسب بخار به کیلو وات طبق رابطه زیر صورت می گیرد: PkW = 0.746 Php (4 با توجه به رابطه (4)، رابطه(3b) به رابطه زیر تبدیل می شود که در این رابطه توان را بر حسب کیلو وات به صورت مستقیم بدست می آوریم: PkW = 0,746 (m h / 33000) / η ηe (5 اسب بخار مورد نیاز برای پمپاژ آب انرژی مورد نیازآب توسط پمپ را water horsepower می نامند و طبق رابطه زیر بدست می آید: Pwhp = q h sg / 3960 (1 که در این رابطه Pwhp توان مورد نیاز پمپ بر حسب(اسب بخار)، q دبی بر حسب (گالن بر دقیقه)، h هد بر حسب (فوت) و sg نیز وزن مخصوص می باشد. برای تخمین توان مورد نیاز برای پمپاژ آب در دمای 60 درجه فارنهاید برحسب اسب بخار به جدول زیر مراجعه می کنیم:
توان اسب از دید ammacu.blogfa.com مفاهیمی راجع به اسب بخار اسب بخار می تواند به واحد های دیگر هم تبدیل شود ●یک اسب بخار برابر با ۷٤۶ وات است.پس اگر یک اسب را به چرخی وصل کنیم تا آن را بچرخاند با آن چرخ می توان مولد برقی را به کار انداخت که ۷٤۶ وات توان تولید می کند. ●انرژی حاصل از یک اسب بخار در مدت یک ساعت برابر ۲۵٤۵BTU است که هر BTU انرژی مورد نیاز برای بالا بردن دمای یک پوند آب به اندازه ی یک درجه ی فارنهایت است. ●یک BTU برابر ١۰۵۵ ژول،یا ۲۵۲ گرم-کالری ویا ۲۵۲/۰ کالری غذایی است.یک اسب احتمالا ۶٤١ کالری غذایی را در یک ساعت می سوزاند...
شرح: برای بدست آوردن توان الکتریکی و توان فرآیندی و hp توان فرآیندی پمپ به صورت زیر عمل می کنیم: دستگاهی داریم که دارای دو مخزن است و میخواهیم آب درون مخزن پایینی را به داخل مخزن بالایی بریزیم، پس لازم است که یک پمپ این آب را از داخل مخزن پایین به داخل مخزن بالایی بریزد. ضمنا این دستگاه در هنگامی که آب را به مخزن بالایی پمپ می کند، آمپر و ولتاژ را هم نشان می دهد و یک لوله روتامتر هم بعد از پمپ قرار دارد که به کمک آن هم می توانیم دبی را بخوانیم. بار اول یک دور شیر ورودی مخزن دوم را باز می کنیم و دستگاه را روشن می کنیم و می بینیم که ولتاژ 226 و آمپر روی 1/1 قرار گرفته است، در همین حالت دبی را هم می گیریم که زمان را با کرنومتر و حجم را با لوله ای که در کنار مخزن دوم قرار دارد و یک خط کش هم در کنار است می خوانیم، ضمنا هر یک سانتی متری که حجم درون مخزن افزوده می شود معادل یک لیتر است. حال زمان را با کرنومتر می گیریم و حجم درون مخزن را با لوله و خط کش کناری آن، که بین 31 تا 36 سانتی متر و معادل 5 لیتر می باشد و مدت زمانی را که طول می کشد تا 5 لیتر پر شود حدودا 9/10 ثانیه است. ضمنا دبی روتامتر هم 7/28 است.حال دستگاه را خاموش می کنیم و توان الکتریکی، توان فرآیندی پمپ و hp را هم حساب می کنیم. بار دوم شیر ورودی مخزن دوم را یک دور دیگر می چرخانیم و دستگاه را روشن می کنیم. می بینیم که ولتاژ 223 و آمپر روی 1 است، در همین لحظه دوباره دبی را هم حساب می کنیم که می بینیم این بار 5 لیتر در مدت زمان 10 ثانیه پر می شود. دبی روتامتر هم 1/30 است. بار سوم شیر ورودی مخزن دوم را یک دور دیگر می چرخانیم و دستگاه را روشن می کنیم. پس از چند ثانیه می بینیم که ولتاژ 224 و آمپر 9/0 است. این بار هم که بی را حساب می کنیم، می بینیم که 5 لیتر در مدت زمان 8/9 ثانیه پر می شود و دبی روتامتر هم 8/30 است. ضمنا راندمان پمپ هم 65% می باشد.
نمودار، مشاهده، جدول:
نتیجه گیری: نتیجه می گیریم که دبی هوا حدودا بین 1130 الی 1170 است در صورتی که باید در محدوده 1300 باشد و بیشترین دبی باید مربوط به قسمت وسط باز لوله پیتوت باشد ولی به دلیل خطایی که وجود دارد بیشترین دبی مربوط به پایین
باز لوله پیتوت می باشد.
محاسبات: Q= آزمایش اول Q= Q= 0/45 Pe=V×I×cosϕ Pe=226×1/1×0/68 Pe=169/04 µ= ×100 65= 100 Pp=0/65×169/04 Pp=109/876 Pp=ρ×g×hp×Q 109/876=1000×10×hp×0/45 hp= hp=0/024
Q= آزمایش دوم Q= Q= 0/5 Pe=V×I×cosϕ Pe=223×1×0/68 Pe=151/64 µ= ×100 65= 100 Pp=0/65×151/64 Pp=98/566 Pp=ρ×g×hp×Q 98/556=1000×10×hp×0/5 hp= hp=0/019
Q= آزمایش سوم Q= Q= 0/51 Pe=V×I×cosϕ Pe=224×0/9×0/68 Pe=137/08 µ= ×100 65= 100 Pp=0/65×137/08 Pp=89/102
Pp=ρ×g×hp×Q 89/102=1000×10×hp×0/51 hp= hp=0/017 خطا: 1- اشتباه خواندن 2- اشتباه محاسباتی 3-اشتباه در خواندن در حجم 4- خراب بودن دستگاه مرجع: سایت www.tebyan.net، www.wikipg.com،www.engineeringtoolbox.com، نظرات شما عزیزان: پيوندها
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
<-PollName->
خبرنامه وب سایت:
آمار
وب سایت: