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Protokoll

Radiale Krei­sel­pumpe Kenn­li­nien: Praxis­ori­en­tiertes Protokoll

1.011 Wörter / ~28 Seiten sternsternsternsternstern Autor Karl B. im Dez. 2013
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Dokumenttyp

Protokoll
Maschinenbau

Universität, Schule

Technische Hochschule Mittelhessen - THM Friedberg

Note, Lehrer, Jahr

2, Großfeld, 2011

Autor / Copyright
Karl B. ©
Metadaten
Preis 4.80
Format: pdf
Größe: 1.03 Mb
Ohne Kopierschutz
Bewertung
sternsternsternsternstern
ID# 35991







Maschinenlabor

Kennlinienbestimmung an einer radialen Kreiselpumpe


Inhalt

Aufgabenstellung. 2

Versuchsaufbau. 2

Versuchsdurchführung.

Berechnungen. 5-

Iterative Bestimmung von α

Auswertung der Ergebnisse.

Nachweis der Affinitätsgesetze.

1.           Aufgabenstellung

Ziel des Versuches war es den Überblick über einen typischen Pumpenversuchstand zu erhalten und den Umgang mit den notwendigen Messgeräten kennenzulernen. Hierzu sollte man in diesem Versuch das Betriebsverhalten einer radialen Kreiselpumpe untersuchen und das Zusammenwirken von Pumpen-und Anlagencharakteristik nachweisen.

Mit Hilfe der gemessenen Daten kann man die Kennlinien der Kreiselpumpe berechnen und diese grafisch darstellen.


2.           Versuchsaufbau

Die zwischen Saug - und Druckleitung eingebaute Kreiselpumpe wird von einem drehzahlregelbaren Drehstrommotor angetrieben. Das für den Versuch erforderliche Wasser wird aus einem Unterflurbecken angesaugt und durchströmt den Saug-und Druckleitungstrakt.

Am Ende der Druckleitung befindet sich ein Handschieber zur Drosselung des Druckes. Sobald das Wasser den Handschieber durchflossen hat, läuft es durch ein offenes Gerinne zurück in das Unterflurbecken und kann wieder wird angesaugt werden. Der in der Saugleitung sitzende Saugkorb filtert das Wasser und ein Rückschlagventil sorgt dafür, dass das Leerlaufen der Pumpe bei Stillstand verhindert, da diese das Wasser nicht selbstansaugen kann.

Der Volumenstrom kann mit Hilfe des Handschiebers gedrosselt und somit verändert werden. Die Messung des Volumenstroms erfolgt durch eine Norm-Messblende, die eine Druckdifferenz vor und hinter der Blende benötigt. Diese wird wiederrum durch ein U-Rohrmanometer erfasst.

Manuelle Federmanometer erfassen die statischen Drücke als Druckdifferenz gegenüber der Atmosphäre auf der Saug- und Druckseite der Pumpe. Die Temperaturänderung, die zwischen Druck-und Saugseite vorliegt, wird mit Hilfe von Quarz-Temperatursonden gemessen. Dabei wird die temperaturabhängige Resonanzfrequenz eines Q.....[Volltext lesen]

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Aus der Excel-Tabelle sind folgende Werte gegeben:

vMessgrößen:

o   Raumtemperatur:                                                                         tR= 22,68°C

o   Umgebungsdruck:                                                                        pamb=991 hPa

o   Wassertemperatur:                                                                     tW= 19,45 °C

o   Temperatur des Fluides in Kelvin:                                          tV= 294,2 °C

o   Dichte von Wasser:                                                                       ρW = 998,3 Kg/m3

o   Dichte von Quecksilber:                                                           ρHg = 13546 kg/m3


Kenndaten der Anlage:


Temperatur Wasser:

                                                                                                                        


Dichte von Wasser:


Mit:

Und    


Dynamische Viskosität von Wasser:


                                                                                                                                   


Kinematische Viskosität von Wasser:


                                                                                                                                   


Bezugsgeschwindigkeit:


                                                                                                                              

Mit      

Reynoldszahl:


                                                                                                                              


Durchmesserverhältnis:


                                                                                                                              


Durchflusskoeffizient:


Durchflusszahl:


                                                                                                                          


Für die folgenden Berechnungen wurde die Durchflusszahl α aus dem Iterationsverfahren von Aufgabenpunkt 5. verwendet:


Volumenstrom:

Druck am Ausgang der Pumpe:

                                                                                                                                   


Druck am Pumpeneingang:


                                                                                                                            

Druckdifferenz:


                                                                                                                 

Totale spezifische Strömungsarbeit:


                                                                                                                         

Mit


Totale Förderhöhe:


                                                                                                                         


Strömungsarbeit:


                                                                                                                                  


Maschinen-Enthalpie-Kenngröße:


                                                                                                                                  


Mit  


Maschinen-Durchfluss-Kenngröße:


                                                                                                                     


Maschinen-Druck-Kenngröße:



                                                                                             .....

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Dies hat zur Folge, dass die Maschinen Enthalpie - Kenngröße sinkt. Hier steht  nun im Nenner und PW fällt ebenfalls, wenn der Volumenstrom sinkt.


                                                                             


Die Maschinen Druck-Kenngröße ist von der totalen Fallhöhe und somit von der Druckdifferenz in der Pumpe abhängig. Eine Veränderung der Druckdifferenz wird auch durch innere Verluste beeinflusst (Kavitation) welche bei hohen Volumenströmen auftritt (in dem Diagramm 1 bei Punkt 1 und 3. Kavitation beschreibt man als die Bildung und Auflösung von Hohlräumen in Flüssigkeiten durch Druckschwankungen.


In diesem Diagramm ist der Wirkungsgrad als Funktion der Durchfluß Kenngröße und der Wirkungsgrad mit der Berechnung nach der Leistungsmethode und der Thermodynamischen Methode aufgetragen. Die Methoden haben alle nur eine minimale Abweichung in dem Verlauf des Graphen.


Der Wirkungsgrad in Messreihe 2 erreicht bei der Leistungsmethode das Maximum aller Verläufe. In der thermodynamischen Methode liegt dieser bei der maximalen Maschinen-Durchfluss-Kenngröß.....

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Eine höhere Drehzahl erzeugt eine größere Druckdifferenz und daraus folgt, dass die totale Förderhöhe steigt, da beide Werte in dem 2. Affinitätsgesetz voneinander abhängig sind.




Im Diagramm 7 ist die Wellenleistung über dem Volumenstrom aufgetragen.

Die Wellenleistung steigt mit zunehmendem Volumenstrom nahezu linear an. Dies lässt sich mit folgender Gleichung belegen:

Die totale Enthalpie Differenz sinkt zwar mit zunehmendem Volumenstrom, jedoch viel geringer als der Volumenstrom im Betrag steigt.


7.   Nachweis  der Affinitätsgesetze

1.Affinitätsgesetz:                          

àn1= 2850 1/min                             

àn2= 2700 1/min

Messpunkt 4:

                  

Messpunkt 8:

                                


2.Affinitätsgesetz:                                           

Messpunkt 4:

Messpunkt 8:

3.Affinitätsgesetz:                                           

Messpunkt 4:

Messpunkt 8:

Fazit:   Es ist zu erkennen dass die drei Affinitätsgesetzte zutreffen. Die geringen Abweichungen sind auf Messfehler während des Versuchs zurückzuführen. Die größte Abweichung beträgt 14,9804 %. Diese Abweichungen lassen sich durch das ungenaue Einstellen der Drehzahl während des Versuches erklä.....





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