4. prednáška ___________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________ Doprava kvapalín Čerpanie kvapalín Samovoľný tok : • v dôsledku z1>z2 (samospád) • v dôsledku tlakového rozdielu P1 >P2 Nútený tok: • kvapalina netečie • nedosiahneme požadovaný prietok Deficit mechanickej energie v potrubnej sieti Þ potrebné dodať zvonka (napr. zaradiť čerpadlo) Čerpanie kvapalín z2 z02 z01 z1 1 2 01 02 RH Bod 1: P1, w1, z1 Bod 01: P01, w01, z01 Bod 02: P02, w02, z02 Bod 2: P2, w2, z2 BR pre úsek 1-2 Špecifická práca čerpadla Energia, ktorú potrubná sieť preberá od čerpadla Deficit mechanickej energie v potrubnej sieti Û zaradenie čerpadla (-hW) – vo výškovom vyjadrení z2 z02 z01 z1 1 2 01 02 RH Potrubná sieť - dve časti: • nasávacia časť 1-01 • výtlačná časť 02-2 Pre nasávaciu časť Pre výtlačnú časť Čerpanie kvapalín Ak priemery v sacej a výtlačnej časti sú: a potom Z tlakov nameraných v sacej a výtlačnej časti ® ® energiu dodanú čerpadlom do potrubnej siete Výkon a účinnosť čerpadla Účinnosť čerpadla Výkon čerpadla E Č PPE PVE=PPč PVč hE hč Čerpanie kvapalín (-eW) Umiestnenie čerpadla z1 z01 1 01 Vplyv jednotlivých parametrov ? (z1, P1, P01, w01, edis) Najnižší možný tlak v nasávacej časti ? P01=P* Kavitácia a jej dôsledky ! Tlakový člen ! Rýchlostný člen ¯ ! Disipačný člen ¯! Polohový člen ! Umiestnenie čerpadla 01 1 z1 z01 RH Zatopené čerpadlo ??? Tlak v nádrži 1 -? Tlak v nasávacej časti 01 ¯ « pri teplote T - zabrániť varu kvapaliny Disipácia edis ¯ priemer potrubia ds , dĺžka potrubia L ¯ Þ disipácia trením ¯ (åζ ) miestnych odporov ¯ (!!! ventily...) Þ miestna disipácia ¯ Umiestnenie čerpadla pod úroveň hladiny v nádrži 1 Nátoková výška !!! Piestové čerpadlá 2,5 m, Odstredivé čerpadlá 3,5 m Rýchlosť v potrubí ¯ pre zadaný Þ priemer potrubia v sacej časti dS>dV . Charakteristika potrubia Pre d1=d2 Charakteristika potrubia Odstredivé čerpadlo a jeho charakteristiky hWč (-hW) Vo výškovom vyjadrení: Poznámka: •Charakteristiky súvisia s konštrukciou •Zadané sú výrobcom (pre rôzne frekvencie f) •Ďalšie charakteristiky: PVč=f(V), hč =f(V)... Charakteristiky odstredivého čerpadla Charakteristiky potubia a čerpadla F:\Obrazky_CHI\CH3.bmp ? Priesečník charakteristiky čerpadla a potrubia ? Ak je v potrubnej sieti potrebný menší prietok a väčší prietok eWč V/ m3.s-1 f Praktické použitie charakteristiky čerpadla 1. Regulácia prietoku na výtlačnej strane čerpadla použitím regulač. ventila Škrtenie prietoku – zatváranie reg. vent. Zvyšovanie prietoku –otváranie reg. vent. C:\Documents and Settings\administrator\My Documents\CHI I\BRNO\Obrazky CHI-1\2-Čerpadlá\Obr6.bmp Zapojenie čerpadla s obtokom Alebo zvýšenie počtu otáčok čerpadla 2. Problémy s uvedením čerpadla do chodu e V CHP CHČ 3. Regulácia otáčok čerpadla Praktické použitie charakteristiky čerpadla f3 > f2 > f1 Prepočty: Krivky proporcionality f1 f2 f3 V1 V2 V3 . . . 4. Zapojenie dvoch (viac) odstredivých čerpadiel vedľa seba (paralelne) Č1 Č2 2 sacie časti 1 výtlačná časť CHP CHP e Praktické použitie charakteristiky čerpadla 4. Zapojenie dvoch (viac) odstredivých čerpadiel za sebou (sériovo) CHP e Č1 Č2 1 sacie potrubie 1 výtlačná časť Hydrodynamické čerpadlá Nepriama premena mechanickej energie ® na hydraulickú energiu •rotačný pohyb kvapaliny v smere dráhy rotácie kanálikov ® vysoká kinetická energia kvapaliny (rotor) •v v statore spomalenie kvapaliny ® premena kinetickej energie na energiu tlakovú Nízkotlaké čerpadlá (do 1.6 MPa, merná energia do 1000 J/kg) Odstredivé čerpadlo Výhody odstredivých čerpadiel • Jednoduchá konštrukcia •Na čerpanie rôznych kvapalín, aj suspenzie •Veľká rýchlosť kvapaliny •Nepretržitý dej •Lacná údržba •Na výtlaku znesie väčšie zaťaženie Nevýhody odstredivých čerpadiel •Používa sa pre nie príliš vysoké tlaky – do 1.6 MPa Þ pracovná výška do 60 m •Nižšia účinnosť (bežne 60 – 85 %) •Pred spúšťaním musí byť naplnené... Hydrodynamické čerpadlá Strednotlaké čerpadlá (merná energia od 300 J/kg do 3000 J/kg) Vysokotlaké čerpadlá (merná energia od 3000 J/kg) Viacčlánkové čerpadlá: Článok – systém obežného kolesa s rozvádzačom a lopatkami, ktoré prevádzajú kvapalinu do ďalšieho stupňa (článku) Šesťčlánkové čerpadlo Sigma CVX) Prúdové čerpadlo Pomocné médium 1 (para) preteká cez trysku 3 (vzrastie jeho kinetická energia a poklesne tlak v tryske Þ nasávanej kvapaliny 2 a jej miešanie v difúzore 4 Objemové (hydrostatické) čerpadlá Rotačné čerpadlá – spojitý dej, piesty rotujú a plynule dodávajú svoju energiu kvapaline Premena mechanickej energie ( tlak na piest) ® na hydraulickú energiu (zvýšenie tlaku kvapaliny – pretláčanie kvapaliny ) Vretenové čerpadlo Zubové čerpadlo Piestové čerpadlo Membránové čerpadlo Piestové a membránové čerpadlá – cyklický chod !