MISKOLCI EGYETEM Gépészmérnöki és Informatikai Kar Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszéke
PORSZÍVÓ AGGREGÁT HATÁSFOKKAGYLÓJÁNAK MÉRÉSE
ZÁRÓDOLGOZAT Energetikai mérnök szak, gépészeti szakirány.
Készítette:
LACZKÓ BALÁZS Neptun kód: LD8B5X
Miskolc – Egyetemváros
2013
ÁRAMLÁS- ÉS HŐTECHNIKAI GÉPEK TANSZÉKE
MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR
3515 Miskolc – Egyetemváros Iktató szám: AH-…-XXI-2013 BSCTERVEZÉSI FELADAT
LACZKÓ BALÁZS V. éves energetikai mérnök szakos hallgató részére Neptun kód: LD8B5X A tervezés tárgyköre: A tervezési feladat címe:
Légtechnikai mérések Porszívó aggregát hatásfokkagylójának mérése
A FELADAT RÉSZLETEZÉSE: 1. Szakirodalmi források alapján ismertesse a radiális és axiális ventilátorok, fúvók működési elveit, alkalmazási területeit, legfontosabb jellemzőit! Ezek mellett részletesebben térjen ki a háztartási porszívókban alkalmazott ventilátor-motor aggregátok ismertetésére is! 2. Laboratóriumi mérések segítségével határozza meg egy porszívó aggregát p Q , P Q , Q jelleggörbéit ( ö vill különböző fordulatszámok esetén! 3. A méréseknél használja a Miskolci Egyetem Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszékének laboratóriumában kialakított mérőberendezést! 4. A mérések eredményeit értékelje ki és azok alapján szerkessze meg az aggregát hatásfok-kagylóját! Tervezésvezető: Konzulens:
Prof. Dr. Szabó Szilárd, tanszékvezető, ME-GÉIK Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszéke Szaszák Norbert doktoranduszhallgató ME-GÉIK Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszéke
A tervezési feladat kiadásának időpontja: A tervezési feladat beadási határideje: Miskolc, 20
év
hó
2013. szeptember 27. 2013. november 22. nap
Ph Dr. Szabó Szilárd tanszékvezető egyetemi tanár 2
1. A záró gyakorlat helye: 2. Instruktor: 3. A záródolgozatmódosítása1:
szükséges
(módosítás külön lapon)
nem szükséges tervezésvezető
dátum 4. A tervezést ellenőriztem:
tervezésvezető
dátum 5. A záródolgozat beadható: dátum
igen / nem1 tervezésvezetők
konzulens
6. A záródolgozat szövegoldalt, és az alábbi mellékleteket tartalmazza: db rajz tervnyomtatvány egyéb melléklet (CD, stb.) 7. A záródolgozat bírálatra1
bocsátható nem bocsátható
A bíráló neve:
dátum 8. A záródolgozat osztályzata betűvel (és számmal):
tanszékvezető
A bíráló javaslata: A tanszék javaslata: A ZVB döntése: Kelt: Miskolc,
Záróvizsga Bizottság elnöke
1
Megfelelőrészaláhúzandó 3
EREDETISÉGI NYILATKOZAT Alulírott (név)
(neptun kód)
a Miskolci Egyetem
Gépészmérnöki és Informatikai Karának végzős szakos
hallgatója
ezennel
büntetőjogi
és
fegyelmi
felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy a című komplex feladatom/ szakdolgozatom/ diplomamunkám2 saját, önálló munkám; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályi szerint történt. Tudomásul veszem, hogy plágiumnak számit: szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül; tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül; más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése. Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy plágium esetén a szakdolgozat visszavonásra kerül.
Miskolc, 20
év
hó
nap
Hallgató
2
Megfelelő rész aláhúzandó 4
TARTALOMJEGYZÉK EREDETISÉGI NYILATKOZAT.................................................................................................... 4 Összefoglalás ...................................................................................................................................... 6 Irodalomkutatás ................................................................................................................................. 7 A levegő [1] .................................................................................................................................... 7 Gázt szállító berendezések osztályozása [2] .................................................................................. 7 Ventilátorok [1] .............................................................................................................................. 8 A ventilátorok fő üzemi jellemzői [3]........................................................................................... 13 Porszívó-aggregát ........................................................................................................................ 16 Gázt szállító berendezések alkalmazási területei ........................................................................ 17 A mérési rendszer felépítése ........................................................................................................... 19 Az aggregát .................................................................................................................................. 20 A méréshez felhasznált műszerek ............................................................................................... 21 A mérés menete .......................................................................................................................... 22 Fényképek a mérésről.................................................................................................................. 24 Mért és meghatározott eredmények ............................................................................................... 26 Számolások a mért értékekkel ..................................................................................................... 26 Átszámolás kerek fordulatszám értékekre .................................................................................. 29 Következtetések és tapasztalatok .................................................................................................... 32 Kagylódiagram ............................................................................................................................. 32 Egyéb diagramok a térfogatáram függvényében ........................................................................ 34 Összegzés ......................................................................................................................................... 37 Köszönetnyilvánítás ......................................................................................................................... 38 Irodalomjegyzék ............................................................................................................................... 39 Függelék ........................................................................................................................................... 40 F1 Mérés során kapott tényleges számadatok ............................................................................ 40 F2 Hőmérséklethez rendelt fajhő és sűrűség értékek ................................................................. 43 F3 Kiszámolt eredmények ismertetése........................................................................................ 46 F4 Az átszámolt adatok ismertetése ............................................................................................ 49
5
ÖSSZEFOGLALÁS Szakdolgozatomat, melynek témája porszívó aggregát hatásfokkagylójának vizsgálata, irodalomkutatással kezdem. Bemutatom az alkalmazott munkaközeg tulajdonságait,
majd
a
különböző
gázt
száltó
berendezések
általános
ismertetésével folytatom, részletesen kibontva a ventilátort, mint gépet. Feltárom a különbséget az axiális és radiális gépek között, valamint rámutatok az alapvető különbségekre.
Ezek után ismertetem a ventilátor fő üzemi jellemzőit,
dimenziótalanított jellemzőit, valamint rövid ismertetést adok az aggregátról, mint fogalomról. Dolgozatom második részében ismertetem a mérés elrendezését, bemutatom a méréshez felhasznált berendezéseket, és eszközöket, valamint ismertetem a lemért értékeket. Az adatok ismertetése után a számítási résszel folytatom, ahol a hasonlósági
örvényeket
alapul
véve
az
értékeket
átszámolom
állandó
fordulatszámra, valamint áramlástani összefüggéseket felhasználva kiszámolom a tanulmányomhoz nélkülözhetetlen, de még hiányzó értékeket. Miután az át-, és kiszámolt értékeket is ismertettem, a hatáskagyló felvételével és megrajzolásával folytatom. Végezetül a mérési adatokból származtatható, további érdekes diagramok felvételével és értékelésével zárom munkám
6
IRODALOMKUTATÁS A levegő [1] Földünket kb. 800 [km] vastag levegőréteg veszi körül, a magasság függvényében változik a levegő összetétele is. A legtöbb légtechnikai berendezést a troposzféra alsó régegének összetételéhez és adottságaihoz tervezik. Ez a réteg a földfelszínhez
legközelebbi
és
mintegy
11
km
vastag.
a tiszta levegő szennyeződésektől mentes, színtelen, szagtalan, fő alkotó elemei a nitrogén és az oxigén, valamint kisebb mennyiségekben tartalmaz még széndioxidot, hidrogént és nemesgázokat. A tiszta száraz levegő összetevőinek aránya az 1. es táblázatban található
Alkotók megnevezés Nitrogén Oxigén Argon Szén-dioxid Hidrogén Neon Hélium Kripton Xenon
Alkotók mennyisége térfogatszázalék súlyszázalék 78,03 75,47 20,99 23,20 0,933 1,28 0,03 0,046 0,0005 0,00007 0,0018 0,0012 0,00015 0,00007 0,0001 0,0003 0,000009 0,00004
kémiai jele N2 O2 Ar CO2 H2 Ne He Kr Xe
1. táblázat Tiszta, száraz levegő összetétele [Dr. Menyhárt József, Légtechnikai Berendezések, 17. oldal 1. táblázat]
Gázt szállító berendezések osztályozása [2] Ezek a gépek mechanikai munka árán nyomásváltozást képeznek két tér között. Egyik csoportosítási szempont, hogy a nyomásviszonyt vizsgáljuk meg, ami alatt a psz szívóoldali nyomás és pny nyomóoldali nyomás hányadosát értjük. Ha a nyomásviszony (psz/pny) 1 és 1,1 között van, akkor ventilátorról beszélünk, ha ez a szám 1,1 és 3 között van akkor fúvóról, ha pedig 3 és a felett, akkor kompresszornak számít a berendezés.
7
Fúvók Ezeknél a gépeknél a nyomásnövekedés nem elhanyagolható a ventilátorokkal szemben, ezért méretezésüknél már figyelembe kell venni az állapotváltozást, itt még hűtés nem szükséges. Kompresszorok Itt már lényegesen nagyobb a nyomásviszony, mint a másik két berendezésnél, ezért állandó sűrűséget semmiképpen sem feltételezhetünk a méretezés során, továbbá itt már a gép hűtése is szükséges, hogy működőképes legyen.
Ventilátorok [1] A ventilátor a levegő, vagy gáz szállítására szolgáló berendezés. Ezek a gépek a szokványos légtechnikai rendszereken olyan kis mértékben változtatják meg a levegő nyomását, hogy állandó sűrűségűnek tekinthető a szállított levegő. Két fő típust különböztetünk meg:
radiális vagy centrifugális ventilátor axiális ventilátor
Radiális ventilátor A nyomáskülönbség, és az anyagáramlás eléréséhez a centrifugális és a kinetikus energiát használja fel. Szerkezeti felépítését tekintve - mely az 1. ábrán látható -a radiális ventilátor két fő részből áll: járókerék (c) és csigaház (d). A levegő (gáz) tengely irányból érkezik a gép szívócsonkjára (a), ezt követően a járókerék felé elfordulva áramlik tovább, majd a csigaházba kerül. A diffúzorként is funkcionáló csigaházból a kifúvónyíláson (b) keresztül távozik a szállított közeg.
8
1. ábra radiális ventilátor szerkezeti felépítése [Menyhárt József; Légtechnikai berendezések]
A lapátkialakítást tekintve 3 különböző fajtája különíthető el a radiális ventilátoroknak:
Előrehajló lapátozás: a lapát vége a járókerék külső kerületén sugáriránytól a forgás iránya felé tér el Hátrahajló lapátozás: a lapát vége a forgási iránnyal ellentétesen tér el Radiális lapátozás: ha a lapát érintője a külső kerületen sugárirányba esik
A lapátok kialakítása hatást gyakorol a ventilátorok jellemzőire. Többek között a Δpö össznyomás-növekedésre is. A legmagasabb Δpö érték az előrehajló lapátozásnál jelentkezik (a), a legkisebb a hátrahajlónál (c). A radiális lapátozás ösznyomás-növekedésre gyakorolt hatásának mértéke a két érték között helyezkedik el (b). A különböző lapátfajtákhoz különböző sebességi háromszögek is tartoznak. Ezek a háromszögek fontos jellemzői a lapátozásnak. Segítségükkel meghatározató az energianövekmény, ami a ventilátoroknál a Δpö-t jelenti.
2.ábra össznyomás-növekedés eltérő lapátozásoknál a térfogatáram függvényében [Dr. Menyhárt József; Légtechnikai berendezések]
A belépési háromszög három vektorösszetevőből áll:
U1[m/s] kerületi sebesség. W1[m/s] relatív sebesség. C1 [m/s] abszolút sebesség.
9
A kilépési háromszög ugyanezt a három vektorösszetevőt tartalmazza:
U2 [m/s] kerületi sebesség. Számítással meghatározható, a sugár: r [m] és a szögsebesség: ω [1/sec] szorzataként W2 [m/s] relatív sebesség. Ennek irányát a lapátkialakítás szabja meg. A sebességvektor a kilépési pontba rajzolt lapátérintővel párhuzamos. C2 [m/s] abszolút sebesség. Két részre osztható fel: Cu, ami az energiaváltozással arányos és Cm, ami pedig a szállított folyadék mennyiségével arányos és mindig sugár irányú. Továbbá a C1 abszolút sebességet az előbbi két sebesség vektoriális összege adja meg.
3. ábra eltérő sebességi háromszögek különböző lapátkialakításoknál [Dr. Menyhárt József; Légtechnikai berendezések]
A sebességi háromszögek változnak a sugár függvényében, de pontos ismeretük csak a be- és kilépési keresztmetszetnél számít. Ha változik a fordulatszám, vagy a hasonlósági feltételek mellett a járókerék átmérője, akkor a sebességi háromszögek alakjukat megtartva növekednek vagy zsugorodnak, viszont az eltérő lapátkialakításokhoz eltérő sebességi háromszögek taroznak, melyek a 3. ábrán láthatóak. Az első járókeréken az előrehajló, a másodikon a hátrahajló, valamint a harmadik keréken a radiális lapátozás látható.
10
Axiális ventilátor Az axiális ventilátor a nyomásnövekedés eléréséhez a kinetikus energiát használja fel. Fő részei a hengeres ház (d) és a járókerék (c). A járókeréken helyezkedik el a kúp alakú agy és a lapátozás. A levegő a ventilátor kúpos oldaláról érkezik a járókerék felé tengelyirányból (a), majd a járókeréken áthaladva ugyancsak tengelyirányban
távozik
a
kilépő
keresztmetszetnél
(b).
A
sebességi
háromszögeket a lapátok tengelyiránnyal bezárt szöge határozza meg.
4. ábra Axiális ventilátor szerkezeti felépítése [Dr. Menyhárt József; Légtechnikai berendezések]
A ventilátorra érkező levegő C1 abszolút sebessége tengely irányú, a W 1 relatív sebesség a lapátozás érintőjével párhuzamos, U1 kerületi sebesség pedig az átmérő és szögsebesség szorzatából határozható meg. Ezeknek a vektoroknak az ismeretében a belépési sebességháromszög megrajzolható. A kilépési háromszög ugyancsak megszerkesztető, mivel U1=U2 , mert a lapátátmérő nem változik a kiés belépési keresztmetszet között, valamint C2m=c1 , mivel a levegő axiális irányban hagyja el a járókereket. W 2 pedig megszerkeszthető, mert a járókerék kilépési pontjába rajzolt érintővel egyezik meg az iránya. A megszerkesztett sebességi háromszögek az 5. ábrán láthatóak.
11
5. ábra Axiális gép síkrácsai [Dr. Menyhárt József; Légtechnikai berendezések]
Euler-turbinaegyenlet A ventilátor teljesítményértének meghatározásához az Euler-turbinaegyenletet és a sebességi háromszögekben lévő vektorokat is alapul vehetjük. Az áramló levegő sűrűségét állandónak tekinthetjük. 𝑃 = 𝑄 ∙ 𝜌(𝑐2𝑢 ∙ 𝑢2 − 𝑐1𝑢 ∙ 𝑢1 )
(1.1)
Ahol: Q [m3/s]
térfogatáram
cu [m/s]
abszolút sebességvektor összetevő
u [m/s]
kerületi sebesség
ρ [kg/m3]
sűrűség
Axiális ventilátoroknál az (1)-es összefüggés egyszerűsödik, mivel a lapátok állandó átmérője miatt u1=u2 𝑃 = 𝑄 ∙ ρ(𝑐2𝑢 − 𝑐1𝑢 )
12
(1.2)
Perdületmentes belépés, azaz c1u=0 érték esetén még tovább egyszerűsödik az egyenlet: 𝑃 = 𝑄 ∙ 𝜌 · 𝑐2𝑢 ∙ 𝑢2
(1.3)
A ventilátorok fő üzemi jellemzői [3]
Tömegáram: A szállított gáz tömegáramát a gáz sűrűsége és a térfogatáramának szorzata adja meg. A térfogatáramot mindig a szívócsonk állapotára számítjuk. 𝑚 = 𝑄1 ∙ 𝜌
(1.4)
Fajlagos energianövekmény Ventilátorok esetén állandó sűrűséget veszünk alapul, így a következő összefüggés adódik: 𝑌 = 𝑒2 − 𝑒1 =
𝑝 2 −𝑝 1 𝜌
+
𝑐22 −𝑐12 2
+ 𝑔 ∙ 𝑧2 − 𝑧1
(1.5)
ahol: Y[J/kg]
fajlagos energianövekmény
e[J/kg]
fajlagos mechanikai összenergia
p[Pa]
nyomás
c[m/s]
sebesség
g[m/s2]
gravitációs gyorsulás
z[m]
geodetikus magasság (ventilátoroknál a Δz elhanyagolható)
Ventilátoroknál fajlagos energianövekmény helyett célszerűbb nyomásnövekedés szempontjából átrendezni az egyenletet. Az össznyomásnövekedés (pö) két összetevőből
áll,
statikus
és
dinamikus
nyomásnövekedésből.
Az
(1.5)
összefüggést átrendezve a következő, pontra vonatkoztatott egyenletet kapjuk.
13
𝜌
𝑝ö = 𝑝𝑠𝑡 + 𝑝𝑑 = (𝑝 + 2 ∙ 𝑐 2 )
(1.6)
Össznyomás-növekedés Az össznyomás növekedést a két pontbéli nyomásnövekedés különbözetéből kapjuk meg. 𝜌
𝜌
𝛥𝑝ö = 𝑝2ö − 𝑝1ö = 𝑝2 + 2 ∙ 𝑐22 − 𝑝1 + 2 ∙ 𝑐12
(1.7)
Statikus nyomásnövekedés Az össznyomás-növekedés mellett értelmezhető a statikus nyomásnövekedés is, ami a két tér közötti tényleges nyomáskülönbséget adja meg. A ventilátor a tényleges különbségnél nagyobb energianövekedést képez, ami a kilépési veszteségek során elvész. 𝜌
𝜌
𝛥𝑝𝑠𝑡 = 𝛥𝑝ö − 2 ∙ 𝑐22 = 𝑝2 − 𝑝1 + 2 ∙ 𝑐12 = 𝑝𝑁 − 𝑝𝑆
(1.8)
ahol pN[Pa]
nyomóoldali nyomás
pS[Pa]
szívóoldali nyomás
Hasznos teljesítmény Az áramlástechnikai gépek hasznos teljesítménye arányos a szállított közeg sűrűségével,
a
térfogatárammal,
a
gravitációs
gyorsulással,
továbbá
a
manometrikus szállítómagassággal (P=ρ•g•Q•H). Ventilátoroknál a ρgH szorzat egyenlő a ventilátor Δpö nyomásváltozásával, így a összefüggés a következő képpen egyszerűsödik: 𝑃 = 𝑄 ∙ ∆𝑝ö
(1.9)
Hatásfok Az összhatásfok a különböző hatásfokok szorzatából épül fel, melybe beletartozik a statikus, volometrikus, és mechanikai hatásfok. Ezeknek a hatásfokoknak az értékei nem érik el az egyet. Ventilátornál, csakúgy, mint a többi gépnél a hatásfok a hasznos és a mechanikai teljesítmény aránya. 14
𝜂ö = 𝑃
𝑃 𝑣𝑖𝑙𝑙
=
𝑄∙∆𝑝 ö
(1.10)
𝑃𝑣𝑖𝑙𝑙
Dimenzió nélküli jellemzők [1] A ventilátorra jellemző jelleggörbék nem szerkeszthetőek meg nagy számban a változók sokasága miatt, viszont ha a változókból csoportokat képezünk, akkor a gép
jellemzőire
gyakorolt
hatásuk
könnyen
áttekinthetők,
valamint
nem
rendelkeznek mértékegységgel:
Nyomásszám:
𝛹=
2𝛥𝑝 ö 𝜌∙𝑢 22
(1.11)
ahol: u2[m/s]
kerületi sebesség,mely a D átmérőhöz tartozik
Δpö[Pa]
össznyomás növekedés
ρ[kg/m3]
sűrűség
Mennyiségi szám:
𝜑=
4𝑄 𝐷22 𝜋∙𝑢 2
(1.12)
ahol: Q[m3/s]
térfogatáram
D[m]
járókerék átmérő
u[m/s]
kerületi sebesség
Teljesítményszám:
𝜆=𝜌 2
15
𝑃 𝑣𝑖𝑙𝑙 2
𝐷 𝜋 ∙𝑢 23 ∙ 2 4
(1.13)
Porszívó-aggregát [4] Az aggregát szó az aggregare (összegyűjtés) szóból ered. Magának a fogalomnak a jelentése, hogy két, vagy annál több erő- és munkagép van egybeépítve. Méréseim során egy porszívó-aggregátot mérek, amely egy villanymotorból, valamint egy radiális ventilátorból épül fel.
Hasonló aggregátok találhatóak a
hétköznapi használatban lévő porszívókban is. Általánosan elmondható, hogy az ilyen jellegű aggregátokban úgynevezett univerzális motor található, valamint radiális járókerék, mely nagyobb nyomáskülönbséget tud létrehozni, mint az axiális ventilátor. Univerzális motorok [5] Az univerzális motorok soros kommutátorral rendelkeznek, valamint egyenárammal, és váltakozó árammal is megtáplálhatóak. Ezek a motorok igen elterjedtek, főként a háztartási, és barkács gépek alkalmazzák előszeretettel. Tulajdonságaik közé tartozik, hogy a teljesítményük 1-2000W tartomány közé tartozik. Jellemző rájuk, hogy nem a leadott, hanem a felvett teljesítményt jelölik meg rajtuk az adattáblájában. Fordulatszámuk magas 3000-40000/min is lehet. Szerkezeti felépítésük az egyenáramú motorokéhoz hasonlít. A motor egy álló és egy forgó részből áll, mind a kettő lemezelt. A motor állórésze kiképzett pólusú, a gerjesztő tekercs a pólustörzsön helyezkedik el. A forgórész hornyaiban helyezkedik el a tekercselés, melynek kivezetése csatlakozik a kommutátorhoz. Az álló és forgó rész soros kapcsolatát két szénkefe biztosítja
16
6. ábra Porszívó aggregát járókereke; [ÁHT archívum]
Járókerék A levegő a forgó járókerékre tengely irányból érkezik a belépő csonkon. A járókereket elhagyva az álló vezetőkerékre kerül, utána pedig a szintén álló visszavezető kerékre jut a szállított közeg, majd távozik a lapátrendszerből. A levegő áramlásának iránya a 6. ábrán látható, ahol a belépő keresztmetszetet a D1 jelölés mutatja. A szívó hatást a járókerék generálja, amit a villanymotor hajt meg. A vezető és a visszavezető kerék segít a levegő irányát módosítani, így az aggregátból nem radiális, hanem axiális irányba, a motoron és a külső ház szellőzőnyílásain keresztül távozik a levegő.
Gázt szállító berendezések alkalmazási területei [6] A ventilátorok főbb alkalmazási területei közé sorolható a levegő cseréje és elszívása, például ipari létesítményekben, ahol a korrozív gázok elszívását műanyag radiális ventilátorokkal oldják meg. Jelenlétük jellemző minden olyan helyen, ahol a levegő cseréje szükséges, de nem fontos nagy nyomásnövekedés létrehozása. Az axiális ventilátorok nagy légmennyiséget képesek megmozgatni, ezért szellőztetési célokra előszeretettel alkalmazzák azokat. A háztartási és 17
elektronikai gépekben is sok helyen megtalálhatóak a ventilátorok: többek között a porszívóban, az asztali ventilátorban, laptopban, számítógépben, stb. [7] A fúvók alkalmazási területe széles, mivel nagyobb nyomáskülönbséget tudnak létrehozni, mint a ventilátorok, viszont még nem szükséges a gépek hűtése. Méretük változó, akár hajók kirakodásához használt pneumatikus gépekben is alkalmazhatóak, melyek szállító kapacitása akár az 1000 t/h-t is elérheti. Továbbá a fúvók is megtalálhatóak a háztartási gépekben pl. nagynyomású gőztisztítókban, levélfújókban, stb. Kompresszorokat ott alkalmaznak, ahol nagyobb nyomáskülönbség létrehozása a cél, viszont ezeknek a gépeknek már a hűtése is szükséges. Gyakran alkalmazzák
szerszámgépekben,
pl.
szögbelövő,
vagy
festékfújó,
sűrűn
megtalálhatóak gyárakban és ipari létesítményekben, szintén nagynyomású gépek alkotórészeként.
Továbbá
használják
hűtőgépekben.
18
a
hűtéstechnikában
is,
például
a
A MÉRÉSI RENDSZER FELÉPÍTÉSE Méréseimet a Miskolci Egyetem Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszékének laboratóriumában kialakított mérőberendezésen végeztem, mely a C/2 épület Északi oldalának második hajójában található. Méréseim során egy porszívó aggregátot mértem 8 különböző fordulatszámon és 11 tolózárállás mellett (hat zárási és 5 nyitási pont). A legalacsonyabb felvett fordulatszám 20000 1/min, majd kétezres lépcsőkkel haladva 30000 1/min-ig végeztem méréseket, valamint a maximális fordulatszámon, ami 35000 1/min körül alakult. Mértem a tartályba beáramló levegő sebességét, a légkör és a tartály nyomásának különbségét, a légköri nyomást, a fordulatszámot, a villamos teljesítményt, a feszültséget, valamint három különböző hőmérsékletet (belépő levegő-, tartály-, és kilépő levegő hőmérsékletét). A mérés elvi elrendezése a 7. ábrán látható.
7. ábra porszívó aggregát mérésének elvi elrendezése
19
A vizsgálatom tárgyát képező aggregátot a 7. ábrán a 4-es szám jelöli. A levegő az 1-es ponton át érkezik a tolózáron keresztül (2) a tartályba (3). Az aggregát onnan szívja be a levegőt, majd az a járókerék, vezetőkerék, és a visszavezető kerék lapátterein keresztülhaladva a motor álló- és forgórésze közötti téren át távozik a környezetbe.
Az aggregát A gép típusszáma YDC01-3N. Ez egy Lengyelországból származó cég terméke, melynek Kecskeméten van az összeszerelő üzeme, ez a gyáregység küldött körülbelül 5 éve több típust is hasonló vizsgálatok elvégzése céljából. Az aggregátban található villanymotor névleges teljesítménye 1900 W, névleges feszültsége 230 V. A járókerék radiális, hátrahajló lapátozással rendelkezik. A levegő a járókerékbe érkezik a belépő csonkon át, majd a vezetőkeréken, onnan pedig a visszavezető keréken át áramlik, ez utóbbi kettő nem forgó alkatrész. A járókerék anyaga alumínium, a vezető-, és visszavezető kerék anyaga műanyag, a ház borítása pedig acél. A ventilátor geometriai adatai a 8. ábrán láthatóak.
8. ábra YDC01-3N típusú aggregát járókerekének geometriai adatai [ÁHT archívum]
A járókerék felső nézete és a lapátok iránya, valamint jellemző szögei a 9. ábrán láthatóak.
20
9. ábra Ventilátor járókerekének felülnézete [ÁHT archívum]
A méréshez felhasznált műszerek Fordulatszámmérés A fordulatszámmérést egy Esy-Viber nevű rezgést analizáló gép segítségével mértem. A motor oldalára mágnes segítségével rögzített fej érzékelte a rezgéseket és abból spektrumot hozott létre, majd meghatározta a fordulatszámot. 8 darab, különböző spektrum átlagából képez egy átlagfordulatszámot. Az első spektrumot 2 másodpercig méri, a többit 0,5 másodpercig.
A műszer által vizsgált
frekvenciatartomány 1,5 Hz és 3200 Hz között lett beállítva. A mérési hibák csökkentése érdekében a gép Hanning ablakozó függvényt használt. A 7. ábrán az ’n’ jelölésű mérőműszer jelöli ezt az eszközt. Nyomásmérés A tartály és a környezet közötti nyomáskülönbséget (7. ábra ’Δp’) egy differenciál nyomásmérő elem (PDCR 2110-1668) segítségével mértem, mely egy Drucktípusú digitális nyomásmérő műszerhez volt csatlakoztatva. Ennek egyik ága (7. ábra ’ptartály’) a tartályba volt beépítve, a másik pedig a légköri nyomást mérte (7. 21
ábra’p0’). A gép egy másik kivezetésén keresztül magát a légköri nyomást is mértem. Feszültségmérés Az aggregát fordulatszám-szabályozásának egyik lehetősége a feszültség állítása volt. Ehhez egy Hosson Voltage Regulator típusú toroidot használtam, amely a szabályozás mellett képes volt a feszültség kijelzésére is. A 7. ábrán az U jelű mérőműszer jelöli ezt a műszert. Hőmérsékletmérés Méréseim során három különböző helyen mértem a hőmérsékletet: vizsgáltam a beszívott levegő hőmérsékletét, a tartály belső hőmérsékletét, valamint a motornál átáramló levegő hőmérsékletét. A 7. ábrán a T jelű mérő jelöli magát a mérő műszert, a tbe, ttartály és tki mennyiségek pedig a megfelelő érzékelőket. Maga a műszer egy YCT YC 747D típusú négycsatornás mérőberendezés. Teljesítménymérés A teljesítménymérő műszeren keresztül tápláltam meg az aggregátot, így a felvett villamos teljesítményt mérni tudtam. A műszer típusa Voltcraft Plus EnergyLogger és a 7. ábrán a Pvill jelű mérő jelöli a helyét. A műszer által mérhető effektív teljesítmény tartomány 1,5 és 3500 W között van, mérésem során a maximum teljesítmény nem haladta meg a 2100 W-ot. Levegő-sebességmérés A sebességmérő műszer érzékelője a rendszer beszívó csövében volt elhelyezve, melyek együtt egy szárnykerekes áramlásmérő szakaszt alkottak. A szondán egy kisméretű axiális járókerék helyezkedik el, így a műszer annak a forgási sebességéből határozza meg a beszívott levegő sebességét. A szonda 0628 0036 jelzésű, maga a műszer egy Testo 445 típusú műszer volt. A 7. ábrán c nevű mérő jelöli a műszert.
A mérés menete Az méréseket három különböző napon végeztem. Az első mérést 2013.10. 8-án végeztem, ezen a napon csak az első fordulatszámon történő mérést volt alkalmam végigcsinálni, 11 mérést végeztem ekkor. A következő mérés alkalmával három fordulatszám-tartományt mértem le ugyancsak 11-11 mérési 22
ponttal, ennek dátuma 2013.11. 8. A harmadik, és egyben utolsó mérést, ahol is további 4 fordulatszám tartományt mértem le, sikerült megszereznem minden szükséges adatot, ennek ideje 2013. 11. 12-e volt. A mérést megelőzően konzulensem, Szaszák Norbert segített a mérés összeállításában, valamint megmutatta a műszerek kezelését. Az aggregát szabályozására két lehetőségem volt: az egyik a feszültség szabályozása, a másik pedig a szívócsonk fojtása. Sajnos közvetlen fordulatszám szabályozásra nem volt lehetőségem, ezért némiképp problémás volt az állandó fordulatszám tartása. A szívóoldalt 6 fokozatban fojtottam, teljes elzárásra nem került sor az egység túlmelegedésének megelőzése végett, majd további 5 pontban nyitottam a szelepet. Konzulensemmel felvettük először a legalacsonyabb feszültségtartományt, szinte teljesen zárt fojtásnál (itt a legalacsonyabb az adott fordulatszámhoz tartozó feszültség szint), ahol még a műszerek pontos értéket jeleztek. Megmértem ott a fordulatszámot, ez az érték 20000/min körül mozgott, így a mérés legalsó fordulatszám-értéke ez lett. Az aggregát feszültségét maximum 230 V-ig tekerhettem fel, utána a motort károsodás érhette volna, így a mérésem felső határát ez szabta meg. Nyitott gömbzár mellett ezen a feszültségen a maximum fordulatszám 35500 volt. Így a két véglet közötti tartományt 6 részre osztottam, és 2000/min lépcsővel haladtam. Mint említettem az aggregát villamos motorja nem tartotta az állandó fordulatszámot, így miközben fojtottam a szívó oldalt, a fordulatszám feljebb emelkedett a csökkenő terhetőnyomaték miatt; így ahhoz, hogy állandó szinten tartsam azt, csökkentenem kellett a feszültséget. Összefüggést nem sikerült találnom a fordulatszám és a feszültség változtatása között. Megfigyelésem szerint az első három, szinte nyitott fojtószelepállásnál állandó feszültségszint mellett a fordulatszám csak kis mértékben emelkedett, az ezt követő fojtási szakaszokban viszont exponenciálisan megnőtt a fordulatszám. Méréseim során az adott fordulatszám-tartományhoz tartozó értékeket csak akkor rögzítettem, ha ±500/min határon belül volt a fordulatszám változása. A kagylódiagram megszerkesztéséhez ezeket az adatokat a hasonlósági törvényeket felhasználva átszámoltam kerek és pontos értékekre.
23
Fényképek a mérésről A 10. és 11. ábra a mérésem tárgyát, magát a porszívó aggregátot mutatja eltérő szögekből. A 10. ábrán látható egy kisebb rész a motor tekercseléséből, valamint a nyílás a gépházon, ahol a levegő távozik a ventilátorból.
10. ábra porszívó aggregát
11. ábra porszívó aggregát
A 11. ábrán látható az alumínium járókerék, valamint alatta a műanyag visszavezető kerék, ami segít a levegő irányát változtatni.
24
12. ábra Fénykép a mérőrendszerről
A 12. ábrán a rendszer látható, amivel a méréseimet elvégeztem. Az 1-es pont jelöli a beáramló levegő sebességének mérésére szolgáló szondát, valamint itt látható a mérőszakasz is. A 2. pont a fojtószelep. A 3-as jelzés a teljesítménymérő berendezést jelöli, a 4-es maga a tartály. Az 5. pontban látható, hol van bevezetve a tartályba a nyomásmérő érzékelője. A toroidot a 6-os szám jelöli, a 7. pedig a nyomásmérő berendezés. A 8-as szám jelöli a négycsatornás hőmérsékletmérő műszert. A 9. jelzés a frekvencia-analizáló műszer, amivel a fordulatszámot mértem. A beáramló levegő sebességét jelző műszert a 10-es pont jelöli. Maga a porszívó aggregát a tartály felett elhelyezett piros védőburkolat mögött található
25
MÉRT ÉS MEGHATÁROZOTT EREDMÉNYEK Az alábbi részben bemutatom a számolásokhoz felhasznált összefüggéseket, melyek a
kagylódiagram
részletezem
a
megszerkesztéséhez nélkülözhetetlenek valamint
hőteljesítmény
számításának
menetét
is.
Az
méréssel
meghatározott eredmények az F1 függelékben a 3., 4., és 5. táblázatban találhatóak.
Számolások a mért értékekkel Térfogatáram A térfogatáram kiszámításához a 𝑄 =𝑐∙𝑘
(3.1)
összefüggést használtam, ahol: Q[m3/h]
térfogatáram
c[m/s]
levegősebesség
k[m2/3600]
konstans, melynek értéke 5,605 (kalibrációs állandó) már
ismert volt. A (3.1)-es összefüggés segítségével a térfogatáramot m3/h-ban kaptam meg, ezt átszámoltam m3/s-ba hogy további számításokhoz fel tudjam használni. Az F3 függelékben a 9., 10., 11. táblázatban az eltérő térfogatáramokat a Qh és Qsec elnevezésű oszlopok tartalmazzák. Hasznos teljesítmény A hasznos teljesítményt a térfogatáram és a Δp nyomáskülönbség szorzata adja: 𝑃 = 𝑄 ∙ 𝛥𝑝 Ahol: P [W]
hasznos teljesítmény
Q[m3/s]
térfogatáram
Δp[Pa]
nyomáskülönbség 26
(3.2)
Hatásfok Az η az F3 függelékben, a 9., 10. és a 11. táblázatban az összhatásfokot jelöli, ami
magában
tartalmazza
a
mechanikai,
volumetrikus,
és
hidraulikus
veszteségeket valamint a tárcsasúrlódási veszteséget is. Ezt az összhatásfokot a hasznos-, és villamos teljesítmény hányadosa adja százalékosan: 𝜂=𝑃
𝑃 𝑣𝑖𝑙𝑙
∙ 100%
(3.3)
Ahol: P[W]
hasznos teljesítmény
Pvill[W]
villamos teljesítmény
η[%]
összhatásfok
Hőteljesítmény A motor hőteljesítményét úgy számoltam ki, hogy a beszívott és a kifúvott levegő esetén is kiszámoltam annak fajlagos hőenergiáját. Ezeknek az energiáknak a különbségét vettem más néven fajlagos energiakülönbség. Majd megszorozva ezt a különbséget a tömegárammal megkaptam a hőteljesítményt. A számoláshoz felhasznált összefüggés a következő: 𝑃ℎő = 𝑐𝑝 ∙ 𝜌 ∙ 𝑄 ∙ 𝛥𝑇
(3.4)
Ahol: Phő[W]
hőteljesítmény
cp[k/kgK]
fajhő
ρ[kg/m3]
sűrűség
Q[m3/s]
térfogatáram
T[°C]
hőmérséklet
A fajhő és a sűrűség a hőmérséklet függvényében változik, ezért egy online kalkulátor segítségével [8] kikerestem 12 hőmérséklethez tartozó fajhő és sűrűség 27
értéket (2. táblázat), majd két diagramot csináltam az adatokból, amik leírták a pontokra simuló görbe egyenletét (1. és 2. diagram). Ezt a két egyenletet felhasználva kiszámoltam minden hőmérséklethez tartozó sűrűség és fajhő értéket. Ezek az értékek az F2 függelékben találhatóak a 6., 7., és 8. táblázatban. Hőmérséklet Fajhő Sűrűség [°C] [kJ/kgK] [kg/m3] 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
1,0068 1,0070 1,0072 1,0074 1,0076 1,0078 1,0080 1,0084 1,0088 1,0092 1,0096 1,0100
1,1894 1,168 1,15 1,132 1,114 1,096 1,078 1,0624 1,0468 1,0312 1,0156 1
2. táblázat Hőmérsékhez rendelt Fajhő és Sűrűség értékek
Levegő sűrűségének változása a hőmérséklet függvényében y = 9E-06x2 - 0.004x + 1.271
Sűrűség [kg/m3]
1.2 1.15 1.1 1.05 1 0.95 0
10
20
30
40
50
60
70
Hőmérséklet [°C]
1. Diagram Levegő sűrűségének változása a hőmérséklet függvényében
28
80
Levegő fajhőjénk változása a hőmérséklet függvényében y = 6E-07x2 - 2E-06x + 1.006
Fajfő [kJ/kgK]
1.0110 1.0100 1.0090
1.0080 1.0070 1.0060 0
10
20
30
40
50
60
70
80
Hőmérséklet [°C]
2. Diagram Levegő fajhőjének változása a hőmérséklet függvényében
Az F3 függelék 9., 10., és 11. táblázatban a Phő oszlopban szerepelnek az ehőbe és ehőki különbségéből képzett értékek, vagyis az a hőteljesítmény, amit az aggregát ténylegesen a levegő fűtésére használt fel.
Átszámolás kerek fordulatszám értékekre A hatásfokkagyló megrajzolásához állandó fordulatszám szükséges, ami a mérés során nem volt teljes mértékben kivitelezhető, viszont az értékek ±10%-on belül mozognak. Tehát a hasonlósági törvények segítségével átszámolhatóak a szükséges értékek kerek fordulatszámokra. Térfogatáram átszámítása A szállított térfogatáram az (1.12) összefüggés alapján [1]:
𝑄=𝜑∙
𝐷22 ∙𝜋 4
∙ 𝑢2
(3.5)
Ez az egyenlet felírható a gép egy másik fordulatszámára vagy egy kialakításában megegyező (geometriailag hasonló), eltérő méretű gépre is. A hasonlóságból adódóan a sebességi háromszögek szögei nem, csupán azok nagysága változik, így az egyenletben a D2 és az u2 kerületi sebesség változik csak a fent említett paraméterek megváltoztatása esetén. Továbbá a kerületi sebesség úgy is felírható, hogy: 29
𝑢=
𝐷∙𝜋∙𝑛
(3.6)
60
Így, ha a változókat felhasználva két pont között létrehozunk egy aránypárt, a következő összefüggést kapjuk:
𝑄 𝑄′
𝐷2 3
=
𝐷2 ′
𝑛
∙ 𝑛′
(3.7)
Mivel a méréseimben ugyanazon gépre akarok kerek fordulatszámhoz tartozó térfogatáramot átszámolni, a (3.7)-es összefüggésből a kerékátmérők hányadosa 1. Így még tovább egyszerűsítve az egyenletet az átszámolt térfogatáramot a következőképen kaptam meg: 𝑄 = 𝑄𝑚é𝑟𝑡 ∙ 𝑛
𝑛
(3.8)
𝑚 é𝑟𝑡
Teljesítmény átszámítása A teljesítményszám (1.13) felhasználásával és átrendezésével a következőképp számolható a teljesítmény: 𝜌
𝑃 = 𝜆 ∙ 2 ∙ 𝑢23 ∙
𝐷22 ∙𝜋 4
(3.9)
Az az egyenlet ugyancsak felírható ugyanazon gép másik fordulatszámára vagy egy geometriailag hasonló, de méretében eltérő gépre. A kerületi sebesség itt is átírható a (3.6). összefüggés szerint, így az egyenletben a változók a sűrűség, a D2 járókerék átmérő és a fordulatszám lesznek. Az így létrehozott teljesítmény aránypár a következő: 𝑃 𝑃′
=
𝜌 𝜌′
∙
𝐷2 5 𝐷2 ′
30
∙
𝑛 3 𝑛′
(3.10)
Mivel ugyanazon gépre számítottam át a teljesítményt, a D2 hányadosa 1, valamint a sűrűséget is állandónak tekintettem, így a fordulatszámhoz rendelt átszámított teljesítményt a következőkép kaptam meg: 3
𝑛
𝑃 = 𝑃𝑚é𝑟𝑡 ∙
(3.11)
𝑛 𝑚 é𝑟𝑡
Nyomás átszámítása A nyomásszámból az (1.11) összefüggés alapján a nyomás a következő módon számolható: 𝜌
∆𝑝 = 𝛹 ∙ 2 ∙ 𝑢22
(3.12)
A fent említett okok miatt ez az egyenlet is felírható másik fordulatszámra, valamint itt az átmérő nem játszik szerepet. Így az egyenletben a változók az n fordulatszám ((3.6) miatt) és a sűrűség lesznek, aránypárt felállítva az eltérő fordulatszámokra a következő összefüggést kaptam: ∆𝑝 ∆𝑝′
=
𝜌 𝜌′
∙
𝑛 2
(3.13)
𝑛′
Ha a sűrűséget állandónak tekintem, a kifejezést átrendezve következő formulát kaptam a nyomás átszámítására: ∆𝑝 = ∆𝑝𝑚é𝑟𝑡 ∙
𝑛 𝑛 𝑚 é𝑟𝑡
2
(3.14)
Villamos teljesítmény átszámítása A motor villamos teljesítményének átszámolására nem volt lehetőségem, mivel nincs olyan hasonlósági törvény, amivel a meglévő adataimmal át tudnám számolni az értékeket egy kerek fordulatszámhoz, emiatt a kagylódiagram nem lesz teljesen pontos. Az adatokat akkor tudnám átszámolni, ha meglenne a motorhoz tartozó karakterisztika, ennek hiányában viszont nincs rá lehetőségem.
31
KÖVETKEZTETÉSEK ÉS TAPASZTALATOK Kagylódiagram A kagylódiagram szerkesztésének a menete a következő:
A hatásfokkagyló megrajzolásához két diagram szükséges.
Nyolc fordulatszám-tartományt mértem, a két diagramon mindegyikhez tartozik majd egy-egy görbe.
A térfogatáram függvényében ábrázoltam az első diagramon az összes, állandó fordulatszámra átszámolt értékhez rendelt Δp nyomáskülönbség értéket.
A második diagramon ábrázoltam ugyancsak a térfogatáram függvényében az összes fordulatszámhoz rendelt hatásfok értékeket.
A második diagramon felvettem több különböző hatásfok-értéket.
Ahol ezek az állandó hatásfokok elmetszik a fordulatszámhoz tartozó hatásfokgörbéket, ott létrejön egy metszéspont.
A metszéspontokat felvetítettem az első diagramra, mindegyiket a megfelelő görbére.
Az első diagramon összekötöttem az állandó hatásfokokat, így egy parabola sereget kaptam
Végezetül meghatároztam az affin parabolát, úgy hogy a hatásfokgörbék maximumát vetítettem fel a megfelelő helyre.
Ez az affin parabola meghatározza, hogy adott Δp nyomáskülönbséghez melyik a legideálisabb fordulatszám és térfogatáram ahhoz, hogy a lehető legnagyobb legyen a hatásfok
32
13. ábra Kagylódiagram
A 13. ábra az átszámolt adatok alapján létrehozott kagylódiagramot mutatja. A piros pontok az ábrán a metszéspontokat jelölik. Az adatok alapján meghatározott diagram hasonlít az elméleti kagylódiagramra.
33
Egyéb diagramok a térfogatáram függvényében Az alábbiakban a méréseim során kapott adatokból képzett diagramok találhatóak, melyeket a térfogatáram függvényében ábrázoltam. Ezek az ábrák megmutatják, hogyan változtak a gép adott jellemzői a fojtás hatására, valamint a fordulatszám növelésére. Feszültség változása
Feszültség változás a térfogatáram függvényében
250 230 210 190 Feszültség [V]
20000/min 170
22000/min
150
24000/min
130
26000/min 28000/min
110
30000/min
90
32000/min
70
35000/min
50 0
50
100
150
200
250
Térfogatáram [m3/h]
3. Diagram Feszültség változása a térfogatáram függvényében
A 3. diagramon megfigyelhető hogy a térfogatáram növelésének hatására nő a motor feszültség igénye, hogy a fordulatszámot egy állandó értéken tudja tartani. Ez azzal magyarázható, hogy ha felvettem egy fordulatszám értéket viszont a szívóoldalt fojtottam azzal a fordulatszám emelkedett, ahhoz hogy a fordulatszám állandó maradjon, csökkentenem kellett a gép feszültségét. Minél jobban fojtottam a szívócsonkot annál drasztikusabban csökkent az igényelt feszültség mértéke. Magasabb fordulatszám tartományokban ez az érték akár a 40 V csökkenést is elérhette, mint a diagramon is megfigyelhető. 34
Teljesítmény változása
Teljesítmény változása a térfogatáram függvényében 500 450
Teljesítmény[W]
400 350
20000/min
300
22000/min 24000/min
250
26000/min
200
28000/min
150
30000/min
100
32000/min
50
35000/min
0 0
50
100
150
200
250
Térfogatára, [m3/h]
4. Diagram Teljesítmény változása a térfogatáram függvényében
A 4. diagramon megfigyelhető, hogy az adott fordulatszámokhoz tartozó teljesítmények egy maximális értékig emelkednek, onnan pedig fokozatosan csökkennek. Ezzel a tendenciával a hatásfokgörbékhez hasonlítanak. Hőmérséklet változása Mint látható az 5. diagramon, a kiáramló levegő hőmérséklete annál magasabb minél kisebb a térfogatáram, vagyis minél jobban fojtva van a szívóoldal. Minél szélesebb a szívóoldal keresztmetszete, a hőmérséklet annál jobban közelít a légköri hőmérséklethez. Ezt a hőmérsékletváltozást a porszívó aggregát képzi.
35
Kiáramló levegő hőmérséklete [°C]
Kiáramló levegő hőmérsékletének változása a térfogatáram függvényében 80 70
20000/min
60
22000/min 24000/min
50
26000/min 40
28000/min
30
30000/min 32000/min
20 0
50
100
150
200
250
35000/min
Térfogatáram [m3/h]
5. Diagram Kiáramló levegő hőmérsékletének változtatása a térfogatáram függvényében
Villamos teljesítmény
Villamos teljesítmény változása a térfogatáram függvényében Villamos teljesítmény [W]
2500 2000
20000/min 22000/min
1500
24000/min
26000/min
1000
28000/min 500
30000/min 32000/min
0
35000/min 0
50
100
150
200
250
Térfogatáram [m3/h]
6. Diagram Villamos teljesítmény változása a térfogatáram függvényében
Mint ahogy a 6. diagramon látható, a villamos teljesítmény a térfogatáram és a fordulatszám emelkedésével arányosan exponenciálisan nő. 36
ÖSSZEGZÉS Munkám során a fent leírt méréseket elvégeztem, ki-, és átszámoltam a munkámhoz nélkülözhetetlen adatokat és értékeket. A származtatott adatok alapján megrajzolt kagylódiagram pontossága annyiban tér el a valóságtól, hogy a Pvill teljesítményt nem tudtam átszámolni a motor jelleggörbéjének hiányában. Maga a kagylódiagram az elméleti görbéhez hasonló mintát mutat, az állandó fordulatszámhoz rendelt parabolák jól meghatározhatóak. A parabolák irányát és a hatásfokmaximumokat figyelembe véve az affin parabolát is meg tudtam határozni. A lemért és kiszámolt adatok alapján további diagramokat is meg tudtam rajzolni, melyekről elmondható, hogy a várt eredményeket mutatják, hasonlítanak az elméleti görbékhez.
37
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Első sorban szeretném megköszönni Szaszák Norbertnek a rengeteg segítséget, és azt hogy ennyi időt áldozott rám. Nagyban hozzájárult, hogy dolgozatom elnyerje végleges formáját Továbbá köszönettel tartozom Farkas Andrásnak és a C/2es ÁHT műhelycsarnok dolgozóinak, hogy a méréseim lebonyolításában, és összeállításában segítettek. A dolgozatban dokumentált kutató munka a Miskolci Egyetem stratégiai kutatási területén működő Innovációs Gépészeti Tervezés és Technológiák Kiválósági Központ keretében valósult meg.
38
IRODALOMJEGYZÉK [1] Dr. Menyhárt József, Légtechnikai Berendezések, Tankönyvkiadó, Budapest 1990 [2] Pattantyús Géza; A gépek üzemtana; Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1983 [3] Dr. Szabó Szilárd; Erő- és munkagépek előadásvázlat; Miskolc-Egyetemváros 2010 [4] Wikipédia; aggregát; http://hu.wikipedia.org/wiki/Aggreg%C3%A1t; letöltés dátuma:2013.november 01 [5] Hobbyelektronika; fórum; http://www.hobbielektronika.hu/forum/getfile.php?id=135729; letöltés dátuma 2013. november 25. [6] Fikesz-Plus kft; Műanyag ventilátor; http://fikesz.hu/ventilator_ventillator/muanyag-ventilator/; letöltés dátuma: 2013. november 10. [7] Aerzen kft; Arzener forgódugattyús fúvók; http://www.aerzen.hu/Termekek/AERZENER-FORGODUGATTYUS-FUVOK; letöltés dátuma: 2013. november 10. [8] Peace Software; levegő kalkulátor; http://www.peacesoftware.de/einigewerte/calc_luft.php5; letöltés dátuma 2013. November 18.
39
FÜGGELÉK F1 Mérés során kapott tényleges számadatok Sorszám fordulatszám [1/min] 1 19700 2 19590 3 19740 4 20340 5 20400 6 20130 7 20400 8 20340 9 19650 10 19530 11 19620 12 21930 13 22020 14 22350 15 21990 16 22110 17 22410 18 21990 19 21690 20 21750 21 22050 22 21960 23 23580 24 23820 25 24120 26 23790 27 23880 28 23910 29 23550 30 23730 31 24060 32 23700 33 23760
U [V] 103 100 100 99 96 83 93 99 99 101 102 119 119 119 112 107 94 102 109 116 119 120 132 135 133 127 121 107 114 125 134 134 134
P0 [Pa] 998994 99895 99904 99903 99904 99908 99911 99915 99918 99918 99919 100169 100169 100171 100173 100173 100174 100174 100170 100169 100173 100173 100169 100171 100170 100166 100164 100159 100160 100155 100148 100146 100142
Δp [Pa] 268 621,5 1674 4128 6250 7538 7100 5141 2258 822 258 417 887 2384 5127 7607 9322 8216 5867 2730 1088 402 462,5 1053 2687 5884 8600 10386 9334 6826 3250 1249 464
c Pvill Tkörny Ttartály [m/s] [W] [°C] [°C] 21 429 23 22 19,52 385 23,1 22,2 18,3 384 23,1 22,3 15,3 357 23,2 22,3 11,5 324 23,2 22,3 5,8 233 22,7 22,2 9,37 297 22,8 22,2 13,2 349,7 23,5 22,3 17,5 366 23,1 22,4 19,2 378 23,1 22,5 20,3 394 23,2 22,4 22,3 530 23,6 22,2 22 530 23,7 22,3 20 522 23,7 22,3 15,8 450 23,6 22,2 12 391 23,5 22,4 5,6 286 23,5 22,2 10 353 23,4 22,3 14,7 414 23,6 22,4 19 483 24 22,4 22 520 23,9 22,5 22,5 525 23,9 22,8 24 640 23,8 22,7 23,8 658 24 22,7 22 637 24,2 22,7 17 553 24,3 22,8 13 483 23,9 22,9 6,4 347 23,7 22,9 10,5 423 23,6 22,9 16 528 23,9 22,9 21 630 24,5 23 23 638 24,4 23 24 652 24,3 23
3. táblázat Méréseredmények 20000-24000 1/min fordulatszám tartományban
40
Tki [°C] 31,1 31 31,5 33 36,1 42,5 37,4 34,7 32,2 31,4 31,2 32,4 32,6 33,3 34,5 37,3 46,2 38,5 35,1 33,5 33,4 33,1 34,4 34,9 35,6 37 39,6 49,2 41,2 37,8 36,3 35,3 35,2
Sorszám fordulatszám [1/min] 34 25620 35 25740 36 25980 37 26310 38 26100 39 26640 40 25620 41 25950 42 25770 43 25950 44 25920 45 27660 46 27660 47 27990 48 28050 49 27840 50 28410 51 27540 52 28110 53 27900 54 27630 55 27600 56 30090 57 30360 58 30180 59 30330 60 29760 61 29700 62 30390 63 29640 64 30000 65 29640 66 30180
U [V] 150 150 150 147 137 123 128 142 148 152 125 166 165 165 159 148 136 143 159 165 166 167 189 190 185 179 171 145 164 171 182 183 189
P0 [Pa] 100136 100141 100145 100152 100150 100149 100153 100154 100150 100148 100146 101103 101106 101110 101114 101112 101112 101116 101121 101120 101118 101120 101124 101124 101126 101126 101128 101130 101132 101131 101131 101132 101133
ΔP [Pa] 540 1148 3232,8 7108 10245 12740 10932 8151 3684 1485 552 495 1134 3049 7386 10653 12990 11213 8284 3775 1469 448 542 1353 3434 7949 12203 14091 13390 9070 4613 1468 552
c [m/s] 26,5 25 23,5 19,5 14 6,5 11 17,5 22,5 25,5 26,3 28,5 28 26 20 14,8 7,5 11,9 19 24 27,5 28,5 31 30 27,8 22 17 7,8 14 20 26 29 31
Pvill [W] 810 807 786 723 605 422 516 668 763 827 818 1016 1005 984 867 714 540 644 852 964 990 1012 1306 1306 1221 1092 940 598 827 976 1165 1214 1290
Tkörny [°C] 24,6 24,6 24,6 24,6 24,5 23,8 24 24,2 24,7 24,6 24,7 24,5 24,7 24,9 25 25 24,2 25,2 25,5 25,1 25,4 25 25,4 25,7 25,6 25,6 25,6 25,3 25,9 26,1 25,7 25,9 26
Ttartály [°C] 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,1 23,2 23,3 23,4 23,4 23,6 22,8 22,7 23 23 23,2 23 23,1 23,5 23,5 23,5 23,5 24 24 24,1 24 24 23,7 24 24,3 24,1 24,2 24,3
4. táblázat Méréseredmények 26000-30000 1/min fordulatszám tartományban
41
Tki [°C] 36,9 37,3 38,3 40 42,8 53,5 44,6 40,4 38,5 37,8 37,7 37,9 38,4 39,7 41,9 45,7 56,7 47 43,2 40,8 39,9 39,4 42,5 43,4 43,6 45,5 49,6 61,8 52,1 46,4 44,1 42,8 43,1
Sorszám fordulatszám [1/min] 67 31530 68 31620 69 32010 70 32460 71 31740 72 31590 73 31920 74 31110 75 31620 76 31560 77 31710 78 35500 79 35250 80 35010 81 34680 82 34830 83 35280 84 35040 85 35100 86 34860 87 35160 88 35310
U [V] 201 201 201 196 181 162 176 183 196 200 203 240 236 230 215 205 187 200 216 226 234 237
P0 [Pa] 101131 101135 101136 101136 101135 101134 101138 101134 101131 101127 101126 101123 101126 101126 101126 101126 101130 101128 101129 101128 101128 101129
ΔP [Pa] 607 1373 3873 9192 12723 15371 14170 9722 4436 1788 614 776 1735 4532 10277 15324 18394 16625 11965 5007 2192 775
c [m/s] 32 31 28,8 22,6 17 9,5 14 21,9 28 30,3 32 36 34,6 32 24,5 17,6 9,5 15 23 31 34 35,6
Pvill [W] 1470 1462 1437 1300 1044 742 940 1110 1363 1440 1496 2080 2002 1876 1568 1324 960 1219 1544 1814 1970 2042
Tkörny [°C] 26 26,3 26,2 26,8 26,1 25,3 25,9 26,4 26,4 26,4 26,4 27,3 27 27 27 27 26,3 26,8 27,3 27,4 27,3 27,4
Ttartály [°C] 24,5 24,6 24,5 24,4 24,5 24,3 24,6 24,7 24,7 24,9 25 25,2 25,4 25,4 25,3 25,3 25 25,3 25,5 25,6 25,6 25,7
5. táblázat Méréseredmények 32000-35000 1/min fordulatszám tartományban
42
Tki [°C] 45,1 45,4 46,6 48,8 52 63 55 48,5 46,6 46 46 51 51,4 51,8 53,4 58,6 74,4 61,9 55,2 52,2 51,8 51,7
F2 Hőmérséklethez rendelt fajhő és sűrűség értékek Sorszám Tkörny
Tki
[°C]
[°C]
23 23 23 23 23 23 23 24 23 23 23 24 24 24 24 24 24 23 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 25 24 24
31,1 31 31,5 33 36,1 42,5 37,4 34,7 32,2 31,4 31,2 32,4 32,6 33,3 34,5 37,3 46,2 38,5 35,1 33,5 33,4 33,1 34,4 34,9 35,6 37 39,6 49,2 41,2 37,8 36,3 35,3 35,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
cpbe
ρbe
cpki
ρki
ehőbe
ehőki
[kJ/kgK] [kJ/kgK] [kg/m3] [kg/m3]
[W]
[W]
1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070
0,89 0,83 0,78 0,65 0,49 0,24 0,39 0,57 0,74 0,81 0,87 0,97 0,96 0,87 0,68 0,52 0,24 0,43 0,64 0,84 0,96 0,99 1,05 1,05 0,97 0,76 0,57 0,28 0,45 0,70 0,94 1,03 1,07
1,17 1,08 1,03 0,89 0,73 0,42 0,61 0,81 1,00 1,07 1,13 1,28 1,27 1,18 0,96 0,78 0,44 0,67 0,91 1,13 1,30 1,32 1,45 1,46 1,37 1,10 0,89 0,52 0,74 1,05 1,33 1,43 1,48
1,0072 1,0072 1,0072 1,0073 1,0074 1,0077 1,0075 1,0074 1,0073 1,0072 1,0072 1,0073 1,0073 1,0073 1,0073 1,0075 1,0079 1,0075 1,0074 1,0073 1,0073 1,0073 1,0073 1,0074 1,0074 1,0074 1,0076 1,0081 1,0076 1,0075 1,0074 1,0074 1,0074
1,172 1,172 1,172 1,171 1,171 1,174 1,173 1,170 1,172 1,172 1,171 1,170 1,169 1,169 1,170 1,170 1,170 1,171 1,170 1,168 1,168 1,168 1,169 1,168 1,167 1,167 1,168 1,169 1,170 1,168 1,166 1,166 1,167
1,138 1,138 1,136 1,129 1,116 1,089 1,111 1,122 1,133 1,136 1,137 1,132 1,131 1,128 1,123 1,111 1,073 1,106 1,120 1,127 1,128 1,129 1,123 1,121 1,118 1,112 1,101 1,060 1,094 1,109 1,115 1,120 1,120
2. táblázat Hőmérséklethez rendelt fajhő sűrűség és hőteljesítmény értékek
43
Sorszám Tkörny 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
Tki
cpbe
ρbe
cpki
ρki 3
3
1,165 1,165 1,165 1,165 1,166 1,169 1,168 1,167 1,165 1,165 1,165 1,166 1,165 1,164 1,164 1,164 1,167 1,163 1,162 1,163 1,162 1,164 1,162 1,161 1,161 1,161 1,161 1,162 1,160 1,159 1,161 1,160 1,159
1,113 1,111 1,107 1,099 1,087 1,041 1,080 1,098 1,106 1,109 1,109 1,108 1,106 1,101 1,091 1,075 1,028 1,069 1,086 1,096 1,100 1,102 1,089 1,085 1,084 1,076 1,058 1,006 1,047 1,072 1,082 1,087 1,086
ehőbe
ehőki
[°C]
[°C]
[kJ/kgK] [kJ/kgK] [kg/m ] [kg/m ]
[W]
[W]
25 25 25 25 25 24 24 24 25 25 25 25 25 25 25 25 24 25 26 25 25 25 25 26 26 26 26 25 26 26 26 26 26
36,9 37,3 38,3 40 42,8 53,5 44,6 40,4 38,5 37,8 37,7 37,9 38,4 39,7 41,9 45,7 56,7 47 43,2 40,8 39,9 39,4 42,5 43,4 43,6 45,5 49,6 61,8 52,1 46,4 44,1 42,8 43,1
1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0070 1,0071 1,0071 1,0070 1,0071 1,0071
1,19 1,12 1,06 0,88 0,63 0,28 0,48 0,78 1,02 1,15 1,19 1,28 1,26 1,18 0,91 0,68 0,33 0,55 0,88 1,10 1,27 1,30 1,43 1,40 1,30 1,03 0,79 0,36 0,66 0,95 1,22 1,37 1,47
1,71 1,63 1,56 1,35 1,02 0,57 0,83 1,22 1,50 1,68 1,73 1,88 1,87 1,78 1,43 1,14 0,69 0,94 1,40 1,68 1,89 1,94 2,25 2,22 2,06 1,69 1,40 0,76 1,20 1,56 1,95 2,12 2,28
1,0074 1,0075 1,0075 1,0076 1,0077 1,0083 1,0078 1,0076 1,0075 1,0075 1,0075 1,0075 1,0075 1,0076 1,0077 1,0079 1,0085 1,0079 1,0077 1,0076 1,0076 1,0076 1,0077 1,0077 1,0078 1,0079 1,0081 1,0089 1,0082 1,0079 1,0078 1,0077 1,0077
3. táblázat Hőmérséklethez rendelt fajhő sűrűség és hő teljesítmény értékek
44
Sorszám Tkörny 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88
Tki
cpbe
ρbe
cpki
ρki 3
3
1,159 1,158 1,159 1,156 1,159 1,162 1,160 1,158 1,158 1,158 1,158 1,154 1,155 1,155 1,155 1,155 1,158 1,156 1,154 1,153 1,154 1,153
1,077 1,076 1,071 1,062 1,048 1,001 1,035 1,063 1,071 1,074 1,074 1,052 1,050 1,049 1,042 1,020 0,952 1,005 1,034 1,047 1,049 1,049
ehőbe
ehőki
[°C]
[°C]
[kJ/kgK] [kJ/kgK] [kg/m ] [kg/m ]
[W]
[W]
26 26 26 27 26 25 26 26 26 26 26 27 27 27 27 27 26 27 27 27 27 27
45,1 45,4 46,6 48,8 52 63 55 48,5 46,6 46 46 51 51,4 51,8 53,4 58,6 74,4 61,9 55,2 52,2 51,8 51,7
1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0070 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071 1,0071
1,51 1,48 1,37 1,10 0,81 0,44 0,66 1,05 1,34 1,45 1,53 1,78 1,69 1,57 1,20 0,86 0,45 0,73 1,14 1,54 1,68 1,76
2,44 2,38 2,26 1,84 1,45 0,94 1,25 1,77 2,19 2,35 2,48 3,03 2,93 2,73 2,14 1,65 1,06 1,47 2,06 2,66 2,90 3,03
1,0078 1,0078 1,0079 1,0080 1,0082 1,0090 1,0084 1,0080 1,0079 1,0079 1,0079 1,0082 1,0082 1,0082 1,0083 1,0086 1,0099 1,0089 1,0084 1,0082 1,0082 1,0082
4. táblázat Hőmérséklethez rendelt fajhő sűrűség és hő teljesítmény értékek
45
F3 Kiszámolt eredmények ismertetése Qh
Qsec
P
η
Ph
[1/min]
[m3/h]
[m3/s]
[W]
[%]
[W]
19700 19590 19740 20340 20400 20130 20400 20340 19650 19530 19620 21930 22020 22350 21990 22110 22410 21990 21690 21750 22050 21960 23580 23820 24120 23790 23880 23910 23550 23730 24060 23700 23760
117,72 109,43 102,59 85,77 64,47 32,51 52,53 74,00 98,10 107,63 113,80 125,01 123,33 112,12 88,57 67,27 31,39 56,06 82,41 106,51 123,33 126,13 134,54 133,42 123,33 95,30 72,88 35,88 58,86 89,69 117,72 128,94 134,54
0,033 0,030 0,028 0,024 0,018 0,009 0,015 0,021 0,027 0,030 0,032 0,035 0,034 0,031 0,025 0,019 0,009 0,016 0,023 0,030 0,034 0,035 0,037 0,037 0,034 0,026 0,020 0,010 0,016 0,025 0,033 0,036 0,037
8,76 18,89 47,70 98,35 111,92 68,08 103,60 105,67 61,53 24,58 8,16 14,48 30,39 74,25 126,14 142,15 81,29 127,94 134,30 80,77 37,27 14,08 17,28 39,03 92,05 155,76 174,09 103,51 152,62 170,07 106,28 44,73 17,34
2,04 4,91 12,42 27,55 34,54 29,22 34,88 30,22 16,81 6,50 2,07 2,73 5,73 14,22 28,03 36,35 28,42 36,24 32,44 16,72 7,17 2,68 2,70 5,93 14,45 28,17 36,04 29,83 36,08 32,21 16,87 7,01 2,66
0,28 0,25 0,25 0,24 0,24 0,18 0,22 0,24 0,26 0,26 0,26 0,32 0,32 0,31 0,28 0,26 0,19 0,24 0,27 0,29 0,34 0,33 0,41 0,41 0,40 0,34 0,32 0,25 0,29 0,35 0,39 0,40 0,42
Sorszám fordulatszám 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
5. táblázat Kiszámolt eredmények 20000-24000/min fordulatszám tartományban
46
Qh
Qsec
P
η
Ph
[1/min]
3
[m /h]
3
[m /s]
[W]
[%]
[W]
25620 25740 25980 26310 26100 26640 25620 25950 25770 25950 25920 27660 27660 27990 28050 27840 28410 27540 28110 27900 27630 27600 30090 30360 30180 30330 29760 29700 30390 29640 30000 29640 30180
148,56 140,15 131,74 109,32 78,48 36,44 61,66 98,10 126,13 142,95 147,44 159,77 156,97 145,75 112,12 82,97 42,04 66,71 106,51 134,54 154,16 159,77 173,78 168,18 155,84 123,33 95,30 43,73 78,48 112,12 145,75 162,57 173,78
0,041 0,039 0,037 0,030 0,022 0,010 0,017 0,027 0,035 0,040 0,041 0,044 0,044 0,040 0,031 0,023 0,012 0,019 0,030 0,037 0,043 0,044 0,048 0,047 0,043 0,034 0,026 0,012 0,022 0,031 0,040 0,045 0,048
22,28 44,69 118,30 215,84 223,35 128,95 187,26 222,12 129,08 58,97 22,61 21,97 49,44 123,45 230,03 245,51 151,71 207,78 245,10 141,08 62,91 19,88 26,16 63,21 148,66 272,32 323,04 171,15 291,91 282,48 186,77 66,29 26,65
2,75 5,54 15,05 29,85 36,92 30,56 36,29 33,25 16,92 7,13 2,76 2,16 4,92 12,55 26,53 34,39 28,09 32,26 28,77 14,64 6,35 1,96 2,00 4,84 12,18 24,94 34,37 28,62 35,30 28,94 16,03 5,46 2,07
0,52 0,50 0,51 0,47 0,40 0,29 0,35 0,44 0,49 0,53 0,54 0,60 0,60 0,60 0,52 0,47 0,35 0,39 0,52 0,58 0,62 0,64 0,82 0,81 0,77 0,66 0,61 0,40 0,54 0,61 0,73 0,75 0,81
Sorszám fordulatszám 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
6. táblázat Kiszámolt eredmények 26000-30000/min fordulatszám tartományban
47
Qh
Qsec
P
η
Ph
[1/min]
3
[m /h]
3
[m /s]
[W]
[%]
[W]
31530 31620 32010 32460 31740 31590 31920 31110 31620 31560 31710 35500 35250 35010 34680 34830 35280 35040 35100 34860 35160 35310
179,39 173,78 161,45 126,69 95,30 53,26 78,48 122,77 156,97 169,86 179,39 201,81 193,96 179,39 137,34 98,66 53,26 84,09 128,94 173,78 190,60 199,57
0,050 0,048 0,045 0,035 0,026 0,015 0,022 0,034 0,044 0,047 0,050 0,056 0,054 0,050 0,038 0,027 0,015 0,023 0,036 0,048 0,053 0,055
30,25 66,28 173,69 323,49 336,81 227,39 308,92 331,55 193,42 84,36 30,60 43,50 93,48 225,83 392,08 419,98 272,11 388,33 428,53 241,70 116,05 42,96
2,06 4,53 12,09 24,88 32,26 30,65 32,86 29,87 14,19 5,86 2,05 2,09 4,67 12,04 25,01 31,72 28,34 31,86 27,75 13,32 5,89 2,10
0,93 0,90 0,89 0,74 0,65 0,50 0,59 0,72 0,85 0,90 0,95 1,25 1,24 1,16 0,94 0,79 0,60 0,74 0,93 1,12 1,22 1,27
Sorszám fordulatszám 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88
7. táblázat Kiszámolt eredmények 32000-35000/min fordulatszám tartományban
48
F4 Az átszámolt adatok ismertetése Q*
Δp*
P*
η*
[1/min]
[m3/s]
[Pa]
[W]
[%]
20000 20000 20000 20000 20000 20000 20000 20000 20000 20000 20000 22000 22000 22000 22000 22000 22000 22000 22000 22000 22000 22000 24000 24000 24000 24000 24000 24000 24000 24000 24000 24000 24000
0,033 0,031 0,029 0,023 0,018 0,009 0,014 0,020 0,028 0,031 0,032 0,035 0,034 0,031 0,025 0,019 0,009 0,016 0,023 0,030 0,034 0,035 0,038 0,037 0,034 0,027 0,020 0,010 0,017 0,025 0,033 0,036 0,038
276 647 1718 3991 6007 7440 6824 4970 2339 862 268 419 885 2309 5131 7531 8984 8223 6035 2793 1083 403 479 1068 2660 5988 8686 10464 9694 6982 3233 1280 473
9,17 20,10 49,61 93,50 105,47 66,77 97,62 100,46 64,88 26,39 8,64 14,62 30,30 70,81 126,32 140,04 76,91 128,11 140,14 83,59 37,02 14,16 18,23 39,92 90,68 159,92 176,73 104,68 161,53 175,94 105,49 46,45 17,87
2,14 5,22 12,92 26,19 32,55 28,66 32,87 28,73 17,73 6,98 2,19 2,76 5,72 13,57 28,07 35,81 26,89 36,29 33,85 17,31 7,12 2,70 2,85 6,07 14,24 28,92 36,59 30,17 38,19 33,32 16,74 7,28 2,74
Sorszám fordulatszám* 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
8. táblázat Átszámolt eredmények 20000-24000/min tartományban
49
Q*
Δp*
P*
η*
[1/min]
[m3/s]
[Pa]
[W]
[%]
26000 26000 26000 26000 26000 26000 26000 26000 26000 26000 26000 28000 28000 28000 28000 28000 28000 28000 28000 28000 28000 28000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 30000
0,042 0,039 0,037 0,030 0,022 0,010 0,017 0,027 0,035 0,040 0,041 0,045 0,044 0,041 0,031 0,023 0,012 0,019 0,029 0,038 0,043 0,045 0,048 0,046 0,043 0,034 0,027 0,012 0,022 0,032 0,040 0,046 0,048
556 1171 3237 6941 10166 12135 11258 8182 3750 1490 555 507 1162 3051 7359 10775 12617 11590 8219 3802 1508 461 538 1321 3393 7776 12400 14377 13048 9291 4613 1503 545
23,29 46,06 118,57 208,30 220,79 119,88 195,71 223,41 132,56 59,31 22,82 22,79 51,29 123,58 228,80 249,77 145,24 218,37 242,23 142,60 65,47 20,76 25,93 60,98 146,01 263,53 330,92 176,39 280,82 292,89 186,77 68,74 26,17
2,88 5,71 15,09 28,81 36,49 28,41 37,93 33,44 17,37 7,17 2,79 2,24 5,10 12,56 26,39 34,98 26,90 33,91 28,43 14,79 6,61 2,05 1,99 4,67 11,96 24,13 35,20 29,50 33,96 30,01 16,03 5,66 2,03
Sorszám fordulatszám* 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
9. táblázat Átszámolt eredmények 26000-30000/min tartományban
50
Q*
Δp*
P*
η*
[1/min]
[m3/s]
[Pa]
[W]
[%]
32000 32000 32000 32000 32000 32000 32000 32000 32000 32000 32000 35000 35000 35000 35000 35000 35000 35000 35000 35000 35000 35000
0,051 0,049 0,045 0,035 0,027 0,015 0,022 0,035 0,044 0,048 0,050 0,055 0,053 0,050 0,039 0,028 0,015 0,023 0,036 0,048 0,053 0,055
625 1406 3870 8933 12932 15772 14241 10286 4543 1838 625 754 1710 4529 10467 15473 18103 16587 11896 5047 2172 761
31,62 68,70 173,53 309,93 345,15 236,36 311,24 360,82 200,47 87,94 31,44 41,69 91,51 225,64 403,03 426,16 265,68 387,00 424,88 244,63 114,48 41,84
2,15 4,70 12,08 23,84 33,06 31,85 33,11 32,51 14,71 6,11 2,10 2,00 4,57 12,03 25,70 32,19 27,68 31,75 27,52 13,49 5,81 2,05
Sorszám fordulatszám* 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88
10. táblázat Átszámolt eredmények 32000-35000/min sebesség tartományban
51
