Υπολογισμός Ισχύος μιάς φυγοκεντρικής αντλίας

[miltos]

Αλλά, αφού έχει μια αντλία με μανομετρικό 20m που θα την χρησιμοποιήσει για ανακύκλωση, μοιραία θα κινηθεί στο άκρο των καμπυλών...

Δεν είδα το διάγραμμα της αντλίας, αλλά 20m φαντάζομαι ότι είναι το μέγιστο μανομετρικό. Η ανακύκλωση δεν απαιτεί απαραίτητα μικρό μανομετρικό. Δεν ξέρω βέβαια καθόλου το δίκτυο, με τι στόμια επιστρέφει το νερό, τι φίλτρα έχει κλπ κλπ. Ενδεικτικά πάντως, οι αντλίες που μπαίνουν στις πισίνες έχουν μανομετρικό σε μηδενική παροχή 15m και δουλεύουν με μανομετρικό 8-10m.

 

Μιλώ πάντα θεωρώντας ότι έχει γίνει καλή επιλογή αντλίας, αλλιώς δεν έχει τόσο νόημα αυτό το topic.

Απλά επισημαίνω ότι αν ο κατασκευαστής δεν δίνει καμπύλες συναρτήσεις αριθμού στροφών (όσες προορίζονται για άμεση σύνδεση ή διατίθενται συνδεδεμένες έρχονται με διαγράμματα για συγκεκριμένες στροφές), δεν είναι πρακτικά εφικτό να δημιουργήσει μόνος του αυτή την πληροφορία.

 

Με αφορμή αυτό το topic, τύπωσα τα διαγράμματα μιας αντλίας για 1450 και 2900 rpm. Πήγα να δω αν από το ένα διάγραμμα μπορεί να προκύψει το άλλο, με τις σχέσεις του #8. Τα αποτελέσματα ήταν πολύ καλά (ίσως και να μην έβλεπα καθόλου διαφορές - δε θυμάμαι ακριβώς).

 

Θες να πεις ότι οι monoblock αντλίες (αντλία και κινητήρας μαζί) έχουν κατι ξεχωριστό από τις αντλίες ελεύθερου άξονα που μπορούν να συνδεθούν με κινητήρες διαφορετικού αριθμού στροφών (2πολικούς, 4πολικούς κλπ)? Δεν ακολουθούν και αυτές τους "νόμους" του #8?

[AlexisPap]

Μιλώ πάντα θεωρώντας ότι έχει γίνει καλή επιλογή αντλίας, αλλιώς δεν έχει τόσο νόημα αυτό το topic.

Ναι, φαίνεται πως δεν έχει γίνει καλή επιλογή αντλίας. Δυστυχώς ο φίλος μας δεν γνωρίζει να μας πει πως έγινε η επιλογή και ποιες είναι οι απώλειες του κυκλώματος. Δοθέντος ότι πρόκειται για ενυδρείο και όχι πισίνα (μικρή ταχύτητα στα ακροφύσια) υποθέτω ότι το απαιτούμενο μανομετρικό θα είναι πολύ χαμηλό.

 

Τις σχέσεις του #8 τις είχα υπονοήσει στο #4 (έγραψα την σχέση του μανομετρικού). Είναι γενικές σχέσεις αναλογιών της υδροδυναμικής (αντικαθιστώντας rpm με ταχύτητα ροής) με περιορισμένη ισχύ. Πχ ο Darcy μας λέει ότι οι απώλειες αγωγού είναι ανάλογες του τετραγώνου της ταχύτητας, αλλά υπάρχει και ο συντελεστής τριβής που μεταβάλλεται συναρτήσει της ταχύτητας. Για μικρές διαφορές στην ταχύτητα δεν βρίσκουμε σημαντική διαφορά, αλλά για μεγάλες διαφορές...

 

Θες να πεις ότι οι monoblock αντλίες (αντλία και κινητήρας μαζί) έχουν κατι ξεχωριστό από τις αντλίες ελεύθερου άξονα...

 

Όχι, καμία διαφορά. Απλά ο κατασκευαστής δίνει διαγράμματα για συγκεκριμένες rpm.

 

Χώρια απ' όλα αυτά, με παροχή 150m³/h, πρέπει να τον απασχολεί και το διάγραμμα απόδοσης, για το οποίο δεν μπορεί να κάνει πολλά... Παρατεταμένη λειτουργία σε χαμηλές στροφές με μικρό συντελεστή απόδοσης, εκτός από σπατάλη ενέργειας, μπορεί να οδηγήσει και σε υπερθέρμανση...

[miltos]

Στο #8 απλά έκανα πιο λιανά αυτά που έγραψες περιεκτικά στο #4.

 

Χώρια απ' όλα αυτά, με παροχή 150m³/h, πρέπει να τον απασχολεί και το διάγραμμα απόδοσης, για το οποίο δεν μπορεί να κάνει πολλά... Παρατεταμένη λειτουργία σε χαμηλές στροφές με μικρό συντελεστή απόδοσης, εκτός από σπατάλη ενέργειας, μπορεί να οδηγήσει και σε υπερθέρμανση...

Εδώ έχει ενδιαφέρον.

 

Έστω ότι διαλέγει μια αντλία που όταν τη βάλει στο δίκτυο και δουλέψει στις 2900rpm, θα βρίσκεται στο BEP (Best Effiency Point). Αν μειώσει τις στροφές στις 1450, η αντλία θα βρίσκεται πάλι στο BEP του διαγράμματος των 1450rpm (με ίδιο βαθμό απόδοσης)!

 

Ανέφερες τον Darcy. Εναφέρεσαι στην εφαρμογή του στο δίκτυο? Ή σε φαινόμενα που συμβαίνουν μέσα στην φτερωτή?

 

Επειδή δεν είμαι σίγουρος που βλέπεις την απόκλιση από την πραγματικότητα, πες αν συμφωνείς με αυτό που γράφω στο #16.

Η μόνη απόκλιση που βλέπω από την πραγματικότητα έχει να κάνει ότι θεωρούμε πως και οι αντιστάσεις του δικτύου είναι της μορφής H=a*Q^2 ενώ στην πραγματικότητα δεν είναι ακριβώς έτσι.

Πολλές φορές για απλούστευση θεωρούμε ότι H=a*Q^2. Στην πραγματικότητα δεν είναι έτσι. Ίσως οι απώλλειες περιγράφονται καλύτερα από τη σχέση H=a*Q^1,85 (Hazen-Williams).

 

Πάντως ο συντελεστής τριβής λ, συγκλίνει σε μια τιμή όσο αυξάνεται η ταχύτητα στον αγωγό.

[AlexisPap]

Μάλλον συμφωνούμε... αρκετά! τον Darcy τον αναφέρω για το δίκτυο. Στην φτερωτή συμβαίνουν και πολλά άλλα πράγματα, που για μικρές διαφορές μπορεί να μην επηρεάζουν σημαντικά την κατάσταση αλλά για μεγάλες διαφορές... ;

 

Ναι, η μόνη απόκλιση είναι η απόκλιση από την ευθεία αναλογία με το τετράγωνο της ταχύτητας, η οποία περιλαμβάνει και την επιρροή του Reynolds. Η οποία αφορά τόσο την αντλία όσο και το δίκτυο. Η απόκλιση αυτή είναι μικρή γενικά όταν δεν απομακρυνόμαστε πολύ από τις αρχικές συνθήκες, αλλά γίνεται μεγάλη όταν αλλάζουμε τάξη μεγέθους. Επειδή οι διάφοροι παράγοντες επιδρούν διαφορετικά στην αντλία και στο δίκτυο, δεν είναι βέβαιο ότι σε μεγάλη μεταβολή των rpm θα διατηρηθεί το ΒΕΡ.

Αλλά υποψιάζομαι ότι ο φίλος μας δεν θέλει να αλλάξει τις στροφές ώστε να πάει σε μία κατάσταση αναλογίας:

Από τα μεγέθη του ΒΕΡ H1, Q1, r1 δεν θέλει H1/n², Q1/n, r1/n

Αλλά θέλει να διατηρήσει περίπου το Q1, αλλάζοντας το r, ώστε να πετύχει το απαιτούμενο Η...

Που σημαίνει ότι εξ' ορισμού φεύγει από το ΒΕΡ. Φυσικά όλα αυτά τα συζητάμε φιλολογικά αφού ο συνάδελφος δεν μας έχει δώσει καθόλου μεγέθη...

[miltos]

Όπου r?

 

Με βάση όσα ειπε o kostak24, η αρχική του διατύπωση για σταθερό Η, ήταν άστοχη.

 

Σε κάθε περίπτωση, για να έχουμε ακρίβεια υπολογισμών, μπορούμε να βρούμε γραφική λύση, βάζοντας σε ένα διάγραμμα τις χαρακτηριστικές του δικτύου και των αντλιών. Έτσι μπορούμε να προσομοιώσουμε και υψομετρική διαφορά, δηλαδή χαρακτηριστική δικτύου της μορφής H=a*Q^2+ΔΗ (βλ #4), ή όποιας μορφής δίκτυο θέλουμε.

 

Αν αλλάξουμε τάξη μεγέθους στον αριθμό στροφών, ειλικρινά δεν έχω ιδέα τι γίνεται.

[AlexisPap]

Όπου r?

...συγνώμη! ο αριθμός στροφών...

 

miltos, συμφωνούμε. Κι εγώ, δεν έγραψα τα παραπάνω για να πω τι συμβαίνει όταν αλλάζουμε τάξη μεγέθους αλλά ..."τι δεν συμβαίνει"... Εξάλλου, το ξαναλέω, οι πειραματισμοί που προτείνω δεν είναι η σωστή μέθοδος σχεδιασμού...

Γενικά αυτό που θέλει να κάνει είναι το σωστό και το πρέπον σύμφωνα με τα σημερινά τεχνολογικά δεδομένα. Το λάθος είναι ότι ξεκινάει με δεδομένη αντλία, που, σύμφωνα με τα στοιχεία που μας έδωσε, μάλλον δεν είναι η καταλληλότερη για την δουλειά αυτή...

[miltos]

Τότε, όπου r1?

[AlexisPap]

Η1, Q1, r1, αρχικές συνθήκες λειτουργίας βάση διαγράμματος κατασκευαστή για το ΒΕΡ.

(ξέρω, το R1 μπορεί να μην έχει συγκεκριμένη τιμή αλλά να κυμαίνεται μεταξύ min - max τιμών)

[miltos]

Συγνώμη, πατατιά.

Εννοούσα όπου n?

 

Σωστά το θέτεις με το min max του r1. Tο διάγραμμα του κατασκευαστή δεν ανταποκρίνεται 100% στις αποδόσεις της αντλίας, αν μιλάμε για αντλία ελευθέρου άξονα, διότι θεωρείται σταθερό r1 (πχ 2900rpm), ενώ στην πραγματικότητα ο κινητήρας θα έχει μεταβλητό r1. Ψιλά γράμματα βέβαια.

[ariss]

Να πω κιεγώ τη γνώμη μου. Νομίζω ότι έχουμε αρχίσει και ψάχνουμε ψίλο στα άχυρα.

Τσέκαρα κάποιες καμπύλες και συμφωνώ με το μίλτο. Για το σκοπό που μας ενδιαφέρει ισχύουν οι τύποι που ανέφερε. (Δεν είναι για ερευνητικούς η ακαδημαικούς σκοπούς) . Ετσι κιαλιώς οι καμπύλες έχουν μία απόκλιση +- 9% στη παροχή (μερικές δεν είναι καν πιστοποιημένες).

Να ρωτήσω και κάτι άλλο . Με ποιό τρόπο θα γίνεται ο έλεγχος των στροφών. Χειροκίνητα με κάποιο ποτενσιόμετρο ή με κάποιο αισθητήριο θολότητας ή κάτι άλλο?

Σίγουρα υπάρχει εξοικονόμηση ενέργειας με χρήση ρυθμιστή στροφών σε σχέση με σταθερές στροφές όταν θέλουμε μεταβλητή παροχή αλλά δε μπορώ να καταλάβω πως΄μπορεί να εφαρμοστεί για έλεγχο καθαρότητας νερού.