https://virgool.io/feed/@m_52480552 fa 2026-06-10 13:03:57 https://static.virgool.io/images/default-avatar.jpg https://virgool.io/@m_52480552 https://virgool.io/@m_52480552/%D8%A2%D8%B2%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B4%DA%AF%D8%A7%D9%87-%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%AF%D8%A7%D9%86%D8%B4%DA%AF%D8%A7%D9%87-nsqrkbhemlla آزمایش افت ( آزمایشگاه سیالات)هدفبدست آوردن ضرایب افت فشار در لوله ها و انواع اتصالات یک سیستم ساده لوله کشی زانو ها ، خم ها (با شعاع انحنای مختلف ) ، شیرآلات و تغییر مقاطع ( انبساط و انقباض جریان )تئوریاز مکانیک سیالات و مبحث جریان درون لوله ها می دانیم افت انرژی در یک سیسیتم لوله کشی ناشی از دو عامل اصطکاک طولی و افت ناشی از اصطکاک در اتصالات می باشد . افت طولی به واسطه چسپیدن سیال به دیواره لوله بوده و مقدار آن از رابطه دارسی- ویسباخ بدست می آید :افت انرژی در اتصالات را به عنوان افت جزئی شناخته آن را با hL نشان داده و از رابطه (2) بدست می آید :در یک سیستم لوله کشی افت انرژی مجموع این دو رابطه خواهد بود یعنی :شرح دستگاه : دستگاه مورد آزمایش شامل یک میز هیدرولیک ( تامین آب – اندازه گیری دبی ) و یک تابلو که نشان دهنده اجزای یک سیستم لوله کشی ساده است می باشد . به دو سر هر کدام از اجزائی که میخواهیم افت انرژی آن ها را اندازه گیری کنیم شاخه های پیزومتر مدرجی نصب شده که افت فشار در طول لوله یا اتصال در قالب اختلاف شاخه های آب پیزومتر ها یا اختلاف ارتفاع شاخه های جیوه در مانومتر ها قابل خواندن و اندازه گیری است . به دلیل زیاد بودن تعداد اتصالات روی تابلو دو مسیر یا مدار تعبیه گردیده ، مدار خارجی و داخلی . مدار خارجی ( مدار بیرونی ) شامل اجزای زیر است : A ) ریز فشار B ) شیر یک طرفه برنجی C ) لوله مستقیم به قطر mm13 و طول ( cm 91.44 ( Ft 3(C (لوله مستقیم به قطر mm13 و طول ( cm 91.44 Ft 3 )D ) زانو یک سر دنده o90 + بوش یک سر دنده نر + طول ( cm 91.44 Ft3 )E ) 3Ft (91.44 cm )طول + 90oاستاندارد زانوF ) (شیر فلکه شماره I ) شیر دروازه ای Valve Gateمدار داخلی شامل اجزای زیر است :G ) انبساط ناگهانی از قطر mm13 به mm2H ) انقباض ناگهانی از قطر mm20 به mm1I ) 3Ft (91.44 cm ) طول + 100mm شعاع به 90o خمJ ) زانو o90 بوش فلزی با ضمائم + پریز فشار + مهره ماسورهK ) 3Ft (91.44 cm ) طول + 150mm شعاع به 90 o خمL ) (شیر فلکه شماره II) شیر توپی Valve Globeروابط مورد نیاز برای محاسبه ضریب افت انرژی f) لوله مستقیم) و k (اتصالات)- لوله مستقیم :- خم و زانو ها : در زانو ها و خم ها مقدار افت انرژی تابعی از زاویه انحراف جریان داخل زانویی (خم) ، شکل هندسی و نسبت شعاع زانویی (خم) به قطر لوله ای است که سیال از آن عبور می کند. در شکل ضرایب افت انرژی در یک اتصال o90 برای لوله های صاف و زبر داده شده است.توجه داشته باشید در محاسبه افت انرژی خم ها یا زانو ها باید سهم طول مستقیم لوله ای که به سر زانو یا خم داده شده را کسر کرد.- انبساط و انقباض ناگهانی :در این حالت میزان افت انرژی به نسبت مساحت در مقطع بستگی دارد . ولی در هر دو حالت سرعت در مقطع کوچک ( سرعت بزرگتر) مبنای محاسبه قرار می گیرد . (شکل زیر )همان گونه که در شکل مشاهده می شود ضرایب افت تابع AR بوده و مقدار بین صفر و یک تغییر می کند . با استفاده از رابطه برنولی می توان نشان داد.در انبساط ناگهانی تنش برشی جریان جدا شده در گوشه ها یا ناحیه آب مرده قابل چشم پوشی است .- شیرآلات:عموما ضرایب افت انرژی شیرآلات به صورت تجربی بدست آمده و در هندبوک ها ذکرمی گردد. این ضرایب به نوع و مکانیزم عمل شیر و همچنین میزان باز بودن آن بستگی دارد . رابطه کلی همان رابطه عمومی افت انرژی در اتصالات می باشد.در جدول تعدادی از ضرایب اتصالات به عنوان نمونه داده شده است .(مرجع جدول : کتاب مکانیک سیالات با نگرش بر آزمایشگاه ) همچنین بر اساس میزان بازشدگی شیر ضریب افت آن تغییر می کند.روش انجام آزمایش: ابتدا پمپ تعبیه شده داخل میز هیدرولیک را روشن کرده اجازه می دهیم آب وارد هر دو مدار خارجی و داخلی شود ، به کمک شیر های هواگیری تعبیه شده برای هر کدام از اجزا ، هوای موجود در سیستم را تخلیه کرده و سپس به کمک تلمه سطح آب روی شاخه های پیزومترها را تنظیم می نمایم با تغییر سرعت و به تبع آن دبی جریان برای هر کدام از مدار های خارجی و داخلی جداول را پر نموده و محاسبات خواسته شده را انجام می دهیم ، پس از اتمام کار شیر ها را بسته و پمپ را خاموش می نمایم.خواسته ها :مدار خارجی:مدار داخلی: حسین شنیوری حسین شنیوری Tue, 29 Aug 2023 19:02:36 +0330 https://virgool.io/@m_52480552/%D8%A2%D8%B2%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B4-%D8%AA%D9%88%D8%B1%D8%A8%DB%8C%D9%86-%D9%81%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B3%DB%8C%D8%B3-egicsw69alnn هدف آشنایی با اجزا و نحوه عملکرد یک توربین فرانسیس و به دست آوردن بازده آن در شرایط مختلف توربو ماشین ها توربو ماشین ها دستگاههای مکانیکی هستند که به واسطه بر هم کنش بین تیغه های دستگاه و جریان پیوسته سیال درون آن، بین آن ها تبادل انرژی صورت می گیرد . اگر توربوماشین به سیال انرژی بدهد پمپ (انتقال انرژی به مایع) یا کمپرسور ، دمنده و فن (انتقال انرژی به گاز) نامیده می شود { در فن ها افزایش فشار تا 300 م م آب، در دمنده ها فشارهای بالاتر از اتمسفر و در کمپرسورها دامنه کاری می تواند تا فشارهای بسیار بالا باشد} و اگر توربو ماشین از سیال انرژی دریافت نماید توربین نامیده می شود. توربو ماشین ها در محدوده عملیاتی مشخصی به خوبی کار کرده در خارج آن محدوده عملکرد آن ها افت می نماید. مهمترین پارامترهای عملکردی موثر در انتخاب توربو ماشین ها عبارتند از دبی حجمی، فشار( هد ) گشتاور و توان ( شرایط محیطی ، دما و لزجت سیال هم در طراحی موثر می باشند) . مهمترین روابط حاکم در تحلیل توربو ماشین ها عبارتند از: قانون بقای جرم، قانون بقای اندازه حرکت زاویه ای و قانون بقای انرژی. در این آزمایش به بررسی عملکرد یک توربین فرانسیس می پردازیم و بازده آن را برای شرایط عملکردی مختلفی بدست می آوریم. توربین فرانسیس این توربین از دسته توربین های عکس العملی است ورود جریان به توربین درجهت شعاعی بوده و ورودی توربین شکل حلزونی دارد. دلیل این امر دادن چرخش به آب برای رسیدن به راندمان بالاتر هنگام ضربه زدن جریان سیال به پره های توربین است. آب به کمک پره های هدایت کننده (vanes guide (با سرعت و فشار وارد توربین شده با پره های رانر برخورد کرده انرژی را به پره ها منتقل کرده با ایجاد گشتاور موجب چرخش محور توربین و تولید کار می شود. سیال پس از برخورد به پره ها و از دست دادن انرژی از مجرایی در راستا محوری وارد لوله کششی خروجی شده و از توربین بیرون میرود. کنترل توان توربین با تنظیم پره های هدایت کننده انجام می شود. به دلیل تغییر جهت جریان سیال این توربین در رده توربین های جریان مختلط قرار می گیرد. توربین های فرانسیس مناسب دامنه دبی ( متر مکعب بر ساعت) و هد متوسط (45-250 متر آب)می باشند. بهترین توربین های فرانسیس بازدهی در محدوده 80-95 درصد دارند.- اجزاء توربین فرانسیس الف- محفظه حلزونی ( casing spiral) محفظه حلزونی (که به عنوان غلاف حلزونی هم شناخته میشود) محلی برای ورود آب است. آب مخزن یا آب سد، از طریق همین مسیر و با فشار زیاد وارد توربین میشود. پرههای توربین به صورت دایرهای قرار گرفتهاند. بنابراین، آبی که قرار است به پرههای توربین ضربه بزند، باید برای راندمان بهتر، در جهت چرخشی جریان پیدا کند. بدین منظور از محفظه حلزونی استفاده شده است. البته باید این موضوع را در نظر داشت که حرکت چرخشی موجب تلف شدن بخشی از فشار میشود. والوت (volute (اسکرول (scroll(نامهای دیگری است که به جای محفظه حلزونی به کار میروند. ب- پره های ثابت(vanes stay ( و پره های متحرک(vanes guide( پرههای ثابت و راهنما، آب را به سمت پرههای رانِر هدایت میکنند. وظیفه اصلی آنها این است که بخشی از انرژی پتانسیل سیال را در ورودی به انرژی جنبشی تبدیل کنند و سپس سیال را با زاویه دلخواه به سمت پرههای رانر روانه سازند. پرههای ثابت (vanes stay(در موقعیت خود ثابت میمانند و چرخش آب را که از جریان شعاعی ناشی شده، کاهش میدهد. در این حالت، راندمان توربین بالاتر میرود..در واقع تبدیل انرژی هم در پره های متحرک و هم در پره های ثابت انجام میگیرد.کنترل توان خروجی با تغییر زاویه پره های متحرک انجام می شود.ج- پرههای رانِر عملکرد و راندمان توربین تا حد زیادی به چگونگی طراحی پره های رانِر (blades runner(وابسته است. در یک توربین فرانسیس، پرههای رانر به دو بخش تقسیم میشوند.نیمه پایینی به شکل یک سطل کوچک ساخته میشود تا از نیروی ضربه آب برای چرخاندن توربین استفاده کند. اما نیمه بالایی از نیروی عکسالعمل آب بهره میبرد. این دو نیرو در کنار هم، موجب چرخیدن توربین میشوند. هنگام عبور آب از پرههای رانر، از مومنتوم زاویهای آب کاسته شده و روی محور توربین کار انجام میشود. در شرایط طراحی، جریان در راستای محوری از رانر خارج میشود. در شکل زیر، نمایی از پرههای رانر در توربین فرانسیس را مشاهده میکنید. رانر در توربین فرانسیس معمولاً از حدود ۱۶ تا ۲۴ پره منحنی تشکیل میشود. جنس رانر برای هد کم، از چدن ریختهگری و برای هِدهای زیاد از آلیاژ فولاد انتخاب میشود. قطر رانر را میتوان حداکثر تا ۷ متر هم طراحی کرد.د- لوله کشش (tube draft) در حالت کلی، فشار در خروجی رانر در توربینهای عکسالعملی، کمتر از فشار اتمسفر است. در نتیجه، آب نمیتواند مستقیماً در تونل پایاب (race tail(تخلیه شود. بدین منظور باید از لولهای استفاده شود که سطح مقطعش آرام آرام افزایش مییابد. از این لوله برای تخلیه آب از نقطه خروجی توربین تا تونل پایاب استفاده میشود. این لوله، لوله کشش draft ( (tubeنام دارد که در برخی مقالههای فارسی، مانند نام انگلیسی آن، «درفت تیوب» هم خوانده میشود. یک سرِ لوله کشش به خروجی رانر وصل است و انتهای دیگرش درون تونل پایاب و پایینتر از سطح آب، مستغرق میشود. این کار، همچنین کمک میکند تا همیشه داخل توربین پر از آب بوده و عملکرد هیدرولیکی توربین بهبود یابد. تحلیل جریان روی پره های توربین در توربین هاي عکس العملی پس از عبور سیال از پره هاي راهنما، زاویه سرعت آن به اندازه تغییرجهت می یابد. اگر از اصطکاك بین سیال و پره هاي ثابت و همچنین آشفتگی جریان صرفنظر شود. چون پره ها ثابت هستند. لذا کاري بر روي سیال انجام نمی گیرد. در شکل طرح شماتیک پره هاي ثابت و گردنده و همچنین مثلث سرعت ها نشان داده شده است .اگر Tکوپل خروجی چرخ گردنده باشد، به کمک قانون ممنتوم زاویه اي می توان دریافت:شرح دستگاهتوربین فرانسیس شامل یک محفظه حلزونی شکل با قاب کناري شفاف می باشد. محفظه داراي یک ورودي آب است. در داخل محفظه، پره هاي راهنماي قابل تنظیم و ایمپلر(پیش برنده) قرار دارد. ورودي شکل حلزونی دارد و این ساختار به کمک پره هاي راهنما باعث میشوند آب مماس وار به رانر برخورد کند و رانر به چرخش درآید. هرچه آب بیشتر به دور توربین میچرخد شعاع مجراي آن کمتر میشود که در نتیجه آب سرعت از دست رفته خود را احیا میکند. در نهایت آب خروجی داراي حداقل انرژي جنبشی و پتانسیل است. دستگاه حاضر شامل یک توربین عکس العملی از نوع فرانسیس می باشد. پره هاي ثابت و گردنده توربین بطور کامل در پوسته اي قرار داد. قسمتی از پوسته شفاف بوده و پره ها از میان آن قابل رویت هستند. توسط پره هاي راهنما میتوان مقدار گذر و قدرت خروجی را کنترل نمود. زاویه قرار گیري پره هاي راهنما توسط شیر فلکه اي واقع در قسمت چپ توربین قابل تغییر است. که با پیچاندن دسته آن می توان شرایط مختلف زاویه اي را براي آن ایجاد نمود. انرژي آب توسط یک پمپ تامین می گردد. دبی آب به وسیله یک شیر فلکه اي قابل تنظیم بوده و توسط یک دبی سنچ الکترونیکی اندازه گیري می شود و مقدار آن بر حسب لیتر بر دقیقه بر روي نمایشگر نشان داده خواهد شد. فشار ورودي به توربین توسط یک فشار سنج الکترونیکی اندازه گرفته خواهد شد و بر حسب bar نشان داده خواهد شد. براي اندازه گیري گشتاور محور توربین از یک نیروسنج استفاده شده است. گشتاور ترمزي به وسیله قرار دادن وزنه هاي استاندارد روي کفه بارگذاري، و عددي که نیروسنج نشان می دهد، محاسبه می شود. عدی که نمایشگر نشان می دهد بر حسب کیلو گرم با دقت 0,01است که با ضرب ان در بازوي گشتاور و شتاب جاذبه گشتاور محاسبه خواهد شد. دکمه نصب شده در زیر نمایشگر نیرو جهت صفر نمودن مقدار نیرو است.قبل از شروع آزمایش مقدار نیرو را صفر نمایید. قطر بازوي گشتاور در این دستگاه mm30 است. دور توربین به وسیله یک دورسنج اندازه گیري شده و توسط نمایشگر دیجیتال نمایش داده می شود. حاصلضرب گشتاور نیروي ترمزي Tدر سرعت زاویه اي توربین می توان قدرت ترمزي محور توربین را به دست می دهد. با دانستن قدرت آبی, راندمان توربین تعیین می شود .نحوه راه اندازي دستگاه:1. مخزن دستگاه را از آب پر کنید. (بهتر است از ضد یخ و آب مقطر براي جلوگیري از ایجاد رسوب در سیستم به کار رود . درصورت استفاده از آب مقطر و ضدیخ در مخزن نیاز به تخلیه آب تقریبا بعد از هرسال تحصیلی می باشد).2. دو شاخه جعبه برق را به پریز وصل کنید.3. به کمک کلید روشن /خاموش نمایشگرها روشن خواهند شد.4. به کمک کلید مربوط به پمپ می توانید پمپ را روشن نمایید. 5. میزان دبی آب ورودي به پمپ را به کمک شیر فلکه اي تنظیم کنید و میزان دبی آن را ثبت کنید. 6. میزان زاویه پره ها را به کمک شیر مربوطه تغییر دهید و مقدار آن را از صفحه مدرج کنار آن بخوانید. 7. مقدار دور را از نمایشگر RPM بخوانبد. .8بر روي کفه بار گذاري وزنه بگذارید و مقدار گشتاور ترمزي را حساب کنید.روش انجام آزمایش: دستگاه را راه اندازي نموده و آزمایش را مطابق زیر انجام دهید.آزمایش : تیغه هاي راهنما را به اندازه دلخواهی باز نموده و هد را ثابت نگه دارید. نیروي ترمز را در چند مرحله با قرار دادن وزنه بر روي کفه بارگذاري، افزایش داده در هر مرحله جرم وزنه ها, نیروي ترمز و دور توربین را در جدول (1) یادداشت کنید. این کار را آنقدر تکرار نمایید تا دور به صفر برسد. جرم کفه بارگذاری 13 گرم است که باید با جرم وزنه ها جمع شود حسین شنیوری حسین شنیوری Tue, 29 Aug 2023 15:37:03 +0330 https://virgool.io/@m_52480552/%D8%A2%D8%B2%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B4-%D9%BE%D9%85%D9%BE-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%B3%D8%A7%D9%86%D8%AA%D8%B1%DB%8C%D9%81%D9%88-nyu0jusjqrdp هدف :آشنایی با نحوه کار یک پمپ سانتریفوژ و بدست آوردن منحنی های مشخصه این پمپها در حالتی که به صورت منفرد یا سری و موازی در مدار قرار می گیرند.مقدمه و تئوری:پمپ ها دسته ای از توربو ماشین ها هستند که انرژی را از منبع خارجی( الکتروموتور، موتور) در یافت کرده و به سیالی که از آنها عبور می کند منتقل می نمایند و باعث افزایش انرژی سیال می شوند (افزایش فشار ). عموما از پمپ ها برای انتقال سیالات تراکم ناپذیر استفاده می شود. امروزه با بهره گیری از علم مواد بدنه داخلی و تجهیزات پمپ ها از آلیاژهایی ساخته می شود که می توانند در شرایط شیمیایی ویژه نظیر محیط های اسیدی و قلیایی مدت ها کار کرده و در برابر خوردگی مقاومت نمایند. عموما بدنه پمپ ها از فولاد ضد زنگ ساخته می شود.طبقه بندی پمپ ها:در شکل طبقه بندی پمپ ها بر اساس نحوه انتقل انرژی به سیال نشان داده شده است. در پمپ های دینامیکی انتقال انرژی به سیال به صورت دائمی است در حالی که در پمپ های جابجایی مثبت انتقال انرژی به صورت متناوب یا دوره ای انجام می شود.پمپ های دینامیکی: مهم ترین پمپ های دینامیکی پمپ های گریز از مرکز هستند. این پمپ ها بر اساس تبدیل انرژی جنبشی سیال در جریان به فشار ایستا کار می کنند. به این منظور از یک پروانه گردان استفاده می شود. این پمپ ها دارای محفظه ای موسوم به پوسته می باشند که حلزونی بوده و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارد که روی یک محور یا شافت نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره است که عمل انتقال انرژی در این محل صورت می گیرد. برای جلوگیری از نشت مایع از خروجی شافت از درز بندهای مکانیکی استفاده می شود. یکی از نکات مهم پس از روشن کردن پمپ ها هواگیری ( پرایم کردن) آنها می باشد بنابراین لازم است پس از تنظیم ارتفاع از خروج کامل هوا یا گاز محبوس در داخل پمپ اطمینان حاصل شود. معمولا پمپ در ارتفاعی پایین تر از محل تاسیساتی که انتقال سیال صورت می گیرد نصب می شود تا از ورود سیال به داخل آن اطمینان حاصل شود. پمپ های گریز از مرکز اجزای مختلفی دارند که عبارتند از:الکتروموتور , کوپلینگ , یاتاقان , محفظه یاتاقان , درزبند مکانیکی , پره های پمپ بدنه(پوسته)مشخصه های عملکردی پمپ: طراحی پمپ نیازمند دانش بالایی از نظریه پمپ، نحوه انتقال جریان و مسیر آن، نیروی محرکه خارجی نظیر نیروی الکتریکی، نحوه قرار گیری پره ها ، تعداد پره ها، نوع سیال ، دبی حجمی جریان و فشار عملیاتی و بسیاری موارد دیگر می باشد. مسیرجریان داخل پمپ متاثر از شکل هندسی پمپ، نحوه انتقال سیال از میان پره ها و توان پمپ می باشد. هر چند عواملی نظیر اصطکاک سیال و جداره پمپ، انتقال حرارت، انحراف جریان از زوایای پره و حالت ناپایدار جریان باعث می شودمحاسبه عملکرد واقعی پمپ ها تنها بر اساس روابط تئوری امکان پذیر نباشد. به همین دلیل مشخصه های عملکردی پمپ ها بر پایه آزمون های عملی که توسط شرکت های سازنده پمپ انجام می شودبه صورت مجموعه ای از منحنی ها بدست می اید. برای انتخاب پمپ مناسب برای یک سیستم طراح باید پارامترهایی از قبیل هد( ارتفاع) مورد نیاز، دبی، گشتاور، قدرت و بازده توجه داشته باشد.قدرت هیدرولیکی پمپ: قدرت هیدرولیکی پمپ معادل نرخ انرژی مکانیکی یا توان ایده آلی است که پمپ به سیال می دهد.که در این روابط Hp هد خالص مفیدی است که سیال از پمپ بدست می آورد.از آنجا که در اغلب موارد قطر لوله های مکش و خروجی سیال در پمپ ها برابر بوده و تغییرات ارتفاع بین مکش و رانش هم ناچیز می باشد می توان تقریب زیر را استفاده کرد:که P2 ― P1 اختلاف فشار بین مکش و رانش پمپ می باشد.راندمان پمپ: همانگونه که اشاره شد هنگام جریان سیال داخل پمپ تنها بخشی از انرژی جریان از طریق پره به سیال منتقل می شودو بقیه در اثر اصطکاک سیال با اجزاء داخلی پمپ، نشتی احتمالی جریان، انتقال حرارت یا سایر شرایط عملیاتی از بین می رود. بنابر این از پارامتری به نام بازده پمپ استفاده می شود. راندمان به صورت نسبت توان ایده آل منتقل شده به سیال به توان مورد نیاز شافت جهت حرکت پمپ (BHP = توان ترمزی) بدست می آید.ارتفاع مکش مثبت خالص: هنگامیكه مایع به درون چشم پروانه ( مجراي ورود به پروانه ) یك پمپ سانتریفوژ وارد مي شود ، فشارش كاهش مي یابد . اگر فشار مطلق در مقطع چشم پروانه از فشار بخار مایع در همان درجه حرارت كاري پائین تر آید ، در آن نقطه شروع به جوشیدن كرده و بطور برق آسا تبدیل به بخار مي شود . وقتي این حبابهاي بخار همراه مایع در امتداد پره هاي پروانه بحركت در مي آیند ، فشار رفته رفته افزایش یافته و این حبابها تركیده و مجدداً به مایع تبدیل مي شوند . این پدیده تشـكیـل و از بیــن رفتــن حـبابـهاي بـخـار اصـطلاحاً كاویــتاسیــون ( حفره زایي ) نامیده مي شود . بطور كلي تشكیل و از بین رفتن تعداد زیادي حباب بر روي یك سطح آزاد ، آنرا در معرض تنش شدید موضعي قرار مي دهد كه به نظر مي رسد بر اثر پدپده خستگي صدمه مي بیند . كاویتاسیون در پمپها اثرات بسیار نامطلوبي دارد كه از آن جمله مي توان به ایحاد سرو صداي غیر طبیعي ناشي از ضربات هیدرولیكي و ایجاد لرزش در پمپها ، كاهش راندمان پمپ ، نوساني شدن دبي خروجي ، افت فشار در پمپ ، صدمات مكانیكي و خوردگي سایشي بر روي سطوح و قطعات داخلي پمپ از جمله پوسته ، پروانه و آب بندها ، اشاره كرد .به منظور ممانعت از بروز كاویتاسیون باید یا NPSHA را افزایش داد و یا NPSHR را كاهش داد و براي این منظور راهكارهاي مختلفي وجود دارد كه از جمله مي توان به موارد ذیل اشاره كرد ؛ -1 افزایش سطح سیال در مخزن . -2 بالا بردن مخزن . -3 افزایش فشار مخزن ( استفاده از سیستمهاي بسته / سیستمهاي تحت فشار ) -4 قراردادن پمپ داخل گودال ( Pit) -5 كاهش افتهاي ناشي از لوله كشي و اتصالات ( كه مي توان با طراحي دقیق سیستم لوله كشي ، بكار بردن حداقل اتصالات ، طراحي مناسب قطر لوله ها و غیره ، افتهاي مربوطه را به حداقل رسانید . )6 تزریق مقدار كمي سیال خنك كننده به ورودي پمپ ( به منظور كمتر شدن فشار بخار ، مي توان سیال را از درون یك خنك كننده یا فلاش تانك عبور داد ). -7 عایق بندي مناسب لوله ها . -8 بكار بردن پمپهاي دو مكشه ( كه تا 25% مقدار NPSHR را كاهش مي دهد). -9 بكار بردن پمپها با سرعت دوراني ( rpm ( پائین تر . -10 بكار بردن پمپها با مجراي ورودي ( چشم ) پروانه بزرگتر . -11 زاویه جریان ورودي به زاویه اي اطلاق مي شود كه تحت آن جریان سیال وارد پروانه مي شود . هر چند این زاویه بزرگتر باشد بازده بیشتر است و هر چه این زاویه كوچكتر باشد ، NPSHR پائین تر است . به همین دلیل زاویه جریان درجه 17 با حدود 5 تا 7 پره بعنوان یك حد مرزي بین دو محدوده فوق در نظر گرفته مي شود . -12 در هر پمپ هر چه مقدار سرعت مخصوص مكش كمتر باشد ، مقدار NPSHR بالاتر خواهد بود . در مواردیكه NPSHR پائین حائر اهمیت است ، مقادیر سرعت مخصوص مكش بسیار افزایش مي یابد كه به منظور دستیابي به چنین مقادیر بالائي زاویه جریان تا كمتر از درجه 10 و تعداد پره هاي پروانه تا حداقل 4 پره كاهش مي یابد . -13 به منظور كاهش بیشتر NPSHR و به تبع آن افزایش بیشتر سرعت مخصوص مكش ، یك پروانه جریان محوري یا یك راه انداز (Inducer (در جلوي پروانه سانتریفوژ بكار گرفته مي شود . زاویه جریان این پروانه ثانویه 5 تا 10 درجه و زاویه پره 3 تا 5 درجه بزرگتر است و تعداد پرههاي آن بین 2 تا 4 مي باشد . -14 جلوگیري از ورود هوا به داخل پمپ . -15 بكار بردن خط باي پس مناسب (اگر خط باي پس خیلي نزدیك به ورودي پمپ نصب گردد ، باعث افزایش دماي سیال ورودي خواهد شد ). -16 جلوگیري از اغتشاش (Turbulence (جریان سیال و فراهم نمودن شرایط عبور سیال در یك سرعت ثابت با استفاده از طول مناسب از لوله صاف ( ده برابر قطر ورودي ) مابین قسمت ورودي پمپ تا اولین اتصال . -17 بكارگیري چندین پمپ كوچكتر بجاي استفاده از یك پمپ بزرگ (هر قدر ظرفیت پمپ افزایش یابد مقدار NPSHR نیز افزایش خواهد یافت و دلیل آن افزایش سرعت سیال مي باشد چرا كه مي دانیم ، هر وقت سرعت سیال افزایش یابد فشار یا هد كاهش خواهد یافت).منحنی مشخصه پمپها به طور معمول مشخصه های عملکرد هر پمپ در قالب نمودارهای توان، هد (ارتفاع کل) و بازده بر حسب دبی جریان( در دورهای مختلف) نشان داده می شوند که به مجموعه آن ها منحنی های مشخصه پمپ گفته می شود. نمونه این منحنی ها در شکل نشان داده شده است.سری و موازی کردن پمپ ها اگر در حین کار کردن پمپها به فشار (یا دبی) بیشتری نیاز پیدا کنیم میتوان با بیشتر بستن( یا باز کردن) شیر تخلیه پمپ به این مقصد رسید در عوض همانطور که خواهیم دید دبی جریان کم (یا فشار افزایش) خواهد یافت و بنابراین محدودیت های زیادی پدید خواهد آمد.راه حل ساده دیگر استفاده از پمپ قوی تر می باشد که خود مستلزم صرف هزینه بیشتر برای خرید و تعمیر و نگهداری خواهد بود.بهترین راه استفاده از پمپ های کوچکتر و اتصال آنها به صورت سری( موازی) می باشد. در شکل نمونه ای از نمودارهای هد- دبی برای دو حالت سری و موازی برای دو پمپ همسان رسم شده است.باید توجه داشت در موازی بستن پمپ ها اگر در منحنی سیستم، فقط ارتفاع استاتیکی در نظر گرفته شود، دبی حجمی جریان تابعی از تعداد پمپ های موازی قرار گرفته در مسیر بوده و با افزایش تعداد پمپ ها از یک به دو و سه عدد، دبی حجمی جریان خروجی به ترتیب دو و سه برابر خواهد شد. اما به دلیل وجود تلفات هد در بیشتر دستگاهها که به طور عمده ناشی از تلفات پمپ ها بصورت موازی پمپ ها به صورت سری اصلی و جزئی می باشند، منحنی سیستم دارای انحنا بوده و در عمل دبی جریان به صورت خطی افزایش نخواهد یافت و دبی حجمی بدست آمده ازمجموعه موازی کمتر از مجموع دبی های حجمی هر کدام از پمپها در حالتی باشد که به تنهایی در سیستم استفاده می شوند.یکی دیگر از نکات مهم در انتخاب پمپ ها دور الکتروموتور می باشد. انتخاب پمپ با دور مناسب برای سیستم باعث افزایش بازده پمپ، کاهش نیروهای هیدرولیکی وارد بر بدنه در دورهای پایین، کاهش تنش در شافت و فشار هیدرولیکی ناشی از چرخش پروانه ها و کاهش نیروی وارد روی بدنه می شود.در پمپ های گریز از مرکز ثابت شده عمر بدنه به طور معکوس با توان هفتم سرعت چرخش محور متناسب است.نکات مهم در بستن پمپ ها بصورت سری یا موازیالف:ملاحظات عمومی - محدوده عملکرد پمپ ها یکسان یا تا جای ممکن به هم نزدیک باشد در غیر اینصورت یک پمپ کل بار یا سهم بیشتر آن را بر عهده گرفته و پمپ دیگر بعنوان یک مانع در سیستم عمل می کند. - محل استقرار پمپ در پایین مخزنی باشد که قرار است تا مایع از آن پمپاژ گردد. این کار باعث می شود تا همواره اختلاف انرژی مایع بین ورودی پمپ با مخزن ذخیره مایع در ورودی وجود داشته باشد و به اصطلاح پمپ تر شود.این امر باعث کاهش مصرف انرژی درپمپ می شود. - در کار با پمپ ها بهتر است ابتدا از دبی های کم شروع کرده و بتدریج دبی را افزایش دهیم.این کار باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. - هرگز در بخش مکش پمپ زانویی قرار داده نشود. - اگر یک یا دو پمپ در مسیر ازکار بیافتد مقدار NPSH پمپ سوم بیشتر شده و خطر کار با آن افزایش می یابد. در این حالت حتما باید پمپ های آسیب دیده را هر چه زودتر تعویض کرد.ب: ملاحظات پمپ های موازی - در صورت استفاده از پمپ های غیر یکسان لازم است برای جلوگیری از برگشت جریان به پمپ ضعیف تر از شیرهای یکطرفه بعد از پمپ ها استفاده شود. - در حین بهم بستن پمپها به صورت موازی باید سعی شود مقاومت دینامیکی مدار تا حد ممکن کم باشد. - دبی حجمی پمپها در حالت موازی کمتر از مجموع دبی حجمی آنها در حالتی است که به تنهایی در مدار قرار می گیرند. ج: ملاحظات پمپ های سری - اگر از پمپ های غیر یکسان استفاده می شود ترتیب بستن پمپ ها از ضعیف به قوی باشد. - به دلیل افزایش فشار از پمپ دوم به بعد پمپ ها دارای درزبندی بهتر و مقاوم ترباشند. و فشار داخل بدنه پمپ از حد مجاز بیشتر نشود. - اگر پمپها غیر یکسان باشند هد کل ایجاد شده کمتر از حالتی خواهد بود که پمپها بصورت مجزا در مدار قرار گیرند. - اگر پمپها مشابه نیستند بهتر است پمپ با NPSHR کمتر بعنوان اولین پمپ در مدار قرار گیرد.آزمایش پمپ سانتریفوژ با دور متغیر : دستگاه شامل یک پمپ سانتریفوژ با دور متغیر می باشدکه به میز هیدرولیک متصل شده و پارامترهایی چون فشار مکش، فشار خروجی، ولتاژ ، آمپر و دور الکتروموتور در آن قابل اندازه گیری می باشند. دبی حجمی جریان را نیز می توان به کمک آب نمای تعبیه شده روی میز هیدرولیک و کرنومتر اندازه گیری کرد.نحوه انجام آزمایش: پمپ به میز هیدرولیک متصل شده. شیر ورود آب به پمپ(خروجی میز هیدرولیک) و شیر تخلیه پمپ را کاملا باز مینماییم. پمپ را روشن کرده و دور آن را روی 2000rpm تنظیم میکنیم. با بستن شیر تخلیه به تدریج فشار (بار اعمال شده) پمپ را افزایش داده و داده ها را در جدول ثبت می نماییم. این کار را تا زمانی که شیر تخلیه پمپ بسته شود ادامه می دهیم. همین فرایند را برای دورهای 2500 rpm و 3000rpm تکرار می کنیم. روابط مورد استفاده:جدول برداشت داده های آزمایش پمپ با دور متغیر:جدول برداشت داده ها و ثبت محاسبات پمپ های سری وموازی: (در همه مراحل ولتاژ پمپ ها روی 150 ولت تنظیم شده و حجم آب جمع شده 1 لیتر می باشد)- در آزمایش پمپ های سری و موازی برای محاسبه توان مصرفی پمپ از رابطه زیر استفاده می شود حسین شنیوری حسین شنیوری Mon, 28 Aug 2023 18:01:44 +0330 https://virgool.io/@m_52480552/%D8%AA%D9%88%D8%B1%D8%A8%DB%8C%D9%86-%D9%BE%D9%84%D8%AA%D9%88%D9%86-yqfhkm9zasuh مقدمه و تئوری:توربین ها دسته ای از تجهیزات مهندسی هستند که انرژی سیال را به کار تبدیل می کنند، براساس نوع سیال توربین ها را به توربین های بخار، گازی و آبی تقسیم می کنند. از انواع توربین های آبی می توان به توربین پلتون، فرانسیس و کاپلان اشاره کرد.در یک دسته بندی دیگر توربین های آبی به دو دسته ی توربین های ضربه ای (Impulse) مانند توربین پلتون (هد بالا-دبی کم) و توربین های عکس العملی (reaction) مانند توربین فرانسیس و کاپلان (هد کم – دبی زیاد) تقسیم بندی می شوند.در توربین پلتون، بخشی از انرژی سیال از طریق چرخش محور توربین به کار مکانیکی تبدیل شده، بخش دیگر به واسطه اصطکاک سیال با پره های توربین مستهلک شده و باقی انرژی همراه جریان خروجی سیال از توربین تخلیه می شود. برای محاسبه نیروی وارد بر پره ها، توان و راندمان توربین یکی از پره ها را در نظر گرفته و حجم کنترل را روی آن مستقر می کنیم.اگر V سرعت خروج جریان از نازل و uسرعت چرخش پره توربین باشد (u=Rω) سرعت نسبی برخورد آب به پره برابر(V-u) است.: شعاع متوسط چرخ پره دارβ: زاویه ی انحراف جریان سیالاگر از اثرات گرانش و اصطکاک سیال روی پره های توربین صرف نظر کنیم، سیال توربین را با همان سرعت ولی تحت زاویه ی β پره را ترک می کند. در این صورت:r: شعاع توربینω: سرعت زاویه ایβ: زاویه ی انحراف سیال در توربینρ: چگالی سیالعموماً زاویه ی پره ها از 165° بیشتر نیست و اصطکاک سیال روی پره ها را هم باید به صورت ضریبی به معادلات و روابط وارد کردV: سرعت خروج جریان سیال از نازلu: سرعت پرهQ: دبی حجمیمی توان نشان داد ماکزیمم توان توربین هنگامی بدست می آید که =180°β و و در آن صورت:ẇmax= ρQu(V-u)ẇmax= ρQمی توان گشتاور و توان خروجی توربین را به روش دیگری هم محاسبه کرده و آن اندازه گیری گشتاور و توان ترمزی است. اگر انرژی که واحد وزن سیال هنگام عبور از توربین از دست می دهد HT باشد توان از دست رفته برابر خواهد بود با:W.H.P= ɣQHTبا نصب یک سیستم ترمزی روی محور خروجی توربین می توان بخشی از این توان را جذب کرد؛ اگر گشتاور خروجی محور توربین T و سرعت زاویه ای ωباشد:B.H.P= Tωو بازه ی توربین:شرح دستگاه:دستگاه از یک توربین پلتون که داخل محفظه قرار گرفته تشکیل می شود. آب از طریق یک نازل به پره ها پاشیده می شود، درصد باز شدگی نازل به کمک یک پیچ تنظیم قابل تغییر می باشد. روی محور توربین یک چرخ طیار نصب شده که دو نیروسنج به دو طرف آن متصل می باشند. میزان نیرو ی گشتاور ترمزی توسط این نیرو سنج ها اندازه گیری می شود.روش آزمایش:- پیچ نازل را بسته و پمپ را روشن می کنیم،- پیچ نازل را کامل باز می کنیم تا آب چرخ پلتون را به حرکت درآورد.- با پیچاندن مهره روی نیرو سنج ها در فواصل زمانی دلخواه بار توربین را اضافه می کنیم. در هر کدام از فاصله های زمانی با تاکومتر موجود روی دستگاه سرعت دورانی توربین و نیروی اعمال شده توسط نیروسنج ها را اندازه می گیریم. گشتاور خروجی عبارت است از:و روابط براساس نیرو های ترمزی عبارتند از:که در این روابطW.H.P: توان بالقوه آب در ورود به توربینB.H.P: توان ترمزی تسمه های متصل به پولی محور خروجی توربینF1, F2: نیرو های خوانده شده از نیروسنج های متصل به پولی روی محور توربین(بر حسب گرم که باید به نیوتن تبدیل شوند).R= 0.025m= 25mm: شعاع پولی متصل به محور توربیناطلاعات مربوط به میزان بازشدگی دریچه نازل در جدول ذکر شده استTravel of spear : 6-7 mmDiameter of nozzle outlet: 10 mmروش انجام آزمایش:- میز هیدرولیک را روشن کرده، پمپ ها را روشن و ولتاژ را روی 150Vتنظیم می کنیم- به کمک پیچ متصل به نازل دریچه نازل را به تدریج باز کرده فشار آب در ورود نازل، نیرو ها و دور را اندازه می گیریم- به کمک ظرف مدرج و کرنومتر دبی جریان سیال را اندازه می گیریم.- اطلاعات را در جدول ثبت می کنیمخواسته ها:رسم نمودار های زیر برای توربینT-N , P-N , η-N، T-Q , P-Q , η-Q حسین شنیوری حسین شنیوری Fri, 11 Aug 2023 14:39:18 +0330