1

CUPLAREA N PARALEL A DOU POMPE CENTRIFUGE CU ROTOR DESCHIS

1. Principiul lucrrii Lucrarea are ca scop determinarea caracteristicilor de sarcin i de randament a dou

pompe identice cuplate n paralel. Pompa este o main hidraulic care transform energia mecanic n energie hidraulic.

Sarcina pompei sau nlimea de pompare H reprezint energia transmis de pomp unitii de greutate de lichid (1 newton) ntre seciunea de intrare i cea de ieire. nlimea de pompare H se calculeaz ca diferena dintre sarcina lichidului la ieirea i la intrarea n pomp:

(1) ieieieie

ie zzgpp

gvv

zgp

gv

zgp

gvHHH +

+

=

+

+

+

+==

222

2222

unde pe i pi sunt presiunile statice n seciunile respective, ve i vi sunt vitezele medii n seciuni, iar ze i zi cotele axelor seciunilor fa de un plan de referin orizontal ales arbitrar.

n situaia n care debitul necesar consumatorilor nu mai poate fi asigurat de ctre o singur pomp, se recurge la cuplarea pompelor n paralel.

Cu alte cuvinte, pentru cuplarea n paralel a pompelor rezult:

21 QQQ += i ( ) ( ) ( )QHQQHQH inst =+= 21 , unde instH reprezint energia raportat la greutate, necesar instalaiei pentru ca prin aceasta s fie vehiculat debitul Q. Se urmrete obinerea unei curbe similare, care s reprezinte energia raportat la greutate pe care o poate produce n instalaie ansamblul pompelor cuplate n paralel. Pentru aceasta, pornind de la caracteristicile de sarcin ale pompelor, la aceeai valoare a nlimii de pompare, se adun valorile debitelor pe care le realizeaz pompele. Se obine astfel curba:

)(QHH CPCP = care reprezint sarcina ansamblului de pompe cuplate n paralel.

2. Instalaia experimental

Standul pe care se fac ncercrile experimentale este n circuit nchis. Notaiile utilizate n continuare se refer la schema standului din figura 1 i la schema sinoptic din figura 2. Astfel:

1. suport metalic; 2. / SA rezervor principal, de alimentare din oel inoxidabil cu o capacitate de 100 l,

prevzut cu robinet de reglare a debitului; 3. van fluture; 4. / P1 pomp multietajat cu parametrii: Q = 20 70 l/min, H = 37,5 18 mH2O, P =

0,55 kW la n = 2900 rot/min; 5. / P2 pomp cu canal lateral cu parametrii: Q = 6,3 31,5 l/min, H = 35 10 mH2O, P

= 0,3 kW la n = 2900 rot/min; 6. / P3 pomp centrifug cu autoamorsare cu parametrii: Q = 6,3 31,5 l/min, H = 36

15 mH2O, P = 0,45 kW la n = 2900 rot/min; 7. / P4 i P5 pomp centrifug cu rotor deschis cu parametrii: Q = 25 80 l/min, H =

13,3 9 mH2O, P = 0,3 kW la n = 2900 rot/min; 8. van de golire; 9. unitate de alimentare cu tensiune electric cu protecie la suprancrcare i indicatoare

digitale: tensiune i curent sau putere electric; 10. / VR van fluture van de reglare a debitului (utilizat la modificarea parametrilor

n vederea obinerii curbelelor caracteristice ale pompei);

2

11. / SM rezervor de msurare cu indicator de nivel din oel inoxidabil cu o capacitate de 40 l, cu robinet de reglare i supap de sens VR;

12. traductoare de presiune pe aspiraie i pe refulare; 13. van rapid pentru golirea rezervorului de msurare;

ps manometru pentru msurarea presiunii pe conducta de aspiraie; pd manometru pentru msurarea presiunii pe conducta de refulare; F1 i F2 rotametre.

Standul este dotat cu un singur motor electric de antrenare de curent alternativ (0,9 kW) care prin intermediul unui dispozitiv special de cuplare se poate conecta pe rnd la fiecare pomp. Mrimile electrice sunt afiate la panoul electric.

Fig. 1. Standul experimental de ncercare a diferitelor tipuri de pompe

Fig.2. Schema sinoptic a standului

1

2

3

4 5 6 7 8

9 10 11

12

13

3

3. Realizarea msurrilor Pompa centrifug cu rotor deschis nainte de pornirea instalaiei se nchide complet vana VR de pe conducta de refulare

precum i toate celelalte vane de pe refularea pompelor. Se cupleaz motorul electric la pompa centrifug cu rotor deschis P4. Se pornete motorul i se deschide vana de pe refularea pompei.

Se deschide treptat vana VR de pe conducta de refulare, stabilindu-se diferite debite prin instalaie, pentru care se citesc urmtoarele mrimi:

presiunea pi (la manometrul ps de pe aspiraie); presiunea pe (la manometrul pd de pe refulare); debitul Q (cu ajutorul rotametrului F1) mrimile electrice U i I (la panoul electric).

Cuplarea n paralel a pompelor P4 i P5 Pentru realizarea circuitului de funcionare n paralel a pompelor trebuie ca - vana V1 deschis; - vana V2 nchis; Se pornete motorul montat la pompa P4 i se deschid complet vanele V3 i V4. Se

stabilesc diverse debite prin instalaie cu ajutorul vanei VR de pe conducta de refulare, pentru care se msoar urmtoarele mrimi:

presiunea pi,CP (la manometrul ps de pe aspiraie); presiunea pe,CP (la manometrul pd de pe refulare); debitele Q1 i Q2 (cu ajutorul rotametrelor F1 i F2); mrimile electrice U i I (la panoul electric).

Mrimile citite i cele calculate se trec n tabelul 1 pentru pompa P4, respectiv n tabelul 2 pentru cuplarea n paralel a pompelor P4 i P5.

4. Prelucrarea rezultatelor

Conductele de aspiraie i respectiv de refulare ale fiecrei pompe, au acelai diametru, deci i vitezele din aceste seciuni, determinate din ecuaia de continuitate, sunt egale

e

e AQ

v = , i respectiv i

i AQ

v = , atunci dac ieie vvAA ==

n concluzie termenii cinetici se anuleaz, astfel c relaia (1) de calcul a nlimii de pompare,H, este simplificat

(2) ieie zzgpp

H +

=

unde 16zz ie = cm este diferena dintre cotele la care sunt amplasate manometrele cu care se msoara presiunile n cele dou seciuni.

n mod similar se determin i nlimea de pompare a sistemului de pompe montate n paralel

(3) ieCP,iCP,eCP zzgpp

H +

=

Puterea hidraulic, Ph, transmis fluidului este (4) gQHPh =

Puterea electric, Pel, consumat de pomp (5) = cos3 IUPel , unde tensiunea U i intensitatea curentului electric I se citesc la panoul electric, iar 83,0cos = .

Astfel, randamentul agregatului, agr, (pomp + motor) se determin cu relaia (6) 100=

el

hagr P

P [%]

4

Tab. 1. Mrimile msurate i calculate pentru pompa P4 Mrimi msurate Mrimi calculate

Pom

pa

Nr. crt. Q [m3/h]

pi [bar]

pe [bar]

U [V]

I [A]

Q [m3/s]

H [m]

Ph [W]

Pel [W]

agr [%]

OBS

P4 1..6

Tab. 2. Mrimile msurate i calculate pentru cuplare n paralel a pompelor P4 i P5 Mrimi msurate Mrimi calculate

Pom

pa Nr.

crt. Q1 [m3/h]

Q2 [m3/h]

pi,CP [bar]

pe,CP [bar]

U [V]

I [A]

Q [m3/h]

HCP [m]

Ph [W]

Pel [W]

agr [%]

OBS

P4,5 1..6

Se vor reprezinta pe acelai grafic, principalele curbe caracteristice: caracteristica de sarcin ( )QHH = ; caracteristica de cuplare n paralel, obinut teoretic ( )21 QQHH inst += (pompele fiind

identice se consider ( ) ( )2211 QHQH = ); caracteristica de sarcin a cuplajului paralel ( )QHH CPCP = determinat experimental.