Расходные характеристики

Лабораторная работа

СНЯТИЕ НАТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ГИДРОУСТАНОВКИ

С КОВШОВОЙ ТУРБИНОЙ И ГЕНЕРАТОРОМ

 

Факультет: ФЭН

Группа: ЭН2-93

Студенты: Глотов А. В.

Кабанов Д. В.

Неволин М. О.

Хмелик М. С.

Дата выполнения:

Преподаватель:

Отметка о защите:

 

 

Новосибирск, 2012

Цель работы

Получение натурных данных для построения таких характеристик гидроагрегата как расходные характеристики и характеристики к.п.д. для разных напоров.

Содержание работы

1) Все измерения следует начинать с самого большого выбранного диаметра сопла, так как только в этом случае можно зафиксировать предельное давление при максимальном расходе (естественно, при этом вентиль в отводящем трубопроводе должен быть полностью закрыт). Нагрузочным реостатом выставить напряжение на нагрузке 12 В, реостат возбуждения должен быть выведен на максимум (ручка повернута вправо до предела).

2) Выполнить для данного сопла с максимальным диаметром ряд замеров при других давлениях, меньших предельного. Уменьшение давления и расхода регулируется величиной открытия вентиля в отводящем трубопроводе. Ток нагрузки следует подбирать с помощью нагрузочного реостата таким образом, чтобы напряжение на нагрузке всегда было 12 В при максимальном возбуждении генератора.

3) Сменить сопло на меньший диаметр. Выполнить все замеры при тех же давлениях, что и с соплом максимального диаметра. Подбор тока нагрузки выполнять точно таким же способом.

4) Для других сопел с еще более меньшими диаметрами все замеры также следует проводить при тех же давлениях.

 

Схема лабораторной установки

 

Расчетная и сводная таблицы значений

В таблице 1, в качестве примера, приведены расчетная значения для диаметра сопла d=7.5 мм.

Таблица 1.

Измеряемые величины	Расчетные величины
P, Бар	I,A	W1, м3	W2, м3	dt, c	dW=W2-W1, м3	H=P*10.2, м	Q=dW/dt, м3/с	Nпол=12*I, Вт	Nподв=9,81*Q*H*1000,Вт	n=Nпод/Nподв
2,75		0,147	0,203		0,056	28,05	0,00093		256,8	0,19
2,5	3,4	0,22	0,274		0,054	25,5	0,00090	40,8	225,1	0,18
2,25	2,7	0,282	0,332		0,05	22,95	0,00083	32,4	187,6	0,17
	2,1	0,342	0,39		0,048	20,4	0,00080	25,2	160,1	0,16
1,75	1,6	0,396	0,441		0,045	17,85	0,00075	19,2	131,3	0,15
1,5		0,45	0,492		0,042	15,3	0,00070		105,1	0,11

 

Обозначения в таблице: Р – давление в Барах;

I – ток нагрузки в А;

W₁, W₂, ∆W – соответственно начальные, конечные значения счетчика воды и их разность в м³; ∆t – интервал времени отсчета в секундах;

Н – напор в м;

Q – мгновенный расход воды в м³/с;

N_пол – полезная мощность на нагрузке в Вт;

N_подв – подведенная мощность к гидроагрегату в Вт;

η– к.п.д. гидроагрегата.

Далее, сведем все значения эксперимента в таблицу 2.

 

 

Таблица 2.

			d=7,5 мм	d=7 мм	d=6.5 мм	d=6 мм
H=	28,05 м	Nпол, Вт		26,4
P=	2,75бар	Q,м3/c	0,00093	0,00068	0,00072	0,00053
		η	0,19	0,14	0,15	0,08
H=	25,5 м	Nпол, Вт	40,8	19,2	23,4	7,8
P=	2,5бар	Q,м3/c	0,00090	0,00065	0,00067	0,00052
		η	0,18	0,12	0,14	0,06
H=	22,95 м	Nпол, Вт	32,4	14,4		4,8
P=	2,25бар	Q,м3/c	0,00083	0,0006	0,00063	0,00048
		η	0,17	0,11	0,13	0,04
H=	20,4 м	Nпол, Вт	25,2	10,2	13,2	2,4
P=	2бар	Q,м3/c	0,00080	0,0006	0,0006	0,00047
		η	0,16	0,08	0,11	0,03
H=	17,85 м	Nпол, Вт	19,2	4,8	7,8	1,2
P=	1,75бар	Q,м3/c	0,00075	0,00055	0,00057	0,00045
		η	0,15	0,05	0,008	0,02

 

Примечание: взято по пять точек для каждого диаметра сопла из шести, т.к. у одной бригады эксперимент начинался с Р=3 бар.

Используя значения из таблицы 2, можно построить расходные характеристики и характеристики к.п.д.

 

Расходные характеристики

Рис. 2. Расходная характеристика гидроагрегата. Q=f(H)

Рис. 3. Расходная характеристика гидроагрегата. Q=f(N)

Характеристики к.п.д.

Рис. 4. Характеристика к.п.д. гидроагрегата. η=f(N)

Рис. 5. Характеристика к.п.д. гидроагрегата. η=f(H)

 

Вывод:в ходе лабораторной работы были произведены натурные испытания гидроустановки и получены ее энергетически данные, и основываясь на этих данных, были построены расходные характеристики и характеристики к.п.д. при различных диаметрах сопла. Опираясь на экспериментальные данные, можно сказать, что при использовании сопла большего диаметра, к.п.д. будет выше и для получения максимальной мощности, понадобится использование не максимального напора, при условии большего расхода ресурсов.