원심펌프의 효율측정

원심펌프의 효율측정● 기본 이론펌프 : 압력작용을 이용하여 관을 통하여 유체를 수송하거나 저압의 용기 속에 있는 유체를관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 기계이다.원심펌프 : 날개차를 회전시켜 액체에 회전 운동을 주고 이때 액체가 갖는 원심력의 작용으로액체를 수송하는 펌프.양정 : 펌프가 물을 퍼 올리는 높이.펌프가 실제로 양수하는 수면간의 높이차를 실양정 이라고 하며 도중의 손실을 감안해서 실양정에 가산한 것을 전양정 이라고 한다.수두 : 유체가 지나가는 에너지를 길이 단위로 나타낸 것.1.실험 목적1) 일정한 회전 속도로 운전하고 있는 Centrifugal pump 에 대해서 각 양수 량에서의 수두(H),수동력(L w ), 축동력(L s ) 및 효율을 구하고 유량에 대한 관계를 비교하여 그 특성을 이해하고 펌프의 운전 성능을 검토하고 나아가 동작 물질( 물)을 수반하는 유체 기계의 제반 성질을 이해하는데 그 목적이 있다.2) 최고 효율점의 유량, 수두, 회전수를 기초로 하여 비교 회전도를 계산한다.3) 펌프는 기계적 에너지를 주어서 유체 에너지를 얻는 장치로서 그 중 원심 펌프는 70% 를 점하는 중요한 장치이다.2.실험 이론펌프의 수두(head, H) 는 펌프의 입구와 출구에 있어서의 유체 1kg당이 가지는 에너지 차로서단위 무게의 액체가 펌프를 지나는 동안 얻는 에너지로 정의된다.그러므로 펌프의 입구와 출구에 베르누이 방정식을 적용하면 수두 H는가된다. 위식에서P d , P s 는 송출,흡입관내의 압력표시P dP s: gauge1 Bourdon Pressure Gauge: gauge2 Vacuum GaugeZ d − Z s : 양 압력계1, 2 의 수직거리(0.26m)V d , V s 는 송출관 흡입관의 속도로서 weir 등을 이용 측정한다.만일 송출관경과 흡입관경이 같으면 d s = d d , V s = V d 로서식중두번째항과세번째항은소거된다.-1-

따라서 식은(760mmHg = 101.3KPa)이 된다. 이것을 일반적으로 액주계수두라고도 한다.그리고 유량은 직각 삼각 weir에서θ=90° 인직각삼각weir는이고, 여기서 C d 는 유출계수이다. ( 본 장치의 C d = 0.612)비중량 γ인 유체가유량Q 로입, 출구를통과할시얻는에너지L w ( 수동력)은또는Torque = F × s (s : 6cm)축동력(L s ) 는 전동기의 출력이므로 효율은이 된다.◎ 삼 각 WeirLΘ /2 Θ/2ZD-2-

3.실험 장치실험 장치는 펌프, 수조, 계측 수조, 유량 조절 밸브, 압력계, 동력계,벤튜리 등으로 구성되어있다.동력계로부터 축동력은 다음 식에 의해서 계산된다.또는여기서T는torque, w는 각속도,N은 rpm 을 표시한다.4.실험 방법1) 수조에 물이 채워져 있는지 확인한다.2) 동력계의 0 점을 맞춘다.3) 펌프 케이싱 위에 있는 물맞이 마개를 열고 케이싱에 물이 채워져 있는지 확인하고 물이 없으면 채운다.4) 펌프의 입구 밸브를 전개한다.5) 펌프 출구 밸브를 닫고 모터를 구동시킨 후 서서히 출구 밸브를 열어 전개한다.출구밸브를닫고 즉 유량을 0 으로 하여 운전하는 것을 체절운전이라고 한다. 이 때 체절상태에서 3 -4분 이상 작동시키면 글랜드에 무리가 가고 또 출구밸브를 전개한 상태에서 시동하면 모터에 무리가 가므로 주의해야 한다.6) 정상상태에 도달하면 다음 사항을 측정하여 기록한다.- 계측수조의 최초수위,최종 수위-3-

- 모터의 회전수- 모터의 동력계에 걸리는 하중7) 모터의 회전 속도를 저속으로 하고 이때부터 적당한 간격으로 회전속도를 올려가면서 유량을 계산한다.8) 유량(Q), 수두(H), 수동력(L w ), 축동력(L s ) 및 효율을 계산하고 그래프의 횡축에 유량,종축에수두, 축동력, 효율을잡아이펌프의특성곡선을그린다.4.실험 데이터※ data 계산(sample) : 단위 환산에 주의 할 것.-4-

회 수 1 2 3 4 5Z(mm)수동력Q(10 − 3 )P dP sH(m)WHPV(V) 91 140 180 220 255I(A)축동력F(N) 100 100 100 100 100N(rpm)T(J) 6 6 6 6 6wBHP효 율 η(%)-5-

5. 실험 결과(sample)1 유량과 수두의 관계 그래프2 유량과축동력의관계그래프3 유량과효율과의관계그래프4수동력, 축동력,효율의 관계 그래프6.결론7.참고 문헌-6-