Hledej
Zobraz:
Univerzity
Kategorie
Rozšířené vyhledávání
12 663
projektů
Home » Bakalářská práce » Vliv konečného počtu lopatek u hydrodynamických čerpadel - Slip factor of the hydrodynamic pumps
Vliv konečného počtu lopatek u hydrodynamických čerpadel - Slip factor of the hydrodynamic pumps
«»
| Přípona |
Typ bakalářská práce |
Stažené 0 x |
| Velikost 2,0 MB |
Jazyk český |
ID projektu 4105 |
| Poslední úprava 02.09.2014 |
Zobrazeno 1 602 x |
Autor: modrehory |
Sdílej na Facebooku |
||
| Detaily projektu | ||
- Cena:
16 Kreditů - kvalita:
92,3% -
Stáhni
- Přidej na srovnání
- Univerzita:Vysoké učení technické v Brně
- Fakulta:Fakulta strojního inženýrství
- Kategorie:Technika » Strojírenství
- Předmět:-
- Studijní obor:-
- Ročník:3. ročník
- Formát:PDF dokument (.pdf)
- Rozsah A4:53 stran
1. Úvod
Následující bakalářská práce je věnována prvotnímu návrhu oběžného kola hydrodynamického čerpadla, konkrétně korekcím jeho teoretické měrné energie na skutečnou měrnou energii. Teoretické vztahy, jako například Eulerova čerpadlová rovnice, používané při výpočtu a návrhu oběžných kol a zjišťování jejich měrné energie nezohledňují zpravidla konečný počet lopatek, jejich nenulovou šířku a existenci fyzikálních jevů, které vznikají při proudění kapaliny v lopatkovém kanále, popřípadě na výstupu z něj.
Nejpodstatnějším z jevů ovlivňujícím měrnou energii je takzvaný lokální vír, nejvíce se projevuje u pomaloběžných hydrodynamických čerpadel, která mají radiální oběžné kolo. Hlediskem rychloběžnosti jsou v tomto případě Eulerovo a Strouhalovo kriterium, podle nichž je možné posoudit, které čerpadlo je rychloběžné a které pomaloběžné. Právě o pomaloběžných hydrodynamických čerpadlech (čerpadla s radiálními oběžnými koly) zde bude pojednáváno především. Dalšími jevy ovlivňujícími skutečnou energii čerpadla je vznik úplavů na výstupu z oběžného kola. Tomuto a dalším jevům se bude práce podrobněji věnovat, primárně však výše zmíněnému sekundárnímu proudění.
V dřívějších dobách se v České republice často používalo termínu „korekce teoretické výtlačné výšky“ jako obdoby teoretické měrné energie, v zahraničí se tohoto označení používá dodnes, ale v této práci bude z hlediska unifikace výstupu jednotlivých metod použito pouze veličiny „korekce teoretické měrné energie“. Metody zahrnující korekci výtlačné výšky budou převedeny na výše zmíněnou korekci měrné energie.
S rozšířením osobních počítačů a s jejich zvyšujícím se výpočetním výkonem se použití těchto korekčních metod zredukovalo pouze na prvotní návrhy oběžných kol, další výpočty, návrhy a simulace jsou potom realizovány pomocí speciálních numerických programů CFD, jakými jsou například na VUT FSI používaný Fluent. Nicméně pro správné pochopení problematiky týkající se návrhu radiálních oběžných kol hydrodynamických čerpadel jsou znalosti prezentované v této práci zcela klíčové a mají nezastupitelnou roli.
Následující bakalářská práce je věnována prvotnímu návrhu oběžného kola hydrodynamického čerpadla, konkrétně korekcím jeho teoretické měrné energie na skutečnou měrnou energii. Teoretické vztahy, jako například Eulerova čerpadlová rovnice, používané při výpočtu a návrhu oběžných kol a zjišťování jejich měrné energie nezohledňují zpravidla konečný počet lopatek, jejich nenulovou šířku a existenci fyzikálních jevů, které vznikají při proudění kapaliny v lopatkovém kanále, popřípadě na výstupu z něj.
Nejpodstatnějším z jevů ovlivňujícím měrnou energii je takzvaný lokální vír, nejvíce se projevuje u pomaloběžných hydrodynamických čerpadel, která mají radiální oběžné kolo. Hlediskem rychloběžnosti jsou v tomto případě Eulerovo a Strouhalovo kriterium, podle nichž je možné posoudit, které čerpadlo je rychloběžné a které pomaloběžné. Právě o pomaloběžných hydrodynamických čerpadlech (čerpadla s radiálními oběžnými koly) zde bude pojednáváno především. Dalšími jevy ovlivňujícími skutečnou energii čerpadla je vznik úplavů na výstupu z oběžného kola. Tomuto a dalším jevům se bude práce podrobněji věnovat, primárně však výše zmíněnému sekundárnímu proudění.
V dřívějších dobách se v České republice často používalo termínu „korekce teoretické výtlačné výšky“ jako obdoby teoretické měrné energie, v zahraničí se tohoto označení používá dodnes, ale v této práci bude z hlediska unifikace výstupu jednotlivých metod použito pouze veličiny „korekce teoretické měrné energie“. Metody zahrnující korekci výtlačné výšky budou převedeny na výše zmíněnou korekci měrné energie.
S rozšířením osobních počítačů a s jejich zvyšujícím se výpočetním výkonem se použití těchto korekčních metod zredukovalo pouze na prvotní návrhy oběžných kol, další výpočty, návrhy a simulace jsou potom realizovány pomocí speciálních numerických programů CFD, jakými jsou například na VUT FSI používaný Fluent. Nicméně pro správné pochopení problematiky týkající se návrhu radiálních oběžných kol hydrodynamických čerpadel jsou znalosti prezentované v této práci zcela klíčové a mají nezastupitelnou roli.
Klíčová slova:
lopatky
coriolisova sila
korekce
měrná energie
čerpadlo
hydrodynamika
Obsah:
- Obsah
1. Úvod 11
2. Konečný a nekonečný počet lopatek a jejich vliv 13
2.1 Teoretická měrná energie při nekonečném počtu lopatek 13
2.2 Teoretická měrná energie při konečném počtu lopatek 13
3. Jevy vznikající při proudění kapaliny v oběžném kole 15
3.1 Sekundární proudění - Lokální vír 17
3.1.1 Coriolisova síla 18
3.1.2 Odstředivá síla 19
3.2 Proudění za rotorem - Úplav 20
3.3 Proudění v lopatkové mříži 21
4. Metody korekce měrné energie dle různých autorů 23
4.1 Stodola (1922) 23
4.2 Stodola-Šerstjuk 24
4.3 NEL (1965) 24
4.4 Busemann (1928) 24
4.5 Waisser (1963) 25
4.6 Wiesner (1967) 25
4.7 Krouza (1956) 26
4.8 Pfleiderer (1949) 28
4.9 Eck (1957) 30
4.10 Proskura (1954) 30
4.11 Sibrecht (1929) 31
4.12 Balje (1981) 31
4.13 Stanitz (1952) 31
4.14 Strýček (1988) 31
4.15 Erhart (1954) 32
4.16 Stepanov 34
4. Příklady výpočtu korekce dle různých autorů 35
4.1 Zadání 35
4.2 Hodnoty odměřené a dopočítané z výkresů 35
4.3 Výsledky 36
4.3.1 Stodola 36
4.3.2 Wiesner 37
4.3.3 Krouza 37
4.4 Srovnání výsledků 37
5. Moderní metody výpočtů korekcí měrné energie 39
6. Závěr 41
7. Seznam použitých zdrojů 43
7.1 Literatura 43
7.2 Internet 43
8. Seznam zkratek 45
9. Seznam příloh 47
Zdroje:
- Krouza V.: Čerpadla odstředivá a jim příbuzná - Nakladatelství ČSAV, Praha 1956
- Pfleiderer, C.: Die Kreiselpumpen, Springer - Verlag, Berlin 1949
- Bláha J., Brada K.: Příručka čerpací techniky - Vydavatelství ČVUT, Praha 1997
- Raabe J.: Hydro power: The Desing, Use, and Function of Hydromechanical, hydraulic, and Electrical Equipment - VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf 1985
- Lakshminarayana B.:Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery - John Wiley & Sons, New York 1996
- Lazarkiewicz S.: Impeller Pums - Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1965
- Neumann B.: The interaction between geometry and performance of a centrifugal pumps, 1991
- Karassik Igor J., Messina Joseph P., Cooper P., Heald Charles C.: Pump Handbook - McGraw-Hill, New York 2008
- Kadrnožka J.: Teorie lopatkových strojů - Grafika Kroměříž, Kroměříž 1991
- Ing. Golha M.: Hydraulický návrh a numerické modelování proudění v hydrodynamickém čerpadle (Disertační práce) - Bratislava 2005