수배관계통

목차

수배관계통 종합실험
*실험장치사양
관로수두손실측정
가변유량 밸런싱밸브(VWV1)의 성능검토
정유량 밸런싱밸브의 성능검토
펌프성능곡선의 작성


수배관계통 종합실험
*실험장치사양

본문내용

맞출 수 있다. 시판되는 정유량 밸런싱밸브는 제작자의 교정을 거쳐서 통과 유량이 명기되어 있다. 이 때 제작자는 적정한 압력차이의 범위도 함께 제시하고 있다. [제작자 명시 유량 : 정유량 밸런싱밸브(CWV) : 18.93 lpm]
(3) 실험 순서
① 실험장치의 밸브 중 V3, V6과 V13만을 개방한다.
② 펌프 1을 가동시켜 정유량 밸런싱밸브에 유량을 통과시키면서 정상상태에 도달함을 확인한다. (최초에 V4를 통과하는 유량을 크게 한다.)
③ Tap 7에서의 PTap7과 Tap 8에서의 압력 PTap8를 측정하고(디지털압력계 사용) (≡PTap7-PTap8)를 Table 2-11에 기입한다.
④ 유량계 2를 읽음으로써 Qact 구하여 Table 2-11에 기입한다.
⑤ V4를 통과하는 유량(bypass 유량)을 작게 하면서 ③과 ④과정을 10회～20회 되풀이한다.
⑥ Fig. 2-9에 보이는 바와 같이 압력차이-유량 관계를 나타내는 그래프에 제조자 설정유량선(Qact)을 그린다.
* 주의사항 : Tap 7에서의 압력은 5.0 kgf/cm2 이하로 할 것.
(4) 보고서 작성시 포함사항
① 정유량 밸런싱밸브에 관하여 Table 2-11을 완성하고 Fig. 2-9와 같은 압력차이-유량 그래프를 작성하라.
② 이 정유량 밸런싱밸브의 적정 압력차이 범위를 기술하라.
③ 적정압력 범위 외에서 정유량이 통과되지 않은 이유를 설명하라.
정유량 밸런싱 밸브(CWV)
PTap7
PTap8
ΔPTap7-8
t [s]
q [l]
Q [lpm]
3.012
1.612
1.4
16.34
5
18.35985
3.019
1.632
1.387
16.40
5
18.29268
3.111
1.593
1.518
16.46
5
18.226
2.378
1.585
0.793
16.31
5
18.39362
2.005
1.529
0.476
16.93
5
17.72002
1.864
1.494
0.37
17.00
5
17.64706
1.654
1.425
0.229
17.69
5
16.95873
1.528
1.338
0.19
18.54
5
16.18123
1.499
1.324
0.175
18.87
5
15.89825
1.444
1.298
0.146
19.22
5
15.60874
1.378
1.225
0.153
19.66
5
15.25941
0.527
0.494
0.033
37.69
5
7.959671
2-6. 펌프성능곡선의 작성
(1) 기본 이론
펌프에 의하여 유체가 수송될 때 펌프가 유체에 가하는 일 Wp[W]는 아래와 같이 기술된다.
(2-32)
여기서 Ep 및 Q는 각각 펌프의 수두(혹은 양정)[m] 및 체적유량[m3/s]이다.
펌프의 입구 및 출구를 각각 하첨자 1 및 2로 표시할 때 에너지방정식은 다음과 같다.
(2-33)
본 실험장치의 펌프는 금성사의 압력탱크부 가정용 온수펌프 Model PW-252B로써 마찰펌프(혹은 재생펌프, 와류펌프, Westco pump)에 속한다. Fig. 2-10은 이러한 펌프의 임펠러 구조 및 동작원리를 보여주며, Fig 2-11는 마찰펌프의 성능곡선의 한 예를 나타낸다. 마찰펌프는 원심펌프와 비교할 때 고양정을 얻을 수 있지만 최고 효율은 떨어진다. 양정, 축동력은 유량이 감소됨에 따라서 높아진다. 또한 이 펌프는 정격소비전력 220[V], 490[W]인 단상유도 전동기에 의하여 구동되고 있다.
펌프에 의하여 유체가 수송될 때는 펌프의 수두가 전체 관로의 손실수두와 일치되는 운전점(operating point)에서 펌프가 작동된다. 이 때 펌프를 통과하는 유량은 펌프의 수두가 작을 때 크고, 수두가 높을 때 작다. 즉 펌프의 수두와 유량 사이에는 일정한 관계가 존재한다. 또한 유량이 변동될 때 펌프의 특성에 따라 모터에서 소요되는 전력량도 가감되며 이에 따라 소비된 전력량과 유체에 가해진 일률과의 비 즉 에너지효율도 달라진다. 이러한 관계들을 그래프로 나타낸 것이 펌프성능곡선이다.
에너지효율(energy efficiency rate, ε)은 아래와 같이 정의된다.
(2-34)
여기서 Wm은 모터에서 소요되는 전력량[W]이다.
(2) 실험 방법
① 모터에 가해지는 전력량을 측정할 수 있도록 Wattmeter 연결을 확인한다.
② 모터의 회전수를 측정할 수 있도록 Tachometer를 준비한다.
③ V2, V5와 V13을 전개한 상태에서 펌프 1을 시동한다.
④ 유량계 1과 유량교정선도에 의해 관로유량을 읽는다.
⑤ Tap 1 및 Tap 2의 압력을 측정한다. 이 압력들은 각각 식 (2-33)의 P1 및 P2에 해당된다.
⑥ Wattmeter로부터 전력 소비량을 읽는다.
⑦ Tachometer에서 회전수를 읽는다.
⑧ V2와 V5의 개도를 좁히면서 과정 ④를 5회 되풀이하여 Table 2-12에 측정치를 기입한다.
⑨ V4, V7(V8, V9, V10), V12만을 전개하고 펌프 1을 정지시키고 펌프 2를 시동한 후 V1을 조작하여 유체가 순환되게 한다.
⑩ 펌프 1에서와 동일한 실험절차를 반복하여 Table 2-13에 기록한다.
(3) 보고서 작성시 포함사항
① 식 (2-32), (2-33) 그리고 (2-34)를 이용하여 Table 2-12 및 13을 작성하고 이에 근거하여 Fig. 2-12 및 Fig. 2-13의 예와 같은 펌프성능곡선을 작성하라.
② 각 펌프의 평균에너지효율 εm은 얼마인가 환산하고 효율이 낮은 이유를 기술하라.
t [s]
Q [lpm]
PTap1
PTap2
Vm [V]
Im [A]
N
[rpm]
Ep
[m]
Wp
[W]
ε
[%]
q [l]
Wm [W]
13.13
22.84
0.050
2.614
220
2.255
3470
25.68
95.71
19.3
5
496.1
13.31
22.54
0.025
2.645
220
2.3
3450
26.24
96.51
19.07
5
506
13.87
21.63
0.029
2.784
220
2.355
3455
27.60
97.41
18.80
5
518.1
18.72
16.03
0.041
3.563
220
2.65
3410
35.28
92.28
15.83
5
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