펌프성능곡선의 작성

목차

1. 이론
2. 실험 방법
(3) 보고서 작성시 포함사항
3. 실험결과
4. 결론 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

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.
3. 실험결과
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
583
4. 결론 및 고찰
각 펌프의 평균에너지효율 εm은 얼마인가 환산하고 효율이 낮은 이유를 기술하라.
-평균에너지 효율 : = 18.25% 가 나왔다.
18.25%정도의 평균 에너지효율이 나왔고, 이는 매우 낮은 효율이다. 이는 전기적 에너지가 기계적에너지로 변환되어질 때 상당부분이 손실로 소산됨을 말해준다. 이처럼 펌프의 효율이 낮은 이유는 펌프가 유체에 가하는 일 Wp의 식을 보면 알 수 있다. Wp의 변수는 양정(Ep)과 유량(Q)이다. 유량을 적게하면 압력차가 커져서, 양정은 커진다. 즉, 양정과 유량은 반비례의 관계를 가지고 있는 것이다. 하지만, 압력차가 커지려면, 임펠러가 그만큼 빨리 회전해야하고, 이 때문에 모터 소요 전력량(Wm)은 커진다. 효율은 Wp/Wm으로서 Wp가 커져야 하는데, 양정과 유량이 반비례의 관계를 가지고 있기 때문에, Wp가 커지는 데에 한계가 있고, 설령 Wp가 커진다고 해도, 그만큼 Wm도 늘어나기 때문에 효율에는 별다른 변화가 없다. 그리고, Wm을 줄이려고 하면, 압력차가 작아져서 유량은 많아지는 대신 양정은 작아진다. 여기서 유량이 많아지는 것보다 양정이 작아지는 것이 더 심하기 때문에, Wp도 같이 줄어든다. 그러므로, 효율은 별 변화가 없어진다.
또한, Wm보다 Wp가 훨씬 작은 근본적인 원인에는 다른 값들에 비해 유량이 너무 적기 때문이다. 펌프의 특성상 유량과 양정을 적절히 선택하여 Wp가 최대값을 나타내어도, 유량이 워낙 작은 양이기 때문에, Wp는 Wm에 비해 작아질 수밖에 없다. 펌프 내에서의 손실이 매우 크다. 펌프에서 발생하는 손실들을 열거해보면, 노즐에서의 마찰손실, 임펠러,베인등의 수력 손실, 임펠러와 유체와의 충돌 손실, 임펠러 회전시 발생하는 손실, 베어링, 축봉에서 발생하는 손실등이 있는데 이는 펌프의 효율을 낮추는데 주요 원인이된다.
5. 참고문헌
1) Fluid mechanics 4th Edition. /white/ Mcgraw-hill
2) 유체역학 /맹주성 외 2인 / 병진

키워드

펌프성능곡선,   기계실험,   유량,   유량계