Pelton 수차의 효율 시험

소개글

Pelton 수차의 효율 시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

이론배경
실험방법
실험 데이터
결론

본문내용

어할 수 있다.
원격제어
이 방식은 비교적 소용량 발전소에 채용되어, 부하는 수위조정 장치에, 전압은 자동전압조정 장치에, 역률은 자동역률조정 장치에 의해 조정되고, 원격지에서 수차의 기동, 정지만을 행하는 방식이다.
원격감시제어
원격지에서 발전소를 상시감시하고 필요한 조작은 원격지에서 제어설비를 통해 제어하는 방식이다. 최근에는 중대형 발전소까지 운전될 만큼 발전소의 집중제어 기능이 향상되고 있다.
4. 실험장치 설명
1. Dimension : 800(W) x 1800(H) x 1500(L)mmApp.
2. Pelton Water Turbine
1)Speed : App.900rpm
2)Prony-Brake-Dynamometer
3)AC Generator : DC 24V
4)Tachometer : Digtal Type
3. Pump & Drive Motor
1)Head and flow rate : 20m x 230 Liter/min
2)Motor : AC220/380V겸용, 3 phase, 2.2kw
3)Pressure gauge : 0~6Kg/cm²
4)Rotor meter : 0~200 Liter/min (Orifice type)
4. Water Sump Tank
1)Reservoir : 0.7(W) x 0.65(H) x 1.0(L)m
2)Materials : STS304, 2t(프레임 SS400)
3)Capacity : 450 liters
5. Electric Panel
1)A.C. Voltmeter : 0-600V
2)A.C Ammeter : 0-20A
3)Electric load for A.C generator
4)R.P.M Indicator(Pump & Pelton wheel
5) Main power S/W
5. 실험 방법
수차의 이론 동력 계산
수차의 실제 출력(발전 능력) 및 효율 계산
(1)Dynamometer를 이용 하여 발전 능력을 알고자 할 때,
① Water Tank에 물을 2/3가량 채운다.
② By Pass V/V와 유량 조절 V/V를 열어 놓는다.
③ Control Box의 Pump S/W를 “ON”시킨다. (Pump구동)
④ By Pass V/V와 유량 조절 V/V를 열어 실험하고자하는 유량과 압력에 맞춘다.
⑤ 유량과 수두압 등 필요한 수치를 기록 한다.
⑥ 수차의 최대 Torque를 측정하기 위해 Dynamometer(Spring Balance)를 당겨 실험하고자 하는 회전수에 맞춘다.
⑦ 양쪽 Spring Balance를 읽고 그 합을 기록한다.
실험에 의한 수차의 실제출력 계산
수차의 효율 이론동력에 대한 실제출력의 비로 정의 된다.
발전기를 이용하여 발전 능력을 알고자 할 때
① 상기와 같은 방법에 의해 Generator를 일정 rpm(800rpm 이상)으로 회전 시킨 다음 Control Box의 부하(S1, S2, S3, S4, S5) S/W를 전부 ON 시킨 다음 Generator S/W를 "ON" 시킨다.(이때 수차의 rpm이 떨어진다.)
Generator 특성상 부하(S1, S2, S3, S4, S5)를 반드시 ON 시킨 상태에서 Generator S/W를 "ON" 시켜야 한다.
② 유량 조절 V/V를 이용 하여 수차의 rpm을 원하는 rpm에 조절한다.
③ 부하(S1, S2, S3, S4, S5) S/W를 차례로 "OFF"시켜 전압계와 전류계를 읽음으로써 수차의 발전 능력을 확인 한다.
펌프의 실제출력 및 효율의 계산
비중량이 인 유체가 유량 Q의 유로펌프를 지나는 동안 얻는 수동력
한편 펌프의 입구와 출구에 베르누이 방정식을 적용하면 양정 H는
단, : 송출측 압력계와 흡입측 압력계간의 높이차
펌프의 효율 는 원동기로 펌프를 운동하는데 필요한 축동력에 대한 수동력의 비로 정의된다.
즉,
6. 실험 Data
항목
횟수
유량 Q
양정 H
회전수 N
하중 W
이론동력
실제출력
효율
1
0.07
8
90
1.5
0.0915
0.0166
18.18
2
0.08
10
325
1.05
0.1307
0.0420
32.16
3
0.09
12.5
445
1.15
0.1838
0.0630
34.30
4
0.10
16
563
1.32
0.2614
0.0916
35.02
5
0.07
8
202
0.9
0.0915
0.0224
24.48
6
0.08
10
198
1.67
0.1307
0.0407
31.16
7
0.09
12.5
198
2.9
0.1838
0.0707
38.48
8
0.10
16
197
4.35
0.2614
0.1056
40.38
7. 분석 및 고찰
수차의 효율을 알아보는 실험으로 Pelton 수차를 사용하여 실험하였다. 이번 주는 우리 2조가 처음으로 실험을 하게 되었다. 교수님의 설명이 끝나고 매뉴얼을 보면서 실험을 시작하였다. 차근차근 유량조절 하는데 까지는 문제가 없었지만 마찰 측정하는데 있어서 문제가 생기기 시작하였다. 교수님께서 설명해 주시길 어차피 마찰력이 크게 나오면 rpm이 줄어들고 비교적 마찰력을 작게 하면 rpm이 크게 나오니 상관없다고 설명해 주셨지만 마찰력을 조금 주었을 때랑 많이 주었을 때랑 계산 값이 다르게 나와서 잠시 혼란에 빠져서 rpm을 비슷하게 고정을 시키고 다시 재 실험을 하는 방향으로 하여 다시 재 실험을 하였다. rpm을 고정시켰던 탓인지 전 실험보다는 비교적 안정적인 데이터 값을 얻을 수가 있었다. 마찰력 쪽의 레버를 고정시키고 한 번의 실험을 더 했더라면 좀 더 정확한 데이터 값을 가지고 분석을 할 수 있었을 텐데 아쉬움이 남는다. 유량은 같은 조건이고 rpm을 고정시켜서 실험했을 때가 효율이 더 높게 나오는 걸 그래프 상으로 확인할 수 있고 두 개를 동시에 비교해 보았을 땐 0.08의 유량조건 에서만 첫 번째 실험 수치가 높고 나머지는 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 마지막으로 효율을 비교해 보면 유량조건이 커지면 커질수록 오차가 커졌는데 마찰로 하중을 측정하는 과정에서 뭔가 더 정확하고 체계적인 측정법을 필요로 했는데 그것을 인지하지 못하고 실험에 임했던 것이 이론 동력과 실제 출력이 차이를 보이는 원인으로 판단된다.

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