NCERCAREA UNUI MODEL DE TURBIN BANKI

1. Scopul lucrrii Lucrarea urmrete exemplificarea modului de ncercare i de trasare a unui set de curbe

caracteristice pentru modelul unei turbine Banki.

2. Descrierea modelului turbinei Banki i a standului de ncercri Modelul de laborator este o turbin Banki cu ax orizontal. Rotorul este dispus pe un arbore, sprijinit n dou lagre cu rulmeni, aflate pe carcasa turbinei. Admisia apei n turbin se face prin reglarea manual a vanei situate pe conducta de admisie a turbinei.

n figura1 se prezint schema standului de ncercare a modelului turbinei, iar n fig.2 fotografiile standului.

Turbina 1 are n amonte un tronson de conduct 2, racordat la sistemul de alimentare cu ap al laboratorului. Pe tronsonul de conduct din amonte de injector se afl un tub Venturi 4 pentru msurarea debitului, cu diametrele D = 350 mm i d = 175 mm i cu prize de presiune la fee. Tubul Venturi, are un coeficient de debit mediu =0,977. Diferena de presiune generat de tubul Venturi este msurat prin intermediul manometrului diferenial cu mercur 5, la care se citete denivelarea h . Pe conducta de admisie se afl o priz de presiune cuplat la un manometru cu element elastic 6, la care se citete presiunea medie la intrarea n turbin 1p . La ieirea din carcasa turbinei apa intr ntr-un canal 7, situat sub turbin, din care ajunge n bazinul staiei de pompare.

Turbina este cuplat cu o frn hidrodinamic cu statorul basculant 8, care prin modificarea gradului de umplere realizeaz diferite momente de frnare. Statorul frnei este legat la un dispozitiv mecanic 9 de msurare a momentelor M date de turbin. Frna este prevzut cu un robinet de golire i cu un robinet de umplere.

Pentru msurarea turaiei se utilizeaz un tahometru portativ 10, prevzut cu un element elastic conic care se introduce n gaura de centrare din arborele turbinei.

Fig.1. Schema standului de ncercri a modelului turbinei Banki.

Fig. 2 Fotografiile standului.

3. Modul de lucru Se deschide complet vana 3 de la circuitul de alimentare a turbinei. Se purjeaz aerul din

conductele de legtur la manometrul diferenial 5 cuplat la prizele tubului Venturi i se nchide robinetul de golire a frnei. Se citete denivelarea h la manometrul diferenial 5 i presiunea 1p la manometrul cu element elastic 6 legat n amonte de turbin.

Se ateapt stabilizarea regimului de funcionare i se citesc valoarea turaiei n la tahometrul 10 i valoarea momentului M pe cadranul frnei 9. Se umple n trepte frna cu ap i pentru fiecare grad de umplere, dup stabilizarea turaiei, se citesc valorile turaiei n i a momentului M.

Dup umplerea complet a frnei, aceasta se golete complet, se stabilete o nou deschidere a vanei, se msoar noile valori ale denivelrii h la manometrul diferenial i ale presiunii 1p la intrarea n turbin, i se reiau msurrile pn la o nou umplere complet a frnei. Se repet operaiile pentru toate deschiderile vanei.

Valorile obinute din msurtori se trec n tabelul 1:

Nr. Crt. Poziia vanei [-] 1

p [bar]

h [m]

M [kgfm]

n

[rot/min]

4. Prezentarea i prelucrarea rezultatelor. Pe baza valorilor din tabelul 1, utiliznd formulele de mai jos, se calculeaz datele din tabelul 2.

Tabelul 2 Q [m 3 /s]

1v

[m/s] H [m] h

P [kW]

mP [kW]

11n

[rot/min] 11Q

[m 3 /s]

Caracteristica tubului Venturi este dat de relaia:

pi

pdQ = 2

42

n care p [N/m 2 ] i Q [m 3 /s]. Dac se utilizeaz un manometru cu tub U cu mercur, la care se citete denivelare h [m],

diferena de presiune va fi: ( ) hgp OHHg = 2 Viteza la intrarea n turbin se calculeaz cu relaia

AQ

v =1 [m/s]

unde A reprezint aria transversal de curgere 4

2DA pi=

Cderea se calculeaz cu relaia g

vpH2

211 +=

[m]

Puterea absorbit de la curentul de ap are expresia HQPh = 81,9 [kW] iar puterea util dat de turbin se calculeaz cu relaia

100010

30MnPm

pi= [kW]

Pentru randament, turaia unitar i debitul unitar se folosesc expresiile :

h

m

PP

= HDn

n

=11 HDQQ 211 =

5. Trasarea curbelor caracteristice

a. Curbele moment funcie de turaie la diferite poziii ale vanei de pe conducta de admisie M =M (n, poziia vanei) se traseaz direct pe baza datelor din tabelul 1, cte o curb pentru fiecare poziie a vanei de pe conducta de admisie, toate pe acelai grafic.

b. Curbele putere funcie de turaie la diferite poziii ale vanei de pe conducta de admisie P =P (n, poziia vanei) se traseaz pe baza datelor din tabelul 2, cte o curb pentru fiecare poziie a vanei de pe conducta de admisie, pe un grafic separat. La punctele msurate se poate aduga punctul din origine, cu n = 0 i P = 0.

c. Curbele de randament funcie de turaia unitar la diferite poziii ale vanei de pe conducta de admisie = ( 11n , poziia vanei) se traseaz toate pe acelai grafic, cte una pentru fiecare poziie a vanei de pe conducta de admisie, pe baza datelor din tabelul 2. La punctele respective poate fi adugat punctul din origine 11n =0, = 0.