Radiális szivattyú jelleggörbéinek és rezgéseinek kísérleti vizsgálata víz és nemnewtoni közeg esetén
Gripp Ádám BSc IV. évf., Horváth Gergő Márk BSc IV. évf.
e-mail: gripp.adam@gmail.com
e-mail: horvath.gergomark@gmail.com
Konzulens: Dr. Csizmadia Péter, adjunktus, Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék
e-mail: pcsizmadia@hds.bme.hu
Az ipartól a háztartási felhasználásig számos helyen találkozhatunk a folyadékszállítás feladatával. Az esetek jelentős részében a szállított folyadék nemnewtoni tulajdonságokkal bírhat, pl. erőművi pernye vízzel keverve, szennyvíz, fogkrém, különböző vegyipari termékek, stb.; és áramlástechnikai gépekre, valamint a csővezetékrendszerre gyakorolt hatása merőben eltérő lehet a vízzel történő szállításhoz képest. A gyártók által közölt paraméterek, jelleggörbék és üzemeltetési adatok alapvetően vízre adottak és átszámításuk más, nemnewtoni reológiájú folyadékra nem triviális feladat.
Dolgozatunk célja az volt, hogy mérések segítségével, kísérleti úton vizsgáljuk a nemnewtoni folyadékok és a víz közötti viselkedésből eredő különbséget. Méréseinket a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék laboratóriumában található mérőberendezésen végeztük. A mérőkör egy korszerű, frekvenciaváltós szivattyúra épül. A nemnewtoni közeget etil-acetát alapú polimerből (Carbopolból) és vízből készítettük el.
A szivattyú működésének legfontosabb jellemzői a jelleggörbék, ezek azonban legtöbbször csak vízre adottak. A szakirodalomban több modell is található, amelyek segítségével a jelleggörbék átszámíthatók egy newtoni közegről egy eltérő reológiájú folyadékra. Törekvéseink célja igazolni ezek gyakorlati alkalmazhatóságát a vizsgált közegre, továbbá feltárni fordulatszámváltoztatás hatását leíró affinitási törvények használhatóságának határait.
A szivattyúk egyik legdrámaibb tönkremeneteli módja a kavitáció által okozott roncsolás. Kavitációról akkor beszélünk, amikor az abszolút nyomás a helyi telített gőznyomás alá esik, ekkora a folyadék helyileg felforr. A gőzbuborékok nagyobb nyomású térbe érve összeroppannak, ezzel káros rezgéseket, hanghatásokat és eróziót előidézve. Ennek a jelenségnek a létrejötte számos paramétertől függ. Gyorsulásmérők segítségével méréseket végzünk és meghatározzuk a leszívási görbéket. A könnyebb kezelhetőség érdekében a gyorsulásértékekből és a frekvenciákból zajszintet számolunk, majd azt különböző paraméterek függvényében vizsgáljuk. Fő célkitűzésünk a szakirodalom kiterjesztése a vizsgált nemnewtoni közeggel végzett kutatás eredményeivel.
Irodalom:
1. http://www.hds.bme.hu/letoltesek/targyak/BMEGEVGMG29/Introduction_to_Cavitation_HF2.pdf
2. BUBBLE DYNAMICS AND CAVITATION IN NON-NEWTONIAN LIQUIDS E. A. Brujan and P. R. Willaims, Rheology Reviews 2005, pp 147 - 172.
3. Centrifugal Pump Derating for Non-Newtonian Slurries, J. J. N. Kalombo, R. Haldenwang, R. P. Chhabra, V. G. Fester, Journal of Fluids Engineering, MARCH 2014, Vol. 136 / 031302-11
szerzők
-
Gripp Ádám
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc) -
Horváth Gergő Márk
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Csizmadia Péter
egyetemi adjunktus, Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék
