29
3 η ΕΝΟΤΗΤΑ - Αντλίες ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΜΠ ΔΟΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ & ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ Διδάσκων: Σ. Λαμπρόπουλος

3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

3η ΕΝΟΤΗΤΑ - Αντλίες

ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΜΠ

ΔΟΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ & ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ

Διδάσκων: Σ. Λαμπρόπουλος

Page 2: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Άδεια Χρήσης

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Χρήσης Creative Commons.

για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται

σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να

αναφέρεται ρητώς.

Page 3: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

ΑΝΤΛΙΕΣ

Οι αντλίες χρησιμοποιούνται:

• σαν βοηθητικός εξοπλισμός στο εργοτάξιο για τη μεταφορά

νερού (αποστράγγιση σκάμματος, παροχή νερού, κλπ)

• σε τεχνικά υδραυλικά έργα (αντλιοστάσια) για τη μεταφορά

νερού ή λυμάτων (έργα ύδρευσης ή αποχέτευσης πόλεων)

• στα συστήματα μετάδοσης κίνησης των δομικών

μηχανημάτων.

Page 4: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Αποστράγγιση εκσκαφής

Page 5: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Πιεστικό συγκρότημα παροχής νερού

Page 6: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Αντλιοστάσιο ύδρευσης Δήμου

Page 7: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û
Page 8: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Υδραυλικά συστήματα εκσκαφέα

Page 9: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Διακρίνονται δύο βασικά είδη αντλιών:

α) Εμβολοφόρες αντλίες (κυρίως συστήματα μετάδοσης

κίνησης δομικών μηχανημάτων)

β) Φυγόκεντρες αντλίες (μεταφορά υγρών, κυρίως νερού ή

λυμάτων)

Page 10: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Εμβολοφόρες αντλίες - Λειτουργία

Ισχύει: p1 = p + Βάρος νερού / (πD2/4) = h * (πD2/4 )* ρ / (πD2/4) = h * ρ

όπου:

p1 = η ατμοσφαιρική πίεση (1,033 Kp/cm2)

h = το ύψος της στήλης του υγρού μέχρι το έμβολο

D= η διάμετρος της σωλήνας αναρρόφησης

ρ= το ειδικό βάρος του υγρού (για νερό ρ = 1000 Kp/m3 = 0,001 Κp/cm3 )

Page 11: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Ηs = Μέγιστο επιτρεπόμενο ύψος άντλησης για να αποφευχθεί

σπηλαίωση της αντλίας

Page 12: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΗ ΑΝΤΛΙΑ

Page 13: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

ΕΙΔΗ ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΩΝ ΑΝΤΛΙΩΝ

Page 14: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Ισχύει :

Ν = F * s / t = F * U = (F / E) * (U * E) = p * Q

Ν = p * Q = (p / γ)* γ *Q = γ * Η * Q

γ = το ειδικό βάρος του υγρού (για νερό γ=1000 Κp/m3)

Η = p / γ = Μανομετρικό ύψος αντλίας (m)

Q = Παροχή της αντλίας (m3 / sec)

Στην πράξη η παραπάνω σχέση εκφράζεται με την:

N = γ * Η * Q / (75 * η ) σε PS

N = 0,736 * γ * Η * Q / (75 * η ) σε KW, όπου:

Ν = η απορροφούμενη από την αντλία ισχύς.

η = ο βαθμός απόδοσης της αντλίας,

75 και 0,736 = συντελεστές για τη μετατροπή των

μονάδων, ώστε η ισχύς να προκύπτει σε PS ή KW

Page 15: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Χαρακτηριστική καμπύλη αντλίας

Page 16: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û
Page 17: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Βασική σχέση υπολογισμού αντλίας - σωλήνωσης :

Page 18: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Hv = Απώλειες στη σωλήνωση = hv*L + Σ(κ*U2/2g)

Page 19: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û
Page 20: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û
Page 21: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Για τις ανάγκες εργοταξίου (συγκροτήματα πλύσεως αδρανών

υλικών, παραγωγής σκυροδέματος, ύδρευση, κλπ) απαιτείται

παροχή νερού 100 m3/h το ελάχιστο.

Το νερό θα αντληθεί από λίμνη, που βρίσκεται σε απόσταση 4

χιλιομέτρων και σε υψόμετρο 90 μέτρα χαμηλότερα από το

εργοτάξιο.

Η σωλήνωση μεταφοράς του νερού έχει διάμετρο D=150 mm

Η περιοχή κοντά στην όχθη της λίμνης είναι βαλτώδης και

ακατάλληλη για τη θεμελίωση του αντλιοστασίου και απαιτείται

η εγκατάσταση του αντλητικού συγκροτήματος σε απόσταση

από την όχθη (οριζόντια απόσταση). Η κλίση από τη λίμνη

μέχρι το εργοτάξιο είναι ενιαία. Οι απώλειες των εξαρτημάτων

της σωλήνωσης κρίνονται αμελητέες.

Υποδειγματική Ασκηση

Page 22: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Δίνεται η καμπύλη Η = f (Q) της χρησιμοποιούμενης αντλίας.

Το μέγιστο ύψος αναρρόφησης της αντλίας είναι Hs = 7 m.

Page 23: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Ζητούνται:

α) Να σχεδιαστεί η καμπύλη μανομετρικού ύψους

σωληνώσεως και να ευρεθεί το σημείο λειτουργίας της

αντλίας (Η, Q, η).

β) Η ισχύς του ηλεκτροκινητήρα της αντλίας.

γ) Η ελάχιστη δυνατή απόσταση από τη λίμνη για την

εγκατάσταση του αντλιοστασίου

Page 24: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

1. Σχεδιασμός καμπύλης σωλήνωσης

Εχω :

HA = HΣ = Za – Ze + (pa – pe)/γ + (va2 – ve2 )/2g + Hv

= Za – Ze + Hv (διότι pa = pe και va = ve),

HΣ = 90 + (4000 / 100) * hv,

όπου hv = απώλειες σωλήνωσης / 100m

για D = 150 mm έχω (βλέπε νομογράφημα απωλειών

σωλήνωσης της ΤΟΤΕΕ 2411/86):

Για Q = 0 m3/h hv = 0 m/100m HΣ = 90 m

Για Q = 50 m3/h hv = 0,45 m/100m HΣ = 108 m

Για Q = 100 m3/h hv = 1,5 m/100m HΣ = 150 m

Για Q = 115 m3/h hv = 2,0 m/100m HΣ = 170 m

Για Q = 130 m3/h hv = 2,5 m/100m HΣ = 190 m

Βάσει αυτών χαράζω την καμπύλη Η = f (Q)

Page 25: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û
Page 26: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Από το διάγραμμα έχω το σημείο λειτουργίας της αντλίας:

QΑ = 115 m3/h, ΗΑ = 170 m και η = 0,8

Page 27: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

2. Ισχύς Ηλεκτροκινητήρα

Ισχύς αντλίας ΝA = γ* HA * QA / 75 / η =

= 1000 * 170 * (115 / 3600) / 75 / 0,8 = 90,5 PS

Ο Ηλεκτροκινητήρας λαμβάνεται αυξημένος κατά 10%

Άρα Νκ = 1,10 * 90,5 = 100 PS

Page 28: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Εχω Ls / Zs = La / Za Zs = 90 / 4000 * Ls

HΣ αναρ = 7 m ή HΣ αναρ = (Za – Zs) + Ls / 100 * hv,

7 = 90 / 4000 * Ls + Ls * 2 / 100 Ls = 164,7 m

3. Ελάχιστη απόσταση εγκατάστασης αντλιοστασίου

Page 29: 3η ΕΝΟΤΗΤΑ Αν 2λίς Διάκων: Σ . Λαμπρόπουλος”ιαλέξεις... · Χ ÿ ÿΩ ΧΩ û ÿ Χ ù ü & ù ù ü ù ÿ ü üΘ û

Χρηματοδότηση

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα

Πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

Το έργο «Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει

χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του

εκπαιδευτικού υλικού.

Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού

Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και

συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση.