338-0510/02 – Čerpací technika (ČerpT)
| Garantující katedra | Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2013/2014 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
V tomto předmětu se studenti seznámí se zařízením pro čerpací techniku. Základem jsou čerpadla hydrodynamická. Cílem je porozumět funkci základních částí čerpadla, jeho chování při změnách provozních podmínek, vzniku kavitace, radiální a axiální síly, charakteristikám čerpadla. Předmět je dále zaměřen na zásady hydraulického návrhu průtočných částí čerpadel (oběžného kola, spirály, rozvaděče) včetně využití numerického modelování proudění.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
V tomto předmětu se studenti seznámí se zařízením pro čerpací techniku. Předmět obsahuje část teoretickou a výpočtovou. Základem jsou čerpadla hydrodynamická. Jsou probírány parametry čerpadla, typické vlastnosti, teoretické a skutečné charakteristiky čerpadel, jejich změny při změně provozních parametrů a spolupráci více čerpadel. Pozornost je věnována práci čerpadla v hydraulickém systému, řízení a regulaci provozu čerpadla. Dále je probírána sací schopnost HD čerpadla, kavitace v čerpadle, základní konstrukční prvky a typy čerpadel, typizace a normalizace čerpadel. Výpočtová část navazuje na probranou látku, je realizována v programu EXCEL. Součástí cvičení je i laboratorní měření charakteristiky jednoho čerpadla a dvou čerpadel stejného typu při paralelním a sériovém řazení.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Vypracování protokolu k laboratornímu měření, vypracování samostatného
programu.
E-learning
Další požadavky na studenta
Seznam otázek ke zkoušce
Č. otázky Znění otázky
1. Čerpací systém, parametry ČS, požadavky na měrnou energii čerpadla z
hlediska hydro-dopravního systému, pracovní bod systému
2. Určení měrné energie čerpadla měřením v charakteristických průřezech
čerpadla, (princip měření, měřené veličiny, výpočet měrné energie)
3. Rozdělení čerpadel, princip činnosti HS a HD strojů, charakteristické
vlastnosti, oblast použití
4. Pístové čerpadlo, popis činnosti, definice základních parametrů, charakteristiky, průměr pístu jednočinného, dvojčinného a diferenciálního čerpadla
5. HS čerpadla s rotujícími pracovními prvky, popis činnosti, charakteristické vlastnosti, oblast použití.
6. Hydrodynamické čerpadlo, popis principu činnosti, definice základních
parametrů,
7. Kinematické poměry v oběžném kole, rychlostní trojúhelníky, Eulerova
čerpadlová rovnice
8. Teoretická charakteristika čerpadla pro nekonečný počet lopatek, vliv
výstupního úhlu lopatky, bezrozměrný tvar charakteristiky
9. Vliv konečného počtu lopatek a hydraulických ztrát, skutečná charakteristika čerpadla, typické charakteristiky pro HD čerpadlo s radiálním, diagonálním a axiálním oběžným kolem
10. Charakteristika čerpadel při sériovém a paralelním řazení, pracovní bod, výsledná účinnost
11. Hydrodynamická podobnost, podmínky HD podobnosti, podobnostní kritéria, rychloběžnost, měrné specifické otáčky, objemové otáčky. Přepočtové vztahy, význam
12. Přepočet charakteristik při změně provozních podmínek: práce čerpadla
při různých otáčkách, zmenšení výstupního průměru oběž. kola
13. Změna charakteristiky čerpadla natáčením lopatek, vliv fyzikálních
vlastností čerpané kapaliny na průběh charakteristik
14. Modelování, přepočet z modelu na dílo, význam
15. Návrh oběžného kola HD čerpadla
16. Zásady návrhu spirály a rozvaděče
17. Sací schopnost čerpadla, kavitace, kavitační charakteristiky, určení geodetické sací výšky čerpadla
18. Zkoušení čerpadel, typizace
19. Základní konstrukční prvky (ucpávky, ložiska, spojky)
20. Základní typy hydrodynamických čerpadel, rozdělení z hlediska skutečné
měrné energie
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Program přednášek
Týden Náplň přednášek
1. Úvod do problematiky, čerpací systém, parametry ČS, požadavky na měrnou energii čerpadla z hlediska hydro-dopravního systému, charakteristika potrubí, pracovní bod systému.
2. Rozdělení čerpadel, princip činnosti HS strojů, pístové čerpadlo-popis činnosti, definice základních parametrů, charakteristiky, charakteristické vlastnosti, oblast použití.
3. HS čerpadla s rotujícími pracovními prvky, popis činnosti, charakteristické vlastnosti, oblast použití.
4. Princip činnosti HD strojů, definice základních parametrů, charakteristiky, vlastnosti, oblast použití. Kinematické poměry v oběžném kole, rychlostní trojúhelníky, Eulerova čerpadlová rovnice.
5. Teoretická charakteristika čerpadla pro nekonečný počet lopatek, snížení výkonu v důsledku konečného počtu lopatek, skutečná charakteristika čerpadla. Určení charakteristiky čerpadla měřením v charakteristických průřezech čerpadla.
6. Ztráty v čerpadle, diskové ztráty, výsledná účinnost, axiální a radiální síla, její predikce a snížení
7. Hydrodynamická podobnost, podmínky HD podobnosti, podobnostní kritéria, rychloběžnost, měrné specifické otáčky, objemové otáčky. Přepočtové vztahy, význam a použití. Typizace.
8. Podobné provozní stavy čerpadla, otáčková regulace, stočení oběžného kola, modelování, přepočet z modelu na dílo, význam a použití.
9. Hydraulický návrh oběžného kola radiálního čerpadla
10. Základy hydraulického návrhu statorových částí čerpadla (spirála, rozvaděč)
11. Vliv fyzikálních vlastností čerpané kapaliny na průběh charakteristik, charakteristiky při sériové a paralelní spolupráci čerpadel
12. Sací schopnost čerpadla, kavitace, kavitační charakteristiky, stanovení geodetické sací výšky čerpadla. Zkoušení čerpadel.
13. Základní konstrukční prvky (ucpávky, ložiska, spojky)
14. Typické konstrukce hydrodynamických čerpadel, rozdělení z hlediska skutečné měrné energie.
Program cvičení a seminářů + individuální práce studentů
Týden Náplň cvičení a seminářů
1. Pracovní bod čerpacího systému- implementace logických funkcí do výpočtu, řešitel
2. Analýza změřených dat, příklady užití regrese funkce více proměnných
3. Regulace čerpacího systému, afinní parabola, užití afinních vztahů pro výpočet rozsahu regulace čerpacího systému
4. Teoretická charakteristika čerpadla pro nekonečný počet lopatek, Eulerova čerpadlová rovnice, rychlostní trojúhelníky
5. Radiální síla, výpočet radiální síly působící na oběžné kolo
6. Bezrozměrná charakteristika čerpadla, Erhartův diagram, účinnost čerpání
7. Přepočet charakteristik při čerpání vazké kapaliny
8. Laboratorní měření - Měření charakteristiky jednoho čerpadla a charakteristiky dvou čerpadel stejného typu při sériové a paralelní spolupráci
9. Návrh oběžného kola dle ČSN
10.Zadání závěrečného projektu, Návrh oběžného kola a spirály dle zadaných parametrů H,Q a n. Výpočet v *.xlsx, výkres oběžného kola a spirály v *.dwg, případně 3D geometrický model
11. Samostatná práce na závěrečném projektu, konzultace
12. Samostatná práce na závěrečném projektu, konzultace
13. Samostatná práce na závěrečném projektu, konzultace
14. Odevzdání projektu, zápočtová písemná práce
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky