Kap 4 Hydrauliska maskiner

Question 1

What are the two types of pumps?

Answer 1

Den viktigaste typen av pumpar är turbopumparna, som
karakteriseras av att energiöverföringen till fluiden sker medelst ett
med skovlar försett roterande hjul.
I vissa andra pumptyper överförs energin till fluiden när det
utrymme i vilket fluiden är innesluten ändrar sin volym. Dessa
pumpar har det gemensamma namnet förträngnings- eller
deplacementpumpar. Bland dessa utgör kolvpumparna en viktig
grupp.

Question 2

Explain how a pump works

Answer 2

Pumpens uppgift är att utifrån till vätskan tillföra en
viss mängd energi. Högra ledet av ekvation (4.1.2-1) och ( 4.1.2-2) kallas systemets
uppfordringshöjd och anger den energimängd som man måste
tillföra vätskan för att kunna öka dess tryck-, höjd- och
rörelseenergi från värdet i punkt 1 till värdet i punkt 2, samt övervinna
tryckförlusterna Δ𝑝𝑓12 vid strömning mellan dessa punkter

Question 3

Vad är sughöjd?

Answer 3

Med sughöjd menas nivåskillnaden mellan pumpens inlopp och

vätskeytan i sugbassängen (nedre vätskeytan).

Question 4

What is kavitation?

Answer 4

De bildade ångblåsorna sänker pumpens kapacitet. När dessa
ångbubblor sedan förflyttas till områden med högre tryck imploderar
de, vilket förorsakar lokala stora tryckökningar på de
omgivande väggarna. Fenomenet kallas kavitation och äger rum
med hög frekvens (värde från 600 till 25000 Hz har uppmätts.).
Det kan, om det får fortgå, skada pumpen. Yttre tecken på
kavitation är oljud och vibrationer.

Question 5

How to detect cavitation

Answer 5

Change in performance curves, visual observation of bubble formation, noise and vibrations

Question 6

Describe tätningar i pumpar

Answer 6

Ett mycket viktigt maskinelement i pumpanläggningar är
axeltätningen.
Enligt en undersökning publicerad i USA, 1983, kan orsaken till
pumphaveri fördelas på följande sätt:
- Lagerskador 24%
- Skador på axeltätningen 23%
- Pumpskador beroende på bristande förståelse av processen 17%
- Slitage 17%
- Annat 19%
Packboxen är en ofta förekommande tätningsanordning för
roterande axlar.

Question 7

Vad är en förträngningspump, displacement pump?

Answer 7

I förträngningspumpar (deplacementpumpar) sker en påtvingad
strömning av fluiden när det utrymme i vilket fluiden är innesluten
ändrar sin volym.
Detta gör att i dessa pumpar förblir volymströmmen konstant när
uppfordringshöjden ändras, om man bortser från ökningen av
läckförlusterna med uppfordringshöjden. Vid turbopumpar
däremot är volymströmmen beroende av uppfordringshöjden.
Förträngningspumpar är, i motsats till turbopumpar, självevakuerande.

Question 8

Vad är en kugghjulspump?

Answer 8

Kugghjulspumpen, figur 4.1.7.2-1, består av två kugghjul
inneslutna i ett pumphus. Det ena hjulet drives utifrån och driver i
sin tur det andra. Vätsketransporten sker i kuggluckorna mot
pumphuset. Tätningen mellan kuggarna i kuggingreppet hindrar
vätskan från att återgå till sugsidan.

Question 9

Förklara ett vattenkraftverk

Answer 9

En vattenmassa som befinner sig på en högre nivå än
omgivningens har potentiell energi (lägesenergi).
Omvandlingen av denna lägesenergi i arbete, oftast för drift av
elgeneratorer, sker i vattenkraftverk.
Huvudkomponenterna i ett vattenkraftverk är
a) Övre magasinet där de tillrinnande vattenmassorna samlas.
b) Tilloppsledningen som för vattnet till den
c) vattenmotor (tex turbin) som omvandlar till arbete den i
vattnet tillgängliga energin.
d) Avloppsledningen, som transporterar vattnet från
vattenmotorns avlopp till
e) nedre magasinet.

Question 10

What is a fan?

Answer 10

A fan is a gas flow producing machine with two or more blades
or vanes attached to a rotating shaft.
The American Society of Mechanical Engineers Power test
codes limit the fan definition to machines which increase the
density of the gas by no more than 7% as it travels from inlet to
outlet.
This is a rise of about 7620 Pa based on standard air. For
pressure higher than 7620 Pa, the Air-moving device is a
compressor

Question 11

Vad är de två huvudtyper av fläktar?

Answer 11

Radialfläktar (centrifugalfläktar), där gasströmmens riktning
omböjes 90° vid passagen genom fläkten och där man delvis
utnyttjar centrifugalkraften för gasens tryck ökning.
Axialfläktar (propellerfläktar) där ett propellerh jul ansvarar för
gasens totaltrycksökning. Gasens strömningsriktning är axiell.
Mellan dessa två utförande finns halvaxialfläktar (diagonalfläktar)
där gasströmningen avböjes utåt, men i en vinkel betydligt mindre
än 90°.

Question 12

Describe axial fans

Answer 12

Axial fans are named for the direction of the airflow they create. Blades
rotating around an axis draw air in parallel to that axis and force air out
in the same direction.
• Axial fans create airflow with a high flow rate, meaning they create a
large volume of airflow. However, the airflows they create are of low
pressure. They require a low power input for operation

Question 13

Describe centrifugal fans

Answer 13

Centrifugal fans move air radially — the direction of the outward
flowing air is changed, usually by 90°, from the direction of the
incoming air.
• Often called blowers, centrifugal fans vary differently from axial
fans. The pressure of an incoming airstream is increased by a fan
wheel, a series of blades mounted on a circular hub.

Question 14

What are various factors affecting fan selection?

Answer 14

Volume required (cfm)
Fan static pressure
Type of material handled
Explosive or inflammable material
Direct driven vs belt driven
Space limitations
Noise
Operating temperature
Efficiency
Corrosive applications

1. Capacity:
    Flow rate based on system requirements. Expressed as actual cubic feet per
   minute (acfm).
    Pressure requirement based on system pressure requirements. Expressed as
   FSP or FTP in inches of water gauge.
2. Air stream:
    Material handled through fan.
    Small amount of smoke or dust - backward inclined centrifugal or axial
   fan is selected.
    Light dust fume or moisture - backward inclined or radial fan is preferred.
    Heavy particulate loading - radial fan is selected.
    Explosive or flammable material.
    Explosion proof motor is used.
3. Physical Limitations:
   Fan size is determined by
    Performance requirements
    Inlet size and location
    Fan weight
   The most efficient fan size may not fit the physical space available.
4. Drive arrangements:
   Electric motor is the power source of fans.
    Unlike packaged fans, for larger units the motor is coupled
   directly to the fan or indirectly by a belt drive.
   Standard drive arrangements are:
   Direct drive:
    Offers more compact assembly and assures constant fan speed.
    Fan speeds are limited to available motor speeds.
   Belt drive:
    Offers flexibility in changing the fan speed.
    Important in applications where changes in system capacity or pressure
   requirements are needed.
5. Noise:
   Generated by turbulence within he fan housing.
   “White” noise which is a mixture of all frequencies is mostly produced.
6. Safety and accessories:
    Safety guards are required at inlet, outlet, shaft, drive and