4. Chapter 14: TurbomachineryME33 : Fluid Flow 4
VLERËSIMI LËNDËS
Veprimtaria formuse Piket
Pjesëmarrje dhe aktivizimi në orët e seminareve 5 pikë
Laboratore + Detyrat e kursit 15 pikë
Teste 15 pikë
Provimi përfundimtar 65 pikë
Gjithsej 100 pikë
5. OBJEKTIVAT
Perkufizimi i makinave me fluid.
Klasifikimi tyre dhe tipet kryesore
Elementet kryesore konstruktive
Bazat llogaritese, Ekuacioni Eulerit,
trekendeshat e shpejtesive
Turbomakinat radiale dhe aksiale
Rendimenti dhe humbjet ne makinat
hidraulike
6. Perkufizimi ‘‘Makinave’’
Me “Makine” kuptojme nje sistem kompakt
organesh (te levizshem dhe te palevizshem) te afte
te kryeje nje transformim energjie.
Funksionimi i nje makine sjell gjithnje transmetim te
energjise mekanike, perderisa levizja e organeve
eshte e lidhur me forca qe kryejne pune.
Quajme “Makina me Fluid” ato lloj makinash ne te
cilat forcat aplikohen nga fluidi ose mbi fluid.
7. Makinat Hidraulike
Makinat Hidraulike jane makina qe
punojne me fluide te pashtypshem, si psh:
uji, vaji, alkol ose dhe gaze kur densiteti tyre
nuk ndryshon.
Mund te klasifikohen ne:
Makina punuese (ose pompa), kur
i japin energji fluidit.
Makina motore (ose turbina), kur
i marin energji fluidit
8. Tipet kryesore
Pompat: i shtojne
energjine fluidit, duke
rezultuar ne ritjen e
presionit pergjate pompes
(ventilatore, kompresore,
ajerfryres).
Turbinat: marin energji
nga fluidi, duke rezultuar
me renie presioni
pergjate turbines.
9. Klasifikimi
Ne funskion te transmetimit te energjise:
a) Me veprim dinamik (ose te vazhduar)
b) Me veprim diskret (volumore ose statik)
a) b)
10. Klasifikimi ...
Ne funskion te drejtimit levizjes fluidit:
a) Makina me ryme aksiale
b) Makina me ryme radiale (centrifugale)
c) Makina me fluks te perzier radialo-aksiale
13. Elementet konstruktive
Pjesa e levizshme rotori
(rota e punes), ne periferi te
saj vendosen lopatat
Karkasa ose statori
Ne dalje vendoset difuzori
(Ek Ep)
Ne hyrje vendoset
distributori (me lopata per
hyrje te qete)
17. Bazat llogaritese te makinave hidraulike
Bejme keto supozime:
Levizja konsiderohet e qendrueshme (pra parametrat e
levizjes jo funskion i kohes)
Levizja konsiderohet nje – permasore (shpejtesia
ndryshon vetem sipas drejtimit te lopatave)
Numri lopatave eshte p.m.m.
Distanca mes lopatave
eshte p.m.v.
Shpejtesia ndryshon sipas
r, z dhe θ
18. Trekendeshat e shpejtesive
Komponetet e shpejtesise jane
Shpejtesia relative W e fluidit pergjate profilit te lopatave
(rotori palevizshem)
Shpejtesia periferike U e fluidit si nje trup me roten e
punes.
Shpejtesia absolute C (shume e dy te parave)
Kendi mes C dhe U shenohet me α
Kendi mes W dhe U shenohet me β
Me indeksin 1 shenohet seksioni hyrjes dhe
2 seksioni daljes
19.
20.
21. Ndryshimi momentit te sasise levizjes te njesise mases se
fluidit ne njesine e kohes kundrejt boshtit te makines eshte i
barabarte me: ndryshimin e momentit te forcave te jashtme
te aplikuara ne boshtin e makines. Moment jep vetem
komponentja tagenciale e shpejtesise absolute Cu
Momenti i sasise se levizjes = mcur.
Mi = m·cu2·r2 ─ m·cu1·r1, ku:
Mi --- perfaqeson momentin e transmetuar ne fluid nga
lopatat e motorrit.
m·cu2·r2 ---- fluksi i momentit te sasise se levizjes qe del
nga rrotori.
m·cu1·r1 ----- fluksi i momentit te sasise se levizjes qe hyn
ne rrotor.
Ekuacioni i Eulerit
22. Mi = m· (cu2·r2 ─ cu1·r1)
Ekuacioni i mesiperm mund te shkruhet:
Fuqia Pi qe transmetohen nga lopatat e rrotorit ne fluid jepet:
Pi = Mi ·ω ose Pi = m· (cu2·r2 ─ cu1·r1)·ω.
Dime qe u = ω·r atehere do te shkruajme:
Pi = m· (u2·cu2 ─ u1·cu1)
Pjestojme fuqine Pi = [W=J/s] me prurjen ne mase = [kg/s]
marim punen e brendeshme per njesi te mases [J/kg]:
li = u2cu2 ─ u1cu1 per pompat
li = u1cu1 ─ u2cu2 per turbinat
Ekuacioni i Eulerit
23. Ekuacioni i Eulerit
Dhe per rastin e pergjithshem
li = ± (u2cu2 ─ u1cu1)
Vlera maximale punes meret per: u1cu1= 0 sjell:
limax = u2cu2
Ekuacioni Eulerit mund te shprehet dhe ne
meter kollone fluid (psh m.k.uje)
24. Ekuacioni i Eulerit
Aplikoj teoremen e kosinusit per trekendeshat e shpejtesive dhe marim:
Zevendesoj ne ekuacionin e punes Energjine per levizje rotulluese
Ritja e energjise kinetike te
fluidit ne rotor
Rikuperimi energjise nga
reduktimi shpejtesise relative
25. Turbomakinat radiale (ose centrifugale)
Trekendeshat e shpejtesive jane si ne rastin e mesiperm te Ekuacionit te
Eulerit. Kemi: u1 = ω1·r1 dhe u2 = ω2·r2
Ndersa prurjet ne mase dhe vellim jepen
Qe ketej llogarisim elementet e trekendeshave ne hyrje dhe dalje
Puna do te llogaritet per
kushte pune maximale
α1=90º dhe cu1=0
Ne dalje cu2=u2 - wu2
Ku wu2 = cm2·cotgβ2
Pra: cu2 =u2 - cm2·cotgβ2
Puna: limax=u2· (u2 ─ cm2 cotgβ2)
26. Turbomakinat aksiale
Ne keto makina
shpejtesia periferike
u1=u2 = ω·r
Prujet ne mase dhe
vellim do te jepen
Ku: cm=c1=u·tagβ
Dhe puna max:
li=u · cu2=
=u(u ─ cm ·cotgβ2)
27. Rendimenti dhe humbjet
Transformimi energjise ne makinat hidraulike shoqerohet me
humbje ne cdo rast.
Percaktimi i llojeve te humbjeve gjate trasformimit eshte
thelbesor per perftimin e rendimentit maksimal dhe eficense te
larte.
Dallojme tre lloj humbjesh gjate transformimit te energjise ne
makinat hidraulike:
1. Humbje hidraulike
2. Humbje volumore
3. Humbje mekanike
28. Rendimenti ne pompa
Humbjet hidraulike:
Jo gjithe puna e brendeshme li e aplikuar
nga lopatat transmetohet te fluidi. Humbje
nga ferkimi i fluidit me lopatat dhe ferkimi
brendeshem i tij lw
Pra: li = g·hu lw
ku hu ngarkesa manometrike
29. Rendimenti ne pompa ...
Humbjet vellimore:
Vijne sipasoj e mos-hermeticitetit (hapesirave) mes rotorit dhe karkases. Pra
per te derguar nje mase m fluidi duhet qe ne hyrje te kemi je mase m m
Humbjet mekanike:
Vijne sipasoje e ferkimit mekanik te pjeseve te levizshme (punuese) si dhe
per te realizuar proceset ndihmese (ftohje, lubrifikim, etj)
Ku Pi=(m m)·li
Pra fuqia e thithur nga pompa:
30. Rendimenti ne pompa ...
Rendimenti pergjithshem i pompes jepet si:
ose
Diferenca mes ngarkeses Hm ne rezervuarin e siperm dhe ngarkeses Hv
ne rezervuarin poshtem, quhet ngarkesa pergjithshme e impiantit
hu= ht Y ku Y humbjet e ngarkeses pergjate tubacionit
Ose ht = hu - Y
31. Rendimenti ne pompa ...
Nese pranojme qe presionet ne rezervuarin e siperm dhe te poshtem jane
te njete (zakonisht sa presioni atmosferik) dhe nese tubacionet e thithjes
dhe te presionit jane te njejte pra shpejtesi e njejte levizje ne to atehere do
te kemi qe ngarkesa pergjithshme impiantit do te jete:
ht = Zm - Zv
Qe ne kete rast quhet ngarkesa gjeodezike.
Raporti mes ht dhe hu percakton rendimentin e tubacionit
ηtubacionit= ht/hu
Ndersa rendimeti pergjithshem i impiantit hidraulik te pompes:
ηg= ηp ηtubacionit, merr vlera zakonisht 0.75 – 0.93
32. Shembuj
Rotori i treguar ne figure ka shpejtesi kendore rotullimi = 100 rad/s.
Shpejtesia absolute ne hyrje dhe dalje eshte: C1= 12m/s dhe C2 = 15
m/s. Eshte kjo makine pompe apo turbine
