4. Эксперименты и результаты

   1. Объект испытаний

В ходе продолжительной работы были исследованы и проработаны материалы по производству промышленных вентиляторов, насосов и турбин. Огромной проблемой является малоизученность насосов и турбин малой мощности и размеров. Применив полученные из материалов указания по проектированию конструкции импеллера, была спроектирована модель. Явными преимуществами данной модели является как форма лопастей, так и минимальные биения при вращении, что повышает кпд машины. Лопасти выбраны загнутыми назад для максимального прижимного эффекта, так как вся энергия тратится не на разгон воздуха, а на создание разряжения.

Таким образом, полученная модель импеллера по теоретическим расчетам должна иметь более высокие показатели качества, нежели более старые версии.

Рисунок 4.1 – Модель импеллера (разрез)

Рисунок 4.2 – Модель импеллера

2. Цель испытаний

Целью испытаний является снятие качественных характеристик модели, изготовленной на 3D принтере из полистирола. Основным испытанием является измерение энергетических показателей двигателя (ток и напряжение) и разряжение на входе импеллера. Так как при известном разряжении и площади области под импеллером можно вычислить прижимную силу, соответственно сделать вывод о целесообразности использования данной модели импеллера.

3. Оцениваемые показатели

При проведении испытаний необходимо оценить:

1. ток, подаваемый на двигатель, А;

2. напряжение, подаваемое на двигатель, В;

3. разряжение под импеллером, Па;

4. усилие прижатия к поверхности, Н;

5. удельная характеристика, Н/Вт.

Так как для измерения разреженности необходимы специальные средства, а возможности такой нет, используем самодельный прибор для измерения. Вместо разреженности будем измерять высоту водяного столба.

4. Материально – техническое обеспечение испытаний

Для проведения испытаний использовались:

1. мультиметр универсальный;

2. источник тока и напряжения 12 В;

3. самодельный прибор для измерения разряжения.

Для измерения разряжения под импеллером использовался прибор, состоящий из сосуда с водой, гибкого шланга и метровой линейки. Под воздействием тяги двигателя под импеллером создается разряжение, что приводит к разности давлений и втягиванию воды в шланг, таким образом, по высоте столба жидкости можно с высокой точностью определить разряжение.

5. Результаты испытаний

Таблица 4.1 - Результаты испытаний модели импеллера

№	U, В	I, A	h, мм	P, Па	S, м2	F, H	P, Вт	J, H/Вт
1	12	0.1	4	39.2	0.06	2.3	1.2	1.9
2	12	0.2	8	78.4	0.06	4.7	2.4	1.9
3	12	0.5	19	186.3	0.06	11.1	6	1.8
4	12	0.8	33	323.6	0.06	19.4	9.6	2.0
5	12	0.9	37	362.8	0.06	21.7	10.8	2.0
6	12	1	39	382.4	0.06	22.9	12	1.9
7	12	1.5	61	598.2	0.06	35.8	18	1.9
8	12	1.8	73	715.8	0.06	42.9	21.6	1.9
9	12	2	82	804.1	0.06	48.2	24	2.0
10	12	3	121	1186.6	0.06	71.1	36	1.9
11	12	3.1	139	1363.1	0.06	81.7	37.2	2.1
12	12	3.4	152	1490.6	0.06	89.4	40.8	2.1
13	12	3.5	162	1588.6	0.06	95.3	42	2.2
14	12	4	179	1755.3	0.06	105.3	48	2.1
15	12	5	195	1912.2	0.06	114.7	60	1.9
16	12	6	211	2069.2	0.06	124.1	72	1.7
17	12	7	224	2196.6	0.06	131.8	84	1.5
18	12	9	254	2490.8	0.06	149.4	108	1.3
19	12	10	269	2637.9	0.06	158.2	120	1.3
20	12	15	351	3442.1	0.06	206.5	180	1.1
20	12	20	354	3471.5	0.06	208.2	240	0.8

По справочным данным 1мм водяного столба = 9,80665 Н/м²

По данным для наглядности построим графики зависимости характеристик от тока. Зависимость разряжения под импеллером от тока представлена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 – Разряжение под импеллером

Зависимость усилия прижатия от тока представлена на графике 4.4.

Рисунок 4.4 – Усилие прижатия

Зависимость удельного прижатия от тока представлена на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 – удельная характеристика