Måling av pumpevirkningsgrad ved hjelp av termodynamisk metode

Abstract

Målet med denne oppgaven er å måle pumpevirkningsgrad ved hjelp av termodynamisk metode. Termodynamisk metode måler strømningstapene over en hydraulisk strømningsmaskin. For strømningsmaskiner med løftehøyde over 100 m ligger usikkerheten mellom 0,5-1,0 % i følge ISO 5198. Pumpen målingene er utført på er en neddykket elektrisk sjøvannsløftepumpe, fra Frank Mohn Flatøy AS. Dette er en sentrifugalpumpe med et kort aksielt innløp. Målingene er utført ved Frank Mohn Flatøy AS sin prøvestand. To utfordringer er knyttet til plassering av målepunkt på leveringssiden til denne pumpen. Pumpen er neddykket i en testtank under test, og den drives av en oljefylt elektromotor som er integrert i pumpekonstruksjonen. Som en følge av disse utfordringene er det valgt å benytte flere målepunkter enn det som er vanlig for termodynamisk metode.Pumpens virkningsgrad er også målt med konvensjonell metode hvor tilført elektrisk effekt og avgitt hydraulisk effekt måles. Instrumentering til konvensjonell målemetode er standard instrumentering for testriggen som er brukt. Logging av måledata ble gjennomført i 8 driftspunkt med to logginger i designpunktet.Resultatene fra den termodynamiske målemetoden sammenlignes med resultatene fra konvensjonell målemetode. Måleusikkerheten i den termodynamiske metoden er beregnet.Forventet virkningsgrad er 87 % ut fra tidligere tester med konvensjonell metode på samme pumpe. Den konvensjonelle metoden gir en virkningsgrad på η=87,2 % i beste punkt, mens virkningsgraden fra den termodynamiske metoden er η=77,5 % i beste punkt. Dette er et avvik på 9,7 %. Måleusikkerheten for den termodynamiske metoden er innenfor kravene fra ISO 5198. Ved beste virkningsgradspunkt er måleusikkerheten 0,88 %. Dette tyder på at det er en systematisk feil i den termodynamiske metoden. Den systematiske feilen er antakelig i testoppsettet for temperaturmålepunktet på leveringssiden av pumpen. Entalpien holdes ikke konstant ved trykkreduksjon i målepunktet.