| dc.description.abstract | I dette prosjektet har en sentrifugalpumpe for elektriske motorer blitt undersøkt. En rask progresjon innen batteriteknologi og elektrisk utstyr de siste årene, har gjort det mulig å erstatte de mer tradisjonelle gassturbin-pumpene med elektriske pumper. Slike pumper er typisk mer fleksible, billigere og tryggere, samt enklere for parametrisk skalering. Samarbeidsselskapet for dette prosjektet ønsker å verifisere designet for sin første protype av en elektrisk sentrifugalpumpe. Dens bruksområde krever en betraktelig høy rotasjonshastighet og er designet for 10 000 rpm. Det optimale inn- og utløpstrykk er henholdsvis 5 bar og 20 bar. Målet med denne oppgaven har dermed vært å gjennomføre hydrauliske virkningsgradsmålinger av sentrifugalpumpen, utført i Vannkraftlaboratoriet på NTNU.
Målingene ble utført ved å kjøre pumpen på et konstant turtall og variere volumstrømmen, fra null til maksimal volumstrøm, for å oppnå pumpekarakteristikken. Fordi testriggen var en ny installasjon i laboratoriet, ble pumpen først testet ved lave turtall før kjøring nærmere optimalt turtall. Testen nådde bare omtrent 3000 rpm før det oppstod sprekker i pumpehuset nært utløpet. Det oppstod lekkasje fra sprekkene og testingen måtte stoppes. Den høyeste målte virkningsgraden var 42.29% og er antatt å være rimelig lav da pumpen opererte langt unna optimalt driftspunkt. Et annet problem som ble oppdaget underveis i testingen var en negativ trykkforskjell fra pumpens innløp til utløp. Dette resulterte i en negativ løftehøyde og virkningsgrad for høyere volumstrøm.
Det har blitt konkludert at pumpedesignet ikke er verifisert på grunn av svikt under kjøreforhold med lavere trykk enn det pumpen er designet for. Derfor har det blitt lagt ned mye arbeid ved å utarbeide mulig forbedringer og en strategi videre arbeid. Testene bør gjentas etter de anbefalte endringene er gjennomført, og slik kan videre konklusjoner for pumpekarakteristikken og virkningsgraden for optimale betingelser bestemmes. | |
| dc.description.abstract | In this thesis, a centrifugal pump meant for electric engines has been examined. Battery technology and electronic equipment have experienced significant progress in the last years and made it possible to replace the more traditional gas turbine pumps. An electrified pump comes with the advantage of being more flexible, cheaper, and safer, and has a more versatile design. The cooperating company in this study aims to verify the design for their first prototype of an electrical centrifugal pump. The area of application requires considerably high rotational speeds, and the pump is designed for 10 000 rpm. The optimal inlet and outlet pressure is 5 bar and 20 bar, respectively. Hence, the objective of this thesis has been to perform hydraulic efficiency measurements of the centrifugal pump, conducted at the Waterpower Laboratory at NTNU.
The measurements were carried out by running the pump at a constant rotational speed for the entire flow range to obtain the pump characteristics. As the test rig was a new installation in the laboratory, the pump was initially tested at low rotational speeds before testing closer to design point. The tests only reached approximately 3000 rpm before cracks appeared in the pump casing near the outlet, leakage originated from the cracks, and the testing had to be stopped. The highest measured efficiency was 42.29% and was assumed to be low, considering the pump was operating far from the design point. Another issue during the tests was the negative pressure difference across the pump inlet and outlet, resulting in negative head and efficiency for higher flow rates.
It has been concluded that the pump design is not verified due to failure at a pressure lower than designed parameters. Therefore, a decent amount of time has been spent working out possible improvements and a strategy for further work. The tests should be repeated after the recommended changes are carried out, to draw further conclusions about the pump characteristics and efficiencies at designed conditions. | |
