Průtok kapaliny ve vodním okruhu

Proč je vůbec dobré znát tyto charakteristiky? Na to, aby nám protékala kapalina (voda) vodním okruhem, potřebujeme čerpadlo. Každé čerpadlo má svojí konstrukcí danou tzv. P/Q charakteristiku. To je charakteristika závislosti tlaku (popř. výtlaku) na průtoku kapaliny. Laicky řečeno, určuje nám "tvrdost" čerpadla.

Když zapojíme do okruhu nějaký prvek (např. vodní blok), tak tento prvek bude působit určitým "odporem" vůči protékající vodě a bude se na něm vytvářet tlaková ztráta. Tahle ztráta není lineárně závislá, a proto ji musíme změřit v daném rozsahu.

Tyhle znalosti P/Q charakteristiky budeme potřebovat pro kvalitní návrh vodní sestavy.

Přistroje k měření P/Q charakteristik

Měření tlakové ztráty jednotlivých komponentů vodního chlazení, není nic jednoduchého. Je k tomu potřeba kvalitní laboratorní průtokoměr a diferenční tlakoměr, který je velice drahý a ne každý si může takovou srandu dovolit. Všechny tyhle přístroje máme a pomocí nich budeme všechny tyhle "srandy" měřit.

 Průtokoměr (flowmeter)

Pro všechna měření, která zde na cttl.cz uvidíte, bude použit průtokoměr FL-2067, který je výhradně kalibrovaný pro měření průtoku vody. Jeho přesnost měření je +-3% v celém jeho rozsahu (full scale). Rozsah měření je 0,4-5GPM (gallon per minute). Na vstup a výstup průtokoměru jsou namontované fitinky G1/4", díky kterým se průtokoměr zapojí jednoduše do měřeného okruhu.

Na průtokoměru je vidět škrtící tryska pro jemnou regulaci průtoku 

Nástrčná fitinka G1/4"

 Tlakoměr (digital manometer)

Tlakoměr, který se připojí paralelně k měřenému prvku, je typu GDH200-13. Jeho pracovní tlak je 0-20PSI. Maximální pracovní tlak (přetlak) je kolem 60PSI (4 Bary) - to je pro nás nedosažitelná hodnota. V běžném vodním okruhu se nemůže vyskytnout vyšší tlak, než je 10PSI ~ 0.68 Baru.

Pro připojení tlakoměru na měřený prvek jsou potřeba tzv. "téčka", která jsou vyrobena z mosazných trubiček. Tlakoměr se propojí pomocí obyčejných PVC hadiček o průměru 6x4mm a zajistí svěrkami.

Jednoduchá měděná téčka pro měření tlakové ztráty 

 Použité pomůcky

1. Hadice pro připojení průtokoměru PVC 12,5/16mm

2. Hadice pro připojení tlakoměru PVC 6/4mm.

3. Všechny fitinky G1/4" s 10mm vnitřním průměrem - vhodné pro hadice s vnitřním průměrem 12-13mm.

4. Svěrky 11-18 mm na zajištění hadic proti vyklouznutí.

5. Otočný kůlový kohout pro pohodlnou regulaci průtoku vody.

Postup při měření

Zapojený vodní blok pro měření tlakové ztráty. 

Při jakémkoliv měření tlakové ztráty budu vždy postupovat stejným způsobem.

1. Vynulování tlakoměru GDH200-13 a nastavení měřící rozsahu do 2000mbar.

2. Zapojení prvku podle obrázku.

3. "Warm-up" 5 minut, aby se okruh řádně odvzdušnil.

4. Se zvyšujícím se průtokem od 0,5-4 GPM je odečítána tlaková ztráta na měřeném prvku v kroku 0,5 GPM.

5. To stejné (viz. bod.3) s postupným snižováním průtoku od 4 do 0,5 GPM.

6. Zapsání naměřených hodnot a vypočítaní průměrné hodnoty.

7. Vynesení do grafické závislosti a jemné proložení.

Naměřené hodnoty budu uvádět v mezinárodních jednotkách PSI (libra na čtverečný palec) a GPM (gallon za minutu). Pokud se někdo nevyzná v těchto jednotkách tlaku a průtoku, tak uvedu jednoduchou převodní tabulku.

Chyby měření

Chyby při tomhle měření můžou být způsobeny špatným odečtením z průtokoměru, kde je započítána měřená chyba průtokoměru +-3% v celém jeho rozsahu 0,5-5GPM.

Diferenční tlakoměr má tyhle parametry:

Na rozsahu 0,0...199,9mbar (do 2,90PSI) měří s přesnosti +-2%FS (full scale) s teplotním rozsahem 0-50ºC.
Na rozsahu 199,9...1999mbar (do 28,99PSI) měří s přesnosti +-0,4% FS s teplotním rozsahem 0-50ºC.

U všech měření se teplota vzduchu, která tlačí na membrány diferenčního tlakoměru může pohybovat mezi 15-25ºC.