Springen naar inhoud

[natuurkunde] Rendement van waterpomp [12volt]


  • Log in om te kunnen reageren

#1

djim

    djim


  • 0 - 25 berichten
  • 23 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 09 mei 2006 - 10:51

hallo.

ik zit op de havo en moet hier een praktische opdracht voor natuurkunde maken.

de opdracht die ik heb gekozen is: het rendement van een waterpomp bepalen.
ik heb eigenlijk niet echt een idee hoe ik dit moet gaan doen, een paar ingevingen die ik kreeg waren werken met de potentiele energie (m*g*h met m 1kilo h 1 meter) en de tijd dat het water er over doet om boven te komen. en de spanning en stroomsterkte van het pompje bepalen maar ik weet verder niet wat ik dan met deze informatie moet doen,

ik wil u vragen om mij te helpen met een goed werkplan zodat ik mijn proeven uit kan voeren, en een mooi cijfer behaal

Bij voorbaad dank :roll:

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Wouter_Masselink

    Wouter_Masselink


  • >5k berichten
  • 8248 berichten
  • VIP

Geplaatst op 09 mei 2006 - 11:14

Als je de potentiŽle energie hebt bepaald voor het omhooggepomte water, dan geeft dit een resultaat in J. Als je nu bepaald hoeveel J je erin hebt gestopt dan weet je het verschil en dus het rendement.

Met de tijd die het water erover doet heb je niets te maken.

Tevens kan het leuk zijn om het effect van verschillende buizen bij verschillende diameters en verschillende materialen op het rendement te bepalen.
"Meep meep meep." Beaker

#3

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 mei 2006 - 11:36

Als ik alleen maar het verschil in potentiŽle energie bekijk die in het omhoog gepompte water groter is dan in het lage water en de winst vergelijk met de elektrische energie die ik in de motor vd pomp gestoken heb, bekom ik het rendement vh ganse systeem (motor, pomp zelf, buizenstel). Als ik bvb horizontaal verpomp zal ik al wat anders uitkomen maar het rendement vd motor en de buizenverliezen zitten er toch nog altijd bij.

Ook bedenk ik dat de elektrische input in het geval van wisselstroom niet kan bepalen door alleen de spanning en de stroomsterkte te meten. De cosinus phi komt er dan ook bij kijken.

Met behulp van mensen die er meer van afweten los je dat wel op hoor

#4

Kris Hauchecorne

    Kris Hauchecorne


  • >250 berichten
  • 294 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 mei 2006 - 14:47

Ik zou mij kunnen vergissen, dat moet je maar uitzoeken, maar ik denk het volstaat om het drukverschil over de pomp en het debiet te meten. Daaruit kan je de toegevoegde energie afleiden. Dat kan niet zo moeilijk zijn omdat water niet samendrukbaar is. Of die energie o.a. gebruikt wordt om een hoogteverschil te overwinnen of niet is niet van belang (dat weet de pomp niet, die ziet alleen een drukverschil en een debiet).

Als je die gegevens vergelijkt met de opgenomen elektrische energie ken je het rendement.

Zoals ik al zei moet je het wel nakijken, maar als je een blokje water verder duwt over een afstand ds heb je dW=F.ds en dV=A.ds, dat geeft dW=F dV/A=p.dV ofwel
P = p qv of het vermogen = druk * volumetrisch debiet. Of je de statische of de totale druk gebruikt maakt geen verschil als de leidingdiameter voor en na de pomp dezelfde is (kinetische energie is dan ook dezelfde).
Geloven staat vrij, maar kwak blijft kwak.

#5

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 mei 2006 - 16:20

@ Kris Hauchecorne: Je raad klinkt goed. Mijn vraag blijft hoe je het elektrisch rendement vd motor uit de berekening weghaalt. En ook denk ik dat een pomp een rendementscurve heeft; dus niet zomaar ťťn punt. Bij hogere druk (bvb door een restrictie in de uitlaat) zal ze minder debiet geven en waarschijnlijk een ander rendement.

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 09 mei 2006 - 18:43

@ Kris Hauchecorne:  Je raad klinkt goed.  Mijn vraag blijft hoe je het elektrisch rendement vd motor uit de berekening weghaalt. En ook denk ik dat een pomp een rendementscurve heeft; dus niet zomaar ťťn punt. Bij hogere druk (bvb door een restrictie in de uitlaat) zal ze minder debiet geven en waarschijnlijk een ander rendement.

sleutelwoord: pompkarakteristiek, ook wel genoemd p-Q diagram of in het Engels "pump curve". Het systeem wat aan de pomp vasthangt kent ook zo'n p-Q diagram, de systeemkarakteristiek of "system curve".
De karakteristieken laten dus de relatie zien tussen druk en debiet binnen het bereik van de pomp
Hieronder een voorbeeldje van drie pompcurven ( voor drie pompen met verschillende inlaatdiameter) die elk de systeemcurve snijden. De respectieve snijpunten geven aan hoe druk en debiet in het systeem met pomp eruit zullen zien indien verder geen begrenzingen oid worden aangebracht.

http://www.engineeri...rves-d_635.html
Geplaatste afbeelding

En ja, het rendement van een pomp is iets anders op elk punt van de curve.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

djim

    djim


  • 0 - 25 berichten
  • 23 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 09 mei 2006 - 20:53

ik heb samen met mijn vader de volgende theorie bedacht,

je rekent allereerst de potentiele energie uit m*g*h

dan meet je het aantal ampere en volt over het pompje en de totale tijd dat het pompje erover doet de hele liter naar boven te pompen

dan doe je U*I= P, zo heb je het vermogen van het pompje hierna volgt p*t = een bepaalde hoeveelheid Joule

dit zal als het goed is lager uitkomen dan wanneer je m*g*h doet... hierdoor kun je het rendement van het pompje bepalen..

klopt dit een beetje

#8

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 mei 2006 - 21:24

@djim Als ik je goed begrijp heb je voortgebouwd op de raadgeving van Wouter_Masselink.
Ik blijf er bij dat je het rendement van de elektromotor op een of andere manier zal moeten in rekening brengen. Je zoekt immers het rendement vd pomp (of is het toch het rendement van het geheel motor+pomp ?)
In je Di Mei 09, 2006 10:53 pm posting, denk ik, staat dat je verwacht dat de geleverde elektrische Joules lager zullen zijn dan m*g*h.
Zelfs als de rest van je redenering volkomen juist is zal het altijd omgekeerd zijn , of je bekomt een motor+pomp-rendement dat groter is dan 100%.

#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 mei 2006 - 10:59

Stephaan heeft gelijk, ik denk dat een en ander op een verspreking/verschrijving berust. Je zult energie "verliezen" in je motortje, aan wervelingen in je pompje en aan leidingweerstand in je systeem.

En verder, als je je proefje uitvoert krijg je het rendement voor dŪe, en alleen dŪe situatie. Pomp je een halve meter omhoog, of 2 meter, dan zul je andere rendementen berekenen. Zoiets als "het" rendement voor een pomp bestaat niet. :roll:
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#10

djim

    djim


  • 0 - 25 berichten
  • 23 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 11:40

ja ik bedoelde eigenlijk, hoger uit komen, en het klopt inderdaad dat dit steeds verschillend zal zijn, ik zal ook moeten uitvinden op welke hoogte het optimum van het pompje zit,

ik moet trouwens van de pomp compleet het rendement bepalen niet alleen van de electromotor :roll:

#11

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:21

@ djim: Je schrijft : "ik moet trouwens van de pomp compleet het rendement bepalen niet alleen van de elektromotor"

Het wordt me nu steeds minder duidelijk of je de rendementscurve van de pomp alleen wil bepalen of van een pomp met de eraan gebouwde motor samen. Is dat laatste misschien wat je "de pomp compleet" noemt?

Duidelijk is wel dat je niet alleen maar het rendement van de electromotor wil bepalen.
Maar sorry hoor, als je het rendement van de pomp alleen wil bekomen zal je toch ook het rendement van de motor alleen moeten hebben! Je vertrekt immers van de elektrische energie die je in de motor stopt en daardoor meet je het gecombineerde rendement van de motor+pomp.

Misschien is mijn verwarring ontstaan omdat je het (misschien) hebt over een cylindervormig motor+pompje dat dikwijls op campings gebruikt wordt. Bij zo een dingetje kan je de motor niet meer van het pompgedeelte onderscheiden omdat ze samen in een cylindertje vewerkt zitten. Het geheel wordt dan wel het pompje genoemd (een beetje onnauwkeurig maar dat is nu eenmaal zo). :roll:

Kan JvdV nog eens als onafhankelijke expert optreden Please?

#12

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:32

Kan JvdV nog eens als onafhankelijke expert optreden Please?

hahahahahaha.

Stephaan heeft formeel gelijk, maar er zijn wel meer discrepanties tussen technisch/wetenschappelijke definities en de "volksmond".

Als ik Djim zo lees wordt het gewoon een praktische kwestie van

"wat stop ik er aan elektrische energie in"
tegenover
"wat haal ik er aan potentiŽle energie van het water uit".

Kortom, we beschouwen de complete unit.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#13

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 mei 2006 - 12:31

@ JvdV : Dank je voor je opheldering. Zelf heb ik al enkele malen in dit wetenschapsforum een lans gebroken om beter begrip te vragen omtrent het verschil tussen een technisch/wetenschappelijke betekenis en wat hetzelfde woord in gewone taal betekent. Toch trap ik af en toe nog wel eens in de verwarring!

In elk geval blijf ik vinden dat van de leraar die deze opdracht gegeven heeft, verwacht mag worden dat met "het rendement vd pomp" alleen maar de pomp bedoeld wordt en niet het geheel motor+pomp. :roll:

#14

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 mei 2006 - 17:37

Als Stephaan het zo stelt, ga ik nog eens terug kijken, en inderdaad, de opdracht staat er m.i. in Djim's eigen woorden.

een paar ingevingen die ik kreeg waren werken met de potentiele energie (m*g*h met m 1kilo h 1 meter) en de tijd dat het water er over doet om boven te komen. en de spanning en stroomsterkte van het pompje bepalen

Een pompje kent geen spanning of stroomsterkte, althans niet in de elektrische zin.

En dus zou Djim zich wel eens kunnen vergissen, of moet hij er nadrukkelijk in zijn verslag bijvertellen dat hij het rendement van de complete unit heeft onderzocht, dus pomp + motortje.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures