Technijet-X2 z pompą SEP Quantum

Szanowny Kolego Wiktorze,

Myślę, że warto rozpocząć dyskusję na temat Waszej pompy ponieważ wiele osób z zaciekawieniem im się przygląda (włącznie ze mną).

Jako, że informacja o tym, że pobiera jedynie 14 kW może być niepełna ponieważ może ona pobierać tyle energii przy niższym ciśnieniu lub niższej wydajności. Problem polega na tym, że nie podajecie Państwo przy jakich parametrach pracy została ta moc zmierzona.

Należy przypomnieć Szanownemu Koledze, że w świecie waterjetów przyjęło się podawać moc elektryczną pompy, czyli jaką moc pobiera pompa przy maksymalnych możliwych parametrach pracy.

Niestety nigdzie w oficjalnych dokumentach dotyczących Państwa Pompy nie znalazłem informacji o jej mocy.

Wiele osób słyszało informację rozpowszechnianą przez Państwa (włącznie ze mną), że pompa pobiera od 12 do 14 kW.

Wydaje mi się że posiadam wiedzę niezbędną do przeprowadzenia obliczeń ale pomimo licznych prób nie udało mi się ustalić jak to możliwe, że do urządzenia dostarczamy 14kW mocy a z urządzenia możemy pobrać ponad 20kW mocy.

Bardzo proszę o wyjaśnienie tej zagadki ponieważ albo moja zdolność pojmowania tego zagadnienia jest niewystarczająca, albo Szanowni Państwo popełnili błędy w obliczaniu mocy którą podajecie.

Jeśli to błąd to zakładam, że zrobiony nieumyślnie ponieważ nie podejrzewam Szanownych Kolegów, że robicie to z premedytacją.

Myślę, że forum to idealne miejsce aby wyjaśnić tą zagadkę, nie będziecie musieli Państwo tracić cennego czasu i wyjaśniać to każdemu z osobna.
Więcej osób będzie mogło również zrozumieć fenomen Państwa pompy.

Na odpowiedź będę czekał z wyjątkowym zaciekawieniem.


P.S.
Widzę, że jeszcze na Golden Line w barwach KMT!
http://www.goldenline.pl/wiktor-stepien
Chyba już czas zmienić przysłowiową koszulkę.
Widzę, że był Szanowny Kolega wiceprezesem KMT w USA, ale skoro już Kolega wrócił do Polski, to może z takim doświadczeniem powinien zająć się Szanowny Kolega naszymi maszynami?

Szanowni Koledzy,

Jeśli jakaś pompa do waterjeta ma parametry wyjściowe 3.2l/min i 3800 bar to musi ona pozwolić na osiągnięcie 3800 przy wydatku 3.2l.
Oczywiście może się zdarzyć, że niedopowiedzenie jest celowe (czego raczej nie podejrzewam) i te wartości nie są osiągane jednocześnie, ale to by raczej dyskwalifikowało tą pompę ponieważ prędkość cięcia byłaby niższa niż na standardowych pompach wzmacniaczowych, ze względu na to, że koszt cięcia w przeliczeniu na detal zależy głównie od prędkości cięcia.
I nie chodzi nawet o kilowatogodziny zużyte na wycięcie detalu ponieważ w przybliżeniu są one podobne niezależnie od mocy pompy, ponieważ wolniejsze cięcie na mniejszej pompie powoduje wycinanie danego detalu w dłuższym czasie co niweczy oszczędności spowodowane mniejszą mocą pobieraną przez silnik pompy.

Jednak najważniejszym kosztem cięcia na maszynach waterjet jest garnet -ponad 50% wszystkich kosztów, a jeśli tniemy szybciej to na wycięcie danego detalu zużyjemy mniej pisaku.

Rachunek jest prosty -im większa moc pompy tym tniemy szybciej i taniej.

Szanowny Kolego,

Jeśli rzeczywiście jest tak jak piszesz to tylko gorzej dla pompy Technijet ponieważ wszyscy inni producenci pomp do waterjetów podają te parametry do pracy ciągłej przy tych parametrach.

Zresztą wykluczanie możliwości użycia tej pompy przy podanych parametrach całkowicie by ją dyskwalifikowało ponieważ aby osiągnąć dane ciśnienie przy wybranej kryzie niezbędna jest konkretna wartość przepływu.

Jeśli wydatek będzie za mały to po prostu zakładane ciśnienie nie będzie osiągnięte.

Tak więc nie możemy porównywać parametrów pracy pompy do silnika w samochodzie ponieważ w samochodzie moc jest przede wszystkim potrzebna do przyspieszania, ponieważ przy normalnej jeździe (bez szaleństw) jest ona wykorzystana często tylko w kilkunastu procentach więc wystarczy, że silniki samochodów standardowych (nie sportowych) będą przystosowane do oddania pełnej mocy tylko w krótkich okresach.

W pompach do waterjetów oba parametry są ze sobą ściśle związane ponieważ możliwość osiągnięcia danego ciśnienia na kryzie o założonej wielkości jest ściśle uzależniona od wydajności pompy. Przy zwiększaniu wydajności pompy ciśnienie rośnie aż do momentu osiągnięcia ciśnienia maksymalnego przy którym sterownik pompy ogranicza jej wydatek automatycznie do poziomu zadanego ciśnienia.

Podkreślam jeszcze raz, profesjonalne pompy do maszyn waterjet są przystosowane do ciągłej pracy przy nominalnych parametrach.

To tak jak w zwykłym indukcyjnym silniku elektrycznym, jak ma np. 30 kW to znaczy, że przez 10 lat może np. pompować wodę do kranu z wodociągów oddając tą moc pompie i nie ma prawa się przegrzać lub uszkodzić.

Często producenci rozwiązań delikatnie mówiąc "zabawkowych" używają argumentu że silnika w samochodzie nie można obciążać pełną mocą nonstop bo się zatrze, ale nikt nie kupuje waterjeta do zabawy i w ogóle nie powinno się brać pod uwagę zakupu do celów zarobkowych maszyny z pompą, która musi co chwilę "odpocząć" bo się np. przegrzewa.


P.S. Nikt nie podaje mocy pompy na wyjściu, ale można ją policzyć. Z praw fizyki wynika, że moc na wyjściu takiej pompy to ciśnienie razy wydatek.

3.2 l/min = 0,00005666 m3/s
3800 bar = 380000000 Pa

Moc na głowicy = 0.00005666 * 380000000 = 21530W = 21,5 kW

Wszystko musi się zgadzać. Jeśli policzona moc na wyjściu jest wyższa niż deklarowana moc silnika to jest to oczywiste nadużycie i każdy ma prawo to piętnować.

Zdaję sobie oczywiście sprawę, że sprzedawcy liczą na to, że klient tego nie sprawdzi i w większości przypadków ten "kit" uda im się wcisnąć, ale prędzej czy później to i tak wychodzi.

Moim zdaniem najbardziej znamienne w przypadku tej pompy jest to, że Technijet jako jedyny nie podaje mocy napędu tej pompy w oficjalnych danych, a to że na targach sprzedawca wszystkim mówił że to tylko 14 kW trudno jest udowodnić, a wiele osób uznało to za fakt.

Szanowny Kolego,


Pompa jest swego rodzaju przetwornikiem energii.
Przetwarza energię elektryczną na energię wody pod ciśnieniem.
Każdy przetwornik energii ma swoją sprawność i moc maksymalną.
Pobieraną moc maksymalną możemy określić jako moc pobieraną ze źródła (sieć zasilająca).
Moc wyjściową możemy określić jako moc jaką może dostarczyć do odbiornika (głowicy tnącej).
Moc zasilania można zmierzyć za pomocą miernika mocy elektrycznej na przewodach zasilających pompę.
Moc wyjściową możemy zmierzyć badając przepływ na wyjściu oraz ciśnienie na wyjściu.
Dzieląc jedną wartość przez drugą możemy określić sprawność pompy.

Ze względu na to, że prędkość cięcia która według zapewnień przedstawiciela Techni Waterjet nie ustępuje prędkości cięcia na standardowych pompach wzmacniaczowym oraz zapewnieniom, że można stosować takie same wielkości kryz, musimy przyjąć, że aby osiągnąć ciśnienie 3800 barów na kryzie 0.014" musimy mieć do dyspozycji przepływ co najmniej 3.2l/min.

Nie ma co dyskutować o możliwości uzyskania ciśnienia 3800 barów przy mniejszym wydatku ponieważ dla tej wielkości kryzy jest to po prostu niemożliwe.

Idąc tokiem rozumowania Szanownego Kolegi można oczywiście założyć, że sprzedawca użył znacznie mniejszej kryzy i demonstrował uzyskane ciśnienie na poziomie 3800 bar, ale nie podejrzewam kolegów z firmy Techni Waterjet o takie nieuczciwe praktyki.

Przypomnę tylko, że cała dyskusja zaczęła się jeszcze na targach, gdzie Szanowni Koledzy z firmy Techni waterjet przekazywali klientom informacje, że ich pompa pobiera 12 do 14 kW mocy.
Zaciekawiony tą informacją udałem się do nich i poprosiłem o wyjaśnienie tego fenomenu.
Niestety nie byli w stanie odpowiedzieć mi na pytanie skąd wzięła się ta wartość 12 do 14kW.
Zadając kolejne pytania dotyczące parametrów pompy i używanych kryz upewniałem się tylko w przekonaniu, że podawane wartości mocy są po prostu niemożliwe ponieważ nie da się zbudować perpetum mobile, do którego doprowadzali byśmy mniej energii niż mogli z niego odbierać.

Całą sprawą zainteresowałem się ponieważ Koledzy z Techni Waterjet zaproponowali abyśmy do maszyn Kimla zaczęli stosować ich pompy Quantum, ale jak prosiłem ich o bardziej szczegółowe informacje wyszły pewne sprzeczności których między innymi dotyczy ta dyskusja.

Firma Kimla jest przedstawicielem Accustream w Polsce, a Techni Waterjet składa swoje pompy między innymi z części Accustream -to dobrze, ale dlaczego nigdzie w oficjalnej dokumentacji nie napisali jaka jest moc elektryczna ich pompy?

Mogę tylko przypuszczać, że ta moc jest o wiele większa niż ustnie podają ponieważ w opisie pompy jest napisane, że pobiera ona 60A, ale wówczas ich jedyny atut o którym każdego informują okazuje się wyssany z palca.

Szanowny Kolego,

Proszę się nie podpierać charakterystyką pompy prawdopodobnie odśrodkowej ponieważ ma ona tyle wspólnego z pompa do waterjetów co przysłowiowy piernik do wiatraka.

Firma Kimla jest przedstawicielem Accustream w Polsce i zagadnienia dotyczące tego rodzaju pomp zna doskonale. Pompy tłokowe zmniejszają swoją wydajność ze wzrostem ciśnienia tylko z powodu ściśliwości wody która jest bardzo niewielka, w standardowych pompach zupełnie pomijalna, natomiast w pompach ultra wysokociśnieniowych bierze się ją pod uwagę, jednak nie przekracza ona wiele ponad 10% objętości.

Natomiast w pompach odśrodkowych, których charakterystykę Szanowny Kolega był łaskaw przytoczyć rzeczywiście jest pewna wartość ciśnienia przy której przepływ wynosi 0, i w tym przypadku przyznał bym Szanownemu rację, ponieważ w tych pompach kluczową rolę w ograniczeniu parametrów pompy gra siła odśrodkowa i masa wirującej wody. Problem polega na tym, że nie ma to nic wspólnego z pompami tłokowymi do waterjetów.

Chciałbym zauważyć, że energia nie znika i jeśli ją doprowadzimy do pompy to musi ona być z niej w takiej czy innej formie oddana. Należy przyjąć, że w/g przytoczonej charakterystyki sprawność tej pompy spada wraz ze zmniejszeniem wydajności spowodowanej wzrostem ciśnienia, więc przy zatkanej rurce wylotowej cała energia dostarczona do pompy musi zostać zamieniona w ciepło. Są to podstawowe prawa fizyki i proszę z nimi nie próbować polemizować.

Jeśli byśmy założyli, że w pompie do waterjetów mamy do dyspozycji nieskończoną siłę napierającą na tłok to po zamknięciu wylotu wody coś by musiało puścić -rurki, uszczelnienia, cylinder. Po prostu ciśnienie rosło by w nieskończoność.

Wszystko wskazuje na to, że Szanowny Kolega nie ma bladego pojęcia o działaniu pompy wzmacniaczowej, więc postaram się po krótce wyjaśnić.

Łopatkowa pompa oleju o zmiennej wydajności i zadawanym ciśnieniu pompuje olej.
Jak wyżej napisałem pompa ta sama ustawia sobie wydajność tak aby na wyjściu zawsze miała zadane ciśnienie.

Jeśli nie ma przepływu ponieważ wylot jest zamknięty ustawia sobie wydajność na 0 i trzyma zadane ciśnienie, jeśli powoli zaczniemy otwierać wylot to pompa dla utrzymania ciśnienia będzie musiała ustawić sobie trochę wydajności aby zadane ciśnienie utrzymać.
Im bardziej otworzymy zawór tym przepływ będzie większy i pompa będzie musiała tak zwiększać wydatek aby skompensować ten wypływ oleju celem utrzymania ciśnienia.
Jeśli zawór otworzymy za bardzo i pompa ze względu na ograniczenia swojej wydajności nie będzie w stanie dalej zwiększać wydatek oleju, po prostu ciśnienie zacznie spadać i wówczas przejdziemy z pracy ze stałym ciśnieniem do pracy ze stałym wydatkiem.

I właśnie ten punkt przy którym pompa nie będzie w stanie już utrzymać ciśnienia jest punktem przy którym oddaje najwięcej mocy i właśnie te wartości wydatku i ciśnienia podawane są przez producentów pomp do waterjetów, Czyli maksymalny wydatek przy nominalnym ciśnieniu. I właśnie do tej mocy dobiera się moc silnika napędzającego pompę.

No i jeszcze została moc którą pompa pobiera.
Łopatkowa pompa oleju o zmiennym wydatku i regulowanym ciśnieniu jest tak skonstruowana, że że moment jakim obciąża wał silnika napędowego jest proporcjonalny do iloczynu ciśnienia i aktualnego wydatku pompy. A że moc mechaniczna silnika to z kolei iloczyn momentu i obrotów, to równiez tą moc możemy łatwo policzyć.

Teraz wystarczy tylko wyobrazić sobie że ta pompa oleju zasila wzmacniacz ciśnienia, a naszym zaworem upustowym jest kryza w głowicy tnącej.

W pompie firmy Techni Waterjet serii Quantym zastąpiono tylko tłok olejowy śrubą toczną napędzaną serwonapędem. Z punktu widzenia przemian energetycznych nic się nie zmieniło nadal prąd i napięcie zamieniane jest na ciśnienie i przepływ wody. (tak najczęściej przedszkolakom tłumaczy się zresztą elektronikę).

Różnica polega tylko na tym, że wydajność tej pompy regulowana jest poprzez zmianę obrotów silnika napędzającego tą śrubę toczną. Tyle, że w jednej pompie czynnikiem generującym straty jest olej a w drugiej falownik zasilający silnik oraz tarcie w nakrętce śruby.

P.S. Apelowałem już o to wielokrotnie ale powtórzę jeszcze raz.
Jeśli ktoś nie jest pewny w 100% głoszonych przez siebie twierdzeń proszę na początku dopisywac "wydaje mi się że..." a nie epatowac instrukcją od hydroforu.