|
|
содержание .. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ..
Практическая работа № 4 Построение универсальной характеристики насоса и гидравлической сети, определение рабочей точки
Цель работы: - закрепить знание в области теории лопастных гидромашин, изучить конструкцию центробежного насоса, принцип его работы и особенности эксплуатации насосных установок; - ознакомиться с методами испытания центробежного насоса, усвоить правила эксплуатации насосных установок; приобрести навыки по организации и проведению экспериментов, по обработке и анализу результатов опытов при снятии индивидуальной характеристики насоса 1 Конструкция центробежного насоса и его основные параметры
Рисунок 4. Схема центробежного насоса
Центробежные насосы относятся к классу гидравлических лопастных машин, предназначенных для перемещения жидкости путем преобразования механической энергии двигателя в энергию потокажидкости (энергию давления). Основными элементами одноступенчатого (одноколесного) центробежного насоса (рисунок 4) являются: рабочее колесо I представляющее собой отливку в виде двух круглых дисков – ведущего, закрепляемого жестко на валу, и ведомого, и ведомого, соединенного жестко с ведущими лопастями криволинейной формы, между которыми образованы каналы для движения перекачиваемой жидкости; вал 2 крепится в опорных подшипниках; спиральная камера 4 представляет собой внутреннюю часть корпуса 3 и служит для формирования потока жидкости; крышка всасывания 5 соединяется с всасывающим трубопроводом и служит для подвода потока жидкости к рабочему колесу; диффузор 6 служит для отвода жидкости к напорном патрубку и преобразованию динамического (скоростного) напора потока в статический. Центробежные наносы конструктивно просты, могут работать от любого привода в том числе и от электродвигателя без применения промежуточных редукторов, поэтом удобны в эксплуатации. Перед запуском насоса его внутренние полости и всасывающий трубопровод заполняются водой (производят заливку насоса). При вращении рабочего колеса в его внутренних каналах под действием центробежных сил происходит перемещение жидкости от центра (оси колеса) к перефирии. т.е. радиальном направлении. На основе условия сохранения энергии и неразрывности потока по подводу 5 начинает поступать жидкость в рабочее колесо из всасывающего трубопровода под действием разности атмосферного давления и давления перед рабочим колесом. Количество жидкости, протекающей через рабочее колесо зависит от частоты вращения рабочего колеса, его конструктивных параметров (площади живого сечения потока) и других параметров. Основными параметрами, характеризующими работу насоса являются: напор Н - энергия, сообщаемая насосом каждому килограмму перекачиваемой жидкости; подача Q - количество жидкости, перекачиваемой насосом в единицу времени; потребляемая мощность N и коэффициент полезного действия насоса. 2 Индивидуальная характеристика центробежого насоса Зависимость напора Н, создаваемого насосом, потребляемой насосом мощности N и полного коэффициента полезного действия ц от подачи Q насоса при постоянной частоте вращения вала называется индивидуальной характеристикой насоса. Графически эти зависимости изображаются в виде кривых (рис.2):
По этим характеристикам можно судить об изменениях напора, мощности и к.п.д. в зависимости от изменения режима работы, т.е. подачи насоса. Оптимальный режим работы соответствует максмальному значению к.п.д. (/7,Пач)- Область промышленного использования насоса определяется зоной оптимального режима, т.е. величиной его к.п.д. , (34) 3 Описание лабораторной установки Схема установки для испытания центробежного насоса и снятия индивидуальной характеристики представлена рисунке 3
Установка состоит из одноступенчатого центробежного насоса 1, электродвигателя 2 с оборудованными на нем мотор-весами 3-4 (для измерения момента (мощности) на валу насоса, всасывающего 5 и нагнетательного 6 трубопроводов, приемного резервуара 7, мерного бака 8 и задвижки 11 для регулирования расхода жидкости через напорный трубопровод, который соответствует подаче насоса. Во всасывающем трубопроводе установлен вакуумметр 9 для измерения вакуума перед рабочим колесом. В нагнетательном трубопроводе установлен манометр 10 для измерения напора (давления) создаваемого насосом. Уровень воды в мерном баке 8 измеряется по водомерному стеклу 13. Дня измерения электрических величин (потребляемой электродвигателем мощности, напряжения и силы тока) используется КИП (контрольно-измерительный прибор) 12, состоящий из ваттметра, вольтметра и амперметра. Перед запуском насоса уровень воды в приемном баке 7 выше насоса, т.е. насос залит водой. 4 Методика испытания центробежного насоса Для снятия индивидуальной характеристики насоса с помощью установки (рис.3) определяют подачу Q,, напор Я, потребляемую мощность N и к.п.д. rj при различных режимах работ насоса. С помощью задвижки 11 создается местное сопротивление в нагнетательном трубопроводе 6, т.е. изменяется площадь живого сечения потока жидкости от нуля (задвижка закрыта) до максимума (задвижка полностью открыта). При фиксированных промежуточных положениях задвижки замеряется подача насоса Q. с помощью мерного бака 8, площадь сечения которого равна S= 160x100 см2.
В каждом опыте по водомерному стеклу 13
фиксируется время t подъема
уровня воды h в
баке на 5 или Подача насоса в каждом опыте равна: , (35) где: А V = Sh – объем воды, подаваемой в мерный бак. м; t – время наполнения объема AV, с. Создаваемый насосом напор измеряется с помощью вакууметра 9 и манометра 10 и может £ыть подсчитан как сумма: , (36) где: Нм – манометрическое давление в нагнетательном трубопроводе, м.вод.столба; Нв – вакуум во всасывающем трубопроводе, м.вод.столба; h0 – вертикальное расстояние от места подсоединения вакуумметра до центра шкалы манометра, м: Зи, i9B – средние скорости воды во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м/с. Шкала манометра проградуирована в технических фтмосферах (кгс/см ); и вакуумметра - в кгс/см2. Определение величин Нм и Нв в единицах напора (м.вод.столба) осуществляют по уравнениям: Нм =10 × Рм, (37) Нв= 10Фв, (38) где: Рм – показания манометра (кгс/см2); Рв – показания вакуумметра (кгс/см2). Средние скорости воды в трубопроводах можно подсчитать: - для всасывающего: Vв , (39) - для нагнетательного: Vв , (40) где: RB и RM - внутренние радиусы всасывающего и нагнетательного трубопроводов. Электрическая мощность W, потребляемая двигателем из сети, может быть замерена с помощью трехфазного ваттметра, по схеме двух ваттметров (схема Арона), одним ваттметром с переключением (пофазное определение мощности), или с помощью амперметра и вольтметра, а также механическим методом. Зная характеристику электродвигателя (coscp и к.п.д. 7, разных нагрузках), определяют мощность на валу электродвигателя: , (41) или , (42) где: U – напряжение, вольтах; I – сила тока, амперах; cos <p , rju - коэффициент мощности и к.п.д. электродвигателя могут быть взять по характеристике электродвигателя. При механическом методе мощность определяется при помощи мотор - весов, путём измерения момента на валу насоса: , (43) где: £ – плеча рычага мотор-весов, м; G – показание весов, кг; п – частота вращения вала электровигателя, об/мин. Коэффициент полезного действия насоса г/ определяется как отношение полезной мощности насоса N к мощности на валу электродвигателя N,. , (44) где: = 1000 кг/м объёмный вес воды. Полезная мощность насоса: , (45) 5 Порядок проведения работы 1 Ознакомиться с лабораторной установкой, измерительными приборами и инструкцией по выполнению лабораторной работы. 2 Произвести заливку насоса и всасывающего трубопровода. 3 Выпустить воздух из трубок манометра и вакуумметра через проливочные краны и закрыть краны. 4 Закрыть задвижку 11 в напорном трубопроводе 6. 5 Включить электродвигатель, снять показания приборов (манометра, вакуумметра, вольтметра, амперметра, ваттметра, и мотор - весов) и данные занести в протокол измерений. 6 Постепенно открывать задвижку 11, изменяя напор насоса. При фиксированном положении задвижки произвести замер подачи насоса по наполнению воды в мерный бак. При этом снять показания всех приборов. Опыт повторить 5-6 раз, устанавливая напор по шкале манометра через равные промежутки деления шкалы и данные замеров занести в протокол измерений. 7 После проведения последнего опыта, выключить приборы закрыть задвижку 11, выключить электродвигатель. 8 По данным протокола измерений заполнить таблицу № 1 данных испытаний и по ним построить индивидуальную характеристику насоса (рисунок 2). 6 Протокол измерений
Диаметр всасывающего трубопровода DB =
7 Содержание отчёта 1 Цель работы. 2 Краткое изложение основных теоретических положений. 3 Принципиальная схема центробежного насоса. 4 Схема лабораторной установки, описание основных её элементов и методики проведения исследований. 5 Исходные данные исследования, протокол измерения и таблица опытных данных. 6 Индивидуальная характеристика насоса. 7 Выводы по работе.
содержание .. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ..
|
|
|