- •Федеральное агенство по образованию
- •Содержание
- •Предисловие
- •Техника безопасности при работе в лаборатории
- •Требования к составлению отчета
- •Техника гидродинамического эксперимента Приборы для измерения давления
- •Жидкостные приборы
- •Механические приборы
- •Измерение скорости в потоках
- •Способы измерения расхода
- •Лабораторный практикум
- •Методика проведения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 изучение режимов движения жидкости
- •Описание установки
- •Методика проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 материальный и энергетический балансы потока
- •Описание установки
- •Основные обозначения и геометрические параметры трубопровода:
- •Часть I.Построение диаграммы уравнения Бернулли
- •Методика проведения работы
- •Трубопровода; II – внезапное расширение; III – резкое сужение;
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Часть III.Определение коэффициента местного гидравлического сопротивления
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 тарировка мерной диафрагмы
- •Лабораторная работа № 5 испытание центробежно-вихревого насоса
- •Лабораторная работа № 6 испытание центробежного вентилятора
- •Лабораторная работа № 7 изучение устройства насосов и определение их параметров
- •Лабораторная работа № 8 нормальные испытания центробежного насоса
- •Последовательность выключения установки
- •Нормальные испытания центробежного насоса 2к-6
- •Лабораторная работа № 9 кавитационные испытания центробежного насонса
- •Кавитацонные испытания центробежного насоса 2к-6
- •Библиографический список
- •Лабораторный практикум
- •394017, Г. Воронеж, пр. Революции 19.
Лабораторная работа № 5 испытание центробежно-вихревого насоса
Цель работы– экспериментальным путем получить характеристики центробежно-вихревого насоса.
Теоретическая часть. Насос – это гидравлическая машина, которая сообщает протекающей через него жидкости механическую энергию. Основные параметры, характеризующие работу насоса: напорН, подача или производительностьQ, полезная мощностьNи мощность на валу насосаNl, коэффициент полезного действия.
Величины, характеризующие работу насоса при постоянном числе оборотов, обычно представляют в виде графических зависимостей Н=f1(Q);N=f2(Q);=f3(Q). Такие зависимости называют характеристиками насоса и определяют опытным путем в результате испытаний насоса при постоянном числе оборотов и изменяющейся производительности. Режим работы, соответствующий наибольшему коэффициенту полезного действия, называют оптимальным.
Подача определяется с помощью мерного бака или расходомера.
Напор, создаваемый насосом, измеряется манометром и вакуумметром с учетом скоростных напоров во всасывающем и нагнетательном трубопроводах и определяется выражением
, (2.36)
где рм– показание манометра,Па;рв– показание вакуумметра,Па;z– поправка на высоту установки манометра,м;н– скорость в нагнетательном трубопроводе,м/с;вс– скорость во всасывающем трубопроводе,м/с.
Так как каждая единица веса жидкости, прошедшая через насос, приобретает энергию Н, а за единицу времени через насос пройдетgQединиц веса жидкости, то энергия, приобретенная за единицу времени потоком или полезная мощность насоса будет равна,кВт.
, (2.37)
Мощность насоса на валу Nl больше полезной на величину потерь мощности в насосе. Эти потери оцениваются коэффициентом полезного действия насоса
, (2.38)
где Nlопределяется по работе электросчетчика.
При правильной эксплуатации насоса необходимо знать, как изменяются напор, КПД. и мощность, потребляемая насосом, при изменении его подачи, т.е. знать характеристики насоса. Для определения режима работы насоса на данный трубопровод следует совместить на одном графике характеристики сети и насоса. Точка пересечения этих характеристик называется рабочей точкой и отвечает наибольшей производительности насоса при его работе на данную сеть.
Описание установки
Установка (рис.2.7) состоит из центробежно-вихревого насоса 1 СЦВ-1,5; электродвигателя 2; всасывающего трубопровода, снабженного вакуумметром 3, напорного трубопровода, снабженного манометром 4 и регулирующим краном 5, мерного бака 6 и приемного бака 7.
Насос 1 подает жидкость по всасывающему и нагнетательному трубопроводам через регулирующий кран 5 из бака 7 в мерный бак 6. Мерный бак 6 имеет кран 9, который закрывается при определении объема жидкости и открывается при сливе жидкости в приемный бак 7.
На рис.2.8 представлен вихревой насос. Жидкость в насос поступает через входной патрубок 5 в канал 2, перемещается по нему рабочим колесом 1 и уходит в напорный патрубок 3. Канал перекрывается перемычкой 4, служащей уплотнением между напорной и входной плоскостями. Движение во входном участке канала насоса сложное, так как движение жидкости из входного патрубка в канал накладывается продольный вихрь. Это приводит к интенсивному вихреобразованию и, следовательно, к значительным потерям энергии. На рабочее колесо жидкость поступает на большом радиусе, при больших окружных и относительных скоростях, поэтому кавитационные качества таких насосов очень низкие. Для улучшения кавитационных качеств насоса перед рабочим колесом подключают центробежную ступень. Такой насос называется центробежно-вихревым.
Напор центробежно-вихревого насоса в 3-9 раз больше, чем центробежного, при тех же размерах и частоте вращения. Недостатком таких насосов является низкий КПД.
Методика проведения работы
Для получения характеристик центробежно-вихревого насоса при постоянном числе оборотов проводят не менее 5 опытов. Регулирующим краном 5 устанавливают несколько значений давления в магистрали, контролируемых по манометру 4.
Включить насос, нажав пусковую кнопку 8 на корпусе электродвигателя.
При включенном насосе с помощью регулирующего крана 5 установить одно из значений давления в магистрали.
Закрыть кран 9.
Для данного давления замерить время наполнения бака 6 объемомW(метки внутри бака 6).
Открыть кран 9.
Снять показания манометра 4 и вакуумметра 3.
Замерить время tвращенияnоборотов диска счетчика 10.
Опыты повторить при различных давлениях не менее 5 раз и результаты занести в табл.2.9.
Выключить электродвигатель.
Таблица 2.9
Номер опыта |
рм ,Па |
рв,Па |
W,л |
, с |
n, обор. диска |
t,с |
,с-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка результатов эксперимента
Величины, необходимые для построения характеристик, рассчитать по следующим формулам.
Подача насоса Q,м3/с
.
Напор, развиваемый насосом Н,м, рассчитать по формуле (2.36).dвс= 0,025м;dн= 0,020м;z– расстояние по вертикали между точками подсоединения манометра и горизонтальной осью всасывающего трубопровода, z = 0,3 м.
Полезная мощность, сообщенная насосом потоку жидкости, рассчитывается по формуле (2.38).
Мощность на валу насоса Nl ,кВт
, (2.39)
где эл–КПДэлектропередачи, равный 0,95;- частота вращения диска счетчика,с-1(1200 – число оборотов счетчика соответствует 1кВтч).
Коэффициент полезного действия насоса рассчитывается по формуле (2.45).
Расчетные данные занести в табл.2.9.
Таблица 2.9
Номер опыта |
Q,м3/с |
Н,м |
N,кВт |
, % |
|
|
|
|
|
По данным табл.2.9строят характеристики насоса. По оси абсцисс откладывают производительность насоса, по оси ординат – в соответствующих масштабах напор, мощность иКПД. Графики построить на миллиметровой бумаге в масштабе с обязательным нанесением всех точек.
Контрольные вопросы
Устройство и принцип действия лопастных насосов.
Основные параметры (производительность, напор, мощность и КПД насоса).
Основное уравнение центробежных машин (уравнение Эйлера).
Рабочие характеристики лопастных насосов.
Регулирование производительности и эксплуатация насосов.
Сравнительная оценка лопастных насосов. Подобие насосов. Закон пропорциональности.
Как определить напор действующего насоса.
Список основных источников: [1, с.158-172, 175-178, 184-190; 3, с.162-166, 176-189; 4, с.27-36, 72-80, 93-106; 5, с.24-37,131-136, 152-154, 169-178].