15.7 Контрольные вопросы

1. Что представляют собой рабочие характеристики шестеренного насоса?

2. Чем обусловлены потери на трение в шестеренных насосах?

3. Что представляют собой объемные потери?

4. Почему с увеличением давления снижается подача ?

5. В чем проявляется влияние вязкости рабочей жидкости на характеристики машин?

6. Каковы основные условия работы насоса на сеть?

7. Как изменить режим работы насоса?

Лабораторная работа 16. Кавитационные испытания шестеренного насоса

16.1 Цель работы

Ознакомиться с методикой проведения кавитационных испытаний объемных насосов и обработкой опытных данных.

16.2 Задачи работы

• провести кавитационные испытания насоса и построить кавитационную характеристику по результатам испытаний;

• по данным испытаний определить допустимую вакуумметрическую высоту всасывания и подсчитать допустимую геометрическую высоту всасывания данной установки.

16.3 Краткие теоретические сведения

Основные положения, касающиеся кавитации, физической сущности, причин возникновения и последствий этого явления, отражены в работе 13.

Задачей кавитационных испытаний является получение данных, характеризующих всасывающую способность объемных насосов при всех эксплуатационных режимах. Для каждого режима она определяется допустимой вакуумметрической высотой всасывания , т.е. допустимым максимальным разрежением на входе в насос, выраженном в метрах столба перекачиваемой жидкости.

Под максимальным разрежением понимается величина вакуума, при дальнейшем увеличении которой, начинается кавитация и связанное с ней нарушение сплошности потока, приводящее к резкому уменьшению подачи и к. п. д. насоса.

При кавитационных испытаниях объемных насосов вообще и шестеренных, в частности, поддерживать подачу постоянной не удается, т. к. это требует большого изменения напора. Вследствие этого кавитационная характеристика шестеренного насоса, в отличие от кавитационной характеристики лопастного насоса, снимается не при постоянной подаче, а при постоянном напоре (давлении нагнетания). Постоянной поддерживается и скорость вращения . При кавитационных испытаниях задвижкой на всасывающем трубопроводе изменяют сопротивление на линии всасывания и тем самым изменяют давление (вакуум) на входе в насос, иначе говоря, изменяют вакуумметрическую высоту всасывания . Задвижкой на напорном трубопроводе поддерживают постоянным давление нагнетания. Испытания начинают с полного открытия задвижки на всасывающем трубопроводе, затем ее постепенно закрывают, задавая несколько режимов. Заканчиваются испытания тогда, когда будет значительное падение подачи и срыв вакуума. Для уменьшения эмульсирования жидкости кавитационные испытания следует проводить по возможности быстро.

По результатам кавитационных испытаний строят кавитационную характеристику, представляющую собой изменение подачи , полного к. п. д. и мощности насоса в зависимости от вакуумметрической высоты всасывания (рис. 16.1).

Рисунок 16.1 – Типичная кавитационная характеристика шестеренного насоса

Для построения кавитационной характеристики на графике по оси абсцисс откладывают в м вод. ст. Причем 10⁴ Н/м² = 1 м вод. ст., а по оси ординат , и в пределах измеренных величин (рис. 16.1). Затем по данным протокола наносят точки , и , полученные при определенных значениях . Анализируя влияние кавитации на характеристики насоса, отметим, что в определенных границах значения , и меняются плавно и незначительно. При некотором значении появляются шум и потрескивания, обусловленные начальной стадией кавитации, ограниченной небольшой областью (местной кавитацией). Местная кавитация не сказывается заметно на характеристиках насосов. С наступлением развитой кавитации происходит резкое уменьшение рабочих параметров насоса, что приводит к срыву работы насоса.

Точно установить момент начала воздействия кавитации на характеристики насоса не представляется возможным. Поэтому под критическим значением вакуумметрической высоты всасывания понимают то ее значение, при котором происходит уменьшение подачи на 5 % от ее первоначального значения.

Величина зависит не только от конструкции насоса и режима его работы, но также от физических свойств и температуры жидкости, от величины атмосферного давления, при котором проводилось испытание насоса. Чем выше температура жидкости и меньше атмосферное давление, тем при меньшей вакуумметрической высоте всасывания начинает кавитировать насос.

Зная , можно найти допустимую геометрическую высоту всасывания , т. е. разность отметок от оси насоса до уровня свободной поверхности жидкости в заборном резервуаре.

,

где – скорость течения жидкости в сечении отбора вакуума; – гидравлические потери на линии всасывания.

Величины и находят расчетом по известным формулам гидравлики при заданных размерах элементов линии всасывания.