- •552700 (150800) «Гидравлическая, вакуумная и компрессорная техника»
- •552700 (150800) «Гидравлическая, вакуумная и компрессорная техника»
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 5
- •Задача 6
- •Задача 7
- •Задача 8
- •Задача № 9
- •Задача № 10
- •Задача № 11
- •Задача № 12
- •Задача № 13
- •2. Методы теории подобия в лопастных гидромашинах
- •Задача № 14
- •3. Кавитация в насосах
- •Задача № 19
- •Задача № 20
- •Задача № 21
- •Задача № 22
Задача № 14
В табличном виде д ана характеристика центробежного насоса с рабочим колесом D2 =200 мм , для частоты вращения n=3000 об/мин.
Построить характеристику насоса подобного данному, с рабочим колесом диаметром D2=300 мм, для частоты вращения n=1500 об/мин.
Таблица
Напорная характеристика центробежного насоса
Q, л/сек |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
H , м |
19,1 |
20.5 |
20,8 |
20.4 |
18.8 |
15.8 |
10 |
ЗАДАЧА № 15
Насос развивает напор H=40 м, при подаче Q= 0,02 м3/сек. Определить, как изменятся параметры насоса, если частота вращения возрастет в два раза.
Подобрать двигатель для этой частоты вращения, если известно, что первоначальная частота вращения рабочего колеса составляет n=1000 об/мин. К.П.Д. насоса =0,8, плотность рабочей жидкости
=1000 кг/ м
ЗАДАЧА № 16
Изобразить схематично меридиональные сечения проточной части трех лопастных насосов имеющих следующие параметры:
n=2000 об/мин, Q= 0,04 м /сек, H=50 м
n=3000 об/мин, Q= 0,01 м /сек, H=3 м
n=6000 об/мин, Q= 0,01 м /сек, H=3 м
ЗАДАЧА № 17
Центробежный насос с рабочим колесом диаметром D=250 мм при частоте вращения n=1800 об/мин развивает напор H=12м и его подача Q=6,4 л/сек.
Требуется определить частоту вращения n и диаметр колеса
насоса, подобного данному, который при подобном режиме работы разовьет напор H=18 м, и его подача будет составлять Q=10 л/сек
ЗАДАЧА № 18
Центробежный насос, характеристика которого задана в виде графиков ; работает на кольцевой трубопровод. При частоте вращения рабочего колеса n=1400 об/мин развивает напор H=7,8 м и подачу Q=3,5*10-3 м3/с. Определить частоту вращения , которую необходимо сообщить рабочему колесу насоса, для того чтобы при увеличении суммарного сопротивления трубопровода в два раза подача насоса осталась неизменной. Чему при этом будут равны КПД насоса и потребляемая мощность. Потери в трубопроводе считать пропорциональными квадрату расхода.
3. Кавитация в насосах
Кавитацией называется нарушение сплошности потока жидкости, обусловленное появлением в ней пузырьков или полостей, заполненных паром или газом. Кавитация возникает при понижении давления, в результате чего жидкость закипает или из нее выделяется растворенный газ. В потоке жидкости такое падение давления происходит обычно в области повышенных скоростей. Полости или пузырьки , заполненные паром, увлекаются потоком в область повышенного давления. Здесь пар конденсируется и полости, заполненные паром, замыкаются. Последствием кавитации являются следующие основные явления: эрозия материалов стенок канала; звуковые явления (шум, треск, удары); Уменьшение подачи, напора, мощности и КПД лопастного насоса.
В лопастном насосе кавитация возникает на лопатке рабочего колеса вблизи ее входной кромки. Давление здесь значительно ниже давления во входном патрубке насоса вследствие местного возрастания скорости при натекании на лопатку и из-за гидравлических потерь в подводе.
Для оценки кавитационных явлений в насосе принимают параметры потока на входе в насос. Давление на входе в насос можно определить по следующей формуле:
( 3.1)
где, -атмосферное давление, -давление на входе в насос, -высота всасывания, -скорость на входе в насос, -потери во всасывающей магистрали. При достаточно большой высоте всасывания, больших скорости и потерях во всасывающей магистрали, низком атмосферном давлении или низком давлении в расходном баке, давление на входе в насос становится настолько малым , что на передних кромках лопаток давление становится меньше давления насыщенных паров жидкости и начинается кавитация. Превышение полного напора жидкости во входном патрубке насоса над давлением ее насыщенного пара называется кавитационным запасом. Кавитационный запас вычисляется по следующей формуле:
( 3.2)
где -давление насыщенных паров жидкости.
Кавитационный запас, при котором происходит кавитация, называется критическим. Для расчетов используют величину допустимого кавитационного запаса
=(1,1-1,3) (3.3)
Максимально допустимая для данной насосной установки высота всасывания определяется по следующей формуле:
(3.4)
Для исключения работы насоса в режиме недопустимо сильной кавитации осуществляют контроль по показанию вакуумметра установленного на входном патрубке . Такое показание вакуумметра или вакуумметрическая высота всасывания расчитывается по формуле:
(3.5)
где - барометрическое давление.
Давление насыщенных паров для воды в зависимости от температуры приведено в таблице:
Т а б л и ц а
Давление насыщенных паров воды при различных температурах
t, 0С |
0 |
5 |
10 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
60 |
100 |
, МПа |
0,0006 |
0,0009 |
0,0012 |
0,0024 |
0,0032 |
0,0043 |
0,0075 |
0,0126 |
0,0202 |
0,0317 |
Кавитационный коэффициент быстроходности вычисляетс по формуле:
(3.6)