ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6.

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ.

1.Цель и задачи работы.

Цель работы заключается в изучении и исследовании центробежных насосов.

Задачами работы являются изучение принципа действия и конструкции консольного одноступенчатого насоса, одноступенчатого насоса с двусторонним входом, а также, многоступенчатого насоса; экспериментальное определение характеристики одноступенчатого консольного насоса.

2. Основные теоретические положения

Центробежные насосы относятся к классу лопастных гидравлических машин. Применяются для обеспечения большой подачи жидкости при небольших по сравнению с объемными насосами напорах. Центробежное насосы отличаются конструктивной простотой, надежностью в эксплуатации и получили широкое применение в промышленности и других отраслях хозяйства.

Центробежные насосы подразделяются на одноступенчатые и многоступенчатые. Одноступенчатые насосы имеют одно рабочее колесо , многоступенчатые- несколько последовательно соединенных рабочих колес, закрепленных на одном валу.

Одноступенчатый центробежный насос консольного типа (рис. 1), характеристика которого определяется при выполнении работы, состоит из рабочего колеса I в виде ведущего и ведомого рисков, между которыми находятся лопатки криволинейной формы, изогнутые как правило, в сторону противоположную направления вращения колеса.

Рабочее колесо закреплено консольно на приводном валу 2, который передает колесу механическую энергию от двигателя без промежуточного редуктора. Корпус 3 имеет внутриспиральную камеру 4, всасывавший патрубок 5, служащий для подвода потока жидкости к рабочему колесу и напорный патрубок 6 для отвода жидкости из спиральной камеры. У консольного насоса вал не проходит через область всасывания, что позволяет применить простейшую форму подвода жидкости в виде прямососного конфузора, т.е. канала, плавно сужающеюся по направлению движения потока.

В спиральной камере 4, площадь поперечного сечения которой увеличивается по мере приближения к напорному патрубку, а скорость течения жидкости в ней уменьшается, происходит преобразование большей части кинетической энергии потока жидкости, выходящей из каналов рабочего колеса I, в потенциальную энергию давления. Таким образом, рабочее колесо насоса передает механическую энергию, подведенную от двигателя потоку жидкости, протекавшему через каналы рабочего колеса, увеличивая кинетическую энергию потока, а также, его потенциальную энергию давления или напор насоса.

В рабочем колесе насоса частицы жидкости движутся относительно лопаток рабочего колеса и, кроме того, они вместе с ним совершают переносное движение. Сумма относительного и переносного движения дает абсолютное движение жидкости, т.е. движение относительно корпуса насоса.

По имеющимся в лаборатории гидравлических машин натурным образцам студентам необходимо также ознакомиться, с особенностями конструкции одноступенчатого насоса с двусторонним входом, а также многоступенчатого насоса.

Работа центробежного насоса характеризуется его подачей, напором, потребляемой мощностью, КПД и частотой вращения.

Напор Н представляет собой разность энергий единицы веса жидкости в сечении потока после насоса и перед ним. 0н может быть определен но показаниям приборов - манометра и вакуумметра с учетом высоты установки манометра относительно точки включения вакуумметра , а также с учетом разности скоростных напоров в напорном и всасывающем патрубках:

(1)

где - средние скорости течения жидкости в напорном и всасывающем патрубках насоса; q- ускорение силы тяжести; - плотность жидкости.

Рис.1. Схема одноступенчатого консольного центробежного насоса.

Подача насоса может измеряться объемным способом, расходомерной диафрагмой, крыльчатым расходомером и т.д.

При измерении подачи насоса объемным способом всю жидкость из напорного трубопровода направляют в мерный бак, объемом V и, измерив время наполнения мерного бака t, определяют подачу по формуле:

(2)

Зная подачу насоса можно определить средние скорости течения жидкости в напорном и всасывающем патрубках:

(3)

где диаметры всасывающего и напорного патрубков.

Мощностью насоса (мощностью, потребляемой насосом) N , называется энергия, подводимая от двигателя зa единицу времени. Мощность, потребляемая насосом от электродвигателя в случае использования для измерений амперметра и вольтметра может быть определена по формуле:

где - линейная сила сока и напряжение в амперах и вольтах;

- коэффициент мощности;

- КПД электродвигателя.

Энергия, приобретенная за единицу времени жидкостью, прошедшей через насос, или полезная мощность насоса-, определяет­ся по формуле:

КПД насоса есть отношение полезной мощности к мощности насоса:

КПД насоса представляет собой произведение частных коэффициентов полезного действия:

где - объемный КПД, учитываюший потери энергии на утечки жидкости через зазор и уплотнения насоса;

- гидравлический КПД, учитывающий потери энергии на преодоление гидравлического сопротивления привода, рабочего колеса и отвода или гидравлической потери;

- механический КПД, учитывающий потери, энергии, связанные с преодолением механического трения в элементах насоса (трение в подшипниках, сальниках и т.д.).

Зависимости напора Н, создаваемого насосом, потребляе­мой насосом мощности N и полного КПД от подачи насоса Q при постоянной частоте вращения вала называется характеристикой насоса. Графически эти зависимости изображаются в виде кривых (рис. 2). - напорная характеристика на­соса. (Q) - характеристика мощности насоса. (Q)-характеристика КПД. Па этим характеристикам можно судить об из­менениях, напора, мощности и КПД в зависимости от изменения подачи насоса. Характеристика позволяет легко определить опти­мальный режим работы насоса, т.е. такой режим, когда КПД насо­са имеет максимальное значение.

Рис.2. Характеристика насоса .