Лабораторная работа № 7 определение напорно-расходной характеристики насоса

Цель работы: Повышение уровня знаний о характеристиках насосов и способов их получения, приобретение навыков экспериментального определения характе­ристик насосов.

Задачи работы

1. Уяснить роль напорно-расходной характеристики насосов и спосо­бы её получения.

2. Определить напорно-расходную характеристику насоса.

Теоретическая часть

Все насосы подразделяются на две основные группы динамические и объемные.

В динамических насосах сообщение энергии жидкости осуществляется за счет воздействия гидродинамических сил на незамкнутый объем жидкости. В объемных насосах сообщение энергии жидкости осуществляется за счет периодического изменения замкнутого объема при попеременном сооб­щении его со входом и выходом насоса.

Динамические насосы в свою очередь подразделяются на лопастные и насосы трения.

К лопастным относятся центробежные и осевые насосы. В центробеж­ных насосах движение жидкости осуществляется от центра к периферии, а уосевых – в направлении оси насоса.

Насосы трения осуществляют перемещение жидкости за счет сил тре­ния и инерции. К этому типу насосов могут быть отнесены вихревые, шнековые, лабиринтные, червячные и струйные.

Группа объемных насосов включает в себя поршневые, плунжерные, диафрагменные, роторные различных типов, шестеренные и винтовые.

Работа насосов характеризуется его подачей, напором и КПД.

Подача насоса (расход жидкости), G – объем жидкости Q, перемещае­мой в единицу времени t.

Напор Н насоса – давление, сообщаемое насосам перемещаемой жидкости.

КПД насоса (полный) – отношение полезной мощности N_n к потребляемой N.

Характеристиками насосов являются зависимости создаваемого ими напора (H) и КПД () от расхода жидкости (G) через них при постоянных оборотах (n) валов, т.е.

H=f(G) и =f(G) при n=const.

Зависимость H=f (G) называется также напорно-расходной характе­ристикой насоса.

В настоящей работе исследуется напорно-расходная характеристика насоса.

Описание установки

Эксперимент проводится на установке, схема которой представлена на рис. 5.7.

Питающий бак (5) залит водой. Через кран (1,10) из бака при помощи насоса (2) подастся вода по трубопроводу через регулирующую заслонку (7) и расходомер (8) снова в бак (5). При этом краны (11, 4) закрыты. Давление в напорной магистрали измеряется манометром (9), а количество жидкости, подаваемой насосом, определяется по расходомеру (8).

В данной насосной установке насосы находятся выше уровня воды в баке, поэтому при определении давления, создаваемого насосом в напорной магистрали, делают поправку. К значениям давления, отсчитанного по мано­метру, необходимо прибавить значение давления, нужное для поднятия жидкости на геометрическую высоту H (рис. 5.7).

Последовательность выполнения работы

1. Открыть кран (1, 10) подачи воды и регулирующую заслонку (7).

2. Включить насос (2).

3. При включенном насосе регулирующей заслонкой установить шесть зна­чений (0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5) кгс/см давлений в магистрали, контролируемых по манометру (9).

4. Для каждого давления произвести пять измерений по расходомеру ко­личества воды (м³), подаваемой насосом за время t.

5. Результаты измерений занести в рабочий журнал (табл. 5.1).

6. Вычислить расход воды (л/мин) по формуле:

. (5.1)

7. Определить давление, создаваемое насосом в магистрали (Р) с учетом поправки на уровень воды в баке (кгс/см²):

ΔP = P_м + P_вх, (5.2)

где Р_м. – показания манометра, кгс/см²;

Р_вх – давление создаваемое насосом на входе в манометр, (кгс/см²):

; (5.3)

Н – разностей уровней воды в баке и на входе в манометр, Н = 0,4 м; g = 1000 кгс/м³.

8. Выполнить статистическую обработку [2] результатов на ПЭВМ и заполнить рабочий журнал (табл. 5.1).

Рис. 5.7. Схема насосной установки

Таблица 5.1

Рабочий журнал

Давление, измеряемое по манометру, Рм, кгс/см2	Давление на выходе насоса, Рвх кгс/см2	Давление, развиваемое насосом, Р, кгс/см2	Вре-мя измере-ний, t, мин	Объем воды прошедшей через насос, Q, м3			Расход воды, G, л/мин	Резуль-таты статис-тичес-кой обра-ботки
				Qн	Qк	Q= Qк-Qн	G =1000 (Q/t)	M	

9. По экспериментальным данным построить графические зависимости напорно-расходной характеристики насоса (примерный вид напорно-расходной характеристики насоса приведен на рис. 5.8 в координатах G (л/мин), Р кгс/см².

Рис. 5.8. Примерный вид напорно-расходной характеристики насоса

Вопросы для контроля

1. Каковы необходимые элементы экспериментальной установки для определения напорно-расходной характеристики насоса?

2. Как определяется напор действующего насоса по показаниям при боров?

3. Как используется напорно-расходная характеристика насоса?

4. Почему при изменении расхода напор насоса не остается постоянным?

Литература

1. Башта, Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учебник для машиностроительных вузов / Т.Б. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. – 2-е изд., перераб. – М: Машиностроение, 1982. – 423 с.

2. Статистическая обработка экспериментальных данных: Методиче­ские указания по выполнению лабораторной работы. – Орел: ОФМИП, 1992. – 20 с.