Основные положения по безопасности жизнедеятельности во время выполнения лабораторных работ

При проведении лабораторных работ для предотвращения возможных несчастных случаев, студент должен выполнить следующие основные требования техники безопасности:

1. Приступая к проведению лабораторных работ, студенты должны тщательно проверить состояние своей одежды. Любая свисающая часть одежды или распущенные волосы могут быть затянуты вращающимся ротором агрегата.

2. Перед пуском в работу насосного агрегата, необходимо проверить исправность всех доступных для осмотра частей двигателя и насоса, надежность его крепления на фундаменте, а также всех предохранительных и ограждающих устройств.

3. Прежде чем нажать на кнопку магнитного пускателя (пуск), необходимо убедиться, что никто из студентов не касается насоса или двигателя. Пускать надо только тот агрегат, на котором Вы будете работать. Для этой цели агрегаты пронумерованы. Магнитные пускатели на шкафах управления должны иметь тот же номер, что и двигатель.

4. Категорически запрещается участникам испытания проводить на ходу какие-либо ремонтные работы: подтягивание гаек крышки сальника, снимать защитные кожуха и т.д.

5. Участникам испытания строго запрещается касаться вращающихся частей агрегата, электропроводов, контактов на щите управления и электроизмерительных приборов КИПа.

6. Запрещается на ходу производить чистку отверстия для сброса воды из чаши под сальником, производить смазку подшипника. Все виды работ должны производиться только после обесточивания агрегата путем отключения тумблера на щите управления, при этом контрольная лампочка зеленого цвета должна погаснуть.

7. В процессе испытания насосов следует избегать шума, суетливости и категорически воспрещаются нарушения трудовой дисциплины.

Работает только та бригада, которая проводит испытания, остальные должны сидеть за столом и обрабатывать материалы испытаний.

Соблюдение дисциплины и правил безопасности жизнедеятельности создает условия для более глубокого усвоения изучаемого материала.

После изучения студентами правил безопасности, они должны ответить на вопросы преподавателя и после правильных ответов каждый из участников испытания должен расписаться в журнале техники безопасности.

Лабораторная работа №1. Определение условий всасывания центробежным насосом

Цель работы:

- исследовать всасывающую линию насосной установки: определить геометрическую высоту всасывания Н_гв, вакуумметрическую высоту всасывания Н_вак, гидравлические сопротивления во всасывающей линии и допустимую геометрическую высоту всасывания ;

- уяснить физический смысл геометрической высоты всасывания Н_гв, вакуумметрической высоты всасывания Н_вак, допустимой геометрической высоты всасывания насоса, а также установить связь между этими величинами для дальнейшего их использования в учебном процессе, во время проектирования насосных станций и их эксплуатации.

Теоретический материал к лабораторной работе изложен в литературе (4, с. 338-341; 1; 2).

Для проверки своей готовности к выполнению лабораторной работы необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Каков принцип действия центробежного насоса?

2. Что такое геометрическая и вакуумметрическая высоты всасывания насоса?

3. Для чего необходимо знать геометрическую высоту всасывания насоса?

4. Что Вы понимаете под кавитацией насоса и каковы причины ее возникновения?

5. Что такое допустимая геометрическая высота всасывания?

6. Чем обусловлены путевые и местные сопротивления в трубопроводе и как они определяются?

Содержание работы:

1. Изучение теоретического материала.

2. Выполнение экспериментальной части.

3. Оформление отчета по лабораторной работе.

Общие сведения

Геометрической высотой всасывания центробежного насоса с горизонтальным валом называется расстояние по вертикали между уровнем воды в водоисточнике и осью насоса (рис. 2) Для центробежного насоса с вертикальным валом – расстояние по вертикали между уровнем воды в водоисточнике до середины входной кромки лопаток рабочего колеса.

Рис. 2. Схема насосной установки:

1 – насос; 2 – задвижка; 3 – вакуумметр; 4 – манометр; 5 – кран для продувки подводящей трубки; 6 – обратный клапан; 7 – всасывающая труба

Движение жидкости по всасывающему трубопроводу и подвод ее к рабочему колесу осуществляется за счет разности давления над свободной поверхностью жидкости в водоисточнике и абсолютного давления в потоке у входа на рабочее колесо. Давление в потоке жидкости на входе рабочего колеса не является постоянным, оно определяется расположением насоса по отношению к уровню воды в водоисточнике, потерям напора во всасывающем трубопроводе и величины скоростного напора. Разница между атмосферным давлением и давлением у входа на рабочее колесо равна величине вакуума, которая измеряется вакуумметром. Эта величина носит название вакуумметрической высоты всасывания Н_вак, которая определяется по формуле:

+ , (1)

где - геометрическая высота всасывания, м;

- гидравлические потери напора во всасывающем трубопроводе, м;

- скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с;

- ускорение свободного падения, 9,81 м/с².

Таким образом, при работающем насосе вакуумметрическая высота всасывания складывается из геометрической высоты всасывания Н_гв потерь напора во всасывающем трубопроводе и скоростного напора . С увеличением подачи насоса увеличиваются гидравлические потери напора и возрастает скоростной напор, поэтому показания на вакуумметре будет расти. Для нормальной работы насоса необходимо, чтобы абсолютное давление на входе в рабочее колесо было выше упругости насыщенных паров жидкости при данной температуре. В противном случае насос будет подвержен кавитации. Для предупреждения кавитации насос не следует располагать слишком высоко относительно минимального уровня в водоисточнике.

Высота допустимой геометрической высоты всасывания, по условиям кавитации, может быть определена по формуле:

, (2)

где - атмосферное давление, м;

Высота над уровнем моря, м	0	200	400	600	8000	1000	1500	2000
НТВ, м	10,3	10,1	9,8	9,6	9,4	9,2	8,6	8,1

H_ТВ- сумма путевых и местных сопротивлений во всасывающем трубопроводе, м;

- давление насыщенных водяных паров, принимается в зависимости от температуры воды, м;

- допустимый кавитационный запас, м.

Давление насыщенных водяных паров зависит от температуры перекачиваемой жидкости:

	0	10	20	30	40	50	60	70	80
	0,6	0,12	0,24	0,43	0,75	1,26	2,03	3,18	4,82

Допустимый кавитационный запас можно определить теоретически по формуле:

, (3)

где - коэффициент запаса;

- критический кавитационный запас, при котором начинается кавитация.

Критический кавитационный запас определяется по формуле С.С.Руднева:

, (4)

где - число оборотов рабочего колеса в минуту, об/мин;

- подача насоса, м³/с;

- критический кавитационный коэффициент, принимается в зависимости от быстроходности насоса:

, об/мин	50…70	70…80	80…150	150…250
Скр	600…750	800	800…1000	1000…1200

Коэффициент запаса определяется по зависимости:

, (5)

где - коэффициент, зависящий от критического кавитационного запаса :

	0	2	4	6	7	8	10	12	14	16
	1,6	1,37	1,2	1,13	1,1	1,09	1,08	1,07	1,06	1,06

- коэффициент, зависящий от рода перекачиваемой жидкости, для воды ;

- коэффициент, зависящий от соотношений диаметров выхода и входа :

	1,0	1,25	1,5	2,0	2,5	3,0
	1,1	1,1	1,094	1,052	1,014	1,0

Значение допускаемого кавитационного запаса для насосов приводится в каталогах, на основании производственных испытаний. В связи с тем, что для насосов с малой подачей трудно установить границы падений напора, расхода и мощности на 2% кавитационные испытания в лаборатории проводиться не будут.

Порядок проведения лабораторной работы:

1. Прочитать общие указания к выполнению лабораторных работ (стр. 4-9).

2. Ознакомится с насосной установкой, и изучить теорию (стр. 10-14).

3. Подготовить насос №2 к пуску (стр. 7).

4. Пуск насоса и измерения:

Испытание насоса в этой лабораторной работе проводятся на насосной установке №2.

Перед началом выполнения лабораторной работы необходимо проверить наличие всех приборов и их исправность. С помощью мерной рейки определить геометрическую высоту всасывания, при этом измерить по вертикали расстояние от оси насоса до пола и от пола до уровня воды в подземном резервуаре. Полученные данные сложить.

Залить насос и всасывающий трубопровод водой, закрыть задвижку на напорном трубопроводе и нажать кнопку «Пуск» магнитного пускателя (так же №2). После запуска насоса следует убедиться в нормальной его работе по давлению на манометре, которое должно быть 3,5 кгс/см². При закрытой задвижке на напорном трубопроводе записывают показания манометра и вакуумметра (табл. 1).

Затем с помощью задвижки на напорном трубопроводе устанавливают различные режимы, уменьшая давление на манометре ступенями через 0,25 или 0,3 кгс/см². В каждом опыте, надо выдержать 10-15 сек., чтобы вода дошла до напорного бака, дать отмашку студенту, включающему секундомер, остальные члены бригады при этом снимают показания приборов: манометра и вакуумметра. Для этого берется наполнение напорного бака по 10 или 20 см и записывается время наполнения.

Результаты опытов записывают в таблицу измерений (табл.1)

Таблица 1