V. Содержание отчета

Исходные данные:

Диаметр трубы d = 25^.10^-3 м.

Площадь нормального сечения потока S = 490^. 10^-6 м².

Длина рабочего участка трубы l=1,91 м.

Относительная длина l/d— 1,91/(25^.10^-3) = ...

Эквивалентная шероховатость стенки =5^.10^-5 м.

Относительная шероховатость стенки = /d=

Температура жидкости t° = ... °С.

Кинематический коэффициент вязкости v = ... 10^-6 м²/с.

Объем жидкости в мерном баке V₀= ... 10^-3 м³.

Экспериментальные данные.

Область гидравлического сопротивления.

Вопросы для подготовки к защите отчета лабораторной работы

1. Дайте определение потери напора по длине, ее формулу и единицы измерения.

2. Какие факторы влияют на величину потерь напора по длине?

3. Как зависят потери напора по длине от средней скорости течения при ламинарном и турбулентном режимах движения?

4. Какие различают области гидравлического сопротивления при турбулентном режиме движения, и как определяется в этих областях коэффициент λ?

5. На основании какого уравнения гидравлики потеря напора по длине определяется как разность пьезометрических высот, измеренных в начале и в конце потока?

6. Поясните схему экспериментальной установки и методику проведения опытов на ней.

Литература: [1] c. 98-105.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ЭНЕГЕТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ШЕСТЕРЕНЧАТОГО НАСОСА

I. Цель работы

Получение рабочей характеристики насоса

II. Основные теоретические положения

Шестеренчатый насос относится к объемным гидромашинам, работа которых основана на принципе вытеснения.

Насос (рис.8) состоит из шестерен 4 и 6 с наружным зацеплением, помещенных в корпусе 7 с малыми радиальными зазорами. Одна из шестерен закреплена на ведущем валу 3 и приводится во вращение двигателем; другая закреплена на ведомом валу 1. Валы опираются на подшипники 9, расположенные в крышках насоса 8 и 10. В корпусе насоса имеются два отверстия 5 и 2 для присоединения всасывающего и нагнетательного трубопроводов.

При работе насоса в зоне выхода зубьев из зацепления (зона всасывания) образуется пониженное давление, и жидкость через отверстие 5 поступает в полость насоса, где она захватывается зубьями шестерен и замкнутыми объемами во впадинах переносится в зону входа зубьев в зацепление (зона нагнетания). При входе зубьев в зацепление жидкость вытесняется из впадин и через отверстие 2 поступает в нагнетательный трубопровод. Оставшаяся часть жидкости во впадинах через разгрузочную канавку 11 возвращается в зону всасывания.

Основными техническими параметрами, характеризующими работу объемного насоса, являются: подача (производительность), рабочее давление, потребляемая мощность, коэффициент полезного действия, частота вращения вала насоса и допустимый вакуум.

Рис.8. Вид шестеренчатого насоса в разрезе

Подачей Q называется объемное количество жидкости, подаваемое насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени. Расчетная подача Q шестеренчатого насоса определяется как

, (23)

где D_н — диаметр начальной окружности; m — модуль зацепления; b — ширина шестерни; n — число оборотов вала в единицу времени (частота вращения).

Действительная подача насоса отличается от расчетной на величину утечек (объемных потерь), которые оцениваются объемным коэффициентом полезного действия.

Рабочим давлением р называется манометрическое давление жидкости в зоне нагнетания, обусловленное сопротивлением нагнетательного трубопровода («противодавлением»).

Потребляемой мощностью насоса N_п называется мощность, которая отдается насосу ведущим двигателем.

Полезной мощностью N называется то количество энергии, которое сообщается насосом потоку жидкости в единицу времени

N = p·Q, (24)

где N — полезная мощность, Вт; p — давление, кг/м²; Q — подача, м³/с.

Коэффициентом полезного действия η — называется отношение полезной мощности N к потребляемой N_п.

Потери мощности в объемном насосе состоят из объемных потерь, характеризуемых объемным КПД η_об, и механических (потерь на трение), характеризуемых механическим КПД η_мех. Полный КПД насоса η определяется как произведение η_об∙η_мех. Шестеренчатые насосы имеют полный КПД η = 0,50 ... 0,75. Чем крупнее насос, тем выше его КПД.

Частота вращения вала насоса n есть постоянное число оборотов в минуту (при установившемся режиме работы).

Рабочая характеристика отображает зависимость подачи Q, мощности N и коэффициента полезного действия η от рабочего давления р при постоянной частоте вращения n.

Рабочую характеристику объемного насоса получают путем энергетических испытаний.