2 Индивидуальная характеристика центробежого насоса

Зависимость напора Н, создаваемого насосом, потребляемой насосом мощности N и полного коэффициента полезного действия ц от подачи Q насоса при постоянной частоте вращения вала называется индивидуальной характеристикой насоса. Графически эти зависимости изображаются в виде кривых (рис.2):

По этим характеристикам можно судить об изменениях напора, мощности и к.п.д. в зависимости от изменения режима работы, т.е. подачи насоса. Оптимальный режим работы соответствует максмальному значению к.п.д. (/7,_Пач)- Область промышленного использования насоса определяется зоной оптимального режима, т.е. величиной его к.п.д.

, (34)

3 Описание лабораторной установки

Схема установки для испытания центробежного насоса и снятия индивидуальной характеристики представлена рисунке 3

Установка состоит из одноступенчатого центробежного насоса 1, электродвигателя 2 с оборудованными на нем мотор-весами 3-4 (для измерения момента (мощности) на валу насоса, всасывающего 5 и нагнетательного 6 трубопроводов, приемного резервуара 7, мерного бака 8 и задвижки 11 для регулирования расхода жидкости через напорный трубопровод, который соответствует подаче насоса. Во всасывающем трубопроводе установлен вакуумметр 9 для измерения вакуума перед рабочим колесом. В нагнетательном трубопроводе установлен манометр 10 для измерения напора (давления) создаваемого насосом. Уровень воды в мерном баке 8 измеряется по водомерному стеклу 13. Дня измерения электрических величин (потребляемой электродвигателем мощности, напряжения и силы тока) используется КИП (контрольно-измерительный прибор) 12, состоящий из ваттметра, вольтметра и амперметра.

Перед запуском насоса уровень воды в приемном баке 7 выше насоса, т.е. насос залит водой.

4 Методика испытания центробежного насоса

Для снятия индивидуальной характеристики насоса с помощью установки (рис.3) определяют подачу Q,, напор Я, потребляемую мощность N и к.п.д. rj при различных режимах работ насоса.

С помощью задвижки 11 создается местное сопротивление в нагнетательном трубопроводе 6, т.е. изменяется площадь живого сечения потока жидкости от нуля (задвижка закрыта) до максимума (задвижка полностью открыта). При фиксированных промежуточных положениях задвижки замеряется подача насоса Q. с помощью мерного бака 8, площадь сечения которого равна S= 160x100 см².

В каждом опыте по водомерному стеклу 13 фиксируется время t подъема уровня воды h в баке на 5 или 10 см. т.е. время наполнения объема А V.

Подача насоса в каждом опыте равна:

, (35)

где: А V = Sh – объем воды, подаваемой в мерный бак. м;

t – время наполнения объема AV, с.

Создаваемый насосом напор измеряется с помощью вакууметра 9 и манометра 10 и может £ыть подсчитан как сумма:

, (36)

где: Н_м – манометрическое давление в нагнетательном трубопроводе, м.вод.столба;

Н_в – вакуум во всасывающем трубопроводе, м.вод.столба;

h₀ – вертикальное расстояние от места подсоединения вакуумметра до центра шкалы манометра, м:

З_и, i9_B – средние скорости воды во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м/с.

Шкала манометра проградуирована в технических фтмосферах (кгс/см ); и вакуумметра - в кгс/см².

Определение величин Н_м и Н_в в единицах напора (м.вод.столба) осуществляют по уравнениям:

Н_м =10  Р_м, (37)

Н_в= 10Ф_в, (38)

где: Р_м – показания манометра (кгс/см²);

Р_в – показания вакуумметра (кгс/см²).

Средние скорости воды в трубопроводах можно подсчитать:

• для всасывающего:

_в , (39)

• для нагнетательного:

_в , (40)

где: R_B и R_M - внутренние радиусы всасывающего и нагнетательного трубопроводов.

Электрическая мощность W, потребляемая двигателем из сети, может быть замерена с помощью трехфазного ваттметра, по схеме двух ваттметров (схема Арона), одним ваттметром с переключением (пофазное определение мощности), или с помощью амперметра и вольтметра, а также механическим методом. Зная характеристику электродвигателя (coscp и к.п.д. 7, разных нагрузках), определяют мощность на валу электродвигателя:

, (41)

или

, (42)

где: U – напряжение, вольтах;

I – сила тока, амперах; cos <p , rj_u - коэффициент мощности и к.п.д. электродвигателя могут быть взять по характеристике электродвигателя. При механическом методе мощность определяется при помощи мотор - весов, путём измерения момента на валу насоса:

, (43)

где: £ – плеча рычага мотор-весов, м;

G – показание весов, кг;

п – частота вращения вала электровигателя, об/мин. Коэффициент полезного действия насоса г/ определяется как отношение полезной мощности насоса N к мощности на валу электродвигателя N,.

, (44)

где: = 1000 кг/м объёмный вес воды.

Полезная мощность насоса:

, (45)