6. Гідромашини.

6.1 Параметричні дослідження відцентрового насоса

Мета роботи: Вивчити методику параметричних дослідів відцентрових насосів. Одержати напірну й енергетичні характеристики консольного відцентрового насоса.

Перед виконанням лабораторної роботи необхідно самостійно вивчити по [4]с. 158...168.

Опис лабораторної установки

На рис.3.1.1. приведена схема установки для досліду відцентрових насосів. Насос 2 забирає воду з резервуара по всмоктувальній трубі І. Вода від насоса надходить по напірному трубопроводі назад в бак. Для виміру напору насоса на всмоктувальному трубопроводі установлений вакуумметр, а на напірному патрубки-манометр.

Рис. 3.1.1. Лабораторна установка для випробування відцентрових насосів

1, 7 – трубопроводи, 2, 12 – насоси, 3, 10 – манометри,

4, 5, 8, 11, 13 – Заслінка, 6 – лічильник рідини, 9 – витратомір Вентурі

14 – вакуумметр

Подача насоса виміряється об'ємним способом за допомогою лічильника 6 і регулюється засувкою 8, установленою на напірному трубопроводі 7. Засувки 5, 11 повинні бути закриті, а засувки 4, 15 - відкриті протягом всього експерименту.

Для визначення потужності, споживаної електродвигуном з мережі, лабораторна установка обладнана вольтметром і амперметром. Частота обертання вала електродвигуна контролюється за допомогою переносного механічного тахометра.

Порядок виконання роботи

Перед початком дослідів у лабораторному журналі накреслити схему стенда і зафіксувати в табл. 3.1.1. паспортні дані досліджуємого насоса й основні конструктивні характеристики лабораторної установки.

Таблиця 3.1.1. Дані випробуваного насоса і лабораторного стенда

Найменування	Умовне позначення	Розмірність	Величина
Марка насоса
Подача	Q	м3/с
Напір	H	м
Частота обертання	n	мин-1
Потужність електродвигуна	N	кВт
Діаметр всмоктувального патрубка	dв	мм
Діаметр нагнітального патрубка	dн	мм
Різниця висот положення манометра і вакуумметра	Z	м
Барометричний тиск	рб	мм. рт. ст

Зробити продувку трубок, з’єднуючих: манометр і вакуумметр із патрубками насоса. Ця операція здійснюється шляхом не тривалого відкриття триходових кранів.

Насос заливається з допомогою ручного насоса при закритому крані 15 і 8. Повітря при цьому виходить через сальники, або через чуть привідкритий кран 8. Взагалі, то на всмоктувальному трубопроводі повинні бути зворотні клапани, а кранів 13,15 не повинно бути. Ці крани поставлені для демонстрації впливу збільшення гідравлічного опору всмоктувального участка на появу кавітації І наявність цих кранів дає можливість запустити насоси без зворотних клапанів. Включають в мережу електродвигун насоса. В таб.14.2 записують показники всіх вимірювальних приборів: манометра, вакуумметра, витратомірного пристрою, амперметра, вольтметра.

Зменшуючи при допомозі заслінки 8 подачу насоса, в таб.14.3 заносять нові показники вимірювальних приборів. Кількість експериментальних точок назначають 6...8.

Тоді відкрити кран 15 і переконатись, що насос надійно захопив воду. Це видно по невеликому вакууму на вакуумметрі 14 і напорі в 1,5 атм на приладі 10. Повільно відкривати кран 8, спостерігаючи збільшення витрати. При повністю відкритих кранах 15, 8 (Q = Q_макс)

Зменшити подачу, закриваючи кран 8 так, щоб помінялись показання приладів і знову так зробити ще 3-4 рази. Останній замір зробити при повністю закритому крані 8. В останньому випадку витрату не міряти.

Після закінчення вимірювань закрити кран 15 і включити насос.

Таблиця 3.1.2. Результати вимірювань

Найменування параметра	Умовне позначення	Розмірність	№ досліду
			1	2	3		10
Тиск	рм	кгс/см2
-”-	рv	кгс/см2
-”-”-	hм	м
-”-”-	hвак	м
Температура води	t	0С
Об’єм	V	м3
Час	t	с
Струм	I	А
Напруга	U	В
Частота	n	хв.-1

Обробка результатів вимірювань.

Подача насоса може бути визначена об’ємним способом при допомозі лічильника рідини і секундоміра чи по перепаду напорів на трубці Вентурі.

При використанні об’ємного способу, подача визначається по формулі:

(1)

де - контрольний об’єм води (по лічильнику), м;

Т - час подачі насосом контрольного об’єму води, с.

Якщо використовується витратомір Вентурі – то подача Q визначається по тарувальному графіку витратоміра Вентурі чи по формулі

(2)

де - перепад тиску на витратомірі; - тарувальний коефіцієнт витратоміра.

Напір насоса визначається по формулі

(3)

де - напір у нагнітальному і вакуум в м.в.ст. у всмоктувальних трубопроводах насоса, м:

_н, _в- швидкість води в нагнітальному та всмоктувальному трубопроводах насоса, м/с;

z – відстань по вертикалі між геодезичними відмітками манометра і вакуумметра, м.

На даній установці геодезичні відмітки манометра і вакуумметра відраховуються від базової осі труби.

Потужність (КВт), споживана насосним агрегатом з мережі

(15.4)

де напруга живильної мережі, В;

І - струм електродвигуна, А;

- коефіцієнт потужності двигуна, що характеризує активну складову потрібної потужності.

В залежності від типу, габариту і завантаження електродвигуна дорівнює 0,1...0.28 на холостому ходу; 0,75...0.93 - у номінальному режимі. Для електродвигуна насоса БЦНМ у додатку приведено графік залежності Можна його взяти наближено 0,8

Таблиця 3. Результати обчислювання

Найменування параметра	Умовне позначення	Розмірність	№ досліду
			1	2	3		10
Подача		м3/с
Швидкість на всмоктуванні	vв	м/с
Швидкість на подачі	vн	м/с
Напір	Н	м
Корисна потужність	N	Вт
Коефіцієнт потужності двигуна	Cos
КПД електродвигуна	д
Потужність насоса (на валу)		Вт
Відношення частот
Приведена подача
Приведений напір
Приведена потужність
ККД насоса

Потужність корисна (на переміщення води)

Вт.

Потужність на валу насоса (затрачувана на привід насоса)

,

де - ККД електродвигуна (можна взяти ). ККД насоса

Результати визначених параметрів насоса представити по формі в таб.3. та у графічній формі приблизно як на рис.4.

Р

Рис.2. Характеристика відцентрового консольного насосу.

Контрольні запитання.

1. Що таке параметричне дослідження насосів і який метод їх проведення?

2. Напірна і енергетична характеристика відцентрового насоса.

3. Яка максимально можлива висота всмоктування насоса і чим вона обумовлена?

4. Яка реально рекомендована максимальна висота всмоктування насоса і чим вона обумовлена?

5. З чого складається напір насоса?

6. Чим визначається оптимальність режиму роботи відцентрового насоса?