VI. Литература:

1. Палишкин Н. А. Гидравлика и сельскохозяйственное водоснабжение. -М.: Агропромиздат, 1990.

2. Лекционный материал.

VII. Контрольные вопросы:

1. Какие гидромашины называются насосами и какой принцип их работы?

2. Что такое напор насоса?

3. Как определяется рабочая точка при работе насоса на сеть?

4. Что такое полезная (эффективная) мощность и мощность на валу насоса? Как они определяются?

5. По полученным характеристикам найти оптимальный режим работы насоса.

6. Характерные неисправности при работе насоса и устранение их.

7. Причины, вызывающие кавитацию насосов.

VIII. К отчету прилагается:

1. Схема опытной установки.

2. Таблица с результатами измерений и расчетов.

3. Характеристики центробежного насоса на совмещенном графике:

Н = f (Q); N = f (Q); η = f (Q)).

4. Краткие выводы о проделанной работе.

IX. Материал к работе:

Насосами называются гидравлические машины, предназначенные для подъема, нагнетания и перемещения жидкости. Насосы разнообразных конструкций (центробежные, поршневые, роторные и др.) широко применяются для механизации подъема воды. Центробежные насосы получили наиболее широкое распространение в практике сельскохозяйственного водоснабжения, особенно в тех случаях, когда нужно подавать сравнительно большое количество воды.

Центробежный насос (рисунок 3) состоит из рабочей камеры 1 и свободно вращающегося в ней рабочего колеса, которое насажено на вал и помещено в спиральный кожух 2. К двум патрубкам кожуха 3 и 4 присоединяются всасывающая 5 и нагнетательная 6 трубы. Всасывающая труба снабжена сеткой 7 и обратным клапаном 8, который препятствует вытеканию жидкости, залитой в насос перед пуском.

Рабочее колесо центробежного насоса представляет собой цельную деталь, отлитую из чугуна, бронзы или пластмассы. Это колесо состоит из двух дисков, между которыми помещены изогнутые лопасти, образующие межлопастные каналы.

Принцип действия центробежного насоса заключается в следующем. Рабочее колесо, насаженное на вал, вращается с большой угловой скоростью, при этом жидкость, залитая (через воронку с краном 9) в насос перед пуском увлекается лопастями и под действием центробежных сил протекает по межлопастным каналам от центра колеса к его периферии, а затем вытесняется по спиральному кожуху в нагнетательную трубу 6. При вытеснении жидкости из рабочего колеса в центральной его части создается разрежение (вакуум), вследствие чего сюда из колодца (резервуара) по всасывающей трубе поступает жидкость в объеме, равном вытесненному из рабочего колеса объему жидкости. Таким путем п роисходит непрерывное перемещение жидкости в насосе.

Рисунок 3 – Конструкция центробежного насоса

Основными параметрами, характеризующими работу насоса, являются его производительность Q, развиваемый насосом полный напор Н, мощность на валу насоса N, коэффициент полезного действия  и число оборотов n.

Производительностью насоса Q называется расход, подаваемый насосом в трубопровод. Производительность выражается в л/с или м³/с; в каталогах насосов выражается также в м³/час.

Полный напор Н, развиваемый центробежным насосом, при равенстве давлений на поверхностях жидкости в резервуарах, равен (рисунок 4):

H = h_вак + h_ман+ z +

где h_вак - показание ваккууметра В, присоединенного к всасывающему патрубку насоса, выраженное в метрах столба перекачиваемой жидкости;

h_ман - показание манометра М, присоединенного к нагнетательному патрубку насоса, также выраженное в метрах столба перекачиваемой жидкости;

z - разность отметок центров манометра и вакуумметра.

Полезной мощностью называется приращение энергии, получаемое всем потоком жидкости в насосе в единицу времени (1 сек):

, кВт

где  - удельный вес жидкости, Н/м³;

Q - производительность, м³/с;

Н - напор, м

Рисунок 4 – Напор насоса

Потребляемой мощностью насоса является мощность на его валу. Часть ее затрачивается на создание полезной (гидравлической) мощности N_п, а другая на преодоление механического трения в подшипниках и сальниках, а также трения наружной поверхности рабочего колеса о жидкость его окружающую (так называемое дисковое трение).

Мощность на валу (потребляемая насосом мощность) может быть определена по формуле:

N = _{эл. дв.} _пер. Р_{эл. дв.}, кВт

где _{эл. дв.} - коэффициент полезного действия электродвигателя;

_пер. - коэффициент полезного действия передачи;

Р_{эл. дв.} - мощность, потребляемая электродвигателем из электросети и определяемая с помощью ваттметра, кВт.

Полный коэффициент полезного действия насоса  определяет собой отношение полезной мощности N_п к потребляемой, т.е.

Рабочие характеристики насоса, полученные для определенного числа оборотов n, могут быть пересчитаны на любое другое число оборотов n, по формулам подобия:

; ; .

Неисправности в работе насоса и способы их устранения

Характер неисправности, причина и признаки	Способы устранения неисправности
Насос не подает воду
Насос и всасывающая линия при пуске не залиты водой (перекачиваемой жидкостью).	Залить насос и всасывающий трубопровод
Приемный клапан не герметичен и не держит воду (после заливки уровень воды падает).	Разобрать приемный клапан, собрать и проверить, держит ли он воду.
Всасывающая линия не герметична	Уплотнить всасывающую линию в местах пропуска. Проверка может быть осуществлена гидроиспытанием всасывающего трубопровода.
Через сальник проходит воздух	Перебить сальник
Число оборотов двигателя мало и не соответствует насосу.	Увеличить число оборотов насоса.
Направление вращения насоса неправильно.	Установить правильное вращение насоса.
Подача воды постоянно уменьшается, совершается неравномерно или прекращается.
Уровень воды падает больше предусмотренного	Углубить насос с тем, чтобы высота всасывания не превышала допустимую
Уровень воды падет настолько, что возможен подсос воздуха	Уменьшить производительность или работать с перерывами
Приемная сетка недостаточно глубоко опущена в воду	Углубить насос с тем, чтобы высота всасывания не превышала допустимую
Насос подает неравномерно, негерметичность всасывающего трубопровода или сальника	Уплотнить трубное соединение, а сальник подтянуть или сменить
Приемная сетка, трубопроводы и насос забиты грязью	Очистить от грязи
Насос совершенно прекратил подачу вследствие резкого увеличения высоты всасывания	Уменьшить производительность или углубить насос.
Увеличение мощности
Мощность сильно возросла и мотор греется. Одновременно возросла производительность	Уменьшить производительность регулировкой вентилем на нагнетательном трубопроводе, остановить мотор и дать ему остыть

16