4.3 Описание лабораторного стенда
Кавитационные испытания вихревого насоса проводятся на том же стенде, что и энергетические (лабораторная работа №3, рис 3.1). Установка состоит из вихревого насоса 3 с приводом от асинхронного электродвигателя, работающего при постоянной частоте вращения ротора. Всасывание воды производится из бака 12 по приемному трубопроводу 1 , в состав которого входит сложное
сопротивление между точками Б-Д, используемое как дроссельный расходомер, и клапан (переменное сопротивление 2) с помощью которого в ходе экспериментов производится изменение давления на входе в насос, т.е. кавитационного запаса энергии жидкости на входе в насос . По напорному трубопроводу 9 и 10 (гибкий шланг), на котором установлен регулирующий клапан 6, вода возвращается в бак.
При проведении испытаний используются следующие приборы, установленные на стенде: вакуумметр 7, манометр 8, микропьезометр с наклонной трубкой 13, измеряющей падение давления на дроссельном расходомере - сложном сопротивлении (Д-А); ваттметр 6 (или амперметр 15 и вольтметр), с помощью которых измеряется потребляемая мощность; термометр 11 для измерения температуры жидкости.
Подача (режим работы насоса) устанавливается по показаниям, предварительно градуированного на подачу, микропьезометра 13.
4.4 Методика проведения кавитационных испытаний насоса.
1. Наиболее важной частной кавитационной характеристики, результаты которой определяют кавитационные качества насоса, является характеристика снятая на номинальном (спецификационном) режиме работы. По результатам этих опытов вычисляется значение кавитационного коэффициента быстроходности С испытуемого насоса. Подача насоса на этом режиме определяется по энергетическим характеристикам, полученным при испытании вихревого насоса (см. график η=f(Q) в отчете по лабораторной работе №3). Как вариант задания преподаватель может предлагать провести испытания при других параметрах близких к номинальному.
2. Полностью открывать клапан 2 на всасывающем трубопроводе.
3. Так как испытуется вихревой насос полностью открыть клапан 6 на нагнетательном трубопроводе.
4. По начальным показаниям микропьезометра 13 проверить уровень воды в емкости 12, он должен соответствовать уровню во время градуировки пьезометра на расход, если необходимо откорректировать уровень, добавив или слив часть воды.
5. Включить насос (вставляем в электрическую вилку в розетку, соединенную с ваттметром или амперметром).
6. Медленно закрываем клапан 6 на напорном трубопроводе, до тех пор пока расход устанавливаемый по микропьезометру 13, не достигнет нужной величины.
7. Во время опыта фиксируют давление на нагнетании (Рн) по менометру на всасывании (Рвак, по мановакуумметру), положение жидкости пьезометрической трубки (А), показания ваттметра (W) или амперметра (А) и вольтметра (В) и термометра (toC).
8. Прикрывая кран на всасывающем трубопроводе 2, увеличиваем значение Рвак. При этом расход несколько уменьшается.
9. Медленно открывая кран 6 на напорном трубопроводе, используя показания микропьезометра 13, доводим подачу насоса до прежнего значения.
10. Записываем показания всех приборов при новом значении Рвак в трубопроводе.
11. Подобным образом опыт повторяется необходимое число раз, каждый раз увеличивая вакуум на 0,15÷0,2 бара, пока при некотором прикрытии клапана 2 на всасывании после восстановления расхода клапаном 6 не появятся признаки кавитации (уменьшение напора насоса, колебание стрелки приборов или окажется не возможным восстановление подачи). Чтобы уточнить значение Δhкр (или Δhcр) в момент начала кавитации опыт повторяют 2-3 раза, прикрывая (или открывая при невозможности восстановления подачи) клапан 2, так чтобы показания вакуумметра увеличивались (уменьшались) на 0,02÷0,03 бара.
При снятии частной кавитационной характеристики может обнаружиться, что при достижении некоторого предельного значения Рвак напор Н и другие параметры насоса снижаются. Это объясняется тем, что напор зависит от плотности перекачиваемой среды ρ кг/м3, которая при возникновении кавитации уменьшается, вследствие того, что плотность двухфазного потока (жидкость + пар) меньше плотности воды.
Таким образом, в конечном итоге, строим частную кавитационную характеристику насоса, представляющую зависимость H, N и n от кавитационного запаса Δh на определенном режиме работы насоса по расходу и постоянной частоте вращения его ротора. Значение Δh при котором напор на графике частной кавитационной характеристики уменьшается на 2÷3%,и принимается за Δhкр.
Для построения общей кавитационной характеристики Δh=f(Q) снимаются 4÷5 частных характеристик при различных подачах Q в пределах рабочего интервала подачи насоса, используя которые строят график =f(Q).