5.4 Вычислить величину напора, развиваемого рабочим колесом, по приближенной зависимости:

, дж/кг (3)

где Ez - коэффициент, учитывающий влияние конечного числа лопастей, можно принять Ez ≈ 0,8;

- гидравлический н.п.д. рабочего колеса, рекомендуется принять ≈ 0,8.

5.5 Вычислить коэффициент быстроходности рабочего колеса по формуле:

(4)

где: ω – угловая скорость, рад/с;

Н – напор колеса, дж/кг.

и установить тип рабочего колеса по быстроходности.

Р ис. 1.8 Образец меридионального разреза рабочего колеса центробежного насоса

Рис. 1.8а Образец плана рабочего колеса центробежного насоса

Рис. 1.9 Треугольники скоростей при выходе из рабочего колеса

6 Оформление отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать эскиз заданного рабочего колеса, план скоростей на выходе из рабочего колеса, расчет быстроходности рабочего колеса.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите преимущества и недостатки центробежного насоса консольного типа.

2. Как передается жидкость из одной ступени в другую в многоступенчатом насосе?

3. Как обеспечивается уплотнение вала в сальнике с мягкой набивкой?

4. Какие сведения содержатся в буквенном и цифровом обозначении марки насоса?

5. Как уравновешивается осевая сила в одноступенчатых и многоступенчатых насосах?

6. Почему многоступенчатый насос целесообразно делать секционным?

7. Особенности конструкции и преимущества вертикальных насосов.

8. Принцип работы и устройство вихревых насосов.

9. При каком положении клапана на нагнетательном трубопроводе следует запускать вихревые насосы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Воронов В.Ф., А.П. Арцыков. Судовые гидравлические машины. – Л., Судостроение, 1976.

2. Завский В.В., Б.Г. Декин. Судовые вспомогательные механизмы и сестемы. – М.: Транспорт, 1984.

3. Певзрен Б.М. Насосы судовых систем и установок. – Л.: Судостроение, 1971.

4. Чиняев И.А. Судовые вспомогательные механизмы – М: Транспорт, 1989.

5. Центробежные судовые электронасосы типа НЦВ и НЦВС. Каталог-справочник – М.: ЦИНТИхиммаш,1983.

Лабораторная работа № 2

Методы и приборы определения рабочих параметров нагнетателей и трубопроводных систем

2.1 Цель работы

Практическое ознакомление с методами и используемыми приборами для определения рабочих параметров нагнетателей и трубопроводных систем.

2.2 Вводная часть

К нагнетателям относятся насосы и вентиляторы.

Работа любого нагнетателя характеризуется его рабочими параметрами, определяемыми при их испытания, главными из некоторых являются производительность (подача) Q, напор Н (давление Δ Р), потребляемая мощность N, коэффициент полезного действия η и частота вращения n (угловая скорость ω) его ротора.

Работа трубопроводной системы (сети) характеризуется расходом жидкости Q, значением потерь энергии жидкости при ее движении h и распределением давления р вдоль трубопровода, а также коэффициентом полезного действия трубопроводной системы η и трубопровода η_тр.

Производительность.

Производительность или подачей нагнетателя называется объем жидкости, подаваемой нагнетателем в единицу времени, она измеряется в м³/сек.

Наиболее распространёнными способами измерения являться дроссельный (по перепаду статического давления на специальном участке трубопровода) и объемный (по времени наполнения мерной емкости). В первом способе используется функциональная зависимость уменьшения статического давления р от увеличения скорости V (пропорционально V²) при уменьшении площади сечения потока F т.к часть потенциальной энергии согласно уравнению Бернулли преобразуется в скоростную, и от гидравлических потерь h, возникающих при движении жидкости (согласно формуле Вейсбаха

где - коэффициент потерь на измерительном участке трубопровода).

В качестве измерительных устройств применяться специальные местные сопротивления: диафрагмы сопла, трубы Вентури, торцевые измерительные коллекторы). Могут использоваться и штатные сложные (для увеличения перепада давления) местные сопротивления .

Для получения функциональной зависимости Q от перепада давления Δ Р в местном сопротивлении запишем уравнение Бернулли для двух сечений: первое (1) на входе в расходомерное измерительное устройство, второе (2) - на выходе или в самом узком его сечении

Учитывая, что из уравнения неразрывности потока (постоянства расхода)

, ,

где: F₁ и F₂ – площади сечения потока, м²;

ρ – плотность перекачиваемой жидкости,

получим

,

Обозначив,

,

где: - коэффициент расходомера (определяется опытным путем), получим:

, м³/с.

Средняя скорость и расход могут определяться также по значению среднего скоростного давления потока

где α- коэффициент неравномерности потока (α = 1÷1, 1), откуда

Среднее скоростное давление является разностью полного (Р_n) и статического (Р) давлений:

Р- среднее статическое давление потока.

Измерение Р_n и Р_ск производиться с помощью различных гидродинамических трубок: трубок Пито, усредняющих трубок полного напора, трубок Пито-Прантля, устройство и работа которых изучалось в лабораторном курсе по дисциплине «Гидравлика».

Измерение статического давления производиться путем его отбора на поверхности труб с помощью дренажных трубок.

Приближенно для определения расхода в воздушных потоках может определяться динамическое давлением по скорости только в середине сечения, тогда при стандартных условиях (при ρ_в=1,22 кг/м³).

Для измерения производительности вентиляторов при испытаниях с нагнетательным трубопроводом применяются торцевые диафрагмы со встроенной

трубкой Пито, в этом случае

где: Р_ск – полное давление, измеряемое трубкой Пито в середине сечения отверстия, Па;

- коэффициент этого расходомера, справочная величина зависит от отношения ;

ρ_в – плотность воздуха, зависит от его температуры и барометрического давления, определяется по формуле:

Для измерения падения давления в расходомерных устройствах, как правило, используют дифференциальные жидкостные манометры и микроманометры.

При малых давлениях потока (например, при расположение расходомера на всасывающих трубопроводах насосов) - пьезометры.

При объемном методе определения производительности жидкость от нагнетателя через трубопровод поступает в тарированную мерную емкость, при этом фиксируется время её наполнения t сек.

П роизводительность равна объему емкости V, деленному на время её наполнения t.

м³/с или л/с