Практическая работа №3 Тема: Движение жидкости в рабочем колесе цбн. Цель: Изучение движения жидкости в рабочем колесе цбн.

Теоретические сведения.

Жидкость подходит в осевом направлении с некоторой скоростью с₀ к центральной части рабочего колеса насоса. У вхо­да в канал лопатки рабочего колеса изменяют осевое направление струи на радиальное, и скорость с₀ возрастает до скорости с₁. В канале рабочего колеса происходит дальнейшее по­вышение скорости до значения с₂.

Частица жидкости, двигаясь в канале рабочего колеса, совершает сложное движение. Она вращается вместе с колесом с окружной скоростью и и одновременно двигается относительно рабочего колеса со скоростью w. Таким образом, скорость движения частицы –

это результат сложения по правилу паралле­лограмма окружной и относительной w скоростей. На рис. показаны параллелограммы скоростей на входе и на выходе из канала рабочего колеса.

Для того чтобы колесо работало с высоким к. п. д., выбирают соответствующие значения углов входа (β₁) и выхода (β₂).

Основное уравнение центробежного насоса, связывающее напор, развиваемый рабочим колесом, со скоростями, имеет вид:

В этом уравнении:

- гидравлический к.п.д., изменяется в пределах от 0,85-0,95;

К - коэффициент, зависящий от числа лопаток рабочего колеса;

g - ускорение свободного падения g=9,81 м/с².

Остальные обозначения объяснены на рис. 1.

Лопатки рабочего колеса центробежного насоса делают отогнутыми назад (в сторону, противоположную направлению вращения). При лопатках, отогнутых назад, каналы рабочего колеса расширяются более плавно и менее искривлены, чем каналы других профилей, что приводит к снижению гидравлических по­терь внутри центробежного насоса и благоприятно отражается на к. п. д.

Теоретическую производительность центробежного насоса определяют по формуле

Большое значение для нормальной работы центробежных насосов имеет высота всасывания. Различают геодезическую (или геометрическую) высоту всасывания и вакуумметрическую высоту всасывания.

Задание.

1. Начертить рабочее колесо ЦБН.

2. На чертеже указать движение жидкости в колесе.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1. Как классифицируются центробежные насосы?

2. Объясните устройство и принцип действия центробежных насосов.

3. Какими параметрами характеризуется работа центробежного насоса?

4. Как определяется полный напор, развиваемый насосом?

5. Приведите расчетную формулу мощности на валу насоса.

6. Что такое рабочая и универсальная характеристики центробежного насоса?

Практическая работа №4 Тема: Работа центробежного насоса. Цель: Научиться рассчитывать напор, мощность цнб.

Пример.

Необходимо рассчитать напор, расход и полезную мощность центробежного насоса, перекачивающего жидкость (маловязкая) с плотностью 1020 кг/м³ из резервуара с избыточным давлением 1,2 МПа резервуар с избыточным давлением 2,5 МПа по заданному трубопроводу с диаметром трубы 20 см. Общая длина трубопровода (суммарно с эквивалентной длинной местных сопротивлений) составляет 78 метров (принять коэффициент трения равным 0,032). Разность высот резервуаров составляет 8 метров.

Решение:

Для маловязких сред выбираем оптимальную скорость движения в трубопроводе равной 2 м/с. Рассчитаем расход жидкости через заданный трубопровод:

Q = (π·d²) / 4·w = (3,14·0,2²) / 4·2 = 0,0628 м³/с

Скоростной напор в трубе:

w²/(2·g) = 2²/(2·9,81) = 0,204 м

При соответствующем скоростном напоре потери на трение местные сопротивления составят:

H_Т = (λ·l)/d_э · [w²/(2g)] = (0,032·78)/0,2 · 0,204 = 2,54 м

Общий напор составит:

H = (p₂-p₁)/(ρ·g) + H_г + h_п = ((2,5-1,2)·10⁵)/(1020·9,81) + 8 + 2,54 = 23,53 м

Остается определить полезную мощность:

N_П = ρ·g·Q·H = 1020·9,81·0,0628·23,53 = 14786 Вт

Параметр	Вариант
	1	2	3	4	5
ρ, кг/м3	1000	999	1010	1030	1025
Р1, МПа	1,0	1,25	1,2	1,2	1,25
Р2, МПА	2,0	2,5	2,5	3	2,5
d, мм	250	200	200	250	200
l, м	78	80	75	90	78