книги из ГПНТБ / Фонарев, А. Л. Гидромеханизация и гидротранспорт рыбы

О-К* MOO

®-К~0,200

Рис. 24. Экспериментальная зависимость ri(Q, k) для рыбонасоса РБ-100

при п=600 об/мин

Н.кВт

0.,л/сек

о - К=0,000

©- К-0.200

• -K-0A00

Рис. 25. Экспериментальная зависимость N{Q,k) для рыбонасоса РБ-100

при п=&00 об/мин

Методы улучшения эксплуатационных параметров центробежных рыбонасосов

До последнего времени центробежные насосы типа РБ по существу являлись единственным .механизмом для гидромеханизации в рыбной промышленности. 'Первона­ чально они использовались для выгрузки н транспорти­ ровки рыбы [8], а позднее и для ее добычи. В 1954 г. «од руководством И. В. Никанорова [2] разработан и внед­ рен в ‘производство принципиально новый, так называе­ мый бесоетевой способ лова каспийской кильки — на электросвет при помощи рыбонасоса.

Таким образом, на протяжении шестнадцати лет центробежные насосы 'используются для добычи, выгруз­ ки и транспортировки рьгбы.

Естественно, что выполнение каждой из этих задач (добыча, выгрузка и транспортировка рыбы) выдвигает перед рыбонасосными установками различные, а подчас и несовместимые, требования. Для лова каспийской кильки рыбонасос должен быть тихоходен (с небольшим числом оборотов), обладать сравнительно низким напо­ ром и большой производительностью, обеспечивать до­ статочную величину активной сферы всасывания. При транспортировке рыбы, помимо тихоходности и большой производительности, центробежный насос должен созда­ вать высокие напоры (до 15 m j b .c . ) . Для существующих типоразмеров центробежных рыбонасосов РБ-100, РБ-150, РБ-200, РБ-250 некоторые из этих требований (высокий напор насоса) не выполнимы; другие — при правильном выборе центробежного насоса могут быть выполнены.

И при всем этом центробежный насос обязательно должен быть тихоходен, чтобы не повреждать рыбу. «Рыба, как объект гидромеханизации, — пишет А. В. Те­ рентьев [253, — является предметом совершенно своеоб­ разным. Во всех состояниях, от сырца до готового про­ дукта, она имеет свойство повреждаться в результате взаимодействия с орудиями механизма». И далее... «ры­ ба не должна получать механических повреждений, ко­ торые могли бы снизить сортность готового продукта».

Рассмотрим, каким образом выполняются эти требо­ вания на практике. Ранее лов каспийской кильки на электросвет производился рыбонасосом РБ-100 при 950 об/мин [2]. Для сети из резинового армированного

93

шланга с условным диаметром 100 мм и длиною 80 м рабочая точка рыбонасооной установки на воде имеет

При таких числах оборотов повреждаемость рыбы, по данным И. В. Никонорова [2], составляет 20%.

Если для этих целей РБ-100 заменить рыбонасосом РБ-200, то при 300 об/мин для сети из резинового арми­ рованного шланга диаметром 200 мм и длиною 80 м ра­ бочая точка рыбонасосной установки на воде будет иметь такие данные: Qa— 55 л/сек-, Я 0= 4,3 м\ Я0= 3 ,75 кет, т)о=0,60; V— 1,75 м/сек.

Таким образом, в результате замены возросла более чем в 2 раза производительность рыбоиасосной установ­ ки, снизились напор и мощность (Я 0 в 2,5 раза, a N0 на 40% ), увеличился на 10% ее к.п.д. Так как число оборо­ тов рыбонасоса уменьшилось в 3 раза, резко сократится травматизм рыбы.

Одновременно увеличится активная сфера всасыва­ ния каспийской кильки. По И. В. Никонорову, ее кри­

где RKр — критический радиус активной сферы всасыва­ ния;

г0 — радиус трубопровода;

v — расходная скорость гидросмеси;

vKp — критическая скорость рыбы (для каспийской кильки окр= 0,35 м/сек [4].

Мы видим, что на активную сферу всасывания геометри­ ческие размеры трубопровода оказывают большее влия­ ние, чем расходная скорость водорыбной смеси. В самом

РБ-200) критический радиус не уменьшится, а возрастет

в1,5 раза.

Внастоящее время рыбопромысловые суда iKa-опия типа РМС оборудованы рыбонасосной установкой РБ-150

[3]. При эксплуатационных 'числах оборотов (п = = 650 об/мин) для сети из армированного резинового шланга с условным диаметром 250 мм и длиною 80 м ра­ бочая точка рыбонасосной установки на воде имеет сле­

94

-Если РБ-160 заменить рыбонасосом РБ-250, то при 250 об/мин дли сети из резинового армированного шлан­ га с условным диаметром 250 мм и длиною 80 м рабочая точна рыбонасосной установки на воде будет иметь та­ кие данные Q o= 100 л/сек\ /70= 4 ,3 м; N0— 7,2 /сет; т]= 0,59; о= 2,04 м/сек.

Иными словами, при наличии на судах Каспия рыбонасосной установки РБ-250 промысел каспийской кильки становится более эффективным по всем показателям: увеличиваются производительность рыбоиасосной уста­

(примерно в 1,5 раза). Уменьшение числа оборотов ры­ бонасоса (в 2,6 раза) и расходной скорости гидросмеси (в 1,75 раза) благоприятно скажется на неповрежден­ ное™ рыбы.

Очевидно, из рассмотрения этих примеров следует сделать вывод. Интенсификация процесса добычи рыбы на Каспии с помощью рыбонасосов должна идти не по пути увеличения чисел оборотов, а путем увеличения типоразмеров при правильном выборе режима их рабо­ ты. Чтобы одновременно облегчить труд рыбаков, необ­ ходимо изыскать для этих целей более легкие и эластич­ ные шланги.

Серьезным препятствием, сдерживающим дальней­ шую эксплуатацию центробежных рыбонасосов на про­ мысле каспийской кильки, является большой процент поврежденной рыбы. Механический «лопанец», или раз­ рыв 'брюшной ткани, у каспийской кильки наблюдается ■ипри лове рыбы конусными сетями, однако при бесоетевом лове он возрастает в 10 и более раз [5].

■Причины образования механического «лопанца» под­ робно исследованы в работах И. В. Никонорова [2], [3], [4] и И. iM. Соколова [5], [44]. И ,в этой -связи хотелось бы обратить -внимание только на кинематические харак­ теристики потока внутри рыбонасоса.

При эксплуатационном режиме работы ( « = = 950 об/мин) окружная скорость гидросмеси на выходе из рабочего колеса -РБ-100 равна:

где U2 — окружная скорость гидросмеси на выходе из рабочего колеса, м/сек\

95

D2 — его наружный днамет.р (D2— 0,30 м), м. Абсолютная скорость гидросмеси, выходящей из рабоче­ го колеса, по данным А. В. Терентьева [8], [25], состав­ ляет 0,8 от U2. Поэтому

Са= 0,8 ■С/2= 0,8 -14,9 = 11,9 м/сек,

где Со — абсолютная скорость гидросмеси, выходящей из рабочего колеса.

Итак, проходя через рабочее колесо, водорыбиая смесь изменяет свою скорость от 4 м/сек до 12 м/сек. Естественно, что при .наличии столь больших скоростей нежная рыба ('каспийская килька) с перенапряженнымя тканями, вызванными уменьшением давления окру­ жающей среды в 30 раз (горизонт лова рыбы 80 м), при ударе о препятствие получает травму.

Чтобы уменьшить количество травмированной .рыбы, от применения РБ-100 на промысле отказались, заменив их рыбонасосами РБ-450. Однако кинематические харак­ теристики водорыбной смеси от этого не улучшились, так как окружная и абсолютная скорости гидросмеси на вы­ ходе из рабочего колеса (Д>= 0,45 м) РБ-150 состав­

Не удивительно, что травматизм рыбы в этом случае не уменьшился, а даже несколько возрос [5].

Высокие напоры, которые необходимы при выгрузке и транспортировке рыбы в море, обеспечить процессом всасывания насоса, конечно, нельзя. В связи с этим ряд научных и проектных организаций (©НИРО, ПИНРО, ЦКБ «Запрыба», СЭКБ по промрыболовству) спроекти­ ровали и приступили к испытаниям опытных образцов погружных рыбонасосов [7], в том числе и многоступен­ чатых. Их прототипом являются уже освоенные промыш­ ленностью центробежные рыбонасосы типа РБ. И так как высокие напоры насоса и тихоходность необходимо сов­ местить с возможностью перекачивать крупную рыбу (например атлантическую сельдь), их типоразмеры дол­ жны быть значительно более существующих.

Таким образом, единственной возможностью увеличе­ ния напоров погружных центробежных рыбонасосов яв­ ляется увеличение типоразмеров при правильном выборе режима их работы.

96

Насос «Юнитек А-50» приводится во вращение от электромотора переменного тока, на вал которого наса­ жено рабочее колесо; корпус насоса жестко соединен с электромотором. Так как электромотор переменного то­ ка не позволяет изменять числа оборотов насоса для смя­ тия его рабочих характеристик, привод осуществлялся электромотором постоянного тока ЛН-5. 'Независимое питание обмотки возбуждения и якоря этого электро­ мотора позволили изменять его число оборотов в широ­ ком диапазоне: от нуля до максимума.

Испытание вихревого насоса «Юнитек А-50» проводи­ лось на воде при различных числах оборотов.

В качестве примера на рис. 27 изображены рабочие характеристики H(Q), p(Q ), N(Q) вихревого насоса «Юнитек А-50» при 1500 об/мин. Мы видим, что по внеш­ нему виду они напоминают аналогичные характеристики обычного центробежного насоса (Приложение, рис.

■ Q.-"/сек

Q - 1

• - Ъ

Рис. 27. Рабочие характеристики H(Q), N(Q), r| (Q) вихре­ вого насоса «Юнитек А-50» при л=1500 об/мин

98

Основная характеристика H(Q) круто изменяет на­ пор вихревого 'насоса по его производительности. (Сле­ дует отметить, что вообще крутые характеристики устой­ чивы и стабильны и очень выгодны с точки зрения регу­ лирования напора). Так, например, увеличение произво­

Вместе с тем следует обратить внимание на исключи­ тельно низкие напоры, создаваемые вихревым насосом. При производительности -свыше 2 л/сек их величина со­ ставляет всего лишь несколько метров .водяного столба. У -центробежных насосов при сопоставимых условиях на­ поры гораздо более высокие.

Оптимальные значения производительности и напора у рассматриваемого насоса таковы:

Затраченная мощность у вихревого насоса резко возра­ стает с ростом производительности. Однако ее величина

(N = 0,755 квт). Коэффициент полезного действия у вих­ ревого насоса очень мал. Его величина -почти в 3 раза меньше, чем r)max центробежного насоса, и составляет примерно 0,25. Это свидетельствует о том, что использо­ вание вихря в качестве источника для перемещения од­ нофазной жидкости нецелесообразно.

Как и следовало ожидать, вихревой насос подчиняет­ ся законам подобия центробежных насосов. Для него так же, как и для центробежного насоса, справедливы соотношения (IV.7), (IV.8), (IV.9).

Целесообразность ' использования .вихревого насоса в качестве рыбонасоса можно установить только с -помо­ щью специально поставленного эксперимента. Причем во время этих опытов единственным критерием целесооб­ разности вихревого -рыбонасоса может явиться практи­ чески полное отсутствие механических и физических по­ вреждений у рыбного -сырья. Во .всех иных случаях вих­ ревой рыбонасос менее целесообразен, чем широко используемый ,в рыбной -промышленности СССР центро­ бежный насос типа РБ.