Насосы и воздуходувные станции. Лабораторный практикум

2. При установке насоса выше уровня воды в приемном резервуаре на конце всасывающего трубопровода устанавливается приемный клапан, препятствующий опорожнению всасывающего трубопровода.

Для крупных насосов при значительных объемах воды во всасывающих линиях заливка насосов производится с помощью специальных вакуум-насосов. Последние присоединяются либо к верхней точке корпуса насоса, либо к фланцу нагнетательного патрубка, если он направлен вверх, где имеются специальные отверстия. При относительно малых диаметрах всасывающих линий (до 200 мм) заливка насосов производится путем непосредственного заполнения насоса водой из запасного резервуара или городской водопроводной сети. В этом случае в наивысшей точке корпуса насоса должна быть предусмотрена установка крана для выпуска воздуха.

В лабораторной установке заливка насоса предусмотрена от сборного бака.

До ввода агрегата в действие необходимо выполнить проверку состояния двигателя и насоса, исправность заземления электродвигателя, состояние защитного ограждения эластичной муфты, правильную затяжку сальников.

Порядок запуска насоса в работу:

1.Открыть задвижку на подводящем трубопроводе.

2.Выключить мановакуумметр и манометр при помощи кранов, чтобы не испортить приборы при заливке и пуске насосов.

3.Заполнить подводящий трубопровод и насос жидкостью.

4.Включить двигатель.

5.Убедиться в нормальных для холостого хода насоса параметрах.

6.Открыть задвижку на напорном трубопроводе. Во избежание нагрева жидкости работа насоса при закрытой задвижке не должна превышать 5 мин.

Пуск в работу насосного агрегата 1 в лабораторной установке

(см. рис. 2) осуществляется следующим образом.

21

Открывается вентиль 2 на всасывающей линии насоса, одновременно закрывается кран у манометров и мановакуумметров. Проверяется положение вентиля 1 на напорном трубопроводе (он должен быть закрыт). Пуск электродвигателя насоса производится путем нажатия кнопки на электрощите насосной установки. После достижения двигателем нормальной частоты вращения краны манометра и мановакуумметра открываются; при этом манометр будет показывать избыточное давление, мановакуумметр – разрежение. Если насос развивает требуемый напор при закрытом вентиле 1, его можно открыть и ввести в рабочий режим. Если насос не создает необходимого давления, что может быть вызвано недостаточным удалением воздуха, требуется остановить насос нажатием кнопки, повторить заливку и вновь его запустить.

Рис. 3. Тарировочная кривая для определения расхода воды в зависимости от перепада давления

22

Б. Остановка агрегата 1.

1. Перекрыть трехходовые краны у манометров, мановакуумметров,таккакприостановкенасосавозникаютбольшие пульсации давления, а это может привести к повреждению приборов.

2)Постепенно закрыть кран на напорной линии агрегата 1.

3)Нажатием кнопки двигатель отключить от сети.

4)Закрыть вентиль 2 на всасывающей линии.

В процессе эксплуатации насосных установок определяют подачуQ,рабочийнапорН,потребляемуюнавалунасосамощность N и КПД, как при полном, так и при частичном открытии задвижки на напорном трубопроводе насоса.

Подача насоса опытной установки определяется по тарировочной кривой рис. 3, в зависимости от величины перепада давления до и за шайбой 11. Величину перепада давления снимают по показаниям пьезометров 12.

Напор, развиваемый насосами опытной установки, рассчитывают по формуле (6.6):

, м, (6.6)

где Рман – показание манометра на напорной линии, кг/см2; Рвак – показание вакуумметра на всасывающей линии, кг/см2;

Z – расстояние по вертикали между цапкой манометра и импульсной трубкой мановакуумметра, м;

Vнап – скорость при входе воды во всасывающий патрубок насоса, м/с;

Vвс – скорость при выходе воды из напорного патрубка насоса, м/с. Полезнаямощностьнасосаподсчитываетсяпоформуле(6.7):

, кВт, (6.7)

где Q – подача насоса, м3/с; Н – напор насоса, м;

r – плотность жидкости, кг/м3;

g – ускорение свободного падения, м/с2.

23

Мощность на валу насоса определяется по формуле:

где I – показания амперметра, А (сила электрического тока); U – показания вольтметра, В (напряжение).

После установления параметров Q, H, N можно по формуле определить КПД насоса, %:

Операции по пуску и остановке насоса выполняются группой студентов по четыре-пять человек в течение двух часов.

Обработка данных

В результате ознакомления с насосной установкой каждая студенческая подгруппа вычерчивает аксонометрическую схему лабораторной установки, описывает порядок пуска и остановки насоса. Необходимо дать характеристику измерительным приборам (градуировку и предел точности измерения), записать в журнал показания измерительных приборов при полностью открытой задвижке на напорной трубе по форме табл. 4.

24

По опытным данным при разных режимах работы насоса

определяют: Q, Н, N, Nп и h.

Данные расчета заносят в табл. 5.

Отчет по работе каждым студентом составляется самостоятельно.

Контрольные вопросы

1.Объясните схему движения воды от места ее забора до

слива.

2.Назовите тип установленных насосных агрегатов, запорной

ирегулирующей арматуры лабораторной установки.

3.Назовите и покажите приборы для измерения давления, укажите места их установки.

4.Каким образом на работающем насосе определить напор?

5.Назовите и покажите приборы для измерения разряжения, укажите места их установки.

6.Назовите и покажите устройство для определения расхода, укажите место его установки.

7.Дайте определение подачи насосами опытной установки.

8.Дайте определение напора насосов опытной установки.

9.Дайте определение КПД насосного агрегата.

10.Объясните порядок пуска центробежного насоса в работу.

11.Объясните порядок остановки насосного агрегата.

12.Назовите последовательность операций при пуске центробежного насоса в работу.

25

6.3. Лабораторная работа № 3 «Построение графических характеристик центробежного насоса по данным его испытаний»

Цель работы – путем испытания центробежного насоса при постоянной частоте вращения получить данные для построения рабочих характеристик. Построить рабочие характеристики Q–H,

Q–N, Q–h.

Порядок и методика проведения испытаний Исследования проводятся на ранее изученной лабораторной

установке (см. рис. 2).

На практике часто возникает необходимость проверить эксплуатационные параметры работы центробежного насоса, которые определяются его рабочими характеристиками.

Рабочими характеристиками центробежного насоса называется графическая зависимость напора, мощности и коэффициента полезного действия (КПД) этого насоса от его подачи при постоянной частоте вращения (Q–H, Q–N, Q–h).

При испытании с целью получения его характеристик пуск насоса в работу осуществляется так же, как в лабораторной работе № 2, при полностью открытом вентиле на всасывающей линии.

После пуска насоса в работу выполняются необходимые замеры для определения параметров Q, H, N, h при разных режимах работы насоса. При изменении режимов работы насоса подача должна изменяться от нуля до максимально возможной (между 0 и максимальным значением подачи берется не менее пяти точек). Изменение режимов работы насоса осуществляется путем дросселирования (изменения степени открытия задвижки на напорном трубопроводе) с помощью вентиля 17, установленного на напорном трубопроводе, вентили 1 и 3 полностью открыты.

Все данные записываются в табл. 6.

Полученные в результате испытания показания измерительных приборов используются для вычисления искомых параметров Q, H, N и h насоса и для построения рабочих характеристик.

26

Таблица 6

Опытные данные

1. Определяется подача насоса по тарировочной кривой

взависимости от перепада уровней воды в пьезометрах (л/с).

2.Полный напор насоса подсчитывается по формуле:

, м.в.с., (6.11)

где Z – разность отметок подключения манометра и вакуумметра, м. 3. Потребляемая насосом мощность определяется по формуле:

, Вт, (6.12)

где Nс – мощность, потребляемая электродвигателем из сети, измеряется по показаниям амперметра и вольтметра; равнымhдв0,85.– КПД электродвигателя, приближенно принимается

Полезная мощность насоса может быть найдена из соотношения:

, кВт,

где Q – производительность насоса, м3/с;

27

Н – напор, м.в.с.;

r – плотность перемещаемой жидкости, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2.

4. Коэффициенты полезного действия насоса вычисляются по формуле:

, %.

Обработка данных Все вычисленные по приведенным формулам параметры

насоса записываются в табл. 7.

Таблица 7

Обработка опытных данных

1

2

3

4

5

6

7

Рис. 4. Характеристика консольного насоса

28

Пользуясь подсчитанными значениями параметров табл. 6, строят рабочие характеристики насоса при заданной частоте вращений. Рабочие характеристики рекомендуется вычерчивать на миллиметровой бумаге, совмещенными в одном координатном поле (рис. 4).

На рабочей характеристике Q–Н студент должен указать границы рекомендуемой области применения насоса исходя из допущения снижения КПД насоса на 10 % от его наибольшего значения.

ОпределиввеличинунаибольшегозначенияКПД,необходимо вычислить при заданной частоте вращения коэффициент быстроходности рабочего колеса насоса по формуле (6.13):

где n – заданная скорость вращения вала насоса, об/мин; насосаQн.и Нн – параметры насоса при наибольшем значении КПД

По вычисленному значению коэффициента быстроходности устанавливается тип рабочего колеса насоса.

Работа выполняется группой студентов по четыре-пять человек в течение двух часов.

Отчет по работе каждым студентом составляется самостоятельно. В нем должна быть вычерчена схема лабораторной установки,приведеныопытныеиобработанныеданныевтабличной форме, построены рабочие характеристики, указан тип колеса.

Контрольные вопросы

1.Какие условия необходимо выполнить, чтобы насос мог работать?

2.Дайте определение подачи насосов опытной установки.

3.Дайте определение напора насосов опытной установки (формула).

4.Дайте определение потребляемой и полезной мощности насосов опытной установки (формула).

29

5.Дайте определение КПД насосного агрегата (формула).

6.Объясните порядок пуска центробежного насоса в работу.

7.Объясните порядок остановки насосного агрегата.

8.Каким образом при постоянной частоте вращения рабочего колеса осуществляется смена режима работы насоса?

9.Рабочиехарактеристикинасосногоагрегата,ихпостроение.

10.Границы рекомендуемой области применения насоса.

11.К какому типу относится рабочее колесо насосного агрегата?

12.Как можно построить характеристику центробежного насоса?

6.4. Лабораторная работа № 4 «Исследование параллельной работы насосов на общую сеть»

Цель работы – получение суммарной рабочей характеристики Q–Н по опытным данным для параллельной работы двух насосов на общую сеть и проверка теоретических закономерностей их параллельной работы.

Порядок и методика проведения исследований Исследования проводятся на лабораторной установке,

позволяющей путем переключения вентилей на напорных линиях осуществлять параллельную работу двух одинаковых насосов. Эксперимент ведется в следующем порядке:

1.Призакрытыхвентилях1и3(см.рис.2)открываютвентили 2 и 4, пускают в работу отдельно каждый насос и убеждаются по показаниям манометров в том, что при Q = 0 величины давлений, создаваемые каждым насосом при холостом ходе, одинаковые или почти одинаковые.

2.Для построения напорно-расходной характеристики Q–Н одного из автономно работающих насосных агрегатов необходимо воспользоваться данными лабораторной работы № 3, табл. 6 и 7. Методика проведения испытаний для построения этой характеристики изложена в указаниях к лабораторной работе № 3.

3.Ввод в режим параллельной работы осуществляется полным открытием вентилей 1 и 3 на напорной линии.

30