- •Федеральное агенство по образованию
- •Содержание
- •Предисловие
- •Техника безопасности при работе в лаборатории
- •Требования к составлению отчета
- •Техника гидродинамического эксперимента Приборы для измерения давления
- •Жидкостные приборы
- •Механические приборы
- •Измерение скорости в потоках
- •Способы измерения расхода
- •Лабораторный практикум
- •Методика проведения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 изучение режимов движения жидкости
- •Описание установки
- •Методика проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 материальный и энергетический балансы потока
- •Описание установки
- •Основные обозначения и геометрические параметры трубопровода:
- •Часть I.Построение диаграммы уравнения Бернулли
- •Методика проведения работы
- •Трубопровода; II – внезапное расширение; III – резкое сужение;
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Часть III.Определение коэффициента местного гидравлического сопротивления
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 тарировка мерной диафрагмы
- •Лабораторная работа № 5 испытание центробежно-вихревого насоса
- •Лабораторная работа № 6 испытание центробежного вентилятора
- •Лабораторная работа № 7 изучение устройства насосов и определение их параметров
- •Лабораторная работа № 8 нормальные испытания центробежного насоса
- •Последовательность выключения установки
- •Нормальные испытания центробежного насоса 2к-6
- •Лабораторная работа № 9 кавитационные испытания центробежного насонса
- •Кавитацонные испытания центробежного насоса 2к-6
- •Библиографический список
- •Лабораторный практикум
- •394017, Г. Воронеж, пр. Революции 19.
Последовательность выключения установки
Открыть уравнительный вентиль дифманометра.
Стопорным винтом закрепить статор электродвигателя.
Отключить весы переводом стопорного регулятора из положения «0» в положение «2».
Далее отключается строботахометр, компрессор и электродвигатель центробежного насоса.
Расчетные и экспериментальные данные заносят в протокол испытаний (табл.2.13).
Контрольные вопросы
Основные параметры насосов: подача, напор, полезная мощность, потребляемая мощность и КПД.
Характеристика центробежных насосов.
Регулирование режима работы насоса.
Законы пропорциональности.
Список основных источников: [1,с. 154-159, 167-178, 188-190; 3, с.160-166, 176-184; 5, с.131-178].
Таблица 2.13
Протокол 1
Нормальные испытания центробежного насоса 2к-6
Dн= 40мм;Dв= 50мм;c= 1,0410-2;hвм= 0,15м;hв= 0,60м;l= 0,565м;G= 0,087кг
Номер точки |
Напор |
Подача |
Час-тота вра-щения n, мин-1 |
Мощность |
КПД , % |
Характеристика приведения к n’ = 2900 мин-1 | ||||||||||||
Мн, кгс/см2 |
, м |
Мв или В, кгс/см2 |
или , м |
Н, м |
hрт, мм.рт.ст. |
Q, м3/с |
G, кг |
N, кВт |
Nв, кВт | |||||||||
Q, м3/с |
Н, м |
Nв, кВт | ||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лабораторная работа № 9 кавитационные испытания центробежного насонса
Цель работы– получить характеристики всасывающей способности насоса в рабочей области при постоянном числе оборотов, построить кавитационную характеристику.
Теоретическая часть. Зная всасывающую способность насоса, можно определить высоту всасывания или необходимый подпор, при котором обеспечивается бескавитационная работа насоса.
Кавитация в насосе возникает на входных кромках лопаток рабочего колеса при снижении давления на кромках до давления собственных паров подаваемой жидкости. Кавитация проявляется в парообразовании в зоне наименьшего давления и последующей конденсации паров, происходящей при продвижении потока в колесе в область повышенного давления.
Кавитацию сопровождают следующие явления.
Эрозия материала стенок канала. При конденсации пузырьков пара давление внутри пузырька остается постоянным и равным давлению насыщенного пара, давление же в жидкости повышается по мере продвижения пузырьков. Частицы жидкости, окружающие пузырек, находятся под действием разности давлений в жидкости и внутри пузырька и движутся к центру его ускоренно. При конденсации пузырька происходит столкновение частиц жидкости, сопровождающееся местным повышением давления, достигающего тысяч атмосфер. Это приводит к выщербливанию материала стенок каналов. Этот процесс называется эрозией и является опасным следствием кавитации.
Вибрация и резкий шум.
Падение подачи, напора, мощности и КПД, то есть искажение характеристик насоса.
Превышение полного напора жидкости во входном патрубке насоса над упругостью ее паров называется кавитационным запасом
, (2.67)
где рнп– упругость насыщенного пара,Па; (табл.2.16);р– абсолютное давление на входе в насос,Па;р=рат- В, если вакуум во всасывающем трубопроводе;р=рат+ Мв+ghнв, если давление выше атмосферного;рат– атмосферное давление, Па;В– показание вакуумметра, Па;в– скорость жидкости на входе в насос,м/с.
В результате кавитационных испытаний для каждого режима работы насоса получают его кавитационную характеристику. Она представляет собой зависимость напора мощности от кавитационного запаса при постоянной частоте вращения и подаче. При больших кавитационных запасах кавитационные явления отсутствуют и величины напора и мощности от кавитационного запаса не зависят. Возникновение кавитации приводит к уменьшению напора и мощности насоса. Режим, при котором начинается падение напора и мощности называется критическим режимом. Ему соответствует критический кавитационный запас. Для того, чтобы насос не работал в режиме недопустимо сильной кавитации, назначают небольшое превышение допустимого кавитационного запаса над критическим. Допустимый кавитационный запас
. (2.68)
Зная критический или допустимый кавитационный запас, можно найти для данной насосной установки критическую допустимую высоту всасывания
, (2.69)
где hпот– гидравлические потери во всасывающем трубопроводе насоса,м;р0– давление над жидкостью в приемном резервуаре,Па.
Чтобы контролировать кавитационные условия работы насоса при его эксплуатации с помощью вакуумметра, установленного на входном патрубке, необходимо знать критическую или допустимую величину вакуума на входе в насос. Этот вакуум, выраженный в метрах столба подаваемой жидкости, называют вакуумметрической высотой всасывания
. (2.70)
Результаты испытания насоса на кавитацию наносят на рабочую характеристику насоса обычно в виде кривой зависимости допустимого кавитационного запаса hдопот подачи насосаQ,hдоп =f1(Q) или кривой зависимости допустимой вакуумметрической высоты всасывания от подачи насосаQ, .
Кривая hдоп=f(Q) строится в результате обработки нескольких кавитационных характеристик, снятых при разныхQв рабочей области насоса по указанию преподавателя. Пример кривойh=f(Q) дан на рис.2.15, где она нанесена совместно с рабочей характеристикой насоса.
Пример кавитационной характеристики дан на рис.2.16. Горизонтальные участки кривых Н=f1(Q) иN=f2(Q) обозначают отсутствие кавитации. При определенных, достаточно малых значенияхhкривые начинают снижаться. Значениеh, на графике отмеченное пунктиром и отвечающее началу сниженияНиN, является критическим.
Испытательный стенд описан в работе «нормальные испытания центробежного насоса». При проведении кавитационных испытаний используется водокольцевой насос КВН-4 (рис.2.12).
Перед пуском производят внешний осмотр стенда (рис.2.12), проверяют наличие воды в городской сети, открывают вентиль 18 на трубе, подводящей воду в корпус и сальники вакуум-насоса 1, после чего можно пустить в ход электродвигатель вакуум-насоса. Перед остановкой вакуум-насоса закрывают вентиль 18 подвода воды.
Порядок пуска и остановки центробежного насоса смотри в лабораторной работе № 8 «Нормальные испытания центробежного насоса».
Методика проведения кавитационных испытаний
При кавитационных испытаниях насоса снимаются характеристики, которые представляют собой зависимости напора Н, мощности Nна валу насоса от кавитационного запасаhпри постоянной подачеQи частоте вращения валаn.
Для этого после пуска насоса (рис.2.12) при помощи задвижки на напорной линии 13 устанавливают режим, отвечающий определенному перепаду давлений в дифманометре 12 диафрагмы 11.
Снятие каждой частной кавитационной характеристики должно начинаться при давлении, исключающем кавитацию, для чего в баке предварительно создается избыточное давление с помощью компрессора.
По приборам одновременно производят следующие замеры:
перепад давлений в диафрагме hрт ,мм рт.ст.;
давление в напорном трубопроводе Мн,кг/см2;
давление во всасывающем трубопроводе Мв(если разрежение, то В,кгс/см2);
масса уравновешивающего груза Р = G-G, кг, гдеG- масса груза на чашке весов,кг;G– масса груза на чашке весов в режиме нагрузки,кг;
частота вращения вала насоса n,мин-1;
температура воды в кавитационном баке, С;
барометрическое давление Б, мм рт.ст.
Запись показаний по барометру и термометру производят один раз до и после испытаний. Результаты заносят в протокол 2 испытаний (табл.2.14).
Таблица 2.14
Протокол 2