Методички к лабораторным работам / Отчет по испытанию центробежного насоса

Министерство образования РФ

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ИСПЫТАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Выполнил

Принял

Балаково 2003

Ц е л ь р а б о т ы. Экспериментально получить характеристику центробежного насоса и навыки проведения экспериментальных исследований.

О С Н О В Н Ы Е П О Н Я Т И Я

Н а с о с представляет собой гидравлическую машину для создания напорного потока жидкости путем преобразования механической энергии приводного двигателя в кинетическую и потенциальную энергию движущейся жидкости. За счет этой энергии насосы поднимают жидкость на необходимую высоту и перемещают на требуемое расстояние.

О с н о в н ы е э н е р г е т и ч е с к и е п а р а м е т р ы н а с о с а

Основными энергетическими параметрами насосов являются:

напор Н, подача Q, мощность N, коэффициент полезного действия  , допустимая вакууметрическая высота всасывания Н_{вак.доп.} или кавитационный запас h_кав.

Н а п о р н а с о с а Н - высота, на которую жидкость способна подняться под действием статического давления и разности скоростей на выходе и входе в насос. Напор насоса можно определить при помощи подключенных к нему манометра и вакууметра по формуле

, м (1)

где P_м и P_в - соответственно показания манометра и вакууметра;

h₀ - расстояние по вертикали между центрами манометра

и вакууметра;

V_н и V_в - соответственно средние скорости жидкости в

точках подключения манометра и вакууметра;

g - ускорение силы тяжести;

 - плотность жидкости.

П о д а ч а н а с о с а Q - объем жидкости, подаваемый насосом в единицу времени.

М о щ н о с т ь н а с о с а N - мощность, потребляемая насосом, необходимая для создания требуемого напора и преодоления всех видов потерь энергии в насосе.

Мощность насоса определяется по формуле

N=N_П/ , (2)

где N_п - полезная мощность насоса;

 - коэффициент полезного действия насоса.

П о л е з н а я м о щ н о с т ь н а с о с а N_П -мощность, сообщаемая насосом перекачиваемой жидкости, определяется по формуле

N_П =PQ = gHQ , Вт (3)

где Р - давление, создаваемое насосом.

К о э ф ф и ц и е н т п о л е з н о г о д е й с т в и я н а с о с а

 - отношение полезной мощности к мощности насоса:

 = ; (4)

=_о_г_{м ,} (5)

где _о - объемный КПД, учитывающий потери мощности в насосе

_г -гидравлический КПД, учитывающий потери мощности на

преодоление гидравлических сопротивлений в насосе,

_м - механический КПД, учитывающий потери мощности

в подшипниках, уплотнениях и др.

В а к у у м е т р и ч е с к а я в ы с о т а в с а с ы в а н и я H_вак - разность абсолютных давлений окружающей среды P_АТ и на входе в насос P_вх , выраженная высотой столба жидкости и при наличии показаний приборов определяется по формуле:

, (6)

где V_в - средняя скорость жидкости на входе в насос.

При определении высоты установки насоса относительно уровня жидкости в питающем резервуаре необходимо знать д о п у с т и м у ю в а к у у м е т р и ч е с к у ю в ы с о т у в с а с ы в а н и я H_{вак. доп.}, которая обеспечивает устойчивую работу

насоса. Допустимая вакууметрическая высота всасывания для нормального атмосферного давления 0,1 МПа и температуры перекачиваемой жидкости 20 ⁰ С приводится в паспорте насоса.

При определении высоты установки насоса чаще используется кавитационный запас.

К а в и т а ц и о н н ы й з а п а с h_кав - превышение полного напора жидкости во всасывающем патрубке над давлением насыщенных паров этой жидкости и определяется по формуле:

h_{кав =} , (7)

где P_ВХ - абсолютное давление жидкости на входе в насос;

P_НП - давление насыщенных паров жидкости.

При наличии показаний приборов кавитационный запас определяется по формуле:

h_кав =( Р_ат - Р_в -Р_нп ) / ( g) + h₁ + V_в ²/( 2g) , (8)

где Р_ат - давление над свободной поверхностью жидкости,

в открытых резервуарах равно атмосферному;

h₁ - расстояние по вертикали от точки присоединения

вакууметра до центра вакууметра.

О п и с а н и е л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и

Схема лабораторной установки для испытания центробежного насоса приведена на рис.3. Установка состоит из центробежного насоса 1, приводимого трехфазным электродвигателем 2, всасывающего 3 и напорного 4 трубопроводов. Вода насосной установкой забирается и сбрасывается в один и тот же резервуар 5. Для определения напора, создаавемого насосом, во всасывающем трубопроводе установлен вакууметр 6, в напорном - манометр 7. Подача насоса определяется при помощи счетчика воды 8 и секун -домера. Регулирование подачи насоса осуществляется при помощи вентиля 9. Для определения мощности, потребляемой электродви-гателем, используются амперметр 10 и вольтметр 11, установленные на щитке управления 12. Температура воды измеряется при помощи термометра 13. Заполнение корпуса насоса и всасывающего трубопровода осуществляется из общего водопровода по трубе 14 при помощи вентиля 15. Заполнение резервуара 5 осуществляется по трубе 16 при помощи вентиля 17.

12

11

U

d_н

4

16

7

9

М

15

А

h₀

В

1

10

2

6

3

8

17

d_в

13

5

Рис. 3. Схема установки для испытания центробежного насоса

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Расчет величин, заносимых в таблицу, проводится по формулам приведенным ниже.

Расход жидкости определяется по формуле:

Q=W/t , ( 9 )

где Q- расход жидкости

W- показания водомера

t - время отсчета

Напор насоса определяется по формуле ( 1 ).

Мощность, потребляемая электродвигателем, определяется по формуле:

=1,73 I U Cos  ,

где I - показания амперметра

U - показания вольтметра

Cos  = 0,86

Мощность, потребляемая насосом определяется по формуле:

,

где  _э - К.П.Д. электродвигателя

Полезная мощность насоса и КПД определяются по формулам ( 3 ) и ( 4 ) Кавитационный запас насоса определяется по формуле ( 8 ).

Таблица

N п/п	Наименование измерений	Ед. изм.	Опыты
			1	2	3	4	5	6
Определение производительности насоса
1	Показания водомера , W	м3
2	Время отсчета , t	с
3	Расход жидкости , Q	м3/c
Определение напора насоса
4	Показания манометра , Pм	МПа
5	Показания вакуумметра , Рв	МПа
6	Напор насоса , Н	м
Определение мощности, потребляемой насосом
7	Показания амперметра , I	А
8	Показания вольтметра , U	В
9	Мощность, потребляемая эл. двигателем , Nэл	Вт
10	Мощность, потребляемая насосом , N	Вт
Определение КПД насоса
11	Полезная мощность насоса , Nп	Вт
12	КПД насоса , 
Определение кавитационного запаса
13	Температура воды , t	0С
14	Давление насыщенных паров воды , РНР	МПа
15	Кавитационный запас, hкав	м

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМАПРОВЕРКИ

1. По какой формуле определяется полезная мощность центробежного насоса?

2. Что называется произвадительностью центробежного насоса?

3 Какие виды потерь учитывает полный КПД насоса?

4. По какой формуле определяется напор насоса при снятии его характеристики в данной работе?

5. Какой вид имеет характеристика насоса и трубопровода ?

6. Назовите существующие способы регулирования подачи жидкости насосом к потребителю.

7. Каким образом регулировался режим работы насоса при снятии его характеристики в данной работе?

6