МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

Департамент научно-технологической политики и образования

ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра «Сельскохозяйственное водоснабжение и гидравлика»

НАСОСЫ И НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ № 1-7

для студентов очного и заочного отделений

эколого-мелиоративного факультета

Специальности: 280401 "Мелиорация, рекультивация и охрана земель";

280301 "Инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения"; 280302 «Комплексное использование

и охрана водных ресурсов».

Волгоград

ИПК «Нива»

2

1

009

УДК 626.816:556.3

ББК 38.774:26.35

В62

В62 Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Насосы и насосные станции»/ Сост. Овчинников А.С., Мануйленко И.А., Пантюшина Т.В., Бочарникова О.В.; Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия. Волгоград 2009г. 24с.

Излагается содержание и методика выполнения лабораторных работ. Приведены рекомендации по выполнению заданий. Даны необходимые формулы, таблицы, рисунки.

Для студентов эколого-мелиоративного факультета очной, заочной и сокращенной формы обучения специальности: 280401 "Мелиорация, рекультивация и охрана земель"; 280301 "Инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения";

280302 «Комплексное использование и охрана водных ресурсов».

Рекомендовано методической комиссией эколого-мелиоративного факультета ВГСХА от 27 марта 2009г., протокол № 7

УДК 626.816:556.3

ББК 38.774:26.35

Овчинников А.С., 2009

ИПК ФГОУ ВПО ВГСХА «Нива»,2009

Лабораторная работа № 1 Тема: «изучение конструкций лопастных насосов, применяемых на водохозяйственных объектах»

Цель работы:

1. Изучение устройства насоса, конструкции его основных деталей и их назначение.

1.1 Центробежные насосы.

1.2 Многоступенчатые насосы.

1.3 Центробежные консольные насосы.

1.4 Центробежные насосы двустороннего входа.

1.5 Центробежные вертикальные насосы.

1.6 Скважинные насосы.

1.7 Погружной насос.

1.8 Осевые насосы.

1.9 Диагональные насосы.

2. Определение марки насосов по ГОСТ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Тема: «СХЕМЫ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ НАСОСОВ ТРЕНИЯ»

Цель работы:

Изучение устройства насоса, конструкции его основных деталей и их назначение.

1. Вихревые насосы.

2. Водоструйные насосы.

3. Воздушные подъемники: эрлифты.

4. Шнековые насосы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Тема: «СХЕМЫ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

ОБЪЕМНЫХ НАСОСОВ»

Цель работы:

Изучение устройства насоса, конструкции его основных деталей и их назначение.

1. Поршневой насос.

2. Плунжерные насосы.

3. Диафрагменные насосы.

4. Шестеренный насос.

5. Винтовые насосы (диагональные).

6. Вспомогательные насосы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Тема: «ИЗУЧЕНИЕ КИНЕМАТИКИ ПОТОКА В РАБОЧЕМ КОЛЕСЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА»

Цель работы:

1. Уяснить связь между скоростями , , , ω;

2. Построить планы скоростей при входе жидкости в колесо и выходе из

него;

3. Определить напор насоса Н при заданных подаче Q и частоте вращения

вала n, используя план скоростей на выходе из колеса;

4. Сравнить значение рассчитанного напора Н с напором по паспортным

данным.

Основные определения и соотношения:

Разложив абсолютную скорость на две перпендикулярные составляющие: по направлению вектора и по r можно найти, что:

= cos α (1)

= = sin α (2)

Скорость называется меридианной или радиальной составляющей абсолютной скорости, а скорость – тангенциальной составляющей абсолютной скорости.

Введем следующие условные индексы для скоростей движения частицы жидкости: 0 – непосредственно при входе в рабочее колесо; 1– непосредственно при входе жидкости на лопасть; 2 – непосредственно при выходе жидкости из рабочего колеса.

Кинематика потока при входе жидкости в рабочее колесо

Скорость потока при входе в рабочее колесо , м/с:

= , (3)

где Q – подача, м³/с; η_об – объёмный КПД; D₀ – диаметр входного сечения

рабочего колеса, м; d_вт – диаметр втулки, м.

При входе на лопасть колеса частица жидкости займет положение М₁. Соответствующие скорости частицы при этом будут: относительная – ω₁, окружная – и абсолютная – .

Скорость потока , обычно не изменяется при движении жидкости до входа на лопасти рабочего колеса, т.е.:

= = (4)

где – абсолютная скорость потока при входе на лопасти, м/с;

– меридианная составляющая абсолютной скорости при входе на

лопасти, м/с.

Для плавного перехода от скорости к необходимо, чтобы угол α₁ был равен 90⁰, т.к. при этом вход частицы не будет сопровождаться отклонением ее от первоначального меридианного (радиального) движения.

Средняя окружная скорость входных кромок лопастей , равна:

= , м/с (5)

где D₁ – диаметр сечения, проходящего через середины сходных кромок

лопастей, м; n – частота вращения колеса, об/мин.

Средняя абсолютная скорость потока относительно лопасти рабочего колеса , определяется из параллелограмма скоростей:

= ω + , м/с (6)

Угол входа потока на лопасти β₁, определяется по формуле:

β₁ = (7)

Разность углов между направлением лопасти β_лоп1 и направлением относительной скорости ω₁(β₁) называется углом атаки α_ω :

α_ω = β _лоп1 - β₁ (8)

Угол атаки имеет значение при проектировании колес. По нормативным данным величина его положительна и на оптимальном режиме, должна находиться в пределах 3⁰ - 8⁰.

Рис. 4.1. Схема абсолютного движения жидкости в рабочем колесе центробежного насоса

После входа на лопасти поток движется вдоль лопастей, а траектория его соответствует очертаниям межлопастных каналов.