Методичка по гидравлике
.pdf
10 Лабораторная работа №9
Последовательная и параллельная работа центробежных насосов на сеть
10.1 Основные положения и расчетные зависимости
Последовательное соединение насосов применяется для увеличения напора в тех случаях, когда один насос не может создать требуемого напора. При этом подача насосов остается прежней, а общий напор равен сумме напоров обоих насосов, взятых при одной и той же подаче. Следовательно, суммарная характеристика насосов (кривая 3 на рисунке 20) получается сложением ординат кривых напоров 1 и 2 обоих насосов.
Пересечение суммарной характеристики насосов 3 с характеристикой трубопровода 4 дает рабочую точку А. Абсцисса и ордината этой точки дают соответственно подачу Q , и суммарный напор Н3, который равен:
Н3=Н1+Н2 |
(60) |
где Н1 и Н2 - напоры, создаваемые соответственно первым и вторым насосом при подаче Q , м.
При последовательном соединении насосов жидкость, подводимая ко второму насосу, может находиться под значительным давлением, которое может превысить величину, допустимую по условиям прочности. В этом случае второй насос следует размещать вдали от первого, в том вместе напорного трубопровода, где давление снизилось до безопасного.
3 4
H |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
||
Рисунок 20
Из всего сказанного можно сделать вывод, что в случае необходимости получения большого напора при крутой характеристике трубопровода следует соединять насосы последовательно. При пологой характеристике трубопровода последовательное включение насосов может привести к небольшому увеличению напора и к значительному росту подачи. Справедливость этого вывода подтверждается анализом кривых, приведенных на рисунке 21, на котором представлена последовательная работа двух одинаковых насосов.
При параллельной работе двух насосов, имеющих характеристики 1 и 2 (рисунок 22), их суммарная характеристика 3 строится путем последовательного сложения абсцисс двух точек, соответствующих одному напору Н, кривых 1 и 2.
Иными словами, следует сложить кривые напоров 1 и 2 по горизонтали. Пересечение суммарной характеристики 3 с характеристикой трубопровода 4 дает рабочую точку А.
Таким образом, при пологой характеристике трубопровода параллельная работа двух насосов будет более эффективной, так как увеличение подачи Q получается большим (точка А2 на рисунок 23) . Однако во всех случаях общая производительность насосов меньше суммарной подачи, которую развивали бы насосы, работая изолированно (точка В). На рисунке 23 приведена характеристика параллельной работы двух одинаковых насосов при крутой и пологой характеристиках трубопровода.
Н
4
А1
А2 3
1 и 2
Q 
Рисунок 21
10.2 Описание экспериментальной установки |
||
Опыты проводятся на установке, |
описание которой дано в работе №7 и |
|
схема которой приведена на рисунке 17. |
||
Н |
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|
Q1 |
1 |
|
2 |
|
3 |
=H |
|
|
Q2 |
|
|
1 |
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
Q3 |
|
|
|
Q |
|
Рисунок 22 |
|
10.3 Задачи работы
10.3.1 Построение характеристики двух центробежных насосов Н= f(Q ) при последовательной работе.
10.3.2 Сравнение рабочих характеристик при совместной работе насосов с рабочей характеристикой одного насоса.
10.4 Порядок проведения опытов
Записывают исходные данные в раздел 1 отчета. Опыты проводят на двух центробежных насосах при их последовательной работе (рисунок 17). Проверяют состояние всей установки.
Первый опыт проводят следующим образом:
-открывают полностью задвижку 17 и вентиль 10. Задвижки 3,13,12,7, и 8 должны быть закрыты;
-пускают электродвигатель 14 и открывают полностью задвижку 18;
-пускают электродвигатель 5 и открывают полностью задвижку 7;
-снимают показания мановакуумметра 13, манометра 11, счетчика 9;
-одновременно по секундомеру замеряют время опыта;
-постепенным открытием задвижки 8 устанавливают новый режим работы насоса и проводят следующий опыт.
Снимают показания для 6-7 точек и все полученные данные записывают в таблицу 18.
Н
4
А1
А2
В |
3 |
1 и 2
Q
Рисунок 23
10.5 Обработка экспериментальных данных
При обработке данных, записанных в таблицу 18 отчета, заполняют таблицу 19, для чего определяют следующие величины:
а) подачу насоса по формуле (55); б) площади живых сечений ωВ и ωΗ (сечения расположены в местах
установки приборов 15 и 11); в) средние скорости υВ и υН по формуле (8);
г) разность скоростных напоров по выражению (37); д) напор по формуле (32) (НН – показание манометра 11, НВ –
показание мановакуумметра 13).
По опытным данным строят характеристику Н= f(Q ) и сравнивают ее с такой же характеристикой для одного насоса в работе №7.
10.6 Форма отчета
Исходные данные:
При проведении опытов в качестве жидкости используем воду. Диаметр всасывающей трубы (для насоса 15) dВ = 0,045 м Диаметр напорной трубы (для насоса 6) dН = 0,05 м
Тип насосов – 2К-6 Включение насосов – последовательное
Таблица 18Величины, измеренные при проведении опытов
№ |
Показание |
Показание |
Отметка, |
Объем |
|
Время |
опыта |
мановакуу |
манометра |
|
воды |
за |
опыта, |
|
мметра, |
, |
|
время |
|
|
|
Нв |
|
|
опыта |
|
|
|
|
Нн |
∆Ζ |
∆V |
|
Т |
|
м.вод.ст. |
м.вод.ст. |
м |
м3 |
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 19Величины, вычисленные на основании опытных данных
№ |
Подач |
Средн |
Средн |
|
VН 2 −VВ 2 |
|
Полны |
Площа |
Площа |
|
2q |
||||||||
опыта |
а, |
яя |
яя |
|
|
й |
дь |
дь |
|
|
|
|
|||||||
|
|
скорос |
скоро |
|
|
|
напор, |
живог |
живог |
|
|
ть |
сть, |
|
|
|
|
о |
о |
|
Q |
|
|
|
|
|
|
сечени |
сечени |
|
|
VВ |
VН |
|
|
|
Н |
я, |
я, |
|
|
|
|
|
|
|
|
ωВ |
ωΗ |
|
м3/с |
м/с |
м/с |
м |
|
м |
м2 |
м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зависимость должна быть представлена на одном графике с кривой Н= f(Q ) из работы №7
Н, м
Q, м3 / с
Рисунок 24 - Зависимость Н= f(Q )
10.7Контрольные вопросы
1.Цель работы.
2.Особенности последовательной и параллельной работы двух насосов.
3.В каком случае есть смысл включать насосы в работу последовательно, а в каком параллельно?
4.Порядок проведения опытов.
10.8Литература, рекомендуемая для выполнения работы
1.Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. – М.: Машиностроение, 1982, С. 220-228.
2.Угинчус А.А. Гидравлика и гидравлические машины.: Харьков: Изд. ХГУ, 1970, С. 252-253.
Список использованных источников
1.Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. – М.: Машиностроение, 1982. – 424 с.
2.Сборник задач по гидравлике /Под.ред. Большакова В.А./ - Киев:
Вища школа, 1975. – 300 с.
3.Угинчус А.А. Гидравлика и гидромашины. – Харьков: изд. Харьковского университета. 1970. – 396 с.
4.Чугаев Р.Р. Гидравлика. – Ленинград: Энергия. 1982. – 672 с.