Исследование параметров центробежных насосов.

Цель работы – провести сопоставительный анализ конструктивных параметров различных типов центробежных насосов и исследовать работу насосов в сети.

1. Общие сведения.

1.1. Устройство центробежных насосов.

1.1.1. Гидродинамическая схема насоса.

Насос – это лопаточная машина для перемещения жидкости. По направлению потока жидкости в лопаточном канале колеса насосы делятся на аксиальные, диагональные и центробежные (радиальные). В последних применяются лопатки рабочего колеса, загнутые назад по ходу вращения. Гидравлическая схема таких насосов отражает геометрическую конфигурацию проходной части насоса с установленным числом лопаток и с линейными размерами, находящимися в определенном соотношении к наружному диаметру колеса. Характерной конструктивной величиной является также отношение выходного и входного диаметров колеса.

1.1.2. Конструктивные характеристики элементов насосного агрегата.

Рабочие колеса насосов выполняются любыми с числом каналов от 2 до 8. Посаженное на вал рабочее колесо (ротор) помещается в спиральном корпусе, имеющем всасывающий и нагнетательный патрубки.

Насосным агрегатом считают комбинацию насоса с приводным двигателем, расположенную на общей раме.

1.1.3. Маркировки насосных агрегатов.

Обычная маркировка, например: типоразмера 2К20/30:

первая цифра – диаметр нагнетательного патрубка в дюймах (условно!)

буква – конструктивный признак горизонтальных, одноступенчатых центробежных насосов консольного типа с закрытым рабочим колесом одностороннего входа

вторая цифра – подача м³/ч (условно!)

третья цифра – полный напор в м (условно!)

1.2. Эксплуатация насосов.

1.2.1. Параметры работы насосов.

Подача (производительность) насоса – массовый или объемный расход жидкости.

Напор насоса – приращение гидравлической энергии, получаемое единицей массы жидкости, проходящей через насос (от входного до выходного патрубков).

Полезная мощность насоса – приращение энергии, получаемой жидкостью, проходящей через насос в единицу времени.

Коэффициент полезного действия – отношение полезной мощности к мощности насосной установки.

Вакуумметрическая высота всасывания, связанная с геометрической высотой всасывания, характеризует вакуум на входе в насос.

1.2.2. Характеристики насосов.

Гидродинамические качества насосов определяются характеристиками – графическими зависимостями напора, мощности и КПД от подачи.

В качестве безразмерного комплекса, связывающего между собой частоту вращения колеса, напор и подачу, применяются коэффициента быстроходности, конкретные значения которых определяют форму характеристик насосов.

1.2.3. Работа насоса в сети.

Насос может иметь или только всасывающие водоводы или всасывающие и нагнетательные вместе. Совмещенная графическая характеристика насоса и сети должна учитывать гидравлический напор в сети.

Основной способ регулирования – дросселирование (путем прикрытия запорно-регулирующей арматуры на нагнетении).

2. Задание.

2.1. Анализ конструктивных параметров.

2.1.1. Ознакомиться с устройством одного типоразмера насоса, с натурным эскизированием его.

2.1.2. Ознакомиться с устройством других насосов (по натурному осмотру и по эскизам, сделанным другими студентами).

2.1.3. Определить по справочным данным маркировку натурного типоразмера насоса.

2.2. Исследование работы насоса типа ЦВЦ – 6,3-3,5.

2.2.1. Общие сведения об электронасосах типа ЦВЦ.

Центробежные моноблочные циркуляционные малошумные электронасосы типа ЦВЦ предназначены для установки на абонентских вводах систем централизованного отопления с целью: обеспечения переменного коэффициента подмешивания при зависимой схеме присоединения отопительных систем к тепловым сетям и создания циркуляции при независимом присоединении в местных отопительных системах.

Насосы создают давление от 2-х до 9,2м при номинальных подачах от 2,5 до 25 м³/ч (всего 6 марок электронасосов).

2.2.2. Техническая характеристика электронасоса ЦВЦ – 6,3-3,5.

Расшифровка марки: центробежный; для воды; циркуляционный; номинальная подача – 6,3м³/ч; напор, соответствующий номинальной подаче – 3,5м.

Другие показатели качества электронасоса: температура перекачиваемой среды не выше 100^оС; давление в системе не более 1 МПа; синхронная частота вращения 3000 об/мин; частота тока 50 Гц; напряжение сети в 3-х фазном режиме 380/220 В; уровень шума – 45дБл; масса – 2кг; габаритные размеры: высота – 287мм, длина – 382мм; присоединительный размер к трубопроводу – 1¹/₂ дюйма или условный 40мм; средний ресурс до капитального ремонта – 20000 ч; режим работы – продолжительный.

2.2.3. Устройство электронасоса ЦВЦ.

Электронасос представляет собой агрегат, состоящий из короткозамкнутого асинхронного электродвигателя и насоса.

Обмотка статора электродвигателя отделена от перекачиваемой воды тонкостенной гильзой из немагнитной стали. Ротор электродвигателя с радиально-упорными подшипниками скольжения вращается в перекачиваемой воде, которая служит смазкой для подшипников.

2.2.4. Описание насосной установки.

Насос включен в гидравлический горизонтально расположенный с расширительным бачком контур, и устройствами для регулирования и измерения подачи воды, а также приборами для измерения давления.

Для определения потребляемой мощности служат: амперметр и вольтметр.

2.2.5. Порядок выполнения экспериментов.

Убедившись в заполнении контура водой через расширительный бачок (по показаниям пьезометров) при полностью закрытом вентиле на нагнетании и полностью открытом вентиле на всасывающем трубопроводе, включают электродвигатель и все измеряемые параметры этого режима заносят в протокол испытаний (таблица3).

Последующие режимы проводят постепенно приоткрывая вентиль на нагнетании; последний режим – вентиль открыт полностью.

Таблица 3

Протокол испытаний

Дата

Время

Измеряемый или рассчитываемый параметр	Обозначение	Единица измерения	Положение вентиля на нагнетании
			1	2	3	4	5	6
Давление (напор) нагнетания	Ннаг	кг/с, Па, м.в.ст.
Напор во всасывающем трубопроводе	Нвс	кг/с, Па, м.в.ст.
Напор насоса	Ннас	кг/с, Па, м.в.ст.
Подача	V	м3/ч, м3/с
Теоретическая мощность	N	Вт
Фазное напряжение	U	В
Сила тока	J	А
Потребляемая мощность	Nнас	Вт
КПД	ηн	-

2.2.6. Обработка результатов испытаний.

Подача насоса для каждого режима определяется по турбинному водомеру (вычисление производится с помощью секундомера).

Напор насоса определяется давлением нагнетания за вычетом гидростатического столба жидкости в расширительном бачке.

Потребляемая мощность определяется по показаниям амперметра и вольтметра в 3-х фазной сети.

КПД вычисляется как отношение теоретической мощности к потребляемой; теоретическая мощность определяется как произведение подачи на напор насоса.

3. Состав отчета.

3.1. Анализ конструктивных параметров.

3.1.1. Гидродинамическая схема насосов.

3.1.2. Эскиз межлопаточного канала.

3.1.3. Полная конструктивная характеристика насоса.

3.1.4. Технические данные насосов.

3.2. Исследование работы насоса.

3.2.1. Схематическое изображение лабораторного стенда.

3.2.2. Протокол испытаний, метрологическая карта.

3.2.3. Расчетные формулы и необходимые примеры расчета.

3.2.4. Графические зависимости (характеристики), полученные при обработке экспериментальных данных.

3.2.5. Анализ полученных зависимостей.

3.2.6. Выводы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.