Основные параметры центробежных насосов
Подача насоса – объем жидкости, перекачиваемый насосом в единицу времени. Подача измеряется в м3/с, м3/ч, л/с. В лабораторной работе подача определяется путем замера объема воды V, проходящего через расходомер за время t, измеряемое с помощью секундомера, по формуле:
| (4.1) |
Напор насоса – разность удельных энергий жидкости в сечениях до и после насоса:
|
| (4.2) | ||
|
где |
– манометрический напор; | ||
|
– разность скоростных напоров. При одинаковых диаметрах всасывающего и напорного трубопроводов эта разность равна нулю. | ||
,
В лабораторной работе напор определяется по показаниям манометра и вакуумметра по формуле:
| Н = Рман + Рвак | (4.3) |
Мощность насоса находят по формуле, кВт:
 ,
| (4.4) |
где U – напряжение в сети, 380 В;
I– показания амперметра, А;
ηдв – КПД электродвигателя, для лабораторной работы принимается равным 0,9;
cosφ – коэффициент мощности, для лабораторной работы принять равным 0,8;
k – коэффициент передачи, для лабораторной работы принимается равным 0,9.
КПД насоса представляет собой отношение полезной мощности к мощности насоса:
 ,
| (4.5) |
Полезная мощность вычисляется по формуле, кВт:
 ,
| (4.6) |
где Q – подача насоса, м3/с;
Н – напор насоса, м;
ρ – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.
Характеристики насосов
|
|
|
Рабочими характеристиками центробежных насосов называют зависимости напора, мощности, КПД от подачи при постоянной частоте вращения (рисунок 4.1). Кривую H(Q) называют напорной характеристикой. Кривые N(Q), η(Q) характеризуют энергетические качества насоса и представляют собой энергетические характеристики. На характеристике выделяют оптимальную режимную точку, соответствующую максимальному значению КПД, и рабочую часть характеристики, соответствующую отклонению КПД от максимального значения на 5 – 10 %. Рабочая часть характеристики – это зона характеристики насоса, в пределах которой допускается длительная его эксплуатация.
На основе анализа характеристик Q-H составлено уравнение, дающее аналитическую зависимость между подачей и напором (уравнение полной квадратичной параболы):
| H = a0 + a1Q + a2Q2, | (4.7) |
где а0 – постоянная, положительная по величине, равная напору, создаваемому насосом при Q = 0;
а1 и а2 – постоянные, положительные или отрицательные, зависящие от формы напорной характеристики насоса.
Рисунок 4.1 – Характеристики насосов Wilo – Economy - MHI 202-206
ЦЕЛЬ РАБОТЫ– Построить и провести анализ характеристик центробежного насоса по данным испытания.
|
|
|
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторная установка, секундомер.
Описание лабораторной установки
Насосная установка, схема которой представлена на рисунке 4.2, состоит из двух горизонтальных центробежных многоступенчатых насосных агрегатов: с постоянной частотой вращения MHI 203 (1) и с частотно-регулируемым приводом MHIE 205-2G (2).
Рисунок 4.2 – Схема лабораторной установки
1 – насос MHI 203; 2 – насос MHIE 205-2G; 3 - 15 – вентили; 16 – обратный клапан; 17 – счетчик воды; 18 – клапан обратный приемный; 19 – манометр; 20 – вакуумметр; 21 – датчик давления; 22 – резервуар; В1 – всасывающий трубопровод ; В2 – напорный трубопровод; В3 – трубопровод для заливки насосов перед запуском
Установка имеет обвязку, позволяющую включить насосы по отдельности, параллельно и последовательно. Насосы могут перекачивать воду в бак, расположенный в лаборатории гидравлики, или обратно в резервуар (22). Залив насосов осуществляется от хозяйственно-питьевого водопровода (В3). На напорной линии каждого насоса установлены манометры (19) и счетчики воды (17). На всасывающих трубопроводах установлены вакуумметры (20).
Порядок выполнения работы
1 Для включения насоса № 1 открыть вентили 4, 5, 10, закрыть вентили 6, 7, 8, 9, 11, 13, 14, 15. При этом насос будет перекачивать жидкость обратно в резервуар 22.
|
|
|
2 Открыв вентиль 12, залить корпус насоса и всасывающий трубопровод перед запуском.
3 Включить насос, снять показания с манометра, вакуумметра и амперметра, данные занести в таблицу 4.1.
4 Частично открыть вентиль 6, снять показания манометра, вакуумметра и амперметра. По водосчетчику определить объем жидкости V, подаваемый насосом за время t (не менее 2-3 минут). Данные занести в таблицу 4.1.
5 Повторить измерения п.4 5-6 раз до полного открытия вентиля.
6 Определить параметры насоса по формулам (4.1) – (4.6). Результаты вычислений занести в таблицу 4.2.
Таблица 4.1
Таблица измерений
| Измеряемая величина | Номер опыта | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Объем V, м3 | ||||||
| Время t, с | ||||||
| Показания манометра Рман, кг/см2 | ||||||
| Показания вакуумметра Рвак, м | ||||||
| Показания амперметра I, А | ||||||
7 Вычислить абсолютные погрешности величин Q, H, Nполезн, Nн, η по формулам [4, 5]:
 ,
| (4.8) |
где ΔV и Δt – абсолютные погрешности прямых измерений объема и времени, равные половине деления шкалы прибора.
|
|
|
 ,
| (4.9) |
где ΔPман и ΔPвак – абсолютные погрешности определения избыточного давления и вакуума, равные половине деления шкалы приборов.
 ,
| (4.10) |
где ΔQ и ΔH – погрешности, определенные по формулам (4.7) и (4.8).
 ,
| (4.11) |
где ΔU и ΔI – абсолютные погрешности определения напряжения и силы тока. ΔU принять равной 5 В, ΔI равна половине деления шкалы прибора.
 ,
| (4.12) |
Таблица 4.2
Результаты вычислений
| Величина | Номер опыта | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Подача Q, л/с | ||||||
| Напор Н, м | ||||||
| Полезная мощность Nполезн, кВт | ||||||
| Мощность насоса Nн, кВт | ||||||
| КПД, % | ||||||
8 Вычислить относительные погрешности величин Q, H, Nполезн, Nн, ηпо формулам:
 ,
| (4.13) |
 ,
| (4.14) |
 ,
| (4.15) |
 ,
| (4.16) |
 ,
| (4.17) |
9 Построить характеристики насоса Q-H, Q-N, Q-η по данным таблицы 4.2.
10 На характеристике насоса найти оптимальную режимную точку и рабочую часть характеристики.
11 С помощью ПК (персонального компьютера), используя функцию ЛИНЕЙН() в программе Microsoft Excel, определить для напорной характеристики коэффициенты а0, а1, а2, значения их стандартных ошибок, коэффициент детерминации, стандартную ошибку уравнения регрессии.
12 Построить напорную характеристику насоса по уравнению (4.7).
13 Сравнить характеристики насоса: из каталога (рисунок 4.1), полученную в результате испытаний насоса, построенную по уравнению (4.7).
Контрольные вопросы
1 Дать определение основным параметрам насоса. Пояснить, как в ходе лабораторной работы определялись подача, напор, мощность, КПД насоса.
2 Дать определение характеристики насоса, оптимальной режимной точки и рабочей зоны характеристики.
3 Перечислить типы характеристик насосов и их особенности.
4 Пояснить, как производится запуск центробежного насоса.
5 Перечислить и кратко охарактеризовать существующие способы заливки центробежных насосов.
6 Перечислить приборы, применяемые для измерения давления и подачи на насосных установках. Пояснить принцип их действия.
7 Пояснить назначение и принцип действия обратного клапана, установленного на напорном трубопроводе насоса.
8 Пояснить назначение и принцип действия обратного приемного клапана, установленного на всасывающем трубопроводе насоса.
Лабораторная работа № 5
Дата добавления: 2021-04-06; просмотров: 152; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!